基于培养学生核心素养的化学实验教学
——以“碳酸钠与碳酸氢钠实验教学为例”
强春春
进入21世纪信息化时代,信息技术的飞速发展每时每刻都在改变着人们的生活和生产方式。正是信息时代经济新模式和职业新形态、社会生活的新特点和个人自我实现的新需求,对传统的工业时代的教育提出了挑战,为了培养适应新时代的人,核心素养概念应运而生。核心素养成为了21世纪全球教育新一轮改革的风向标。各个国家以及国际组织对核心素养的框架进行了热烈讨论。如美国、OECD、欧盟等都提出了自己的核心素养框架。为了适应全球教育改革发展趋势,提升我国综合国际竞争力,我国也于2016年9月13日正式颁布了学生发展核心素养框架并以此引领新一轮的课程改革,面对基于核心素养的课程改革,各基础学科又该做出怎样的反应呢?
化学学科作为一门以实验为基础的学科,首当其冲的便是在实验教学上的改革。基于核心素养的大背景之下,化学学科提出了具有极具学科特色的化学学科核心素养。对于未来时代而言,实验探究与创新意识这一核心素养必然扮演者重要的角色。
许多教师尝试运用实验教学更好的探究“碳酸钠与碳酸氢钠”相关课题。但是实验教学并不是非常理想。本研究将从与“碳酸钠与碳酸氢钠”相关的两个课题展开叙述。
(1)碳酸钠与盐酸互滴实验
传统实验在试管中进行,分部反应的实验现象不直观,不能很好地确定反应是否生成碳酸氢钠。
改进实验用磁力搅拌器减半反应液;用气球显示气体的生成;用恒压式漏斗滴加溶液;添加酚酞指示剂。进行了这样的实验改进,实验现象明显、直观、解决了像碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量发生分部反应的实验教学难点问题。学生在实验过程中领悟碳酸钠溶液与稀盐酸互滴反应的化学反应原理。理解碳酸钠与盐酸分布反应的机理,领会化学反应中量变到质变的辩证思想。
图1 碳酸钠与盐酸互滴实验改进装置
(2)碳酸钠和碳酸氢钠的固体热稳定性实验
这是化学教学中非常经典的预设性实验。这是在碳酸氢钠比碳酸钠容易分解的前提下设计的,实验预设性太强,缺乏探究性。陈立铭等人尝试利用长柄V型玻璃管比较碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性。该实验虽然增强了对比性。但固体药品极难加入到适当的位置,澄清石灰水变浑浊现象极不明显。
图2 油浴法比较碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性
碳酸氢钠固体100℃开始分解,270℃分解完全。与此同时同时加热碳酸钠和碳酸氢钠固体,加热温度相同,只需加热一次。油浴法实验具有很好的对比性、探究性、直观性和简约性,可以粗略地测定碳酸氢钠分解的温度。
将这两个创新设计的实验融入课堂教学中,可以很好的培养学生的实验探究与创新思维能力。
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