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1、巧借化學(xué)實驗裝置 提升學(xué)生核心素養(yǎng)鄒標摘 要組裝、設(shè)計化學(xué)實驗裝置，是提升中學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑。通常可以從以下幾個方面開展化學(xué)實驗裝置的改進與設(shè)計：趣味實驗設(shè)計、巧用“多材一用”、課本實驗再改進、組合實驗裝置、自制實驗裝置等，以提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。關(guān)鍵詞化學(xué)實驗；裝置改進；核心素養(yǎng)中圖分類號 G633.8 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6058（2018）20-0065-02化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”五個維度。化學(xué)實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)的核心與根本，化學(xué)實驗離不開實驗儀器與裝置，化

2、學(xué)實驗儀器與裝置的組裝、改進是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要內(nèi)容。本文就如何以化學(xué)實驗儀器與裝置為切入點，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)進行了一些探究。一、設(shè)計趣味化學(xué)實驗，感知化學(xué)核心素養(yǎng)改進實驗裝置，設(shè)計趣味化學(xué)實驗，可讓學(xué)生在神奇的化學(xué)變化中，感知化學(xué)核心素養(yǎng)。例如，CO2與NaOH溶液反應(yīng)的實驗現(xiàn)象不明顯，我們可以通過改進實驗裝置（如圖1），將其設(shè)計為趣味實驗，使二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實驗現(xiàn)象形象化、直觀化。學(xué)生通過直觀的宏觀現(xiàn)象，理解CO2與NaOH溶液的反應(yīng)本質(zhì)，體驗“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)。這幾個裝置的實驗原理類似，改進的目的都是放大體積變化的現(xiàn)象，讓學(xué)生感知“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)

3、。各種各樣的實驗裝置設(shè)計，卻能達到同樣的實驗?zāi)康模寣W(xué)生感知探究與創(chuàng)新的樂趣，感知“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)；等等。二、巧用“多材一用”，培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)“多材一用”屬于聚合思維，是一種創(chuàng)新思維，即在解決問題過程中，利用已有的經(jīng)驗與知識，將多種信息、線索指向同一個問題的思考方向，充分吸收各種方法的優(yōu)點，尋找最好的方法去解決問題。教師在平時的教學(xué)過程中，通過演示實驗、實驗展示、微視頻、課外化學(xué)實驗、興趣活動等多種形式，展示“多材一用”的實驗原理，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，播下創(chuàng)新的種子。例如，“氣體的制取與性質(zhì)”實驗教學(xué)中，我們可從相關(guān)的方面（如制取、冷凝、干燥、防倒吸、量氣、尾氣處理等）引導(dǎo)學(xué)生

4、開發(fā)“多材一用”裝置，對各化學(xué)實驗儀器的基本功能及拓展功能有明確的認識，在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維、拓展視野，示范引領(lǐng)、引導(dǎo)學(xué)生參與活動，以培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)。例如，圖2都是固體與液體反應(yīng)，不需要加熱的實驗裝置，是同一實驗原理的多種變式實驗裝置，它們都能達到相同的快速制取氣體的目的。“多材一用”能培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)。三、課本實驗再改進，滲透化學(xué)核心素養(yǎng)化學(xué)教師在教學(xué)中可通過對課本實驗的再設(shè)計，引領(lǐng)學(xué)生多角度思考問題，然后對課本實驗進行改進。在實驗改進的過程中，引導(dǎo)學(xué)生推理反應(yīng)原理，建立認知模型，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等核

5、心素養(yǎng)；聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際，從環(huán)保、節(jié)約等方面改進實驗裝置，培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)精神與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。例如，改進二氧化硫制取與性質(zhì)實驗裝置。改進1：利用套管，見圖3；改進2：利用注射器，見圖4；改進3：利用培養(yǎng)皿，見圖5；改進4：利用Y形管，見圖6。改進后的實驗操作簡單、快捷，可以讓學(xué)生做分組實驗，實驗現(xiàn)象明顯，在實驗過程中滲透“證據(jù)推理與模型認知”“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)；學(xué)生動手實驗，親身體驗，且設(shè)計的實驗裝置有新意，套管、注射器、培養(yǎng)皿、Y形管等儀器，不是中學(xué)實驗室常見的化學(xué)實驗儀器，開發(fā)這些非常規(guī)儀器的實驗功能，滲透了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)；讓學(xué)生觀察具體化學(xué)反應(yīng)的實驗現(xiàn)

