化學核心素養下的實驗教學

傅計羅

【摘要】化學的實驗教學可以把抽象難懂的基本理念、基本原理和規律變得直觀易懂，有利于剛接觸化學的初三學生學習。怎樣才能上好化學實驗課，要求教師要把化學核心素養與實驗教學有機地結合，了解學情，認真鉆研教材，明確教學目標，確定教學策略，把實驗的探究過程、實驗現象與實驗結論有機地銜接，同時精選習題，讓所學的新知識得到鞏固拓展。只有這樣才提高實驗教學質量，切實使實驗教學各環節落到實處。

【關鍵詞】素養;實驗;銜接;拓展

本文針對初中實驗教學現狀，源于一線化學教師的教學實踐，建立在堅實的實踐基礎之上。化學核心素養如何落實到日常的實驗教學中去，是建立在現代教學理論上的一種有效的教學方法。研究的理論依據從以下兩個方面加以闡述：一是化學是一門以實驗為基礎的科學，化學中的基本理念、基本原理和規律是長期生產實踐的結晶，是幾代人的實驗總結。通過實驗教學，可以培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和學習方法，激發學生學習化學的積極性。化學實驗又是獲取化學知識和技能的有力措施，所以實驗教學對培養學生的各項能力是十分重要的。二是化學就是人們從宏觀、微觀及其相互結合的角度對自然界的一種把握，它給人提供了一種化學世界圖景（用化學知識描述和體現）、一種化學思維方式、一種化學價值規范。化學新課標的標志性特點，就界定了化學核心素養，其中，“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”三個方面都與本課題息息相關。

“證據推理與模型認知”在本課題要求初步樹立證據意識，知道并初步學習通過觀察和記錄現象收集證據，理清假設、證據和結論之間的邏輯關系。“科學探究與創新意識”在本課題要求能根據教材中給出的問題，學習科學探究的基本方法，能感受探究過程，并能客觀地進行記錄，對實驗現象作出解釋。“科學態度與社會責任”在本課題要求能感受嚴謹求實的科學態度，不迷信，能自覺抵制偽科學;了解化學對人類文明的貢獻，主動關心催化劑在生產和科學研究中廣泛應用等有關的社會熱點問題。本課題探究過氧化分解制氧氣中二氧化錳的作用，正是基于以上理論而為的。

一、明確教學目標，確定教學策略

本課題教學目標：①了解用過氧化氫制取氧氣的方法和原理。②認識催化劑和催化作用。③通過實驗，探究分解過氧化氫制取氧氣的反應中二氧化錳的作用，體驗探究過程，學習綜合分析實驗現象和歸納結論的思維方法。

確定教學策略：依托過氧化氫的分解，探究二氧化錳的催化作用。第一，對比實驗環節。通過改正實驗，探究二氧化錳對過氧化氫分解產生氧氣速率的影響，以及反應前后二氧化錳的化學性質是否變化。第二，看視頻環節，分析二氧化錳在反應前后的質量是否變化，從而推出二氧化錳在過氧化氫分解反應中是催化劑，起催化用作的結論。第三，對催化劑概念的拓展應用環節，增設了大象牙膏的演示實驗和課堂練習。用教學流程圖表示如下。

二、聯系生活，引入情境

過氧化氫，其水溶液又稱雙氧水，生活中你見過？用過？顯現手指受傷用雙氧水消毒的畫面，可以看到受傷部位涂上雙氧水時出現大量氣泡，提出問題，以對話形式展開教學活動。

【老師】出現大量氣泡，說明產生了大量的氣體，這氣體是氧氣，雙氧水常溫下會產生大量的氧氣？為什么？

【學生】是的，因為過氧化氫分解生成氧氣。

【老師】演示實驗，取少量5%的過氧化氫于試管中，并用帶火星的木條伸入試管口。如右圖，觀察現象。

【學生】只有少量氣泡，帶火星木條不復燃。

【老師】過氧化氫常溫下能產生氧氣，反應很慢。但手指受傷用過氧化氫消毒的畫面，可以看到受傷部位涂上雙氧水時出現大量氣泡，為什么？

【學生】血液中有酶，加快了過氧化氫的反應速率。

【老師】實驗室中又怎樣用過氧化氫制氧氣的？

三、改正實驗，落實探究過程

教材是以下方式探究過氧化分解制氧氣中二氧化錳的作用。從實驗方案中可以看到，實驗二加入二氧化錳與實驗一沒有加二氧化作對比，說明加了二氧化錳過氧化產生氧氣的速率加快了。

