基于發展核心素養的初中化學課外實驗活動探索

余義榮

【摘要】科學精神與實踐創新能力都是當前我國學生核心素養體系的重要組成部分。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，課外實驗活動的開展對培養學生的科學精神、思維能力、動手能力、探究能力、實踐創新能力都有重要作用。本文將對基于發展核心素養的初中化學課外實驗活動的設計原則、思路、素材篩選進行闡述，對部分開展的實驗案例進行剖析。

【關鍵詞】核心素養；初中化學；課外實驗

一、基于發展核心素養的初中化學課外實驗活動的設計原則

“實踐出真知。初中是學生接觸化學知識的啟蒙階段，這對培養學生的學習興趣至關重要。將課本的知識運用到實際生活中，去體驗知識帶來的樂趣是激發學生學習動力的有效途徑。基于發展核心素養的初中化學課外實驗活動的設計必須遵循以下原則：

1.知識性：知識是開展實驗活動的理論前提，教師要以課本中的基礎知識為牽引設計課外實驗，或是將課內實驗創新設計改進后更合適于學生在家獨立完成，這樣既能強化學生的學習意識，也能檢驗學生對知識的掌握情況，培養學生的實驗探究能力。

2.技能性：動手實驗是學好化學的關鍵環節，課外實驗活動的開展能鍛煉學生的基本操作技能，這也是對課內實驗操作的有力補充。

3.生活化：知識來源于生活，又服務于生活，課外實驗活動要從生活中精心挖掘素材，如：利用建筑廢料、生活廢棄物、廚房中的餐具、食物配料等設計實驗方案。

4.綜合性：實驗內容強調跨學科的融合，如：化學與物理知識，化學與生物知識等。

二、基于發展核心素養初中化學課外實驗活動的設計思路和素材篩選

初中化學課外實驗活動的設計思路要切合化學核心素養的內涵，與學科核心素養接軌。化學學科特有的知識、思想、觀點、方法不僅是教學內容的主體，更是構成學科“核心素養”的組成元素。化學核心素養所包含的內容及可設計的課外實驗素材如下：①宏觀辨識與微觀探析：素材可以考慮利用自制酸堿指示劑判斷中和反應的發生等；②變化觀念與平衡思想：初中階段平衡思想較為超前，但變化觀念的形成也很重要，要讓學生意識到化學研究的變化就是化學變化，素材可以考慮用食品干燥劑（生石灰）制石灰水并檢驗雞蛋殼中含有碳酸鈣等；③證據推理與模型認知：素材可以考慮利用藥用雙氧水尋找可代替二氧化錳的催化劑，制作分子模型等；④實驗探究與創新意識：素材可以考慮探究鐵釘生銹的條件，自制簡易凈水器，泡沫滅火器等；⑤科學精神與社會責任：素材可以考慮測定雨水的pH并分析是否為酸雨。若為酸雨還可進一步調查該地區是否有工廠以及這些工廠主要使用的是哪些燃料？嘗試分析造成酸雨的主要原因等。

三、基于發展核心素養初中化學課外實驗活動的案例分析

基于發展核心素養的初中化學課外實驗活動形式多樣，可以包括：家庭小實驗，儀器制作，模型制作，調查研究等。下面將結合實際教學開展的幾個課外實驗活動案例進行介紹和剖析。

案例1：自制氧分子、氫分子、水分子等模型

實驗用品：廢舊乒乓球、中藥丸的塑料外殼、玩具塑料小球、直徑3mm的鐵絲、酒精燈、粘合劑。

制作方法：將紅熱鐵絲穿進廢舊乒乓球（或塑料藥丸殼、玩具塑料小球），再將鐵絲另一端加熱至紅熱后穿進另一個廢舊乒乓球（或塑料藥丸殼、玩具塑料小球），最后在結點處滴上些許粘合劑。

思考與討論：①可不可以用折紙來制作分子模型？

②你能做出幾種分子的模型，可以跟同學分享嗎？

設計意圖：同種原子用同種球形物，不同球形物代表不同原子，模擬組合成分子，可以直觀地觀察分子結構，也可以通過拆分不同的分子模型演示化學反應的過程，如：電解水，氫氣燃燒等，從微觀的角度理解化學反應的過程。

