淺談培養(yǎng)初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中“二氧化碳”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探討

◎陳以聰

核心素養(yǎng)作為當(dāng)前學(xué)生發(fā)展過(guò)程中必備的能力之一，是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的重要組成。因此，在現(xiàn)代教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)要求越來(lái)越高。對(duì)于化學(xué)學(xué)科而言，老師需要通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣來(lái)增強(qiáng)教學(xué)實(shí)效性。同時(shí)，通過(guò)合理化的教學(xué)模式，可以讓學(xué)生在構(gòu)建化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)掌握化學(xué)思維，最終增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)簡(jiǎn)介

初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)所指的是化學(xué)基本素養(yǎng)，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力，讓學(xué)生具備應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。老師在開展化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，需要通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)自主探究意識(shí)。打破傳統(tǒng)“填鴨式”的教學(xué)模式，有效提高初中學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。目前，許多初中化學(xué)教學(xué)還是以應(yīng)試教育的方式開展教學(xué)。學(xué)生則是以被動(dòng)接受的方式對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行死記硬背，無(wú)法突顯出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。從而讓學(xué)生失去了對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，甚至對(duì)于本身具有趣味性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也變成為了枯燥的課堂教學(xué)。因此，為了能夠更好地培養(yǎng)初中學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，需要在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不僅要讓學(xué)生對(duì)實(shí)際化學(xué)原理進(jìn)行理解，還需要在教師的精心安排下，讓學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行全面掌握。從而在掌握物質(zhì)變化的內(nèi)在規(guī)律后，為其后續(xù)的化學(xué)計(jì)算學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單而言，初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，需要激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生對(duì)化學(xué)思維有一個(gè)初步印象，并在其腦海中形成正確的化學(xué)觀念。

二、初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)——以“二氧化碳”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例

在培養(yǎng)初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)過(guò)程中，可以利用好初中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)有趣、直觀的實(shí)踐來(lái)構(gòu)建化學(xué)知識(shí)。比如：以初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的二氧化碳制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置較為復(fù)雜，學(xué)生在使用其裝置時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出操作性不強(qiáng)以及浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)藥品的問題。在原初中化學(xué)教材中的二氧化碳制取裝置（如圖1），要求學(xué)生按照具體的實(shí)驗(yàn)步驟開展實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)步驟需要做好以下幾個(gè)方面的準(zhǔn)備。（1）根據(jù)材料中的連接方式按圖1進(jìn)行連接，并認(rèn)真檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性。（2）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，在試管中放入大理石或石灰石并將稀鹽酸注入到試管中。在完成注入流程后需要立即使用帶導(dǎo)管的橡膠塞來(lái)封堵試管口，學(xué)生觀察到氣體從導(dǎo)管逸出。在以圖1裝置來(lái)進(jìn)行二氧化碳實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，存在有以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)形成了一定的影響。第一：實(shí)驗(yàn)控制性不高。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生在注入稀鹽酸（量不能超過(guò)試管的1/3）時(shí)必須要以非?？斓乃俣葋?lái)完成操作，否則稀鹽酸與大理石接觸后會(huì)很快完全反應(yīng)。如果學(xué)生操作沒有控制好，實(shí)驗(yàn)很容易失敗。第二，實(shí)驗(yàn)操作性不強(qiáng)。稀鹽酸在與大理石接觸并進(jìn)行反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生非常多的泡沫，對(duì)于學(xué)生會(huì)產(chǎn)生一定的畏懼心理，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。第三，浪費(fèi)藥品。兩種物質(zhì)接觸反應(yīng)速度非常快，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生沒有塞住試管口就產(chǎn)生大量氣體逃逸的問題，需要重新實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行觀察，從而對(duì)于藥品形成了很大的浪費(fèi)。

