初中化学实验教学中如何培养学生的核心素养——以“二氧化碳实验室制法探究”为例

初中化学实验教学中如何培养学生的核
心素养——以“二氧化碳实验室制法探
究”为例
摘要:化学是一门基于实验的科学，通过实验教学可以有效培养学生对化学的兴趣，培养学生的化学思维，使其掌握化学知识、掌握化学知识、掌握实验技术，培养学生的观察、实验能力。

初中化学教师要通过实验教学激发学生的学习兴趣和好奇心，充分发挥他们“敢于思考，敢于实验，敢于创新”的积极性，提高学生的科学探索能力、创造能力、证明推理和模式认知能力。

基于此，本文将从以下几个方面出发，详细阐述在初中化学实验教学中培养学生核心素养的有效策略，以期能够为相关教育工作者提供一些必要的参考。

关键词：初中化学；核心素养；二氧化碳；教学设计
在新课程改革背景下，学科核心素养已成为当今课程改革的重要内容。

化学学科的核心素养有：“宏观识别和微观分析”、“变化观念和平衡思维”、“证据推理和模式认知”、“科学探究和创新意识”、“科学精神和社会责任”。

在初中教育阶段，化学教学处于起步状态，大多数学生都是出于好奇心和兴趣而对其进行学习。

《九年义务教育全日制初级中学化学教学大纲(试用)》指出，化学是一门以实验为主的课程。

教师要通过实验教学，激发学生对化学的兴趣，使他们形成自己的化学观念，掌握化学知识和技巧，并自主进行实验与观察【1】。

这对培养学生实事求是、严谨的科学态度和学习方式有很大的帮助。

二氧化碳实验室制法是初中化学教材中的重要内容，教师可以通过实验、讨论、阅读、实验方案设计等方式，发现（提出）问题——提出假设和猜测——设计实验——对收集到的信息进行分析、解释、得出结论。

通过实验和讨论，使学生逐渐了解科学探究的方式，并建立起科学探究的模式，有效提高学生的科学探索能力、创造能力、证明推理和模式认知能力【2】。

一、教学流程和情景设计
笔者从所在学校抽取学习成绩相当的2个班级分别进行教学试验，这些学生未学过此内容，对“二氧化碳实验室制法”的现象及要探讨的问题是陌生的，能比较真实的反映出在给
定学习条件下对该实验的现象及要探讨的问题的学习心理过程【3】。

教学实验在两个班级（编号为A、B班）分别进行。

教学试验的方法：
（1）在A班教学中，首先将全班36名同学平等划分为6个小组，每组6名
同学，然后学生自行阅读书中“活动与探究”，在教师提供所需仪器试剂的前提下，学生自己动手完成“二氧化碳实验室制法”的探究，并进行有关问题的探析。

（2）在B班教学中，首先将全班36名同学平等划分为6个小组，每组6名
同学，教师对“活动与探究”中“二氧化碳实验室制法”加以细化、组织、设计，形成资料，发给每位同学，通过自行阅读分析，动手完成资料中的实验并进行有
关问题的探析。

教师可以用1~2分钟的环境视频来说明，在人类的发展过程中，大量的二氧
化碳会导致地球变暖。

让学生在观看视频的同时，也能了解到什么是产生二氧化
碳的条件？可以分成多少种？然后再由学生进行讨论，归纳整理。

二氧化碳的生成有三种主要的反应。

（一）燃烧有机物，如碳、一氧化碳、甲烷。

（二）高温条件下碳和一氧化碳的还原反应。

（三）高温下碳酸钙的降解。

探讨总结：这些反应能产生纯二氧化碳吗？是否可以在实验室中使用？在燃
烧和还原过程中，一次不能获得纯二氧化碳；碳酸钙的分解可以获得纯而二氧化碳，但反应温度较高，适宜于工业生产。

