应用趣味化学实验 培养学生科学素养——以“酸和碱的中和反应”教学为例

文/俞昌事

引 言

初中化学是一门以实验为基础的学科。教师在教学过程中巧妙地利用趣味化学实验，既可以培养学生的实验操作技能，又可以激发学生的学习兴趣，有助于培养学生的观察能力和思维能力，有效实现三维教学目标，提高学生的科学素养，取得事半功倍的教学效果，打造寓教于乐的高效化学课堂。

一、趣味化学实验的内涵

趣味化学实验是初中化学课堂教学中运用趣味教学法的一种表现形式。即教师通过将常规的化学实验与生活中的化学现象相结合，将生活现象与枯燥的理论知识联系起来，借助贴近生活的趣味化学实验带领学生感受化学的奥秘，拉近化学与学生之间的距离，使学生从趣味化学实验中发现化学与生活的紧密联系，从而感受到初中化学学习的乐趣。趣味化学实验的核心是用化学知识揭示生活现象，用生活材料代替实验药品，使化学实验教学不再枯燥乏味，而是充满了感染力。

二、初中化学课堂开展趣味化学实验的重要性

（一）能够激发学习兴趣，调动学习积极性

在初中化学教学中，兴趣是驱动学生主动参与教学活动的不竭动力，也是激活学生思维的重要因素。趣味化学实验是一种生动、直观、趣味的教学形式。通过趣味化学实验，学生能够直接被化学实验现象吸引，进而产生好奇心和学习兴趣，从而调动化学学习的积极性，积极围绕化学实验现象展开知识探究，变被动为主动，真正成为课堂的主人。

（二）促进学生观察能力、思维能力发展

化学实验教学与理论知识教学相比更生动直观，而趣味化学实验能够快速吸引学生的注意力，使学生全神贯注地投入实验观察中，并围绕实验现象发散思维，深入探究其中蕴含的化学原理。趣味化学实验打破了学生对化学实验的固化思维，使其发现了化学知识运用的乐趣，激活了创新意识，拓展了思维的广度，学会运用化学知识来解答实际问题。

三、初中趣味化学实验应用现状

（一）教学观念陈旧

在初中化学实验教学中，受传统教学观念影响，很多教师利用趣味化学实验来进行理论知识铺垫，使化学实验成了学生被动接受过程的一部分。不少教师为了将更多的时间用于知识教学，将趣味化学实验用讲实验或播放实验的形式呈现给学生。这样虽然在教学过程中应用了趣味化学实验，但是未能发挥趣味化学实验的教学优势，导致趣味化学实验流于形式。

（二）教学方法不科学

在初中化学教学中，教师以严肃的态度对待实验教学，实验过程务求严谨，但是缺少趣味性。初中化学实验教学方法的不合理，直接降低了趣味化学实验的教学效果，使学生在沉闷的课堂氛围中处于思维停滞状态，导致趣味化学实验未能起到调节课堂氛围、激发学生学习兴趣、引导学生深入探究的作用。

（三）师生缺乏互动交流

趣味化学实验是开启学生思维大门的钥匙。然而，部分初中化学教师仅用趣味化学实验来辅助理论知识的讲解，忽视了师生互动的重要性，导致师生间缺乏良好的互动交流空间。教师虽然为学生展示了趣味化学实验，但是学生的参与度不高，依然停留在被动观看、机械记忆的程度上，这势必会影响趣味化学实验的应用效果。

四、应用趣味化学实验培养学生科学素养的策略

（一）应用趣味化学实验作为课堂导入，培养课堂专注力

在教学中，要想提高学生的科学素养，教师应根据《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）的要求，结合学生的认知水平，围绕培养学生科学素养的目标设计教学环节，如设计相关的趣味化学实验。一堂精彩的化学课离不开教师精心设计的课堂导入。教师可以在课堂导入环节引入趣味化学实验，用生动、奇妙的化学现象来快速吸引学生的课堂注意力，激发学生的好奇心和求知欲，使学生内心滋生出强烈的探究欲望，进而积极地跟随教师从实验现象出发，深入探究实验原理和化学知识[1]。

例如，在“酸和碱的中和反应”这节课的教学中，鉴于学生已经理解并掌握酸碱的化学性质及指示剂遇酸和碱会变色的知识，笔者通过小魔术“白纸显字”引入教学内容：先用无色酚酞试液在白纸上写好字，等晾干后在纸上喷氢氧化钠溶液，显出了“我们爱化学”这五个红字；接着，喷稀盐酸溶液，这五个字神奇地消失了；再喷氢氧化钠溶液，五个字又神奇地出现了；再喷稀盐酸溶液，这五个字又神奇地消失了。通过反复、交替地喷洒，字忽隐忽现，这个现象瞬间吸引学生的注意力，激发了学生的求知欲。紧接着，教师可以通过提问，引导学生思考这个实验现象说明了什么，让学生通过小组讨论的形式探究问题的答案，为酸碱之间发生的反应探究奠定基础[2]。

（二）应用趣味化学实验，培养探究能力

《课程标准》指出，科学探究是积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动。学生通过亲身经历并体验科学探究活动，学习科学探究的基本方法，初步形成科学探究的能力。

