摘 要：在核心素養(yǎng)培養(yǎng)大背景下，實驗教學的優(yōu)化設計具有重要的價值與意義.實驗教學是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的有效途徑之一，通過實際操作和實驗實踐，學生能夠深入理解知識概念，提升分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)實踐動手能力、批判性思維和創(chuàng)新意識.同時，實驗教學可以促進學生的多元智能發(fā)展，為學生的全面發(fā)展奠定基礎.

關鍵詞：核心素養(yǎng)；實驗教學；初中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2024）29-0125-03

收稿日期：2024-07-15

作者簡介：王文瑜（1982.11—），女，江蘇省無錫人，本科，中學一級教師，從事中學化學教學研究.

化學學科的核心素養(yǎng)包括對化學基本概念和原理的深入理解、實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力、解決問題的思維能力、科學文獻查閱和評價能力以及團隊合作和溝通能力等.學生通過實驗，可以掌握實驗技能，培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理和分析的能力.

同時，學生通過實驗有利于理解抽象概念，鍛煉實踐能力和團隊合作與溝通能力.本文將從核心素養(yǎng)的角度出發(fā)，以人教版九年級第七單元實驗活動3“燃燒的條件”為例，對初中化學實驗教學進行研析，探討如何在實驗中培養(yǎng)學生的思維能力、實驗技能、探究意識和關聯(lián)意識.

1 培養(yǎng)思維能力：實驗設計與結(jié)果預測

在化學實驗教學中，設計合理的實驗方案對于學生培養(yǎng)系統(tǒng)性思維和邏輯推理能力至關重要.學生需要通過分析實驗目的、選擇合適的實驗方法和確定實驗步驟，來設計一個科學的實驗流程.通過實驗設計與結(jié)果預測，學生能夠深入了解化學反應的條件及規(guī)律，培養(yǎng)觀察、分析和推理能力，為進一步學習和應用化學知識奠定基礎.

例如，教師可從具有代表性的日常生活現(xiàn)象入手，讓學生了解不同的滅火方法，如“可以放入更多的蔬菜或蓋上鍋蓋來撲滅炒菜時著火的油鍋”“可以用水來澆滅著火的紙箱”“當森林著火時，可以在火走向的前端挖掘出一條隔離帶”等，讓學生思考其滅火原理，并由此引導學生通過滅火原理，猜想燃燒所需要的條件：“可以放入更多的蔬菜或蓋上鍋蓋來撲滅炒菜時著火的油鍋”的滅火原理是隔絕了氧氣；“可以用水來澆滅著火的紙箱”的滅火原理是使可燃物達不到燃燒所需的最低溫度；“當森林著火時，可以在火走向的前端挖掘出一條隔離帶”的滅火原理是隔絕了可燃物.在此基礎上，教師可以進一步提出實驗操作任務，要求學生組成小組，根據(jù)對燃燒條件的猜想，進行激烈的討論，并設計實驗，合力驗證猜想正確與否.學生以小組為單位，設計了3組實驗.實驗一：取一塊小石頭、一小塊濾紙碎片和乒乓球碎片，放在酒精燈的火焰上加熱；實驗二：從乒乓球和濾紙上各剪下同樣大小一小片，分開放在一塊薄銅片的兩側(cè)，加熱銅片的中部；實驗三：點燃兩支蠟燭，將其中一支罩上燒杯，另外一只暴露在空氣之中.學生可根據(jù)上述實驗制作表格，填寫推測的結(jié)果，并在旁邊寫出推測此結(jié)果的理由.這樣能夠有效地鍛煉學生的預測結(jié)論、預測依據(jù)的能力，有利于學生的全面發(fā)展.

2 提升實踐技能：實驗操作與現(xiàn)象觀察

化學實驗操作是化學學習中不可或缺的一環(huán)，通過實際操作化學試劑和觀察化學反應現(xiàn)象，學生可以加深對化學概念的理解.在實驗操作中，學生需要掌握正確使用實驗儀器的方法，并進行實驗裝置的搭建以及實驗過程的操作.在觀察化學反應現(xiàn)象中，學生需要將所看到的化學反應現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為文字，培養(yǎng)其觀察能力和語言組織能力.

