核心素養下化學演示實驗的改進與創新

【摘要】在核心素養的前提條件下，通過化學實驗的方式進行教育教學，不僅可以提高學生對化學知識的理解程度，而且可以促進學生積極主動地參與到化學知識的學習過程之中。文章將圍繞核心素養下初中化學演示實驗課程所具有的應用意義展開分析，從中總結存在的問題，并提出改進與創新路徑。

【關鍵詞】初中化學；核心素養；演示實驗；改進；創新

【中圖分類號】G633.8【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2023）02—0057—04

隨著科學技術的快速發展，傳統的教學方法已經不能滿足現階段的教學需求，因此，教學改革創新逐漸展開。為了能夠充分滿足基礎教育課程的發展，“核心素養”逐漸地被融入到課程教學之中。在核心素養背景下，展開初中化學實驗實踐課程活動，有利于提高學生的邏輯思維能力與學習水平，也可以進一步培養學生的創新能力[1]。初中化學教師應針對傳統教育教學中的不足之處加以改進，優化初中化學演示實驗課程，確保初中化學演示實驗課程能夠順利開展。

一、初中化學演示實驗的應用意義

1.構建知識框架，提高學生的思維能力和學習水平。傳統的化學實驗演示教學，基本上都是教師獨自在講臺上為學生展示相應的化學實驗，學生只能認真觀察，被動地根據教師的思路展開學習。在這種教學模式中，學生對于化學實驗的結果只能短暫記憶，而不能產生較為深刻的感知，甚至對于實驗的原理也不甚了解[2]。因此，在初中化學教學過程中，只有讓學生親身參與到化學實驗之中，才能更有效地把化學書本知識，通過自己的思維轉變為實際行動，從而提高學生對化學理論知識的掌握。

同時，通過化學實驗演示可以考查學生所學的化學理論知識是否牢固，在實踐中及時發現新問題，逐漸地完善自己制作的化學思維導圖。在遇見某一知識點時，可以快速確定其在思維導圖中的位置，有利于強化學生的思維能力。例如，學生在學習重金屬的化學性質時，教師應讓學生自己動手，發掘不同金屬所具有的化學性質。教師可以讓學生分別進行兩組不同的化學實驗，第一組是將鎂、鋅、鐵、銅、銀這五種金屬材料分別放入裝有2ml的稀鹽酸試管之中。第二組實驗是將鎂、鋅、鐵、銅、銀這五種金屬材料分別放入裝有2ml的稀硫酸試管之中。教師在讓學生觀察這兩組實驗時，應著重強調，觀察每一個實驗的反應強烈狀況以及氣泡產生的多少，并進行標注，只有這樣，才能夠讓學生自己創建一個完整的知識框架，增加學生對金屬化學性質的掌握。

2.培養學生的自主學習能力。自主學習能力是一種學習上自主發現問題和探究問題的創造精神，是學生通過獨立的學習獲得知識和技能的一種能力。因此，教師借助化學演示實驗，應合理指導他們，從而提高自主學習能力，與此同時，教師也能夠逐步訓練他們的思維能力，讓他們在對化學知識的探究活動中能夠積極主動。

3.提升教師自身能力。初中化學演示實驗教學有利于學生掌握化學基礎知識，推動教師課堂流程和教學內容的完善。教師通過改進教學模式，可以充分發揮化學課程的優勢，優化并完善化學實踐課程。為了豐富化學實驗課程內容，教師需要在課前收集、整理大量的化學理論知識，并將此作為支撐化學演示實驗的理論基礎，從而與學生在實踐過程中探究化學實踐細節，進而培養學生的創新能力，也進一步提高教師的化學實驗教學能力。

4.增加師生之間的交流，及時獲得反饋。在化學演示實驗教學過程中，教師與學生之間不僅可以實現快速、高效、實時的雙向交流，而且通過化學實驗的操作，教師可以及時地獲得學生可視化的學習狀態以及學習成果。在這一前提條件下，不僅有助于教師能夠在第一時間內，充分地掌握學生的學習情況，并盡可能地將學習狀態調整到最佳，而且能激發學生的學習興趣。除此之外，教師可以在全面了解和掌握學生實際情況的條件下，采取因材施教的教學方式，及時給予學生指導，幫助學生快速地掌握和理解相應的化學知識。

二、初中化學演示實驗教學中存在的問題

1.缺乏“以人為本”的教學理念。在初中化學演示實驗教學過程中，“以人為本”的教學理念并沒有充分地表現出來，不僅如此，學校以及教師也沒有明確地意識到學生作為主體的重要性。一方面，在進行化學演示實驗教學中，基本上都是教師動手操作、學生觀察，不能滿足學生學習的發展需求[3]。而且教師也沒有考慮到初中學生“好奇心”的心理特征，因此，使得在這一教學模式下，學生們的學習興趣不能得到充分激發，學生在枯燥的化學學習氛圍中，逐漸對學習失去興趣。另一方面，初中開設的化學實驗課程，主要都是根據教材指導展開，不能結合實際，使得學生不能學以致用。同時，未建立完善的化學演示實驗學習評價體系。在設置化學演示實驗學習評價體系時，基本上都將評價的重心放在了學生對化學演示實驗進行學習的結果上，而對于學生的化學演示實驗學習過程的關注十分有限，導致學生對化學的學習達不到理想水平。

