方 敏

上海市南洋模范初級中學(200030)

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學科，實驗探究對于學生學科素養(yǎng)的提高無疑起了至關(guān)重要的作用?；瘜W學科素養(yǎng)對學生實驗探究與創(chuàng)新意識提出了明確的要求，即：能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題；能依據(jù)探究目的設(shè)計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作；能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結(jié)論；能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設(shè)想；能尊重事實和證據(jù)，不迷信權(quán)威，具有獨立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。

傳統(tǒng)的演示實驗和學生實驗已難以達成化學學科素養(yǎng)對學生實驗探究與創(chuàng)新意識所提出的要求。因此，教師應(yīng)根據(jù)教材內(nèi)容，設(shè)計安全且易操作的課外拓展實驗，將實驗與實際生活相結(jié)合，增加實驗探索的機會。教師應(yīng)充分相信學生的能力并及時轉(zhuǎn)變觀念，從學生實驗的指揮者變成學生實驗的支持者、引導(dǎo)者與合作者，指導(dǎo)學生利用多種學習手段自主開展實驗探究，并及時做好實驗總結(jié)，促進學生綜合實驗?zāi)芰Φ娜姘l(fā)展。

筆者結(jié)合上教版“溶液的酸堿性”一節(jié)內(nèi)容，指導(dǎo)學生“尋找生活中的酸堿指示劑”的實踐與思考。

1 重視選題，體現(xiàn)課題的合理性和可操作性

此次“尋找生活中的酸堿指示劑”實驗課題是基于教材中“溶液的酸堿性”一節(jié)提出的，其中有關(guān)波義耳發(fā)現(xiàn)紫羅蘭花瓣能做酸堿指示劑的相關(guān)資料讓許多學生很感興趣，學生們對此次實驗課題的熱情與參與度也超出了筆者的預(yù)期，究其原因與該實驗課題的合理性和可操作性有很大關(guān)系，具體表現(xiàn)為以下幾點：①此類相關(guān)研究較多，可供查閱借鑒的資料較多；②實驗原理相對簡單，學生易于把握；③提取酸堿指示劑所用的植物來源于生活，可供借鑒的生活經(jīng)驗較多，例如在滴有紫葡萄汁的衣服涂上肥皂時，紫色會變?yōu)樗{色；④實驗場所為家庭，實驗儀器、藥品等來源廣泛，操作便捷；⑤實驗操作安全性較高，學生不易產(chǎn)生畏懼心理。因此，選擇課題時要充分考慮實施的合理性和可操作性，這也是課題最終得以順利完成的必要前提。

2 重視合作，促進實驗方案的多樣化

課題的實施過程包括資料查閱、實驗步驟的設(shè)計、儀器藥品的準備、實驗的開展、反思總結(jié)等主要階段，這期間要倡導(dǎo)學生們自行分組，小組成員團結(jié)協(xié)作開展研究。學生是研究的主體，作為指導(dǎo)教師，更多扮演的是組織者的角色。如學生們遇到一時難以解決的問題，教師會參與討論并給與適當?shù)闹笇?dǎo)，但不會參與具體實驗方案的設(shè)計、實施等過程，鼓勵學生實驗方案的多樣化，這對于提升他們的學科素養(yǎng)有很好的促進作用。同時，教師不要低估學生的能力，要充分信任他們，此次課題學生所設(shè)計的實驗方案就給了筆者很大的驚喜。表1是此次課題中學生們呈現(xiàn)的實驗方案。

3 重視態(tài)度，培養(yǎng)嚴謹求實、一絲不茍的科學精神

化學實驗不僅將實驗設(shè)計、現(xiàn)象觀察、記錄結(jié)果、分析討論等科學方法融為一體，也體現(xiàn)了嚴謹求實、一絲不茍的科學精神，這些都是學生學科素養(yǎng)的重要組成部分。因此，教師不能只關(guān)注學生科學方法的實施情況，也要關(guān)注學生科學態(tài)度的提高。

此次課題有多組學生使用了薺菜作為提取酸堿指示劑的原料，但其中有一組學生實驗報告引起了筆者的注意。該組學生實驗報告中指出，薺菜提取液為綠色，分別在白醋和肥皂水中加入該提取液，并沒有明顯的顏色變化。而其他組的實驗報告中顯示薺菜汁在酸性溶液中呈紅色，在堿性溶液中呈黃綠色。筆者同該組學生討論原因，在確認了現(xiàn)象記錄準確無誤的前提下，贊揚了他們堅持實事求是的科學態(tài)度。但要找到現(xiàn)象不一致的原因，筆者首先建議他們換做其他組的提取方法重新進行實驗，結(jié)果仍然是薺菜汁在酸堿性溶液中顏色幾乎不變。那么，原因會不會出在選用的薺菜上？他們隨后又去菜場選購薺菜，發(fā)現(xiàn)原來菜場里賣的薺菜有兩個品種，分別是板葉薺菜和散葉薺菜。再選用這兩種薺菜分別做了對比實驗，現(xiàn)象的確不同，具體內(nèi)容見表2。

表1 學生設(shè)計的實驗方案

表2 不同薺菜汁在酸堿性溶液中的變色

4 注重總結(jié)，完善實驗分析與成果交流

分析總結(jié)與交流是課題研究中必不可少的組成部分，也是課題研究的最后一個階段。課題總結(jié)的形式是多樣的，此次總結(jié)的形式是讓學生們拍成小視頻，并形成小論文，最后在班級和校園網(wǎng)上做交流。學生在論文中指出，有些植物提取液遇到酸堿性溶液后變色并不明顯，因此不適合做酸堿指示劑，例如青菜、菠菜、胡蘿卜、橙子等。有些植物提取液遇到酸堿性溶液后有明顯的顏色變化，是非常好的植物酸堿指示劑。以下羅列了部分小組總結(jié)的植物酸堿指示劑，見表3。

對實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)還要注重對一些特殊現(xiàn)象進一步探究思考、總結(jié)規(guī)律。例如散葉薺菜可以作酸堿指示劑，而板葉薺菜為什么不可以？筆者和學生一起討論尋找原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)板葉薺菜全株呈綠色，而散葉薺菜根莖部呈紫紅色，焯水后散葉薺菜根部的紫紅色幾乎全部褪去。散葉薺菜之所以能做酸堿指示劑，可能和這部分色素有關(guān)。通過查閱文獻，我們了解到，某些植物中含有豐富的花青素和其他有機酸堿，當pH改變時，有機酸堿的結(jié)構(gòu)改變，致使其顏色發(fā)生變化，因而可以作為酸堿指示劑。

表3 部分植物酸堿指示劑的變色情況

不少小組在總結(jié)交流中還提出了今后實驗的改進設(shè)想，主要包括以下方面：①指示劑提取的方案優(yōu)化，例如研究植物指示劑如何保存不變質(zhì)問題，探究不同植物的最佳提取方案和藥品用量問題等；②酸堿性溶液的選取，例如探究pH不同對植物指示劑變色的影響，“八四消毒液”作為堿性溶液使指示劑先變色再褪色的再探究等。

學生通過開展實驗課題經(jīng)歷了合作探究，收獲了探究的成果，提高了自身的學科素養(yǎng)。筆者也在指導(dǎo)學生探究過程中看到了學生的巨大科研潛力，對學生實驗探究與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)有了更深入的思考與啟發(fā)。