基于實驗探究提高化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐分析

x摘?要：“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個維度之一。在中學(xué)的化學(xué)教學(xué)中，必須以實驗探究的實踐培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。在教學(xué)實踐中以實驗探究的形式引導(dǎo)學(xué)生提出問題和假設(shè)，確定實驗探究的目的，設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗探究，學(xué)生在與同學(xué)共同合作中得出實驗探究的結(jié)論，從而提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：實驗探究;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);高中化學(xué)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有五個維度，包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”。在中學(xué)的化學(xué)教學(xué)中，必須以實驗探究的實踐培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。本課例在“常見酸的化學(xué)性質(zhì)”的教學(xué)實踐中，以實驗探究的形式引導(dǎo)學(xué)生提出問題和假設(shè)，確定實驗探究的目的，設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗探究，讓學(xué)生在與同學(xué)的共同合作中得出實驗探究的結(jié)論。

一、 教材分析

《常見酸的化學(xué)性質(zhì)》是初中化學(xué)第7章《廣泛應(yīng)用的酸堿鹽》（滬教版）重點，也是福建中考化學(xué)的主要考點。為了讓學(xué)生更好地掌握常見酸的化學(xué)性質(zhì)，我們從物質(zhì)分類的角度來進(jìn)行實驗分組研究。分別從有機物（酸堿指示劑紫色石蕊）、金屬單質(zhì)（鎂、鋅、鐵、銅）、金屬氧化物（氧化鐵、氧化銅）、鹽（碳酸鈣、氯化鋇、硝酸銀）、堿（氫氧化鈉、氫氧化鈣）與常見酸（稀鹽酸、稀硫酸）反應(yīng)分類進(jìn)行實驗研究。

二、 課題的引入

觀看影片《功夫》中的片段從天而降的掌法——如來神掌，引出本節(jié)課的課題《常見酸的化學(xué)性質(zhì)》——酸的如來神掌。把物質(zhì)分類放在手掌和手指的不同位置，酸放在掌心，酸堿指示劑紫色石蕊放在食指，金屬單質(zhì)放在中指，金屬氧化物放在無名指，鹽放在小指，堿放在大拇指。

設(shè)計意圖：借助視頻與圖片刺激感官，引起學(xué)生興趣。

三、 實驗探究

（一）稀鹽酸、稀硫酸與酸堿指示劑紫色石蕊試液的反應(yīng)（如來神掌第一招）

學(xué)生活動：通過實驗觀察到紫色石蕊試液滴加稀鹽酸或稀硫酸后，溶液由紫色變紅色，從而得出常見酸的第一條化學(xué)性質(zhì)“稀鹽酸或稀硫酸能使紫色石蕊試液變紅”。

設(shè)計意圖：學(xué)生動手實驗探究、分組合作、觀察實驗現(xiàn)象、推知實驗結(jié)論。

教師活動：首先提出問題“稀鹽酸、稀硫酸溶液中主要有H+、Cl-和SO2-4三種離子，是哪種離子使紫色石蕊試液變色？”然后引導(dǎo)學(xué)生從離子的角度分析稀鹽酸、稀硫酸的共同特征都有H+，得出是H+使紫色石蕊試液變紅。該實驗探究過程提高了學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）稀鹽酸、稀硫酸與金屬單質(zhì)的反應(yīng)（如來神掌第二招）

設(shè)計意圖：利用四格小藥盒來做實驗探究方便實驗現(xiàn)象的觀察，實驗采用控制變量法：①讓四種金屬的形狀盡量接近;②從中間十字架倒入稀鹽酸或稀硫酸保證四種金屬同時反應(yīng)。

學(xué)生活動：通過分組實驗探究，觀察實驗現(xiàn)象鎂產(chǎn)生氣泡速度最快，鋅產(chǎn)生氣泡速度次之，鐵產(chǎn)生氣泡速度最慢，銅沒有反應(yīng)現(xiàn)象。

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生對比四種金屬的活動性，得出常見酸的第二條化學(xué)性質(zhì)“稀鹽酸或稀硫酸與活潑金屬（例如：Mg、Zn、Fe）反應(yīng)”;通過相關(guān)化學(xué)方程式的書寫得出反應(yīng)的規(guī)律“酸+活潑金屬鹽+氫氣”。該實驗探究過程提高了學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）稀鹽酸、稀硫酸與金屬氧化物的反應(yīng)（如來神掌第三招）

設(shè)計【學(xué)生分組實驗】提出問題：大家桌上有一枚生銹的鐵釘，如何將表面的鐵銹除掉呢？

設(shè)計意圖：利用生產(chǎn)生活中如何除鐵銹的問題，引起學(xué)生興趣和探究的動力。

學(xué)生活動：先將一枚生銹的鐵釘放入試管中并加入適量的稀鹽酸或稀硫酸，通過觀察實驗現(xiàn)象鐵釘表面紅棕色的鐵銹氧化鐵（Fe2O3慢慢溶解，溶液由無色逐漸變?yōu)辄S色。

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生對比稀HCl溶液與FeCl3溶液的顏色，分析稀鹽酸溶液中H+和Cl-都是無色的，從而得出Fe3+的顏色為黃色。

