基于实验探究提高化学学科核心素养的教学实践分析

x摘 要：“科学探究与创新意识”是化学学科核心素养的五个维度之一。在中学的化学教学中，必须以实验探究的实践培养学生的科学探究与创新意识。在教学实践中以实验探究的形式引导学生提出问题和假设，确定实验探究的目的，设计实验方案，进行实验探究，学生在与同学共同合作中得出实验探究的结论，从而提升学生的化学学科核心素养。

关键词：实验探究;化学学科核心素养;高中化学

化学学科核心素养有五个维度，包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”。在中学的化学教学中，必须以实验探究的实践培养学生的科学探究与创新意识。本课例在“常见酸的化学性质”的教学实践中，以实验探究的形式引导学生提出问题和假设，确定实验探究的目的，设计实验方案，进行实验探究，让学生在与同学的共同合作中得出实验探究的结论。

一、 教材分析

《常见酸的化学性质》是初中化学第7章《广泛应用的酸碱盐》（沪教版）重点，也是福建中考化学的主要考点。为了让学生更好地掌握常见酸的化学性质，我们从物质分类的角度来进行实验分组研究。分别从有机物（酸碱指示剂紫色石蕊）、金属单质（镁、锌、铁、铜）、金属氧化物（氧化铁、氧化铜）、盐（碳酸钙、氯化钡、硝酸银）、碱（氢氧化钠、氢氧化钙）与常见酸（稀盐酸、稀硫酸）反应分类进行实验研究。

二、 课题的引入

观看影片《功夫》中的片段从天而降的掌法——如来神掌，引出本节课的课题《常见酸的化学性质》——酸的如来神掌。把物质分类放在手掌和手指的不同位置，酸放在掌心，酸碱指示剂紫色石蕊放在食指，金属单质放在中指，金属氧化物放在无名指，盐放在小指，碱放在大拇指。

设计意图：借助视频与图片刺激感官，引起学生兴趣。

三、 实验探究

（一）稀盐酸、稀硫酸与酸碱指示剂紫色石蕊试液的反应（如来神掌第一招）

学生活动：通过实验观察到紫色石蕊试液滴加稀盐酸或稀硫酸后，溶液由紫色变红色，从而得出常见酸的第一条化学性质“稀盐酸或稀硫酸能使紫色石蕊试液变红”。

设计意图：学生动手实验探究、分组合作、观察实验现象、推知实验结论。

教师活动：首先提出问题“稀盐酸、稀硫酸溶液中主要有H+、Cl-和SO2-4三种离子，是哪种离子使紫色石蕊试液变色？”然后引导学生从离子的角度分析稀盐酸、稀硫酸的共同特征都有H+，得出是H+使紫色石蕊试液变红。该实验探究过程提高了学生“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。

（二）稀盐酸、稀硫酸与金属单质的反应（如来神掌第二招）

设计意图：利用四格小药盒来做实验探究方便实验现象的观察，实验采用控制变量法：①让四种金属的形状尽量接近;②从中间十字架倒入稀盐酸或稀硫酸保证四种金属同时反应。

学生活动：通过分组实验探究，观察实验现象镁产生气泡速度最快，锌产生气泡速度次之，铁产生气泡速度最慢，铜没有反应现象。

教师活动：引导学生对比四种金属的活动性，得出常见酸的第二条化学性质“稀盐酸或稀硫酸与活泼金属（例如：Mg、Zn、Fe）反应”;通过相关化学方程式的书写得出反应的规律“酸+活泼金属盐+氢气”。该实验探究过程提高了学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

