八年级化学实验探究基础课程的设计与实施

　　化学是一门以实验为基础的学科‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。它颠覆了学生原本的思维习惯，在解析宏观现象的基础上，从原子、分子等微观层面对物质的组成、结构、性质和变化进行再解析，将人们对世间物质的认识从宏观转向微观，从表象转向本质，从定性转向定量‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。[1]在初中化学教学中穿插化学实验教学，能够帮助学生准确理解生涩概念，使学生学会灵活运用化学思维去解决实验中出现的问题，进而建构较为全面的化学基础知识，提高化学学科核心素养水平‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　当前我国各地化学实验教学中，实验器材的配置已基本到位，但各初中学校依然存在着化学实验室使用率低，教师为了追赶化学教学进度而较少开设实验课程，在实验教学过程中只重视结论、不重视过程等问题。[2]经过多年酝酿和准备，我们尝试于2018年秋季学期在南宁市第十四中学八年级6个班的学生中开设了化学实验探究基础课程，一方面用来缓解九年级因课时紧张，只能安排部分实验课程的实际困难，另一方面则为了给学生创造更多自己动手实验的机会，让学生增加对化学变化的感性认识，提高化学实验的动手能力，初步感悟化学学科思维。

　　一、八年级化学实验探究基础课程的课程设计

　　(一)学情调研

　　通常情况，学校在八年级尚未开设化学课，此时开设化学实验探究基础课程会面临如下问题。首先，学生不具备化学基础知识，对化学反应尚处于感性认识阶段，只能凭借自身经验判断反应是否发生，而对化学反应的本质一无所知。其次，学生不知晓实验室安全守则，不了解化学实验的基本操作规程，不认识实验用的仪器和药品。最后，学生不理解探究的过程，在实验中往往过度关注实验步骤，忽视对实验目的、实验仪器和药品、实验现象、实验分析和总结等实验过程的探究。尽管有可能会出现以上问题，但开课后的结果是令人振奋的：学生对从未接触过的化学实验表现出了浓厚的兴趣，上实验课时不仅热情高涨，而且动手实验格外认真，因此能较好地掌握相关化学实验技能，学科能力有所提高，自我效能感有所增强，并对九年级化学课程的开设表现出强烈期待。

　　(二)课程设计

　　1.课程目标设计

　　因为八年级尚未正式开设化学课，所以化学实验探究基础课程可适当降低实验要求，将课程目标定位在让学生掌握正确的化学实验操作方法、能够准确描述实验现象这些基础目标上，在达成基础目标以后，再引导学生分析实验现象、得出实验结论。也就是说，实验教学的重心应聚焦于实验的规范操作和现象的准确描述，而不应苛求学生掌握实验的具体原理和相关的化学知识。

　　2.课程内容设计

　　由于八年级学生不具备系统的化学知识，若选择难度较大、较为复杂的实验内容，很可能会让学生产生挫败感，并对化学学科产生恐惧，于是我们决定选择生活中的常见物质，且该物质在实验中的化学反应现象比较直观明显，实验涉及的相关化学知识亦较为简单的实验内容。据此我们厘定了以下6个实验，准备用6个课时，在南宁市第十四中学进行实验教学研究，旨在为学生后续化学学科课程的学习奠定经验基础。以上实验内容不仅贴近日常生活，涉及的相关化学知识比较简单，且基本包含了所有初中化学实验的基本操作规则以及初中化学知识建构所需的关键经验。

　　3.基本教学原则

　　第一，确保实验安全。第一节化学实验课，必须对学生进行实验室安全教育，让学生明白实验室的基本规则，防患于未然。对于那些需要进行加热操作的化学实验，教师要特别注意规范学生的实验操作，一旦发现学生有危险行为，教师应及时制止。教师在配制实验用酸、碱溶液药品时，以在反应中能观察到明显现象的浓度为宜。

