摘要：將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果及時(shí)轉(zhuǎn)化到教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新才有生機(jī)、活力，才能使成果發(fā)揮應(yīng)有的育人價(jià)值。作者領(lǐng)銜的名師工作室團(tuán)隊(duì)以省立項(xiàng)課題的研究為載體，探索了將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)情境素材、課堂探究教學(xué)內(nèi)容、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的資源、校本選修課程內(nèi)容和教師研訓(xùn)活動(dòng)內(nèi)容等實(shí)踐路徑，以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，發(fā)展學(xué)生學(xué)科實(shí)踐能力，提升化學(xué)教師實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新；成果轉(zhuǎn)化；路徑；核心素養(yǎng)

文章編號(hào)：1008-0546（2022）11-0078-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.017

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的重要特征，在學(xué)科育人中具有獨(dú)特的教學(xué)價(jià)值。然而，無論哪種版本的高中化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)或多或少存在著一些缺陷，影響著實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值。筆者領(lǐng)銜的嘉興市名師工作室，以浙江省教研規(guī)劃課題“化學(xué)核心素養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中的落地研究”為研究項(xiàng)目，經(jīng)4年多的努力，改進(jìn)或創(chuàng)新高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)十個(gè)，其中有50余個(gè)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新案例發(fā)表于《化學(xué)教學(xué)》《化學(xué)教與學(xué)》等專業(yè)刊物，與同行分享研究成果。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的目的在于應(yīng)用，以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，探索化學(xué)學(xué)科育人的路徑和方法，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者結(jié)合名師工作室實(shí)際，探索總結(jié)了創(chuàng)新成果教學(xué)轉(zhuǎn)化的多元路徑，與同行交流，以期使實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果發(fā)揮更大作用。

一、轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)情境素材，促進(jìn)學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)

基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)，要求教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有價(jià)值的問題情境，并從中提煉出學(xué)科問題，讓學(xué)生在問題解決中探究化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)思維，訓(xùn)練科學(xué)方法。工作室團(tuán)隊(duì)將生活中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，轉(zhuǎn)化為化學(xué)實(shí)驗(yàn)案例，并應(yīng)用于課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)生活中的化學(xué)與課堂知識(shí)的巧妙融合，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系，形成用化學(xué)視角看待并解決生活問題的認(rèn)識(shí)思路，彰顯化學(xué)學(xué)科價(jià)值，實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地。

例如：在人教版化學(xué)（必修）第二冊(cè)第六章第二節(jié)“化學(xué)反應(yīng)的速率與限度”教學(xué)中，運(yùn)用T作室團(tuán)隊(duì)研究成果“基于蘋果汁變色的化學(xué)反應(yīng)速率影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”[1]，加工改編成課堂教學(xué)情境素材，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)情境中探究學(xué)習(xí)。鮮榨的蘋果汁在空氣中放置一段時(shí)間顏色逐漸變深，原因是在多酚氧化酶的作用下，蘋果汁中含有的多酚被空氣氧化成有色的醌。通過控制變量的探究法，設(shè)計(jì)一個(gè)白變量（溫度、濃度、催化劑、接觸面積）變化引起應(yīng)變量反應(yīng)速率（蘋果汁變色速率）的變化。在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生通過觀察、比較、分析、推理等認(rèn)知活動(dòng)，探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因和外因（濃度、溫度、催化劑、接觸面積），建立影響化學(xué)反應(yīng)速率的認(rèn)知模型，體現(xiàn)了“通過實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)”的思想。

通過實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象分析，學(xué)生理解了維生素C的作用原理，得出抑制蘋果汁變色的方法。通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)蘋果汁所用方法與自己在實(shí)驗(yàn)室探索出來的方法相同，學(xué)生激動(dòng)萬分，體會(huì)到科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)解釋、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。通過實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與系列實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生尊重事實(shí)、善于合作、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的品質(zhì)，發(fā)展學(xué)生學(xué)科實(shí)踐能力。

