核心素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)下化學(xué)探究類實(shí)驗(yàn)改進(jìn)策略分析

張斌

摘 要：本文根據(jù)教材以及參考資料等教學(xué)資源，對(duì)初中化學(xué)中兩例代表性探究實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案做簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);探究性實(shí)驗(yàn);改進(jìn)

化學(xué)作為一門(mén)具有社會(huì)實(shí)際意義的自然科學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)、能力以及科學(xué)態(tài)度有著重要意義。而從學(xué)科核心素養(yǎng)出發(fā)，對(duì)于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)做出改進(jìn)和研究也是有一定實(shí)際意義的。

一、探究質(zhì)量守恒

1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)以三維目標(biāo)為基礎(chǔ)，知識(shí)與技能目標(biāo)為：通過(guò)對(duì)質(zhì)量守恒定律內(nèi)容的探究，啟發(fā)和提高學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力;過(guò)程與方法目標(biāo)為：通過(guò)體驗(yàn)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程，提高學(xué)生的基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)為：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性以及善于思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)框架

一般地，教師在探究質(zhì)量守恒的鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)中，通常會(huì)使用演示實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)或?qū)Ρ葘?shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。但其實(shí)對(duì)于化學(xué)知識(shí)體系尚不完整的學(xué)生來(lái)說(shuō)，還是應(yīng)盡量采用合作探究、分析歸納等途徑獲取知識(shí)。通過(guò)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，這三種實(shí)驗(yàn)的不同之處主要體現(xiàn)在于對(duì)鎂條燃燒過(guò)程中各種因素的控制，比如白煙的大范圍擴(kuò)散是很令人頭疼的一點(diǎn)，如果在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)則很容易就會(huì)擴(kuò)散到空氣之中，而且可能會(huì)影響到最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而在參考實(shí)驗(yàn)中，由于對(duì)白煙采用了部分控制，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差較小。因此，教師在設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將改進(jìn)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(jìn)行完全控制，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確。

3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程優(yōu)化

在實(shí)驗(yàn)中，需要用到的藥品有鎂條，實(shí)驗(yàn)儀器有天平、酒精燈、石棉網(wǎng)、坩堝鉗、燒杯等;此外，其他兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行承重，將重量進(jìn)行記錄;接著，將鎂條進(jìn)行點(diǎn)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(jìn)行承重，進(jìn)行二次記錄。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：取打磨干凈的鎂條一根，在兩端連接電阻絲。再取錐形瓶一個(gè)，在其中插入導(dǎo)管活塞，然后用氣球密封，對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行稱重。稱重完畢后將電阻絲接上電源，加熱電阻絲引燃鎂條。燃燒后，關(guān)閉電源，將生成物與裝置進(jìn)行二次稱重，鎂條燃燒反應(yīng)前后的質(zhì)量不會(huì)發(fā)生變化。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：該實(shí)驗(yàn)所用到的裝置有著姣好的氣密性。正是由于錐形瓶的存在，使得鎂條燃燒時(shí)產(chǎn)生的白光不再會(huì)刺激到眼睛。利用物理學(xué)中電加熱的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了減少引燃過(guò)程中物質(zhì)損耗的目的，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生對(duì)于質(zhì)量守恒定律的理解。

二、二氧化碳的制取及其性質(zhì)

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

知識(shí)與技能：通過(guò)學(xué)習(xí)二氧化碳性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)操作能力;過(guò)程與方法：通過(guò)制取二氧化碳以及探究其性質(zhì)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、以實(shí)踐驗(yàn)證理論的科學(xué)意識(shí)。

2、傾倒二氧化碳

該實(shí)驗(yàn)所需要用到的儀器有：燒杯、集氣瓶、鐵片、蠟燭、漏斗以及大號(hào)注射器等;實(shí)驗(yàn)藥品為二氧化碳。將二氧化碳用大號(hào)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(kāi)始充滿，進(jìn)而觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：如此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不僅避免了兩支蠟燭同時(shí)熄滅的情況發(fā)生，也能夠解決二氧化碳?xì)怏w數(shù)量消耗較多的問(wèn)題，從而精確控制使用二氧化碳的量。

3、二氧化碳的水溶性

該實(shí)驗(yàn)主要用到的儀器是注射器和橡膠管，藥品為二氧化碳與純凈水。本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)點(diǎn)主要是針對(duì)注射器的變換，可先取一只規(guī)格≥20ml的注射器，于針頭處套上一只細(xì)軟管，接著用其抽取10ml的蒸餾水，再取10ml二氧化碳，將活塞調(diào)整至20ml刻度處，用夾子夾緊橡膠管，振蕩注射器?；钊Ｖ购笥^察刻度，可以發(fā)現(xiàn)其中有大量的小氣泡生成。

改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)：注射器的充分運(yùn)用使得提取二氧化碳與水的量變得更加精細(xì)，教師也能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)讓學(xué)生更好地理解“比例為1的水可以溶解出相等體積的二氧化碳”。而且該實(shí)驗(yàn)用到的儀器均為一次性，消耗化學(xué)藥品的量也并不多，便于節(jié)省成本。

4、二氧化碳的制取

該實(shí)驗(yàn)需要用到的儀器有燒杯、導(dǎo)管、試管、三孔木塞以及尼龍網(wǎng)、注射器等，主要參與實(shí)驗(yàn)的藥品為澄清石灰水、碳酸鈣和氯化氫。教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓學(xué)生明確該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)目的主要是為了能夠?qū)⑴c實(shí)驗(yàn)的藥品進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，從而解決原有實(shí)驗(yàn)中在加入鹽酸后難以控制實(shí)驗(yàn)以及集氣瓶收集二氧化碳時(shí)不能隨時(shí)停止的問(wèn)題。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要為澄清石灰水在于鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，生成二氧化碳的量不同，以及集氣瓶中收集到的二氧化碳的量，都可以通過(guò)注射器來(lái)隨時(shí)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)所消耗掉的鹽酸，以保證實(shí)驗(yàn)效果。

綜上所述，從所選的兩則探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)看，初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)以滿足學(xué)生的知識(shí)獲取要求為第一標(biāo)準(zhǔn)，其次要確保改進(jìn)的效果在于節(jié)約藥品、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等資源方面，這其實(shí)是一種對(duì)于學(xué)生探索世界意識(shí)的激勵(lì)手段，也有利于培養(yǎng)其科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄繎B(tài)度。

參考文獻(xiàn)

[1]邵莉春.談初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的改進(jìn)與創(chuàng)新[J].華夏教師，2018（35）：49-50.

[2]穆小艷，裴銳.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)與創(chuàng)新研究——以氧氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2016（04）：85-87.