没有一种是用于实验室生产二氧化碳的。

视频导入：网络视频——苏打和醋液清洗污渍，“鸡蛋游泳”的爱好试验，“草酸”清洗瓷砖中的碳酸根盐类，与酸性物质发生化学反应会产生大量的气泡，
也就是二氧化碳。

按实验室制氧方法，固体和液体反应产生的气体更适宜在实验
室中使用。

实验方案：
药物选用：碳酸钠、碳酸钙（同时准备块状、粉末状固体）初中实验常用的酸：稀盐酸、稀硫酸（同等浓度）。

采用碳酸钠和碳酸钙的块状及粉末状固体，
在同等体积的稀盐酸或稀硫酸的条件下，同时进行反应。

实验互动1：采用碳酸钠、碳酸钙块、粉状固体与同等体积、相同浓度的稀
盐酸进行反应的方法：通过对块状和粉状固体与相同酸的反应进行对比，得出了
在实验室条件下，块状固体与酸性物质的反应可以获得连续、稳定的气体流动。

由于碳酸钠固体和酸的反应速度过快，很难控制，因此进一步确定药品用碳酸钙
块状固体与稀盐酸。

实验活动2：将碳酸钙块状固体与稀硫酸的反应，其目的是通过与稀硫酸的
反应，可以判断出碳酸钙在与酸的反应中会发生包覆，反应会非常的缓慢，这样
就可以进一步确定碳酸钙和稀盐酸之间的关系。

探讨总结：实验现象的记录，结果分析1）粉体的反应速度要比大颗粒的速
度快；大块固体可获得连续、稳定的气体流动。

2）碳酸钠与酸的反应速率较高，难以控制；3)经过一定的时间后，碳酸钙与稀硫酸的反应变得缓慢。

结果表明：
碳酸钙块状固体与稀盐酸发生反应，会形成均匀的气泡，在实验室中更适宜于二
氧化碳的制备。

爱这一过程中，要选择安全、易操作、经济的药物。

设计意图：采用控制变量的方法，寻求最优的实验路径，帮助学生确立科学
探究的基本模型。

在此基础上，培养学生运用实验方法解决问题的能力，提高学
生的科学探究能力和创新意识。

探讨总结：从实验室制氧的方法出发，对发生装置、收集装置的特性进行综述【4】。

二
氧化碳的生产设备是按照实验室制氧方法中双氧水和二氧化锰的反应而设计的；二氧化碳的
收集设备是按照二氧化碳在水中溶解和重于空气的特性而设计的。

实验活动3：连接设备，制作一瓶二氧化碳，进行充气测试。

探讨总结：总结实验过程和注意事项，从实验室制取两种气体的方法入手，对其进行分类和总结。

设计意图：藉由总结两种不同的气体制备方法，帮助学生建立一套基本的气体制备方法的理论模型，本课程旨在探讨初中化学实验中的多种气体制备方法，以提高学生的“证明推理和模式认知”等学科核心素养【5】。

二、教学反思
通过实验、讨论、阅读、实验方案设计，发现（提出）问题，提出假设和猜测，设计实验，对所收集的信息进行分析并得出结论。

基于初中化学课程，建构和形成科学探究模式，提高初中学生化学学科核心素养【6】。

本课程共设置了两个课时的实验探究，其中，二氧化碳气体的配制和回收设备的选择以及二氧化碳的制作和收集使学生必须掌握的内容。

教师要通过实验和探究，使学生能够真正融入到课堂中，在教师的指导下，进行有效的交流、探讨和实验。

在讨论与评估中，学生能够学会通过讨论和探究解决实际问题的方式，在师与生的合作、生与生的合作中，体会到科学探究的喜悦和成就感。

参考文献:
[1]耿玉婷.核心素养下初中化学实验教学策略优化研究[J].试题与研
究,2022(24):83-85.
[2]潘月娜. 基于“科学探究和创新意识”核心素养的初中化学实验教学研究[D].延边大学,2021.
[3]李林敏. 基于核心素养下的初中化学实验设计研究[D].西南大学,2020.
[4]路丽阳. 基于学科核心素养的初中化学实验教学策略研究[D].广西师范大学,2019.
[5]吴清华. 基于核心素养提升的初中化学探究性实验教学的实践研究[D].上海师范大学,2018.
[6]张翠敏. 核心素养背景下初中化学探究实验的改进研究[D].鲁东大
学,2018.。