化学实验“导动达”一体化教学实施策略

■宁顺德，刘延美，贺云仙

化学是一门以实验为基础的学科。《普通高中化学课程标准（2017年版）》要求开展以“素养为本”的教学，在实施建议中提出：应充分认识化学实验的独特价值，精心设计实验探究活动，充分发挥中学化学实验的教育功能。“通过实验学化学”已成为当前化学教育工作者的共同追求，我区经过几年的教学实践，形成了化学实验“导动达”一体化教学实施策略，取得了较好的教学效果。

一、化学实验“导动达”一体化教学的基本含义及构成要素

化学实验“导动达”一体化教学是将教与学、主体与主导、教师“导”与学生“动”有机结合，学生在教师的引导、指导、疏导下，在自主学习探究的基础上，通过生生互动、师生联动，获得对实验原理和本质的深入理解、实验探究活动的思路与方法的体检和感悟、活动经验的丰富和积累，以达成学习目标为基础，以发展学生化学学科核心素养为目的的一种教学活动。

化学实验“导动达”教学中的“导”是指教师主导，方式包括引导、指导、疏导，内容包括导学、导思、导悟，即引导学生学习、思考、感悟；“动”指学生行动、心动、能动，即显性的学习活动、隐性的思维活动和思想品德上的变化（品格的提升、正确价值观的形成等），其方式包括学生主动、生生互动、师生联动；“达”指达成目标、达成素养、达成发展的教学目的[1]。（如图1 所示）

图1 化学实验教学“导动达”之间的关系

“引导”是指化学实验教学中教师通过创设问题情境，明确学习任务，激活学生认知，激发学生实验探究兴趣和学习心向，驱动学生开展实验探究学习。“指导”是指在化学实验学习活动中，教师适时地给予方法上、思路上的指点引导、指示教导、协助等。“疏导”是指化学实验教学中，当学生遇到疑难问题而“卡壳”时，教师及时梳理学生的思路，画龙点睛地进行点拨，让学生化难为易、茅塞顿开。“导学”，一是“导”，教师立足于“主导”地位，即创设情境、明确任务；组织学习、适时点拨；合理评价、情感推动。二是“学”，学生典型地、简约地经历知识发现与建构的关键环节。“导”是为学生学服务的，学生的“学”是在教师的指导下进行的，二者相互配合，相辅相成。“导思”，“学成于思”，“学而不思则罔”。在化学实验教学中，通过各种有效策略引发学生思维，让学生理解其中的本质和原理，总结提炼实验探究活动的思路与方法。“导悟”是鼓励学生积极思考，不断把学习过程中外在的符号性知识转化为学生内在的知识， 形成新的价值态度和方法能力，发展学生的化学学科核心素养。“行动”，指宏观行为或显性行为，是学生在课堂上积极听（耳朵）、看（眼睛）、说（嘴）、闻（鼻）、做（手）、动（脚）、触（身体）等。“心动”，即“思维动”，在课堂教学中，使学生的思维活动起来。“能动”，即“思想动”，是学生认识的变化、品格的提升、正确价值观的形成。“行动”是表象，“心动”和“能动”是目的。“达成目标”，指达成课时学习目标，是化学实验教学的基础性目的。“达成素养”，即达成学生化学学科核心素养的发展，是化学实验教学的发展目的。“达成发展”，指逐步形成正确的价值观、必备品格和关键能力，达成学生的全面发展，是化学实验教学的最终目的。

二、化学实验“导动达”一体化的课堂教学实施策略

根据实验内容和目标的不同可将中学化学实验粗略分为两大类：应用类实验和探究类实验。应用类实验是指利用物质性质和化学规律，通过化学实验实现目标的实验，包括物质制备、物质检验、物质分离和化学实验基本操作等。探究类实验是指通过化学实验探究物质性质、结构、变化规律的实验，包括对物质性质、反应规律、物质结构等的探究。应用类实验的特点是其不指向发现新的事物或规律，而是应用已知的物质和规律进行设计以获取产品或实现目标，侧重于对化学实验基本技能和基本方法的掌握。探究类实验则是指向发现规律或性质，以假设检验和构建解释为特征，侧重于将化学实验作为教学工具和手段。两类化学实验教学是不能截然分开，它们相互之间有一定的渗透性，只是侧重点不同。两类化学实验“导动达”教学实施流程如图2 所示。

