基于實驗探究提高化學學科核心素養的教學實踐分析

x摘?要：“科學探究與創新意識”是化學學科核心素養的五個維度之一。在中學的化學教學中，必須以實驗探究的實踐培養學生的科學探究與創新意識。在教學實踐中以實驗探究的形式引導學生提出問題和假設，確定實驗探究的目的，設計實驗方案，進行實驗探究，學生在與同學共同合作中得出實驗探究的結論，從而提升學生的化學學科核心素養。

關鍵詞：實驗探究;化學學科核心素養;高中化學

化學學科核心素養有五個維度，包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”。在中學的化學教學中，必須以實驗探究的實踐培養學生的科學探究與創新意識。本課例在“常見酸的化學性質”的教學實踐中，以實驗探究的形式引導學生提出問題和假設，確定實驗探究的目的，設計實驗方案，進行實驗探究，讓學生在與同學的共同合作中得出實驗探究的結論。

一、 教材分析

《常見酸的化學性質》是初中化學第7章《廣泛應用的酸堿鹽》（滬教版）重點，也是福建中考化學的主要考點。為了讓學生更好地掌握常見酸的化學性質，我們從物質分類的角度來進行實驗分組研究。分別從有機物（酸堿指示劑紫色石蕊）、金屬單質（鎂、鋅、鐵、銅）、金屬氧化物（氧化鐵、氧化銅）、鹽（碳酸鈣、氯化鋇、硝酸銀）、堿（氫氧化鈉、氫氧化鈣）與常見酸（稀鹽酸、稀硫酸）反應分類進行實驗研究。

二、 課題的引入

觀看影片《功夫》中的片段從天而降的掌法——如來神掌，引出本節課的課題《常見酸的化學性質》——酸的如來神掌。把物質分類放在手掌和手指的不同位置，酸放在掌心，酸堿指示劑紫色石蕊放在食指，金屬單質放在中指，金屬氧化物放在無名指，鹽放在小指，堿放在大拇指。

設計意圖：借助視頻與圖片刺激感官，引起學生興趣。

三、 實驗探究

（一）稀鹽酸、稀硫酸與酸堿指示劑紫色石蕊試液的反應（如來神掌第一招）

學生活動：通過實驗觀察到紫色石蕊試液滴加稀鹽酸或稀硫酸后，溶液由紫色變紅色，從而得出常見酸的第一條化學性質“稀鹽酸或稀硫酸能使紫色石蕊試液變紅”。

設計意圖：學生動手實驗探究、分組合作、觀察實驗現象、推知實驗結論。

教師活動：首先提出問題“稀鹽酸、稀硫酸溶液中主要有H+、Cl-和SO2-4三種離子，是哪種離子使紫色石蕊試液變色？”然后引導學生從離子的角度分析稀鹽酸、稀硫酸的共同特征都有H+，得出是H+使紫色石蕊試液變紅。該實驗探究過程提高了學生“宏觀辨識與微觀探析”的化學學科核心素養。

（二）稀鹽酸、稀硫酸與金屬單質的反應（如來神掌第二招）

設計意圖：利用四格小藥盒來做實驗探究方便實驗現象的觀察，實驗采用控制變量法：①讓四種金屬的形狀盡量接近;②從中間十字架倒入稀鹽酸或稀硫酸保證四種金屬同時反應。

學生活動：通過分組實驗探究，觀察實驗現象鎂產生氣泡速度最快，鋅產生氣泡速度次之，鐵產生氣泡速度最慢，銅沒有反應現象。

教師活動：引導學生對比四種金屬的活動性，得出常見酸的第二條化學性質“稀鹽酸或稀硫酸與活潑金屬（例如：Mg、Zn、Fe）反應”;通過相關化學方程式的書寫得出反應的規律“酸+活潑金屬鹽+氫氣”。該實驗探究過程提高了學生“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養。

（三）稀鹽酸、稀硫酸與金屬氧化物的反應（如來神掌第三招）

設計【學生分組實驗】提出問題：大家桌上有一枚生銹的鐵釘，如何將表面的鐵銹除掉呢？

設計意圖：利用生產生活中如何除鐵銹的問題，引起學生興趣和探究的動力。

學生活動：先將一枚生銹的鐵釘放入試管中并加入適量的稀鹽酸或稀硫酸，通過觀察實驗現象鐵釘表面紅棕色的鐵銹氧化鐵（Fe2O3慢慢溶解，溶液由無色逐漸變為黃色。

教師活動：引導學生對比稀HCl溶液與FeCl3溶液的顏色，分析稀鹽酸溶液中H+和Cl-都是無色的，從而得出Fe3+的顏色為黃色。

設計意圖：拓展其他金屬氧化物與酸的反應，從而得出反應規律的普遍性。

學生活動：將少量黑色的氧化銅放入另一支試管中并加入適量的稀鹽酸或稀硫酸，然后用酒精燈微熱，通過觀察實驗現象黑色的氧化銅（CuO）溶解，溶液由無色逐漸變為藍色。

教師活動：引導學生分析兩個反應的共同點，得出常見酸的第三條化學性質“稀鹽酸或稀硫酸與金屬氧化物（Fe2O3、CuO）反應”;通過相關化學方程式的書寫得出反應的規律“酸+金屬氧化物鹽+水”。引導學生對比稀H2SO4溶液與CuSO4溶液的顏色，分析H2SO4溶液中H+和SO2-4都是無色的，從而得出Cu2+的顏色為藍色。該實驗探究過程提高了學生“宏觀辨識與微觀探析”和“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養。