二、轉(zhuǎn)化為課堂探究教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

教學(xué)內(nèi)容及策略的選擇影響著學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。工作室團(tuán)隊(duì)精心選擇、組織化學(xué)概念教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用POE策略突破概念教學(xué)難點(diǎn)。POE策略，即“預(yù)測(cè)—觀察—解釋”策略（Predict-Observe-Explain，縮寫為POE），這種策略要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前根據(jù)自己原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，并說明理由，在實(shí)驗(yàn)過程中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)一步解釋所觀察到的現(xiàn)象。

例如：人教版“化學(xué)反應(yīng)原理”第三章第四節(jié)“沉淀溶解平衡”教學(xué)內(nèi)容，教材通過定性實(shí)驗(yàn)，以觀察為手段，實(shí)驗(yàn)過程中沉淀的量的變化及顏色變化為證據(jù)，判斷沉淀溶解平衡的移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)方法較為傳統(tǒng)，沒有研究溫度對(duì)難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡及同離子效應(yīng)的影響。工作室團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研究思路，以難溶電解質(zhì)電導(dǎo)率變化為切人口，通過電導(dǎo)率的變化，探究難溶電解質(zhì)的平衡移動(dòng)，形成了“測(cè)量難溶電解質(zhì)溶解平衡的電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)探究”[2]的研究成果。將研究成果應(yīng)用于課堂教學(xué)（溶解平衡的同離子效應(yīng)）如下：

【演示】取250mL蒸餾水、250 mL碘化鉛飽和溶液，分別注入兩只500 mL燒杯中。將兩只燒杯置于磁力攪拌器上，啟動(dòng)攪拌。在兩只燒杯中分別插入電導(dǎo)率傳感器，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖像通過電腦投影到大屏幕上。

【設(shè)問】向這兩種液體中同時(shí)加入碘化鉀溶液后，溶液的電導(dǎo)率如何變化？溶液的電導(dǎo)率的增量哪個(gè)大？

【預(yù)測(cè)】

【學(xué)生甲】?jī)煞N溶液的電導(dǎo)率都增大，增加的幅度一樣。

【學(xué)生乙】?jī)煞N溶液的電導(dǎo)率都增大，但盛有碘化鉛飽和溶液的燒杯中，滴加等量碘化鉀溶液后，電導(dǎo)率增量要小一些。

【觀察】用移液槍每次滴人0.100mL的1.0mol·L-1的碘化鉀溶液，觀察兩組數(shù)據(jù)及變化，繪制電導(dǎo)率增量數(shù)據(jù)變化曲線（見圖1）。

【設(shè)問】滴人等量的碘化鉀溶液后，兩種溶液電導(dǎo)率增量不同，為什么？

【解釋】用碘化鉛的溶度積與該溶液中離子積的相對(duì)大小來判斷。滴人碘化鉀溶液后，c（I一）增大，Q=c（Pb2+）·c2（I-），導(dǎo)致Q>Ksp，平衡逆向（生成沉淀方向）移動(dòng)，溶液變?yōu)榱咙S色渾濁。因而，碘化鉛電離出來的碘離子、鉛離子濃度減小，飽和溶液電導(dǎo)率增量減小。

同理，研究碘化鉛懸濁液加蒸餾水稀釋過程中電導(dǎo)率變化，可推測(cè)難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的存在；研究碘化鉛懸濁液、飽和澄清液在升溫過程中電導(dǎo)率變化，可推測(cè)溫度對(duì)難溶電解質(zhì)平衡移動(dòng)（溶度積常數(shù)）的影響。

教學(xué)中將AB型沉淀改為AB2型沉淀，消除學(xué)生對(duì)非1：1型難溶電解質(zhì)的陌生感，有利于建構(gòu)不同類型沉淀的溶度積常數(shù)計(jì)算模型，且金黃色的碘化鉛溶液更能吸引學(xué)生興趣。通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果定量、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出來，訓(xùn)練學(xué)生宏一微一符一曲線“四重表征”思維，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的資源，發(fā)展學(xué)生學(xué)科實(shí)踐能力

