抗疫背景下高中化學特色居家實驗設計

摘 "要 "疫情防控期間，停課不停學，為有效激發學生學習熱情，助力學生學會學習，設計一系列化學特色居家實驗。以“從植物中提取精油”為例，該活動不僅可以有效激發學生的學習興趣和熱情，提升自主學習能力和解決實際問題的能力，也可以促進特殊環境下師生之間的相互交流，為教學方式的多樣化提供借鑒。

關鍵詞 "高中化學；居家實驗；核心素養；自主學習

中圖分類號：G633.8 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）01-0119-05

0 "引言

受新冠疫情影響，全國各地延遲開學，所有學生居家自主學習，盡管失去在校實驗的機會，但是提供了“學會學習”的契機。何為“學會學習”？中國學生發展核心素養[1]有明確論述。

1）樂學善學：能正確認識和理解學習的價值，具有積極的學習態度和濃厚的學習興趣；能養成良好的學習習慣，掌握適合自身的學習方法；能自主學習，具有終身學習的意識和能力等。

2）勤于反思：具有對自己的學習狀態進行審視的意識和習慣，善于總結經驗；能夠根據不同情境和自身實際，選擇或調整學習策略和方法等。

3）信息意識：能自覺、有效地獲取、評估、鑒

別、使用信息；具有數字化生存能力，主動適應“互聯網+”等社會信息化發展趨勢；具有網絡倫理道德與信息安全意識等。

化學學科因具有獨特的實驗優勢，所以對學生的吸引力也更強。開發和利用好生活中的實驗資源，開展特色家庭實驗，能夠將生活變成當前最好的教育、最大的課堂[2]，激發學生興趣，增加學生實際操作機會，培養實驗探究能力和創新意識[3]。疫情防控期間，筆者設計了“系列居家化學特色實驗”，實踐證明，居家實驗活動有效激發了學生學習興趣和熱情，強化了化學與生活的聯系，增強了學生的動手能力、遷移應用能力以及科學精神，促進了學生的自主學習。本文選取“從植物中提取精油”案例，從活動的設計理念、活動實施過程、活動評價、特色與反思四個方面進行介紹。

1 "居家化學實驗：從植物中提取精油

1.1 "活動設計理念

“從植物中提取精油”是繼“有機化合物的分離提純”線上課程結束后，為學生布置的開放性居家實驗任務，有利于學生將有機化合物的分離提純知識遷移應用于真實問題解決中。通過實驗教學，希望達成如下教學目標。

1）通過提取精油任務，激發學生學習興趣和熱情，使學生“樂學”；鍛煉學生自主學習的能力，使學生“善學”。

2）通過動手實驗，鞏固物質分離提純原理，掌握過濾、蒸餾、萃取等基本實驗技能。

3）通過“依據性質、設計方案、實施實驗、獲取證據、分析解釋及交流評價”的完整實驗過程，使學生認識到科學探究過程的核心要素，養成嚴謹求實的科學態度和勤于反思的學習習慣。

4）通過自制簡易裝置，培養學生的動手能力、創造能力以及靈活運用知識解決實際問題的能力。

1.2 "活動實施過程

1.2.1 "布置任務

【資料】精油是從芳香植物的花、葉、根、莖、枝、果實、種子等部分，采用蒸餾、壓榨、萃取、吸附等方法制得的具有特殊香氣的油狀物質。神奇的精油不僅單獨使用時能夠發揮出各種功效，也是DIY護膚品中的必備原料。

【任務】請自主查閱相關資料，了解精油提取的原理，選擇合適的原料、便捷的方法和簡易的裝置提取精油，并設計完成實驗報告。用相機記錄制作精彩瞬間，將照片（要求：不少于五張，能體現整個制作流程）附于電子版實驗報告中，如有視頻則可與報告一起打包發送。

【設計意圖】通過布置“貼近生活的、可居家實施的、開放性的”實驗任務，幫助學生培養居家學習的自主性和探究性。

1.2.2 "動手實驗 "學生上網查詢精油的相關資料（包括精油成分、來源、性質、提取方法等），選擇原料，實施實驗。圖1為學生動手實踐流程圖。

【設計意圖】學生依據實驗方案動手開展實驗，掌握分離提純的基本實驗技能，鍛煉動手能力與創新能力，形成基于化學實驗的科學研究思維。

1.2.3 "作品展示 "學生提交作品（包括照片、實驗報告、制作視頻等），并在線上課堂分享制作過程及感想，師生共同點評。

【設計意圖】通過活動成果展示與點評，既能使學生體驗創造的成就感，互取所長，又能增進師生之間的交流。

1.3 "活動評價

活動結束后，教師利用問卷星發起線上反饋調研，共38位學生參與。問卷調查結果如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示。

