优化实验教学培养化学学科核心素养

霍秋菊 周金权

[摘 要]

实验教学能够激发学生学习兴趣，帮助学生形成概念，获得知识和技能，培养观察能力和实验能力。优化实验教学，不仅能够增强实验的趣味性，提高教学效率，还能培养学生的实验创新的意识、科学探究的精神，落实化学学科的核心素养。

[关键词]

初中化学;优化实验;创新意识

化学课程标准中提出，要让学生通过化学学科学习而逐步形成正确价值观念、必备品格和关键能力，也就是要培养具有化学学科核心素养的人。

化学课程是科学教育的重要组成部分，也是发展学生化学学科核心素养的重要途径。化学教育要引导学生更全面地认识物质世界的变化规律，重视科学、技术与社会的相互联系，倡导多样化的学习方式，强化评价的诊断、激励与发展功能，有助于学生更好地适应现代社会生活，提高学生的学科素养。

实验探究与创新意识是化学学科核心素养的重要组成部分，其目的就是让学生体验到，科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动;能发现和提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究;在探究中学会合作，面对“异常”现象敢于提出自己的见解。

化学实验是化学学科赖以生存和发展的基础，同时也是化学教学的重要组成部分，教师应充分认识到实验教学在化学教学中的地位和作用，切实加强实验教学，提高化学教学质量。通过实验教学，不仅可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生获得实验知识和实验技能，还能培养实事求是、严肃认真的科学态度和学习方法，最终成为一名有化学学科核心素养的人。

在实际教学中，笔者发现，有些实验使用药品量过大会造成环境的污染，有的实验存在一定的安全隐患，有的实验操作复杂不易完成，有的实验设计的不够完美不能充分说明问题。因此，在教学中实验的改进就是非常必要的。

无论什么样的实验改进都应该是为教学服务的。实验的改进首先考虑的问题就是要有明显、快速的实验现象，通过现象足以说明问题。其次，就是应该在简单、安全、环保等方面多加考虑，以完成教学时既定的目标。而更重要的是，要多引导学生关注实验、体验实验探究的方法和思路，培养学生的实验创新精神。下面就谈谈在教学中进行实验改进的一些思考。

一、關注细节，确保实验成功

准确、明显的实验现象有助于激发学生的学习热情，提高教学效果。对于有些不易成功的实验，教师只要稍作改进，就能加大成功概率且能有明显效果，再与教材上的实验进行对比，能大大激发学生进行实验探究的兴趣。

比如：在做阶梯蜡烛熄灭的实验中（图1），倒入的二氧化碳气体使一高一低两蜡烛先后熄灭，不仅可以说明二氧化碳不燃烧不支持燃烧，还可以同时说明二氧化碳密度比空气大。但实验中常常会因为倒入过快，气流把高的蜡烛先扑灭引起实验失败而无法说明问题。如果盖在集气瓶瓶口的玻璃片打开一半放在低的蜡烛一侧，再迅速地倒入二氧化碳，就顺利多了。

再如：在空气中氧气体积分数的测定实验中，很容易出现漏气现象，使实验测定不准。我们可以在这两处加以改动解决漏气的问题：①在胶塞边缘处涂抹一些水解决胶塞与试剂瓶之间的漏气问题;②把胶管折叠后用弹簧夹夹紧解决弹簧夹夹不紧的问题。

二、巧妙设计，增强趣味

化学实验的目的是为更好地启发指导学生探索总结规律，调动学生的积极性，提高学生的学习兴趣，若通过改进把实验变得更有趣味性，使平淡的课堂教学变得妙趣横生，激发学生的探究欲望，使学生看过实验之后回味无穷，教学效果会更好。

例如，在上第一节化学课时，教师先做了一个“神奇的自我介绍”：教师用玻璃棒蘸取一些液体，在一张白纸上写下了自己的名字，展示给学生，学生们好奇地读出老师的名字。然后教师用喷壶向纸上喷洒了另外一种无色的液体，纸上字迹立刻变成红色，学生吃惊地睁大了眼睛，兴奋不已。教师抓住时机告诉学生化学是一门神奇有趣的科学，激发了学生学习化学的兴趣。

再如：把二氧化碳与石灰水的反应改成魔术——“清水变牛奶”，利用人呼吸时呼出的二氧化碳，吹进澄清石灰水并且可充分调动学生的主动性，让每个学生都当一回“魔术师”，往“清水”里吹几口“仙气”，使“清水变牛奶”，增强实验的趣味性，加深学生对知识的印象。

三、分组演示，亲身体验

教材中的演示实验非常多，且多数是验证性实验，学生处于被动接受的状态，不利于培养学生多向思维。教师应精心设计实验，把一些演示实验改成学生分组实验，以学生发展为本，尽可能创造条件，增加学生动手操作的机会，以学生探究为主，培养学生的探究意识和动手操作能力。