案例2：自制簡易凈水器

實驗用品：礦泉水瓶2個，紗布，棉花，細砂，粗砂，小卵石，木炭屑。

制作方法與實驗過程：

①礦泉水瓶剪掉底部，將蓋子取下，并在上面鉆幾個小孔，重新擰緊，倒放；

②取一些棉花放在瓶蓋處，上面放紗布；

③依次放上木炭屑、紗布、細砂、紗布、粗砂、紗布、小卵石；

④將渾濁的水小心倒入凈水器中，用另一個剪了瓶口的礦泉水瓶接水，觀察現象。

思考與討論：①這個簡易凈水器能除去渾水中的哪些雜質嗎？

②這個簡易凈水器的凈水速度如何？凈水效果又如何？

設計意圖：該實驗可操作性強，通過創設實物情境培養學生的實驗操作能力，又能達到廢物利用、增強環保意識的目的。

案例3：自制泡沫滅火器

實驗用品：空飲料瓶（開口要大一些），能放入飲料瓶的小瓶，純堿，9%食醋，洗滌劑，湯勺，棉線，小木條。

制作方法與實驗過程：

①擰下飲料瓶的瓶蓋，用鐵釘在瓶蓋上打幾個小孔；

②先往飲料瓶里加入一些純堿，然后加入約1/3容積的水，充分振蕩（盡量配成飽和溶液）；

③往純堿溶液里加入少許洗滌劑，目的是產生泡沫，輕輕搖晃，使其與純堿溶液均勻混合；

④往小瓶里倒入近一瓶9%食醋，最好用白醋，用棉線綁好，并在瓶中放一條比瓶身高2～3cm的木條；

⑤點燃地上的小紙團，迅速將飲料瓶翻轉，對著紙團噴；

⑥記錄你觀察到的所有實驗現象，思考該過程滅火的原理。

思考與討論：這個泡沫滅火器噴出氣體的速度如何？還可以進行哪些改進？

設計意圖：可以讓學生更好地理解泡沫滅火器的反應原理，即碳酸鈉溶液與酸反應快速產生大量二氧化碳氣體。培養學生的動手能力和創新實驗能力，達到廢物利用和樹立科學探究精神的目的。

案例4：自制酸堿指示劑

實驗用品：

1.玻璃杯，小茶杯，筷子，家用研缽，眼藥水瓶，紗布，帶蓋玻璃瓶，酒精溶液（酒精與水的體積比為1∶1），食醋，檸檬汁，蘇打水，食品干燥劑、生石灰溶于水后的溶液，食鹽水，蒸餾水；

2.紫苞菜，胡蘿卜，各種花瓣，植物葉子等。

制作方法與實驗過程：

①取一些紫苞菜在研缽中搗爛，然后加入5ml酒精溶液，攪拌，使其充分浸泡2～5分鐘；

②用三層紗布過濾，得到含有紫苞菜色素的酒精溶液，將濾液裝在玻璃瓶中，放在桌上備用；

③仔細觀察試劑瓶中裝有的濾液（自制酸堿指示劑）的顏色，記錄如下表中。

④取出6個小茶杯，分別加入2～3ml食醋、檸檬汁、蘇打水、食品干燥劑、生石灰溶于水后的溶液、食鹽水、蒸餾水，然后用眼藥水瓶分別滴入2～3滴紫苞菜色素的酒精溶液，振蕩后放置在桌面上。10秒鐘后再觀察現象并記錄到下表中；

⑤用其他自備植物花、葉等代替紫苞菜重做上述實驗，（得到自制指示劑2）。觀察實驗現象并記錄到表格中。

思考與討論：①你制得的指示劑有沒有變色效果？有的話能否把它的變色情況跟同學分享？②能否設計實驗，利用你制得的指示劑、判斷食醋與食品干燥劑生石灰溶于水后的溶液能否發生反應？

設計意圖：酸、堿、鹽的知識是初中化學知識的重點和難點，如何提高學生的學習興趣是這部分內容教學上的關鍵環節，而酸堿指示劑的實驗是很好的切入口。教學中發現學生對不同酸溶液都能使紫色石蕊溶液變紅及不溶堿溶液都能使無色酚酞溶液變紅感到很好奇，可以以此為契機，指導學生開展課外實驗活動，自制酸堿指示劑完成家庭小實驗，讓學生能保持持續的學習興趣。

為了讓學生更快更好地理解和掌握課外實驗操作的方法，教師還可以將課外實驗活動方案中的關鍵步驟和操作方法錄制成微課發布給學生讓他們先學習，再進行實驗操作。這類微課要側重呈現介紹儀器選擇、講解實驗方案、播放實驗視頻等教學環節。

四、小結

“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”興趣是學生接受任何新事物最好的老師。化學實驗技能是學生學習化學知識和進行科學探究的基礎和保證。化學課外實驗活動的開展不僅能培養學生的學習興趣，也能提高學生的實踐和創新能力，對學科核心素養的培養也將起到積極的作用。

【參考文獻】

[1]房宏.中學化學核心素養的構成體系與培養策略[J].中小學教師培訓，2016（6）：6.

[2]魏運梅.簡談初中化學課外興趣實驗的開展[J].讀與寫雜志.2016，（9）：162.