图2 化学实验“导动达”教学实施流程

（一）第一阶段：定向自探

现代课堂教学改革要求教师尽可能地放权于学生，让学生先行思考；找到学生思考和学习的起点，诊断学生学习中遭遇的可能障碍，再及时地给予帮助。

第一环节：创设情境、明向定标

真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要条件，也为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。教师可通过化学史实、真实的STSE 问题、新闻等向学生呈现问题情境，刺激学生探究欲望，让学生明确学习任务和目标，初步形成对问题的宏观感知，激起猜想与假设，以帮助学生找到思维源泉。

第二环节：自主探究，形成方案

学生自主根据实验学习任务提出各种猜想（假设）或实验原理，预测可能并设计方案；教师要营造氛围，鼓励学生大胆设想，引导学生提出假设或原理要联系已有知识经验、实际观察或正确想象，使之成为一个符合逻辑的推理过程；引导学生根据假设或原理设计实验方案、预测实验结果，在设想与实验结果碰撞中进行类比推理，使探究活动过程清晰，最终形成可行的实验探究方案。

（二）第二阶段：互动合作

英国文豪萧伯纳说，一个苹果跟另一个苹果交换，最终得到的还是一个苹果，而一种思想跟另一种思想交流，获得的就是两种甚至更多种思想。可见，知识可以在对话中重组，在交流中倍增，在共享中升华。

第三环节：合作探究，获取证据

形成实验方案以后，进入实验实施阶段，学生强烈渴望证实自己的预测，无论是课堂演示实验还是学生分组实验，教师都应指导学生全方位、多角度进行实验观察，分工协作记录实验现象（数据），全面准确完整地获取实验证据（结论）， 发展学生“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。

第四环节：证据推理，互动交流

这一阶段要求教师及时激发学生探究实验现象背后的本质规律，发展学生“证据推理”素养。引导学生结合所观察的实验现象（结论）对比原有的猜想预测， 探索与分析实验现象背后的具体原因，形成对新学习的化学规律或原理等的理解。另外，教师还应大力鼓励学生之间表达与交流自己对实验现象、数据（结论）与原因的看法，从而不断促进部分学习者原有的错误认识或相异构想向正确的认识转变。

（三）第三阶段：联动反思

通过师生联动共同研讨、探究，求得课堂生成问题解决的最佳方案。当学生遭遇困惑而自己不能解决时，当学生意识不到复杂的化学知识内在转换关系时，当学生靠自己找寻不到化学知识的内在规则时……都需要教师及时疏导，给予点拨、重组、丰富、转化和提升等。

第五环节：反思评价，提炼升华

教师引导学生对预测、实验操作、观察、解释等实验过程进行回忆、分析、整合，提炼实验基本操作流程，总结思维程序，掌握研究化学问题的思维方法；分析对比不同实验方案的优劣，优化实验方案，进而掌握实验方法，扩展学习结果，强化对学习结果的体验，从而形成新的认知结构，固化认知模型，充实认识能力结构，进行后建构活动。

第六环节：迁移应用，拓展提能

拓展是指在学生掌握化学实验教学内容之后，注重引入更为复杂的类情境，把学生的学习引向化学知识应用、迁移和创造性转化的方向。提能是指注重引导学生对化学学习过程进行反思性总结，以进行化学思维上的建构，实现化学学习行为向化学学习方法或化学思维方法的转换，这对学生增强化学学习自我意识，形成化学自主学习策略和培养化学思维能力具有重要作用。

