基于发展核心素养的初中化学课外实验活动探索

余义荣

【摘要】科学精神与实践创新能力都是当前我国学生核心素养体系的重要组成部分。化学是一门以实验为基础的自然科学，课外实验活动的开展对培养学生的科学精神、思维能力、动手能力、探究能力、实践创新能力都有重要作用。本文将对基于发展核心素养的初中化学课外实验活动的设计原则、思路、素材筛选进行阐述，对部分开展的实验案例进行剖析。

【关键词】核心素养；初中化学；课外实验

一、基于发展核心素养的初中化学課外实验活动的设计原则

“实践出真知。初中是学生接触化学知识的启蒙阶段，这对培养学生的学习兴趣至关重要。将课本的知识运用到实际生活中，去体验知识带来的乐趣是激发学生学习动力的有效途径。基于发展核心素养的初中化学课外实验活动的设计必须遵循以下原则：

1.知识性：知识是开展实验活动的理论前提，教师要以课本中的基础知识为牵引设计课外实验，或是将课内实验创新设计改进后更合适于学生在家独立完成，这样既能强化学生的学习意识，也能检验学生对知识的掌握情况，培养学生的实验探究能力。

2.技能性：动手实验是学好化学的关键环节，课外实验活动的开展能锻炼学生的基本操作技能，这也是对课内实验操作的有力补充。

3.生活化：知识来源于生活，又服务于生活，课外实验活动要从生活中精心挖掘素材，如：利用建筑废料、生活废弃物、厨房中的餐具、食物配料等设计实验方案。

4.综合性：实验内容强调跨学科的融合，如：化学与物理知识，化学与生物知识等。

二、基于发展核心素养初中化学课外实验活动的设计思路和素材筛选

初中化学课外实验活动的设计思路要切合化学核心素养的内涵，与学科核心素养接轨。化学学科特有的知识、思想、观点、方法不仅是教学内容的主体，更是构成学科“核心素养”的组成元素。化学核心素养所包含的内容及可设计的课外实验素材如下：①宏观辨识与微观探析：素材可以考虑利用自制酸碱指示剂判断中和反应的发生等；②变化观念与平衡思想：初中阶段平衡思想较为超前，但变化观念的形成也很重要，要让学生意识到化学研究的变化就是化学变化，素材可以考虑用食品干燥剂（生石灰）制石灰水并检验鸡蛋壳中含有碳酸钙等；③证据推理与模型认知：素材可以考虑利用药用双氧水寻找可代替二氧化锰的催化剂，制作分子模型等；④实验探究与创新意识：素材可以考虑探究铁钉生锈的条件，自制简易净水器，泡沫灭火器等；⑤科学精神与社会责任：素材可以考虑测定雨水的pH并分析是否为酸雨。若为酸雨还可进一步调查该地区是否有工厂以及这些工厂主要使用的是哪些燃料？尝试分析造成酸雨的主要原因等。

三、基于发展核心素养初中化学课外实验活动的案例分析

基于发展核心素养的初中化学课外实验活动形式多样，可以包括：家庭小实验，仪器制作，模型制作，调查研究等。下面将结合实际教学开展的几个课外实验活动案例进行介绍和剖析。

案例1：自制氧分子、氢分子、水分子等模型

实验用品：废旧乒乓球、中药丸的塑料外壳、玩具塑料小球、直径3mm的铁丝、酒精灯、粘合剂。

制作方法：将红热铁丝穿进废旧乒乓球（或塑料药丸壳、玩具塑料小球），再将铁丝另一端加热至红热后穿进另一个废旧乒乓球（或塑料药丸壳、玩具塑料小球），最后在结点处滴上些许粘合剂。

思考与讨论：①可不可以用折纸来制作分子模型？

②你能做出几种分子的模型，可以跟同学分享吗？

设计意图：同种原子用同种球形物，不同球形物代表不同原子，模拟组合成分子，可以直观地观察分子结构，也可以通过拆分不同的分子模型演示化学反应的过程，如：电解水，氢气燃烧等，从微观的角度理解化学反应的过程。