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)作為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要課程和教學(xué)方法，越來越受到教育工作者的重視。根據(jù)達(dá)林一哈蒙德和克拉斯克等人的界定，它主要包含以下要素：真實(shí)的驅(qū)動(dòng)性問題、學(xué)生在真實(shí)情境中對(duì)這個(gè)驅(qū)動(dòng)性問題展開探究、經(jīng)常用項(xiàng)目化小組的方式學(xué)習(xí)、學(xué)生運(yùn)用各種工具和資源促進(jìn)問題解決、最終產(chǎn)生可以公開發(fā)表的成果。[3]

以化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果為資源的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，其主要選題有：（1）教材實(shí)驗(yàn)的再研究，如高錳酸鉀溶液氧化甲苯實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、銅與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)等；（2）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，如化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實(shí)驗(yàn)研究——過氧化氫一魯米諾發(fā)光反應(yīng)的應(yīng)用等；（3）數(shù)字化實(shí)驗(yàn)研究，如利用傳感器技術(shù)探究次氯酸催化分解反應(yīng)等；（4）跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)研究，如高錳酸鹽氧化脫氧核糖核苷酸（DNA單體）——一個(gè)模擬謀殺案破解的氧化還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、基于STEAM理念的焰色試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)等；（5）新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，如手機(jī)熱成像技術(shù)研究中和反應(yīng)熱效應(yīng)、鈉與水反應(yīng)溫度變化等。

例如：人教版化學(xué)（必修）第二冊(cè)第七章第三節(jié)“乙醇與乙酸”教學(xué)中安排了酯化反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)，[4]實(shí)驗(yàn)主要存在以下不足，有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。（1）混合液加熱一段時(shí)間后，出現(xiàn)炭化變黑現(xiàn)象，同時(shí)還可能產(chǎn)生有毒氣體；（2）濃硫酸用量多（與乙酸的用量相同，均加入2 mL）且不能重復(fù)使用?；谏鲜鰡栴}，教師給予學(xué)生相關(guān)課外資料目錄，讓學(xué)生課外找資料閱讀，研究酯化反應(yīng)機(jī)理，尋找能替代濃硫酸的新催化劑，最后確定了“以無機(jī)鹽為催化劑改進(jìn)乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)的研究”[5]課題，論證了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。按研究進(jìn)程及內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，將該研究項(xiàng)目分解成3個(gè)遞進(jìn)關(guān)系的子項(xiàng)目，子項(xiàng)目、研究過程及研究結(jié)果如表1所示。

最后，學(xué)生總結(jié)提煉，形成研究總報(bào)告，班內(nèi)交流展示。

通過乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，學(xué)生體驗(yàn)了有機(jī)合成中需對(duì)反應(yīng)機(jī)制的研究、催化劑的篩選與回收等一系列探究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)到催化劑對(duì)化學(xué)科學(xué)研究的意義。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)作為學(xué)科實(shí)踐的重要形式，學(xué)生在完成真實(shí)、具體的項(xiàng)目中，從被動(dòng)學(xué)習(xí)走向主動(dòng)學(xué)習(xí)，從簡(jiǎn)單、機(jī)械地學(xué)習(xí)走向基于豐富實(shí)踐地學(xué)習(xí)，發(fā)展了化學(xué)學(xué)科實(shí)踐能力。

四、轉(zhuǎn)化為校本選修課程內(nèi)容，促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性化發(fā)展

校本選修課程在學(xué)生多元發(fā)展、個(gè)性發(fā)展以及學(xué)校辦學(xué)特色形成等方面起著重要作用，隨著深化課改的推進(jìn)，越來越受到教育行政部門和普通高中學(xué)校的重視。

在課程內(nèi)容的選擇上，高一主要是教材實(shí)驗(yàn)的再研究，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)并重，以及實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范訓(xùn)練，彌補(bǔ)現(xiàn)行教材的不足。高二年級(jí)選擇化學(xué)選修課的學(xué)生是高考選考化學(xué)的學(xué)生，他們通過高一一年的學(xué)習(xí)，已打好了較扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)有著較高的要求和期望，因而選修課程內(nèi)容變化較大，以拓展實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的研究為主；注重實(shí)驗(yàn)方案的白行設(shè)計(jì)和科學(xué)研究方法的訓(xùn)練，如控制變量法等；增加定量實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練學(xué)生定性、定量相結(jié)合的思維；增加實(shí)驗(yàn)新技術(shù)的應(yīng)用，如數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)、熱成像儀等，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，這些變化受到選課學(xué)生的普遍歡迎。

