核心素養導向下分子運動現象的實驗創新

詹林

【摘要】在分子運動現象的實驗創新中，學生經過自主探究、合作學習、交流討論，樹立了探究精神與創新意識，提升綜合品質與關鍵能力。

【關鍵詞】核心素養 分子運動現象 實驗創新

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）03-0156-02

人教版初中化學上冊分子運動現象的實驗（如圖1）是用一個大燒杯將裝有酚酞與濃氨水的兩個小燒杯罩著，通過酚酞試液變紅色的現象得出分子總在不斷運動的結論。實驗使用了三個燒杯和兩種藥品，操作簡單，現象明顯，學生感興趣，教學效果顯著。美中不足的是：為得到明顯現象經常增加藥品用量造成浪費；實驗完畢掀起大燒杯時，原本被罩著的氨氣擴散到空氣中產生污染；小燒杯內的反應剩余物被倒入廢液缸中不符合綠色環保要求。為了培養學生樹立節儉理念與綠色環保意識，提高生態文明素養與社會責任感，現從核心素養的維度引導學生對該實驗進行創新。

一、核心素養對實驗創新的意義

核心素養比能力更具有深遠的意義，它注重學生自主發展，通過合作學習與創新實踐，培養綜合品質和關鍵能力。核心素養導向下的化學實驗創新是以學生的發展為本，重視學生的思維和能力培養，提高學生化學素養，培養科學探究精神與實驗創新意識，培養自主學習與合作學習能力，養成愛護環境的生態文明素養，對人的發展將影響終身，適應新一輪課改的要求。

二、核心素養導向下的實驗創新策略

核心素養無法由教師直接灌輸給學生，但是卻可以通過實驗創新引導學生自主探究，以及積極參與查閱資料、交流討論、大膽創新、分析總結的學習活動中自然形成。

（一）引導學生分析分子運動現象實驗

1.探究實驗目的

引導學生自主探究實驗目的，學生經過學習活動得出：分子運動現象的實驗目的是通過無色酚酞變紅色的現象來認識氨氣分子的運動，從而領悟分子總在不斷運動。

2.分析儀器與藥品的作用

引導學生分析三個燒杯與兩種藥品的作用，總結得出：大燒杯用于罩住氨氣分子限制運動空間，防止氨氣擴散到空氣中；小燒杯是盛放并隔開兩種藥品；酚酞是酸堿指示劑，遇堿變紅色；濃氨水易揮發，揮發出來的氨氣極易溶于水形成氨水，氨水具有堿性。

3.討論實驗原理

學生經過查閱資料與交流討論，明白濃氨水比酚酞容易揮發，揮發出來的氨氣分子運動到酚酞溶液中與水結合形成氨水，氨水屬于堿使無色酚酞變紅色。

（二）指導學生探討實驗要求

依據發展核心素養的要求，所創新的實驗必須操作簡單，現象明顯，環保節約，能培養學生的科學探究精神與關鍵能力。

（三）組織學生分組并布置任務

首先由全班學生推薦若干個組長，再由組長們商議選出各自的組員，然后給各小組布置任務，要求各組員在執行任務的過程中分工協作相互配合，養成獨立學習與團隊互助精神。

（四）放手讓學生互助創新設計

初中學生剛接觸化學，掌握的化學知識不多，所以只要求依據實驗內容、實驗目的與實驗原理進行“照方抓藥”，只對裝置進行創新而盡量不更換藥品，在此為前提放手讓學生自行查閱資料，聯系生活實際進行知識遷移，開闊思維大膽提出設想，通過組內交流探討形成預案，利用實際操作查找不足加以修正，最后確定實驗創新方案，編寫實驗報告，向全班同學匯報創新成果并演示。

三、實驗創新的典型案例賞析

學生經過兩周的準備，收獲很大，現將有特色的成果呈現如下。

（一）巧用培養皿與藥片包裝板促進學科間的聯系（如圖2）

有的學生從大燒杯的作用聯想到生物實驗的培養皿，有的學生從小燒杯的作用聯想到點滴板的結構進而想到用藥片包裝板代替小燒杯，經過小組可行性探討分析，接著分工尋找儀器、著手操作，并不斷修正，最后進行演示：打開培養皿蓋子，放入兩片藥片包裝板，并在其中一片包裝板凹陷處滴兩滴濃氨水，另一片滴兩滴酚酞，蓋好培養皿的蓋子，過了一會兒，酚酞變紅色。實驗過程中所用的藥品很少，實驗結束后培養皿中的藥品不是倒入廢液缸內，而是加入少量水混合得到氨水直接作氮肥澆于花盆中，既環保又實用，實驗效果受到大家的贊賞。此創新能促進學科之間、課堂與生活之間的聯系，并提升綠色環保意識。

