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摘要：趣味性化学实验为初中《科学》课程的重要组成内容之一，通常在学科教学中引入一系列趣味化学实验，创设课堂导入情境、探究与解决重难点问题。基于此，华师大版初中九年级《科学·化学》课程的趣味性实验教学设计与实施，需以建构主义学习理论、“教学做合一”理论为指导，依据不同学生化学学习兴趣、化学理论与实践学习的实际情况，依托PBL（Problem-Based Learning）问题驱动教学法创设化学单元主题教学情境，基于网络慕课（MOOC）教育平台、多媒体课件等数字手段建构趣味化学教学知识体系，创新“网上网下”化学实验教学组织与呈现方式、深化师生间的实验问题交互探究，有效提升趣味性化学实验教学效率、人才培养教育质量。

关键词：趣味化学实验；初三《科学》；化学教学；应用策略

引言：2022年国家教育部印发的《义务教育化学课程标准（2022版）》文件指出：“整体规划化学学科教学目标，构建大概念统领的化学课程知识体系，充分发挥化学课程的育人功能、核心素养培养功能，提高学生科学素养。”从初中化学趣味性实验情景化、生活化角度着手，以面向初中学生的PBL问题导向教学为中心，创设初中九年级单元课程的主题情境，引入互联网教育平台、校内实训实验室等软硬件设施，优化课堂案例演示教学、趣味性实验教学呈现方式，充分激发学生趣味性化学自主参与学习兴趣、提升其化学实验操作与实践探究能力，以推动化学趣味性实验课程教学任务目标的落实。

一、初中趣味化学实验教学设计的理论原则

（1）建构主义学习理论。面向初中九年级学生的《科学》化学课程实验教学，应遵循瑞士心理学家让·皮亚杰（Jean Piaget）提出的建构主义学习理论，了解与认知学生个体的学习动机、化学实验知识学习情况，按照学生大脑内建构的学科知识图式，从外部输入与学生现有知识互为补充的化学理论内容、实验实践案例，改造与重组学生自身的知识体系结构认知，以建立起新的知识体系认知平衡，这一建构主义教学模式符合学生学习的身心发展规律。[1]

（2）“教学做合一”理论。1926年我国教育家陶行知提出的教学做合一理论，将“做（实践）”为核心，主张围绕“做”展开学科课程教学、学习工作，同时从教师对学生教学角度出发强调“做”便是教、从学生参与学习实践角度出发强调“做”便是学。[2]因此，基于“教学做合一”教育理论指导，由教师负责课堂教学引导和指导作用、学生参与趣味化学实验实践学习，有助于实现化学趣味性实验课堂的“教学做一体化”发展。

二、PBL问题驱动教学法下趣味化学实验课程的教育模式

PBL问题驱动教学法也称为基于问题/项目的课程组织设计方法，最初被欧美国家用于中小学语言课程项目式教学之中，而后拓展至数学、科学、工程技术等STEM学科教育中。当前初中趣味化学实验课程运用PBL问题驱动教学法，更多面向初中九年级《科学》化学教材单元主题，组织生活化、趣味化问题情境，导引学生进入特定的化学实验情境、实验重难点问题探究思考之中，并对整个趣味化学实验作出梳理。[3]

从PBL问题驱动教学法“设定教学目标、提出问题、分析问题、解决问题、结果评价”的教育思路出发，设计趣味化学实验课程“教学目标确定、问题导学情境创设、教学知识体系建构、教师课堂演示指导、学生自主实验探究、课后反思与评价”的教学流程。先由教师围绕生活常见的化学现象引入教材单元主题，引发学生思考化学实验发生的原因、化学反应现象；然后依据创设的问题导学情境提出相关问题，基于“网上网下”教学平台介绍实验所用到的化学工具、演示化学实验流程，深化学生对化学教材实验理论、实验案例的认知；而后将学生分为多个学习小组展开实验操作、自主问题讨论探究，通过指导学生查阅化学实验资料、参与实验操作环节，使其发现与分析实验过程中面临的重难点问题，同时采用学生小组合作、自主探究相结合方式尝试解决问题；最后，在完成PBL问题驱动式趣味化学实验教学后，采用自我评估、小组互评及教师评价等方式，作出教师课程教学、学生课堂学习的总结反思与评价，促进学生趣味性化学课堂探究能力、实验实践能力提升。

三、基于PBL问题驱动教学法的初中九年级趣味化学实验教育策略研究

1.教学目标设置

按照《义务教育化学课程标准（2022版）》新课程标准的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等要求，设定初中《科学》趣味化学实验教育教学目标：[4]

【科学思维与观念形成】以趣味化学实验问题情境导引学生把握化学概念、认知化合物的物理或化学性质，学会根据教材方法选择特定的实验工具、组织化学反应实验的一般思路，强化学生的化学实验理论认知、科学素养培养。

