基于“真实情境”的化学校本实验开发

周龙英 荣莹

摘要：现行化学教学往往忽略事物的整体性和复杂性，多以模拟情境为载体，重点突破某一知识点或发展单一能力，学科间的交融较少。基于此，本文以“制作古法豆腐”为例，浅谈如何以真实情境为依托，开发基础性与整体性兼顾的化学校本实验，旨在发展学生学科融通的综合素养。

关键词：真实情境;校本实验;实验开发

文章编号：1008-0546（2019）04-0083-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.04.022

2017年《普通高中化学课程标准》中指出课程理念应以发展化学学科核心素养为主旨，设置满足学生多元发展需求的高中化学课程。从学科系统性的角度，可注重发展学生“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”三方面素养;从学生角度出发，可注重发展个体的“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”方面素养。

但现行化学教学往往忽略事物的整体性和复杂性，多以模拟情境为载体，重点突破某一知识点或发展单一能力，学科间的交融较少，所以当学生在分析解答实际问题时往往无从下手。基于此，笔者考虑以真实情境为依托，开发基础性与整体性兼顾的化学校本实验，旨在发展学生学科融通的综合素养。

一、选题要求设想

1.注重基础性和生活性

基于本类实验面向群体为起始年级，本阶段学生处于初高中进阶阶段，虽具有一定的化学基础，但知识的深度广度仍无法支撑其分析复杂情景，故从通识教育的角度出发，校本实验的选择应注重基础性和生活性，可使学生认同所学的知识在生活中是有用的，或者是生活中的某些现象是有理论依据的。

2.兼顾趣味性和时效性

兴趣是最好的老师，趣味性强的实验有利于激发和促成学生“境脉学习”的时空，提高学生学习化学的兴趣，加深其对相关知识的认知。当然，教学活动也有一定的“时令”，如能将社会上近期出现的话题适时引入课堂，不仅提高学生学习兴奋度，也让学生学会和习惯用科学的方法去辨析社会问题，去伪存真，帮助他们形成未来发展需要的正确价值观，严谨的科学态度等。此外，实验的选择还需优先考虑实验效果、成果明显的实验，学生如能在实验中看到明显的现象或收取成果，必会提高他们实验成就感，进而加强对实验和相关知识的兴趣。

3.严控实验时间

教师选择校本实验的时候，应尽量选择时间在1-2小时内可以完成的实验。这样一方面便于学校进行课务安排，另一方面易于维持学生的兴奋度。因此，教师可选择微型实验，或选择某课题中的一个子课题，这样可留给学生充分探究的空间，即从材料准备开始就让学生自己动手，在实验中观察学生表现，适时捕捉困扰学生的问题，引导学生对问题进行思考钻研，对实验结果进行分析、反思，从而提高学生的探究能力。

4.因材设计，凸显个性

校本实验设计时，还可针对本校的实情进行选择和优化，突出学习者的个性。如本校是女子中学，女生情感细腻，对美的体验要求很高。教师可选择女性更感兴趣的实验进行教学，例如豆腐的制备实验，美容皂、润唇膏的制备实验等，又如测定生活中各种蔬菜水果的酸碱性，维生素C的还原性实验等。

二、例谈校本实验开发流程

笔者就“制作古法豆腐”的实验教学为例，介绍一下校本实验的开发流程和思考。整体流程如下图所示：

教师先依据上述选题设想，遴选出多个备选课题的情境及方向，在此基础上再对学生进行问卷，筛选出学生感兴趣的课题，教师对初步确定的课题依次进行文献检索、可行性分析预实验等论证活动，并最终确定实验课题。如以强化“胶体聚沉原理”为学习目的，设计了“制作古法豆腐”实验，教师创设情境“江西卫视《非遗美食》中提到，相传刘邦之孙刘安被封淮南王，为谢封赏，欲炼长生药献于高祖。在炼丹过程中，一名小工误饮卤水，以为必死，归家途中，出现口干、恶心、呕吐，胃部有灼烧感，便向村民求得热豆浆一碗，饮用后，症状缓解，归家后竟渐恢复健康。他将此事告知师父，师父亦觉惊奇，在分析各种可能后，果断将卤水和热豆浆倒在一起，两种浆水竟成白嫩细腻之物，分食后，味美，自此，洧川成为名副其实的豆腐发祥地。”由上述情境导出问题“日常生活中，误食卤水是否对人体有害？若有害，该如何处理？卤水加热豆浆真能制成豆腐吗？”这些真实情境的设问，引发学生探究欲望，并需通過实验手段获取证据，对预期设想进行证是或证否。

1.文献检索

笔者以“豆腐制作”为关键词，查阅相关文献（中国知网），共搜得2010年至2018年的相关论文161篇。从这些论文中分析对比发现制作豆腐可以用不同的原料，不仅是豆浆，还可为牛奶，花生等。凝固剂也有不同类型，古法有盐卤即氯化镁，现在亦可用石膏、葡萄糖酸内酯等，而以往化学教材上主要用氯化镁做点豆腐的电解质。豆腐类型也有许多，例如果蔬彩色豆腐”、夹心豆腐、水晶花生豆腐[2]、茶汁豆腐53]。这些新的思路，可作为实验延展，使实验内容更丰富饱满，在实际教学中，可据学生个体差异（实验技能、兴趣点等），让其自行选择完成，教师可选择其中1-2个关键变量作为课堂自选部分，其余为课余自选。