“活动是认识的源泉，智慧从动作开始。”这句话非常有哲理。学生通过实验操作体验参与的快乐，感知化学知识，学以致用。由于学生分组实验准备工作量大，且药品耗用过多，产生废物较多，因此教材上的学生分组实验很少，根据教学的需要我们就应该大胆地进行实验改革创新，让学生多做分组实验。

例如：在讲溶液、悬浊液、乳浊液的区分时，我们可以让学生自己课前准备好空的矿水瓶，在3个矿泉水瓶中分别装入豆油、泥土和食盐，1个矿泉水瓶中装半瓶水，1个矿泉水瓶中装入少量的洗涤剂。在上课时，把水倒入豆油、泥土和食盐中振荡，通过观察实验现象，区分溶液、悬浊液、乳浊液。然后在油水的混合物中加入洗涤剂振荡，通过观察实验现象，来理解乳化现象。

再如：在讲微粒的性质时，可以让学生事先准备2个矿泉水瓶（白色透明），其中1个矿泉水瓶中装满水，少量的钢笔水（蓝、红、黑都可）和一块方糖。在上课时，在瓶盖封闭好的情况下，用手挤压两个瓶子，观察哪个瓶子容易挤压，验证微粒间有空隙，且气体微粒间空隙较大，易压缩。然后把水的一半倒入另一个瓶中，在其中一个瓶子中加入钢笔水，观察实验现象，证明微粒在不断运动。在另一个瓶子中放入一块方糖，并画出一条横线，待方糖溶解看不见时，观察液面的变化情况，证明微粒在不断运动。

四、增加补充实验，帮助学生理解化学原理

化学实验的直观性能够帮助学生形成概念、获得、理解化学知识。对于重要的知识，虽然教材未安排实验，但增加是必要的。对一些实验还可以在原实验的基础上补充，以增强学生对这方面知识的理解和深化。

比如：在讲实验室制取二氧化碳的药品选择问题时，为什么不用稀硫酸代替稀盐酸？为什么不用碳酸钠或碳酸钙粉末代替石灰石？教材上并没有实验体现，学生没有感官印象也不好理解，这时就可以在原来实验的基础上，补充大理石与稀硫酸反应的实验，补充碳酸钠或碳酸钙粉末与稀盐酸反应的实验。学生通过观察实验现象，就能充分理解其中的原因，且印象深刻，更利于学生对知识的理解和深化。

再如：在讲二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应时，就在黑板上“种田”，学生很难理解，教材上也没有实验，我们可以在此处增加一组实验加强学生理解。实验如下（如图2）：用空的矿泉水瓶收集两瓶二氧化碳气体，分别加入等量的蒸馏水和氢氧化钠溶液，然后盖紧瓶盖，观察矿泉水瓶变瘪的情况，来说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，而不是水。然后把加入氢氧化钠溶液的矿泉水瓶中的液体少许倒入三支试管中，然后再在3支试管中分别加入稀盐酸、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液，通过产生气泡、生成沉淀、生成沉淀的现象来说明有碳酸钠生成，进而说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。最后在加入氯化钙溶液的试管中加入足量的氯化钙溶液直至不再产生沉淀为止，加入无色酚酞试液，根据试液是否变红，来判断氢氧化钠是否反应完全。

五、强化对比，让实验更具说服力

有些探究性实验，是通过互相比较现象得出结论的，这类实验要放在一起做，效果才会更好，而且更能让学生体会控制变量法实验探究中的应用。

比如：探究金属活动性的实验，把试管改成在培养皿（如图3），在培养皿中放入两个垂直交叉的塑料片，形成四个格子，分别放入相同体积镁片、锌片、铁片和铜片，再倒入等质量的稀硫酸或稀盐酸，使四种金属同时接触酸液，这样便于比较实验现象，更具有说服力。

再如：在验证二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色时，是使用火柴做的实验，火柴燃烧还会产生二氧化碳，无法说明问题。我们可以在此处把火柴改成木条再做一个同样的实验，进行对比，通过木条燃烧不能使高锰酸钾溶液褪色，就更能说明问题。

六、实验微型化，节约环保

所谓微型化学实验，是指用小型仪器、装置和极少量的试剂进行的一类化学实验，换句话说是一种以尽可能少的化学试剂和仪器来获取所需化学信息的实验方法与技术。教材中有些实验，药品的用量有的略多了，在不影响实验效果的前提下，将其微型化，即可以达到节约药品的目的，又可以减少废物的产生降低污染，还可以在课堂上让学生进行分组实验，亲手实验，近距离观察，提高教学效果;也为了在实验教学中不断地培养学生的科学意识和社会责任，增强环保意识。

