初中化學探究性實驗的設計與研究

◎ 王觀藝

新課程改革背景下，學生的探究能力和創新意識培養得到了高度的重視，化學教材中有很多的探究性實驗，非常有助于培養學生的化學學科核心素養[1]。考慮到九年級學生剛剛接觸化學這門學科，在探究性實驗操作過程中難免會遇到較多的困難，不利于實驗更好地開展。為此，教師在設計探究性實驗時務必結合學生特點改進實驗方法，優化實驗環節，以此打造高質量的探究性實驗學習課堂。以“物質在氧氣中燃燒”這一探究性實驗為例，重點分析和探討探究性實驗的設計要點與策略，現作如下論述。

一、學情分析

“物質在氧氣中燃燒”這一探究性實驗的根本目標在于幫助學生認識和研究物質性質的方法，確保今后其他物質的學習可以順利開展?？梢哉f，“物質在氧氣中燃燒”是培養學生探究能力和創新意識的一個很好的素材。

在學習情況方面，學生已經學習了氧氣的知識，開展此實驗時有很好的認知基礎，但在實驗過程中往往不會用探究的方式去學習，缺乏化學思維?；诖?，教師在實驗設計時要先引導學生掌握基本操作和技能，而后再精心設計實驗探究活動，在實驗操作的過程中激發學生的探究欲望，調動學習積極性[2]。

二、探究性實驗的設計

1.提出探究問題

在檢驗氧氣性質時，其中的一個重要性實驗是“鐵絲在氧氣中燃燒”，但學生在實驗過程中會發現鐵絲的燃燒時間較短，且燃燒現象較為不穩定。基于此，教師可以向學生提出一個問題，即“為了讓鐵絲在氧氣中燃燒得更穩定，更為持久，如何改進這一實驗呢？”在設計這一實驗探究性問題時，教師需要凸顯問題的驅動能力，借助問題來引導學生思考和探究，促使學生思維處于不斷的運作之中，內化為化學學科的核心素養。

2.開展探究活動

在實際探究鐵絲燃燒的實驗改進這一知識點時，教師要與學生加強交流溝通，引導學生全程參與到學習和思考中。

師：在“鐵絲在氧氣中燃燒”這一實驗中，我們是否可以將細鐵絲換為粗鐵絲呢？

學生需要做的工作：確定一個探究問題，即“鋼絲的粗細程度是否與其燃燒的劇烈程度有關系？”在后續的探究活動中，學生需要對比四種規格的鐵絲在氧氣中燃燒的現象，即0.15mm、0.30mm、0.40mm、0.60mm。相信通過探究實驗，學生可以發現，0.15mm 的鐵絲因為偏細無法充分燃燒，0.30mm 和0.40mm 的鐵絲粗細適中，燃燒劇烈，而0.60mm 的鐵絲太粗，實際燃燒時有一定的難度。因此，學生可以得出結論，即在“鐵絲在氧氣中燃燒”這一實驗中，可選擇0.30mm～0.40mm的鐵絲。

師：在實驗中我們發現，若是在鐵絲的下端系一根火柴，雖然可以起到引燃鋼絲的作用，但火柴所形成的黑色固體難免會對實驗造成影響，我們應該怎樣克服這一問題呢？

生：可以嘗試改變鐵絲的引燃方式，比如可以使用酒精，原因在于酒精易燃，且燃燒過程中所形成的物質不會對實驗現象造成干擾。

學生活動：先將所選擇的0.40mm 的鐵絲一端繞成螺旋狀，并蘸取酒精，待成功點燃后即可放入氧氣中，觀察燃燒情況。在此過程中，學生可以發現鐵絲順利被引燃，整個操作簡便易行，有很高的成功率。

師：在實驗中我們發現，雖然酒精順利點燃鐵絲，但鐵絲并未充分燒盡便已經熄滅了，這是什么原因？

生：有可能是集氣瓶中的氧氣不足。(經過分析研究，這就是鐵絲并未充分燒盡便已經熄滅的原因。)

師：如何改進？

生：可以讓鐵絲在氧氣流中燃燒，不再讓鐵絲在氧氣瓶中燃燒，這樣可以在鐵絲一邊燃燒時一般供氧。具體來說，可以打一個圓形的小孔在氧氣瓶的側面，通過這一個圓形小孔供氧，以此為燃燒提供氧氣流。

3.探究性實驗反思

在本次“鐵絲在氧氣中燃燒”這一探究性實驗教學中發現，通過開展實驗，學生的探究能力大大提升。教師所提出的一系列探究性問題均得到了學生的解答，學生可以全程參與到實驗探究中。比如集氣瓶內的氧氣有限，無法確保鐵絲充分燃燒，而學生可以想到很好的解決方案，確保了實驗的順利開展。通過這一探究性實驗，學生的探究欲望被很好地激發了出來，可以始終心懷探究意識和創新意識來學習。

對于九年級剛接觸化學這一門學科的學生來說，因為缺乏知識積累，在實驗中會遇到一些困難?；诖耍處熢谠O置探究性實驗時要多從學生的角度考慮，設置趣味性的實驗課堂氛圍，確保課堂有足夠的趣味性和探究性，可以更好地培養學生的化學思維，實現預期的教學目標，落實化學學科核心素養的培育目標。

三、結語

在九年級化學探究性實驗教學中，教師要結合教材和學生的學習能力合理設計實驗方案，在實驗過程中為學生多提出探究性問題，并嘗試使用小組合作學習方法，鼓勵學生合作學習，更好地激活化學思維。在探究性實驗操作過程中，教師要向學生講解操作要領和注意事項，確保實驗操作安全與規范，幫助學生全方位提升化學學科核心素養。