實驗是化學(xué)的命脈，是化學(xué)教學(xué)的重要組成內(nèi)容，也是學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)提升的重要途徑。但在實際教學(xué)中，受內(nèi)容多，耗時長，短期教學(xué)效果不明顯等因素影響，中學(xué)化學(xué)實驗長期被忽視，對學(xué)生核心素養(yǎng)的形成造成了很大的影響。2019年11月，教育部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》，要求完善實驗教學(xué)體系，創(chuàng)新實驗教學(xué)方式，強(qiáng)化實驗教學(xué)要求?！叭齻€課堂”顧名思義是三種形式的課堂，是教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)、知識傳授與能力培養(yǎng)、智能發(fā)展與人格養(yǎng)成的3種類型的場所。如果按照學(xué)習(xí)內(nèi)容和時空分布劃分，它既不是傳統(tǒng)意義上的校內(nèi)課堂，又不全是教師授課的課堂，而是學(xué)校綜合課中課后、校內(nèi)校外、線上線下等內(nèi)容，有目的、有計劃、有組織地實施所有教育教學(xué)活動的總和?！叭齻€課堂”在落實立德樹人過程中共同構(gòu)建了“大課堂”概念，雖定位不同、側(cè)重不同，但相互融合，使得學(xué)校教育與校外實踐、課內(nèi)與課外、師生與社會課堂參與者、校內(nèi)與校外教育資源得以有效整合，相向而行，共同發(fā)力。2021年7月，“雙減”政策落地，教學(xué)的戰(zhàn)場回歸學(xué)校，家長和社會對學(xué)校期望值很高。那么，如何提高化學(xué)課堂效率？如何使課內(nèi)和課后教學(xué)縱向延伸？如何提高學(xué)校課后服務(wù)水平和質(zhì)量呢？筆者認(rèn)為，實驗是解決這些問題的一個非常好的突破口。本文以“萃取”實驗教學(xué)為例，通過多個化學(xué)實驗項目的一體化設(shè)計，將“三個課堂”聯(lián)動起來，有效凸顯了教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、拓展性、實踐性和創(chuàng)新性，構(gòu)建了化學(xué)學(xué)科“大課堂”，培養(yǎng)了學(xué)生核心素養(yǎng)，完善了校本實驗教學(xué)體系，促進(jìn)了師生的個性化發(fā)展，真正提升了學(xué)校課后服務(wù)水平和質(zhì)量。

一、實驗內(nèi)容設(shè)計

萃取在生活中普遍存在，小到家里泡藥酒、泡茶、制作辣子油，大到工業(yè)上金屬離子的分離提純，以及化妝品中活性成分的獲取，這些都會用到萃取。因此，筆者對萃取實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了情境化、項目化、任務(wù)化、個性化的設(shè)計，主要設(shè)計了以下5個項目，項目之間層層遞進(jìn)，將學(xué)生對萃取的理解推向縱深，實現(xiàn)了學(xué)生深度學(xué)習(xí)和思維進(jìn)階。

1.探究碘在不同溶劑中的溶解情況

探究碘在不同溶劑中的溶解情況時，教師要引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，讓學(xué)生緊密聯(lián)系生活，找到問題的根源。例如，生活中用到的碘酒、碘伏這兩種消毒劑成分完全相同嗎？有什么區(qū)別呢？如何合理使用呢？碘單質(zhì)作為主要成分還溶于其他溶劑嗎？在教學(xué)過程中，筆者通過實驗，為學(xué)生演示了碘單質(zhì)分別在水、乙醇、四氯化碳、苯、植物油、1mol/L氫氧化鈉溶液、1mol/L硫酸溶液、汽油中的溶解度。通過該實驗，學(xué)生了解了溶劑的多樣性，明白了溶質(zhì)和溶劑混合時一定有物理變化的發(fā)生，也可能會有化學(xué)變化發(fā)生，且同一種溶質(zhì)在不同溶劑中的溶解度差異較大，為學(xué)生下一步學(xué)習(xí)萃取原理奠定了基礎(chǔ)。

實驗結(jié)束后，筆者讓學(xué)生思考：“同一種溶質(zhì)在不同溶劑中的溶解度受哪些因素影響？”并借助控制變量思想，指導(dǎo)學(xué)生先設(shè)計實驗，探究影響溶解度的因素：內(nèi)因——物質(zhì)本身的性質(zhì)，外因——溫度、壓強(qiáng)等，再根據(jù)內(nèi)因，讓學(xué)生查找資料開展研究性學(xué)習(xí)，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度揭示“相似相溶”這一溶解性規(guī)律，全面培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維。

