立足创新化学基础实验 引领探寻学科教学本真

杨大强

摘要：通过对2018江苏省初中化学实验教学说课比赛的26位选手的选题归类、统计与分析，呈现了当前江苏省初中化学教师实验创新教学的发展趋势与研究方向，并列举3例加以阐述，且在此基础上产生2点思考。

关键词：实验教学;创造创新;学科本真

文章编号：1008-0546（2019） 11-0087-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2019.11.024

江苏省初中化学实验教学说课比赛活动，是江苏省教育厅“关于开展促进中小学实验实践教学活动”的赛事之一。由省教育厅教育装备与勤工俭学管理中心组办，自2008年开始，每2年举办一届，迄今已举办过6届，参赛人员由各大市按照省厅分配的名额组织选拔，全省每届共计26名选手进行角逐。说课比赛活动开展以来，全省各设区市都十分重视此项赛事，为了能充分展示本市实验创新及实验改进探索的成果，并力争在比赛巾取得优异成绩，各设区市基本都是经历了县（市）区的预赛、大市的复赛两个阶段，层层选拔、严格把关，因而，初中化学实验教学说课比赛也成了全省初中化学教师实验教学与创新展示的舞台。

随着新时代中国基础化学教育改革与发展的不断深入，对中学教师积极开展实验教学的探索和研究也提出了更高的要求，实验教学说课的要求也随之发生变化。对2018年全省26位选手说课的主题选择、实验创新等诸多“亮点”与“特点”进行深入地研究与探讨，有助于更好地开展初中化学实验教学及相关赛事活动;有利于拓展初中化学教师的实验研究视野;更有益于提高初中化学实验教学的质量与水平;对高中化学教师开展实验创新研究也有极大的启发与借鉴作用。

一、实验教学说课要求

实验教學说课有以下几点要求：（1）说课要点：实验教学目标、实验方案设计、实验操作要领、实验数据处理、实验教学评价。（2）说课重点：实验创新及其在教学中的融合应用，体现实验教学设计思想与效果，鼓励新技术、新方法、新材料的应用。（3）说课时间：10分钟。（4）说课表述：以PPT文稿演示，语言流畅，表述清晰。（5）实验操作：规范、熟练，效果明显。

二、实验教学说课选题归类

由于说课课题自选，因而选手们说课的课题涉及面比较广泛，触及到初中化学的多个实验视角，将26位选手的说课内容按照“实验研究领域或方向”“涉及的课本知识内容”进行归类统计（见表1），能从中发现当前全省初中化学教师实验教学创新研究的动态、方向及成果。

从表1可以看出，选手们的选题主要集中在“无现象发生的反应探究”“微观粒子性质探究”“定量实验方案的改进”以及实验仪器、用品的创新等方面。

按照26个说课主题从实验的“趣味化、生活化、微型化、清洁化、探究化、数字化”6个不同的创新特征角度进行统计分类（见表2），还可以看出选手们在实验研究及创新方面的别具匠心，以及实验教学创新的发展趋势与研究方向。

三、三大创新“亮点”

1.实验取材的“生活化”

化学是一门实验性和应用性很强的学科，化学器材、药品以及化学变化、现象，生活中无时不在、无处不有，因而多位选手基于生活经验，密切联系社会实际，将实验创新融合于生活之中。由表2可以看出，实验取材的“生活化”频率最高，成为本次比赛的第一大创新“亮点”。

例如：获得本次比赛一等奖第一名的苏州市学府中学的沈郁娟老师，利用生活中常见的打火机（如图1），从燃料、原理等方面创设情境，提出问题：丁烷具有什么性质？让学生观察日常生活中的打火机、进行猜想、通过“百度”搜索得知：丁烷具有轻微的不愉快气味、易液化、气化，具有可燃性等性质。通过实验1：丁烷液化、气化而引发的体积变化以及利用电子天平测定变化前后的质量，使学生认识到物理变化中，分子本身不变、空隙大小改变、分子很小。再通过实验2：闻丁烷的气味，点燃丁烷观察现象及燃烧后的产物性质检验，引领学生从宏观辨识到微观探析，认识到分子是不断运动的;化学变化中分子改变;分子不同，其化学性质也不同。最后，通过让学生画图表示物理变化中分子的聚集状态;拆装分子模型，简单模拟化学变化中分子的变化，进行模型建构认知;用微粒的观点解释水的蒸发与分解。沈老师的这节课，从生活的视角进行切入，取材于随处可见之中，从“创设情境-提出问题-猜想假设-查阅资料-实验验证-分析解释-模型建构-问题解决”构思整个教学过程，行云流水、设计得非常完美，博得了评委们高度的一致认可。

2.实验现象的“趣味化”

