基于三維目標(biāo)的初中化學(xué)趣味性實驗設(shè)計與實踐

陳旭武 鄧珍寶 王桃娟

[摘? ?要]基于三維目標(biāo)的初中化學(xué)趣味性實驗，要堅持三維性、一致性和趣味性原則，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鞏固核心知識，提高學(xué)生實驗操作技能和實驗探究能力，輔助三維教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]趣味性實驗;實驗設(shè)計;三維目標(biāo)

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）17-0077-03

《上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，化學(xué)課程目標(biāo)是以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨[1]?；瘜W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實驗中，學(xué)生通過動手獲得必需的科學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，感受和認(rèn)識科學(xué)的基本思想和基本方法，以科學(xué)態(tài)度和精神進(jìn)行實驗，逐步形成正確的科學(xué)觀。趣味性實驗不僅是教學(xué)中必不可少的組成部分，也是寓教于樂的教學(xué)手段，以“趣”來吸引學(xué)生的目光，可以大大提高教學(xué)的有效性和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

傳統(tǒng)的趣味性實驗教學(xué)是以知識目標(biāo)為本位的，教師在教學(xué)中過于注重知識目標(biāo)的實現(xiàn)或?qū)嶒灥娜の缎裕鲆暳藢W(xué)生能力、興趣、情感態(tài)度、價值觀等諸多方面的培養(yǎng)?；蛘呓處熽P(guān)注了情感目標(biāo)，卻弱化了知識與技能目標(biāo)的實現(xiàn)，為“趣”而實驗。如何實現(xiàn)三維目標(biāo)的整合呢？為此，趣味性實驗設(shè)計應(yīng)該遵循如下基本原則。

一、趣味性實驗的設(shè)計原則

1.三維性原則

課程的三維目標(biāo)是一個整體，知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面應(yīng)有機整合，在過程中掌握方法，獲取知識，形成能力，培養(yǎng)情感、態(tài)度與價值觀。“情感、態(tài)度與價值觀”的養(yǎng)成，一般追求“潤物細(xì)無聲”的影響和“無縫對接式”的滲透。

【趣味性實驗一】配制營養(yǎng)液的三維教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計

①知識與技能

知道N、P、K元素對植物生長的重要性;初步學(xué)會配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液;學(xué)會固體稱量、液體量取、溶解等操作;加深對溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)概念的理解。

②過程與方法

通過動手實驗，對獲得的信息進(jìn)行加工處理，培養(yǎng)實驗操作能力、觀察分析能力和交流表達(dá)能力等。

③情感、態(tài)度與價值觀

通過親自動手做實驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，體驗學(xué)有所用的快樂和化學(xué)的價值，逐步樹立認(rèn)識來源于實踐的觀點。

【趣味性實驗二】制取硫酸銅晶體的三維教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計

①知識與技能

知道晶體和結(jié)晶的概念;理解結(jié)晶的原理。

②過程與方法

通過小組分工合作獲得晶體的實驗，加強動手實踐及團(tuán)隊合作能力;通過對結(jié)晶方法的討論、交流，增強對比、分析和歸納能力。

③情感態(tài)度與價值觀

通過欣賞硫酸銅晶體圖片和形成晶體的過程，感受化學(xué)物質(zhì)及其變化之美;通過結(jié)晶在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實例，體驗化學(xué)知識的實用價值。

2.一致性原則

①與學(xué)生的認(rèn)知水平一致

趣味性實驗的架構(gòu)要建立在充分了解學(xué)生已有知識和認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上。在設(shè)計實驗前，教師要充分了解學(xué)生原有的認(rèn)知水平，不可盲目“拔高助長”。

②實驗內(nèi)容與課本所學(xué)內(nèi)容一致;實驗?zāi)繕?biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)一致

根據(jù)教材相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計與之對應(yīng)的趣味性實驗，不能舍本逐末，盲目追求趣味性而忽略課本知識。開展趣味性實驗的目的是激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)化學(xué)知識的方法，并在實驗過程中培養(yǎng)核心素養(yǎng)。

3.趣味性原則

實驗中五彩繽紛的實驗現(xiàn)象最容易引起學(xué)生的濃厚興趣，因此趣味性實驗做到內(nèi)容應(yīng)盡量有趣、現(xiàn)象漂亮、裝置奇特、安全簡單。

二、趣味性實驗的來源

趣味性實驗可以源于教材實驗的改進(jìn)，也可以源于練習(xí)、源于生活，是對課本實驗的補充和完善。

1.源于教材實驗的改進(jìn)

改進(jìn)教材實驗可以復(fù)習(xí)舊知、鞏固新知，便于學(xué)生對實驗的目的、原理、方案和結(jié)論等理解得更透徹，達(dá)到舉一反三、融會貫通的效果;同時通過改進(jìn)教材實驗，還可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【趣味性實驗三】催化劑性質(zhì)實驗改進(jìn)