2.課程設置單一。科學、合理的化學演示實驗課程模式的設置，有利于教師運用正確的教學方法對學生展開引導，從而確保化學演示實驗教學內容與教學目標的一致性。但是，目前學校所采用的化學演示實驗教學，設置的相應課程卻十分單一。主要是對各個單元中提到的化學現象進行實驗，并對一些物質性質、狀態變化、作用等展開實驗探究，傳統的實驗課程基本上都是圍繞教材指定實驗進行，而對于相似物質的屬性探索較少。另外，大部分學校，在化學演示實驗教學中對于化學演示實驗的改進和創新基本上都是欠缺的，僅根據教材的指引進行，忽視了對學生創新能力的培養。

3.知識理念的滲透性較弱。在實際的化學演示實驗教學中，教師經常會忽視化學理念的滲透，只是單純地讓學生對化學實驗過程中的現象進行觀察、總結，從而使得化學演示實驗所具有的探究失去了其中的意義，也進一步使得學生對化學演示實驗的學習效果以及學習質量大打折扣。

三、核心素養下初中化學演示實驗的改進與創新路徑

1.利用網絡技術，開展虛擬實驗。學生在學習初中化學知識之后，還必須借助大量的科學實驗來熟悉和掌握相關的化學理論知識，但是，因為受實驗材料和實驗場地等因素的干擾，導致許多初中化學實驗都無法進行，這在極大程度上限制了初中化學實踐活動的順利進行[4]。同時，由于互聯網科技的迅速發展，初中化學教師已經能夠更有效地借助網絡資源，通過虛擬實驗的形式，向學生展現化學實驗過程，而虛擬實驗指的也并非網上實驗方式，而是由學生通過自己的APP在互聯網上進行虛擬化學實驗，或者通過特定操作，按照化學實驗的真實情況進行化學實驗。而老師也能夠通過這個途徑，更有效地進行化學實驗教學，幫助學生更好成長。

例如，在講授“金屬與金屬材料”這一單元時，由于學校實驗室中所擁有的金屬材料有限，不具備性質獨特的金屬材料，為了更好地讓學生掌握這些金屬的化學性質，教師便利用信息技術提高教學效率。除此之外，教師在進行酸堿中和實驗時，也可以引入虛擬實驗教學，取一定質量的NaOH放入燒杯中，加入蒸餾水稀釋，接著往燒杯中滴加幾滴酚酞，燒杯中溶液變紅，然后繼續加稀鹽酸，邊加邊攪拌，會發現燒杯中溶液由紅色逐漸變淡最終變為無色。在實際的化學實驗過程中，學生邊加稀鹽酸邊攪拌，不利于學生觀察，因此便采用虛擬實驗教學的模式，有助于學生更好地掌握金屬的化學反應場所以及實驗進程，培養學生的實踐探究能力以及動手操作能力。因此，利用信息技術可以有效解決現實教學中資源不足的相關問題，對于培養學生化學核心素養以及促進高中化學實驗教學順利開展有著非常大的幫助。

2.開展小組合作學習，培養學生的合作能力。在化學實驗教學中，教師要多與學生交流，激發學生的合作興趣，讓學生意識到合作的重要性，從而培養合作能力。在化學實驗過程中，大部分教師都會將兩個人分為一組，小組人數偏少，考慮的方面也不夠全面，對于初中化學實驗教學開展效果不明顯，而且也不能很好地發揮小組之間的合作。因此，教師要將實驗的難度、學生的動手操作能力等方面考慮在內，設定合適的小組人數，展開一系列化學演示實驗。按照化學實驗所展示的明顯現象、對比要求等，可以將有關的實驗進行整合，或者是同時開展多步實驗，這樣不僅可以節省時間，而且可以提高學生的動手能力。

例如，“金屬與金屬材料”這一單元，可以同時對鐵、錳、銅進行實驗，即取三支試管，分別放入少量的鐵、錳、銅，并排固定在同一鐵架上，然后滴入稀硫酸，觀察三者的反應，錳、鐵都有氣泡產生，裝有鐵的試管中呈現淺綠色，而裝有銅的試管則沒有反應。三者同時進行實驗，不僅省時，而且具有較強的對比性。同樣的多步組合實驗還可以在“酸和堿”這一單元中應用，由于酸性和堿性溶液分別與石蕊或者是酚酞相互融合時，都會發生相應的化學變化，使得其顏色發生改變，因此，在實驗過程中，便可以將兩組實驗分步進行，使得兩組實驗之間形成對比，通過不同顏色的對比，可以增加學生的記憶，從而牢牢地掌握酸、堿的性質。又如，利用H2還原CuO的制法。可以利用鋅將硫酸中的氫氣置換出來，與CuO進行反應。這一裝置有利于檢驗氫氣的可燃性、還原性，同時可以將CuO進行還原，一舉多得。但是，在進行一系列實驗的過程中，教師應著重關注學生之間的互助合作情況。