化学是一门充满趣味与兴致的学科，具有很强的动机激发功能，无论是观察到的五彩缤纷的实验现象，还是不断探索的神秘的微观世界;无论是千丝万缕的生活联系，还是层出叠现的创新物质，不仅充分激发学生的化学学习兴趣，还能给化学学科及实验创新带来一派别具一格、趣味盎然的生机景象。实验现象的“趣味化”成为本次比赛的第二大创新“亮点”。

例如：获得本次比赛一等奖第三名的扬州市广陵区北洲中学的王慧老师，为了能让学生生动、形象、直观地感受到微粒的存在及相关的性质，以“干冰”为载体，对教材中微粒性质的实验进行了改进，设计了以下3组趣味化实验：（1）“悬浮”的气泡（如图2），即将于冰倒进一个透明容器内，喷上少量气泡，容器中的气泡会“悬浮”在于冰上方充满CO2气体的气层中而不下落直至破裂，但气泡在空气中会很快就会下落。（2）“会跳舞”的硬币（如图3），即取柱状干冰，将硬币竖直插入干冰中，干冰升华而成的CO2微粒在运动过程中会不断撞击硬币，而发出抖动的声响。（3）“吞吐”气球的集气瓶（如图4），即将一个直径稍大于集气瓶口的气球置于瓶口上方，并将其放入装有干冰的烧杯中，气球会慢慢地进入集气瓶中;再取出集气瓶去除表面于冰，轻轻拎起气球，气球连同集气瓶一起被提起;用一条微热的毛巾裹在瓶壁上，气球逐渐上升直至完全脱离集气瓶。实验的起始，用液态CO2灭火器现场制备干冰，栓塞打开的那一瞬间，猛烈的“嗤嗤”声给学生带来听觉上的冲击与震撼。通过上述3组实验，对学生进行创造想象力的培养，鼓励学生对微观世界进行大胆想象，并做出相对合理的解释，同时让学生深切体会到“生活处处皆化学”“化学就在身边”。

3.实验手段的“数字化”

随着现代科学技术的迅猛发展，以计算機为代表的现代信息技术在教育领域的应用越来越广泛，人们越来越深刻地认识到现代信息技术对于教育教学改革和发展的重要性，现代信息技术作为深化教育改革的突破口和制高点已逐渐成为人们的共识[1]。将实验创新与“数字化”实验进行深度融合，改变传统的实验教学结构，通过定量的数据分析解释、佐证化学变化中的定性问题，拓展实验教学的时空与广度，使得信息技术与化学实验在促进学生科学素养提升方面优势互补，已越来越多地在广大化学教师中产生共鸣、趋于认同，数字化实验教学的成功案例如雨后春笋、层出不穷。实验手段的“数字化”也成为本次比赛的第三大“亮点”。

例如：获得本次比赛一等奖第二名的南京市中桥中学的金晶老师，在教材“奇妙的二氧化碳”基础上，围绕“红与紫的变化”，借助于压力传感器及温度传感器进行了创新实验探究。在CO2与H2C03的相互转化这个问题上，教科书中只安排了“升高温度”与“减小压强”CO2溶解变化的2个演示实验，而不能反映“降低温度”或“增大压强”C02的溶解变化。为了使学生深刻认识压强与温度对气体溶解度的影响，深度理解C02与H2CO3之间的相互转化，初步建立“变化观”与“平衡观”，金老师利用了300mL注射器、智能数字实验盘、便携式气泡水机等实验器材及C02气弹等实验药品，完成了H2C03和CO2转化过程中紫色石蕊试液颜色的改变和C02浓度的变化之间关系的实验探究，实验数据处理如图5所示。利用数字化实验所呈现的连续性过程，促使学生多角度、动态化地深度分析，实现了从定性到定量不同的视角认识CO2与H2C03之间的相互转变过程，培养了学生基于证据推理的意识，促进了知识的深度理解，为高中阶段的溶解平衡和化学反应平衡的学习打下了初步基础。

四、两点启发与思考

1.借鉴经典设问，挖掘创新资源

教科书中的基础实验是教育教学专家们经过千锤百炼、反复论证后编入教科书的，它们不仅经典而且具有权威性，是我们进行实验创新的基础与源泉。实验创新切莫将教科书束之高阁，而是要认真解读、研究经典。能否在原有教科书实验的基础上进行适度整合、深度挖掘、改进创新，关键在于是否有一双善于发现的“眼睛”、有一个勤于思考的“头脑”。本次参与说课比赛的26位选手，都是江苏省13个大市经过认真选拔、专家们精心指点打造而成的，代表着当下江苏省初中化学实验创新的最高水准，从中不难看出，他们对教科书原有的实验进行了高水平的创造与创新，所展示的课件既源于教材而又高于教材，对培养学生的创新思维与创造能力能起到很好的促进作用。