為了更好地通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，應(yīng)該針對(duì)傳統(tǒng)裝置進(jìn)行改進(jìn)，讓其具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的同時(shí)，還可以對(duì)其實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速度進(jìn)行控制。不僅可以節(jié)約藥品，還可以方便學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程的觀察，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高實(shí)驗(yàn)成功率，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。在進(jìn)行二氧化碳實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)時(shí)，可以選擇一支具支試管，并將側(cè)支管口連接導(dǎo)氣管，使用橡膠塞分液漏斗插入試管中，連接后的二氧化碳制取裝置如圖2所示。在完成實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)之后，可以修改實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)進(jìn)行操作，其步驟主要為：（1）根據(jù)圖2進(jìn)行連接裝置，認(rèn)真檢查其裝置的氣密性。（2）將過(guò)量固體大理石置于具支試管底部，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以產(chǎn)生足量的氣體。（3）慢慢打開旋塞，可以確保稀鹽酸能以稍慢的速度注入，當(dāng)酸液與大理石接觸時(shí)即可以快速產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。通過(guò)改進(jìn)后的裝置對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)具有非常大的促進(jìn)作用，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：第一，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)接觸以及反應(yīng)速度的可控性。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)反應(yīng)速度出現(xiàn)過(guò)快或者過(guò)慢時(shí)，可以通過(guò)旋塞來(lái)控制稀鹽酸的注入速度，對(duì)反應(yīng)速度進(jìn)行有效控制。第二操作性得到了提升。通過(guò)改進(jìn)后的二氧化碳制取裝置，學(xué)生在操作時(shí)不會(huì)因產(chǎn)生大量泡沫而對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生畏懼心理，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。第三有效節(jié)約藥品。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果達(dá)到所需二氧化碳?xì)怏w時(shí)，可以通過(guò)旋緊旋塞來(lái)控制反應(yīng)，有效節(jié)約了藥品。

此外，為了培養(yǎng)初中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，以問題引導(dǎo)的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)。比如：通常情況下，大家都是采用稀鹽酸來(lái)制取二氧化碳，那么請(qǐng)問：“稀硫酸能否用于制取二氧化碳？”學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，會(huì)嘗試著去開展實(shí)驗(yàn)。并選擇稀硫酸與塊狀大理石作為實(shí)驗(yàn)材料。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在兩種物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，會(huì)在初期反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生較多氣泡。隨著時(shí)間的推移，反應(yīng)速率會(huì)很越慢，最后停止。學(xué)生對(duì)于此現(xiàn)象會(huì)進(jìn)行認(rèn)真思考，最終得出結(jié)論。反應(yīng)停止的原因是在反應(yīng)過(guò)程中，形成了微溶于水的硫酸鈣，從而阻止了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。有了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的鋪墊，學(xué)生發(fā)揮出了自身的主觀能動(dòng)性，自主對(duì)使用大理石粉末與稀硫酸反應(yīng)進(jìn)行了思考。學(xué)生通過(guò)思考后認(rèn)為，如果在稀硫酸的量足夠時(shí)，可以確保大理石粉末可以完全反應(yīng)。因此，粉末狀的大理石，其顆粒較小，可以形成與稀硫酸較大的接觸面積。教師在此時(shí)，還可以及時(shí)向?qū)W生提問：“大家思考一下，可以選擇濃硫酸與大理石來(lái)進(jìn)行反應(yīng)制取二氧化碳嗎？”學(xué)生估計(jì)會(huì)難以回答，但老師加以引導(dǎo)、點(diǎn)撥，告知濃硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是98%，“硫酸的濃度大還是少？”、“含水量非常少還是多？”，得出結(jié)論：在兩種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，會(huì)快速地形成硫酸鈣并會(huì)沉淀，其反應(yīng)會(huì)立即停止，無(wú)法用來(lái)制取二氧化碳。通過(guò)一系列的問題引導(dǎo)，學(xué)生的化學(xué)思維能力得到了提升，并樹立起了自主探究意識(shí)，有效地培養(yǎng)了初中學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，在開展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，想要培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，需要在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，并通過(guò)認(rèn)真觀察、思考物質(zhì)構(gòu)成和性質(zhì)，來(lái)對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解。學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)操作，可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及觀察能力，對(duì)促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)提升具有非常大的作用。