自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提升化學(xué)核心素養(yǎng)

葉季生

[摘 要]實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要組成部分，在新課程標(biāo)準(zhǔn)下，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生的思維能力與實(shí)踐操作能力，繼而提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]自主設(shè)計(jì)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；核心素養(yǎng)；高中化學(xué)

[中圖分類號(hào)] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058（2018）02007201

高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)非常重要的模塊。在新課程背景下，教師不能再像以往那樣由自己演示或者讓學(xué)生模仿操作來完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而是應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在自主提出疑問、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中獲得更深刻的理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，繼而提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。下面筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，概述化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

一、問題誘導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的熱情

要讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，就應(yīng)該采取合理的誘導(dǎo)方式讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)問題，然后引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究以獲得具體的答案，這樣可以顯著提升學(xué)生的思維能力和探究能力。

比如，高中化學(xué)魯科版必修三第二章第三節(jié)第一課時(shí)“利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的主要是讓學(xué)生掌握Cl2的制備方法，因此教學(xué)過程可以這樣設(shè)計(jì)：教師先為學(xué)生講解Cl2的相關(guān)知識(shí)和氯元素的存在形態(tài)，然后再向?qū)W生介紹工業(yè)上利用海水中的NaCl生產(chǎn)Cl2的方法，同時(shí)為學(xué)生演示電解NaCl溶液制備Cl2的簡易實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)演示完成后，教師可提問：“大家通過理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)演示已經(jīng)了解到工業(yè)制備Cl2的方法是比較復(fù)雜的，那么有沒有其他簡單易行的制備Cl2的方法呢？”這一問題的提出，使學(xué)生產(chǎn)生很大的學(xué)習(xí)興趣，于是組成小組進(jìn)行熱烈討論。有學(xué)生想到使用濃鹽酸和強(qiáng)氧化劑（如KMnO4、MnO2等）來制備Cl2，這正好與本次的實(shí)驗(yàn)探究主題相契合。在實(shí)驗(yàn)方法確定后，教師就可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，并做好記錄。

上述案例主要通過基礎(chǔ)知識(shí)引出學(xué)生喜聞樂見的實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容，通過問題誘導(dǎo)，讓學(xué)生通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來得出具體的結(jié)果，這樣可以大大加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象。

二、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究

高中生自身水平有限，因此在自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)常常存在一些不完美的地方，并且很多實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果與實(shí)際結(jié)論常常存在較大差異。為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過組內(nèi)交流及查閱相關(guān)資料來改進(jìn)和完善自己的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平。

比如，在教學(xué)高中化學(xué)魯科版《化學(xué)反應(yīng)原理》第三章第四節(jié)第三課時(shí)的“物質(zhì)檢驗(yàn)與含量測定”

時(shí)，課本給出了幾種常見陽離子的檢驗(yàn)方法以及幾種重要陰離子的檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)用的藥劑比較固定，而事實(shí)上更換一些其他的藥劑或者指示劑也是可以檢測出陽離子與陰離子的。針對(duì)這一問題，教師可以讓學(xué)生自主探究，引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)課本中陰陽離子的檢驗(yàn)方式和方法。比如Na+、K+離子的檢驗(yàn)，課本中給出的檢驗(yàn)方法是通過焰色反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，鈉離子的火焰呈現(xiàn)黃色，鉀離子的火焰在鈷玻片下呈現(xiàn)淺紫色。針對(duì)這兩種離子的檢驗(yàn)，教師不應(yīng)只是讓學(xué)生進(jìn)行簡單的實(shí)驗(yàn)復(fù)制，而是讓學(xué)生想象是否還有其他方法可以檢驗(yàn)出Na+和K+。根據(jù)中和反應(yīng)原理，教師可以提示學(xué)生采用滴定的方式來檢驗(yàn)（提供反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)藥品），比如可以用

[Sb（OH）6]-

同Na+反應(yīng)生成白色晶狀沉淀來證明Na+的存在，用Na3[Co（NO2）6]同K+反應(yīng)生成亮黃色沉淀來檢驗(yàn)K+的存在。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，可提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究水平。

上面的實(shí)驗(yàn)探究中，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)課本中的探究方法進(jìn)行改進(jìn)，并通過查閱資料、與同學(xué)討論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高了自身的實(shí)驗(yàn)水平，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

三、類比交流，引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)效果

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒎莾H對(duì)應(yīng)一種實(shí)驗(yàn)方案，不同學(xué)生在同一主題實(shí)驗(yàn)探究中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案往往存在較大差異。為此，可采取類比交流的方式來促進(jìn)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)效果，從而選出最佳實(shí)驗(yàn)方案。

比如，在教學(xué)高中化學(xué)魯科版《化學(xué)反應(yīng)原理》第三章第二節(jié)《弱電解質(zhì)的電離》時(shí)，可讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明某酸性物質(zhì)HA為弱電解質(zhì)。有的學(xué)生稱量一定量的HA，配置成一定物質(zhì)的量濃度的溶液后，使用pH試紙測定溶液的pH值來證明HA為弱電解質(zhì)；有的學(xué)生將HA溶液與鹽酸分別配置成pH=1的兩種溶液，然后各取10mL加水稀釋，將稀釋液加入裝有相同鋅粒的試管中反應(yīng)，通過產(chǎn)生氣泡的快慢來證明HA為弱電解質(zhì)。

對(duì)此，教師可鼓勵(lì)學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)方案同其他同學(xué)進(jìn)行類比，同時(shí)進(jìn)行交流與反思，這樣不但可以幫助學(xué)生完善自己的實(shí)驗(yàn)方案，而且還能夠使學(xué)生在交流中開闊自己的眼界，繼而提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

總之，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在自主探究過程中培養(yǎng)及提升自身的思維能力、反思能力以及類比推理能力，可大大提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

（責(zé)任編輯 羅 艷）