核心素养导向下分子运动现象的实验创新

詹林

【摘要】在分子运动现象的实验创新中，学生经过自主探究、合作学习、交流讨论，树立了探究精神与创新意识，提升综合品质与关键能力。

【关键词】核心素养 分子运动现象 实验创新

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）03-0156-02

人教版初中化学上册分子运动现象的实验（如图1）是用一个大烧杯将装有酚酞与浓氨水的两个小烧杯罩着，通过酚酞试液变红色的现象得出分子总在不断运动的结论。实验使用了三个烧杯和两种药品，操作简单，现象明显，学生感兴趣，教学效果显著。美中不足的是：为得到明显现象经常增加药品用量造成浪费；实验完毕掀起大烧杯时，原本被罩着的氨气扩散到空气中产生污染；小烧杯内的反应剩余物被倒入废液缸中不符合绿色环保要求。为了培养学生树立节俭理念与绿色环保意识，提高生态文明素养与社会责任感，现从核心素养的维度引导学生对该实验进行创新。

一、核心素养对实验创新的意义

核心素养比能力更具有深远的意义，它注重学生自主发展，通过合作学习与创新实践，培养综合品质和关键能力。核心素养导向下的化学实验创新是以学生的发展为本，重视学生的思维和能力培养，提高学生化学素养，培养科学探究精神与实验创新意识，培养自主学习与合作学习能力，养成爱护环境的生态文明素养，对人的发展将影响终身，适应新一轮课改的要求。

二、核心素养导向下的实验创新策略

核心素养无法由教师直接灌输给学生，但是却可以通过实验创新引导学生自主探究，以及积极参与查阅资料、交流讨论、大胆创新、分析总结的学习活动中自然形成。

（一）引导学生分析分子运动现象实验

1.探究实验目的

引导学生自主探究实验目的，学生经过学习活动得出：分子运动现象的实验目的是通过无色酚酞变红色的现象来认识氨气分子的运动，从而领悟分子总在不断运动。

2.分析仪器与药品的作用

引导学生分析三个烧杯与两种药品的作用，总结得出：大烧杯用于罩住氨气分子限制运动空间，防止氨气扩散到空气中；小烧杯是盛放并隔开两种药品；酚酞是酸碱指示剂，遇碱变红色；浓氨水易挥发，挥发出来的氨气极易溶于水形成氨水，氨水具有碱性。

3.讨论实验原理

学生经过查阅资料与交流讨论，明白浓氨水比酚酞容易挥发，挥发出来的氨气分子运动到酚酞溶液中与水结合形成氨水，氨水属于碱使无色酚酞变红色。

（二）指导学生探讨实验要求

依据发展核心素养的要求，所创新的实验必须操作简单，现象明显，环保节约，能培养学生的科学探究精神与关键能力。

（三）组织学生分组并布置任务

首先由全班学生推荐若干个组长，再由组长们商议选出各自的组员，然后给各小组布置任务，要求各组员在执行任务的过程中分工协作相互配合，养成独立学习与团队互助精神。

（四）放手让学生互助创新设计

初中学生刚接触化学，掌握的化学知识不多，所以只要求依据实验内容、实验目的与实验原理进行“照方抓药”，只对装置进行创新而尽量不更换药品，在此为前提放手让学生自行查阅资料，联系生活实际进行知识迁移，开阔思维大胆提出设想，通过组内交流探讨形成预案，利用实际操作查找不足加以修正，最后确定实验创新方案，编写实验报告，向全班同学汇报创新成果并演示。

三、实验创新的典型案例赏析

学生经过两周的准备，收获很大，现将有特色的成果呈现如下。

（一）巧用培养皿与药片包装板促进学科间的联系（如图2）

有的学生从大烧杯的作用联想到生物实验的培养皿，有的学生从小烧杯的作用联想到点滴板的结构进而想到用药片包装板代替小烧杯，经过小组可行性探讨分析，接着分工寻找仪器、着手操作，并不断修正，最后进行演示：打开培养皿盖子，放入两片药片包装板，并在其中一片包装板凹陷处滴两滴浓氨水，另一片滴两滴酚酞，盖好培养皿的盖子，过了一会儿，酚酞变红色。实验过程中所用的药品很少，实验结束后培养皿中的药品不是倒入废液缸内，而是加入少量水混合得到氨水直接作氮肥浇于花盆中，既环保又实用，实验效果受到大家的赞赏。此创新能促进学科之间、课堂与生活之间的联系，并提升绿色环保意识。