　　第二，实验指导要因材施教。原则上，教师应及时为有实验困难的学生提供“脚手架”，帮助其完成实验任务;同时引导动手能力较强的学生进一步思考实验现象背后的化学原理，并对实验结果进行分析和总结。

　　第三，注重启发思考，培养化学思维。课堂教学是一个师生互动、动态生成的过程。探究性的课堂问题能激发课堂活力，激活学生思维。[3]学生不具备系统的化学基础知识，正是教师启发学生思考、培养学生化学思维能力的大好时机。在实验教学过程中，教师要鼓励学生用科学的语言描述实验现象，并对产生该实验现象的原因进行大胆猜测、推理论证，抛开所谓“正确答案”的束缚，基于自己的思考，得出自己的结论。这种以实验事实为基础的思维路径的形成，可以大大提高学生今后化学学习的效率，有利于学生理解化学学习的意义。

　　第四，实验报告当堂完成。学生在经过动手操作、观察现象、分析思考之后，完整记录化学实验的全过程，是对化学实验的再认识过程，可促进学生从理论到实验再从实验到理论的思维形成过程，是实验教学的重要环节。[4]因此，实验报告的填写应贯穿整个化学实验过程，让学生养成“边实验边记录”的良好习惯，实验报告最好当堂、自主完成。

　　4.课程评估

　　基于化学实验探究基础课程的目标设定，本课程将主要采用实验考核的方法进行评估，考核内容包括实验操作、实验现象描述、实验报告填写等。在考核前进行简单复习，可减轻学生的心理负担，考核重点在于实验操作是否规范。考核实验可选择“二氧化碳的制备、收集和验满”，包括药品的取用、装置气密性检查、二氧化碳的验满等基本实验操作，以及实验现象观察、描述、分析、解释等思维活动。之所以选择这个实验作为课程学习的考核点，是因为这个实验在安全性、综合性和成功率等方面都比较好，也是后续独立进行实验设计、操作、分析和总结的重要节点。

　　二、课程实施的实际效果

　　对比分析南宁市第十四中学八年级学生在课程实施前后的变化，可以知道课程实施的实际效果。

　　(一)学生描述实验现象的准确性得到提升

　　由于实验教学和实验考核均涉及“二氧化碳的制备、收集和验满”，我们从该实验的实验报告中抽取了3个实验现象(包括“导管口有气泡冒出”“固体表面有气泡产生”“燃着的木条熄灭”)和1个简单的分析判断(即“装置气密性良好”)的数据进行了准确率统计。

　　注：实验现象1表示“导管口有气泡冒出”，2表示“固体表面有气泡产生”，3表示“燃着的木条熄灭”;分析判断4表示“装置气密性良好”。

　　“二氧化碳的实验室制取与性质”安排在第4课时，基础较好的班级(21班、22班)在实验教学中，实验现象及分析判断准确率已经达到较高水平，基础薄弱的班级经过学习，在简单现象的描述和简单判断方面，准确率得到了很大提升，部分班级(19班)甚至在考核时有赶超较好班级的趋势。但是，“固体表面有气泡产生”这个现象描述，观察对象为整个锥形瓶中的药品，部分学生不能准确描述，甚至还出现了准确率大幅度下降的情况。这说明，在没有明确指定观察对象时，学生描述现象的准确率会大幅度下降。

　　(二)学生化学思维初步形成

　　在化学实验课程实施前期(第1—2课时)，我们访谈了部分学生。当被问到“你觉得在实验课上你遇到的最大困扰是什么”时，大部分学生回答“不会填写实验报告”“不知道正确的反应现象是什么，也不懂自己填写的实验现象对不对”。学生有这样的表现，说明在此前的学习中存在思维固化问题，认为“答案”有正确和错误之分，实验现象的“答案”也应有“正确的现象”和“错误的现象”之别。到课程实施后期(第5—6课时)，大部分学生已经学会根据客观现象，自行组织语言填写实验报告，并对实验结果进行一定程度的分析。虽然结果不一定准确，但是已经可以说明：大部分学生开始学会自行描述实验现象并进行简单分析，其化学思维已初步形成。

