淺談培養初中學生化學核心素養中“二氧化碳”實驗的教學探討

◎陳以聰

核心素養作為當前學生發展過程中必備的能力之一，是促進學生全面發展的重要組成。因此，在現代教學過程中，培養學生的核心素養要求越來越高。對于化學學科而言，老師需要通過培養學生學習興趣來增強教學實效性。同時，通過合理化的教學模式，可以讓學生在構建化學知識結構時掌握化學思維，最終增強學生的化學核心素養。

一、初中學生化學核心素養簡介

初中學生化學核心素養所指的是化學基本素養，通過培養學生的化學思維能力，讓學生具備應用化學知識解決實際問題的能力。老師在開展化學教學過程中，需要通過培養學生對化學知識學習的興趣，激發學生對化學知識自主探究意識。打破傳統“填鴨式”的教學模式，有效提高初中學生的化學核心素養。目前，許多初中化學教學還是以應試教育的方式開展教學。學生則是以被動接受的方式對化學知識進行死記硬背，無法突顯出學生在學習中的主體地位。從而讓學生失去了對化學知識的學習興趣，甚至對于本身具有趣味性的化學實驗教學也變成為了枯燥的課堂教學。因此，為了能夠更好地培養初中學生的化學素養，需要在開展實驗教學過程中，不僅要讓學生對實際化學原理進行理解，還需要在教師的精心安排下，讓學生對化學實驗規律進行全面掌握。從而在掌握物質變化的內在規律后，為其后續的化學計算學習奠定基礎。簡單而言，初中學生化學核心素養的培養，需要激發學生對化學知識的學習興趣，讓學生對化學思維有一個初步印象，并在其腦海中形成正確的化學觀念。

二、初中學生化學核心素養——以“二氧化碳”實驗教學為例

在培養初中學生化學核心素養過程中，可以利用好初中化學教學中的實驗教學，讓學生通過有趣、直觀的實踐來構建化學知識。比如：以初中化學實驗內容中的二氧化碳制取和性質實驗為例。傳統的實驗裝置較為復雜，學生在使用其裝置時，會表現出操作性不強以及浪費實驗藥品的問題。在原初中化學教材中的二氧化碳制取裝置（如圖1），要求學生按照具體的實驗步驟開展實驗。其實驗步驟需要做好以下幾個方面的準備。（1）根據材料中的連接方式按圖1進行連接，并認真檢查實驗裝置的氣密性。（2）學生根據實驗要求，在試管中放入大理石或石灰石并將稀鹽酸注入到試管中。在完成注入流程后需要立即使用帶導管的橡膠塞來封堵試管口，學生觀察到氣體從導管逸出。在以圖1裝置來進行二氧化碳實驗過程中，存在有以下幾個方面的缺點，對于培養學生化學核心素養形成了一定的影響。第一：實驗控制性不高。在實驗時，學生在注入稀鹽酸（量不能超過試管的1/3）時必須要以非?？斓乃俣葋硗瓿刹僮?，否則稀鹽酸與大理石接觸后會很快完全反應。如果學生操作沒有控制好，實驗很容易失敗。第二，實驗操作性不強。稀鹽酸在與大理石接觸并進行反應過程中，會產生非常多的泡沫，對于學生會產生一定的畏懼心理，最終導致實驗失敗。第三，浪費藥品。兩種物質接觸反應速度非?？?，實驗過程中經常會出現學生沒有塞住試管口就產生大量氣體逃逸的問題，需要重新實驗來進行觀察，從而對于藥品形成了很大的浪費。

為了更好地通過實驗教學來培養學生的化學核心素養，應該針對傳統裝置進行改進，讓其具備結構簡單、操作方便的同時，還可以對其實驗的反應速度進行控制。不僅可以節約藥品，還可以方便學生對反應過程的觀察，提高學生對化學實驗的興趣，提高實驗成功率，有利于培養學生的化學核心素養。在進行二氧化碳實驗裝置改進時，可以選擇一支具支試管，并將側支管口連接導氣管，使用橡膠塞分液漏斗插入試管中，連接后的二氧化碳制取裝置如圖2所示。在完成實驗裝置改進之后，可以修改實驗步驟，讓學生按實驗步驟來進行操作，其步驟主要為：（1）根據圖2進行連接裝置，認真檢查其裝置的氣密性。（2）將過量固體大理石置于具支試管底部，確保實驗過程中可以產生足量的氣體。（3）慢慢打開旋塞，可以確保稀鹽酸能以稍慢的速度注入，當酸液與大理石接觸時即可以快速產生二氧化碳氣體。通過改進后的裝置對于培養學生的化學素養具有非常大的促進作用，具有以下幾個方面的優點：第一，實現物質接觸以及反應速度的可控性。在進行實驗時，當反應速度出現過快或者過慢時，可以通過旋塞來控制稀鹽酸的注入速度，對反應速度進行有效控制。第二操作性得到了提升。通過改進后的二氧化碳制取裝置，學生在操作時不會因產生大量泡沫而對化學實驗產生畏懼心理，增強了學生對實驗教學的興趣，有利于培養學生的化學素養。第三有效節約藥品。在實驗過程中，如果達到所需二氧化碳氣體時，可以通過旋緊旋塞來控制反應，有效節約了藥品。

此外，為了培養初中學生化學核心素養，可以引導學生對二氧化碳制取實驗進行創新，以問題引導的方式對學生進行引導。比如：通常情況下，大家都是采用稀鹽酸來制取二氧化碳，那么請問：“稀硫酸能否用于制取二氧化碳？”學生在教師的引導下，會嘗試著去開展實驗。并選擇稀硫酸與塊狀大理石作為實驗材料。在實驗中發現，在兩種物質進行反應時，會在初期反應時產生較多氣泡。隨著時間的推移，反應速率會很越慢，最后停止。學生對于此現象會進行認真思考，最終得出結論。反應停止的原因是在反應過程中，形成了微溶于水的硫酸鈣，從而阻止了反應的繼續進行。有了這個實驗的鋪墊，學生發揮出了自身的主觀能動性，自主對使用大理石粉末與稀硫酸反應進行了思考。學生通過思考后認為，如果在稀硫酸的量足夠時，可以確保大理石粉末可以完全反應。因此，粉末狀的大理石，其顆粒較小，可以形成與稀硫酸較大的接觸面積。教師在此時，還可以及時向學生提問：“大家思考一下，可以選擇濃硫酸與大理石來進行反應制取二氧化碳嗎？”學生估計會難以回答，但老師加以引導、點撥，告知濃硫酸的溶質質量分數是98%，“硫酸的濃度大還是少？”、“含水量非常少還是多？”，得出結論：在兩種物質發生反應時，會快速地形成硫酸鈣并會沉淀，其反應會立即停止，無法用來制取二氧化碳。通過一系列的問題引導，學生的化學思維能力得到了提升，并樹立起了自主探究意識，有效地培養了初中學生的化學核心素養。

三、結語

總之，在開展初中化學實驗教學過程中，想要培養學生的化學核心素養，需要在教學過程中培養學生的化學思維，并通過認真觀察、思考物質構成和性質，來對化學知識進行理解。學生通過簡便的實驗操作，可以增強學生的動手能力以及觀察能力，對促進學生化學核心素養提升具有非常大的作用。