基于核心素養的化學實驗改革案例研究

李晶

摘 要：2016年9月，中國學生核心素養課題組正式向公眾發布以培養全面發展為總目標的中國學生核心素養，明確了三大方向六大要素十八個基本點的核心素養具體內容。核心素養，主要指學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，深入研究和培養學生的化學核心素養，并在化學教學中真正將培養學生的核心素養落到實處，是化學教師義不容辭的責任。也是化學教師今后教學的主要方向。化學是一門以實驗為基礎的學科，筆者通過化學實驗創新，切身感受到實踐創新對培養學生核心素養所帶來的不可或缺作用。本文以水的凈化為例，旨在促進學生的“學會學習、實踐創新、科學精神”等方面的核心素養進行內化和提升。

關鍵詞：核心素養 化學 水的凈化實驗

一、背景分析

“水的凈化”是人教版九年級化學上冊第四單元課題2的內容。通過介紹自來水廠水的凈化過程使學生對過濾、吸附等凈水的實驗有一個深入的了解。同時也讓學生對愛護水資源有更深入的認識。

在以往本單元的教學中學生對過濾和吸附的作用出現混淆的情況，針對這個情況，進行了實驗改進，圍繞“水的凈化”實驗改進不僅可以讓學生對過濾和吸附的作用有更深入的認識，輕易突破難點，還讓學生體驗科學探究的過程，提升學生的科學探究能力和創新意識。此外，通過“水的凈化”實驗改進學生對化學的學習的興趣大大增強，更讓學生在實驗中體驗到化學與社會、生活、健康的聯系。更有助于落實核心素養中的“科學態度與社會責任”這一主題。

二、設計流程

1.創設情境，提出問題：為什么天然水需要經過凈化才能成為生活用水呢？

2.實驗驗證：演示過濾實驗——發現問題：過濾實驗能否去除所有的雜質？

3.分組實驗：完成分組實驗一和實驗二

4.小組討論：對比分析實驗一和實驗二的現象得出正確結論

5.聯系生活：結合生活中家用凈水器、防毒面具等了解和體會活性炭的用途

三、實驗改進

教材中實驗是通過一個演示實驗4—2：過濾一杯渾濁的天然水，而對于活性炭的吸附性僅僅是簡單的介紹，沒有安排實驗。

為了更好的突破難點，筆者將書中的單一實驗改為一組對比試驗：

實驗用品：渾濁的水 ?紅墨水 ?活性炭、濾紙

實驗儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、玻璃棒、燒杯、

實驗準備：

將紅墨水滴入渾濁的水中。燒杯內的水渾濁且呈紅色。倒入燒杯1中，燒杯2、3備用。

取兩張濾紙，分別放入漏斗中，在其中一張濾紙上用玻璃棒蘸取活性炭均勻涂于濾紙內層。分別制成過濾器1和過濾器2

實驗一：取1號燒杯將其中的三分之一的液體通過過濾器1倒入燒杯2中，觀察現象。

實驗二：取1號燒杯將其中的三分之一的液體通過過濾器2倒入燒杯3中，觀察現象。

實驗分析：試驗后對比1、2、3號燒杯中實驗前后的不同現象，分析得出結論。

四、教學過程：

（1）創設情境，引入新課

[提問]

展示一瓶從大伙房水庫取來的水，它能直接飲用嗎？怎樣把水庫的水凈化成生活用水，送入千家萬戶呢？展示這瓶水庫水

[設問]：

1.天然水不能直接飲用的原因是什么？

2.你們能想到哪些辦法使其能變成可飲用水呢？

[學生活動]

結合自身經驗提出如靜置、過濾等方法

（2）小組合作 實驗探究

[教師]

結合學生提出的方法展示過濾器材，并介紹其功能

[學生實驗一]

完成分組實驗一：過濾燒杯1中的液體。注意過濾實驗的基本操作的規范

[學生討論]實驗小組根據實驗進行分析、討論、匯報實驗的現象和結論。并完成實驗報告一

[學生實驗二] ?過濾燒杯中一中的液體，用過濾器二完成該實驗

[學生討論]小組根據實驗進行分析、討論、匯報實驗的現象和結論，完成實驗報告二

[教師]對比實驗一、實驗二為什么會有不同的實驗現象？

[學生分析]從實驗裝置來看兩個實驗的差別是實驗二中的漏斗中涂有活性炭。

所以活性炭能夠去除水中的可溶性色素。具有吸附性。

[學生結論]過濾可以除去水中的不溶性雜質。所以燒杯二中的水是澄清的。活性炭有吸附性，可以除去水中的可溶性色素，所以燒杯中的水呈無色澄清的。所以凈水的方法有過濾和吸附。

（3）聯系生活 學以致用

[教師]圖片展示，介紹活性炭在生活中的用途，強化學生對活性炭的功能的理解。

[學生]結合教材和生活實際進一步了解自來水廠的凈水過程。在了解凈水過程的同時體會愛護水資源的重要意義及化學與我們日常生活的密切關系。

五、案例反思

“人文底蘊和科學精神”、“學會學習和健康生活”、“責任擔當和實踐創新”作為中國學生發展的六大核心素養。通過本案例的教學都有不同程度的提升。

如：①通過本案例的探究學生真正體會到看似簡單的自來水其實是經過了如此復雜的凈化過程。才被送到千家萬戶。真正讓學生體會到水的來之不易，看似簡單的自來水其凈化過程竟有如此多的步驟。更樹立了節約用水的價值取向。 ②通過對兩組實驗現象的對比和分析。得出正確的結論。使學生的分析能力、探究能力都得鍛煉和提升。 ③采用分組實驗的方式，給學生充分的研究和討論的時間和空間。讓學生充分體驗到化學以實驗為基礎的特點，更通過學生之間的合作交流豐厚了學生學會學習這一核心素養。④轉變傳統的教學方式，將演示實驗轉變為分組實驗，并結合學情創新了實驗。使學生對過濾和吸附有了更加深入的理解。更讓學生的創新精神得到進一步強化。⑤通過活性炭的吸附性的介紹，讓學生體會到化學在生活中無處不在，可讓學生認識到房屋裝修、新買的汽車中都存在一些有害氣體，可以利用活性炭吸附來減少危害。進而樹立健康生活的理念。

總之，只有在化學教學中有意識的開展基于核心素養的實驗創新研究，才能讓高品質的“素養”貫穿整個教學過程，切實將化學教學從“知識本位”走向“素養文本”。