摘 要：实验活动是使学生通过亲身经历体验科学探究的一种有效途径。作为义务教育阶段化学课程的启蒙教师，不但要认真解读教材文本，更应深入挖掘实验教材背后的教育价值，让学生的科学素养在实验活动中得到有效提升。

关键词：测定空气中氧气含量;实验教学;素养教育

《义务教育化学课程标准（2011版）》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，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念;引导学生体验科学探究的过程，培养学生的实践能力;引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。”

科学探究是义务教育阶段化学课程中的五个一级主题之一，它包含了四个二级主题，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。《义务教育化学课程标准（2011版）》规定要培养学生的基本实验技能，完成8个学生基础实验。学习和运用化学实验技能和科学探究方法，离不开实验活动，因此科学探究既作为学习方式，又作为学习内容和目标，贯穿在其他各个主题的学习中。

作为义务教育阶段化学课程的启蒙教师，我们不但要认真解读实验教材文本，更应深入挖掘实验教材背后的教育价值，让学生的科学素养在实验活动中得到有效提升。在此，下文将以解读人教版教材中的“测定空气中氧气含量”实验为例，谈谈对初中化学实验教学中素养教育的初步认识。

一、 对教材和学情的初步分析

1. 人教版九年级化学教材把对“空气的认识”安排在上册第二单元第1课题，作为初中化学中接触具体化学物质知识的开端，这样的编排符合“从学生熟悉的事物入手，进行科学教育”的原则，也可以比较顺利地引导学生进入化学世界探索物质的奥秘。

2. 尽管小学自然课对空气和氧气已略有介绍，但由于空气看不见摸不着，学生只知道它的重要性，却不清楚空气到底是什么。所以教材以“空气是由什么组成的”作为本课题的第一板块，先介绍了法国化学家拉瓦锡对空气成分研究的有关实验和贡献，而后仿照设计了一个简单的“测定空气里氧气的含量实验”，最后简介了空气中的其他组成成分。

二、 “测定空气中氧气含量”实验教学的普遍现状

1. 照本宣科地完成演示实验，缺乏对实验的深入推理。教师演示完实验，学生观察到烧杯中的水沿导管进入集气瓶约上升1/5体积，教师就引导学生下结论“空气中氧气的体积分数约为1/5”。当时学生会认同我们给出的结论，但这只是被老师告知的结论，学生并没有经历自己内心真正的思维推理和演绎，也没有落实反思与交流，因此根本谈不上发展学生的探究能力和科学素养。

2. 过度重视对实验的记忆。具体表现为：以背实验步骤、现象、结论，背考点为主要任务，强化了实验结论，弱化了实验过程，这样与新课程理念、素养教育背道而驰。

3. 实验教学重点有偏差。把教学重点放在了误差的讨论上，而忽视了这个实验的原理背后的教育价值。这样的教学只停留在文本表层，忽略了科学实基本方法、基本观念的渗透。

三、 “测定空气中氧气含量”实验教学的深层解读

1. 设计实验问题串，重视科学推理过程

我们在进行这个实验教学时，如果只是引导学生通过观察水的回流认识空气中氧气含量约为1/5，就显得很肤浅，也没有价值。因此，我认为在教学该实验时可以设计以下几个问题，引导学生进行推理：

（1）实验前，集气瓶中的气体全部是什么气体？

（2）为什么红磷一定要过量？

（3）红磷燃烧后生成物是什么状态？有没有生成新的气体？能不能选择燃烧后会生成气体的其他物质？

（4）红磷燃烧消耗了氧气，会使集气瓶中的压强如何变化？水为什么会回流入集气瓶？

（5）为什么要冷却到室温才能打开止水夹？如果没有冷却就提前打开，会有什么影响？

教师根据实验内容创设问题情景，设计这样一组有层次、相互关联的关键性问题，引导学生深入思考，深刻理解实验推理的基本思路。学生只有经历了这样严密的思考和推理，才能实现探究能力的发展，落实素养能力的提升。

2. 关注化学发展史，注重实验教材渊源

伟大的化学家拉瓦锡“测定空气中氧气含量”的实验，被誉为“最美四大实验”之一。

然而不少教师在上这一课时，对于空气成分的发展史往往视而不见，忽视了教材与史实的联系，很唐突地进行演示实验，并告知学生结论。其实，我们在分析和处理教材时，不妨多进行这样的思考：拉瓦锡的“测定空气中氧气含量”与教材中的“测定空气中氧气含量”实验有什么关系？带着这样的疑问进行备课，才能发现这两个实验通过相同的实验原理串在一起，引導学生初步了解该实验背后的教育价值。