2.预实验

为了使学生能在有限的课堂时间中尽可能地提高实验成功率，教师须先进行预实验。豆腐制作过程主要包括以下步骤：筛选黄豆→清洗→浸泡→磨浆→过滤→煮浆→点卤→蹲脑→成型→成品。笔者发现一般黄豆的浸泡时间较长，冬季需4-5小时，夏季也需2-3小时，有些资料显示需浸泡时间更长。所以，笔者将“浸泡”环节从课堂教学中去掉，改为居家完成。此外，为使课堂实验时间压缩在1-2小时内，笔者进一步将“磨浆”、“煮浆”两个环节改为用家用豆浆机替代;“过滤”也建议改用纱布，替换掉实验室的滤纸和家用滤网。经调整后，课堂内豆浆的制作时间一般可控制在20-30分钟/次。

此外，制作中最为关键的步骤为“点卤”，文献中显示点卤的豆浆浓度和凝固剂的用量都是决定实验成败的重要因素。教师预实验的结果是现磨豆浆和自带的自制豆浆成功率高，早餐店的豆浆成功率低。凝固剂的浓度对豆腐的成功率也有影响。另外，豆浆在点卤之前是否煮沸对实验成功率的影响也十分大。故笔者考虑将“豆浆浓度”或“凝固剂”作为课堂自选自变量，即学生在两者间择其一作为自变量，另一個则为常量，如若选择“豆浆浓度”为自变量，同时选择葡萄糖酸内酯作为凝固剂完成对比实验。

3.课堂实录及思考

课堂教学中，为量化豆浆浓度的差异，学生选择了课堂现磨豆浆，包括两种浓度即125g豆子/1.2L水及100g豆子/1.2L水分别进行实验。对于凝固剂，学生选择盐卤（1g/10mL、1.5g/10mL）、石膏（3g/45mL、4.5g/45mL）、葡萄糖酸内酯（2g/30mL、3g/30mL），学生就豆浆浓度、凝固剂种类及浓度中任选一个自变量完成分组实验，汇总后统计全班实验的成功率（成功组数/总组数），其中以形成稳定成型的豆腐脑为成功组，实验结果如下表所示。

据上表所述，18组学生中有4组学生选择豆浆浓度为自变量，包括2组以盐卤（1.5g/10mL）为凝固剂，2组以内酯（2g/30mL）为凝固剂;有3组学生选择盐卤为自变量，豆浆浓度均选择125g/1.2L;有5组选择石膏为自变量，其中3组选择豆浆浓度125g/1.2L，2组选择豆浆浓度100g/1.2L;有6组学生选择葡萄糖酸内酯为自变量，其中4组选择豆浆浓度为125g/1.2L，2组选择豆浆浓度为100g/1.2L。

豆浆的浓度对实验结果有一定的影响，但差异不是很明显，结合教师在预实验中各种凝固剂的尝试数据，发现豆浆浓度略有差异对点卤成功率的影响很小，但豆浆浓度稀，豆腐脑也相应变稀。在豆浆点卤之前的煮沸过程中，将豆浆煮沸3分钟，冷却1分钟，点卤的成功率非常高，因而，学生在实验中成功的组别也很多。未成功组有的是由于煮沸过程没控制好，导致溢锅太严重无法控制豆浆浓度及凝固剂而失败;有的是过滤豆浆的时候泼洒出来，来不及重做而无法完成实验;有的是凝固剂加入后搅动厉害而导致失败。另外，用3g葡萄糖酸内酯做凝固剂的组别虽然点卤很成功，但豆腐口感发酸，影响效果。盐卤和石膏做凝固剂的豆腐为老豆腐，口感比较粗。

通过该实验，学生初步学习了控制变量的实验方法，成功组的同学发现生活中一些看似复杂的问题，亦可通过科学探究的方法去逐层分析、探究，并逐步形成了用科学思维和科学方法去看待和分析问题的习惯，增强了实验成功的信心。失败组同学也从失败中总结出科学探究需严谨的科学态度，实验操作的规范性对实验成败至关重要，且设计实验不是一蹴而就的过程，需要经过多次反复实验才能找到最优方案。

综上，利用上述开发流程，本学年师生共同探索开发多个实验方案：如制作古法豆腐，肥皂的制备，水果电池的制作，非牛顿流体实验，生活中的酸碱指示剂等。其中制作古法豆腐、肥皂的制备、植物天然的酸碱指示剂的探索都是学生非常熟悉的生活情境，引导学生关注生活中的化学，能将化学课堂中抽象出的规律和原理与真实情境相对应。而非牛顿流体实验、水果电池的制作实验也是旨在与物理、生物、工程等多个学科进行交叉，尝试开发适合本阶段学生学习的STEM课题。通过这些实验教学，学生对学习化学的热情提高了，畏难情绪也减少了，对一些化学原理有了更深的认识。此外，笔者认为还可以此为基，引导学生对一些热点问题进行思考（如奶粉中的三聚氰胺的测定方法等），增强学生的社会责任感。

参考文献

[1]胡润芳，张玉梅，陈宇华，林国强.纯天然果蔬彩色豆腐制作技术[J].福建农业科技，2016（10）：39-40

[2]王子鸣.水晶花生豆腐[J].陶朱有道，47（3）：32

[3]刘春香.茶汁豆腐制作工艺[J].工艺创新，2009（16）：49