核心素养视域下化学微型实验在课堂教学中的应用

沈群超

摘要：本文依据《普通高中化学课程标准》（2017年版）提出的化学学科核心素养要求，在课堂教学中引入微型实验，开展基于高效学习的高中化学课堂教学实践研究。以人教版第一册第一章《离子反应》为例，通过情境创设、实验探究、模型建构等手段，充分考虑学生化学学习的需求，培养学生化学学科思维，渗透化学核心素养的培育。

关键字：微型实验课堂教学核心素养

化学实验教学是践行“素养为本”教学理念、转变教学行为的学科教学关键领域。根据教学实情分析，高一阶段课时安排少，高二高三选考压力重，加之部分学校实验条件有限，造成了化学实验形式单一，常以教师的演示实验为主，难有机会在课堂教学中开展探究性实验活动。基于这种实验现状，要求教师改变传统教学方法，在教学中引入微型实验，通过微型仪器的研制与开发、小剂量试验的设置与应用，并可借助生活中的废弃物鼓励学生自制实验仪器，培养学生实验创新的能力，提高课堂效率。

化学微型实验的内涵

化学微型实验是指在微型化的仪器装置中进行的化学实验，其实际用量比对应的常规实验节约90%以上。在日常教学中，引入微型实验，以化学问题为依托，以思维构建为导向，引导学生自主完成实验设计和操作，并能真实客观地观察实验结果，使学生走向深度学习，同时渗透绿色化学理念。本文以笔者的一堂高一新课《离子反应》为例，谈谈核心素养视域下化学微型实验在课堂教学中的应用。

研究教材，明方向

离子反应一节内容中包含两个课本实验：

【实验1-2】改进方向：教材中测量物质导电性属于定性实验，笔者选用TDS水质检测笔来代替教材装置，使用过程中只需将其放入待检测的物质中，按下开关立即显示物质的TDS值，值越大说明物质的电导率越大。

【实验1-3】改进方向：笔者选用眼药水瓶代替试剂瓶，用塑料瓶盖制作简易的点滴板。

课堂实践，求高效

创设情境，引课题

师：同学们，这是老师浏览淘宝时看到的一个机器设备专用警示标贴，上面写着有电危险，湿手请勿触摸。在给电器设备通电时，为什么湿手操作容易发生触电事故呢？

【设计意图】将课本内容通过生活化的方式引入，让学生感受化学与生活的紧密联系，激发学习兴趣。

巧用仪器，突重点

师：这是我在小米之家购得的水质TDS检测笔，使用时将其放入待检测的物质中，按一下开关，显示屏会立即显示物质的TDS值，值越大说明物质的电导率越大。

实验1：用TDS水质检测笔分别测定NaCl固体、蒸馏水、NaCl溶液、Na2SO4溶液、BaCl2溶液、KNO3溶液的电导率，观察并记录数据。

实验结果（现象观察）：TDS值蒸馏水3、NaCl溶液7880、NaCl固体0、Na2SO4溶液4890、BaCl2溶液4690、KNO3溶液4930。

结论：电解质溶于水会自动解离成离子。

实验2：用TDS水质检测笔分别测定相同浓度的稀盐酸和稀醋酸、稀氨水和稀氢氧化钠溶液的电导率，观察并记录数据。

实验结果（现象观察）：TDS值稀盐酸4940、稀醋酸371、稀氨水475、稀氢氧化钠4480。

结论：强酸、强碱更易电离;弱酸、弱碱部分电离。

【设计意图】巧妙地利用生活中仪器帮助学生真实感受物质的导电性，对课本实验进行化繁为简的处理，节省实验时间的同时可以增加实验数据，将原本定性化的现象定量化的展示，让学生更好地理解电解质和非电解质的概念，有效地突破了教学重点。

