以發展高中化學學科素養為目的的實驗教學策略

馮信義

摘 要：高中階段的學生應當具備的學科核心素養主要包括五個方面，即宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認識、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任。以氯氣制備實驗為例對此進行具體探討。

關鍵詞：高中化學；核心素養；實驗教學；氯氣制備

隨著新一輪基礎課程改革的持續深入推進，學科核心素養這一概念逐漸深入人心。對于高中一線化學教師而言，在當前新的教育形勢下探索以發展學生核心素養為目的的實驗教學策略已成為重要而迫切的教學任務。以下擬以氯氣制備為例對此作一較為具體的探討，希望對一線教師有所助益。

一、教材中氯氣制備實驗的簡介

作為高中階段化學最重要的氣體制備實驗之一，實驗室制備氯氣的實驗向來備受重視。該實驗的化學反應方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+2H2O+Cl2↑（加熱），其實驗裝置是基于初中階段制取H2、O2、CO2的裝置模型而來，主要實驗儀器包括：圓底燒瓶、分液漏斗、鐵架臺、酒精燈、石棉網、集氣瓶、導管、雙孔橡膠塞、玻璃片、燒杯。實驗藥品除了方程式中呈現的之外，還有濃硫酸、NaOH溶液以及飽和食鹽水。其實驗示意圖如下。

二、合理改進和優化實驗，培養學生的學科素養

1.科學探究與創新意識的培養

科學探究和創新意識是以獨立思考和質疑能力為基礎的。就此實驗的教學而言，我們可以通過引導學生以批判性的眼光仔細推究原實驗裝置并適當優化改進來培養學生核心素養的科學探究和創新意識。在此實驗的具體教學過程中，在筆者的引導和提示下，最終形成了科學合理的優化實驗方案，改進后的實驗裝置流程圖如下所示。

2.變化觀念與平衡思想的培養

在優化后的實驗方案中，隨著反應的進行，濃鹽酸的濃度不斷減小，當其濃度減小到特定臨界點時反應停止，由于濃鹽酸揮發性很強，實驗進程中只能緩緩加熱而不可快速加強熱。這說明了物質的變化是有條件的，某種程度上可以啟發學生關注和掌握從量變到質變的化學變化的分析方法，并進一步從聯系發展和動態平衡的角度觀察和探析化學反應，預測在特定條件下相關物質可能或必然會發生的化學變化。

3.宏觀辨識素養的培養

在經過優化的實驗的進程中，學生只要注意到黃綠色的氣體升至集氣瓶口，即可識別氯氣已充滿集氣瓶，這是對學生“宏觀辨識”素養的培養。

4.模型認識素養的培養

上文指出，氯氣制備實驗裝置是基于初中階段制取H2、O2、CO2的裝置模型而來，學習了該實驗后，引導學生回顧初中階段H2、O2、CO2氣體的制備，完善實驗室制備常見氣體的思路和方法，形成體系，便于學生融會貫通，同時也為以后學習NH3、C2H4等重要氣體的制備提供必要的基礎和指引。這在較大程度上為學生“模型認知”素養的發展起到了積極作用。

5.微觀探析素養的培養

在上述實驗中，教師帶領學生從微觀角度分析氧化還原過程中電子轉移情況，從而確定該化學反應的氧化劑、還原劑、氧化產物及還原產物，并提示學生注意，濃鹽酸在反應過程中既表現了還原性又表現了酸性。通過全面細致的分析，學生的“微觀探析”素養自然也會得到一定程度的鍛煉。

綜上所述，在高中化學實驗教學中，我們要能夠使學生切實參與到關于實驗改進與優化的討論、確定和實踐過程中來，只有如此，學生的思維積極性和化學實驗潛能才能最大限度地得以發揮，從而在其主體地位充分彰顯的基礎上鍛煉和提升核心素養。

參考文獻：

[1]畢淑娟.基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學實踐與思考[J].考試周刊，2018（5）：151.

[2]王和.基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學實踐與思考[J].西部素質教育，2016，2（20）：162.

注：此文為2018年度甘肅省教育科學“十三五”規劃課題《促進核心素養發展的化學實驗教學策略研究》（課題批號GS[2018]GHB0525）階段性研究成果。

編輯 郭小琴