設(shè)計意圖：拓展其他金屬氧化物與酸的反應(yīng)，從而得出反應(yīng)規(guī)律的普遍性。

學(xué)生活動：將少量黑色的氧化銅放入另一支試管中并加入適量的稀鹽酸或稀硫酸，然后用酒精燈微熱，通過觀察實驗現(xiàn)象黑色的氧化銅（CuO）溶解，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生分析兩個反應(yīng)的共同點，得出常見酸的第三條化學(xué)性質(zhì)“稀鹽酸或稀硫酸與金屬氧化物（Fe2O3、CuO）反應(yīng)”;通過相關(guān)化學(xué)方程式的書寫得出反應(yīng)的規(guī)律“酸+金屬氧化物鹽+水”。引導(dǎo)學(xué)生對比稀H2SO4溶液與CuSO4溶液的顏色，分析H2SO4溶液中H+和SO2-4都是無色的，從而得出Cu2+的顏色為藍(lán)色。該實驗探究過程提高了學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（四）稀鹽酸、稀硫酸與金屬氧化物的反應(yīng)（如來神掌第四招）

回顧復(fù)習(xí)實驗室制備二氧化碳的原理

石灰石與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：??。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過書寫化學(xué)方程式CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑初步了解復(fù)分解反應(yīng)的特征與規(guī)律。

學(xué)生活動：A組學(xué)生往一支試管中倒入約2毫升硝酸銀溶液再滴入5滴稀鹽酸觀察到產(chǎn)生白色沉淀，書寫化學(xué)反應(yīng)方程式AgNO3+HClAgCl↓+HNO3;B組學(xué)生往一支試管中倒入約2毫升BaCl2溶液再滴入5滴稀硫酸觀察到產(chǎn)生白色沉淀，書寫化學(xué)反應(yīng)方程式BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl。

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生由特殊推知一般，得出常見酸的第四條化學(xué)性質(zhì)“酸能與某些鹽反應(yīng)，例如：CaCO3、AgNO3、BaCl2”;通過相關(guān)化學(xué)方程式的書寫得出反應(yīng)的規(guī)律“酸+鹽新鹽+新酸”。該實驗探究過程提高了學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（五）酸與堿的反應(yīng)（如來神掌第五招）

設(shè)計意圖：通過提出問題①酸堿的反應(yīng)無明顯的實驗現(xiàn)象，如何判斷反應(yīng)的進(jìn)行？

②為什么選用酚酞而不用紫色石蕊做指示劑？

學(xué)生活動：A組學(xué)生往一支試管中倒入約2毫升NaOH溶液滴加2滴酚酞，溶液變?yōu)榧t色，再逐滴加入稀鹽酸（HCl），直到溶液由紅色變?yōu)闊o色;B組學(xué)生把稀鹽酸換成稀硫酸也看到相同的實驗現(xiàn)象。

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生通過指示劑的顏色變化，判斷反應(yīng)過程中溶液酸堿性的變化從而得出常見酸的第五條化學(xué)性質(zhì)“酸能與堿反應(yīng)，例如：NaOH、Ca（OH）2”;并通過相關(guān)化學(xué)方程式的書寫得出反應(yīng)的規(guī)律“酸+堿鹽+水”。該實驗探究過程提高了學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、 學(xué)以致用

練習(xí)：構(gòu)建模型和構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)是化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的學(xué)習(xí)方法，小明同學(xué)利用左手構(gòu)建酸的化學(xué)性質(zhì)知識網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示，請結(jié)合圖示回答下列問題：

（1）圖中①的實驗現(xiàn)象是________________。

（2）圖中性質(zhì)②屬于________反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）。

（3）寫出一個符合圖中③的化學(xué)方程式：________________________________。

（4）圖中性質(zhì)④的規(guī)律寫出鹽酸與Ba（OH）2反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。

（5）圖中⑤的性質(zhì)在工業(yè)上可用于________（填用途）。

（6）用水濕潤后的pH試紙來測定鹽酸的pH，則結(jié)果會________?（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

設(shè)計意圖：通過學(xué)以致用構(gòu)建酸的“如來神掌”，與開篇前后呼應(yīng)，及時鞏固酸的五個化學(xué)性質(zhì)：

（1）酸能使紫色石蕊變紅色。

（2）酸能與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣;例如：Mg、Zn、Fe。

（3）酸能與金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水;例如：Fe2O3、CuO。

（4）酸能與某些鹽反應(yīng)生成新鹽和新酸;例如：CaCO3、BaCl2、AgNO3。

（5）酸能與堿反應(yīng)生成鹽和水;例如：NaOH、Ca（OH）2。

五、 教后反思

本課例的教學(xué)設(shè)計強調(diào)以學(xué)生活動為中心，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。通過設(shè)計五個分組實驗探究，采用控制變量法、對比實驗法、解決生產(chǎn)生活問題、由特殊推知一般等不同的教學(xué)方法讓學(xué)生以實驗探究的形式，身臨其境通過自己的實驗和與同學(xué)的交流討論得出酸的五個化學(xué)性質(zhì)。

利用探究問題“稀鹽酸、稀硫酸溶液中主要有H+、Cl-和SO2-4三種離子，是哪種離子使紫色石蕊試液變色？”提高了學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過分組實驗探究中采用小藥盒來控制反應(yīng)同時進(jìn)行，提高了學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過物質(zhì)分類的角度來總結(jié)酸的各個化學(xué)性質(zhì)以及反應(yīng)的規(guī)律，提高了學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部制訂.全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]孫英梅.初中生輔導(dǎo)[J].酸和堿中考在線，2016.

作者簡介：侯曉宗，福建省泉州市，泉州第五中學(xué)。