案例2：自制简易净水器

实验用品：矿泉水瓶2个，纱布，棉花，细砂，粗砂，小卵石，木炭屑。

制作方法与实验过程：

①矿泉水瓶剪掉底部，将盖子取下，并在上面钻几个小孔，重新拧紧，倒放；

②取一些棉花放在瓶盖处，上面放纱布；

③依次放上木炭屑、纱布、细砂、纱布、粗砂、纱布、小卵石；

④将浑浊的水小心倒入净水器中，用另一个剪了瓶口的矿泉水瓶接水，观察现象。

思考与讨论：①这个简易净水器能除去浑水中的哪些杂质吗？

②这个简易净水器的净水速度如何？净水效果又如何？

设计意图：该实验可操作性强，通过创设实物情境培养学生的实验操作能力，又能达到废物利用、增强环保意识的目的。

案例3：自制泡沫灭火器

实验用品：空饮料瓶（开口要大一些），能放入饮料瓶的小瓶，纯碱，9%食醋，洗涤剂，汤勺，棉线，小木条。

制作方法与实验过程：

①拧下饮料瓶的瓶盖，用铁钉在瓶盖上打几个小孔；

②先往饮料瓶里加入一些纯碱，然后加入约1/3容积的水，充分振荡（尽量配成饱和溶液）；

③往纯碱溶液里加入少许洗涤剂，目的是产生泡沫，轻轻摇晃，使其与纯碱溶液均匀混合；

④往小瓶里倒入近一瓶9%食醋，最好用白醋，用棉线绑好，并在瓶中放一条比瓶身高2～3cm的木条；

⑤点燃地上的小纸团，迅速将饮料瓶翻转，对着纸团喷；

⑥记录你观察到的所有实验现象，思考该过程灭火的原理。

思考与讨论：这个泡沫灭火器喷出气体的速度如何？还可以进行哪些改进？

设计意图：可以让学生更好地理解泡沫灭火器的反应原理，即碳酸钠溶液与酸反应快速产生大量二氧化碳气体。培养学生的动手能力和创新实验能力，达到废物利用和树立科学探究精神的目的。

案例4：自制酸碱指示剂

实验用品：

1.玻璃杯，小茶杯，筷子，家用研钵，眼药水瓶，纱布，带盖玻璃瓶，酒精溶液（酒精与水的体积比为1∶1），食醋，柠檬汁，苏打水，食品干燥剂、生石灰溶于水后的溶液，食盐水，蒸馏水；

2.紫苞菜，胡萝卜，各种花瓣，植物叶子等。

制作方法与实验过程：

①取一些紫苞菜在研钵中捣烂，然后加入5ml酒精溶液，搅拌，使其充分浸泡2～5分钟；

②用三层纱布过滤，得到含有紫苞菜色素的酒精溶液，将滤液装在玻璃瓶中，放在桌上备用；

③仔细观察试剂瓶中装有的滤液（自制酸碱指示剂）的颜色，记录如下表中。

④取出6个小茶杯，分别加入2～3ml食醋、柠檬汁、苏打水、食品干燥剂、生石灰溶于水后的溶液、食盐水、蒸馏水，然后用眼药水瓶分别滴入2～3滴紫苞菜色素的酒精溶液，振荡后放置在桌面上。10秒钟后再观察现象并记录到下表中；

⑤用其他自备植物花、叶等代替紫苞菜重做上述实验，（得到自制指示剂2）。观察实验现象并记录到表格中。

思考与讨论：①你制得的指示剂有没有变色效果？有的话能否把它的变色情况跟同学分享？②能否设计实验，利用你制得的指示剂、判断食醋与食品干燥剂生石灰溶于水后的溶液能否发生反應？

设计意图：酸、碱、盐的知识是初中化学知识的重点和难点，如何提高学生的学习兴趣是这部分内容教学上的关键环节，而酸碱指示剂的实验是很好的切入口。教学中发现学生对不同酸溶液都能使紫色石蕊溶液变红及不溶碱溶液都能使无色酚酞溶液变红感到很好奇，可以以此为契机，指导学生开展课外实验活动，自制酸碱指示剂完成家庭小实验，让学生能保持持续的学习兴趣。

为了让学生更快更好地理解和掌握课外实验操作的方法，教师还可以将课外实验活动方案中的关键步骤和操作方法录制成微课发布给学生让他们先学习，再进行实验操作。这类微课要侧重呈现介绍仪器选择、讲解实验方案、播放实验视频等教学环节。

四、小结

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”兴趣是学生接受任何新事物最好的老师。化学实验技能是学生学习化学知识和进行科学探究的基础和保证。化学课外实验活动的开展不仅能培养学生的学习兴趣，也能提高学生的实践和创新能力，对学科核心素养的培养也将起到积极的作用。

【参考文献】

[1]房宏.中学化学核心素养的构成体系与培养策略[J].中小学教师培训，2016（6）：6.

[2]魏运梅.简谈初中化学课外兴趣实验的开展[J].读与写杂志.2016，（9）：162.