在學生進行實際操作時，教師需要及時糾正學生的錯誤操作，提醒學生認真觀察實驗現(xiàn)象并用規(guī)范的語言對實驗現(xiàn)象進行記錄，例如在實驗一中，學生需要使用酒精燈，在使用酒精燈前，教師要提醒學生，打開燈帽后，要將燈帽直立在酒精燈的旁邊，以防止?jié)L動和便于取用，并檢查燈芯是否完好，確保燈芯底端平整且沒有燒焦，若有損壞或燒焦則不要使用，再查看燈內(nèi)是否有足夠的酒精，酒精量不可超過燈容積的三分之二，同時也不可少于四分之一.滿足這些條件后，再點燃酒精燈.在點燃酒精燈時，教師需要提醒學生應從下往上使用火柴從側(cè)面點燃酒精燈，明令禁止用燃著的酒精燈直接點燃另一酒精燈.在學生用坩堝鉗夾起小石頭、濾紙碎片和乒乓球碎片，將它們置于酒精燈的外焰灼燒時，教師需要向?qū)W生強調(diào)，應將物品放置于酒精燈的外焰灼燒.片刻后，學生可以觀察到小石頭未能燃燒，乒乓球碎片立即燃燒，濾紙碎片片刻后燃燒.此時，教師需要提醒學生酒精燈必須用燈帽蓋滅，不可用嘴吹熄.蓋上燈帽后，還要再開蓋，然后再蓋上，以確保內(nèi)部沒有燃燒的危險.而后，教師需要引導學生用專業(yè)的化學語言來描述化學現(xiàn)象，如“灼燒”“酒精燈的外焰”等.

實驗的操作和現(xiàn)象觀察可以幫助學生建立起對實驗現(xiàn)象和化學規(guī)律的直觀認識，從而深化對實驗現(xiàn)象的理解，提升他們的綜合素質(zhì)，激發(fā)他們對化學的興趣和熱情.因此，教師在初中化學教學中應重視實驗操作教學和化學現(xiàn)象觀察，以提高實驗教學的效果和質(zhì)量.

3 增強探究意識：實驗結(jié)果延伸與驗證

在初中化學實驗教學中，強調(diào)探究意識的培養(yǎng)是至關重要的.學生在進行“探究燃燒的條件的實驗”時，應當通過觀察實驗結(jié)果進行延伸，從而深化對實驗現(xiàn)象的理解，鍛煉獨立思考、問題解決能力和批判性思維［1］，培養(yǎng)科學探究的意識和方法.同時，學生需要對實驗結(jié)果的延伸進一步驗證，以強化探究意識.

例如，學生在做完“燃燒的條件”實驗得出燃燒需要三個條件之外，教師可以提出這樣的疑問：除了這三個條件之外，還有什么因素能夠影響燃燒呢？同時讓學生組成新的小組進行分析，在燃燒的條件之一的氧氣的基礎上，學生提出“氧氣濃度對燃燒速率具有影響”這樣的推論，并進行具體的實驗驗證此推論.學生根據(jù)推論來設計實驗：設置不同梯度的氧氣濃度，觀察火焰燃燒情況，最具有代表性的是鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，即設立對照組：一組將鐵絲在空氣中放置于酒精燈上灼燒，另一組將灼燒后鐵絲放入裝有氧氣的集氣瓶中.教師準備好實驗用具：酒精燈、鐵絲、火柴、小木棍、集氣瓶、坩堝鉗、蓋玻片，并提前通過高錳酸鉀制取氧氣的實驗，用排水法，收集到多瓶氧氣，分發(fā)給各個小組，提醒學生先用砂紙打磨鐵絲來去除鐵銹或鐵絲表面的氧化物，接著將鐵絲盤成螺旋狀以此來增大受熱面積，增大與氧氣的接觸面積.學生用火柴點燃酒精燈，用坩堝鉗夾起盤成螺旋狀的鐵絲，放置于酒精燈的外焰上進行灼燒，片刻后，學生可以觀測到鐵絲變紅，離火后變冷，不易燃燒，說明鐵絲在空氣中不能燃燒.學生隨后進行另一組實驗，首先將小木棍纏在鐵絲下段，用酒精燈點燃后，直至小木棍即將熄滅時，用坩堝鉗緩慢地將鐵絲伸入裝有氧氣的集氣瓶中，學生可以觀測到鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，說明鐵絲在氧氣達到一定濃度時可以燃燒［2］.通過這樣的兩組實驗，學生可以清晰地認識到氧氣濃度對燃燒具有一定的影響.

除了“氧氣濃度對燃燒速率具有影響”之外，教師可以進一步延伸，例如，接觸面積對于燃燒速率的影響等.教師也可以讓學生嘗試改變可燃物的種類、形狀或大小，觀察燃燒現(xiàn)象的變化；或者讓學生嘗試改變助燃物的種類，觀察對燃燒的影響.這些實驗不僅能夠增強學生的學習興趣，還能夠讓他們更加深入地理解燃燒的本質(zhì)和規(guī)律.教師應當循循善誘，根據(jù)已知實驗進一步延伸開來，強化學生的探究意識，開拓學生的多元化思維.