3. 深层解读文本，挖掘实验的教育价值

关于实验原理的具体分析，我们又可以设计一个个问题：“实验前要检查装置的气密性吗？为什么？”“能不能在敞口容器中测定空气中氧气含量？”……学生通过思考、讨论后能找到答案。老师再进行适时分析、归纳出这个实验背后的价值——在密闭体系中，利用压差法间接证明一种混合气体且测定某一成分的体积分数或含量。这就自然而然地渗透了密闭体系下的守恒观，为后期开展质量守恒定律的实验探究埋下伏笔。

四、 链接中考——体现实验教学中的素养教育

近年来，各地市的中考不再是考查学生的死记硬背，而是以检测学生通过阅读材料、获取有效信息、解决实际问题等各方面的能力为目的的考试，这种试题的特点在探究题中得到充分体现。在此，我将以2019年福建省中考化学试题第17题为例来进行简要说说实验中的素养教育。

（一） 原题再现

某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验：

【实验1】用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数;

【实验2】在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数;（图1、图2略）

（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是    。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶中的原因是    。

（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是    。

（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间的变化关系分别如图3、图4所示，依据图3、图4信息，    （填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是    。

（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是    （写两点）。

【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中的二氧化碳的体积分数。（如图5，图6）

问题：

（5）甲同学设计图5所示装置进行测定，浓氢氧化钠的作用是    （用化学方程式表示）。

（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是    。

（二） 本题知识考点分析

本试题以“测定密闭容器中某种气体的体积分数”为核心线索，揉合实验现象描述与分析、化学方程式的书写、反思与拓展，在实验探究中进行分析和推理，充分体现省考纲“初中化学学业考试准确地反映初中毕业生达到《义务教育化学课程标准（2011年版）》所规定的化学学科学习水平”的要求;充分发挥了考試对教学的导向作用，凸显学科特点、加强实验教学，引导教师改进课堂实验教学，以学生为本，让学生学会学习、提升科学素养;充分体现了知识的基础性：面向全体学生，考查了初中化学基础知识、基本技能、学科思想与方法，利于学生今后的可持续性学习发展;充分体现了科学性：主、客观题比例科学，留给学生充分思维和解答的时间。

我们认真分析这道题不难发现，它以“红磷燃烧法测定空气中氧气的体积分数”这个教材中的实验为原型，进而用铁粉除氧剂代替红磷减小实验误差，最后拓展为测定用排空气法收集的集气瓶中的二氧化碳的体积分数。实验层层推进，问题抽丝剥茧，都回归到一个关键：利用密闭体系中产生的压差来测量某一成分的体积分数。在新授“空气中氧气含量测定”实验时，如果我们都能做到不只停留在实验的表象上，而能深层次挖掘实验文本背后的教育价值，那么不管中考如何设题，学生们都将能应答如流，因为在平时的教学中我们注重和培养了探究能力，即素养教育。

总的来讲，本试题针对多年来形成的初中化学“听、记、背、练”的现状，在一定程度上将科学探究作为改变学生学习方式的突破口，并强调科学探究是重要的学习活动和实践过程;检测了教师的有效教学和学生的有效学习。

（三） 反思与感悟

结合本试题的分析与探究，我们教师在平时的实验教学过程中注意以下几个方面。

1. 从知识上，要重视基础、夯实双基，使学生全面掌握知识。

2. 从方法上，要重视学生知识落实与迁移。

3. 从思想上，要重视回归教材，处理好练习、复习、考试的频率关系。

4. 从能力培养上，要引导学生学会思考和推理，让学生思维迁移、发散，开拓、活跃，切实提高分析和解决问题的能力，落实素养教育。

以上是本人以解读“空气中氧气含量测定实验”为例，对初中化学实验教学的几点思考，“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。只有深入钻研教材，深挖文本的教育价值，才能使学生的科学素养得到有效提升！

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]黄燕宁.初中化学有效教学[M].北京：北京师范大学出版社，2015.

作者简介：张香珠，福建省三明市，三明市宁化第五中学。