着眼于学科素养的初中化学实验教学探微
周小英
[摘要]在基础教育课程改革的背景下，结合初中化学实验教学实践，通过问题引领、启发探究、示范创新等途径优化实验教学，有利于学生学科思维意识的培养，促进学生探究能力、创新能力、解决问题能力等化学学科素养的提升。
[关键词]学科素养，化学实验，探究，创新
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）11-0074-02
化学实验是化学教学中学生获取化学知识和检验化学知识的重要媒体和手段，是提高学生科学素养的重要内容和途径。如何搭建适合学生核心素养发展的平台，改变以讲授为主的传统教学模式，注重学生学科思维能力的培养，提升学生的探究能力、创新能力和解决问题的能力，已成为现代教学的重点。现结合初中化学实验教学，谈谈本人对基于学科素养的初中化学实验教学的一些粗浅的认识。
一、问题引领，发挥主体性，培养学科思维意识
《义务教育化学课程标准（2011年版）》指出：“为每一个学生提供平等的学习机会，让学生有更多的机会主动地体验以实验为主的科学探究活动，在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度。”而化学实验是一种很好的教学形式，它是化学科学认识之源，是训练科学方法的有效途径，是养成科学态度的必由之路。
例如，“奇妙的二氧化碳”教学中，教师引导学生进行如下探究（片段）：
问题1：（教师展示汽水冒泡的图片）这是我们平时常见的情景，你知道这些是什么气泡吗？它们为什么会冒出来？（学生回答是二氧化碳，因为打开瓶盖后瓶内压强减小，气体的溶解度变小，气体逸出）
问题2：二氧化碳是否只溶于水呢？它有没有和水发生反应？（在教师的指导下，学生进行实验探究：①制取二氧化碳，并通入水中;②制取二氧化碳，并通人紫色石蕊试剂中）
问题3：实验能说明二氧化碳和水发生了反应吗？你还有什么疑惑？（学生回答不能，有可能是二氧化碳直接和紫色石蕊试剂发生反应）
问题4：那让我们再来看一个实验（教师演示：收集两瓶二氧化碳，一瓶放干燥的蓝色石蕊试纸，另一瓶放湿润的蓝色石蕊试纸），这实验说明了什么？
学生认真观察，思考后回答：二氧化碳并不能使紫色石蕊试剂变红，而是二氧化碳和水反应的生成物使之变红。
教师指导学生继续探究：取少量紫色石蕊试剂，滴加几滴盐酸，观察现象（溶液变红）。加热这两种变红的溶液，继续引导学生思考：二氧化碳和水反应，其产物有何特点呢？为什么一个变回紫色，一个未变呢？观察二氧化碳和水的反应以及碳酸分解的反应，你发现有哪些不同？
通过这样的层层递进式问题引导探究，让学生亲身经历了获得知识的过程，认识到实验的重要性，初步体会到对比实验的思想方法及作用，这对学生后续化学学习意义重大。
二、启发探究，激活思维，培养分析探究能力
例如，学习了O2的性质与制取后，接下来将学习CO2的实验室制法。于是，教师指导学生从选择仪器人手设计CO2的制取装置，在这过程中教师充分放手，必要时给予启发引导，使学生真正成为学习的主人。
问题1：用石灰石和稀盐酸制取CO2可用哪些仪器做反应容器？（学生回答：试管、锥形瓶、广口瓶等）
问题2：（教师取出一支大试管，旋上带导管的橡皮塞，如图1）用该装置制取CO2时，若发现酸不够，如何使反应持续？
学生观察讨论后一致认为：只要改单孔塞为双孔塞，插入一个漏斗即可。
问题3：（教师展示按学生方案改进的新装置，如图2.并征求学生意见）这样的装置有什么不足？（学生回答：产生的CO2会从漏斗中逸出，造成较大损失）怎样改进？
学生认真思考后回答：把长颈漏斗末端浸没在液面下，如图3;也可以换成分液漏斗，既能防止CO2逸出，又能控制反应的速率，如图4。
问题4：这些装置（图1、图2、图3、图4）都能制取CO2，但能不能实现“随开随用，随关随停”呢？你有什么好的办法？
学生互相讨论，在教师的指导下设计出图5装置;教师接着组织学生选择收集装置，再确定操作过程，设计实验方案，经过师生讨论后再进行分组实验。
通过上述启发、讨论、分析、探究过程，使学生多种感官参与，思维活跃，“由点到线、由线到面”地弄清儀器之间的内在联系，进而从整体上掌握这一类装置的特点（优缺点）及使用原理，提升了探究能力以及解决问题的能力。
三、示范创新，唤醒创新意识，提高实验创新能力
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“创新人才的培养要贯穿于各级各类的教育。”在化学教学中，若教师能时常给予学生一些创造性改进的实验创新示范，不仅能优化教学效果，对学生创新意识的唤醒和创新思维的锻炼也是大有裨益的。
例如，在NaOH溶液和CO2反应的实验探究中，教师引导学生思考：
问题1：同一类物质往往具有相似的性质，而NaOH和Ca（OH）2是两种重要的碱，它们是否也具有相似的性质？如果将CO2通人NaOH溶液中，会观察到什么现象？
问题2：为什么溶液没有变浑浊？究竟有没有发生反应呢？
学生提出猜想：（1）没有发生反应;（2）发生了反应，生成了易溶于水的Na2CO3。
实验探究1：①取少量反应后的未知溶液，滴入几滴无色酚酞试剂;②取少量Na2CO3溶于水，滴入几滴无色酚酞试剂。
问题3：根据实验现象你有什么想法？
学生回答：无法通过酚酞证明反应的发生，因为Na2CO3溶液也显碱性。可往反应后的溶液中加盐酸试试看。
实验探究2：取少量反应后的未知溶液，滴入足量稀盐酸。
问题4：根据现象可推测出什么结论？你是否还有其他方法证明NaOH溶液和CO2反应的事实？
学生讨论，提出方案：这是一个有气体参加的反应，可参照“空气中O2体积分数测定”的实验原理改进装置，设计对比实验，比较反应前后容器中气压的大小。
实验探究3：改进实验装置。
实验步骤：展示一个集满CO2的软塑料瓶，打开瓶塞，迅速倒诶一定量的NaOH溶液后立即盖紧瓶塞。
创新是化学实验教学发展的不竭动力。通过上述的实验探究，鼓励学生集思广益，使学生在动手、动脑的实际操作中实现对知识的认知，与教师直接把结论告诉学生相比，学生的印象和认识要深刻得多，他们获得的不仅是知识，更加深了对所学知识的体验和认知，提高了实验创新能力。
总之，积极开展实验教学研究，从提升学生学科素养着眼优化实验教学设计，搭建适合学生实验探究的平台用于帮助学生解决问题和培养学生的核心素养，具有十分重要的教育实践意义和教育科研价值。
