“科学探究与创新意识”素养下的化学实验教学设计——以“配制一定物质的量浓度溶液”为例

（1.2.河南省开封高级中学，河南 开封 475000）

一、问题的提出

党的十九大明确指出要落实立德树人根本任务，发展素质教育。面对新时代对人才培养的新要求，2017 版的普通高中化学课程标准规定了教育目标和内容，凝练了学科核心素养。化学实验是化学学习的根本，对于发展素养4 科学探究与创新意识有着不可代替的特殊用途。开展新的化学实验教学模式是落实素养4 的重要途径，为了更好地在化学实验课堂中让学生真正的参与进来，需要新模式的化学实验教学课堂。下面以必修课程中学生必做实验：“配制一定物质的量浓度溶液”为例，设计教学案例。

二、化学学科核心素养4 指导下的教学设计思路

为更好的体现学生创新能力和探究能力的培养，我们探索并提出了素养4 导向下的实验教学设计思路，可以参照如下的思路：首先，围绕化学核心素养4 分析教科书和17 版新课程标准的实验内容和要求查阅相关资料；其次，以素养发展为核心，设计教学目标和学生实验任务，其目的是更好的将化学知识的学习与实验结合起来，使学习思路结构化；最后，在教学目标和学习任务的引导下确定具体的实验教学环节。

三、“配制一定物质的量浓度溶液”的教学设计

本节内容以学生分组合作的方式展开教学，在课前自主合作学习中，巩固已学的相关知识，并通过观看教辅视频学习容量瓶的使用步骤和注意事项，在实验方案设计时将容量瓶作为一种精确容器来选择，也可以尽量降低在实验使用过程中的错误操作。实验过程涉及到多种玻璃仪器，要提出实验要求，以确保实验过程的安全。

（一）学情分析

学生在经历过初中化学实验训练和中考实验操作考试之后，已经具备了基础的实验操作技能，并对该实验涉及的物质的量、摩尔质量、物质的量浓度的相关内容有了一定理解，通过对课前视频的简单学习，学生有强烈的求知欲和实验兴趣。

（二）教学目标

1.掌握容量瓶的使用方法。

2.掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法。

3.通过分组实验，培养学生实验探究能力，提高学习兴趣。

（三）教学过程

环节一：情景导入

[情境]胆矾具有较高的可溶性，一定浓度的硫酸铜溶液具有很好的杀菌效果，可用作杀菌剂。如何配制一定物质的量浓度的溶液呢？

设计意图：通过与生活紧密相连，激发学习兴趣、引发思考。

[任务布置]实验室现有胆矾固体，需配制1L0.1mol/LCuSO4 溶液，以小组为单位讨论配制1L0.1mol/LCuSO4 溶液的实验方案。

环节二：学生合作探讨实验方案

[学生]以小组为单位合作讨论分享方案。

[教师]做好学生辅导工作。

设计意图：阐明探讨目的，让学生围绕已学知识和参考资料提出初步的实验方案，培养其合作创新意识，加深对已学内容的理解。

环节三：小组成果展示

[教师]进行成果展示，引导学生互动讨论，确定初步的实验方案。

[学生]积极参与，分析不同实验方案。

方案1：将胆矾进行加热除结晶水，称取16g 溶解在容量瓶中，加水稀释至1L。

方案2：称取25g 胆矾，溶解在1L 水中。

评价总结：物质的量浓度计算公式中的体积是溶液的体积，1L水不等于1L溶液。方案1 目的是将胆矾加热得无水CuSO4 晶体，但忽略了温度过高可能出现黑色固体的现象，无法保证最终产物是CuSO4 晶体且操作过于繁琐。

方案3：称取25g 胆矾溶于水，并转移至容量瓶，加水至1L。

方案4：称取25g 胆矾溶于水，并转移至量筒，加水至1L。

评价总结：方案3、4 理论上能够得到1L0.1mol/LCuSO4 溶液，可以进一步细化实验方案进行实验。

[教师]初步确定实验方案为3、4。为了尽量使得实验结果精确，在实验之前，思考以下问题，制定详细实验步骤。

1.容量瓶使用前需要注意什么？

2.为什么不能直接在容量瓶中溶解固体？

3.将溶液转移至容量瓶时为什么要引流？

4.容量瓶的规格是任意的吗？

[学生]激烈讨论，翻阅资料。

[教师]与学生共同探讨答案，并制定详细实验步骤。

设计意图：学生活动以小组为单位开展，以问题为引导，让学生感受自主合作学习的成就感，进一步培养探究与创新能力。

环节四：学生合作实验

（1）计算称量25g 胆矾，放入烧杯，加入一定蒸馏水，用玻璃棒搅拌溶解，冷却至室温后玻璃棒引流转移至1L 容量瓶，洗涤烧杯和玻璃棒，洗涤液转移至容量瓶并定容。

（2）计算称量25g 胆矾，放入烧杯，加入一定蒸馏水，用玻w 璃棒搅拌溶解，冷却至室温后玻璃棒引流转移至量筒中，洗涤烧杯和玻璃棒，洗涤液转移至量筒并加水至1L。

[教师]引导分析实验过程，比较容量瓶和量筒的不同，总结容量瓶的优点，确定最终方案。

环节五：总结提升

[教师]通过小组合作探究，对比总结出更加简单方便的方案。可见，要制得一定物质的量浓度的溶液不仅需要我们具有扎实的化学知识，还要有严谨的科学素养。

设计意图：学生自主实验，体验化学实验的乐趣，提高动手能力和合作意识，培养学生科学探究与创新意识，进一步加深学生对知识点和实验操作的印象。