結合學生反饋信息，可對本次實驗教學作出如下評價：

1）本次活動有趣且有挑戰性，有效激發了學生的學習興趣和熱情；

2）通過線下自主實驗，學生提升了實驗技能，鍛煉了動手能力、自主學習能力、科學探究能力、實踐創新能力、應用知識解決實際問題的能力；

3）通過線上任務布置、指導和評價，促進了疫情防控期間師生之間的相互交流和借鑒，體現了教師的主導性與學生的主體性。

2 "實驗教學特色與不足

2.1 "實驗教學特色

作為適應疫情防控期間特殊背景下“停課不停學”的一種線下學習方式，本次實驗設計的創新點主要體現在四個方面。

2.1.1 "實驗貼近生活，取材生活化，能夠拉近學生與化學之間的距離，發展學生對化學實驗探究活動的好奇心和興趣 "正值春暖花開之際，學生可選用身邊容易獲得的原料（如各種鮮花、干花、水果皮等），可選擇家中的橄欖油、亞麻籽油、酒精等用作萃取劑，亦可利用家庭生活用品制作各種實驗儀器的替代品，不論是原料還是裝置，都源于生活中最常見的物質。

2.1.2 "實驗開放性強，能夠讓學生充分發揮自己的想象力與創造力

1）原料不限：可以采用各種鮮花、干花、水果

皮，如圖7所示。

2）操作方法不限：可以采用水蒸氣蒸餾法、萃取法或壓榨法等進行分離提純，也可以采用多種方法進行原料預處理，如圖8所示。

3）實驗裝置不限：家中缺乏標準實驗儀器，學生可以因地制宜，靈活利用家中的生活用品自制實驗儀器的替代品，如圖9所示，部分精油成品如圖10所示。

2.1.3 "實驗具有挑戰性，有利于促進學生核心

素養的發展

1）學生需要上網查閱相關資料，包括精油的原料、提取原理、分離提純方法、實驗裝置、可行性分析等，能夠鍛煉自主獲取信息及篩選信息的能力。

2）在實際操作中，家用實驗儀器的設計和組裝是一個關鍵環節。學生依據裝置原理，利用家中的生活用品自制過濾裝置、蒸餾裝置、冷凝裝置、萃取裝置等，不僅能夠激發創新意識，還能夠鍛煉動手實踐能力以及靈活運用知識解決實際問題的能力。

3）在實驗過程中，學生依據精油性質，設計方案、實施實驗、獲取證據、分析解釋及交流評價，通過完整的科學探究過程，有利于認識科學探究過程的核心要素，養成注重實證、嚴謹求實的科學態度。

4）在反思實驗異常現象及已有結論、提出疑問并設計新方案的進一步探究中，產生科學研究的體驗，提高實驗探究能力。

5）精油的提取涉及的蒸餾、萃取是《普通高中化學課程標準（2017年版）》要求的化學實驗基本操作[4]，也是基本的物質分離方法，還是有機物分離中最常用的、應用范圍最廣的方法之一。通過精油提取實驗，能夠有效鍛煉學生的基本實驗技能。

2.1.4 "通過線下實驗+線上展示+活動評價的

聯合實施，加強了師生之間的交流與借鑒，體現了教學中教師的主導性與學生的主體性 "從選題、布置任務、線上指導、活動評價，教師精心設計每一個教學環節，學生在經歷有意義的自主研究過程中，體會實驗探究帶來的樂趣與成就感，最終獲得能力的提升。這種線上線下相結合的教學方式滿足了疫情防控背景下的教學需求，同時體現出教師的主導性與學生的主體性，也為教學方式的多樣化提供了借鑒。

2.2 "實驗不足

考慮到居家實驗的局限性和安全性，本次實驗只要求學生采用合適的方法提取植物精油，對精油產率未作要求，學生以“得到具有芳香氣味的油狀產物”作為精油提取成功的定性判斷依據。

（注：本案例于2020年榮獲“第三屆北京市中小學實驗教學說課活動”優秀展示獎。）

參考文獻

[1] 中國學生發展核心素養[J].新教育，2019（17）：39.

[2] 王羽.巧用家庭實驗培養學生科學精神的“線上教

學”[J].中學化學教學參考，2020（24）：67-68.

[3] 王海玉.開發和利用好生活中的化學實驗資源[J].

中國教育技術裝備，2016（1）：133-134.

[4] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準

（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.