基于三維目標的初中化學趣味性實驗設計與實踐

陳旭武 鄧珍寶 王桃娟

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

[關鍵詞]趣味性實驗;實驗設計;三維目標

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

《上海市中學化學課程標準》指出，化學課程目標是以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)為主旨[1]。化學是一門以實驗為基礎的學科，在實驗中，學生通過動手獲得必需的科學基礎知識和基本技能，感受和認識科學的基本思想和基本方法，以科學態(tài)度和精神進行實驗，逐步形成正確的科學觀。趣味性實驗不僅是教學中必不可少的組成部分，也是寓教于樂的教學手段，以“趣”來吸引學生的目光，可以大大提高教學的有效性和學生的學習效率。

傳統(tǒng)的趣味性實驗教學是以知識目標為本位的，教師在教學中過于注重知識目標的實現(xiàn)或實驗的趣味性，而忽視了對學生能力、興趣、情感態(tài)度、價值觀等諸多方面的培養(yǎng)。或者教師關注了情感目標，卻弱化了知識與技能目標的實現(xiàn)，為“趣”而實驗。如何實現(xiàn)三維目標的整合呢？為此，趣味性實驗設計應該遵循如下基本原則。

一、趣味性實驗的設計原則

1.三維性原則

課程的三維目標是一個整體，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)液的三維教學目標的設計

①知識與技能

知道N、P、K元素對植物生長的重要性;初步學會配制一定溶質質量分數(shù)的溶液;學會固體稱量、液體量取、溶解等操作;加深對溶質質量分數(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)學習興趣，體驗學有所用的快樂和化學的價值，逐步樹立認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目標的設計

①知識與技能

知道晶體和結晶的概念;理解結晶的原理。

②過程與方法

通過小組分工合作獲得晶體的實驗，加強動手實踐及團隊合作能力;通過對結晶方法的討論、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，感受化學物質及其變化之美;通過結晶在生產(chǎn)生活中的應用實例，體驗化學知識的實用價值。

2.一致性原則

①與學生的認知水平一致

趣味性實驗的架構要建立在充分了解學生已有知識和認知水平的基礎上。在設計實驗前，教師要充分了解學生原有的認知水平，不可盲目“拔高助長”。

②實驗內容與課本所學內容一致;實驗目標與課程標準規(guī)定的教學目標一致

根據(jù)教材相關內容，設計與之對應的趣味性實驗，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)學生化學學習興趣，為學生提供學習化學知識的方法，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)象最容易引起學生的濃厚興趣，因此趣味性實驗做到內容應盡量有趣、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，也可以源于練習、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

改進教材實驗可以復習舊知、鞏固新知，便于學生對實驗的目的、原理、方案和結論等理解得更透徹，達到舉一反三、融會貫通的效果;同時通過改進教材實驗，還可以調動學生的學習積極性和激發(fā)學生的創(chuàng)造性，進一步提高學生的創(chuàng)新能力。

【趣味性實驗三】催化劑性質實驗改進

催化劑的性質探究實驗如圖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行實驗，對比性差，且分三次加熱持續(xù)時間較長。可將三支試管夾用繩子綁定（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)學生興趣。

2.源于實驗習題的改編

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

【趣味性實驗四】噴泉實驗

上海教育出版社出版的配套練習第7頁有一道練習[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，振蕩，然后將燒瓶倒置于鐵架臺的鐵圈上，導管插入燒杯內的水中，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）通過這個實驗你能得出什么結論？

噴泉實驗有很強的觀賞性和趣味性，也符合趣味性實驗設計原則的“三維性”和“一致性”。我們將此練習題設計為噴泉實驗（如圖5），帶領學生一起猜測現(xiàn)象，進行實驗，觀察現(xiàn)象，分析原理，得出結論。通過探究活動，學生進一步認識與體驗科學探究的過程，學會用堿的有關性質解釋相關的生活現(xiàn)象，在完成三維目標的同時，還能夠收獲驚喜，一舉多得。

三、初中化學常見的趣味性實驗

以有效落實課程目標為指導方向，結合趣味性實驗設計原則，我們梳理出了初中化學常見的趣味性實驗，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計為課堂實驗，也可以設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行：①設計實驗內容→②設計實驗報告（包含三維目標）→③準備實驗（包括學生和教師）→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

我們建議每學期選取某個主題進行探究實驗或綜合實驗，鞏固階段性學習成果，促進學生知識的遷移、認知結構的系統(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、水的化學性質、酸堿鹽的性質等學科知識的理解，提高了學生的創(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，環(huán)環(huán)相扣，學生學習興趣濃厚，提升了實驗教學的有效性。

綜上，教學目標是課堂教學的出發(fā)點和歸宿。中學化學趣味性實驗設計在體現(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，應充分發(fā)揮它對學生學習知識的承接作用、啟發(fā)功能和對學生探究意識的培養(yǎng)功能，即趣味性實驗應具有三維性和一致性。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 上海市教育委員會.上海市中學化學課程標準[S].2版.上海：上海教育出版社，2004：63-68.

[2]? 佚名.化學練習部分[M].上海：上海教育出版社，2019.

（責任編輯 羅 艷）