初中化学探究性实验的设计与研究

◎ 王观艺

新课程改革背景下，学生的探究能力和创新意识培养得到了高度的重视，化学教材中有很多的探究性实验，非常有助于培养学生的化学学科核心素养[1]。考虑到九年级学生刚刚接触化学这门学科，在探究性实验操作过程中难免会遇到较多的困难，不利于实验更好地开展。为此，教师在设计探究性实验时务必结合学生特点改进实验方法，优化实验环节，以此打造高质量的探究性实验学习课堂。以“物质在氧气中燃烧”这一探究性实验为例，重点分析和探讨探究性实验的设计要点与策略，现作如下论述。

一、学情分析

“物质在氧气中燃烧”这一探究性实验的根本目标在于帮助学生认识和研究物质性质的方法，确保今后其他物质的学习可以顺利开展。可以说，“物质在氧气中燃烧”是培养学生探究能力和创新意识的一个很好的素材。

在学习情况方面，学生已经学习了氧气的知识，开展此实验时有很好的认知基础，但在实验过程中往往不会用探究的方式去学习，缺乏化学思维。基于此，教师在实验设计时要先引导学生掌握基本操作和技能，而后再精心设计实验探究活动，在实验操作的过程中激发学生的探究欲望，调动学习积极性[2]。

二、探究性实验的设计

1.提出探究问题

在检验氧气性质时，其中的一个重要性实验是“铁丝在氧气中燃烧”，但学生在实验过程中会发现铁丝的燃烧时间较短，且燃烧现象较为不稳定。基于此，教师可以向学生提出一个问题，即“为了让铁丝在氧气中燃烧得更稳定，更为持久，如何改进这一实验呢？”在设计这一实验探究性问题时，教师需要凸显问题的驱动能力，借助问题来引导学生思考和探究，促使学生思维处于不断的运作之中，内化为化学学科的核心素养。

2.开展探究活动

在实际探究铁丝燃烧的实验改进这一知识点时，教师要与学生加强交流沟通，引导学生全程参与到学习和思考中。

师：在“铁丝在氧气中燃烧”这一实验中，我们是否可以将细铁丝换为粗铁丝呢？

学生需要做的工作：确定一个探究问题，即“钢丝的粗细程度是否与其燃烧的剧烈程度有关系？”在后续的探究活动中，学生需要对比四种规格的铁丝在氧气中燃烧的现象，即0.15mm、0.30mm、0.40mm、0.60mm。相信通过探究实验，学生可以发现，0.15mm 的铁丝因为偏细无法充分燃烧，0.30mm 和0.40mm 的铁丝粗细适中，燃烧剧烈，而0.60mm 的铁丝太粗，实际燃烧时有一定的难度。因此，学生可以得出结论，即在“铁丝在氧气中燃烧”这一实验中，可选择0.30mm～0.40mm的铁丝。

师：在实验中我们发现，若是在铁丝的下端系一根火柴，虽然可以起到引燃钢丝的作用，但火柴所形成的黑色固体难免会对实验造成影响，我们应该怎样克服这一问题呢？

生：可以尝试改变铁丝的引燃方式，比如可以使用酒精，原因在于酒精易燃，且燃烧过程中所形成的物质不会对实验现象造成干扰。

学生活动：先将所选择的0.40mm 的铁丝一端绕成螺旋状，并蘸取酒精，待成功点燃后即可放入氧气中，观察燃烧情况。在此过程中，学生可以发现铁丝顺利被引燃，整个操作简便易行，有很高的成功率。

师：在实验中我们发现，虽然酒精顺利点燃铁丝，但铁丝并未充分烧尽便已经熄灭了，这是什么原因？

生：有可能是集气瓶中的氧气不足。(经过分析研究，这就是铁丝并未充分烧尽便已经熄灭的原因。)

师：如何改进？

生：可以让铁丝在氧气流中燃烧，不再让铁丝在氧气瓶中燃烧，这样可以在铁丝一边燃烧时一般供氧。具体来说，可以打一个圆形的小孔在氧气瓶的侧面，通过这一个圆形小孔供氧，以此为燃烧提供氧气流。

3.探究性实验反思

在本次“铁丝在氧气中燃烧”这一探究性实验教学中发现，通过开展实验，学生的探究能力大大提升。教师所提出的一系列探究性问题均得到了学生的解答，学生可以全程参与到实验探究中。比如集气瓶内的氧气有限，无法确保铁丝充分燃烧，而学生可以想到很好的解决方案，确保了实验的顺利开展。通过这一探究性实验，学生的探究欲望被很好地激发了出来，可以始终心怀探究意识和创新意识来学习。

对于九年级刚接触化学这一门学科的学生来说，因为缺乏知识积累，在实验中会遇到一些困难。基于此，教师在设置探究性实验时要多从学生的角度考虑，设置趣味性的实验课堂氛围，确保课堂有足够的趣味性和探究性，可以更好地培养学生的化学思维，实现预期的教学目标，落实化学学科核心素养的培育目标。

三、结语

在九年级化学探究性实验教学中，教师要结合教材和学生的学习能力合理设计实验方案，在实验过程中为学生多提出探究性问题，并尝试使用小组合作学习方法，鼓励学生合作学习，更好地激活化学思维。在探究性实验操作过程中，教师要向学生讲解操作要领和注意事项，确保实验操作安全与规范，帮助学生全方位提升化学学科核心素养。