基于學科核心素養(yǎng)下的初中化學探究實驗改進

唐文標

摘 要：本文根據(jù)教材以及參考資料等教學資源，對初中化學中兩例代表性探究實驗的改進方案做簡要分析。

關(guān)鍵詞：初中化學；探究性實驗；改進

化學作為一門具有社會實際意義的自然科學，對于培養(yǎng)學生的知識、能力以及科學態(tài)度有著重要意義。而從學科核心素養(yǎng)出發(fā)，對于初中化學實驗做出改進和研究也是有一定實際意義的。

一、探究質(zhì)量守恒

1、實驗教學目標

實驗教學目標以三維目標為基礎(chǔ)，知識與技能目標為：通過對質(zhì)量守恒定律內(nèi)容的探究，啟發(fā)和提高學生自主設(shè)計實驗的能力；過程與方法目標為：通過體驗化學探究實驗的基本過程，提高學生的基本化學實驗能力；情感態(tài)度與價值觀目標為：通過實驗探究培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)造性以及善于思考的學習習慣。

2、實驗設(shè)計方法

一般地，教師在探究質(zhì)量守恒的鎂條燃燒實驗中，通常會使用演示實驗、探究實驗或?qū)Ρ葘嶒瀬韺碚撝R進行驗證。但其實對于化學知識體系尚不完整的學生來說，還是應該采用合作探究、分析歸納、參考和自主設(shè)計實驗來獲取知識。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，三種實驗的不同之處主要是在鎂條燃燒時，如何對燃燒過程中所產(chǎn)生的煙氣進行控制，使其不至于大范圍擴散，具體原因是由于空間的開放導致了生成物以白煙的形式擴散到空氣之中，進而導致了實驗結(jié)果的偏差；而在參考實驗中，由于對白煙采用了部分控制，所以實驗結(jié)果的誤差較小。因此，教師在設(shè)計改進實驗時，應將改進原理調(diào)整為“要選擇氣密性比較好的空間環(huán)境”，這樣便能夠?qū)Π谉煹娘h散進行完全控制，確保實驗結(jié)果的精確。

3、實驗過程設(shè)計

在實驗中，需要用到的藥品有鎂條，實驗儀器有天平、酒精燈、石棉網(wǎng)、坩堝鉗、燒杯等；此外，其他兩個實驗中還加入了防塵口罩、錐形瓶、電源和電熱絲等裝置。相同之處都在于對鎂條燃燒后產(chǎn)生白煙的控制，只是控制手段的不同。

具體實驗步驟：用坩堝鉗取一根打磨干凈的鎂條放置在石棉網(wǎng)上，然后用電子秤進行承重，將重量進行記錄；接著，將鎂條進行點燃，待等到燃燒完成后，用坩堝鉗將鎂條燃燒所生成的產(chǎn)物與石棉網(wǎng)一起進行承重，進行二次記錄。

改進實驗：取一根打磨干凈的鎂條，將其兩端街上電阻絲，插入帶有導管活塞的錐形瓶中，接著將導管口用氣球密封，然后將整個裝置進行稱重。隨即將電阻絲接通電源，通過加熱電阻絲加熱來引燃鎂條，在燃燒后，關(guān)閉電源，將生成物與裝置進行二次稱重，鎂條燃燒反應前后的質(zhì)量不會發(fā)生變化。改進優(yōu)點：裝置氣密性好；錐形瓶遮擋住了鎂條燃燒時所產(chǎn)生的白光，減少了對肉眼的刺激；促進學生對于質(zhì)量守恒定律的理解；利用物理中的電加熱方式引燃，達到減少引燃過程中物質(zhì)損耗的目的，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的教學理念。

二、二氧化碳制取與性質(zhì)

1、實驗教學目標

知識與技能：通過學習二氧化碳性質(zhì)，培養(yǎng)學生實驗室制取二氧化碳的實驗操作能力；過程與方法：通過制取二氧化碳以及探究其性質(zhì)的過程，培養(yǎng)學生的觀察、分析和動手實驗能力；情感態(tài)度與價值觀：通過真實的實驗情境，培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑、以實踐驗證理論的科學意識。

2、傾倒二氧化碳

該實驗所需要用到的儀器有：燒杯、集氣瓶、鐵片、蠟燭、漏斗以及大號注射器等；實驗藥品為二氧化碳。將二氧化碳用大號注射器注入漏斗中，這樣做的目的是能夠確保二氧化碳是從燒杯的底部開始充滿，進而觀察實驗現(xiàn)象。改進優(yōu)點：如此設(shè)計實驗不僅避免了兩支蠟燭同時熄滅的情況發(fā)生，也能夠解決二氧化碳氣體數(shù)量消耗較多的問題，從而精確控制使用二氧化碳的量。

3、二氧化碳水溶性

該實驗所用儀器有注射器和橡膠管，藥品為二氧化碳與水。改進原理主要是利用了帶刻度的注射器，將其加入到定量分析環(huán)節(jié)之中。具體過程：首先取一支規(guī)格≥20ml的一次性注射器，在針管頭處套上比較細的軟膠管。其次，抽取10ml的蒸餾水（煮沸后冷卻），再從盛有二氧化碳的集氣瓶中抽取10ml的二氧化碳，確保此時的活塞出位于20ml刻度，并用夾子夾緊橡膠管。振蕩注射器，等到活塞停止后，觀察刻度，大約在11ml處。在振蕩注射器內(nèi)的二氧化碳溶液后，立起注射器，并拉下活塞，觀察現(xiàn)象：溶液中有大量小氣泡冒出。

改進優(yōu)點：帶刻度的注射器可以定量地對二氧化碳與水的溶解性進行探究；學生通過實驗也能夠很好地理解和接受“1體積的水可以溶解1體積的二氧化碳”這一知識點；裝置便于制取，且利于反復操作使用，所消耗化學藥品較少，節(jié)約成本。

4、二氧化碳制取

該實驗所需儀器有注射器、尼龍網(wǎng)、燒杯、導管、塑料棒、試管、三孔木塞等。所用到的藥品有碳酸鈣、氯化氫和澄清石灰水。實驗原理為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。該實驗的改進目的主要是為了使參與實驗的兩個化學藥品都能夠處于可控狀態(tài)，進而解決教材中實驗加入鹽酸藥品量后難以控制以及集氣瓶在收集滿二氧化碳后不能夠隨時停止的問題。改進過程：根據(jù)實驗過程中，鹽酸與石灰水反應產(chǎn)生二氧化碳量的變化情況，以及集氣瓶收集滿二氧化碳所需要的量，所以選擇注射器來隨時補充實驗所消耗掉的鹽酸。

綜上所述，從所選的兩則探究性實驗來看，初中化學實驗應以滿足學生的知識獲取要求為第一標準，其次要確保改進的效果在于節(jié)約藥品、實驗時間等資源方面，這其實是一種對于學生探索世界意識的激勵手段，也有利于培養(yǎng)其科學、嚴謹?shù)奶骄繎B(tài)度。

參考文獻：

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