實驗三重復加入過氧化氫與實驗二作對比，說明二氧化可以一直使用。本實驗不足地方是對比條件（控制的變量）、實驗現象不夠直觀，現象與結論沒有直接銜接，現將實驗方案作如下改正。

【問題與討論】在本實驗中二氧化錳的質量是不改變？

以問題與討論的形式，直接提出在本實驗中二氧化錳的質量是不改變？現場教學中采用觀看視頻的方式，把實驗三中混有二氧化的液體通過蒸發、洗滌、干燥、稱量，得到二氧化錳的質量是0.2g，說明反應前后二氧化錳的質量不變。

通過上述實驗改正，把是否加了二氧化錳的實驗放在一起，并增加紅藍色氣球來收集氣體，實驗中紅藍色氣球是否脹大比是否產生大量氣泡的現象更直觀。實驗二中把氧氣的檢驗放在一起，實驗三中重復加入過氧化氫更簡單明了，學生更好地感受整個實驗的探究過程。

四、學習證據推理，認識催化劑

證據推理，是根據實驗條件（控制變量）、實驗現象進行合理的推理的思維方式。本課題要求知道并初步學習通過觀察和記錄現象收集證據，知道假設、證據和結論之間的邏輯關系。從本實驗方案和【問題與討論】中可知，二氧化錳能加快過氧化氫的反應速率，在反應前后而其本身的質量和化學性質都不變，從而順利推導出催化劑和催化作用的概念。在認識催化劑的概念時，強調一個改變是指改變其他物質的反應速率。兩個不變是指反應前后催化劑的質量和化學性質都不變。

五、增設實驗，拓展視野

【探究——大象牙膏】已知制備大象牙膏所需試劑和用量有：①20mL30%的雙氧水;②0.5g碘化鉀;③20mL洗潔精;④少量品紅。把這些物質混合，會產生大量泡沫，并能使燃著的木條燃燒得更旺。分析其原因。

本課題只是從表面現象了解催化劑，至于催化劑的作用原理是是個很大很難的課題，在這增設大象牙膏，目的是拓展學生視野，激發學習化學的熱情和好奇心，同時也是對剛剛學習的催化劑知識得到更好的理解，有利于本課題學習。

六、精選習題，延續實驗探究

本課題在教學中設計了一道【例題】和一道【變式訓練】，意在理解催化劑、催化作用的概念。在【課堂練習】中設計了習題4，延續了這個實驗，意在讓學生探究有沒有其他物質能代替二氧化錳做過氧化分解反應的催化劑，探究一些新的方法制取氧氣，這樣的習題有利于培養學生創新意識。附習題4。

【習題4】學習了二氧化錳對過氧化氫分解有催化作用的知識后，某同學想：氧化銅能否起到類似二氧化錳的催化劑作用呢？于是進行了以下探究。

【猜想】Ⅰ.氧化銅不是催化劑、也不參與反應，反應前后質量和化學性質不變;

Ⅱ.氧化銅參與反應產生O2，反應前后質量和化學性質發生了改變;

Ⅲ.氧化銅是反應的催化劑，反應前后___________。

【實驗】用天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗。

（1）填寫下表。

步驟③現象 步驟⑥結果 步驟⑦現象 結論__________，

帶火星的木條復燃。 __________ 溶液中有氣泡放出___________ 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立。

（2）步驟①的目的是___________。

（3）步驟⑥的目的是___________。

（4）步驟⑦的目的是___________。

（5）過氧化氫能被氧化銅催化分解放出O2的文字表達式為__________________。

一線化學教師對教材較熟悉，圍繞化學核心素養，只要要認真鉆研教材，明確教學目標，挖掘教材中實驗題材，多從學生的認知水平出發，設計合理的實驗方案，課堂上多角度調動學生的學習主動性，上好每一節實驗課，就能更好地突出實驗教學效果。

參考資料：

[1]課程教材研究所.化學九年級（上冊）[M].人民教育出版社，2012.

[2]課程教材研究所.化學九年級上冊（教師教學用書）[M].人民教育出版社，2012.

[3]教材編寫組.新課標中考寶典[M].世界圖書出版社，2017.