楊楠 蘇愛國

“空氣中氧氣含量的測定”是初中化學中的第一個定量實驗，也是學生第一次接觸實驗設計、實驗評價、數據處理和誤差分析。本文將結合該實驗談談化學實驗教學中學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、理論依據：實驗是開啟一切科學的鑰匙

1775年法國化學家拉瓦錫通過鐘罩實驗證實：氧氣約占空氣體積的[15]。通過介紹鐘罩實驗、拉瓦錫生平及其在科學上尤其是化學方面的成就，讓學生了解知識不是絕對的真理，不是問題的最終答案，只是一種因人、因情景而異的解釋或假設，科學技術的發(fā)展和人類認識水平的提高會對知識提出新的挑戰(zhàn)，并隨之出現新的假設，從而推動知識不斷向前發(fā)展。任何學科的發(fā)展都是在無數前人付出艱辛努力的基礎上循序漸進的，有些暫時認為是正確的理論可能會隨著實驗儀器的改進、精密度的提高而被新的實驗結果推翻或修正。通過對化學史的介紹使學生從感性的基礎上認識實驗對于科學的重要性，要求學生不盲目迷信前人和書本，對于一些尚存爭議的領域，要尊重科學實驗和事實，形成科學嚴謹的治學態(tài)度。

二、實驗設計：提出問題是解決問題的關鍵

實驗設計分為：1.師生共同分析鐘罩實驗測定氧氣含量的原理。2.結合實驗室條件分組設計實驗方案并匯報。3.對比并評價各小組實驗方案。4.優(yōu)化各小組方案形成最終實驗方案。

讓學生自己動腦動手完成實驗設計，開始時很費時費力，可以先讓學生討論并解決力所能及的問題，當學生遇到知識上的阻礙或方法不當時，教師要從實驗原理的科學性、結果的準確性、操作的可行性、實驗的安全性和環(huán)境的友好性等方面做好分析和引導。這個過程中可能會遇到很多超出實驗范圍的問題，教師不要因為害怕麻煩或擔心課時緊張而限制或忽視學生提出的問題，相反要保護學生的積極性，把學習內容滲透到復雜的、有意義的問題情境中。

教學活動要圍繞著具有啟發(fā)性的問題展開，學生在獨立思考的基礎上，通過與他人的合作、交流來分析問題、搜集資料、確定方案，直至問題解決。通過讓學生合作解決問題，來學習隱含于問題中的科學知識，使學生的科學思維得到鍛煉，從而深刻地理解相應的概念、原理，掌握解決問題的技能和方法，養(yǎng)成科學思維的習慣。

三、實驗過程：規(guī)范操作是實驗成功的保證

實驗過程包括：1.根據實驗方案連接并組裝儀器。2.檢查裝置的氣密性。3.根據實驗方案進行實驗，觀察實驗現象并做好記錄。4.清洗儀器，整理實驗臺。

化學是以實驗為基礎的學科。實驗對于化學的重要性不言而喻，化學實驗既是中學化學教學的重要內容，又是最常用的有效教學方式。實驗的成功離不開規(guī)范的操作，學生動手之前教師要做好操作示范，講清操作要領，便于學生順利完成實驗，養(yǎng)成規(guī)范嚴謹的實驗態(tài)度。

實驗現象是實驗結論的重要依據，在教學中要引導學生分階段去觀察實驗前、實驗中、實驗后的現象，并做好實驗記錄，為實驗數據的處理和得出結論做好準備。對于初三學生來說，可能會用語言表述所看到的現象，但不能應用專業(yè)術語或不能準確使用專業(yè)術語表述，這時就需要教師在學生表述的基礎上清楚地告訴學生哪些現象必須用專業(yè)術語表達。這樣要求和訓練的結果是學生逐漸適應并熟練使用學科術語表述實驗現象，形成良好的學科素養(yǎng)。

四、得出結論：科學結論是嚴謹實驗的自述

根據所得實驗數據，得出空氣中氧氣含量的結論。

五、誤差分析：誤差可能是走向新知的大門

誤差分析是定量實驗必不可少的環(huán)節(jié)，是我們客觀公正地對待實驗的態(tài)度，很多的重大科學發(fā)現都源于實驗者對實驗誤差的反思和反復的實驗論證。這一環(huán)節(jié)對于剛接觸化學實驗的學生來說難度很大，教師要讓學生明白：定量實驗的結論與實際不符是很正常的，實驗的目的不只是驗證，而是要教給學生實事求是的科學實驗態(tài)度和方法，出現誤差之后要結合實驗進行誤差分析。起始階段教師可以引導學生從實驗原理和實驗操作入手，找尋可能產生誤差的各種原因，然后師生共同總結，規(guī)范操作，得到正確結論，要知其所以然。通過學生的親自設計、操作、觀察，可以在較短的時間內再現空氣中氧氣含量測定的過程，對獲得的一些宏觀現象、化學事實和數據進行分析、研究。

教學的目的是培養(yǎng)學生自己學習，自己研究，自己思考，自己觀察，自己實驗的精神。這不正是我們在教學中要努力的方向和學習化學的態(tài)度嗎？

作者單位 陜西省楊陵區(qū)第一實驗學校 楊凌高新初級中學