例如，在探究“酸和碱之间会发生反应吗”这个知识点时，笔者设计了一个有趣的分组对比实验。

（1）要求学生记录实验现象并写出结论。

通过A、B 实验（见表1）的对比，提出以下问题：

表1

①依据化学变化时所伴随的明显现象，能不能帮助我们判断是否发生化学反应？

②如何判断一个没有明显现象的实验是否发生化学反应？

（2）学生分组探究以下实验（见表2）并思考问题：

表2

①刚滴加稀盐酸时为何红色没有立即变无色？

②红色刚好变为无色说明了什么？

③继续滴加氢氧化钠溶液后，为何溶液又变红？

B、C 组对比实验使学生产生疑问和探究热情，积极地与教师进行互动交流。教师围绕这组趣味化学实验提出问题、探索问题、解答问题，使学生在轻松课堂氛围中归纳出酸和碱之间确实能发生反应，并培养了学生的相互合作、实验探究能力等科学素养[3]。

（三）应用趣味化学实验，培养解决问题能力

《课程标准》指出：“教师的教学应以学生的认知发展水平和已有的经验为基础。”化学来源于生活，最终也要服务于生活。真实、具体的问题情境是学生化学学科科学素养形成和发展的重要平台。教师可以在开展常规实验教学的基础上引入趣味化学实验，用贴近学生生活的趣味化学实验来拉近化学知识与生活的距离。这样一来，学生不仅能够感知化学实验的趣味性，还能在化学实验中感知化学学科的魅力，发现化学知识的实用性，真正做到学以致用，将理论知识与实际生活联系起来，应用化学知识解决生活中的问题。

以“酸和碱的中和反应”这堂课为例，本课主要围绕酸和碱之间发生的中和反应使学生深刻理解中和反应的概念及其在生活中的应用。教材中的常规实验是使用氢氧化钠与稀硫酸进行反应，让学生针对化学现象进行思考、交流。教师可以在常规实验的基础上用趣味化学实验来进行对比，使学生能够更好地理解酸碱中和反应，并发现中和反应在生活中的广泛应用。笔者为学生准备了皮蛋和食醋，引导学生不蘸醋和蘸醋后分别食用，用口感的变化使学生对其中发生的化学反应产生浓厚兴趣。原来，皮蛋的蛋白和蛋黄中含有大量的纯碱成分，呈碱性，味苦。如果单吃皮蛋，其中的纯碱就会直接损害胃肠，而蘸醋后食用恰恰就是应用了中和反应的原理，中和了皮蛋中的碱性成分。这样的教学设计就是让学生有意识地结合问题，把新知识的应用融入具体问题中，提升学生对新知识的理解和迁移能力，培养学生主动解决问题的能力[4]。

（四）应用趣味化学实验，培养创新精神和实践能力

在初中化学教学中，教师可以将演示趣味化学实验转化为指导学生操作的实验，使学生在常规实验的基础上运用生活素材进行实验创新，利用实验原理设计出形式多样的趣味化学实验。这既能加深学生对化学知识的理解，培养学生的创新精神和实践能力，也能使学生在操作趣味化学实验时对化学学科产生浓厚的学习兴趣，帮助其养成多观察、勤思考、多实践的科学探究习惯，发挥出趣味化学实验教学的最大效果，促进学生科学素养的形成。

例如，在学完“酸和碱的中和反应”这节课后，笔者鼓励学生以小组合作的形式利用身边的材料自主设计趣味化学实验。学生利用酸碱中和反应的原理，设计出“奇妙的消字灵”的趣味化学实验：油墨是碱性的，如果用具有酸性的药水，使两者发生酸碱中和反应，字迹自然就慢慢消失了。生动、有趣的化学实验将理论知识与生活实际联系起来，不仅提高了学生的实验操作能力，还培养了学生的创新精神和实践能力。

（五）鼓励学生亲自操作趣味化学实验

将信息技术与学科教学有机融合，能够最大限度地发挥趣味化学实验的教学功能。例如，在“酸和碱的中和反应”这节课中，为了探究洗发剂和护发剂的酸碱性，教师鼓励学生通过查阅资料，获知头发的主要成分是蛋白质，容易受碱性溶液的侵蚀，并通过视频了解护发产品对人体的影响，将课堂延伸到课外，选择几种平常使用的洗发用品，利用试纸测定它们的pH。课堂上，教师利用希沃授课助手使实验过程和现象同频，根据实验及所学知识解释洗发用品多是酸性的原因，并利用所学知识从清洁效果和保护头发的角度考虑，选择合适的洗发用品，使学生在生动有趣的化学实验操作中将本课的理论知识与生活实际联系起来，不仅理解了知识，还将化学知识服务于生活，大大提高了化学教学的效率和质量。

结 语

化学学科科学素养是学生在化学认知过程中发展的，并在解决与化学相关问题中表现出来的关键素养，反映了学生从化学认知角度认识客观事物的方式。在初中化学教学中引入趣味化学实验不仅能激发学生的学习兴趣和探究欲望，还使课堂氛围更加轻松、活跃，营造出良好的学习环境，是培养学生科学素养的良好载体。教师要结合教学内容，科学地运用趣味化学实验，发挥趣味化学实验的优势，这样不仅可以提高学生分析问题、解决问题的能力和实验操作能力，还可以培养学生的化学学科核心素养。