自主設計實驗 提升化學核心素養

江蘇省昆山陸家高級中學(215331) 劉菊玲 ●

自主設計實驗 提升化學核心素養

江蘇省昆山陸家高級中學(215331) 劉菊玲 ●

化學實驗是高中化學教學中一個非常重要的部分，且隨著課標的不斷改革，對學生們的自主學習能力與開放創新能力要求更高．因此為了提升學生們的化學核心素養，從發現實驗問題、改進實驗方案和反思實驗效果三個方面論述了一下如何引導學生們自主設計實驗，從而高效開展實驗教學．

自主設計;化學實驗;提升核心素養

高中化學知識多而雜，需要學生們全面掌握并能夠加以融會貫通，實驗作為化學教學中一個不可或缺的部分，且近幾年其在高考中占的比例越來越重，因此更是需要我們在教學中引導學生們全面掌握．化學實驗方案的設計指的是在實施化學實驗之前，根據相關要求進行的一種規劃，因此讓學生們自主設計實驗不但可以鞏固他們對實驗知識的掌握，也是培養創造型人才的必經之路．

一、主動探索，發現實驗問題

要想讓學生們設計出一個完美的實驗方案，首先引導學生們主動進行探索，自主發現實驗問題，這不但是他們完成設計的前提，也可以大大增強他們的提問與質疑能力，讓他們能夠在興趣的驅動下進行學習探討．

比如我在講解蘇教版高中化學教材必修一專題二第一單元第一節《氯氣的生產原理》這節課時，筆者的教學目標是讓學生們了解海水曬鹽的過程及氯化鈉的用途，同時讓他們掌握氯氣的工業制法、實驗室制法，培養他們觀察和分析問題的能力．上課時，筆者在簡單講解了氯化鈉的相關知識后，便開始講解工業制氯氣——電解飽和食鹽水，在課堂上給他們演示了這個實驗并讓他們觀察實驗現象．在學生們有一定基礎之后，便問他們:既然大家知道了工業制氯氣的方法，那大家有沒有想過實驗室如何制氯氣呢?這個問題大大引起了他們的興趣，便接著問:同學們覺得我們會用到哪些物質呢?實驗原理又會是什么呢?學生稍加思考過后，有的學生提到了NaCl，有的學生提到了HCl，這時筆者告訴了他們實驗室制氯氣需要用到濃鹽酸與MnO2，并把該化學方程式寫到了黑板上．同時讓他們結成小組，根據固液加熱的特點主動探索一下該實驗應如何進行，并設計出實驗方案．

在上面的案例中，通過課堂知識的引導讓學生們主動進行探索，從而發現實驗問題，不但利于他們實驗方案設計的進行，帶著問題學習也可以大大加深他們對所學知識的印象．

二、查閱資料，改進實驗方案

由于學生們水平有限，且不同的學生水平也參差不一，因此他們設計的實驗方案必然不會是最完美的，也必然會存在著大大小小的問題．這就要引導他們查閱資料或者組間交流，從而完善改進他們的實驗方案．

比如在講解蘇教版高中化學教材必修一專題二第二單元《鈉、鎂及其化合物》這節課時，教學目標是讓學生們充分認識以鈉元素為核心的堿金屬元素的性質及其遞變規律，同時讓他們重點掌握金屬鈉、鎂及其重要化合物的性質及用途．上課時，在講解鈉的重要化合物時，筆者會講解到一種非常重要的物質純堿——即Na2CO3，并且讓學生們設計了一個實驗方案來測定工業純堿中Na2CO3的質量分數(含少量NaCl)，有一個同學設計了如圖1的實驗裝置:盛有堿石灰的干燥管的質量為W1燒瓶中稱量一定純堿樣品W0，從分液漏斗緩緩滴入稀硫酸，不再反應后干燥管總質量 W2，最后質量分數為(W2－W1)×53/ 52W0．這個實驗裝置存在著諸多問題，因此我把這個展示給學生們，并讓他們通過查閱資料或者同學間交流來改進這個實驗方案．最后學生發現為了減小誤差需要將蒸餾燒瓶改為集氣瓶，更利于排出CO2，同時需要在干燥管前添加除水蒸氣裝置，并在最后添加U型管以吸收空氣中的CO2，這樣一來，實驗誤差就大大降低了，這個實驗方案也變得更完美了．

圖1

在上面的案例中，通過將存在問題的實驗方案展示給學生們，并讓他們通過查閱資料才發現錯誤，改進實驗方案，不但避免了他們也犯類似的錯誤，同時利于培養他們嚴謹的思維，這對于實驗教學而言是非常關鍵的一環．

三、類比交流，反思實驗效果

化學實驗不是一成不變的，一個實驗目的也不僅僅對應一種實驗方案，且不同的學生設計的實驗方案也各有千秋，因此同學們實驗方案之間的類比交流是非常重要的．在完成實驗設計之后，鼓勵學生們類比交流，并反思自己的實驗效果是否理想．

比如在講解蘇教版高中化學教材選修4專題三第一單元《弱電解質的電離平衡》這節課時，給學生們這樣一個要求讓他們進行實驗設計:用實驗確定某酸HA是弱電解質．有的同學是這樣設計的:稱取一定量的HA配制一定體積的溶液，然后用pH試紙測試該溶液的pH值，即可證明HA是弱電解質;還有學生是這樣設計的:先用HA溶液、鹽酸分別配制pH=1的兩種酸溶液，各取10mL后加水稀釋，再各取稀釋液裝入兩個試管，加入相同的鋅粒觀察現象，從而證明HA是弱電解質等等．對于不同的實驗方案，先讓學生們之間互相交流了一下，并讓他們反思自己的方案的實驗效果．之后第二種方案的同學明白了，首先pH為1的溶液不好配置，其次實驗現象不好觀察，這一過程對于所有同學而言既是警醒，也算提高．

在上面的案例中，通過鼓勵學生們將自己的實驗方案與別的同學的進行類比，并交流反思，不但利于他們將自己的方案完善，也可以讓他們在交流中開闊眼界，提升他們的化學核心素養．

縱觀全文，通過引導學生們主動探索，可以讓他們發現實驗問題;鼓勵他們查閱資料，可以讓他們改進實驗方案;而開展學生之間的類比交流，亦可以讓他們反思實驗效果．這三個方面都是鼓勵學生們自主設計實驗必不可少的環節，也都可以大大提升學生們的化學核心素養，更是化學教學飛快進步的不竭動力!

［1］何邦平，盛春泉，王小燕，呂加國，余建鑫，沈頌章．開放設計性實驗教學探討［J］．藥學教育，2007(02)．

［2］李速婷．在微生物實驗教學中開展自主設計實驗的探索與實踐［J］．中國現代醫生，2007(22)．

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