（四）稀鹽酸、稀硫酸與金屬氧化物的反應（如來神掌第四招）

回顧復習實驗室制備二氧化碳的原理

石灰石與稀鹽酸反應的化學方程式：??。

設計意圖：學生通過書寫化學方程式CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑初步了解復分解反應的特征與規律。

學生活動：A組學生往一支試管中倒入約2毫升硝酸銀溶液再滴入5滴稀鹽酸觀察到產生白色沉淀，書寫化學反應方程式AgNO3+HClAgCl↓+HNO3;B組學生往一支試管中倒入約2毫升BaCl2溶液再滴入5滴稀硫酸觀察到產生白色沉淀，書寫化學反應方程式BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl。

教師活動：引導學生由特殊推知一般，得出常見酸的第四條化學性質“酸能與某些鹽反應，例如：CaCO3、AgNO3、BaCl2”;通過相關化學方程式的書寫得出反應的規律“酸+鹽新鹽+新酸”。該實驗探究過程提高了學生“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養。

（五）酸與堿的反應（如來神掌第五招）

設計意圖：通過提出問題①酸堿的反應無明顯的實驗現象，如何判斷反應的進行？

②為什么選用酚酞而不用紫色石蕊做指示劑？

學生活動：A組學生往一支試管中倒入約2毫升NaOH溶液滴加2滴酚酞，溶液變為紅色，再逐滴加入稀鹽酸（HCl），直到溶液由紅色變為無色;B組學生把稀鹽酸換成稀硫酸也看到相同的實驗現象。

教師活動：引導學生通過指示劑的顏色變化，判斷反應過程中溶液酸堿性的變化從而得出常見酸的第五條化學性質“酸能與堿反應，例如：NaOH、Ca（OH）2”;并通過相關化學方程式的書寫得出反應的規律“酸+堿鹽+水”。該實驗探究過程提高了學生“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養。

四、 學以致用

練習：構建模型和構建知識網絡是化學學習中重要的學習方法，小明同學利用左手構建酸的化學性質知識網絡，如下圖所示，請結合圖示回答下列問題：

（1）圖中①的實驗現象是________________。

（2）圖中性質②屬于________反應（填基本反應類型）。

（3）寫出一個符合圖中③的化學方程式：________________________________。

（4）圖中性質④的規律寫出鹽酸與Ba（OH）2反應的化學方程式：________________。

（5）圖中⑤的性質在工業上可用于________（填用途）。

（6）用水濕潤后的pH試紙來測定鹽酸的pH，則結果會________?（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

設計意圖：通過學以致用構建酸的“如來神掌”，與開篇前后呼應，及時鞏固酸的五個化學性質：

（1）酸能使紫色石蕊變紅色。

（2）酸能與活潑金屬反應生成鹽和氫氣;例如：Mg、Zn、Fe。

（3）酸能與金屬氧化物反應生成鹽和水;例如：Fe2O3、CuO。

（4）酸能與某些鹽反應生成新鹽和新酸;例如：CaCO3、BaCl2、AgNO3。

（5）酸能與堿反應生成鹽和水;例如：NaOH、Ca（OH）2。

五、 教后反思

本課例的教學設計強調以學生活動為中心，充分體現學生的主體地位。通過設計五個分組實驗探究，采用控制變量法、對比實驗法、解決生產生活問題、由特殊推知一般等不同的教學方法讓學生以實驗探究的形式，身臨其境通過自己的實驗和與同學的交流討論得出酸的五個化學性質。

利用探究問題“稀鹽酸、稀硫酸溶液中主要有H+、Cl-和SO2-4三種離子，是哪種離子使紫色石蕊試液變色？”提高了學生“宏觀辨識與微觀探析”的化學學科核心素養。通過分組實驗探究中采用小藥盒來控制反應同時進行，提高了學生“科學探究與創新意識”的化學學科核心素養。通過物質分類的角度來總結酸的各個化學性質以及反應的規律，提高了學生“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制訂.全日制義務教育化學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2]孫英梅.初中生輔導[J].酸和堿中考在線，2016.

作者簡介：侯曉宗，福建省泉州市，泉州第五中學。