3.結合實際，加強學生的理解能力。在化學實驗過程中，不能一味地只根據教材走，而應盡可能地與實際相結合，對實驗裝置進行改進，從而提高學生的化學實驗能力。

例如，在“金屬與金屬材料”這一單元中，利用CO對氧化鐵進行還原時，教師需要提前制作并收集一些CO，并將其儲存在儲氣瓶之中，然后將其安全地轉運至化學課堂教學中，由于這一過程比較煩瑣，從而使得大部分教師都不習慣進行該實驗。因此，便需要對實驗裝置進行改進，即利用18×180mm的試管，將酒精燈放置在該試管的底部對其進行加熱處理，使得其逐漸地彎曲至150度。在進行實驗的過程中，需要操作人員利用膠管滴頭，將5至8毫升的稀硫酸緩慢注入，注入硫酸之后，再繼續注入2至3毫升的甲酸，在這個過程中，如果實驗室中有草酸鈉，那么便可以直接將其放置于試管的底部，并對其進行加熱處理，這種方式相對于稀硫酸和甲酸的注入要更加簡便。接下來便需要將鐵粉末放入到試管的水平位置處，通過帶有導氣作用的單孔塞將試管塞住，并將導氣管的另一端放置到裝有具支試管的溶液中。等到液體溫度升高至一定程度之后，逐漸會有氣體出現，在這時，便需要利用酒精燈對鐵粉所在部位進行加熱。片刻后，硅灰液就變成了渾濁，而紅棕色的氧化鐵就變成了黑色，而被吸鐵石所接觸的黑鐵粉也就被吸收。由于測試方法簡便，不僅可以讓學生認識到化學實驗的全過程，而且培養了學生分析問題的能力。

4.補充有關的化學知識，強化學生掌握知識。教師在化學演示實驗的過程中，不僅需要將原本的知識涵蓋在內，同時也需要將有關的知識整合在一起，對學生進行展示，加深學生對教材中化學知識的深刻印象[5]。

例如，在講授“燃燒及其利用”時，教師在對教材中舉例的“燃燒條件”實驗進行展示的過程中，可以在展示完教材中的步驟之后，還可以對其進行一定補充。首先，可以將放在銅片上的白磷點燃，之后用透明的小燒碗迅速將其蓋住，讓學生觀察燃燒的情況，此時便可以發現，火焰逐漸熄滅，這時如果將小燒碗移開，那么便可以驚奇地發現，白磷又繼續燃燒，通過這一實驗步驟，便充分證明：燃燒的過程是需要與空氣進行接觸的，然后繼續實驗，將放置在太陽能熱水中的白磷用漏子罩住，再將空氣逐漸通入其中，便可以發現在太陽能熱水中的白磷，在不需要點燃的情況下，便可以進行自燃，這時教師需要提醒學生，讓學生著重關注水底部的變化，避免學生因為過于關注白磷自燃，而忽略水底部的現象。隨著煙霧的出現，水底部便發出“撲撲”的響聲，出現“水火相濟”的美麗奇景。該實驗直觀性極強，不但調動了學生的學習積極性，而且使學生對氣體爆炸的環境條件有更深入的了解。

同時，教師還可以在這一實驗基礎上，引導學生進行擴展性實驗研究，讓學生自主檢驗哪種金屬會進行燃燒以及金屬的燃燒條件是什么等實驗。例如，檢驗鐵是否能在氧氣中燃燒。讓學生利用表面沒有鐵銹和油漆的鐵絲，在空氣中點燃，然后放入集滿氧氣的集氣瓶中，再觀察現象。最后，讓學生們討論鐵絲為什么會燃燒，并推導出鐵絲燃燒的化學方程式。在這一實驗過程中，教師應突出燃燒時所處的環境以及條件，可以采取提問的方式，或者是帶著問題進行實驗的方式，增加學生對實驗的專注力，這樣不僅可以激發學生的學習興趣，而且可以進一步強化學生有關燃燒的知識，讓學生掌握燃燒的條件[6]。

總之，教師只有將化學演示實驗中所涉及的化學知識、有關概念以及原理等進行科學、合理的有機結合，才能培養學生的實踐探索能力，潛移默化地提高學生的化學思維能力以及自主學習能力。

參考文獻

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[2]余斌鋒.核心素養下初中化學演示實驗教學優化探討[J].知識文庫，2019（24）：16-19.

[3]石愛銀.初中化學演示實驗教學及效果研究[J].數理化學習（教研版），2020（03）：32-35.

[4]李政.淺談初中化學演示實驗教學的策略[J].新課程（中），2019（08）：41-42.

[5]李小燕.核心素養下如何優化初中化學演示實驗教學[J].科技資訊，2020（（15）：54-56.

[6]姜丹.初中化學演示實驗的改進策略[J].教育藝術，2021（09）：61-64.

編輯：張昀