6、象，滲透了“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)；這些改進的實驗裝置，裝置簡單、操作方便、試劑用量少、綠色環(huán)保，可培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，滲透了“科學(xué)精神與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。四、組合實驗裝置，體驗化學(xué)核心素養(yǎng)將中學(xué)化學(xué)常見的實驗儀器進行組合，可提升化學(xué)實驗的效率，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，讓學(xué)生體驗化學(xué)核心素養(yǎng)。例如，將氨氣的制取與性質(zhì)實驗裝置組裝為綜合實驗裝置（如圖7）：音樂卡片可使微觀的氨水導(dǎo)電性通過宏觀實驗現(xiàn)象體現(xiàn)出來，滴有酚酞的溶液變色可使“氨水微觀電離顯堿性”這一性質(zhì)通過宏觀實驗現(xiàn)象表現(xiàn)出來，讓學(xué)生體驗了“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)；利用此裝置，可做多種氣體（如NH3、 HCl

7、、SO2、 CO2等）制取與性質(zhì)的實驗，幫助學(xué)生認識噴泉實驗的原理，體驗“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)；組合的實驗裝置為一體化裝置，快捷、高效，讓學(xué)生體驗了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)；整套裝置是一個密封的整體，環(huán)保且使用的藥品比常規(guī)方法節(jié)省，讓學(xué)生體驗了“科學(xué)精神與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。五、自制實驗裝置，提升化學(xué)核心素養(yǎng)經(jīng)過趣味化學(xué)實驗、組合實驗裝置、課本實驗再改進等活動，學(xué)生對化學(xué)實驗裝置有了比較深入的認識，在此基礎(chǔ)上，教師或教師與學(xué)生一起自制實驗裝置，再利用自制實驗裝置開展實驗探究活動，可進一步提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。例如，自制綜合電化學(xué)實驗裝置（如圖8）。此實驗裝置由兩部分組成，分別為

8、反應(yīng)單元和檢測單元。反應(yīng)單元有電解槽、電鍍槽、原電池；檢測單元有電壓表、電流表、小燈泡、音樂卡等。此裝置既有具體的電流、電壓數(shù)值顯示，又有燈泡、音樂等直觀現(xiàn)象顯現(xiàn)，操作簡單、實驗時間短、實驗效果明顯，可提升學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)；將原電池與電解池相結(jié)合，一套裝置既可以做原電池實驗（斷開電源），又可以做電解池或電鍍實驗（連通電源），具有通用性，借助此自制裝置進行實驗，可提升學(xué)生的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)；還可以拓展做趣味實驗，如水果電池、氫氧燃料電池，方便探究原電池、電解池的各種影響因素（酸堿度、電極材料、電極之間的距離、是否使用鹽橋等），通過此實驗裝置，觀察電極反應(yīng)現(xiàn)象，再

9、根據(jù)化學(xué)實驗現(xiàn)象，推測反應(yīng)原理，在實驗的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生建立燃料電池、電解池、普通原電池、電鍍等模型，提升學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)；聯(lián)系生活（如水果電池、自制消毒水、樹葉書簽等）、模擬工業(yè)生產(chǎn)（如綠堿工業(yè)、燃料電池、電鍍等）、倡導(dǎo)環(huán)保節(jié)能等，可提升學(xué)生的“科學(xué)精神與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。綜上可知，化學(xué)實驗儀器與裝置貫穿中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，如教師的演示實驗、學(xué)生的分組實驗、課外興趣實驗、青少年科技創(chuàng)新活動、發(fā)明與創(chuàng)造等?；瘜W(xué)教師在教學(xué)中，以化學(xué)實驗裝置為切入點，由易到難，由簡單到復(fù)雜，設(shè)計趣味化學(xué)實驗、改進實驗裝置、自制實驗裝置、組合實驗儀器等，再結(jié)合具體的化學(xué)實驗探究活動，讓學(xué)生在潛移默化中感知、體驗、滲透、提升、“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等核心素養(yǎng)。通過化學(xué)實驗儀器與裝置的改進，大大提升了學(xué)生的動手能力和實驗設(shè)計能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識以及發(fā)明創(chuàng)造的動力，培養(yǎng)了學(xué)生良好的思考和行為習(xí)慣，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。（責(zé)任編輯 羅 艷）