2.探究一種溶質(zhì)與兩種溶劑同時存在的溶解情況

筆者將上述實驗所涉及的溶劑由一種擴(kuò)展為兩種，將其混合進(jìn)行溶解實驗，讓學(xué)生觀察兩種溶劑和一種溶質(zhì)共存時會發(fā)生怎樣的變化。該實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓學(xué)生基于宏觀辨識進(jìn)行有效思考，提出自己的猜想和解釋。此外，筆者還引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了微觀探析，讓學(xué)生全面了解萃取的基本原理，通過分析實驗結(jié)果建立萃取初級模型。這種教學(xué)方式利用矛盾論為學(xué)生思維進(jìn)階搭建腳手架，由單一矛盾向多矛盾共存的體系演化，讓學(xué)生從根本上理解萃取的原理及操作步驟。

3.如何從碘水中獲取碘

從碘水中獲取碘的項目是為了讓學(xué)生掌握分離的核心原理和基本方法。新課標(biāo)要求學(xué)生掌握萃取的基本技能，所以學(xué)生理解基本原理后，教師還要幫助學(xué)生規(guī)范使用分液漏斗和操作分液實驗，熟練流暢地操作萃取的基本步驟。

碘水是溶液，想要得到溶質(zhì)，很多學(xué)生會想到蒸發(fā)，當(dāng)學(xué)生說出自己的想法后，教師不能直接否定，而是要引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生，讓學(xué)生尋找證據(jù)驗證觀點，并設(shè)計實驗進(jìn)行驗證，這樣才能體現(xiàn)實驗的功能和價值。驗證這一知識時，教師不是在課堂上扯著嗓子左一遍、右一遍地強(qiáng)調(diào)各種分離手段的使用條件，而是要為學(xué)生演示蒸發(fā)碘水的實驗，讓學(xué)生在實踐中了解不同分離方法適用的條件及相關(guān)物質(zhì)的特性，這樣就水到渠成地達(dá)到了教學(xué)效果。實驗結(jié)束后，教師可以以資料卡片的形式為學(xué)生呈現(xiàn)各物質(zhì)的沸點、升華溫度、溶解度等一系列理化特性，還要對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解讀，并利用前兩個項目的鋪墊引導(dǎo)學(xué)生思考和遷移，讓學(xué)生認(rèn)識萃取這一分離手段的作用。通過該實驗，學(xué)生就能建立萃取分離手段的基本模型，了解萃取劑選擇的條件。筆者認(rèn)為，本項目實驗素材豐富，對培養(yǎng)學(xué)生與文本對話的能力，以及學(xué)生提取加工信息的能力有著極大的幫助。

4.生活中的萃取研究

該項目著眼于學(xué)生的生活實際，在社團(tuán)指導(dǎo)教師的幫助下，學(xué)生認(rèn)真地進(jìn)行了萃取的應(yīng)用研究，目的是了解化學(xué)給人類生活帶來的巨大影響，并理解混合物分離提純的意義和價值。

在教學(xué)過程中，筆者非常注重生活中的實驗原理，如陜西本地特色——油潑辣子。在陜西，油潑辣子是非常著名的特色美食之一，很受人們喜愛。油潑辣子其實就是將辣椒中的色素萃取到了油中，制作成紅油，陜西涼皮中的紅油就是一大特色。那么，紅油的香味怎樣才能更濃呢？筆者認(rèn)為，這就要在實驗中探究如何使萃取的效果更好。在實驗過程中，筆者讓學(xué)生從科學(xué)的視角感受萃取的魅力，體會勞動人民智慧，并從中了解傳統(tǒng)文化，發(fā)揚傳統(tǒng)文化。并讓學(xué)生采用正交實驗的方式，用不同種類的油、不同顆粒和不同產(chǎn)地的辣椒面、不同的油溫、不同的佐料制作油潑辣子，對比油潑辣子的色香味兒。學(xué)生制作一碗碗辣子油既是實驗產(chǎn)品，又是勞動成果，他們非常開心，有一些學(xué)生在家里又進(jìn)行了實踐操作，為家人制作了美味的油潑辣子。

