基于化学核心素养的实验创新教学探究----以质量守恒定律实验教学探究为例

冯小艳

摘要:新课程标准中高度重视培养学生的核心素养，在课堂实验教学中落实化学核心素养中“科学探究与创新意识”等，通过实验创新改进，使演示实验和学生分组实验能够实现操作简单、现象明显、耗时短、药品和仪器易得，为老师节约了大量准备实验的时间，使教学实现减负增效。

关键词:初中化学；核心素养；创新意识和创新能力；减负增效

新课程标准中高度重视培养学生的核心素养，化学核心素养中“科学探究与创新意识”如何在课堂实验教学中落实呢？教材中的演示实验都是经过大量实验验证、数据重现性较好的实验，但老师准备实验的时间较多，部分实验现象不够明显，等待时间较长等。如果通过实验创新改进，使演示实验和学生分组实验能够实现操作简单、现象明显、耗时短、仪器和药品易得，老师准备实验的时间将大大减少，使教学实现减负增效。本文以质量守恒定律实验教学探究为例进行探讨。

1. 创新实验的目的和重要性

从教材的地位及作用来看，质量守恒定律是初中化学的一个重要规律，其运用贯穿于整个中学化学的学习，有着承上启下的作用。新课程标准对质量守恒定律的要求为“能通过实验探究化学反应前后的质量关系认识质量守恒定律，并能说明化学反应中的质量关系”。从课程标准不难看出初中学生学习质量守恒定律应建立在实验基础之上，学习的关键是要做好探究实验。怎样用简单易行，涵盖知识点并突出重点的实验来帮助学生理解这一定律，就是我们要努力的目标。

学生的创新实验能力培养不可能一蹴而就，老师可以根据学生的水平进行引导，既可以用“火柴代替红磷在空气中燃烧”实验做启发，也可以补充小气球、塑料瓶和注射器等器材，引导学生围绕这些器材开展探究，在教学设计时要激活学生的好奇心、想象力和创新思维，鼓励学生勇于探索、大胆尝试，通过动手动脑的实验创新活动探究，使学生能掌握一切化学反应都遵守质量守恒定律，有气体参加或有气体生成的化学反应都要在密闭容器中进行。再上升从微观角度认识化学反应。

2. 创新实验探讨过程

1、实验1 红磷燃烧

（1）实验仪器和药品

火柴头（红磷）、胶塞（带气球）、烧杯、试管、酒精灯、试管夹、电子天平

（2）实验步骤：

把 一根火柴头放入试管中，塞紧带气球的胶塞，使形成密闭装置；将试管放在烧杯上，把装置放到电子天平上称量，记录质量m₁；取下试管加热，引燃火柴；待试管冷却后，再放入烧杯中，将反应后装置再放到电子天平上称量，记录质量m₂。

3. 数据记录如下：反应前质量 142.6g

反应前质量 142.6g

（4）优点：

课本用烧热的玻璃棒引燃红磷，时间较长，装置不密封，易产生误差。

本实验用火柴头（含红磷）燃烧代替红磷燃烧，原料易得，去繁就简；装置始

终密封，更加环保；实验成功率高；培养学生的实验创新意识。

2、实验2 铁与硫酸铜反应

（1）实验仪器和药品

细铁丝、硫酸铜溶液（4%）、锥形瓶、橡胶塞、电子天平

（2）实验步骤：

在锥形瓶中加入少量硫酸铜溶液，和铁丝一起放在电子天平上称量，记录质量m₁；把铁丝放入硫酸铜溶液中反应，再把装置放在电子天平上称量，记录质量m₂。

（3）数据记录如下：反应前质量 452.8g 反应前质量452.8g

（4）优点：

用铁丝代替铁钉，选用4%硫酸铜溶液，反应物接触面积大，反应速率快；实验现象明显，十分钟内可观察到明显溶液颜色改变；反应后打开胶塞再次称量，质量不变，为后面讨论是否选择密闭装置做铺垫，培养和发展学生思维能力。

3、实验3 碳酸钠与稀盐酸反应

（1）实验仪器和药品

稀盐酸、碳酸钠粉末、烧杯、试管、气球、塑料瓶、棉线、电子天平

（2）实验步骤：

学生经过讨论，合作学习选定实验仪器用品，设计一到两套实验装置，使反应前后的各物质尽可能都能被称量到；利用各小组设计的装置进行实验，先称量反应前装置、药品的总质量，记录质量m₁；使反应发生，观察并记录实验现象，再称量反应后装置、药品总质量，记录质量m₂。

（3）数据记录如下：第1组 反应前质量681g 反应后质量680.7g

第2组 反应前质量673.8g 反应后质量673.6g

第3组 反应前质量245.7g 反应后质量245.7g

（4）优点：

①综合对比以上三个实验，第3个实验效果最好，数据准确，操作简单，更加环保。学生准备越充分，选择的仪器越多，动手操作的空间就越大，更能充分发挥学生的想象力；

②使学生认识到气体对化学反应实验质量测定的影响，加深对定律中“各物质”与“质量总和”两个关键词的理解；

③培养学生的实验创新能力和质疑精神。

4、实验4 大理石与稀盐酸反应，生成产物再与氢氧化钠反应（教师演示实验）

（1）实验仪器和药品

稀盐酸、氢氧化钠溶液、大理石、注射器、带导管的双孔塞、气球、多功能瓶、电子天平

（2）实验步骤：

锥 形瓶中装大理石，注射器吸取稀盐酸，把反应前装置放在电子天平上称量，记录质量m₁；多功能瓶中装有氢氧化钠溶液，放在电子天平上称量，记录质量m₂，连接好装置，把盐酸压入锥形瓶使反应发生，观察记录实验现象，称量反应后仪器、药品总质量，记录质量m₃。反应后拆开装置，分别称量锥形瓶装 置和多功能瓶装置质量，记录质量m₄和m₅。

（3）数据记录如下：

药品	大理石与稀盐酸	氢氧化钠溶液	总质量
反应前质量/g	167.6	216.4	384
反应后质量/g	167.3	216.6	383.9

（4）优点：

①学生更好理解有气体生成的反应，剩余物总质量减小，有气体参与的反应，剩余物总质量增加。使学生认识到气体对化学反应实验质量测定的影响，加深对定律中“各物质”与“质量总和”两个关键词的理解；

②教师节约了准备实验的时间，使教学实现减负增效；

③培养学生勇于创新和勇于探索的独创精神。

三、创新实验的作用和意义

新课程标准十分重视实验教学和实验研究。以上实验创新基于教材又不拘泥于教材，改进后的实验，操作简单、现象明显，药品用量少、耗时短、便于教师演示和学生分组实验。过程中学生学会合作交流，对实验中发现的“异常”现象，敢于提出自己的想法和见解，发展了学生“实验探究与创新意识”“证据推理与模型认知”“变化观念与平衡思想”等的学科核心素养。为此在化学实验教学中，为真正有效培养学生的化学核心素养，教师需要合理利用化学实验创新探究活动。

参考文献：

[1]张溦,陈婷钰,曾婷.探究质量守恒定律的实验改进与创新[J].化学教与学,2020(01):89-90+81.

[2]韩静.在“质量守恒定律”中培养学生关键能力[J].中学化学教学参考,2019(08):59-60.