（二）借助集气瓶与棉花培养创新能力（如图3）

有的学生经过查阅资料想到：用集气瓶代替大烧杯，用脱脂棉蘸取浓氨水，将酚酞画于滤纸上，省去了两个小烧杯。他们将蘸有浓氨水的脱脂棉置于集气瓶内并盖上玻璃片，用镊子夹住写有酚酞字迹的滤纸并伸进集气瓶内，逐渐看到滤纸上出现红色字迹，然后取出滤纸在空气中晃动，发现红色字迹逐渐变淡直至消失，再将滤纸伸入集气瓶内字迹又显现，取出晃动又消失，实验结束，学生向集气瓶内注入少量水振荡得到氮肥。这种改进非常有创新深受大家喜欢，仪器简单，现象明显，可以反复演示，同学们倍感新奇都互相争抢操作。

（三）独用“Y”型管提升知识的迁移能力（如图4）

由于学生在一些练习中经常遇到“Y”型管，于是就有学生在小组探讨过程中将“Y”型管的作用迁移到分子运动现象的实验中，提出用一根“Y”型管代替三个烧杯，往“Y”型管的一端注入2-3毫升滴有酚酞的蒸餾水，另一端滴入两滴浓氨水，塞好橡皮塞，不一会儿滴有酚酞的蒸馏水渐渐变红色，实验结束振荡得到氮肥。该创新最大的优点是简捷，整个过程中只用到一个“Y”型管，给人留下深刻的印象。

（四）改用试管倒立提高变通能力（如图5）

在初中阶段，试管作为反应装置从来没有倒立，有位学生思维变通想到用倒立的试管代替大烧杯，剪一条1厘米宽、15厘米长的滤纸条并间隔滴上酚酞试液，然后伸入试管内用双面胶固定，取一玻璃片在其中间滴两滴浓氨水，接着将装有滤纸的试管倒扣在浓氨水上，不一会儿，滤纸自下而上渐渐呈现红色小点，将肉眼看不到的分子运动变得清晰可见。

（五）利用蛇影显现增强联想能力

剪一条1厘米宽、15厘米长的滤纸条，用酚酞试液在滤纸条上画条小蛇并伸入试管中固定好，取一小团脱脂棉蘸取浓氨水置于试管口，并塞好橡皮塞（如图6）。或用一整张滤纸，在中央用酚酞画条小蛇，取一个培养皿，在培养皿的内放置一小团蘸有浓氨水的脱脂棉，将画有小蛇的滤纸盖在培养皿上（如图7）。两种创新均会看到一条红色小蛇逐渐显现，有利于培养学生的联想能力。

（六）采用铁树开花提高动手操作能力（如图8）

用滤纸剪出数朵小花并用细铁丝固定成树枝状，然后将小花用酚酞试液湿润后伸入集气瓶内，集气瓶底部放一小团蘸有浓氨水的脱脂棉，用玻璃片盖住集气瓶，只见小花自下而上逐渐变红，取出变红的小花在空气中晃动，红色消失，再伸入集气瓶中，又显红色。剪花与制作花束是突显心灵手巧的精细活，有利于培养动手操作能力。

（七）使用不同温度的现象比较提高综合学习能力（如图9）

往两根试管中分别滴入两滴浓氨水，并往其中分别伸入一条滴有酚酞的滤纸条，塞紧橡皮塞，迅速将两根试管伸入盛放冷水与热水的不同烧杯中，热水试管中的滤纸条比冷水试管中的滤纸条呈现红色斑点速度明显快。这种创新既能说明分子总在不断运动，还能明显在呈现温度不同运动速度不同，有利用提高学生的综合学习能力。

在整个创新活动过程中始终以学生为主体，引导学生积极参与学习活动，通过自主探究与合作学习增进交流、提高互信，思维更加开阔，学习能力得以提升，学习兴趣不断增强，对实验的了解更加透彻，并从情感、态度、价值观等方面对实验获得深刻感悟，促进了环保意识与创新能力的培养，提升了综合品质与关键能力。

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