華慶江

摘 要：學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是黨的教育方針具體化、細(xì)化的落腳點(diǎn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)基于學(xué)科特點(diǎn)和本質(zhì)，凝練了核心素養(yǎng)，是落實(shí)必備品格和關(guān)鍵能力培養(yǎng)的具體措施和出發(fā)點(diǎn)?；瘜W(xué)學(xué)科重視以實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新運(yùn)用為核心，以能力培養(yǎng)為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。對典型實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用，是在具備良好的實(shí)驗(yàn)技能、充分掌握實(shí)驗(yàn)原理基礎(chǔ)上思考如何創(chuàng)新才能達(dá)到效果最優(yōu)化，是對思維能力的更高要求，是實(shí)現(xiàn)探究過程的再提升。展開對典型實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用，旨在使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，讓學(xué)生能夠借助創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的探索研究，深刻理解實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的相關(guān)化學(xué)知識，讓典型實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)成果更加顯著，更加簡便，易于操作，服務(wù)于課堂，提高課堂效率，這是我們的研究目的。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)創(chuàng)新運(yùn)用；實(shí)驗(yàn)；綜合運(yùn)用

在平日學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生動手體驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時及時探究。采取教師演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生做，或利用替代品變?yōu)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)真實(shí)體驗(yàn)知識的形成過程，學(xué)生印象深刻，有利于形成學(xué)科素養(yǎng)。

一、一定物質(zhì)的量濃度溶液配制實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用

魯科版（2019）必修一教材27頁“活動·探究”欄目中，配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的實(shí)驗(yàn)是筆者對教材實(shí)驗(yàn)拓展運(yùn)用的一個案例。該裝置為固體配制溶液的實(shí)驗(yàn)，作為學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)缺乏明確的步驟，在課后題目中需要掌握濃溶液配制稀溶液的必要實(shí)驗(yàn)操作，分別在教材33頁、40頁出現(xiàn)了兩次，足以看到對該實(shí)驗(yàn)的重視程度，而這恰恰是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，尤其是計(jì)算與配制過程。為了更好地使知識有機(jī)銜接，便于學(xué)生理解與應(yīng)用，我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行如下改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)名稱：一定物質(zhì)的量濃度溶液配制實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（1）由單純固體配制溶液的實(shí)驗(yàn)整合為固體配制溶液，然后將配制好的溶液稀釋的綜合性實(shí)驗(yàn)，利用電導(dǎo)率傳感器標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)液的濃度作為基準(zhǔn)，測定學(xué)生配制的溶液濃度，從而進(jìn)行誤差分析。

（2）將常規(guī)配制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的綜合運(yùn)用功能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

（3）配制0.1molL-1的碳酸鈉溶液500mol，并將配制好的溶液稀釋為0.020molL-1的溶液250ml。

實(shí)驗(yàn)原理：m=nM.C（濃）V（濃）=C（?。￢（?。?/p>

實(shí)驗(yàn)儀器及藥品：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500ml容量瓶、膠頭滴管、量筒、試劑瓶、電導(dǎo)率測試儀。

實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：

1.計(jì)算：m=nM=5.3g

2.用托盤天平稱量固體碳酸鈉5.3g（分析天平稱量5.30g）。

3.用小燒杯量取50ml水溶解碳酸鈉固體，玻璃棒攪拌后冷卻至室溫。

4.將冷卻后的溶液轉(zhuǎn)移到500ml容量瓶。

5.用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2—3次，將洗滌液轉(zhuǎn)移到500ml容量瓶。

6.繼續(xù)加水至離刻度線1—2厘米，改用膠頭滴管滴加至凹液面的最低處與刻度線相平。

7.振蕩搖勻后，裝瓶貼標(biāo)簽。

8.利用電導(dǎo)率測試儀對學(xué)生配制的溶液進(jìn)行標(biāo)定，觀察導(dǎo)電率曲線。

9.用量筒量取配制好的溶液50.0ml倒入250ml燒杯中，加少量蒸餾水稀釋，并冷卻至室溫。

10.將冷卻后的溶液轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶。

11.用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2—3次，將洗滌液轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶。

