核心素养视域下的农村中学化学实验教学探究

湖北省赤壁市黄新阶名师工作室(437300) 孙文英 姚志红 周建国

化学实验是学生获得感性认识、建构化学知识体系、发展能力重要而有效的途径和方法，对发展学生科学素养有着非常重要的作用。从教育教学的角度看，实验内容本身就是学生学习的重点；实验操作需要学生手脑并用，是培养学生能力的途径；实验观察是培养学生严谨求实的科学态度的手段；实验探究是培养学生创新思维的工具；实验节约、环保的要求是培养学生环保意识和社会责任的基本素材。因此，落实和创新实验教学是“立德树人，培育学生科学素养”的重要途径。

农村中学教学条件简陋，教师要充分把握实验教学的内涵与外延，发挥学生的主体作用和教师的主导作用，创造实验条件，因地制宜地开发和利用化学实验教学资源，拓展化学实验的渠道，开足开全实验课程，激发学生学习的驱动力，提高学生科学探究与创新实验能力，发展学生化学学科核心素养。本文就如何有效提高农村中学化学实验教学效果谈些疏漏之见。

1 就地取材，开发实验替代品

留心身边的廉价器材、废弃用品、食品等，合理利用它们作为实验替代品，既有助于解决当下农村中学实验仪器、药品的短缺问题，又丰富了化学实验教学物质资源，同时还增强了学生的节约理念和环保意识，培养他们观察生活、理论联系实际的习惯和能力。

易拉罐、旧电线中的铝丝或铜丝、月饼盒里的双脱剂(铁粉)、食品干燥剂(生石灰)等都可以充当实验药品。无毒、无害且生活中随处可见的塑料矿泉水瓶可替代实验仪器，如水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等；塑料瓶底可替代表面皿；废弃糖果板可替代点滴板；已消毒的注射器可替代量筒和滴管；一次性筷子可替代玻璃棒等。

2 不辞辛苦，开放实验室

化学实验室是化学教师开展化学实验教学的重要阵地，也是学生进行实践探究活动的重要场所。然而课堂教学时间却是有限的。鉴于农村中学学生大部分是寄宿生，教师大多居住在学校，化学教师应发扬不辞辛苦的敬业精神，充分利用课余时间，最大限度地开放实验室，鼓励学生走进实验室进行自主实验。

遵循自愿、自主、安全的原则，以化学兴趣小组为单位，利用课余和节假日时间，开放化学实验室，为学生独立自主进行课外实验活动提供场所。如在教师的指导下，学生可在化学第二课堂上自制和改装仪器；开展趣味实验；对教材实验进行改进和创新；对生活中感兴趣的化学问题进行实验探究等。

3 突破常规，改进原有实验

化学新教材选编了大量的化学实验，虽然体现了化学是以实验为基础的自然科学的特点，但有些实验装置复杂，有些实验现象不够明显，有些实验会污染环境。在不影响实验结果的前提下，突破常规思维，对这些实验进行改进与创新，可以开拓学生的思维，培养学生的创新能力。

教材中氨分子运动实验是将浓氨水倒入小烧杯中，药品用量大，使用玻璃仪器较多且不便移动。笔者将实验改进为将系有3朵棉花团(用无色酚酞溶液湿润)的细铁丝固定在容量约为50mL的塑料瓶瓶盖上，然后用注射器往塑料瓶底部事先打好的小孔处加入约0.5mL浓氨水。改进后的实验操作简便、耗时短、现象明显、便于移动，还减少了环境污染。

4 精心挖掘，拓展课外实验

课外实验是培养和发展学生好奇心的重要途径，既能充分照顾学生的兴趣和爱好，又能最大限度地提高学生学习的积极性和主动性。化学教师积极引领学生紧密联系农村生活实际，善于挖掘化学实验教学资源，体会化学来源于生活，服务于生活的价值，增强学生的社会实践能力和创新实验能力。

在学习酸碱指示剂时，介绍了玻义耳和指示剂的发现史，提出问题“在没条件采摘和购买花卉的情况下，生活中还有哪些常见的植物可以作指示剂呢?”学生制定方案，收集材料，进行探究。学生发现生活中较常见的紫菜苔和洋葱的表皮可作酸碱指示剂，其变色效果明显，且易保存。

5 巧妙整合，优化演示实验

要想获得好的实验效果，多样化的实验手段必不可少。将网络技术、网络信息和实验教学进行整合，可使那些原本无法操作、不易观察的实验得到补充。如模拟有毒的、有危险的或装置过于复杂的实验；模拟化学实验错误操作后产生的后果；模拟化学变化的微观本质等。教师在轻松愉快教给学生知识的同时，又使学生感受到现代科学技术的发展成果，激发了学生的学习兴趣，能收到较好的教学效果。

一氧化碳还原氧化铁实验存在以下不足之处：装置复杂、实验操作繁琐、费时；反应体系开放，易污染环境；实验现象不明显等。教师可以利用化学仿真实验室软件模拟演示该实验，通过“逆其道而行”——先加热后通一氧化碳，模拟化学实验错误操作产生的后果，极大地提高了实验教学效果。

6 因势利导，构建实验教学模式

以教师活动和学生活动为两条主线，师生活动环环相扣，以评价反馈为机制，形成探究性实验课模式，该模式充分体现了教、学、评相融合的有效教学理念。最大创新点是增设了评价调控功能，即对每一项活动的效果进行价值判断，若价值判断为“是”，则进入下一步活动；若价值判断为“否”，则返回上一步活动，以保证活动效果落实到位。具体实验教学模式见图1。

7 延伸拓展，开展小课题研究

图1 探究性化学实验教学模式

青少年科技创新大赛是由中国科学技术协会、教育部等部门组织的一项具有示范性、导向性和群众性的活动。该项活动的目的是促使青少年深入理解科学、技术与社会的关系，激发其对科学的兴趣，培养他们的社会责任感，通过知识的学习、技能的掌握和活动的参与，使广大青少年初步领会科学的方法论，提高其观察能力、思维能力、创造能力和实践能力，从而促进其科学素质的全面提高。我们在课堂实验教学基础上进行延伸拓展，组织学生以小课题的方式开展研究，报送优秀作品参加各级青少年科技创新大赛。

近几年我们开发的小课题主要有：空气中氧气含量测定的改进实验研究、分子运动的创新验证、对二氧化碳收集方法的再探究、对自热保险米饭发热原理的研究、从草木灰中初步提取碳酸钾的研究、用蔬菜制取植物指示剂等。

实施探究性实验教学模式5年来，激发了学生科学探究的兴趣，学生的实验探究能力等核心素养得到了有效发展，教师专业水平和课堂教学质量显著提高。赤壁市100多名学生的56件化学实验创新作品在青少年科技创新大赛中获得省级及以上奖励，分别受到中国科学技术协会、教育部、科技部、中国科学院及湖北省科学技术协会、湖北省教育厅等部门的嘉奖。一批参与实验改革的教师执教水平得到显著提高，多人获省、市初中化学说课和优课比赛一等奖，发表10余篇实验改进论文，黄新阶、孙文英和任和林等教师受邀赴全省开展实验改革和青少年科技创新大赛展示交流。