4 深化實踐應用：生活應用與學科交叉

在“探討燃燒的條件”的實驗教學中，學生通過一系列的實驗操作和觀察，得出了燃燒需要可燃物、助燃物（如氧氣）以及足夠的高溫來點燃可燃物的結(jié)論.然而，實驗教學的目標并不僅止于此.教師還需引導學生將實驗結(jié)論與生活實際相聯(lián)系，讓學生能夠在生活中發(fā)現(xiàn)化學、應用化學，進一步深化實踐應用，并進行跨學科的學習與應用，提高學生融會貫通的能力.

例如，教師可以讓學生思考：“為什么火柴在摩擦后能夠點燃？”“為什么油鍋起火時不能用水撲滅而要用鍋蓋蓋滅？”這些問題都涉及燃燒的條件.通過思考和實踐，學生能夠更好地理解和掌握這些知識，并將其應用到實際生活中去.教師可以引導學生思考生活中的燃燒現(xiàn)象.例如，爐火的燃燒、蠟燭的燃燒、汽車發(fā)動機的燃燒等，這些現(xiàn)象都與實驗結(jié)論緊密相關.教師可以讓學生觀察這些現(xiàn)象，并嘗試用實驗結(jié)論來解釋它們.這樣，學生不僅能夠?qū)⒗碚撝R與實際現(xiàn)象相結(jié)合，還能更好地理解燃燒的本質(zhì)和條件.同時，教師也可以讓學生思考燃燒在日常生活中的應用和危害.例如，燃燒可以用于取暖、烹飪、發(fā)電等，但也可能引發(fā)火災等安全事故.教師可以引導學生分析燃燒應用的原理和安全措施，以及如何預防火災等事故的發(fā)生.通過這樣的討論和分析，學生能夠更加深入地了解燃燒的應用和危害，并增強安全意識.教師還可以結(jié)合社會熱點和實際問題，引導學生進行實踐探究.例如，近年來頻發(fā)的森林火災引起了廣泛關注.教師可以以此為契機，讓學生探究森林火災的成因和預防措施.學生通過查閱資料、實地考察等方式收集信息，然后運用實驗結(jié)論進行分析和討論.這樣的實踐探究活動不僅能夠培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力，還能讓他們更加關注社會問題，增強社會責任感.教師更可以引導學生將實驗結(jié)論與其他領域的學習相互融合［3］.例如，在物理學中，學生了解到燃燒是一個放熱反應，其過程涉及熱能的產(chǎn)生和傳遞，且燃燒過程為熱學提供了實際的應用場景；學生通過燃燒研究燃燒過程中能量的轉(zhuǎn)化效率、熱傳導的速率以及熱量在物質(zhì)間的分布等；學生通過燃燒研究火焰的光譜特性，了解燃燒過程中物質(zhì)的狀態(tài)和能量的變化；學生知道燃燒產(chǎn)生的熱能可以轉(zhuǎn)化為機械能，如蒸汽機中的燃燒驅(qū)動活塞運動；學生知道通過燃燒可以研究能量轉(zhuǎn)化過程中的力學效應，以及燃燒產(chǎn)生的氣體流動對周圍環(huán)境的影響.在生物學中，學生了解到燃燒是生物體獲取能量的重要方式之一.這些跨學科的學習和聯(lián)系，不僅拓寬了學生的視野，也使他們能夠更好地理解科學知識的內(nèi)在聯(lián)系.

通過深化實踐應用，學生不僅掌握了基本的化學知識，更將所學知識與生活緊密相連，與其他學科交叉融合，提高了他們的實踐能力和融會貫通的能力.這種教學方式不僅有助于學生的全面發(fā)展，也為他們未來的學習和生活奠定了堅實的基礎.

5 結(jié)束語

綜上所述，我們可以看到在核心素養(yǎng)指向下的初中化學實驗教學中，實驗能夠培養(yǎng)學生的思維能力和實踐技能，同時也強化了他們的探究意識、應用能力和融會貫通能力，為他們的綜合素養(yǎng)提升奠定了重要基礎.實驗更能使學生的思維延伸至一個更高的層次，有利于學生成為具備扎實化學基礎和綜合能力的人才，為未來的科研和創(chuàng)新作出貢獻.

參考文獻：［1］ 賴思明.初中化學實驗教學中學生批判性思維的培養(yǎng)［J］.亞太教育，2023（9）：170-173.

［2］ 張一辰.鐵絲在氧氣中燃燒和在空氣中反應的對比實驗［J］.中學化學教學參考，2017（24）：67.

［3］ 唐統(tǒng)江.跨學科交叉融合創(chuàng)新與實踐［J］.新教育，2022，（31）：71-72.

［責任編輯：季春陽］