（三）稀盐酸、稀硫酸与金属氧化物的反应（如来神掌第三招）

设计【学生分组实验】提出问题：大家桌上有一枚生锈的铁钉，如何将表面的铁锈除掉呢？

设计意图：利用生产生活中如何除铁锈的问题，引起学生兴趣和探究的动力。

学生活动：先将一枚生锈的铁钉放入试管中并加入适量的稀盐酸或稀硫酸，通过观察实验现象铁钉表面红棕色的铁锈氧化铁（Fe2O3慢慢溶解，溶液由无色逐渐变为黄色。

教师活动：引导学生对比稀HCl溶液与FeCl3溶液的颜色，分析稀盐酸溶液中H+和Cl-都是无色的，从而得出Fe3+的颜色为黄色。

设计意图：拓展其他金属氧化物与酸的反应，从而得出反应规律的普遍性。

学生活动：将少量黑色的氧化铜放入另一支试管中并加入适量的稀盐酸或稀硫酸，然后用酒精灯微热，通过观察实验现象黑色的氧化铜（CuO）溶解，溶液由无色逐渐变为蓝色。

教师活动：引导学生分析两个反应的共同点，得出常见酸的第三条化学性质“稀盐酸或稀硫酸与金属氧化物（Fe2O3、CuO）反应”;通过相关化学方程式的书写得出反应的规律“酸+金属氧化物盐+水”。引导学生对比稀H2SO4溶液与CuSO4溶液的颜色，分析H2SO4溶液中H+和SO2-4都是无色的，从而得出Cu2+的颜色为蓝色。该实验探究过程提高了学生“宏观辨识与微观探析”和“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

（四）稀盐酸、稀硫酸与金属氧化物的反应（如来神掌第四招）

回顾复习实验室制备二氧化碳的原理

石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：  。

设计意图：学生通过书写化学方程式CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑初步了解复分解反应的特征与规律。

学生活动：A组学生往一支试管中倒入约2毫升硝酸银溶液再滴入5滴稀盐酸观察到产生白色沉淀，书写化学反应方程式AgNO3+HClAgCl↓+HNO3;B组学生往一支试管中倒入约2毫升BaCl2溶液再滴入5滴稀硫酸观察到产生白色沉淀，书写化学反应方程式BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl。

教師活动：引导学生由特殊推知一般，得出常见酸的第四条化学性质“酸能与某些盐反应，例如：CaCO3、AgNO3、BaCl2”;通过相关化学方程式的书写得出反应的规律“酸+盐新盐+新酸”。该实验探究过程提高了学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

（五）酸与碱的反应（如来神掌第五招）

设计意图：通过提出问题①酸碱的反应无明显的实验现象，如何判断反应的进行？

②为什么选用酚酞而不用紫色石蕊做指示剂？

学生活动：A组学生往一支试管中倒入约2毫升NaOH溶液滴加2滴酚酞，溶液变为红色，再逐滴加入稀盐酸（HCl），直到溶液由红色变为无色;B组学生把稀盐酸换成稀硫酸也看到相同的实验现象。

教师活动：引导学生通过指示剂的颜色变化，判断反应过程中溶液酸碱性的变化从而得出常见酸的第五条化学性质“酸能与碱反应，例如：NaOH、Ca（OH）2”;并通过相关化学方程式的书写得出反应的规律“酸+碱盐+水”。该实验探究过程提高了学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

四、 学以致用

练习：构建模型和构建知识网络是化学学习中重要的学习方法，小明同学利用左手构建酸的化学性质知识网络，如下图所示，请结合图示回答下列问题：

（1）图中①的实验现象是________________。

（2）图中性质②属于________反应（填基本反应类型）。

（3）写出一个符合图中③的化学方程式：________________________________。

（4）图中性质④的规律写出盐酸与Ba（OH）2反应的化学方程式：________________。

（5）图中⑤的性质在工业上可用于________（填用途）。

（6）用水湿润后的pH试纸来测定盐酸的pH，则结果会________ （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

设计意图：通过学以致用构建酸的“如来神掌”，与开篇前后呼应，及时巩固酸的五个化学性质：

（1）酸能使紫色石蕊变红色。

（2）酸能与活泼金属反应生成盐和氢气;例如：Mg、Zn、Fe。

（3）酸能与金属氧化物反应生成盐和水;例如：Fe2O3、CuO。

（4）酸能与某些盐反应生成新盐和新酸;例如：CaCO3、BaCl2、AgNO3。

（5）酸能与碱反应生成盐和水;例如：NaOH、Ca（OH）2。

五、 教后反思

本课例的教学设计强调以学生活动为中心，充分体现学生的主体地位。通过设计五个分组实验探究，采用控制变量法、对比实验法、解决生产生活问题、由特殊推知一般等不同的教学方法让学生以实验探究的形式，身临其境通过自己的实验和与同学的交流讨论得出酸的五个化学性质。

利用探究问题“稀盐酸、稀硫酸溶液中主要有H+、Cl-和SO2-4三种离子，是哪种离子使紫色石蕊试液变色？”提高了学生“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。通过分组实验探究中采用小药盒来控制反应同时进行，提高了学生“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。通过物质分类的角度来总结酸的各个化学性质以及反应的规律，提高了学生“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]孫英梅.初中生辅导[J].酸和碱中考在线，2016.

作者简介：侯晓宗，福建省泉州市，泉州第五中学。