核心素養下高中化學實驗教學的優化研究

◇ 廣西 李金原

(作者單位:廣西南寧市邕寧高級中學)

高中化學實驗教學中應將核心素養的相關內容作為重要指引,做好教學細節的調整與優化,幫助學生牢固掌握實驗知識的同時,促進其科學探究素養更好地提升,為核心素養培養工作的順利開展奠定堅實基礎.

1 講授理論,夯實基礎

實驗教學中應為學生講解實驗探究理論知識,使其掌握探究的方法與技巧.同時,創設相關問題情境,要求學生運用所學知識進行分析,鞏固實驗基礎知識的同時,提高其探究靈活性.

例1使用如圖1所示的裝置進行實驗,將液體a滴加到固體b中,以下說法正確的是( ).

圖1

A.如a為濃HCl,b為KMnO4晶體,c盛有紫色石蕊溶液,則c中的溶液最終顯紅色

B.d具有防倒吸功能

C.如a為濃氨水,c為生石灰,c中盛有AlCl3溶液,則C溶液先出現白色沉淀后溶解

D.如a為濃硫酸,b為Cu,c中盛有澄清石灰水,則c中溶液變渾濁

分析濃HCl和KMnO4晶體反應生成氯氣,進入到c中生成HCl和HClO,前者使紫色石蕊溶液變紅,而HClO 具有漂白性,使溶液褪色,c中溶液最終為無色,選項A 錯誤.由球形干燥管結構可知,d能夠防倒吸,選項B正確.若a為濃氨水則會生成氨氣,與Al3＋發生反應生成Al(OH)3,c中白色沉淀不溶解,選項C錯誤.濃硫酸和Cu在加熱條件下才反應,本題實驗沒有加熱裝置,不會產生SO2,c溶液無變化,選項D 錯誤.

2 傳授經驗,加強訓練

為提高學生的科學探究素養,實驗教學中應注重總結相關的探究經驗,避免其在探究過程中走彎路,提高探究效率.同時,注重篩選經典習題對學生進行訓練,使其積累探究經驗,提升探究水平.

例2為探究AgNO3的性質進行以下實驗.

實驗1:用圖2裝置加熱AgNO3,試管中出現紅棕色氣體,片刻后在末端導管口可收集到無色氣體a.

圖2

(1)實驗室怎樣檢驗氣體a:_______.

(2)B中僅生成一種鹽,寫出AgNO3受熱分解的化學方程式:_______.

(3)從安全角度,對實驗裝置進行完善:_______.

實驗2:按照如圖3流程進行實驗.

圖3

(1)假設試管②中產生銀鏡是Fe2＋導致的,則離子方程式為________;為驗證假設,需取圖中AgNO3溶液于試管中,向其中滴加幾滴________,如只產生白色沉淀,表明假設正確.

(2)已知AgSCN 為白色沉淀,試管③中紅色褪去是因為________(從平衡移動角度分析).

分析對于實驗1,根據實驗現象可推出無色氣體a為O2,實驗室檢驗O2只需將帶火星的木條置于試管口,木條復燃,說明為O2.因B 中只生成一種鹽,根據NO2和NaOH 反應可知氧氣過量,由電子得失守恒可得化學方程式為

生成的NO2與NaOH 反應導致管內壓強減小會出現倒吸.因此,從安全角度出發,應在A、B間增加一個防倒吸裝置.

對于實驗2,出現銀鏡表明生成了銀單質,則離子方程式為Fe2＋＋Ag＋＝Fe3＋＋Ag.

3 注重啟發,鼓勵交流

實驗教學中教師應注重啟發學生,提高其探究的針對性.同時,探究結束后要鼓勵學生之間相互交流、分析探究中的不足,相互學習探究中的技巧與方法,拓寬視野,尋找更好的探究思路.如在例2的實驗中,可以啟發學生從環保角度分析實驗裝置存在的不足,并提出一定的優化措施.從環保角度分析例2中的實驗裝置可知,生成的NO2如沒有來得及與NaOH 溶液反應會逸出到空氣中,因此,需加裝一個尾氣處理裝置.同時,要求學生設計實驗證明Ksp(AgI)＜Ksp(AgSCN);給出的試劑如下:均為0.1mol·L－1的KSCN 溶 液、KI 溶 液、AgNO3溶 液.為 證 明Ksp(AgI)＜Ksp(AgSCN),學生積極思考,依據難溶沉淀可向更難溶沉淀轉化,設計如下實驗:取試管盛0.1mol·L－1的 AgNO3溶液,而后滴加0.1mol·L－1的KSCN 溶液至不再出現白色沉淀,然后向其中滴加0.1 mol·L－1的KI溶液,白色沉淀變化為黃色沉淀.

教學中鼓勵學生間相互交流,分享經驗.結果通過交流部分學生想出了另外的證明方法,即,將0.1 mol·L－1的 KSCN 溶液和0.1mol·L－1的 KI溶液混合,向混合溶液中逐滴滴加0.1 mol·L－1的AgNO3溶液,先生成黃色沉淀后生成白色沉淀即可證明.

高中化學實驗教學中應做好核心素養內容的解讀,做好教學內容的合理設計,將核心素養培養工作有效地滲透至相關的教學活動中,實現學生實驗水平以及核心素養的雙重提升.