12.繼續(xù)加水至離刻度線1—2厘米，改用膠頭滴管滴加至凹液面的最低處與刻度線相平。

13.振蕩搖勻后，裝瓶貼標(biāo)簽。

14.再次標(biāo)定學(xué)生配制溶液的濃度，進(jìn)行誤差分析。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的優(yōu)點(diǎn)：

1.將兩種類型的配制實(shí)驗(yàn)合并到一起，運(yùn)用剛配制的溶液進(jìn)行稀釋，得到稀溶液，實(shí)現(xiàn)固體配制溶液、濃溶液配制稀溶液的綜合運(yùn)用，開發(fā)了實(shí)驗(yàn)的綜合功能。

2.學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生動手能力，培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維。

3自己設(shè)計(jì)，通過計(jì)算、推理、實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)。

二、鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用

魯科版（2019）必修一教材89頁“交流研討”中，鐵單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)裝置。該裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，沒有明確的步驟，操作起來有難度。本課題組結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)名稱：鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊倪M(jìn)鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，使操作更簡單，現(xiàn)象更明顯，安全性更高，創(chuàng)新性更強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的同時，培養(yǎng)學(xué)生動手能力。

實(shí)驗(yàn)原理：3Fe+4H2OFe3O4+4H2? CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O

實(shí)驗(yàn)儀器及藥品：酒精噴燈、試管、帶有橡皮塞的導(dǎo)氣管、鐵架臺（帶鐵夾）、蒸發(fā)皿、火柴、木條、還原鐵粉、五水硫酸銅晶體、肥皂液。

實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：

1.首先檢驗(yàn)裝置的氣密性，觀察水槽中能否產(chǎn)生氣泡，停止加熱后是否導(dǎo)管末端產(chǎn)生水柱。

2.稱取大約10g五水硫酸銅晶體，用折疊的紙條將其平鋪于試管底部，將10g還原鐵粉置于試管中后部位，塞好塞子后，將導(dǎo)管末端插入肥皂液中。

3.先預(yù)熱再集中加熱。用酒精燈a加熱鐵粉，后用酒精燈b對五水硫酸銅晶體加熱。用帶火星的木條靠近氣泡，能夠聽到爆鳴聲。多次重復(fù)直到?jīng)]有聲音。說明氫氣較純。

4.點(diǎn)燃?xì)怏w，觀察到安靜燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。

5.停止加熱，觀察到試管底部為白色固體，中部為黑色固體。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的優(yōu)點(diǎn)：

1.材料易得，操作安全，現(xiàn)象明顯。

2.利用肥皂液展示氫氣的驗(yàn)純，形象生動，安全易操作。

3.裝置的創(chuàng)新性強(qiáng)。

①根據(jù)反應(yīng)程度隨時調(diào)整加熱方式。

②合理控制水蒸氣的產(chǎn)生。通過觀察固體顏色，隨時調(diào)整水蒸氣的產(chǎn)生速率和產(chǎn)量。

③改變加熱的順序。提前預(yù)熱鐵粉后加熱CuSO4·5H2O，提高水蒸氣的利用率，產(chǎn)生更多氫氣。

三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用

課程標(biāo)準(zhǔn)指出：鼓勵實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)，鼓勵開展微型實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)等，發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的作用，探索現(xiàn)代信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的深度融合，合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，但不能完全替代真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)[1]。我們也開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作抽濾、結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新運(yùn)用。

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作：除去硝酸鉀中的氯化鈉的創(chuàng)新運(yùn)用

作為高考化學(xué)重點(diǎn)考核的典型實(shí)驗(yàn)之一，“除去硝酸鉀中的氯化鈉的創(chuàng)新運(yùn)用”的實(shí)驗(yàn)視頻中，讓學(xué)生借助不同的方法來獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，從而建立獨(dú)立的化學(xué)思考能力和動手實(shí)踐能力，在實(shí)驗(yàn)中自然而然地掌握相關(guān)的化學(xué)原理。

創(chuàng)新之處：改用自制抽濾裝置進(jìn)行過濾。

2.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作：除氯化鈉中的硝酸鉀的創(chuàng)新運(yùn)用

