研究实验教学,浸润学科素养

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化学是一门以实验为基础的学科，通过化学实验教学可以使学生获得生动的感性知识，从而更好地理解、巩固所学化学知识。实验是化学的灵魂，是化学的魅力和激发学生学习兴趣的重要与否，更是启迪化学思维、培养和发展学生思维能力和创新能力的重要方法，是浸润学科素养、培养学生解决化学问题能力提供了最有效的途径和方法。

因为化学实验需要凭借已有的化学知识经验对有关的化学实验的信息进行分析综合、抽象概括等一系列复杂的加工处理，认识物质性质、揭示化学规律等的内在认知过程，从而通过质疑、假设、验证的科学方法，去解决和联系社会、生活等有关问题。我们在教学中要重视以及灌输实验思维，浸润学科素养。具体如何操作呢？下面，以实际教学为例，进行初步探索。

1 重视实验教学

注意引导学生按照化学实验思维的过程和方法对实验现象、事实进行分析思考，由此得出有关结论，培养学生化学实验思维的深刻性。

1.1 教学中，需要实验并且研究实验，可以将验证实验变成探究实验

例：Fe3+离子检验。

教材只做了简单的验证性实验，我们可以将它拓展为一组探究性实验。（1）观察： FeCl2、KSCN、FeCl3溶液的颜色。提出问题：如何证明FeCl2溶液已氧化成FeCl3？也许看溶液颜色是否由浅绿色变为棕黄色。（2）实验：用试管分别取少量FeCl2、FeCl3溶液，加水稀释。现象：两溶液都逐渐变浅，直至变成接近无色。结论：观察溶液颜色的方法并不可靠。（3）再分别取（2）的适量溶液，加入NaOH溶液（浓度不要太大），几乎观察不到沉淀产生。结论：加入碱的方法也不是太可靠。（4）再分别取（2）的适量溶液，加入KI淀粉溶液，颜色变化也不是很明显。（5）再分别取（2）的适量溶液，两试管中分别加入KSCN，其中之一显红色，比较明显。因此得出结论：检验Fe3+离子的最佳方案是加入KSCN。（6）向另一支无色溶液的试管中加入氯水或双氧水，溶液变红。结论：Fe2+遇较强氧化剂容易被氧化成Fe3+，Fe2+具有较强的还原性。在创设实验情境的过程中，教师步步引路，层层启发，使学生通过自己的思维不断磨合，逐渐领会，从而积极主动参与化学试验，提高了学习效率，发展了自身能力，陶冶了学生的个性，较好的将核心素养融入课堂教学中。

1.2 教学的延伸，在命题上需要考虑实验思维

有这样一道习题：2g灼热的炭跟适量的浓H2SO4反应，炭全部反应完毕，共收集到气体6.72L（标准状况），则被还原的H2SO4的物质的量为（ ）

A.0.67mol B.0.2mol C.0.4mol D.无正确答案

本题的参考答案是B。我们老师的习惯性思维，也觉得没有什么问题。结果班上有化学学习成绩优秀的同学坚持答案是错的，应该选择D。原来这是一种最典型的僵化思维。炭的氧化产物是CO2，浓硫酸的还原产物是SO2一一对应单一。当然浓硫酸在此条件下的还原产物只能是SO2，炭则未必。凭什么依据说一定没有CO生成？题面的字里行间没有任何暗示。其实，我们教师在演示实验时，是应该能够知道，该实验产生的气体有很多，按书上方程式书写，只是最理想的状况而已，所以如果加上“将气体通过足量NaOH溶液可以全部被吸收”这句话或其它条件，此题才没有问题。

高考试题以基础知识为载体，渗透实验思维，注重过程与方法，叙述严谨，没有这样的问题，但平时我们的练习，需要避免这样的不周到考虑。多从化学学科以实验为主的特点进行研究，剖析，认真命题。以命题巩固教学中渗透的实验思维，提升学习品质。另外一个比较尴尬的事情是最能体现实验思维的是选修2《化学与技术》，但基本上各省市都不怎么要求。

1.3 复习时也要考虑实验，精选典型的实验思维问题，强化思维训练，促进学生思维品质的全面发展

平时新课时，实验体验得很充分。但在复习中一般就没有实验了，渗透实验教学也就没有那么迫切，尤其是在高三复习中，比较常见的复习方法是“练习加讲评”，几乎没有涉及什么实验，如果有也仅仅是个别老师验证某些之前忽略或有争议的实验。但是大多数的习题中蕴含的实验思维，要求很高。例铝单质与硫酸铜溶液反应的方程式书写。按照书上要求，是置换铜单质的（原来的人教版教材上有彩色图片的）。但在实验中会发现，有无色气体生成。请问可能的原因。这里涉及水解、溶液保存、溶解等内容。又例如：如果实验室需要硫酸铜，请问有哪些途径可以制得？从两个方面可以考虑，一是常规的化学反应，二是考虑电化学。每个方面又多少种途径，同时可以探讨不同种方法的优势分别是什么。不论是模块复习还是什么复习方式，渗透实验思维，对学生的品质及方法是很有提升的。

