核心素养背景下初中化学探究式改进策略浅议

何柳青

摘要：本文基于化学核心素养中的实验操作素养，结合“质量守恒定律”相关实验对如何做出科学、合理的实验改进做简要分析。

关键词：初中化学;实验教学;核心素养;改进策略

实验在化学课程当中具有重要地位，是其理论的延续和深化，也是学习化学的根本。实验教学不应只一味地向学生传递理论知识，更重要的是要培养学生一个严谨的科学探究态度，使学生在获得科学素养和探索思维的同时，也能够养成一个认真对待事情的态度与习惯。

一、实验简介

1、教材简介

质量守恒定律验证试验的化学原理为镁在高温条件下与氧气发生反应，生成氧化镁，其化学方程式为2Mg+O2=2MgO。结合理论知识，由于反应中加入了氧原子的质量，故镁条在于氧气燃烧后所生成的氧化镁质量应大于镁条原来的质量。

2、参考实验简介

区别于教材中的实验，参考实验的不同点就在于是将点燃的镁条放入到带有防尘口罩或带有气球的锥形瓶中。尽管该装置的气密性比较好，但仍存在点燃镁条在放入锥形瓶前有白烟逸散的问题，效果不是很理想。

3、设计新实验

相对于教材与参考实验，改进后的实验主要区别在于将镁条提前放入到锥形瓶当中，然后用电加热的方式引燃镁条。

二、实验教学过程

1、确定教学目标

教学目标以三维目标为依据，首先知识与技能目标为通过引导学生学习质量守恒定律知识内容，启发其动手设计和操作实验的能力;过程与方法目标为通过引导学生体验化学探究实验的基本过程，使其熟练掌握科学探究化学实验的基本能力;情感态度与价值观目标为通过实验探究来培养学生思维的灵活性与创造性，建立一个科学、理性的情感价值观。

2、实验设计方法

一般地，教师在本课实验中都会采取直观演示、实验探究以及对比实验来进行教学。因此，本文在这三中基本实验不变的情况下，对三种实验方法进行对比，突出改进实验效果。

从学生角度来看，初次接触化学知识的初中生尚未形成一个相对完整的知识体系，因此教师应选择一般实验教学中会使用到的方法，如自主探究、合作探究、分析归纳等。

三个实验的不同之处主要在于如何在镁条燃烧过程中对产生的烟气进行控制，达到不污染环境的目的。究其原因是由于原实验处于较为开放的空间，所以生成物才会以白烟的形式逸散到空气中，并且导致实验结果偏小;而参考实验则是采用了部分控制手段，实验结果误差虽减少但仍存在;改进实验则是将开放性空间变为气密性较好的空间，完全抑制白烟的逸散，实验结果精确。

3、实验药品与装置

教材原实验中用到的药品为镁条，装置包括天平、酒精灯、坩埚钳、石棉网、烧杯等;参考实验中药品不变，装置增加了带有气球的锥形瓶;在改进实验中，装置在原实验基础上增加了电源与电热丝。三者的相同之处就在于都是对镁条燃烧所产生白烟的进行手段控制，而区别就在于控制后所产生白烟的程度不同。综合来看，改进实验相对于前两个实验，白烟的控制精度最高，因此实验结果的精確度也就最高。

4、实验过程

首先是教材原实验，用坩埚钳取一根打磨干净的镁条放置在石棉网上，待冷却后用电子秤进行称重。然后将镁条于石棉网上方点燃，燃烧完成后再用坩埚钳将燃烧物与石棉网一起称重，记录质量数据。在这一过程中，根据教材理论，镁条在燃烧后所生成的氧化镁由于加入了氧原子的质量，所以要大于反应前的镁条质量。但在实际实验过程中得到的生成物与石棉网总质量却小于原本的质量，并没有达到实验的目的和效果。而造成这一结果的原因是镁条在燃烧时会产生白烟向空气中扩散，即氧化镁粉末。此为主要原因，在镁条燃烧结束后，坩埚钳上也占有氧化镁，此为次要原因。

其次，参考实验。参考实验的步骤与教材原实验大体相同，主要的区别在于将镁条点燃后，放置于石棉网上方，然后迅速用烧杯罩住。待等实验结束后，取出石棉网及生成物进行二次称重。对比反应前的质量，燃烧后的质量略微减少。从结果数据可以看出虽然采取了一定措施来减少白烟逸散所造成的质量损失，尽管发挥了一定作用，但实际效果仍有偏差。分析反应前后质量变化的主要原因，是在点燃后，虽然迅速用烧杯罩住了镁条，但仍在空气中暴露了一段时间，致使氧化镁粉末扩散到了空气中。其改进优点主要在于用烧杯罩住燃烧镁条来防止质量损失，也就是说其装置的气密性要高于教材原实验。

最后，改进实验。改进实验与上述两个实验相比，其不同点较多。例如，先取一根打磨干净的镁条，在其两端接上电阻丝，然后将其插入到带导管活塞的锥形瓶当中，并将导管口用气球进行密闭，将装置进行称重。接着，将电阻丝连接电源，对镁条进行引燃加热，待等到镁条燃烧后，断开电源，将生成物与装置进行称重，质量不变。实现教材实验目的。改进后实验的优点：气密性强;使用锥形瓶可以遮挡住镁条在燃烧时产生的白光，减少了对实验者眼睛的刺激;对于学生理解质量守恒定律有促进作用;引用了物理的电加热方法，来避免了燃烧过程中的物质消耗;精确性高，完全验证了“质量守恒定律”

5、实验结论

三个实验的进行都建立在对质量守恒定律的验证这一共同目标基础之上，但三者对于实验过程的精准度控制却各有不同。考虑到初中阶段的化学教学对于学生的要求不宜过高，因此三个实验都可以用来进行教学，但不精确的结果和处理方式不利于学生严谨科学态度的培养。可以说，培养学生一个严谨的科学实验精神比掌握一项技能要重要得多。

三、实验反思与评价

在改进实验过程中，教师除了要对实验设计进行改进，在方法与方式上也要依据化学核心素养的培养策略进行变动，以达到培养和提高学生实验探究能力的目标。化学作为一门实验学科，其课堂教学也应与实验相结合，帮助学生在形成实验探究能力的同时，发展其科学思维。在实验教学过程中，教师应引导学生对实验的各个环节、步骤和具体操作进行积极思考，结合一个完整合适的实验方案，在课堂中通过合作交流来得出实验现象，最后对实验结论与相关问题进行总结分析。实验操作不仅是学生学习化学需要掌握的一项技能，更是化学核心素养中基础。教师应在每一节实验课中及时发现和纠正学生存在的问题，避免错误实验习惯的养成。比如在第一次实验教学中，教师应先带领学生对实验仪器进行认识和熟悉，在熟练基本操作以后再进入到综合性实验当中。该过程切忌急于求成，基础的奠定以及良好的实验习惯、探究意识才是提升学生实验操作素养的关键。

综上所述，核心素养在课程教学中的广泛传播，已经使广大教育工作者将其列入到了教育改革的发展方向当中。初中作为学生接触、认识化学学科，以及培养其科学意识、能力的起始阶段，教师应基于化学核心素养，为学生打好坚实的基础。

参考文献：

[1]肖秀琴.基于核心素养视域下的初中化学实验教学[J].亚太教育，2019（07）：126.

[2]陈健婵.浅谈初中化学实验教学的改进与革新[J].学周刊，2019（21）：96.