作為高考化學(xué)重點(diǎn)考核的典型實(shí)驗(yàn)之一，除氯化鈉中的硝酸鉀的實(shí)驗(yàn)中，由于在相同溫度下，硝酸鉀在水中的溶解度比氯化鈉要大很多，所以直接加熱溶解，然后蒸發(fā)結(jié)晶至大量晶體析出時停止加熱，趁熱過濾即可析出氯化鈉晶體。將剩余溶液反復(fù)濃縮冷卻結(jié)晶得到硝酸鉀。通過學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)步驟，不僅可以讓學(xué)生注意到硝酸鉀可能會留在殘留液中造成的問題，也會讓學(xué)生在實(shí)踐中深刻感受到要注意到溶劑不要蒸干，趁熱過濾得到氯化鈉。深刻理解兩種物質(zhì)因?yàn)槿芙舛炔煌扇〔煌慕Y(jié)晶方式，這樣可以讓學(xué)生對于比較復(fù)雜卻抽象的化學(xué)理論，留下深刻的記憶。

創(chuàng)新之處；改用自制抽濾裝置進(jìn)行過濾。

3.硫代硫酸鈉的合成方法

作為高考化學(xué)重點(diǎn)考核的典型實(shí)驗(yàn)之一，硫代硫酸鈉的合成方法較多，通過視頻記錄學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的過程，讓學(xué)生體驗(yàn)做中學(xué)，學(xué)中做，并不斷改進(jìn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新之處：采用多種晶種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

四、化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，落實(shí)到平日教學(xué)環(huán)節(jié)中，是一個很大的挑戰(zhàn)。尤其是近幾年高考題中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)題目，我們通過反思?xì)w納總結(jié)，實(shí)現(xiàn)規(guī)律化、小結(jié)化、能力化的認(rèn)識。

針對考查點(diǎn)，我們平日鼓勵學(xué)生動手操作，多用心體會，盡量多嘗試不同的解決辦法，這些考查點(diǎn)都來源于教材，又高于教材，是多個實(shí)驗(yàn)操作的綜合運(yùn)用。在教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)教材的拓展，能力的提升。師生合作通過實(shí)驗(yàn)方案的再設(shè)計(jì)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果更明顯，學(xué)生印象更深刻，教學(xué)效果更顯著的總目標(biāo)。通過學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)并視頻記錄，師生共同討論總結(jié)，優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，實(shí)施方案等，隨時跟蹤記錄，掌控學(xué)習(xí)質(zhì)量，增加質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化措施進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的目的。

結(jié)合歷年高考題對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的特點(diǎn)，我們對備考實(shí)驗(yàn)做了如下總結(jié)。

1.仔細(xì)研究，認(rèn)真分析，總結(jié)規(guī)律，群策群力想辦法。

2021年高考題單選部分突出了對學(xué)生基礎(chǔ)的考查，加大實(shí)驗(yàn)部分的考查力度，突出了對STSE的考查。例如選擇第6題，實(shí)際上是聚焦基礎(chǔ)化學(xué)基礎(chǔ)理論，思維容量大。3.5.7甚至包括第10題電化學(xué)的題，都與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)脫不了干系，突出學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ▽?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作、儀器用途等）的考查。

通過山東省?？?、模考2、2020年高考題、2021年高考題對比來發(fā)現(xiàn)：關(guān)注化學(xué)與STSE，關(guān)注實(shí)驗(yàn)、關(guān)注真實(shí)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)情境、關(guān)注基礎(chǔ)化學(xué)原理、關(guān)注基本概念等，都是新高考化學(xué)的著力點(diǎn)，側(cè)重于考查學(xué)生用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力?？傮w難度適當(dāng)提升，思維容量和計(jì)算量都在增大，對計(jì)算能力要求適當(dāng)提升。

山東卷化學(xué)高考選擇題中有（3+1）道獨(dú)立考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的試題，涉及知識點(diǎn)包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全基本操作、儀器使用、物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)。這樣能夠很好地落實(shí)了化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)中的證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識等。

2.重視必做實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理和細(xì)節(jié)，盡可能多給學(xué)生提供動手操作的機(jī)會，體會知識形成過程。

