以實驗為載體培養學科素養的高中化學教學實踐

班英

摘 要：化學實驗是發展學生學科素養的重要載體，通過實驗可使學生在獲得知識的過程中提高關鍵能力，形成相應的化學學科素養。論述了高中化學教學應從引導學生整合拓展實驗資源、指導學生深度解析典型實驗、鼓勵學生合作進行實驗探究這三個方面，著力于學生學科素養的培養和發展。

關鍵詞：化學實驗;整合拓展;深度解析;實驗探究;學科素養

實驗是培養和發展學生學科素養的重要載體。在化學教學中，面對不同模塊的內容時，教師應以實驗為載體，采取不同的實驗活動教學方式，促進學生核心素養的形成和發展。

一、引導學生整合拓展課本實驗，有效提高學生的化學關鍵能力

元素化合物的內容多而雜，學生通過實驗，可以充分認識到不同物質性質的差異和它們之間奇妙的變化，進一步激發學習化學的興趣。但教材上對有些物質的重要性質所編排的實驗并不全面，因此在教學中，教師在原有實驗的基礎上，應積極引導學生根據物質的性質對課本實驗進行整合，拓展增加一些實驗，將一些重要物質的性質串聯起來，以利于學生的學習認知。學生通過討論、操作、觀察、紀錄等活動，提高了動手能力、觀察能力、表達能力;通過宏觀實驗現象推斷及微觀原子結構解釋，逐步形成了宏觀辨識與微觀探析的素養。

【案例一】探究Al及其化合物的性質（案例均以人教版普通高中化學必修和選修課本為例）

課本實驗：【3-7】Al2（SO4）3與氨水反應【3-8】Al（OH）3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應。

拓展實驗：（1）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量，繼續再向上述混合溶液中逐滴加入鹽酸直至過量;（2）AlCl3溶液與NaOH溶液進行互滴;（3）將Al2（SO4）3溶液與NaHCO3溶液混合。

設計意圖：認識鋁鹽和偏鋁酸鹽的性質以及它們之間的相互轉化、進一步認識Al（OH）3的酸式電離和堿式電離、理解兩性物質的特性以及泡沫滅火器的原理。

【案例二】探究SO2的性質

課本實驗：【4-7】SO2的溶解性和漂白性、水溶液酸堿性。

拓展實驗：（1）SO2制備和性質探究：用Na2SO3固體和70%的H2SO4反應，將產生的SO2氣體分別通入盛有石蕊試液、溴水、酸性高錳酸鉀溶液、氯化鐵溶液的試管中;（2）SO2收集：用試管收集SO2氣體，聞氣味，再向其中加入滴有酚酞的氫氧化鈉溶液。

設計意圖：知道SO2的制備原理和收集，認識SO2的還原性、酸性氧化物的性質、漂白性。

【案例三】探究NO、NO2、HNO3的性質

課本實驗：“科學探究”NO2盡可能多的被水吸收及循環利用

拓展實驗：取50毫升一次性針筒，完成銅與濃、稀硝酸反應的實驗

設計意圖：認識Cu與濃、稀HNO3的反應以及NO2和NO間的轉化，用一次性針筒做實驗，既可避免空氣的影響，也可減少對環境的污染，增強學生的環保意識。

二、指導學生深度解析實驗，逐漸建立學生的化學認知模型

解析即深入分析、拆解分析。學生對化學實驗都比較感興趣，但大多數學生只限于按照步驟完成，對實驗的理解不深入，更談不上舉一反三。這就需要教師指導學生對典型實驗解析，除了原理、操作、現象及解釋等基本內容外，還需要把實驗拆解開來，以問題導引分析理解每一步操作的意義、設計意圖、對實驗所給數據的分析、實驗的改進和評價、實驗的影響因素、歸納提煉同一類實驗的關鍵步驟和注意事項等，從而使學生體會到實驗的深層價值和意義，逐漸建立認知模型，并依此解決同類問題。

【案例四】苯甲酸的重結晶

1.指導學生閱讀實驗，并歸納實驗步驟及操作注意事項

2.拆解實驗：以問題為導引

（1）溶解時燒杯規格、溶劑如何選擇？采取哪些措施可加速溶解？

（2）結合苯甲酸的溶解度和實驗數據，如何得到飽和溶液？

（3）為什么要趁熱過濾？趁熱過濾漏斗如何選擇？

（4）為加快過濾的速度和得到更干燥的固體可選用什么過濾裝置？

（5）冷卻結晶時為什么緩慢冷卻？得到的晶形有什么不同？

（6）晶體全溶后再加入少量蒸餾水的目的是什么？

（7）要得到更多的苯甲酸晶體，是不是溫度越低越好？

3.歸納提煉：建立認知模型

（1）歸納重結晶適用范圍、操作關鍵步驟、注意事項。

（2）從溶液中得到晶體或固體有哪些方法？如何選擇？

三、鼓勵學生進行實驗探究，積極培養學生的化學創新意識

實驗探究分為提出問題、做出假設、設計實驗、進行實驗、得出結論、交流討論六個步驟。在教學中，教師以課本中的“科學探究”欄目、學生學習中的疑難點以及日常生活中的問題為資源，引導和鼓勵學生依據自己感興趣的內容，選取主題進行實驗探究。學生通過查閱相關資料、設計實驗方案、完成實驗、寫出實驗報告等活動，充分體驗探究的過程，有效地促進了科學探究與創新意識素養的形成。

【案例五】探究KI溶液在空氣中的氧化

提供試劑：1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、PH=8KOH溶液、PH=13KOH溶液、淀粉溶液。

探究內容：（1）溫度的影響;（2）中性、酸性、堿性介質的影響;（3）氧氣濃度的影響。

筆者在多年教學中，深切體會到以實驗為載體，通過多種實驗活動教學方式，對培養和發展學生學科素養有著積極和獨特的作用，而且從方法論的角度，在今后的化學教學中仍具有極大的探索和拓展的空間。