催化劑的性質(zhì)探究實驗如圖1所示（夾持儀器省略），圖1方案存在諸多不足：三支試管較難同時進(jìn)行實驗，對比性差，且分三次加熱持續(xù)時間較長?？蓪⑷г嚬軍A用繩子綁定（如圖2），這樣三支試管就可以同時加熱（如圖3）。改進(jìn)后的實驗對比性更強、更節(jié)省時間，裝置的趣味性更強，更能激發(fā)學(xué)生興趣。

2.源于實驗習(xí)題的改編

教師在教學(xué)中會遇到各種實驗習(xí)題，特別是課本和練習(xí)冊配套的實驗習(xí)題，這些習(xí)題大多數(shù)能較好地與三維目標(biāo)融合。設(shè)計新穎、趣味性強的實驗習(xí)題可以設(shè)計為趣味性實驗。

【趣味性實驗四】噴泉實驗

上海教育出版社出版的配套練習(xí)第7頁有一道練習(xí)[2]：如圖4所示，在燒瓶中充滿CO2氣體，膠頭滴管中是濃氫氧化鈉溶液，燒杯內(nèi)的水中滴有酚酞試液。實驗時，塞好瓶塞，將膠頭滴管中的濃氫氧化鈉溶液擠入燒瓶內(nèi)，振蕩，然后將燒瓶倒置于鐵架臺的鐵圈上，導(dǎo)管插入燒杯內(nèi)的水中，打開止水夾。問：（1）你能觀察到什么現(xiàn)象？（2）解釋發(fā)生這一現(xiàn)象的原因。（3）通過這個實驗?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？

噴泉實驗有很強的觀賞性和趣味性，也符合趣味性實驗設(shè)計原則的“三維性”和“一致性”。我們將此練習(xí)題設(shè)計為噴泉實驗（如圖5），帶領(lǐng)學(xué)生一起猜測現(xiàn)象，進(jìn)行實驗，觀察現(xiàn)象，分析原理，得出結(jié)論。通過探究活動，學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識與體驗科學(xué)探究的過程，學(xué)會用堿的有關(guān)性質(zhì)解釋相關(guān)的生活現(xiàn)象，在完成三維目標(biāo)的同時，還能夠收獲驚喜，一舉多得。

三、初中化學(xué)常見的趣味性實驗

以有效落實課程目標(biāo)為指導(dǎo)方向，結(jié)合趣味性實驗設(shè)計原則，我們梳理出了初中化學(xué)常見的趣味性實驗，具體如表1所示。

四、趣味性實驗的開展形式

1.與新授課同步

趣味性實驗既可以設(shè)計為課堂實驗，也可以設(shè)計為家庭實驗或課后拓展性實踐作業(yè)。具體的開展過程可以按如下步驟進(jìn)行：①設(shè)計實驗內(nèi)容→②設(shè)計實驗報告（包含三維目標(biāo)）→③準(zhǔn)備實驗（包括學(xué)生和教師）→④開展實驗→⑤作品交流（如圖6）。作品交流可以PPT展示、實驗報告、思考題、微信群展示和班級展覽等形式展開。

2.開展主題實驗課

我們建議每學(xué)期選取某個主題進(jìn)行探究實驗或綜合實驗，鞏固階段性學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)學(xué)生知識的遷移、認(rèn)知結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化以及綜合能力的發(fā)展提高。比如，“用水懂水”系列實驗：由測定雨水、河水和自來水的pH，制作凈水器，制取蒸餾水，鑒別蒸餾水和自來水，自來水中氯離子的檢驗五個實驗組成。通過系列實驗，學(xué)生掌握了過濾、藥品取用等基本操作，同時加深了對過濾、水的化學(xué)性質(zhì)、酸堿鹽的性質(zhì)等學(xué)科知識的理解，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合實踐能力。又如，“用火懂火”系列實驗：由燒不著的手帕、魔棒點燈、探究燃燒的條件、自制滅火器、五彩焰火五個實驗組成。五個實驗層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，提升了實驗教學(xué)的有效性。

綜上，教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的出發(fā)點和歸宿。中學(xué)化學(xué)趣味性實驗設(shè)計在體現(xiàn)趣味性，遵循操作簡單 、安全以及可觀察、可操作等原則的同時，應(yīng)充分發(fā)揮它對學(xué)生學(xué)習(xí)知識的承接作用、啟發(fā)功能和對學(xué)生探究意識的培養(yǎng)功能，即趣味性實驗應(yīng)具有三維性和一致性。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 上海市教育委員會.上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].2版.上海：上海教育出版社，2004：63-68.

[2]? 佚名.化學(xué)練習(xí)部分[M].上海：上海教育出版社，2019.

（責(zé)任編輯 羅 艷）