基于化学学科核心素养的实验设计

庞秋红

摘要：化学学科核心素养作为初中生所具备的科学素养，是学生学习化学的重要基础。化学实验是化学课程的重要内容，教师将视频资料导入二氧化碳，创设真实问题情境，激发学生学习兴趣，积极配合教师教学，促进学生化学学科核心素养发展。

关键词：化学学科核心素养;二氧化碳;实验设计

1引言

化学作为一门自然科学，主要是以实验为基础，在化学发展中发挥重要作用。综合分析，实验不仅仅是化学科学的基础内容，同时也是教学的重要方式，教师可以充分利用实验带入化学知识点，学生在实验中更加形象的理解教材中的重难点。实验在化学教学中具有不可替代的作用，对提升教学质量、培养学生科学素养均产生重要作用。宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任，是初中化学新课标的五大化学核心素养[1]。进一步分析得出，化学实验是支撑五大核心素养的重要支柱，是培养初中生化学核心素养的重要措施。新课改下，核心素养已成为初中教育的重要目标，因此化学实验应被学校与教师重视，不断深入挖掘教学潜能，促进学生化学核心素养的发展。本文针对初中化学学科核心素养要求，以“二氧化碳制取”为案例，进一步分析实验对化学学科核心素养培养的作用。

2实验设计

2.1问题的导入

【教师】早上好，今天在上课之前，我给大家带来了一位“朋友”，请看视频。

【学生】学生们在视频中看到用二氧化碳养殖螺旋藻、干冰清洗仪器、捕捉二氧化碳气体转化为能源等多种现代化应用。

【问题驱动】通过观看视频，引出二氧化碳制取研究这一课程内容。同学们，你们猜出这位“好朋友”吗？

【学生】学生们异口同声的回答，是二氧化碳。

【教师过渡】二氧化碳是我们的好朋友，它可以应用在很多新进的高科技设备中带动产业发展，同时它也会给我们制造麻烦，比如温室效应。因此，我们对这位“朋友”的认识还在继续中，需要大家深入探究，不断探索。今天让我们一起学习下如何与“朋友”相处，学习下寻找二氧化碳的方法。

设计意图：学生们在视频中看到二氧化碳与先进科技的关系，认识到这位“朋友”带来的好处，同时也鼓励学生们运用已掌握的知识去解决温室效应的环境问题。这就要求学生们学习二氧化碳制取的实验，不断探究、分析，培养自身科学核心素养。

2.2反应原理

在本课程学习之前，同学们已掌握制取二氧化碳的多种反应、质量守恒定律，如何根据以上两个知识点，在不同反应原理中制取气体。这是初中生在化学实验学习中所必备的技能，同时也为学生制取气体气体奠定基础，特别是药品的准备、反应原理的确定[2]。

【问题驱动】问题1：同学们可以回想下之前学过的化学反应，有哪些反应原理可以生成二氧化碳？

问题2：为什么这些反应物能夠成为二氧化碳的原料？在组成方面的特征是什么？

问题3：你认为哪一种反应原理更适合制取二氧化碳？请给出依据。

学生：同学们带着问题查阅化学课本、文献等多种资料，在探究中学会独立思考问题，并组成小组进行合作交流，进一步推论并明确制取二氧化碳的反应原理。

设计意图：学生们确定反应原理的过程是运用已学知识的推理过程，在回顾旧知识的同时学会总结知识点。动植物的呼吸、一氧化碳在氧气中燃烧、大理石与稀盐酸反应形成二氧化碳，通过组成角度分析，这些制取二氧化碳的反应物均含有碳元素，充分体现了元素守恒，不仅仅展现了变化观念与守恒思想，也体现了化学科学核心素养[3]。学生们在这些反应中按照反应速率、条件、气体等多方面的问题，明确适合实验室制取二氧化碳的反应原理。在实验室进行的化学反应，应遵守“简单”原则，无需控制反应速率，用最简单的方式制度二氧化碳。选择二氧化碳反应原理的过程，实则为学生们的推理依据，在查阅资料中构建认识模型，建立解决化学问题的思维框架，形成系统的知识体系，培养化学学科核心素养[4]。

2.3实验装置的设计

【问题驱动】请同学们选择一种二氧化碳的反应原理，并在实验室内制作设备，请给出制作依据？

活动：请同学们画出适合制取二氧化碳的实验装置图，如下图。并解释各种装置的优缺点。

学生作品1：实验操作方便简单，节约药品的使用数量，适合实验室制取少量的二氧化碳。

学生作品2：在实验过程中方便增加液体药品，锥形瓶可以盛放更多的药品，方便制取较多的气体。

学生作品3：可以通过增加液体药品控制使用数量，无需液封，适合碳酸钠与稀盐酸制取二氧化碳。

设计意图：按照过氧化氢制取氧气的装置而推理到制取二氧化碳装置，药品状态与反应条件作为评判依据，建立气体制取装置的模型思维框架[5]。选择相适宜的二氧化碳制取装置，学生们在分析过程中学会按照实验需求与场景进行客观分析，遵循实事求是原则，最终确定最适合的实验室装置。

3教学反思

实验是化学教学的重要内容，也是培养学生化学科学核心素养的途径之一。本实验教学活动通过视频导入主题、问题设疑、虚拟实验场景等多种方式，营造良好的化学实验场景，激发学生对化学的兴趣，积极主动探究化学实验[6]。教师按照小组讨论的方式进行教学，学生们在新旧知识结合中学会总结化学知识的重难点，易于掌握新知识点，提高学习效率[7]。化学实验教学中，充分展现了学生们的科学探究精神，培养学生们的化学学科核心素养，为更好的学习化学奠定了重要基础。

（作者单位：辽阳市第二十中学）

参考文献

[1]杜淑贤.探索新高考背景下的化学学科核心素养培育——以“氨”的教学设计为例[J].化学教学，2018，378（09）：64-79.

[2]孙佳林，郑长龙.发展学生化学学科核心素养离不开化学实验[J].化学教育（中英文），2019，40（05）：61-65.

[3]刘妍，王秀红，张冬华.基于化学学科核心素养的“铁盐和亚铁盐”教学设计[J].化学教育（中英文），2019，11（7）：19-22

[4]胡巢生.基于学科核心素养的初中化学教学设计——以“质量守恒定律”为例[J].化学教学，2018，23（9）：119-120

[5]戴维，赵雷洪.基于化学核心素养的教学设计——以“SO_2的性质和作用”为例[J].化学教学，2019，382（01）：48-53.

[6]李岚.中学化学中的实验与思维[J].化学教学，2019，382（01）：10-12.

[7]夏建华，杨静.基于学科核心素养的初中化学科学探究——以“探究铝和稀盐酸、稀硫酸反应”为例[J].化学教学，2017，17（5）：67-69