化学核心素养下的实验教学

傅计罗

【摘要】化学的实验教学可以把抽象难懂的基本理念、基本原理和规律变得直观易懂，有利于刚接触化学的初三学生学习。怎样才能上好化学实验课，要求教师要把化学核心素养与实验教学有机地结合，了解学情，认真钻研教材，明确教学目标，确定教学策略，把实验的探究过程、实验现象与实验结论有机地衔接，同时精选习题，让所学的新知识得到巩固拓展。只有这样才提高实验教学质量，切实使实验教学各环节落到实处。

【关键词】素养;实验;衔接;拓展

本文针对初中实验教学现状，源于一线化学教师的教学实践，建立在坚实的实践基础之上。化学核心素养如何落实到日常的实验教学中去，是建立在现代教学理论上的一种有效的教学方法。研究的理论依据从以下两个方面加以阐述：一是化学是一门以实验为基础的科学，化学中的基本理念、基本原理和规律是长期生产实践的结晶，是几代人的实验总结。通过实验教学，可以培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和学习方法，激发学生学习化学的积极性。化学实验又是获取化学知识和技能的有力措施，所以实验教学对培养学生的各项能力是十分重要的。二是化学就是人们从宏观、微观及其相互结合的角度对自然界的一种把握，它给人提供了一种化学世界图景（用化学知识描述和体现）、一种化学思维方式、一种化学价值规范。化学新课标的标志性特点，就界定了化学核心素养，其中，“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”三个方面都与本课题息息相关。

“证据推理与模型认知”在本课题要求初步树立证据意识，知道并初步学习通过观察和记录现象收集证据，理清假设、证据和结论之间的逻辑关系。“科学探究与创新意识”在本课题要求能根据教材中给出的问题，学习科学探究的基本方法，能感受探究过程，并能客观地进行记录，对实验现象作出解释。“科学态度与社会责任”在本课题要求能感受严谨求实的科学态度，不迷信，能自觉抵制伪科学;了解化学对人类文明的贡献，主动关心催化剂在生产和科学研究中广泛应用等有关的社会热点问题。本课题探究过氧化分解制氧气中二氧化锰的作用，正是基于以上理论而为的。

一、明确教学目标，确定教学策略

本课题教学目标：①了解用过氧化氢制取氧气的方法和原理。②认识催化剂和催化作用。③通过实验，探究分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用，体验探究过程，学习综合分析实验现象和归纳结论的思维方法。

确定教学策略：依托过氧化氢的分解，探究二氧化锰的催化作用。第一，对比实验环节。通过改正实验，探究二氧化锰对过氧化氢分解产生氧气速率的影響，以及反应前后二氧化锰的化学性质是否变化。第二，看视频环节，分析二氧化锰在反应前后的质量是否变化，从而推出二氧化锰在过氧化氢分解反应中是催化剂，起催化用作的结论。第三，对催化剂概念的拓展应用环节，增设了大象牙膏的演示实验和课堂练习。用教学流程图表示如下。

二、联系生活，引入情境

过氧化氢，其水溶液又称双氧水，生活中你见过？用过？显现手指受伤用双氧水消毒的画面，可以看到受伤部位涂上双氧水时出现大量气泡，提出问题，以对话形式展开教学活动。

【老师】出现大量气泡，说明产生了大量的气体，这气体是氧气，双氧水常温下会产生大量的氧气？为什么？

【学生】是的，因为过氧化氢分解生成氧气。

【老师】演示实验，取少量5%的过氧化氢于试管中，并用带火星的木条伸入试管口。如右图，观察现象。

【学生】只有少量气泡，带火星木条不复燃。

【老师】过氧化氢常温下能产生氧气，反应很慢。但手指受伤用过氧化氢消毒的画面，可以看到受伤部位涂上双氧水时出现大量气泡，为什么？

【学生】血液中有酶，加快了过氧化氢的反应速率。

【老师】实验室中又怎样用过氧化氢制氧气的？

三、改正实验，落实探究过程

教材是以下方式探究过氧化分解制氧气中二氧化锰的作用。从实验方案中可以看到，实验二加入二氧化锰与实验一没有加二氧化作对比，说明加了二氧化锰过氧化产生氧气的速率加快了。

