創新實驗設計，發展學科素養

張東貴

摘要：結合化學學科素養和優質課教學特點，將人教版選修四中關于濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響的三個相互獨立的實驗進行整合和創新設計，實現運用KMnO4酸性溶液和H2C2O4溶液的反應，同時探究濃度、溫度、催化劑對化學對化學反應速率的影響，從而培養學生的證據意識，發展“科學探究與創新意識”的化學學科核心素養。

關鍵詞：證據意識;科學探究與創新意識

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2019）09-0274-01

黨的十九大明確提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育，推進教育公平，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。”中國學生發展核心素養是黨的教育方針的具體化、細化，而課堂是發展化學學科素養的主陣地，我們在優質課實驗設計和教學時，要深挖教材，創新實驗設計，從而真正落實化學學科素養中關于“科學探究與創新意識”的要求。

1.問題的提出

筆者作為滬州市唯一代表參加2017年四川省高中化學優質課觀摩評比活動，獲得一等獎。參賽課題為人教版選修四第二章第二節影響化學反應速率的因素。在教材中給出的濃度、溫度、催化劑對化學對化學反應速率的影響的實驗是相互獨立的，如果按部就班教材實驗，明顯缺乏探究性和創新性，無法很好的發展學生的“科學探究與創新意識”，為此筆者按照教材所給實驗：KMnO4酸性溶液和H2C2O4溶液的反應為依托，整合教材內容，創新設計實驗，將濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響的探究融合在同一反應中，同時在優質課教學中引導學生通過運用對照實驗、控制單一變量、定量分析的科學探究方法，讓學生交流討論、設計實驗方案、匯報實驗方案、分組實驗、匯報實驗數據、得出實驗結論，體驗科學探究的樂趣，培養學生的證據意識，發展學生“科學探究與創新意識”的化學學科核心素養。

2.實驗教學過程

2.1 根據提示完成實驗方案設計

實驗目的：探究濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響。

實驗原理：2KMnO4（紫色）+5HCO+3HSO=KSO+2MnSO（無色）+10CO↑+8H，MnSO可作該反應的催化劑。

實驗用品：飽和HCO溶液0.9mol/LHCO溶液、0.005mol/LKMnO溶液，0.01mol/LKMnO溶液8mol/LH2SO溶液、MnSO固體、熱水、試管、試管架、量筒、膠頭滴管、燒杯、秒表。

溫馨提示：要研究某一因素的影響時要設計對照實驗，在設計對照實驗時要注意控制單一變量，通過定量分析思想得出實驗結論。由此引導學生在小組內廣泛討論，對照學案，完成實驗方案設計。

在交流匯報中發現，有的小組改變的是KMnO溶液的濃度，我并沒有直接肯定和否定，而是進一步引導同學們展開討論，然后部分同學提出質疑，認為改變KMnO溶液的濃度在本實驗中不可行，我立即叫一位同學起來，大膽表達自己的觀點，這位同學表述到KMnO溶液的濃度改變是一個變量，KMnO溶液的濃度改變必然導致溶液顏色的改變又是一個變量，是雙變量，不滿足控制單一變量的思想。我首先對這位同學表示肯定，然后繼續追問同學們是不是雙變量？引導學生進行深度思考，最后形成一致意見：不是雙變量，所謂的變量是要對化學反應速率產生實質的影響，溶液顏色對化學反應速率無影響。然后由我最后點睛，根據速率的計算公式v（KMnO）=△c（KMnO）/△t，KMnO溶液濃度改變，必然導致△c和△t同時改變，沒法確定反應的快慢，因此在實驗中應改變H2C2O4溶液的濃度為宜。最后得出了各小組完全一致的實驗方案，具體方案如下表：

2.2 根據實驗方案，完成實驗

此時同學們已經迫不及待的想動手實驗了，但我并沒有立即叫同學門開始實驗，仔細交代了實驗安全和注意事項后才讓同學們根據實驗方案進行分組實驗，同時我讓全體同學站著做實驗，做完實驗后立即坐下，完成導學案上的相關內容，匯報實驗數據，得出實驗結論。

3.反思與啟發

（1）我高舉實驗探究的一些基本方法——對照實驗、控制單一變量和定量分析，整合教材實驗，同時，學生在小組合作完成實驗方案的設計和評價過程中，通過討論交流和我的不斷追問，使學生真正體驗和認知對照實驗、控制單一變量和定量分析三種實驗探究方法的具體運用，提高了學生思維的敏銳性和解決問題的能力。

（2）教育部部長陳寶生表示，我國到2020年將全面建立新的高考制度，同時在2018年高考考試大綱中，著重明確了高考“考什么”，即：必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值，最關鍵的就是學科素養的考察，因此我們在實驗設計和實驗教學中要以發展學生學科素養為出發點，深挖教材、整合資源，精心設計實驗教學內容，有效實施實驗探究，培養學生發現問題、解決問題的能力，發展學生化學學科核心素養，使化學學科素養落地生根。

參考文獻：

[1]孫靜.利用既有實驗設計發展學生化學學科核心素養的教學實踐——以阿司匹林合成探究性實驗為例[J].化學教與學，2018（4）：81-83.

[2]李小莉.高中化學實驗教學的一些做法[J].中學生數理化（教與學），2015（4）.