核心素養標準下化學探究類實驗改進策略分析

張斌

摘 要：本文根據教材以及參考資料等教學資源，對初中化學中兩例代表性探究實驗的改進方案做簡要分析。

關鍵詞：初中化學;探究性實驗;改進

化學作為一門具有社會實際意義的自然科學，對于培養學生的知識、能力以及科學態度有著重要意義。而從學科核心素養出發，對于初中化學實驗做出改進和研究也是有一定實際意義的。

一、探究質量守恒

1、實驗教學目標

實驗教學目標以三維目標為基礎，知識與技能目標為：通過對質量守恒定律內容的探究，啟發和提高學生自主設計實驗的能力;過程與方法目標為：通過體驗化學探究實驗的基本過程，提高學生的基本化學實驗能力;情感態度與價值觀目標為：通過實驗探究培養學生思維的創造性以及善于思考的學習習慣。

2、實驗設計框架

一般地，教師在探究質量守恒的鎂條燃燒實驗中，通常會使用演示實驗、探究實驗或對比實驗來對理論知識進行驗證。但其實對于化學知識體系尚不完整的學生來說，還是應盡量采用合作探究、分析歸納等途徑獲取知識。通過相關研究發現，這三種實驗的不同之處主要體現在于對鎂條燃燒過程中各種因素的控制，比如白煙的大范圍擴散是很令人頭疼的一點，如果在室內實驗則很容易就會擴散到空氣之中，而且可能會影響到最終的實驗結果。而在參考實驗中，由于對白煙采用了部分控制，所以實驗結果的誤差較小。因此，教師在設計改進實驗時，應將改進原理調整為“要選擇氣密性比較好的空間環境”，這樣便能夠對白煙的飄散進行完全控制，確保實驗結果的精確。

3、實驗過程優化

在實驗中，需要用到的藥品有鎂條，實驗儀器有天平、酒精燈、石棉網、坩堝鉗、燒杯等;此外，其他兩個實驗中還加入了防塵口罩、錐形瓶、電源和電熱絲等裝置。相同之處都在于對鎂條燃燒后產生白煙的控制，只是控制手段的不同。

具體實驗步驟：用坩堝鉗取一根打磨干凈的鎂條放置在石棉網上，然后用電子秤進行承重，將重量進行記錄;接著，將鎂條進行點燃，待等到燃燒完成后，用坩堝鉗將鎂條燃燒所生成的產物與石棉網一起進行承重，進行二次記錄。

改進實驗：取打磨干凈的鎂條一根，在兩端連接電阻絲。再取錐形瓶一個，在其中插入導管活塞，然后用氣球密封，對整個裝置進行稱重。稱重完畢后將電阻絲接上電源，加熱電阻絲引燃鎂條。燃燒后，關閉電源，將生成物與裝置進行二次稱重，鎂條燃燒反應前后的質量不會發生變化。改進優點：該實驗所用到的裝置有著姣好的氣密性。正是由于錐形瓶的存在，使得鎂條燃燒時產生的白光不再會刺激到眼睛。利用物理學中電加熱的方式進行實驗，達到了減少引燃過程中物質損耗的目的，同時也促進學生對于質量守恒定律的理解。

二、二氧化碳的制取及其性質

1、實驗目標

知識與技能：通過學習二氧化碳性質，培養學生實驗室制取二氧化碳的實驗操作能力;過程與方法：通過制取二氧化碳以及探究其性質的過程，培養學生的觀察、分析和動手實驗能力;情感態度與價值觀：通過真實的實驗情境，培養學生敢于質疑、以實踐驗證理論的科學意識。

2、傾倒二氧化碳

該實驗所需要用到的儀器有：燒杯、集氣瓶、鐵片、蠟燭、漏斗以及大號注射器等;實驗藥品為二氧化碳。將二氧化碳用大號注射器注入漏斗中，這樣做的目的是能夠確保二氧化碳是從燒杯的底部開始充滿，進而觀察實驗現象。改進優點：如此設計實驗不僅避免了兩支蠟燭同時熄滅的情況發生，也能夠解決二氧化碳氣體數量消耗較多的問題，從而精確控制使用二氧化碳的量。

3、二氧化碳的水溶性

該實驗主要用到的儀器是注射器和橡膠管，藥品為二氧化碳與純凈水。本實驗的改進點主要是針對注射器的變換，可先取一只規格≥20ml的注射器，于針頭處套上一只細軟管，接著用其抽取10ml的蒸餾水，再取10ml二氧化碳，將活塞調整至20ml刻度處，用夾子夾緊橡膠管，振蕩注射器。活塞停止后觀察刻度，可以發現其中有大量的小氣泡生成。

改進優點：注射器的充分運用使得提取二氧化碳與水的量變得更加精細，教師也能夠通過實驗來讓學生更好地理解“比例為1的水可以溶解出相等體積的二氧化碳”。而且該實驗用到的儀器均為一次性，消耗化學藥品的量也并不多，便于節省成本。

4、二氧化碳的制取

該實驗需要用到的儀器有燒杯、導管、試管、三孔木塞以及尼龍網、注射器等，主要參與實驗的藥品為澄清石灰水、碳酸鈣和氯化氫。教師在指導學生進行實驗時應讓學生明確該實驗的改進目的主要是為了能夠對參與實驗的藥品進行實時調控，從而解決原有實驗中在加入鹽酸后難以控制實驗以及集氣瓶收集二氧化碳時不能隨時停止的問題。改進后的實驗環節主要為澄清石灰水在于鹽酸進行反應，生成二氧化碳的量不同，以及集氣瓶中收集到的二氧化碳的量，都可以通過注射器來隨時補充實驗所消耗掉的鹽酸，以保證實驗效果。

綜上所述，從所選的兩則探究性實驗來看，初中化學實驗應以滿足學生的知識獲取要求為第一標準，其次要確保改進的效果在于節約藥品、實驗時間等資源方面，這其實是一種對于學生探索世界意識的激勵手段，也有利于培養其科學、嚴謹的探究態度。

參考文獻

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