基于化学实验素养的《二氧化碳的性质复习课》的评析与思考*

李德前 张 羿 吴国庆

一、对本节复习课的实验评价

二氧化碳是初中化学“身边的化学物质”主题下最重要的物质之一，是初中化学非金属氧化物、酸性氧化物的典型代表，所以二氧化碳的性质是初中化学教学的重点，也是历年中考的热点内容。基于化学实验复习二氧化碳的性质，教师没有简单重复原来的课本实验方案，更多的是改进创新实验、升级优化实验。

1.干冰系列实验激发了学生的学习热情

教师想方设法找到了干冰，并利用干冰改进了“二氧化碳密度比空气大”“二氧化碳灭火”“二氧化碳与水反应”及“二氧化碳与石灰水反应”等实验(如图1所示)，那缭绕的云雾、漂浮的气球、先后熄灭的蜡烛、变红的石蕊试纸、变浑的石灰水等，使学生眼见如梦如幻的景象，在充满趣味性的情境中温故知新。

图1 利用干冰进行二氧化碳的性质实验

2.“二氧化碳溶于水”实验让学生眼界大开

传统的二氧化碳溶于水实验，通常是在塑料瓶里做的，实验现象是塑料瓶稍微变瘪一些。这节复习课上，教师是在外形不变的集气瓶里做这个化学实验的。

在将二氧化碳与水混合、振荡后，教师手拿倒立的集气瓶时，玻璃片悬而不落，学生因此欢呼；教师再把集气瓶正立，当手拿玻璃片时，沉甸甸的集气瓶也悬而不落，学生因此惊呼。至此，二氧化碳能溶于水的结论水到渠成，学生也充分享受到化学实验带来的快乐和知识。

3.“镁在二氧化碳中燃烧”实验培养了学生的辩证唯物主义观念

在二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的实验之后，教师又演示了“镁在二氧化碳中燃烧”的实验，镁条剧烈燃烧、发出白光的实验现象使学生产生了强烈的认知冲突。

这样一来，学生就能认识到“二氧化碳气体在一般条件下不燃烧、不支持燃烧”。所以，这个实验既渗透了辩证唯物主义的观念，又使学生知道“活泼金属引起的火灾不能使用二氧化碳扑灭”。

4.“灯火实验法不可靠”实验培育了学生的怀疑精神

不可否认，仍然有化学教师告诉学生用“灯火实验法”检验二氧化碳的有害浓度。通过演示蜡烛在二氧化碳浓度为6%的空气中仍然能照常燃烧的实验，教师让学生亲眼看到了“灯火实验法”的局限性[1]。教师再演示“二氧化碳浓度是1%的空气能使石灰水变浑浊”的实验，则帮助学生认识到“利用澄清的石灰水检验二氧化碳的有害浓度，不仅简便，而且准确”。

该实验设计，培养了学生敢于怀疑的科学探究精神，彰显了化学实验的应用价值，提升了九年级学生的风险意识和自我保护能力。

我国是一个统一的多民族社会主义国家，少数民族地区多分布于中西部地区，由于自然、历史、社会、经济发展等多重因素影响，这些地区又多为贫困地区，这是我国一个特殊的国情。教育发展上这些地区历史欠账多，底子薄，大多数学校教学条件较差，生活设施不足，教育发展明显落后于东部地区。

5.“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”实验培养了学生的实验设计能力

教师通过提供实验用品和必要的信息铺垫，引导学生自我设计、自我探究，让学生明晰利用“对比实验”的价值，从而从新的视角发现验证了二氧化碳能与氢氧化钠反应这一新方法。

为了体现化学实验的定量思想，教师还展示了验证二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应的定量实验装置[2](如图2所示，注射器推入5 mL氢氧化钠溶液后约有70 mL酒精流入集气瓶)。这样安排，既兼顾了课堂有限的时间，又为学生设计类似的定量实验提供了思维模型。

图2 验证二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应的定量实验装置

另外，上述实验大多设置成探究型，在探究过程中，能以教师为主导，适时提出问题；以学生为主体，不断解决问题。通过设置疑问、理论探讨、小组合作、实验验证等环节，着力培养学生的人文底蕴、科学精神、健康生活、责任担当及实践创新等素养，从而促进学生的可持续发展。

二、对提升学生化学实验素养的思考

化学实验素养是指化学实验中个人修养的实现程度及其表现。有学者将化学实验素养划分为知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观，品格、安全、纪律与环保等4个维度。结合教师的复习课，从4个方面提出提升学生化学实验素养的方法[3]。