改进装置，破难点

师：今天我们选取酸碱盐之间的两两混合的部分组合来进行研究。

实验1：①Na2SO4稀溶液+KCl稀溶液;②Na2SO4稀溶液+BaCl2稀溶液。

实验2：①Na2SO4稀溶液+HCl稀溶液;②Na2CO3稀溶液+HCl稀溶液。

实验3：①NaOH稀溶液+酚酞+HCl稀溶液;②KOH稀溶液+酚酞+H2SO4稀溶液。

师：为什么反应物类别相同，有的能反应，有的却不能反应？同学们讨论一下各组实验混合前两种溶液中离子和混合后溶液中主要離子分别是什么。

师：通过对比分析，大家觉得酸、碱、盐在水溶液中发生反应的实质是什么？师追问：满足怎样的条件反应才能发生？

师：根据大家的分析，我们知道了离子反应的实质和特征，所以在反应过程中我们可以用实际参加反应的离子符号表示反应间的转化关系，接下来我介绍一下离子方程式的书写步骤。

【设计意图】通过改进实验装置，采用微型化实验仪器开展多组实验操作，为学生搭建起思维构建的脚手架，引导学生观察思考，自主发现化学规律总结化学概念，有利于培养学生的化学学科素养。

分析比较，显意义

师：学习了离子方程式书写的一般方法，请同学们完成课本思考与讨论中所列反应的化学方程式和离子方程式。

师：两种方程式在表示中和反应时表达的意义有什么不同？

【设计意图】该环节的设计立足课本素材，在训练学生书写离子方程式的同时，引导学生比较分析，探寻离子反应的意义。

学以致用，训思维

师：同学们，你们了解的离子反应的应用还有哪些吗？

【设计意图】引导学生从离子反应的规律出发思考离子反应在生产生活中的应用，了解学生的掌握情况。

实验设计，勤反思

核心素养视域下如何设计实验教学，首先要清楚为什么要开展微型实验，设计怎样的微型实验，以及微型实验存在的弊端，都必须根据实验特点、学生学情和教学目标的要求来决定，这是微型实验教学的基本前提。

1为什么要开展微型实验

新课程理念在课堂教学中的有效落实，都离不开化学实验的开展，而微型化学实验以其节省试剂、减小污染、操作安全、缩短学时等显著特点，可有效提高学生实验的参与度和主动性，是打造高效课堂的有效措施之一。

2设计怎样的微型实验

微型实验主要针对定性实验，在不影响实验效果的前提下，尽可能地运用更加少量的剂量来完成。本节课采用眼药水瓶代替试剂瓶就是一个很好的案例，适用于大多数溶液间的相互反应，为了易于观察实验现象，可以选择相应颜色的塑料瓶盖做反应容器，充分激发学生对化学学习的兴趣。

3微型实验存在的弊端

微型实验在实际运用与操作过程中存在一些问题，尤其是对一些定量性实验，微型实验的运用反而会导致实验现象的不明显，而学生也无法对一些化学的操作步骤进行精准的把握。所以，在实验前需要教师强调常规实验的操作方法及微型化实验改进的依据，使微型实验与常规性实验各取所长，进行互补性的协调使用，使之在课堂教学中发挥其最大的功能。

本文以《离子反应》一节内容为例，介绍了笔者如何根据学生化学学科核心素养形成过程的特点及教学实际，科学设计微型实验，让学习活动成为知识学习和素养养成协同发展的关键，有效提升学生的核心素养。

参考文献：

李绍晨. 基于核心素养下的化学分组——微型实验探究[J]. 新课程（下）， 2017， 000（010）：10-10.

[1]江旭峰， 陆燕海. 让核心素养在化学教学中落地——基于中学化学实验应用与创新视角[J]. 中学化学教学参考， 2017， 000（010）：4-9.

本文系2019年浙江省余姚市教育科学规划（课程与教学）专项课题《自制微型实验仪器在高中化学教学中的开发与应用研究》（课题编号：2019ykj006）的成果论文。