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基于科学素养的小组合作实验探究

作者：朱清勇

来源：《中小学教学研究》2016年第03期

摘要[]

小组合作探究利用合作实验营造一个适合养成科学素养的良好氛围。结合空气组成实验教

学，从走进化学史培养科学方法科学精神；走进实验改进发展创新思维；走进小组合作养成团

队探究习惯；走进小组合作提高信息处理能力四方面来提升初中生的科学素养。

关键词[]

科学素养；小组合作；实验探究

义务教育2011化学新课标明确指出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的

好奇心，使每一个学生以愉快的心情去学习生动有趣的化学，激励学生积极探究化学变化的奥

秘，增强学生学习化学的兴趣和学好化学的信心，培养学生终身学习的意识和能力；引导学生

体验科学探究的过程，学习科学方法，在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能

力，全面提高学生的科学素养，促进学生得到全方位的发展”。化学作为一门以实验为基础的

自然科学，化学实验教学对培养学生科学素质有得天独厚的优势，也有义不容辞的责任。通过

小组合作讨论设计实验、协作完成实验、交流总结得出结论，不仅可以培养初中生对化学的兴

趣，促进学生找到内在的原动力；而且可以培养学生的合作意识和团队精神。新时代的化学教

师要善于用奇妙的化学实验把化学展示出来，让学生终生难忘。下面谈谈笔者在进行沪教版空

气组成测定实验教学时，是如何挖掘其科学素养教育因素的。

一、走进化学史，加强对学生科学方法、科学精神的培养

空气组成测定教学蕴涵着诸多科学精神教育因素。实验教学中我先创设情境，图片展示

240多年前法国化学家拉瓦锡定量研究了空气的成分。方法是把少量汞放在密闭容器里加热12

天，发现部分液态汞变成了红色粉末，同时容器里空气体积减少了约1/5，他发现剩余气体就

是我们学习过的氮气。拉瓦锡又把红色粉末放在放在另一个较小的容器中再加热，得到汞和氧

气，且氧气体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。通过实验拉瓦锡得出空气由氧气、氮气

组成，且氧气约占总体积的1/5。

多位化学家在空气组成发现史上做出了卓越的贡献，拉瓦锡测定空气组成实验加热就用了

12天，两位英国科学家发现稀有气体氩气用了两年。化学实验教师应注重科学方法指导：关

注学生实验时信息记录的完整性，适时调控学生情绪，实验观察要有序、敏锐，眼观色，手感

温，鼻闻味，耳听音，多感官协同收集信息才能对实验有最全面的认识。鲜活的化学史知识能

激励学生敢于进取、勇于奉献的科学精神，敢于树立怀疑前人、超越前人的远大志向。

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二、走进实验改进，促进学生科学创新思维的发展

【师】展示一个密闭的125ml空集气瓶，如何测定其中氧气的含量呢？首先要选择能消耗

氧气又不产生新气体的物质，且最好实验过程环保；其次要找到一种测量所消耗氧气体积的简

单方法。同学们可以小组讨论后回答。

【生1】选择固体红磷燃烧；用量杯量体积。

【生2】选择蜡烛燃烧；用量筒量体积。

【师】综合评价学生建议，符合条件的物质很多，本课我们选择红磷和活性铁粉（也可用

暖宝中铁粉代替）两种物质。红磷在点燃的条件下能与空气中的氧气反应生成五氧化二磷固

体，五氧化二磷固体易溶于水；铁生锈时消耗空气中的氧气，生成暗红色铁锈也是固体。

【师】如下面图2装置，从左侧导管吸气进行实验后有何现象？追问为何水会发生倒吸？

【师】如何使测定空气组成实验准确、简洁、高效？沪教版教材P13图1装置结合量筒我

们可以如何改进装置？

【生3】图1选择用量筒代替烧杯准确量出水的体积变化。

【生4】选择试管代替集气瓶减少空气总量。

【师】确定改进后的装置图3和图4，利用改进装置我们来小组完成实验。

教学中我注重鼓励学生敢于突破常规，求新求异，重视启发创新思维。为什么改？怎样

改？改进后效果如何？怎样改，学生小组合作交流集思广益，将实验设计改进通过图示法表达

出来。同时将我从资料中收集的改进方法与学生们分享，并把网络上获取的传感器定量测定信

息介绍给学生，扩宽学生的视野，让学生了解必威体育精装版的初中化学实验手段，启发学生的创新思

维。创新是一个民族进步的灵魂，而创新思维又是创新的灵魂，传统的实验教学忽视了学生主

观能动性和创新思维的发展。