六个环节不是孤立的几部分，而是相互交融、相互关联的有机体。在实验教学活动中，通过实验探究活动，引导学生形成认识视角和认识思路，重点发展学生的“科学探究和创新意识”素养，全面促进其他四项学科核心素养的发展。

三、“导动达”一体化的实验教学案例：二氧化硫的性质

（一）第一环节：创设情境、明向定标

1.情境导入

[教师]展示阅读材料“二氧化硫的相关危害”

在大气中，二氧化硫会氧化成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm 以上， 对人体已有潜在影响；在1-3ppm 时多数人开始感到刺激； 在400-500ppm时，人会出现溃疡及肺水肿直至死亡。

2.明确学习任务

[教师]排放在大气中的二氧化硫具有如此大的危害， 我们需要将其转化为其他对环境无害的物质， 二氧化硫可以转化为哪些对环境无害的物质呢？请你先设计方案再进行实验将二氧化硫转化为无害的物质，请将方案写在学案上。

（二）第二环节：自主探究，形成方案

[学生活动]学生先自主思考，再小组讨论，后小组展示所设计的实验方案， 讨论实验方案的可行性，最终确定实验方案。

1.形成假设

（1）从物质分类来看，二氧化硫是酸性氧化物，可用酸性氧化物的性质将其转化为酸或盐。

（2）从化合价来看，硫有-2、0、+4、+6 价，二氧化硫中的硫是+4 价，可将其转化为0、-2 或+6 价。

2.形成实验方案

（1）将二氧化硫注入滴有石蕊试液的水中或滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中。

（2）将二氧化硫注入酸性高锰酸钾溶液中。

（3）将二氧化硫注入硫化钠溶液中。

……

（三）第三环节：合作探究，获取证据

[学生活动]学生4 人一个小组，利用提供的实验仪器和药品（封存在注射器中的二氧化硫气体、石蕊试液、酚酞试液、氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、硫化钠溶液、氯化铁溶液、溴水、品红溶液等）进行实验操作，小组成员做好分工，合作完成实验操作、实验现象记录以及实验现象汇报等工作。

[教师]巡视学生分组实验，掌握实验情况及进程。

【演示】将二氧化硫注入品红溶液中。

（四）第四环节：证据推理，互动交流

实验结束后， 学生小组代表汇报实验现象，并得出实验结论，写出相关反应的化学方程式。组间评价质疑，教师点评，总结性质。

二氧化硫的化学性质（略）。

（五）第五环节：反思评价，提炼升华

教师引导学生反思二氧化硫化学性质的探究过程。

[小结提炼]

（1）研究物质化学性质的角度：“价”“类”“特”。

（2）探究性实验的一般方法和步骤。

（3）二氧化硫漂白的原理。

（六）第六环节：迁移应用，拓展提能

进一步引导学生利用所学知识解决问题，指出现代硫酸工业正是以排放在大气中的二氧化硫为原料生产硫酸，既能减少空气污染，又能实现资源的充分利用。

[问题]如何将二氧化硫转化为硫酸？ 请设计转化反应原理。

案例围绕如何消除二氧化硫的危害，将其转化为重要资源来组织教学，利用物质转化观，通过实验探究教学方式达成了对二氧化硫化学性质的理解与掌握，促进了学生“变化观念与平衡思想”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”化学学科核心素养的发展。

几年的教学实践， 促进了教师的教学理念从“知识传授”“能力培养”逐渐向“素养为本”转变，实验探究问题和实验教学活动设计关注点从“获取知识和活动的形式”向“丰富学生的认识角度，转变学生的认识方式”转变，化学实验教学的实施从“知识验证与实验技能的训练”向“发现、探究与解决问题”转化。我区以“素养为本”的化学实验课堂教学取向逐渐显现，“活动与体验”成为“素养为本”的化学实验教学的主要特征，合作交流、平等对话的生生、师生关系逐渐形成，学生“科学探究与创新意识”核心素养和学习成绩获得大幅提升。