化學(xué)核心素養(yǎng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

傅計(jì)羅

【摘要】化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以把抽象難懂的基本理念、基本原理和規(guī)律變得直觀易懂，有利于剛接觸化學(xué)的初三學(xué)生學(xué)習(xí)。怎樣才能上好化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，要求教師要把化學(xué)核心素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)地結(jié)合，了解學(xué)情，認(rèn)真鉆研教材，明確教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)策略，把實(shí)驗(yàn)的探究過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論有機(jī)地銜接，同時(shí)精選習(xí)題，讓所學(xué)的新知識(shí)得到鞏固拓展。只有這樣才提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，切實(shí)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)落到實(shí)處。

【關(guān)鍵詞】素養(yǎng);實(shí)驗(yàn);銜接;拓展

本文針對(duì)初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，源于一線化學(xué)教師的教學(xué)實(shí)踐，建立在堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)之上?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)如何落實(shí)到日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，是建立在現(xiàn)代教學(xué)理論上的一種有效的教學(xué)方法。研究的理論依據(jù)從以下兩個(gè)方面加以闡述：一是化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)中的基本理念、基本原理和規(guī)律是長期生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)晶，是幾代人的實(shí)驗(yàn)總結(jié)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)又是獲取化學(xué)知識(shí)和技能的有力措施，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)能力是十分重要的。二是化學(xué)就是人們從宏觀、微觀及其相互結(jié)合的角度對(duì)自然界的一種把握，它給人提供了一種化學(xué)世界圖景（用化學(xué)知識(shí)描述和體現(xiàn)）、一種化學(xué)思維方式、一種化學(xué)價(jià)值規(guī)范?；瘜W(xué)新課標(biāo)的標(biāo)志性特點(diǎn)，就界定了化學(xué)核心素養(yǎng)，其中，“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”三個(gè)方面都與本課題息息相關(guān)。

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”在本課題要求初步樹立證據(jù)意識(shí)，知道并初步學(xué)習(xí)通過觀察和記錄現(xiàn)象收集證據(jù)，理清假設(shè)、證據(jù)和結(jié)論之間的邏輯關(guān)系?！翱茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”在本課題要求能根據(jù)教材中給出的問題，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，能感受探究過程，并能客觀地進(jìn)行記錄，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出解釋?！翱茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”在本課題要求能感受嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，不迷信，能自覺抵制偽科學(xué);了解化學(xué)對(duì)人類文明的貢獻(xiàn)，主動(dòng)關(guān)心催化劑在生產(chǎn)和科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用等有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題。本課題探究過氧化分解制氧氣中二氧化錳的作用，正是基于以上理論而為的。

一、明確教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)策略

本課題教學(xué)目標(biāo)：①了解用過氧化氫制取氧氣的方法和原理。②認(rèn)識(shí)催化劑和催化作用。③通過實(shí)驗(yàn)，探究分解過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用，體驗(yàn)探究過程，學(xué)習(xí)綜合分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和歸納結(jié)論的思維方法。

確定教學(xué)策略：依托過氧化氫的分解，探究二氧化錳的催化作用。第一，對(duì)比實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過改正實(shí)驗(yàn)，探究二氧化錳對(duì)過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣速率的影響，以及反應(yīng)前后二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)是否變化。第二，看視頻環(huán)節(jié)，分析二氧化錳在反應(yīng)前后的質(zhì)量是否變化，從而推出二氧化錳在過氧化氫分解反應(yīng)中是催化劑，起催化用作的結(jié)論。第三，對(duì)催化劑概念的拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，增設(shè)了大象牙膏的演示實(shí)驗(yàn)和課堂練習(xí)。用教學(xué)流程圖表示如下。

二、聯(lián)系生活，引入情境

過氧化氫，其水溶液又稱雙氧水，生活中你見過？用過？顯現(xiàn)手指受傷用雙氧水消毒的畫面，可以看到受傷部位涂上雙氧水時(shí)出現(xiàn)大量氣泡，提出問題，以對(duì)話形式展開教學(xué)活動(dòng)。

【老師】出現(xiàn)大量氣泡，說明產(chǎn)生了大量的氣體，這氣體是氧氣，雙氧水常溫下會(huì)產(chǎn)生大量的氧氣？為什么？

【學(xué)生】是的，因?yàn)檫^氧化氫分解生成氧氣。

【老師】演示實(shí)驗(yàn)，取少量5%的過氧化氫于試管中，并用帶火星的木條伸入試管口。如右圖，觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生】只有少量氣泡，帶火星木條不復(fù)燃。

【老師】過氧化氫常溫下能產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)很慢。但手指受傷用過氧化氫消毒的畫面，可以看到受傷部位涂上雙氧水時(shí)出現(xiàn)大量氣泡，為什么？

【學(xué)生】血液中有酶，加快了過氧化氫的反應(yīng)速率。

【老師】實(shí)驗(yàn)室中又怎樣用過氧化氫制氧氣的？

三、改正實(shí)驗(yàn)，落實(shí)探究過程

教材是以下方式探究過氧化分解制氧氣中二氧化錳的作用。從實(shí)驗(yàn)方案中可以看到，實(shí)驗(yàn)二加入二氧化錳與實(shí)驗(yàn)一沒有加二氧化作對(duì)比，說明加了二氧化錳過氧化產(chǎn)生氧氣的速率加快了。