美国的奥斯本被誉为“创造学之父”，他提出过许多创造技法，其中奥斯本设问法是设问法中最为典型的一种技法。该法的具体内容可分为以下9个方面：能否改变、能否增扩、能否缩减、能否代用、能否他用、能否借用、能否颠倒、能否重组、能否调整[2]。从表2中可以看出，本次比赛实验的“趣味化、生活化、微型化、清洁化、探究化、数字化”6个不同的创新特征与视角，充分体现了“创造学之父”的9个设问之内涵。“能否改变”就是要求我们改变思维方式，克服定势思维、从众心理和权威意识，挖掘同一实验方案、实验装置的多样性，或常用实验仪器及药品的不同功能与用途。例如，注射器并非只仅仅用来抽取气体或液体，它还可以代替长颈漏斗;充当滴管;改装成水电解器;用熔蜡将顶端的小孔堵上，插入泡沫塑料板上做成小量筒。再如，烧杯不仅仅是盛放溶液、配置液体的容器，用它罩在火焰上方，还可以用来收集甲烷、氢气等气体燃烧产物进行验证。“能否代用”就是要求我们拓展眼界视角，从生活中去发现，在生活中去寻找，收集各种材料和用品，如废弃的药瓶、盛放药片的塑料凹槽、一次性水笔芯、一次性针管和输液管、泡沫塑料;厨房中的调味品、碱面、小苏打、明矾;家庭药箱中残留的双氧水、灰锰氧、酒精、碘伏等，它们都是化学实验的替代品和实验创新不可多得的原始性材料。

2.敢于与众不同，创新永无止境

创新一词对于多数人来说，犹如面对一座难以逾越的山峰，总觉得力不从心、仰叹而止步。其实不然，创新并非前无古人后无来者，我国著名教育家刘佛年说：“什么是创新？我想只要有一点新意思、新思想、新观念、新设计、新意图、新做法、新方法，就可称得上创新”[3]。化学是一门最富创造性的学科，课堂教学虽然以继承前人的科学成果、文化遗产为主，但并不代表这些都是固定的、机械的，简单照搬、因循守旧只能是“井底之蛙”，有时只要在教科书原有的实验基础上稍微做一点改动与变化，往往就能出其不意，起到出乎意料的效果。有研究表明，创造力虽与智力、天赋因素有关，但不呈正相关，关键是否有创造创新的勇气与精神;是否有“为创造性而教”的意识;是否有“为学生的终身发展而教”“为未来而教”的理想与信念。要敢于做一个“不乖教师”，这里的“不乖”正如台湾叶世升老师所说：不是反叛而是寻找，寻找更多能说服自己的理由，寻找更多的思考;也不是不和谐，而是有鲜明的个性、独立的人格，能不断地挑战、勇敢地创造、不息地创新。

诚然，创新需要专业知识、实验技能及相应创造性思维的长期积累与生活经验的源源积淀，深厚的义化底蕴是创新的基石，睿智的灵性与感悟是创造的源泉，灵性与感悟并非空穴来风或一蹴而就，常常需要某种启示物的触发而突然闪光的思维力量。哈佛理论告诫我们：人的差别在于业余时间，而一个人的命运决定于晚上8点到10点，你不能延伸生命的长度，但你可以决定生命的宽度。创新需要阅读的陪伴，在阅读中与智者先贤对话，阅读使得我们向着真理而去，在阅读中寻找学科教学的本真和源点。阅读决定一个人的思想宽度，法国17世纪的思想家帕斯卡尔曾说：“思想形成人的伟大”，思想的形成离不开人生阅历，丰富的阅历是形成思想的基础和前提，阅历沉淀的过程也是思想形成的过程。除了阅读，还要学会不断地反思，思考决定一个人的思想深度，在思考中与内心自我交流，善思考并勤动手才能出思路、显奇招。坚持在阅读中思考，在思考中实践，在实践中创新，将知识传授与实验的创新创造有机融合成为一种责任、养成一种自觉，实验创新终有一天会达到“来不可遏，去不可止，藏若影灭，行犹响起”的境界。

致谢：感谢苏州市学府中学的沈郁娟老师、南京市中桥中学的金晶老师以及扬州市广陵区北洲中学王慧老师提供的实验教学说课比赛的课件。

参考文献

[1]马建峰.化学实验教学论[M].北京：科学出版社，2006：24

[2] 宋曙波.趣味实验运用于初中化学教学的实践研究[D].苏州：苏州大学硕士学位论文，2016： 15

[3]吴国庆.化学创造性思维培养方略[M].海口：南方出版社，2001：3