自主设计实验，提升化学核心素养

叶季生

[摘 要]实验是高中化学的重要组成部分，在新课程标准下，高中化学实验教学应强调让学生自主设计实验，通过学生自主进行实验探究，提高学生的思维能力与实践操作能力，继而提升学生的化学核心素养。

[关键词]自主设计；化学实验；核心素养；高中化学

[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2018）02007201

高中化学教学中，实验教学是一个非常重要的模块。在新课程背景下，教师不能再像以往那样由自己演示或者让学生模仿操作来完成实验教学，而是应引导学生自主设计实验，让学生在自主提出疑问、自主设计实验及得出实验结论的过程中获得更深刻的理解，提高学生的实验水平，继而提升学生的化学核心素养。下面笔者结合自身的教学经验，概述化学实验教学中如何引导学生自主设计实验。

一、问题诱导，激发学生自主设计实验的热情

要让学生自主设计实验，就应该采取合理的誘导方式让学生自主发现实验问题，然后引导学生自主设计实验来探究以获得具体的答案，这样可以显著提升学生的思维能力和探究能力。

比如，高中化学鲁科版必修三第二章第三节第一课时“利用化学反应制备物质”的实验教学目的主要是让学生掌握Cl2的制备方法，因此教学过程可以这样设计：教师先为学生讲解Cl2的相关知识和氯元素的存在形态，然后再向学生介绍工业上利用海水中的NaCl生产Cl2的方法，同时为学生演示电解NaCl溶液制备Cl2的简易实验。实验演示完成后，教师可提问：“大家通过理论学习与实验演示已经了解到工业制备Cl2的方法是比较复杂的，那么有没有其他简单易行的制备Cl2的方法呢？”这一问题的提出，使学生产生很大的学习兴趣，于是组成小组进行热烈讨论。有学生想到使用浓盐酸和强氧化剂（如KMnO4、MnO2等）来制备Cl2，这正好与本次的实验探究主题相契合。在实验方法确定后，教师就可以让学生自行设计实验过程，并做好记录。

上述案例主要通过基础知识引出学生喜闻乐见的实验探究内容，通过问题诱导，让学生通过自主设计实验来得出具体的结果，这样可以大大加深学生对知识的印象。

二、以实验为基础，引导学生自主探究

高中生自身水平有限，因此在自主设计实验时常常存在一些不完美的地方，并且很多实验得出的结果与实际结论常常存在较大差异。为此，在实验教学过程中，教师应引导学生通过组内交流及查阅相关资料来改进和完善自己的实验方案，进而提高学生的实验操作水平。

比如，在教学高中化学鲁科版《化学反应原理》第三章第四节第三课时的“物质检验与含量测定”

时，课本给出了几种常见阳离子的检验方法以及几种重要阴离子的检验方法，检验用的药剂比较固定，而事实上更换一些其他的药剂或者指示剂也是可以检测出阳离子与阴离子的。针对这一问题，教师可以让学生自主探究，引导学生改进课本中阴阳离子的检验方式和方法。比如Na+、K+离子的检验，课本中给出的检验方法是通过焰色反应进行检验，钠离子的火焰呈现黄色，钾离子的火焰在钴玻片下呈现浅紫色。针对这两种离子的检验，教师不应只是让学生进行简单的实验复制，而是让学生想象是否还有其他方法可以检验出Na+和K+。根据中和反应原理，教师可以提示学生采用滴定的方式来检验（提供反应原理和实验药品），比如可以用

[Sb（OH）6]-

同Na+反应生成白色晶状沉淀来证明Na+的存在，用Na3[Co（NO2）6]同K+反应生成亮黄色沉淀来检验K+的存在。以实验为基础，引导学生自主探究，可提升学生的实验探究水平。

上面的实验探究中，学生自主设计实验，对课本中的探究方法进行改进，并通过查阅资料、与同学讨论进行实验设计，提高了自身的实验水平，培养了严谨的实验态度。

三、类比交流，引导学生反思实验效果

高中化学实验中，一个实验目的并非仅对应一种实验方案，不同学生在同一主题实验探究中设计的实验方案往往存在较大差异。为此，可采取类比交流的方式来促进学生反思实验效果，从而选出最佳实验方案。

比如，在教学高中化学鲁科版《化学反应原理》第三章第二节《弱电解质的电离》时，可让学生自行设计实验证明某酸性物质HA为弱电解质。有的学生称量一定量的HA，配置成一定物质的量浓度的溶液后，使用pH试纸测定溶液的pH值来证明HA为弱电解质；有的学生将HA溶液与盐酸分别配置成pH=1的两种溶液，然后各取10mL加水稀释，将稀释液加入装有相同锌粒的试管中反应，通过产生气泡的快慢来证明HA为弱电解质。

对此，教师可鼓励学生将自己的实验方案同其他同学进行类比，同时进行交流与反思，这样不但可以帮助学生完善自己的实验方案，而且还能够使学生在交流中开阔自己的眼界，继而提升化学核心素养。

总之，高中化学实验教学中，通过引导学生自主设计实验，让学生在自主探究过程中培养及提升自身的思维能力、反思能力以及类比推理能力，可大大提升学生的化学核心素养。

（责任编辑 罗 艳）