實(shí)驗(yàn)三重復(fù)加入過氧化氫與實(shí)驗(yàn)二作對(duì)比，說明二氧化可以一直使用。本實(shí)驗(yàn)不足地方是對(duì)比條件（控制的變量）、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠直觀，現(xiàn)象與結(jié)論沒有直接銜接，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)方案作如下改正。

【問題與討論】在本實(shí)驗(yàn)中二氧化錳的質(zhì)量是不改變？

以問題與討論的形式，直接提出在本實(shí)驗(yàn)中二氧化錳的質(zhì)量是不改變？現(xiàn)場教學(xué)中采用觀看視頻的方式，把實(shí)驗(yàn)三中混有二氧化的液體通過蒸發(fā)、洗滌、干燥、稱量，得到二氧化錳的質(zhì)量是0.2g，說明反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量不變。

通過上述實(shí)驗(yàn)改正，把是否加了二氧化錳的實(shí)驗(yàn)放在一起，并增加紅藍(lán)色氣球來收集氣體，實(shí)驗(yàn)中紅藍(lán)色氣球是否脹大比是否產(chǎn)生大量氣泡的現(xiàn)象更直觀。實(shí)驗(yàn)二中把氧氣的檢驗(yàn)放在一起，實(shí)驗(yàn)三中重復(fù)加入過氧化氫更簡單明了，學(xué)生更好地感受整個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究過程。

四、學(xué)習(xí)證據(jù)推理，認(rèn)識(shí)催化劑

證據(jù)推理，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件（控制變量）、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理的推理的思維方式。本課題要求知道并初步學(xué)習(xí)通過觀察和記錄現(xiàn)象收集證據(jù)，知道假設(shè)、證據(jù)和結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。從本實(shí)驗(yàn)方案和【問題與討論】中可知，二氧化錳能加快過氧化氫的反應(yīng)速率，在反應(yīng)前后而其本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，從而順利推導(dǎo)出催化劑和催化作用的概念。在認(rèn)識(shí)催化劑的概念時(shí)，強(qiáng)調(diào)一個(gè)改變是指改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率。兩個(gè)不變是指反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變。

五、增設(shè)實(shí)驗(yàn)，拓展視野

【探究——大象牙膏】已知制備大象牙膏所需試劑和用量有：①20mL30%的雙氧水;②0.5g碘化鉀;③20mL洗潔精;④少量品紅。把這些物質(zhì)混合，會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，并能使燃著的木條燃燒得更旺。分析其原因。

本課題只是從表面現(xiàn)象了解催化劑，至于催化劑的作用原理是是個(gè)很大很難的課題，在這增設(shè)大象牙膏，目的是拓展學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情和好奇心，同時(shí)也是對(duì)剛剛學(xué)習(xí)的催化劑知識(shí)得到更好的理解，有利于本課題學(xué)習(xí)。

六、精選習(xí)題，延續(xù)實(shí)驗(yàn)探究

本課題在教學(xué)中設(shè)計(jì)了一道【例題】和一道【變式訓(xùn)練】，意在理解催化劑、催化作用的概念。在【課堂練習(xí)】中設(shè)計(jì)了習(xí)題4，延續(xù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，意在讓學(xué)生探究有沒有其他物質(zhì)能代替二氧化錳做過氧化分解反應(yīng)的催化劑，探究一些新的方法制取氧氣，這樣的習(xí)題有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。附習(xí)題4。

【習(xí)題4】學(xué)習(xí)了二氧化錳對(duì)過氧化氫分解有催化作用的知識(shí)后，某同學(xué)想：氧化銅能否起到類似二氧化錳的催化劑作用呢？于是進(jìn)行了以下探究。

【猜想】Ⅰ.氧化銅不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變;

Ⅱ.氧化銅參與反應(yīng)產(chǎn)生O2，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變;

Ⅲ.氧化銅是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后___________。

【實(shí)驗(yàn)】用天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

（1）填寫下表。

步驟③現(xiàn)象 步驟⑥結(jié)果 步驟⑦現(xiàn)象 結(jié)論__________，

帶火星的木條復(fù)燃。 __________ 溶液中有氣泡放出___________ 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立。

（2）步驟①的目的是___________。

（3）步驟⑥的目的是___________。

（4）步驟⑦的目的是___________。

（5）過氧化氫能被氧化銅催化分解放出O2的文字表達(dá)式為__________________。

一線化學(xué)教師對(duì)教材較熟悉，圍繞化學(xué)核心素養(yǎng)，只要要認(rèn)真鉆研教材，明確教學(xué)目標(biāo)，挖掘教材中實(shí)驗(yàn)題材，多從學(xué)生的認(rèn)知水平出發(fā)，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，課堂上多角度調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，上好每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，就能更好地突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

參考資料：

[1]課程教材研究所.化學(xué)九年級(jí)（上冊）[M].人民教育出版社，2012.

[2]課程教材研究所.化學(xué)九年級(jí)上冊（教師教學(xué)用書）[M].人民教育出版社，2012.

[3]教材編寫組.新課標(biāo)中考寶典[M].世界圖書出版社，2017.