实验三重复加入过氧化氢与实验二作对比，说明二氧化可以一直使用。本实验不足地方是对比条件（控制的变量）、实验现象不够直观，现象与结论没有直接衔接，现将实验方案作如下改正。

【问题与讨论】在本实验中二氧化锰的质量是不改变？

以问题与讨论的形式，直接提出在本实验中二氧化锰的质量是不改变？现场教学中采用观看视频的方式，把实验三中混有二氧化的液体通过蒸发、洗涤、干燥、称量，得到二氧化锰的质量是0.2g，说明反应前后二氧化锰的质量不变。

通过上述实验改正，把是否加了二氧化锰的实验放在一起，并增加红蓝色气球来收集气体，实验中红蓝色气球是否胀大比是否产生大量气泡的现象更直观。实验二中把氧气的检验放在一起，实验三中重复加入过氧化氢更简单明了，学生更好地感受整个实验的探究过程。

四、学习证据推理，认识催化剂

证据推理，是根据实验条件（控制变量）、实验现象进行合理的推理的思维方式。本课题要求知道并初步学习通过观察和记录现象收集证据，知道假设、证据和结论之间的逻辑关系。从本实验方案和【问题与讨论】中可知，二氧化锰能加快过氧化氢的反应速率，在反应前后而其本身的质量和化学性质都不变，从而顺利推导出催化剂和催化作用的概念。在认识催化剂的概念时，强调一个改变是指改变其他物质的反应速率。两个不变是指反应前后催化剂的质量和化学性质都不变。

五、增设实验，拓展视野

【探究——大象牙膏】已知制备大象牙膏所需试剂和用量有：①20mL30%的双氧水;②0.5g碘化钾;③20mL洗洁精;④少量品红。把这些物质混合，会产生大量泡沫，并能使燃着的木条燃烧得更旺。分析其原因。

本课题只是从表面现象了解催化剂，至于催化剂的作用原理是是个很大很难的课题，在这增设大象牙膏，目的是拓展学生视野，激发学习化学的热情和好奇心，同时也是对刚刚学习的催化剂知识得到更好的理解，有利于本课题学习。

六、精选习题，延续实验探究

本课题在教学中设计了一道【例题】和一道【变式训练】，意在理解催化剂、催化作用的概念。在【课堂练习】中设计了习题4，延续了这个实验，意在让学生探究有没有其他物质能代替二氧化锰做过氧化分解反应的催化剂，探究一些新的方法制取氧气，这样的习题有利于培养学生创新意识。附习题4。

【习题4】学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢？于是进行了以下探究。

【猜想】Ⅰ.氧化铜不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变;

Ⅱ.氧化铜参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变;

Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后___________。

【实验】用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验。

（1）填写下表。

步骤③现象 步骤⑥结果 步骤⑦现象 结论__________，

带火星的木条复燃。 __________ 溶液中有气泡放出___________ 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立。

（2）步骤①的目的是___________。

（3）步骤⑥的目的是___________。

（4）步骤⑦的目的是___________。

（5）过氧化氢能被氧化铜催化分解放出O2的文字表达式为__________________。

一线化学教师对教材较熟悉，围绕化学核心素养，只要要认真钻研教材，明确教学目标，挖掘教材中实验题材，多从学生的认知水平出发，设计合理的实验方案，课堂上多角度调动学生的学习主动性，上好每一节实验课，就能更好地突出实验教学效果。

参考资料：

[1]课程教材研究所.化学九年级（上册）[M].人民教育出版社，2012.

[2]课程教材研究所.化学九年级上册（教师教学用书）[M].人民教育出版社，2012.

[3]教材编写组.新课标中考宝典[M].世界图书出版社，2017.