此外，化學(xué)社團(tuán)指導(dǎo)教師還給出了很多生活中萃取的應(yīng)用方向，如辣椒口紅制作、藥酒泡制、中藥熬制、青蒿素的提取、化妝品中活性成分的萃取等，每個方向都深受學(xué)生的喜歡。筆者帶領(lǐng)學(xué)生查找資料，設(shè)計實驗方案，展開實踐研究，整個過程充滿了歡聲笑語，那種教學(xué)相長，學(xué)有所獲的滿足就是踐行立德樹人最好的證據(jù)。在這些活動中，學(xué)生動手操作，且有了相應(yīng)的產(chǎn)品產(chǎn)出，不僅激發(fā)了他們學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，還落實了智育和勞育。需注意的是，在制作過程中，筆者非常注重學(xué)生安全意識、環(huán)保意識和社會責(zé)任感的培養(yǎng)，這是素質(zhì)教育的又一種體現(xiàn)方式，也是滲透思想道德教育的有效方式。

在制作辣椒口紅的過程中，學(xué)生了解了辣椒中的辣椒堿的性質(zhì)與應(yīng)用，知道了辣椒中產(chǎn)生辣味的是辣椒堿，而辣椒紅素只是顏色，所以制作辣椒口紅時可以去掉辣椒堿，提取辣椒紅素。這是一個非常復(fù)雜的物質(zhì)分離提純過程，學(xué)生在前期查閱資料設(shè)計實驗時，化學(xué)核心素養(yǎng)已經(jīng)得到了質(zhì)的提升，在后期產(chǎn)品的生產(chǎn)中更是掌握了精細(xì)化工的相關(guān)專業(yè)知識，整個實驗過程中就是一堂堂感同身受的職業(yè)生涯教育課。學(xué)生在實驗過程中充分感受了各行各業(yè)的艱辛與精彩，這些實驗教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃有著重要的意義。學(xué)生將制作的辣椒口紅進(jìn)行了包裝和美化，作為教師節(jié)禮物贈送老師，這樣既落實了美育，又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造能力，培養(yǎng)了學(xué)生的思想道德品質(zhì)，這種拓展性實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，真正實現(xiàn)了五育并舉、立德樹人的目標(biāo)。

5.生產(chǎn)中的萃取應(yīng)用

本項目主要來自工業(yè)生產(chǎn)，筆者雖對本教學(xué)內(nèi)容做大量的功課，但沒有辦法讓學(xué)生在學(xué)校真實感受或模擬具體的生產(chǎn)過程。因此，筆者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行了實地參觀，并邀請專業(yè)人員進(jìn)行講解，幫助學(xué)生完成二氧化碳超臨界萃取植物精華、金屬礦物分離中萃取和反萃取兩個萃取實驗，這也是高考中出現(xiàn)率較高的關(guān)于萃取的考查形式。通過工業(yè)案例，學(xué)生找到了學(xué)習(xí)發(fā)生的起點和意義，理順了邏輯思路，思維能力得到了很大的發(fā)展，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)也得到了提升。

二、實驗教學(xué)時空設(shè)計

“三個課堂”聯(lián)動的“大課堂”是實現(xiàn)教師、教育管理者、社會知識提供者與學(xué)生互動交流、熏陶感化的一體化課程，是學(xué)校、家庭、社會三位一體協(xié)同育人的教育新生態(tài)。筆者將第一步中的實驗內(nèi)容安排在第一課堂，在第二課堂和第三課堂分別落實、完成教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)的教學(xué)評價，真正體現(xiàn)教學(xué)評一體化的全過程。

項目1、2、3在傳統(tǒng)的第一課堂中進(jìn)行教學(xué)和探究，是萃取的基本知識和基本技能，以紙筆和操作評價為主。在這個過程中，筆者非常注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)意義的發(fā)生。每個實驗都在真實的教學(xué)情境中進(jìn)行，而不是硬塞給學(xué)生的。第一課堂的實驗教學(xué)是在真實情境下引出話題的，這部分內(nèi)容是基礎(chǔ)，要求學(xué)生全員掌握。中學(xué)化學(xué)課程課時少，教學(xué)壓力大，教師要利用更多的課時展開萃取應(yīng)用探究是不切實際的，所以學(xué)生掌握萃取的基本原理和基本技能后，就可以在課外選擇自己感興趣的內(nèi)容進(jìn)行拓展性和實踐性實驗，也可以在家或?qū)W校化學(xué)社團(tuán)研究生活中的萃取案例，這樣就能充分體現(xiàn)課程的個性化和多樣化特點。在工業(yè)生產(chǎn)的萃取項目中，由于學(xué)校裝置和試劑不充分，筆者很難為學(xué)生模擬。因此，講授這部分內(nèi)容時，筆者帶領(lǐng)學(xué)生走出學(xué)校，讓學(xué)生在真實的情境中觀察、感受、了解化學(xué)在生產(chǎn)生活中的重要作用，理解萃取的意義和價值。