比如：在验证分子在不断运动实验中，用大烧杯罩住两只分别装有酚酞试液和浓氨水的小烧杯，浓氨水尽管只有3～5mL，但氨水挥发出来的刺激性气味却很大，教室里的空气严重受到污染。我們可以用棉花来解决实验微型化，减少污染的问题。即用两团棉花分别沾取少量的浓氨水和酚酞试液，放在玻璃片上不接触，用烧杯罩上观察现象（如图4）。

再如：酸碱盐的性质实验很多，用试管实验时要反复清洗试管，很麻烦且浪费药品，如果改用点穴板，可以节省药品的用量。若是改在滤纸上做同样可以收到良好的效果，并且所用仪器少、药品用量少、产生废液少、无需清洗试管，既减少化学药品对环境的污染，又节约用水，还能开展学生随堂实验。

（1）酸碱盐溶液的导电性实验：将电流表和电源串联，电流表和电源的另一端分别接一个夹子，两个夹子分别夹在滤纸两端（两个夹子之间有一定距离），滤纸放在表面皿（或玻璃片）上，在滤纸上滴几滴溶液，使两夹子之间的滤纸湿润，可观察到电流计的指针发生偏转。

（2）酸碱性溶液使指示剂变色：将滤纸放在玻璃片上，在滤纸的中间部分滴一滴石蕊试液（酚酞试液），观察滤纸变色情况，然后在滤纸中滴试液的部分再滴一滴稀盐酸或氢氧化钠溶液或氯化钠溶液等，再观察滤纸的变色情况，如图5、图6、图7。

七、细化操作，注意安全

化学实验具有一定的危险性，我们在实验教学中耳闻目睹了不少化学实验的危险情景，在实验过程中如果操作不当或没有控制好实验药品的用量，会产生安全、污染等问题。

比如：一氧化碳有剧毒，且燃烧易发生爆炸，因此在做一氧化碳还原氧化铁的实验时，首先要验纯，然后通一氧化碳，排净空气避免爆炸，实验中还要进行尾气处理。

再如：硫在氧气中燃烧的实验，我们使用的燃烧匙容易损坏，而且二氧化硫气体毒性大，刺激性气味强。我们可以在燃烧匙中先垫一层细沙子，防止加热时铜与硫直接接触反应而损坏燃烧匙。为防止产生的二氧化硫污染环境，应在瓶底放少量氢氧化钠溶液，以吸收产生的二氧化硫。反应结束后，若有硫剩余，应立即将燃烧匙伸入水中，使火焰熄灭，以减少二氧化硫的污染。

还有红磷燃烧产生的白烟也会造成对我们自身的伤害，因此在做利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验时，尽可能在密闭容器中进行实验。如在集气瓶底放少量的沙子，在沙子上放少量的红磷，在胶塞上插入一根较粗的铁丝，在酒精灯上烧成红热状态，然后把胶塞紧，并使铁丝与红磷接触，促使红磷燃烧如图8。

八、一器多能，简单易行

我们教材中的实验有些是比较复杂的麻烦的，使用的仪器多，操作步骤多，因此巧用化学仪器，开发仪器的多种功能，培养学生思维的灵活性、敏捷性、严密性、创造性有着更加重要的意义。

比如：笔者在化学教学中发现一种仪器——干燥管，它除了能够干燥气体外，还可以在多个实验中使用。在实验中使用能够实现实验微型化，节约药品，减少污染的目的;在实验中使用能够实现省时省力，操作简便、安全的目的;在实验中使用能够实现现象明显，一器多能的目的;在实验中使用能够实现更容易进行学生分组实验的目的。

①可在防倒吸中使用。（如图9）

②可以用在简易启普发生器中。（如图10）

③可以在质量守恒定律的验证中使用。（如图11）

④可以在二氧化碳的制取和性质检验中使用。（如图12）

⑤可以在双氧水和二氧化锰制氧气中使用。（如图13）

⑥可以加热一些固体。（如图14）

⑦可以在验证分子运动中使用。（如图15）

⑧可以在水的净化中使用。（如图16）

总之，在化学实验教学中，我们不仅要做实验，而且要因地制宜，利用各种优势资源，多做实验。有些实验完全按照教材中提供的方法，操作效果不一定好，这就需要我们做教师的平时多动脑筋，多探索，充分利用有限教学资源，去寻找科学、可行、简易、快速、高效的实验方法。从而使实验更加简便易行，现象更加明显，体现的原理更加科学，使实验教学更切合实际，更便于推广，从根本上服务于教学，为培养具有化学学科核心素养的人添砖加瓦。

[参 考 文 献]

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（责任编辑：张华伟）