【实验实践能力培养】结合趣味化学实验情境、多媒体教学环境设计演示实验，带领学生参与化学实验感知、实践操作，深化学生对趣味化学实验现象、实验反应原理、实验反应公式、实验操作流程的理解与掌握，学会猜想与分析实验涉及的化合物、溶液特性，增强学生实验推理与应用能力。

【态度与责任提升】趣味化学实验理论、实验情境、实验结果的问题导向教学，对初中学生理解化学实验本质、组织趣味化学实验流程具有重要促进作用。通过由学生亲身参与实验器材选型、实验试剂配置、实验操作与现象观察、实验结果分析，有助于培养学生求真务实的科学态度、实践探究与创新精神，增强学生的环保意识及社会责任感。

2.教学知识体系建构

以华师大版初中九年级《科学（上）》化学单元课程教学为例，整合第一～四章化学理论知识，面向“化学反应”“生活中的酸和碱”“有机物”章节主题整合课内外实验理论、实践案例等内容，建构起趣味化学实验教学知识体系，设计“鸡尾酒”调制、柠檬“送情报”、蜡烛熄灭顺序、气泡喷泉的趣味性化学实验。[5]

实验教学理论：化学反应前后质量守恒，用分解反应可制取氧气；“酸”“碱”都具有腐蚀性，“酸”能够使紫色石蕊试液变红、使无色酚酞不变色，“碱”能够使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红；有机物大多为碳的化合物，多数含氢元素，或者含氧、氯、硫、氮、磷等元素，无机物则是由数十甚至上百种元素组成。

实验教学器具和药品：白醋（）、小苏打（）、玻璃棒、高脚杯、指示剂；30%过氧化氢（）溶液、二氧化锰（）、氯酸钾（）、硅胶（）、水（）、0.1mol/L盐酸溶液、干燥剂、玻璃容器、锥形瓶、导管、分液漏斗、集气瓶；蜡烛、塑料瓶。

化学实验方程式：;;;;;。

3.问题导学情境创设

案例一：“鸡尾酒”调制实验。围绕初中九年级《科学（上）》“酸与碱”章节的酸碱特定，也即“酸”能够使紫色石蕊试液变红、使无色酚酞不变色，“碱”能够使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红的化学性质，设计调制“鸡尾酒”的趣味性实验。

由教师借助多媒体课件播放以下视频：将紫色石蕊试液、无色酚酞试液倒入四个高脚杯，然后再分别将白醋、小苏打加入两种试液中，用玻璃棒轻轻搅拌并引导学生观察高脚杯内“鸡尾酒”颜色的变化。

然后提出问题：“同学们是否感觉很神奇，这就属于化学反应。”“为什么白醋使紫色石蕊试液变红，小苏打使紫色石蕊试液变蓝、使无色酚酞试液变红，这其中经历了怎样的化学反应？”

学生回答：“因为白醋属于酸性物质、小苏打属于碱性物质，酸性物质可使紫色石蕊试液变红，碱性物质使紫色石蕊试液变蓝、使无色酚酞试液变红。”

教师继续发出提问：“那既然如此，是不是其他酸性物质，比如苹果醋、盐酸、硫酸等加入紫色石蕊试液中都能使其变红？”部分同学坚定的点头。

教师再次提问：“有没有同学知道试液颜色的变化中经历了怎样的化学反应？”

这时多数同学摇头并期望老师给出解答，教师补充回答：“当紫色石蕊与酸反应时，紫色石蕊分子靛青类物质的氢氧根离子会与酸的氢根离子反应，形成具有新的分子结构、中性的酚分子，从而引起试液颜色的变化；当紫色石蕊与碱反应时，紫色石蕊分子的酚羟基会与碱的氢氧根离子反应，形成带负电荷的离子、电子能级的能量差减小，从而引起颜色的变化。”

案例二：蜡烛熄灭顺序实验、气泡喷泉实验。由教师先导引学生使用塑料瓶做简单的实验，分别将两根点燃的蜡烛放入两个密闭塑料瓶中，其中一个塑料瓶放入一小盆绿植，让学生观察两支相同的蜡烛哪个先熄灭，学生发现有绿植空间中的那支蜡烛先熄灭，这时其询问老师：“为什么这支蜡烛先熄灭了，是不是这个塑料瓶的氧气先没有了？”

教师回答：“同学们再想一想，有补充答案的没有，除氧气外还有哪个气体发生了变化？”

多数学生回答：“二氧化碳变多了。”教师补充道：“完全正确，绿植在吸收氧气放出二氧化碳后，由于二氧化碳的密度比氧气大、它会沉到塑料瓶底部，当塑料瓶内氧气被消耗殆尽时蜡烛就会熄灭。那么为验证这一假设，我们来做一个气泡喷泉实验。”