我們在備考實(shí)驗(yàn)時注意：高考對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的考查為基本，尤其是以常見儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，圍繞是什么、為什么和怎么做來重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性；2022年、2023年高考仍然保持對傳統(tǒng)知識點(diǎn)的考查，我們在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐瑫r，注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，給學(xué)生更多的動手操作機(jī)會，體會知識的形成過程，達(dá)到關(guān)鍵能力的提升。高考不拘泥于教材版本，我們要多關(guān)注不同教材中提到的實(shí)驗(yàn)及其變式。例如KI溶液在酸性條件下被空氣氧化實(shí)驗(yàn)（人教版第21頁），H2O2在不同催化劑條件下催化分解實(shí)驗(yàn)（人教版第23頁），K2Cr2O7溶液自平衡（人教版第26頁）。這些實(shí)驗(yàn)在不同省份高考題目中都曾出現(xiàn)和考查。

3.做好總結(jié)和拓展，不同層次學(xué)生做好分層教學(xué)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的最大收獲。

對課本中出現(xiàn)過的每一個基本實(shí)驗(yàn)均應(yīng)詳盡復(fù)習(xí)，清楚每一個實(shí)驗(yàn)的原理、操作過程、反應(yīng)現(xiàn)象、原因、結(jié)論、注意事項(xiàng)。對實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常碰到的一些裝置或操作應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行歸納和延伸[2]。如拓展實(shí)驗(yàn)室制O2、CO2、Cl2、NH3的替代方法，拓展制取HCl、SO2、CO、NO、NO2的實(shí)驗(yàn)。重視探究性、開放性實(shí)驗(yàn)試題的開發(fā)與訓(xùn)練，創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生自己動手體驗(yàn)探究的全過程?？偨Y(jié)幾個簡單流程圖原型：①海帶提碘（反萃?。诤Ｋ徭V（帶結(jié)晶水氯化物去結(jié)晶水）③海水提溴（氣流帶氣問題）

④侯氏制堿法。

對于綜合實(shí)驗(yàn)題，我們要“瞻前顧后，借花獻(xiàn)佛”，充分學(xué)會利用題干信息加工后來作答。綜合實(shí)驗(yàn)題通常的命題特點(diǎn)是以考查化學(xué)原理和基本技能為基礎(chǔ)，重點(diǎn)考查結(jié)合新信息解決實(shí)際問題能力，以制備實(shí)驗(yàn)為主，不僅考查制備方法和實(shí)驗(yàn)操作，而且對定量分析提出了較高的要求。核心考查點(diǎn)是：反應(yīng)原理確定如化學(xué)方程式書寫，儀器辨識與使用，實(shí)驗(yàn)裝置的連接，實(shí)驗(yàn)基本操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述與解釋，實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵條件控制，物質(zhì)分離提純方法和基本操作，定量計(jì)算如滴定法、熱重法，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價(jià)。培養(yǎng)學(xué)生分析思路：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?，整個過程是如何實(shí)現(xiàn)的？為什么這樣設(shè)計(jì)（這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)）？從環(huán)保角度有哪些優(yōu)點(diǎn)？尾氣如何處理？最終是如何達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡模?/p>

復(fù)習(xí)過程中我們采取相應(yīng)策略：

①抓基礎(chǔ)、抓教材。重視雙基是前提。

②抓細(xì)節(jié)、抓規(guī)范。如：審題不認(rèn)真，不按要求作答；書寫不規(guī)范，答題不準(zhǔn)確，必備知識有漏洞，解題有斷層；信息提取遷移能力差，不能與所學(xué)知識有效整合，邏輯思維能力弱，答題方法有欠缺等。

③抓能力、抓提升?？季毥Y(jié)合，反思總結(jié)及時。最終實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵能力：信息遷移能力和邏輯推理能力的達(dá)成和提升。

結(jié)束語

學(xué)科核心素養(yǎng)下，化學(xué)學(xué)科的魅力是各種典型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新探索，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，在科學(xué)探索和實(shí)踐進(jìn)程中培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科的核心素

養(yǎng)[3]。我們通過設(shè)計(jì)更多具有創(chuàng)新性的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生更多機(jī)會做實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，在實(shí)驗(yàn)過程中享受到喜悅，形成學(xué)科核心素養(yǎng)。教師用實(shí)際行動落實(shí)立德樹人的根本教學(xué)目標(biāo)，在今后教學(xué)過程中，不斷創(chuàng)新課堂教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，成為學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)和喜歡化學(xué)的引路人。同時，在日常實(shí)驗(yàn)課堂中，深度理解和掌握化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，并通過不斷創(chuàng)新和改革教學(xué)模式，提升化學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，確保學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的綜合能力的提升。

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