核心素養(yǎng)背景下初中化學(xué)探究式改進(jìn)策略淺議

何柳青

摘要：本文基于化學(xué)核心素養(yǎng)中的實驗操作素養(yǎng)，結(jié)合“質(zhì)量守恒定律”相關(guān)實驗對如何做出科學(xué)、合理的實驗改進(jìn)做簡要分析。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);實驗教學(xué);核心素養(yǎng);改進(jìn)策略

實驗在化學(xué)課程當(dāng)中具有重要地位，是其理論的延續(xù)和深化，也是學(xué)習(xí)化學(xué)的根本。實驗教學(xué)不應(yīng)只一味地向?qū)W生傳遞理論知識，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究態(tài)度，使學(xué)生在獲得科學(xué)素養(yǎng)和探索思維的同時，也能夠養(yǎng)成一個認(rèn)真對待事情的態(tài)度與習(xí)慣。

一、實驗簡介

1、教材簡介

質(zhì)量守恒定律驗證試驗的化學(xué)原理為鎂在高溫條件下與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鎂，其化學(xué)方程式為2Mg+O2=2MgO。結(jié)合理論知識，由于反應(yīng)中加入了氧原子的質(zhì)量，故鎂條在于氧氣燃燒后所生成的氧化鎂質(zhì)量應(yīng)大于鎂條原來的質(zhì)量。

2、參考實驗簡介

區(qū)別于教材中的實驗，參考實驗的不同點就在于是將點燃的鎂條放入到帶有防塵口罩或帶有氣球的錐形瓶中。盡管該裝置的氣密性比較好，但仍存在點燃鎂條在放入錐形瓶前有白煙逸散的問題，效果不是很理想。

3、設(shè)計新實驗

相對于教材與參考實驗，改進(jìn)后的實驗主要區(qū)別在于將鎂條提前放入到錐形瓶當(dāng)中，然后用電加熱的方式引燃鎂條。

二、實驗教學(xué)過程

1、確定教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)以三維目標(biāo)為依據(jù)，首先知識與技能目標(biāo)為通過引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律知識內(nèi)容，啟發(fā)其動手設(shè)計和操作實驗的能力;過程與方法目標(biāo)為通過引導(dǎo)學(xué)生體驗化學(xué)探究實驗的基本過程，使其熟練掌握科學(xué)探究化學(xué)實驗的基本能力;情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)為通過實驗探究來培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性與創(chuàng)造性，建立一個科學(xué)、理性的情感價值觀。

2、實驗設(shè)計方法

一般地，教師在本課實驗中都會采取直觀演示、實驗探究以及對比實驗來進(jìn)行教學(xué)。因此，本文在這三中基本實驗不變的情況下，對三種實驗方法進(jìn)行對比，突出改進(jìn)實驗效果。

從學(xué)生角度來看，初次接觸化學(xué)知識的初中生尚未形成一個相對完整的知識體系，因此教師應(yīng)選擇一般實驗教學(xué)中會使用到的方法，如自主探究、合作探究、分析歸納等。

三個實驗的不同之處主要在于如何在鎂條燃燒過程中對產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行控制，達(dá)到不污染環(huán)境的目的。究其原因是由于原實驗處于較為開放的空間，所以生成物才會以白煙的形式逸散到空氣中，并且導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小;而參考實驗則是采用了部分控制手段，實驗結(jié)果誤差雖減少但仍存在;改進(jìn)實驗則是將開放性空間變?yōu)闅饷苄暂^好的空間，完全抑制白煙的逸散，實驗結(jié)果精確。

3、實驗藥品與裝置

教材原實驗中用到的藥品為鎂條，裝置包括天平、酒精燈、坩堝鉗、石棉網(wǎng)、燒杯等;參考實驗中藥品不變，裝置增加了帶有氣球的錐形瓶;在改進(jìn)實驗中，裝置在原實驗基礎(chǔ)上增加了電源與電熱絲。三者的相同之處就在于都是對鎂條燃燒所產(chǎn)生白煙的進(jìn)行手段控制，而區(qū)別就在于控制后所產(chǎn)生白煙的程度不同。綜合來看，改進(jìn)實驗相對于前兩個實驗，白煙的控制精度最高，因此實驗結(jié)果的精確度也就最高。

4、實驗過程

首先是教材原實驗，用坩堝鉗取一根打磨干凈的鎂條放置在石棉網(wǎng)上，待冷卻后用電子秤進(jìn)行稱重。然后將鎂條于石棉網(wǎng)上方點燃，燃燒完成后再用坩堝鉗將燃燒物與石棉網(wǎng)一起稱重，記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)。在這一過程中，根據(jù)教材理論，鎂條在燃燒后所生成的氧化鎂由于加入了氧原子的質(zhì)量，所以要大于反應(yīng)前的鎂條質(zhì)量。但在實際實驗過程中得到的生成物與石棉網(wǎng)總質(zhì)量卻小于原本的質(zhì)量，并沒有達(dá)到實驗的目的和效果。而造成這一結(jié)果的原因是鎂條在燃燒時會產(chǎn)生白煙向空氣中擴(kuò)散，即氧化鎂粉末。此為主要原因，在鎂條燃燒結(jié)束后，坩堝鉗上也占有氧化鎂，此為次要原因。