教學(xué)管理上，教務(wù)處統(tǒng)一公布選修課程方案，學(xué)生自主選課，走班上課，單人單桌實(shí)驗(yàn)，以增加學(xué)生獨(dú)立思考與實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)。評(píng)價(jià)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，其根本目的在于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。在化學(xué)選修課程的教學(xué)中，始終堅(jiān)持“素養(yǎng)為本”的評(píng)價(jià)方向，采用以質(zhì)性評(píng)價(jià)（活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)、檔案袋評(píng)價(jià)、提問點(diǎn)評(píng)、課后練習(xí)等）為主、量化評(píng)價(jià)（紙筆測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作量化考核等）為輔的多樣化評(píng)價(jià)方式，評(píng)價(jià)形式上有學(xué)生白評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)。通過化學(xué)選修課程的開設(shè)，拓展學(xué)生知識(shí)面，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展，為學(xué)生多元發(fā)展提供了可能，立志報(bào)考化學(xué)化工類專業(yè)或與化學(xué)密切相關(guān)專業(yè)的學(xué)生明顯增加。

經(jīng)多年教學(xué)實(shí)踐及修改完善，“我是化學(xué)家”“化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究”“數(shù)字化視域下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探索”3門校本選修課程被評(píng)為嘉興市精品選修課程，“基于‘科學(xué)研究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)”選修課程評(píng)為浙江省第九批普通高中推薦選修課程，面向全省推薦使用。教師通過開發(fā)與開設(shè)化學(xué)校本選修課程，增強(qiáng)了課程研究意識(shí)和課程開發(fā)能力，完善了自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了其專業(yè)發(fā)展。

五、轉(zhuǎn)化為教師研訓(xùn)活動(dòng)內(nèi)容，引領(lǐng)區(qū)域化學(xué)教學(xué)改革

教師研訓(xùn)活動(dòng)是新課標(biāo)、新教材背景下教師培訓(xùn)的重要形式，解決了一線教師學(xué)科教學(xué)中的疑難問題，促進(jìn)教師關(guān)鍵能力的提升。

名師工作室團(tuán)隊(duì)將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新案例、實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果分類整理成多個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新范例講座，供教師研訓(xùn)使用。如：化學(xué)教材實(shí)驗(yàn)的再研究、化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化研究、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的研究、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)策略研究、基于核心素養(yǎng)發(fā)展的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新成果的教學(xué)轉(zhuǎn)化路徑研究等。這些創(chuàng)新成果的有效轉(zhuǎn)化，使高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容得到充實(shí)、更新，實(shí)驗(yàn)研究方法呈現(xiàn)多樣化且富有時(shí)代特征，發(fā)展了學(xué)生的學(xué)科實(shí)踐能力和化學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

4年多來，在浙江省教育廳“百人千場(chǎng)”名師送教下鄉(xiāng)活動(dòng)，河北省、山東省及內(nèi)蒙古自治區(qū)教育廳教育裝備與管理中心組織的全?。▍^(qū)）初高中化學(xué)教師實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)活動(dòng)，浙江省高中化學(xué)教師90學(xué)時(shí)培訓(xùn)及嘉興市高中化學(xué)教師全員培訓(xùn)等活動(dòng)中，工作室團(tuán)隊(duì)先后作關(guān)于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新范例方面的講座16次，開設(shè)含創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的各類公開課、研討課、示范課數(shù)十節(jié)，轉(zhuǎn)變了教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，“通過實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)”的價(jià)值追求獲得廣泛的共識(shí)，展示了實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的路徑和方法，為一線教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了可借鑒、可推廣的范例，成為嘉禾大地傳播新課程理念、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開展教學(xué)研究、參與教師研訓(xùn)等活動(dòng)的中堅(jiān)力量，引領(lǐng)著區(qū)域化學(xué)教學(xué)改革。

參考文獻(xiàn)

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*本文為浙江省2017年度教研規(guī)劃課題“化學(xué)核心素養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中的落地研究”（課題編號(hào)：G17120）的階段性研究成果。