項目4是指導(dǎo)教師給出研究內(nèi)容后，讓學(xué)生選取自己感興趣的研究方向，在收集查閱專業(yè)資料的基礎(chǔ)上，在第二課堂的化學(xué)社團(tuán)或在家長的指導(dǎo)下進(jìn)行實驗探究和產(chǎn)品生產(chǎn)，形成研究報告并上傳綜合素質(zhì)評價平臺。這種同學(xué)互相分享交流的教學(xué)方式，真正體現(xiàn)了第二課堂的價值和意義，為五育并舉提供了落腳點。需要注意的是這個過程中的評價應(yīng)該是多元化的，既要有研究報告評價，又要有實驗或?qū)嵺`過程中學(xué)生的行為習(xí)慣、價值觀等隱性評價。因此，筆者采取生生互評、教師評價、家長評價、路人評價等方式，讓學(xué)生根據(jù)自己的特長規(guī)劃職業(yè)。

項目5開放性、綜合性和實踐性很強(qiáng)，必須走出學(xué)校才能實施。筆者利用西安得天獨厚的地理條件，提前聯(lián)系了科研院所、化工廠、藥廠、大學(xué)實驗室等，通過研學(xué)旅行的方式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行萃取和反萃取實驗分離提純礦物中的金屬離子、超臨界二氧化碳等。在研學(xué)過程中，學(xué)生認(rèn)真觀察，積極詢問、記錄，對工業(yè)生產(chǎn)過程的萃取有了全方位的感知和認(rèn)識，在真實的實驗情境里看、學(xué)、思，在參觀中學(xué)，在體驗中學(xué)，將學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化輸出形成研學(xué)報告。在此過程中，筆者對學(xué)生的合作能力、道德水平、行為表現(xiàn)等給予了過程性評價，實現(xiàn)了開始和終結(jié)都有合理的評價。此外，如果學(xué)生想要進(jìn)一步研究該內(nèi)容，筆者認(rèn)為可以聘請相關(guān)領(lǐng)域的家長指導(dǎo)學(xué)生撰寫課題研究申請，鼓勵學(xué)生積極參與西安市“春筍計劃”課題研究評選，如果學(xué)生能夠順利答辯入選，就可以邀請專業(yè)的教授進(jìn)行指導(dǎo)和幫助，讓這種研究走向縱深，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和質(zhì)疑能力。

三、實驗教學(xué)共同體構(gòu)建

“三個課堂”的教學(xué)內(nèi)容層層遞進(jìn)，逐級攀升。第一課堂主要以化學(xué)科任教師為主體，在課堂上重點講解萃取基本原理和方法；第二課堂采用社團(tuán)指導(dǎo)教師聘任的方式，將參與化學(xué)社團(tuán)的各科教師、對化學(xué)感興趣已經(jīng)上大學(xué)的畢業(yè)生志愿者，以及相關(guān)家長或?qū)＜壹{入學(xué)校社團(tuán)，提升社團(tuán)的服務(wù)質(zhì)量和育人能力；第三課堂要突破年齡、班級的限制，消除學(xué)科障礙，由學(xué)校轉(zhuǎn)向社會資源，充分挖掘和調(diào)動可利用的、豐富的社會教育資源，形成育人合力，利用一切力量為學(xué)生知識能力的提升助力，這樣實驗教學(xué)共同體將會更加龐大。

總之，“三個課堂”聯(lián)動的實驗教學(xué)大課堂設(shè)計是一個非常艱巨的任務(wù)，教師知識儲備、社會資源情況及實驗設(shè)計水平都會影響到大課堂的開發(fā)。因此，學(xué)校應(yīng)該以教研組為研究團(tuán)隊，集思廣益，群策群力共同完成這個艱巨的任務(wù)。此外，在項目設(shè)計過程中，學(xué)校要按照教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、拓展性、延伸性和創(chuàng)新性原則，從初三到高三進(jìn)行一體化設(shè)計，凸顯設(shè)計的層次性和系統(tǒng)性。要建立健全完善社團(tuán)發(fā)展體制，積極吸引和納入各專業(yè)人員，使其成為社團(tuán)指導(dǎo)教師對學(xué)生進(jìn)行個性化、專業(yè)化的指引。要利用西安市豐富的高校、科研院所、工廠、企業(yè)等社會教育資源，積極構(gòu)建特色化的校本實驗教學(xué)體系。還要通過“三個課堂”充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，切實減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，積極落實國家“雙減”政策。

（陜西省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題《“三個課堂”融合下的中學(xué)化學(xué)教學(xué)案例實踐研究》研究成果。）

作者單位  西安市第二十六中學(xué)  西安市教育科學(xué)研究院

責(zé)任編輯：張言