其次，參考實驗。參考實驗的步驟與教材原實驗大體相同，主要的區(qū)別在于將鎂條點燃后，放置于石棉網(wǎng)上方，然后迅速用燒杯罩住。待等實驗結(jié)束后，取出石棉網(wǎng)及生成物進(jìn)行二次稱重。對比反應(yīng)前的質(zhì)量，燃燒后的質(zhì)量略微減少。從結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出雖然采取了一定措施來減少白煙逸散所造成的質(zhì)量損失，盡管發(fā)揮了一定作用，但實際效果仍有偏差。分析反應(yīng)前后質(zhì)量變化的主要原因，是在點燃后，雖然迅速用燒杯罩住了鎂條，但仍在空氣中暴露了一段時間，致使氧化鎂粉末擴(kuò)散到了空氣中。其改進(jìn)優(yōu)點主要在于用燒杯罩住燃燒鎂條來防止質(zhì)量損失，也就是說其裝置的氣密性要高于教材原實驗。

最后，改進(jìn)實驗。改進(jìn)實驗與上述兩個實驗相比，其不同點較多。例如，先取一根打磨干凈的鎂條，在其兩端接上電阻絲，然后將其插入到帶導(dǎo)管活塞的錐形瓶當(dāng)中，并將導(dǎo)管口用氣球進(jìn)行密閉，將裝置進(jìn)行稱重。接著，將電阻絲連接電源，對鎂條進(jìn)行引燃加熱，待等到鎂條燃燒后，斷開電源，將生成物與裝置進(jìn)行稱重，質(zhì)量不變。實現(xiàn)教材實驗?zāi)康?。改進(jìn)后實驗的優(yōu)點：氣密性強(qiáng);使用錐形瓶可以遮擋住鎂條在燃燒時產(chǎn)生的白光，減少了對實驗者眼睛的刺激;對于學(xué)生理解質(zhì)量守恒定律有促進(jìn)作用;引用了物理的電加熱方法，來避免了燃燒過程中的物質(zhì)消耗;精確性高，完全驗證了“質(zhì)量守恒定律”

5、實驗結(jié)論

三個實驗的進(jìn)行都建立在對質(zhì)量守恒定律的驗證這一共同目標(biāo)基礎(chǔ)之上，但三者對于實驗過程的精準(zhǔn)度控制卻各有不同。考慮到初中階段的化學(xué)教學(xué)對于學(xué)生的要求不宜過高，因此三個實驗都可以用來進(jìn)行教學(xué)，但不精確的結(jié)果和處理方式不利于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)?？梢哉f，培養(yǎng)學(xué)生一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實驗精神比掌握一項技能要重要得多。

三、實驗反思與評價

在改進(jìn)實驗過程中，教師除了要對實驗設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，在方法與方式上也要依據(jù)化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略進(jìn)行變動，以達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生實驗探究能力的目標(biāo)。化學(xué)作為一門實驗學(xué)科，其課堂教學(xué)也應(yīng)與實驗相結(jié)合，幫助學(xué)生在形成實驗探究能力的同時，發(fā)展其科學(xué)思維。在實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對實驗的各個環(huán)節(jié)、步驟和具體操作進(jìn)行積極思考，結(jié)合一個完整合適的實驗方案，在課堂中通過合作交流來得出實驗現(xiàn)象，最后對實驗結(jié)論與相關(guān)問題進(jìn)行總結(jié)分析。實驗操作不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)需要掌握的一項技能，更是化學(xué)核心素養(yǎng)中基礎(chǔ)。教師應(yīng)在每一節(jié)實驗課中及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生存在的問題，避免錯誤實驗習(xí)慣的養(yǎng)成。比如在第一次實驗教學(xué)中，教師應(yīng)先帶領(lǐng)學(xué)生對實驗儀器進(jìn)行認(rèn)識和熟悉，在熟練基本操作以后再進(jìn)入到綜合性實驗當(dāng)中。該過程切忌急于求成，基礎(chǔ)的奠定以及良好的實驗習(xí)慣、探究意識才是提升學(xué)生實驗操作素養(yǎng)的關(guān)鍵。

綜上所述，核心素養(yǎng)在課程教學(xué)中的廣泛傳播，已經(jīng)使廣大教育工作者將其列入到了教育改革的發(fā)展方向當(dāng)中。初中作為學(xué)生接觸、認(rèn)識化學(xué)學(xué)科，以及培養(yǎng)其科學(xué)意識、能力的起始階段，教師應(yīng)基于化學(xué)核心素養(yǎng)，為學(xué)生打好堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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