1.开齐、开足、开好化学实验

化学实验是学习化学最真实、最直观、最生动、最有效的载体，“化学实验无论怎么强调都不过分”。教师这节复习课做了不少化学实验，在教学中，教师应想方设法开齐、开足、开好化学实验。

在实验教学中，要引导学生明确实验目的、熟悉实验步骤、了解实验条件、学会实验操作、正确描述现象；还要通过对实验的分析，反思实验不足、提出改进意见等，从而形成科学方法、发展创新意识，这对提高学生的化学成绩、发展学生的核心素养具有重要的现实意义。

2.深入挖掘化学实验的认知功能

在化学实验教学中，要注重引导学生经历实验操作、感受实验过程、观察实验现象、推导实验结论、评价实验方案等，帮助学生积累知识、理解概念、形成技能、发展能力，充分发挥化学实验的启智、练技、创新等功能。

例如“二氧化碳与水反应”的探究实验，通过分析、质疑、探讨、综合，学生不难认识到，二氧化碳不能使石蕊试纸变色，水不能使石蕊试纸变色，二氧化碳与水的生成物能使石蕊试纸变色。进而可知，二氧化碳与水反应生成了酸。

3.精心提炼化学实验蕴含的科学方法

化学实验不仅是一种实践活动，其本身也是一种重要的实证方法；中学化学实验蕴含着许多科学方法，如提出问题、猜想假说、科学抽象、建立模型、分析综合、归纳演绎、对比实验、控制变量、定量设计等。因此，化学实验是学生接受科学方法训练的重要手段。

例如，要探究二氧化碳与水是否发生化学反应时，就要运用猜想假设、控制变量等科学方法。再如，在“二氧化碳灭火”实验中，课本上利用的是二氧化碳气体，本节课教师使用的是固态二氧化碳，这个实验就蕴含了“等值替换”这一科学方法。还有，在设计“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”的实验中，教师的实验又运用了对比实验法、定量法等[4]。

4.充分发挥化学实验的情感作用

情感态度与价值观的培养不能仅靠教师的讲、学生的记，它需要唤醒学习者的情感体验。化学实验的实践性、过程性、科学性与思维性，决定了化学实验是学生获得情感体验的重要途径，是促进学生道德内化的动力源。化学教师要在活动中教化、于无声处育人。

例如，在化学实验教学中，造型优美的实验仪器、神奇直观的实验现象、真实可信的实验事实、简明扼要的实验结论，都容易激发学生的学习兴趣，调动学生的学习潜能。而一些化学实验的操作规范、先后顺序、注意事项、定量要求等，能培养学生严谨的科学态度和一丝不苟的工作作风。对于涉及危险化学品的实验，则有助于学生树立环境意识，提升学生规避科学风险的能力。再如，在探究二氧化碳有害浓度的检验方法时，通过引导学生分析课本方法的不足，可以激发学生敢于怀疑的科学精神；利用石灰水检验二氧化碳的有害浓度，又培养了学生的安全意识。

三、对本节复习课的两点建议

1.实验手段可以适当体现教育现代化

如果把某些传统的实验手段与现代教育技术巧妙地融合起来，化学实验就会锦上添花；一些定性实验能够定量化，从而促进学生从量的角度认识物质的组成、性质及变化。

在“探究二氧化碳有害浓度检验方法”的实验中，教师做了“蜡烛在二氧化碳浓度是6%的空气中照常燃烧”这一实验。笔者提出，6%这个数据，能否在现场使用二氧化碳浓度传感器进行测量呢？如果这样做了，既增加了实验的可信度，也体现了化学实验装备的现代化。

2.用石灰水检验二氧化碳有害浓度时空气取样的问题

对于这一点，教师在课堂上没有提及，但感觉有点缺憾。当然，因为课堂时间紧，教师可以直接告诉学生如何采集空气，或者以课外实践作业的形式，让学生自行设计“空气取样仪”。这样处理，就把检验二氧化碳有害浓度的一整套方法都教给了学生。

四、结语

在本节复习课的实验教学中，教师以情境创设为起点，以问题探讨为核心，以信息铺垫为平台，以实验操作为手段，以科学探究为主线，通过问题引导、小组合作、点拨释疑、分组实验、演示实验等环节，实现了教学成功，达成了复习目标，充分发挥了化学实验的立德树人功能。

总之，这节复习课，教师没有机械重复“热剩饭”式的教学法，而是深化了核心知识，拓展了实验内容，提炼了科学方法，渗透了化学观念，发展了学生的核心素养，升华了学生的情感态度与价值观，所以这是一份“添油加醋”的“蛋炒饭”，有滋、有味、有营养[5]。