（二）借助集氣瓶與棉花培養創新能力（如圖3）

有的學生經過查閱資料想到：用集氣瓶代替大燒杯，用脫脂棉蘸取濃氨水，將酚酞畫于濾紙上，省去了兩個小燒杯。他們將蘸有濃氨水的脫脂棉置于集氣瓶內并蓋上玻璃片，用鑷子夾住寫有酚酞字跡的濾紙并伸進集氣瓶內，逐漸看到濾紙上出現紅色字跡，然后取出濾紙在空氣中晃動，發現紅色字跡逐漸變淡直至消失，再將濾紙伸入集氣瓶內字跡又顯現，取出晃動又消失，實驗結束，學生向集氣瓶內注入少量水振蕩得到氮肥。這種改進非常有創新深受大家喜歡，儀器簡單，現象明顯，可以反復演示，同學們倍感新奇都互相爭搶操作。

（三）獨用“Y”型管提升知識的遷移能力（如圖4）

由于學生在一些練習中經常遇到“Y”型管，于是就有學生在小組探討過程中將“Y”型管的作用遷移到分子運動現象的實驗中，提出用一根“Y”型管代替三個燒杯，往“Y”型管的一端注入2-3毫升滴有酚酞的蒸餾水，另一端滴入兩滴濃氨水，塞好橡皮塞，不一會兒滴有酚酞的蒸餾水漸漸變紅色，實驗結束振蕩得到氮肥。該創新最大的優點是簡捷，整個過程中只用到一個“Y”型管，給人留下深刻的印象。

（四）改用試管倒立提高變通能力（如圖5）

在初中階段，試管作為反應裝置從來沒有倒立，有位學生思維變通想到用倒立的試管代替大燒杯，剪一條1厘米寬、15厘米長的濾紙條并間隔滴上酚酞試液，然后伸入試管內用雙面膠固定，取一玻璃片在其中間滴兩滴濃氨水，接著將裝有濾紙的試管倒扣在濃氨水上，不一會兒，濾紙自下而上漸漸呈現紅色小點，將肉眼看不到的分子運動變得清晰可見。

（五）利用蛇影顯現增強聯想能力

剪一條1厘米寬、15厘米長的濾紙條，用酚酞試液在濾紙條上畫條小蛇并伸入試管中固定好，取一小團脫脂棉蘸取濃氨水置于試管口，并塞好橡皮塞（如圖6）。或用一整張濾紙，在中央用酚酞畫條小蛇，取一個培養皿，在培養皿的內放置一小團蘸有濃氨水的脫脂棉，將畫有小蛇的濾紙蓋在培養皿上（如圖7）。兩種創新均會看到一條紅色小蛇逐漸顯現，有利于培養學生的聯想能力。

（六）采用鐵樹開花提高動手操作能力（如圖8）

用濾紙剪出數朵小花并用細鐵絲固定成樹枝狀，然后將小花用酚酞試液濕潤后伸入集氣瓶內，集氣瓶底部放一小團蘸有濃氨水的脫脂棉，用玻璃片蓋住集氣瓶，只見小花自下而上逐漸變紅，取出變紅的小花在空氣中晃動，紅色消失，再伸入集氣瓶中，又顯紅色。剪花與制作花束是突顯心靈手巧的精細活，有利于培養動手操作能力。

（七）使用不同溫度的現象比較提高綜合學習能力（如圖9）

往兩根試管中分別滴入兩滴濃氨水，并往其中分別伸入一條滴有酚酞的濾紙條，塞緊橡皮塞，迅速將兩根試管伸入盛放冷水與熱水的不同燒杯中，熱水試管中的濾紙條比冷水試管中的濾紙條呈現紅色斑點速度明顯快。這種創新既能說明分子總在不斷運動，還能明顯在呈現溫度不同運動速度不同，有利用提高學生的綜合學習能力。

在整個創新活動過程中始終以學生為主體，引導學生積極參與學習活動，通過自主探究與合作學習增進交流、提高互信，思維更加開闊，學習能力得以提升，學習興趣不斷增強，對實驗的了解更加透徹，并從情感、態度、價值觀等方面對實驗獲得深刻感悟，促進了環保意識與創新能力的培養，提升了綜合品質與關鍵能力。

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