核心素养标准下化学探究类实验改进策略分析

张斌

摘 要：本文根据教材以及参考资料等教学资源，对初中化学中两例代表性探究实验的改进方案做简要分析。

关键词：初中化学;探究性实验;改进

化学作为一门具有社会实际意义的自然科学，对于培养学生的知识、能力以及科学态度有着重要意义。而从学科核心素养出发，对于初中化学实验做出改进和研究也是有一定实际意义的。

一、探究质量守恒

1、实验教学目标

实验教学目标以三维目标为基础，知识与技能目标为：通过对质量守恒定律内容的探究，启发和提高学生自主设计实验的能力;过程与方法目标为：通过体验化学探究实验的基本过程，提高学生的基本化学实验能力;情感态度与价值观目标为：通过实验探究培养学生思维的创造性以及善于思考的学习习惯。

2、实验设计框架

一般地，教师在探究质量守恒的镁条燃烧实验中，通常会使用演示实验、探究实验或对比实验来对理论知识进行验证。但其实对于化学知识体系尚不完整的学生来说，还是应尽量采用合作探究、分析归纳等途径获取知识。通过相关研究发现，这三种实验的不同之处主要体现在于对镁条燃烧过程中各种因素的控制，比如白烟的大范围扩散是很令人头疼的一点，如果在室内实验则很容易就会扩散到空气之中，而且可能会影响到最终的实验结果。而在参考实验中，由于对白烟采用了部分控制，所以实验结果的误差较小。因此，教师在设计改进实验时，应将改进原理调整为“要选择气密性比较好的空间环境”，这样便能够对白烟的飘散进行完全控制，确保实验结果的精确。

3、实验过程优化

在实验中，需要用到的药品有镁条，实验仪器有天平、酒精灯、石棉网、坩埚钳、烧杯等;此外，其他两个实验中还加入了防尘口罩、锥形瓶、电源和电热丝等装置。相同之处都在于对镁条燃烧后产生白烟的控制，只是控制手段的不同。

具体实验步骤：用坩埚钳取一根打磨干净的镁条放置在石棉网上，然后用电子秤进行承重，将重量进行记录;接着，将镁条进行点燃，待等到燃烧完成后，用坩埚钳将镁条燃烧所生成的产物与石棉网一起进行承重，进行二次记录。

改进实验：取打磨干净的镁条一根，在两端连接电阻丝。再取锥形瓶一个，在其中插入导管活塞，然后用气球密封，对整个装置进行称重。称重完毕后将电阻丝接上电源，加热电阻丝引燃镁条。燃烧后，关闭电源，将生成物与装置进行二次称重，镁条燃烧反应前后的质量不会发生变化。改进优点：该实验所用到的装置有着姣好的气密性。正是由于锥形瓶的存在，使得镁条燃烧时产生的白光不再会刺激到眼睛。利用物理学中电加热的方式进行实验，达到了减少引燃过程中物质损耗的目的，同时也促进学生对于质量守恒定律的理解。

二、二氧化碳的制取及其性质

1、实验目标

知识与技能：通过学习二氧化碳性质，培养学生實验室制取二氧化碳的实验操作能力;过程与方法：通过制取二氧化碳以及探究其性质的过程，培养学生的观察、分析和动手实验能力;情感态度与价值观：通过真实的实验情境，培养学生敢于质疑、以实践验证理论的科学意识。

2、倾倒二氧化碳

该实验所需要用到的仪器有：烧杯、集气瓶、铁片、蜡烛、漏斗以及大号注射器等;实验药品为二氧化碳。将二氧化碳用大号注射器注入漏斗中，这样做的目的是能够确保二氧化碳是从烧杯的底部开始充满，进而观察实验现象。改进优点：如此设计实验不仅避免了两支蜡烛同时熄灭的情况发生，也能够解决二氧化碳气体数量消耗较多的问题，从而精确控制使用二氧化碳的量。

3、二氧化碳的水溶性

该实验主要用到的仪器是注射器和橡胶管，药品为二氧化碳与纯净水。本实验的改进点主要是针对注射器的变换，可先取一只规格≥20ml的注射器，于针头处套上一只细软管，接着用其抽取10ml的蒸馏水，再取10ml二氧化碳，将活塞调整至20ml刻度处，用夹子夹紧橡胶管，振荡注射器。活塞停止后观察刻度，可以发现其中有大量的小气泡生成。

改进优点：注射器的充分运用使得提取二氧化碳与水的量变得更加精细，教师也能够通过实验来让学生更好地理解“比例为1的水可以溶解出相等体积的二氧化碳”。而且该实验用到的仪器均为一次性，消耗化学药品的量也并不多，便于节省成本。

4、二氧化碳的制取

该实验需要用到的仪器有烧杯、导管、试管、三孔木塞以及尼龙网、注射器等，主要参与实验的药品为澄清石灰水、碳酸钙和氯化氢。教师在指导学生进行实验时应让学生明确该实验的改进目的主要是为了能够对参与实验的药品进行实时调控，从而解决原有实验中在加入盐酸后难以控制实验以及集气瓶收集二氧化碳时不能随时停止的问题。改进后的实验环节主要为澄清石灰水在于盐酸进行反应，生成二氧化碳的量不同，以及集气瓶中收集到的二氧化碳的量，都可以通过注射器来随时补充实验所消耗掉的盐酸，以保证实验效果。

综上所述，从所选的两则探究性实验来看，初中化学实验应以满足学生的知识获取要求为第一标准，其次要确保改进的效果在于节约药品、实验时间等资源方面，这其实是一种对于学生探索世界意识的激励手段，也有利于培养其科学、严谨的探究态度。

参考文献

[1]邵莉春.谈初中化学实验操作的改进与创新[J].华夏教师，2018（35）：49-50.

[2]穆小艳，裴锐.初中化学实验器材的改进与创新研究——以氧气的制取和性质实验为例[J].化学教与学，2016（04）：85-87.