基于学科核心素养下的初中化学探究实验改进

唐文标

摘 要：本文根据教材以及参考资料等教学资源，对初中化学中两例代表性探究实验的改进方案做简要分析。

关键词：初中化学；探究性实验；改进

化学作为一门具有社会实际意义的自然科学，对于培养学生的知识、能力以及科学态度有着重要意义。而从学科核心素养出发，对于初中化学实验做出改进和研究也是有一定实际意义的。

一、探究质量守恒

1、实验教学目标

实验教学目标以三维目标为基础，知识与技能目标为：通过对质量守恒定律内容的探究，启发和提高学生自主设计实验的能力；过程与方法目标为：通过体验化学探究实验的基本过程，提高学生的基本化学实验能力；情感态度与价值观目标为：通过实验探究培养学生思维的创造性以及善于思考的学习习惯。

2、实验设计方法

一般地，教师在探究质量守恒的镁条燃烧实验中，通常会使用演示实验、探究实验或对比实验来对理论知识进行验证。但其实对于化学知识体系尚不完整的学生来说，还是应该采用合作探究、分析归纳、参考和自主设计实验来获取知识。通过相关研究发现，三种实验的不同之处主要是在镁条燃烧时，如何对燃烧过程中所产生的烟气进行控制，使其不至于大范围扩散，具体原因是由于空间的开放导致了生成物以白烟的形式扩散到空气之中，进而导致了实验结果的偏差；而在参考实验中，由于对白烟采用了部分控制，所以实验结果的误差较小。因此，教师在设计改进实验时，应将改进原理调整为“要选择气密性比较好的空间环境”，这样便能够对白烟的飘散进行完全控制，确保实验结果的精确。

3、实验过程设计

在实验中，需要用到的药品有镁条，实验仪器有天平、酒精灯、石棉网、坩埚钳、烧杯等；此外，其他两个实验中还加入了防尘口罩、锥形瓶、电源和电热丝等装置。相同之处都在于对镁条燃烧后产生白烟的控制，只是控制手段的不同。

具体实验步骤：用坩埚钳取一根打磨干净的镁条放置在石棉网上，然后用电子秤进行承重，将重量进行记录；接着，将镁条进行点燃，待等到燃烧完成后，用坩埚钳将镁条燃烧所生成的产物与石棉网一起进行承重，进行二次记录。

改进实验：取一根打磨干净的镁条，将其两端街上电阻丝，插入带有导管活塞的锥形瓶中，接着将导管口用气球密封，然后将整个装置进行称重。随即将电阻丝接通电源，通过加热电阻丝加热来引燃镁条，在燃烧后，关闭电源，将生成物与装置进行二次称重，镁条燃烧反应前后的质量不会发生变化。改进优点：装置气密性好；锥形瓶遮挡住了镁条燃烧时所产生的白光，减少了对肉眼的刺激；促进学生对于质量守恒定律的理解；利用物理中的电加热方式引燃，达到减少引燃过程中物质损耗的目的，体现了核心素养的教学理念。

二、二氧化碳制取与性质

1、实验教学目标

知识与技能：通过学习二氧化碳性质，培养学生实验室制取二氧化碳的实验操作能力；过程与方法：通过制取二氧化碳以及探究其性质的过程，培养学生的观察、分析和动手实验能力；情感态度与价值观：通过真实的实验情境，培养学生敢于质疑、以实践验证理论的科学意识。

2、倾倒二氧化碳

该实验所需要用到的仪器有：烧杯、集气瓶、铁片、蜡烛、漏斗以及大号注射器等；实验药品为二氧化碳。将二氧化碳用大号注射器注入漏斗中，这样做的目的是能够确保二氧化碳是从烧杯的底部开始充满，进而观察实验现象。改进优点：如此设计实验不仅避免了两支蜡烛同时熄灭的情况发生，也能够解决二氧化碳气体数量消耗较多的问题，从而精确控制使用二氧化碳的量。

3、二氧化碳水溶性

该实验所用仪器有注射器和橡胶管，药品为二氧化碳与水。改进原理主要是利用了带刻度的注射器，将其加入到定量分析环节之中。具体过程：首先取一支规格≥20ml的一次性注射器，在针管头处套上比较细的软胶管。其次，抽取10ml的蒸馏水（煮沸后冷却），再从盛有二氧化碳的集气瓶中抽取10ml的二氧化碳，确保此时的活塞出位于20ml刻度，并用夹子夹紧橡胶管。振荡注射器，等到活塞停止后，观察刻度，大约在11ml处。在振荡注射器内的二氧化碳溶液后，立起注射器，并拉下活塞，观察现象：溶液中有大量小气泡冒出。

改进优点：带刻度的注射器可以定量地对二氧化碳与水的溶解性进行探究；学生通过实验也能够很好地理解和接受“1体积的水可以溶解1体积的二氧化碳”这一知识点；装置便于制取，且利于反复操作使用，所消耗化学药品较少，节约成本。

4、二氧化碳制取

该实验所需仪器有注射器、尼龙网、烧杯、导管、塑料棒、试管、三孔木塞等。所用到的药品有碳酸钙、氯化氢和澄清石灰水。实验原理为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。该实验的改进目的主要是为了使参与实验的两个化学药品都能够处于可控状态，进而解决教材中实验加入盐酸药品量后难以控制以及集气瓶在收集满二氧化碳后不能够随时停止的问题。改进过程：根据实验过程中，盐酸与石灰水反应产生二氧化碳量的变化情况，以及集气瓶收集满二氧化碳所需要的量，所以选择注射器來随时补充实验所消耗掉的盐酸。

综上所述，从所选的两则探究性实验来看，初中化学实验应以满足学生的知识获取要求为第一标准，其次要确保改进的效果在于节约药品、实验时间等资源方面，这其实是一种对于学生探索世界意识的激励手段，也有利于培养其科学、严谨的探究态度。

参考文献：

[1]邵莉春.谈初中化学实验操作的改进与创新[J].华夏教师，2018（35）：49-50.

[2]穆小艳，裴锐.初中化学实验器材的改进与创新研究——以氧气的制取和性质实验为例[J].化学教与学，2016（04）：85-87.