1.4 开展实验思维速度竞赛，鼓励学生迅速对实验问题进行思考，及时表扬反应快而准的学生，培养学生化W实验思维的敏捷性

例如，只有三种无色的试剂，分别是稀盐酸、NaOH溶液、酚酞，除了仪器之外，不用其它任何试剂，如何鉴别？这个题虽然简单，但能够比较好的体现学生的思维。

2 教学研究要提高，需要提升实验思维

2.1 对教材的实验进行深入挖掘，对学习思维能力进行提升

案例：人教版必修1中，有这样一个实验（实验3-3）：在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块绿豆大的钠放入水中，你看到什么现象？这个实验现象很明显，也简单（做实验时注意安全）。分析了这个实验，要理解这个重要的实验，教师一般会增加一个实验：将钠投入到盛有CuSO4溶液的烧杯中有何现象？可以置换出铜吗？

让学生先思考，分析可能的反应，写出化学方程式。然后让学生做实验。出乎意料的现象引起学生的注意，比与水反应剧烈，有气体和蓝色沉淀产生。根据试验现象，组织学生讨论，得出合理的解释和写出正确的化学方程式，再理解钠与水的反应。

再研究，有时候做这个实验时，由于CuSO4溶液浓度和钠的量问题，偶尔会看见有黑色沉淀，可以设问：为什么看见黑色沉淀？可能的物质是什么，怎么得到的？或许有同学回答是CuO，或许CuS等。然后可以查阅资料，进行实验验证，最后得出结论，黑色固体是CuO。

一位教师对此进行研究，设置了这样一个问题：根据老师的讲解，钠与CuSO4溶液，应该产生蓝色沉淀，但某学习小组实验时，不知道怎么回事，却得到了红色固体。他们是这样做的，将适量CuSO4溶液滴入盛有金属钠的试管中，多数得到黑色固体，有时得到蓝色固体，有一次竟然得到红色固体，他们不知道为什么会出现这样的状况，请你帮助他们分析，这样的现象可能吗？如果可能，请写出相关的化学方程式，如果不能，请说明原因。很多学生答出的答案五花八门，有人认为这是不可能的，有人认为直接置换出的铜的，等等。

为了解决这个问题，教师再次做实验，果然观察到的现象：反应更剧烈，溶液喷溅，试管壁有红色的固体析出。教师慢慢引导，剖析钠与水反应的现象，该实验的用量、顺序、现象，排除错误的见解，从而经讨论得出正确结论：CuSO4溶液少时，剧烈反应产生的热使生成的Cu（OH）2分解为 CuO。在充满氢气的氛围中，由于溶液少，部分CuO固体被还原成单质 Cu，故看见红色固体。

从这个教学案例中，可以看出，实验在思维引导上的重要作用。而这个案例深入思考和拓展分析的来源，氯化铝溶液和氢氧化钠溶液相互滴加顺序不同，现象不同。复习时也可以归纳总结很多这样的案例，例如碳酸钠与盐酸的反应及计算等。如何在学习和巩固练习中体现实验教学这样的思维呢？

2.2 拓展教学，进行化学与生活的相互衔接

案例：在讲了二氧化硫对大气的污染以后，我们有教师提出了研究“空中死神”的课题，并提出酸雨为什么叫“空中死神”。什么叫酸雨，酸雨是怎样形成的，酸雨的成份和传输如何，有什么危害等一系列问题，引起了学生浓厚的兴趣，部分学生立即组成环境科技活动小组，围绕酸雨这个中心课题进行研究性学习。教师对学生的研究方向提出了指导性意见，再让学生自主进行，如何模拟酸雨的形成，如何监测不同浓度的酸雨对植物的影响，如何把宏观复杂的环境污染简约缩微为经济可行的实验研究，并在此基础上寻求对策。学生通过网上搜寻，查找资料，反复讨论，定下实验方案，经教师指正后，确定了实验研究的方案，最后实验小组明确分工，利用双休日进行实验探索。学生的自主性得到了充分发展，学生既是学习者，又是研究者。

面对全新的课题，无任何现存答案，学生积极探索，慎密思考，综合应用学过的化学、生物、物理知识，认识探索酸雨的危害。在实验操作中，必须与多人合作，培养了学习团队精神。实验并非完全顺利，参研学生面对问题产生的困惑到得到解决的问题的愉悦，又培养了学生忍受挫折的意志和健康的情感。该学习的成果被送到四川省示范性高中研究性学习成果展示会展出。

3 结语

总之，实验在化学教学中的重要地位，化学课的质量提高离不开化学实验，实验能充分发挥学生的主动性、创造性，自己或和W生一起探究、发现所获得的乐趣是任何外来的奖励无法做到的。在实验中培养学生的化学学科素养、化学能力、合作能力和语言素养、化学思维素养、跨学科综合创新素养、正确的情感、态度和价值观等相对更容易，激活学生思维，实验是不可替代的，实验思维的重要作用是独一无二的。

参考文献：

[1] 朱立峰.化学思维方法[J].广东教育出版社，2013.9.

[2] 刘凯，吴新建，张贤金.以“模块穿越”搭建铜及其化合物复习教学设计[J].中学化学教学参考，2016（1-2）.

[3] 王叶浓.挖掘演示实验魅力，激发学生学习兴趣[J].中学化学教学参考，陕西师范大学出版总社，2016（10）.