　　(三)学生提出问题、解决问题的能力得到提高

　　“对人吸入和呼出气体的探究”实验，在对比人吸入和呼出气体的水蒸气含量多少时，采用的是“将一片玻璃片放置在空气中，然后对另一片干燥玻璃片哈气，对比两片玻璃片上的现象”的方法。

　　在实验过程中，有学生提出下面的看法：在比较人吸入和呼出的气体中水蒸气的含量多少时，向干燥的玻璃片哈气，有水雾生成，是因为呼出气体的温度较高，遇到温度较低的玻璃片后水蒸气液化，而放置在空气中的玻璃片与空气中的水蒸气没有温度差，所以无明显现象，所以采用干燥玻璃片比较水蒸气含量多少的实验并不准确。

　　此时，教师可通过反问“那我们能用什么办法来检验水蒸气的含量呢”，进而引出在化学实验中，水的检验通常使用的是无水硫酸铜，可以通过比较两种情况下无水硫酸铜变蓝的程度和速度，来比较水蒸气的含量多少。

　　虽然学生尚未具备相关的化学知识，但是教师在指导实验的过程中，仍然要鼓励学生提出质疑，引导学生通过分析化学实验现象，发现实验的本质。具体的化学知识、实验原理可不要求学生掌握，意在给学生一个思考的方向，帮助其形成化学学科所特有的思维方式，培养其质疑和解决问题的能力[5]，为九年级理论知识的学习打下基础‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　(四)不同水平的学生表现出不同的发展特点

　　提前开设化学实验探究基础课程，让不同水平学生的相关能力都得到了提升，且各有特点。在实验现象描述方面，较高水平的学生发展迅速，他们在2—3课时的实验课程学习之后，便已经能够掌握描述简单现象的要义，特别是对“颜色由无色变为红色”这类简单而又直观的现象，描述的准确率较高;中等水平的学生发展较缓慢，但在5—6课时的学习之后，也基本能够达到较好水平;较低水平的学生经过课程学习，描述简单现象和进行简单分析判断的能力也能得到一定程度的提升。对于比较复杂的实验现象，如“固体表面有气泡产生”，则只有约60%的学生能够掌握。较低水平学生，描述该现象时准确率更低，部分学生模糊了现象与生成物的概念，直接填写“二氧化碳”。

　　在实验操作方面，较高水平的学生更为谨慎，他们在做实验之前会仔细阅读实验报告上的内容，实验完成度也较高;中间水平的学生比较大胆，往往是边做实验边看报告，实验完成速度较快，但成功率不高;较低水平的学生在课程刚开始时，对实验比较畏惧，多采取观望态度，需要教师指导和鼓励，其中，部分学生缺乏责任感，实验结束后不清洗仪器就偷偷离开，该行为在教师纠正后得到改善。

　　三、结论与展望

　　本研究尝试在八年级开设化学实验探究基础课程，适当减少对化学理论知识本身的关注，着重提高学生的动手能力和思维水平，可以有效缓解九年级化学教学的压力，同时为学科核心素养为导向的化学教学奠定学科思维的基础，并在实践中得到了较好的反馈。总之，这是一次富有意义的尝试，为初中化学实验课程的实施提供了新的路径。(题图为作者石鹏)

　　参考文献：

　　[1]陈韶瑾.初中化学实验教学有效策略的建构主义解析[J].化学教学，2012(06)：39-42.

　　[2]陈喜春.建构主义在初中化学实验教学中的尝试与思考[J].中国校外教育，2015(14)：19.

　　[3]梁杏娟.例谈高中化学实验探究教学的切入点[J].教学月刊·中学版(教学参考)，2014(10)：70-72.

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