4.教师课堂演示指导教学

由于氧气制取的“气泡喷泉”实验涉及到多种实验装置，教师可以先考考学生：“这么多实验器具是怎样连接的，导管、分液漏斗有什么用途，30%过氧化氢溶液、二氧化锰之间的反应如何实现？”

在学生们愁眉不展之际，教师可基于网络慕课教育平台、多媒体PPT课件等数字渠道，播放氧气制取实验的器具连接视频，将不同实验装置的连接分解为一个个先后步骤，并将10名学生分为一组展开实验器材的连接操作（具体连接结构如图1所示）。当所有同学都连接好时教师再发出提醒：“同学们查看实验装置的连接顺序是否正确，若正确那么是否说明可立即开始实验？”[6]

学生们若有所思，部分学生抢先回答：“要先检查装置的气密性。”老师补充道：“非常正确。”随后教师把导管的一端浸没在水里、双手紧贴玻璃容器外壁，若发现导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。再然后按照将30%过氧化氢溶液灌入分液漏斗、将锥形瓶内加入黑色二氧化锰作为催化剂，均匀滴入过氧化氢溶液使之与二氧化锰充分反应，同时观察右方玻璃容器、集气瓶内的现象，发现有均匀的、好似喷泉的气泡冒出。学生在观察趣味化学实验过程中教师再次提出问题：“若该实验没有二氧化锰作为催化剂，能否完成实验？若将二氧化锰换为其他催化剂呢，或者将过氧化氢溶液换为其他溶液呢？”

5.学生自主实验探究与互动

在校内实训实验室展开拓展实验教学，由教师指导学生更换“气泡喷泉”趣味实验的反应物质，由学生自主参与到实验操作及探究中。部分学生使用氯酸钾分解方式制取氧气、二氧化锰作为催化剂，同样依照以上“气泡喷泉”的操作流程进行实验，发现制取氧气的纯度高、与30%过氧化氢溶液制取氧气的纯度没有差别；部分学生试图使用高锰酸钾（）加热的方式制备氧气，但发现制备完成的氧气中含有少量、和微量的。针对趣味化学实验仍存在的诸多疑问、不能解决的难题，由教师基于微信账号、钉钉平台账号、微信公众号等社交媒介，与学生一道参与问题讨论、在线互动沟通，给予学生“一对一”指导和必要的实验分析，以帮助其在趣味性化学实验中掌握化学操作流程、化学反应原理，养成科学严谨、求真务实的学习态度。

6.课后反思与评价

在完成师生互动讨论、重难点问题解决后，由学校教育部门、教师主体联合设计调查问卷，对教师导学情境创设、教学知识体系建构、趣味性实验教学组织、师生交互与问题解决的教学环节作出全方位评价，对学生趣味化学实验参与、反应现象观察、化学方程式书写、趣味性拓展实验的学习执行情况作出综合评价，提高学生趣味性实验学习、实验操作、问题探究与解决的核心能力。

结语

初中化学趣味性实验课程的情境感知、参与体验、实践应用教学，要基于PBL问题驱动教学法、网上网下融合教学平台，按照文本、图片、视频、音频融合方式组织教学知识体系，创设生活化实验情境、问题启发与导学环节，由教师导引学生参与实验理论知识学习、实验原理探究、实验现象观察、实验反应方程书写，有助于启发学生实验感知思维、帮助学生掌握化学实验的整个操作流程，实现趣味化学实验课程的趣味教学、全方位育人教育目标。

参考文献

[1] 李卫学.初中化学教学中趣味化学实验的应用[J]. 当代家庭教育，2022（03）：109-112.

[2] 沈芬.趣味化实验在初中化学教学中的应用方法[J]. 数理化解题研究，2022（02）：127-129.

[3] 黄鸣.浅谈在初中化学教学中开展趣味性化学实验的策略[J]. 天天爱科学（教育前沿），2022（01）：49-50.

[4] 林贤娜.优化教学手段构建生动课堂的策略探究——以初中化学实验教学为例[J]. 考试周刊，2021（A3）：100-102.

[5] 杨征.核心素养视角下模型认知思想的培养——以初中化学“多重表征”问题的复习为例[J]. 教育实践与研究（B），2022（06）：45-47.

[6] 陈晓燕.像化学家一样思考——融合化学史与科学探究的初中化学校本课程的设计和探索[J]. 教育与装备研究，2022（05）：19-22.

作者简介：丁慧明，男（1974-），浙江宁海县人，宁海县长街镇初级中学，中学一级，大学本科，从事中学科学教学研究。