Page 33 - 核心素养背景下高中化学教学策略

第一章 高中化学教学理论

3.设计定量实验
定量实验包含实验目的、物质体系、实验装置、数据处理与误差分析等，学
生需根据“实验目的”确定“物质体系”，设计实验装置、实验步骤，确定需测

定的“数据”，通过证据推理获得结论，甚至建构模型。通过反思实验过程中可
能存在的“误差”，以优选试剂，减小实验系统误差等加深学生对误差分析的理
解。整个过程中，需要学生遵循逻辑思维，具备一定的分析与判断、推理和论证
能力。

4.发挥数字化实验的“量”变功能
数字化实验能将实验过程中相关量的变化以曲线的形式呈现，有利于激发学
生学习化学的兴趣，思考曲线变化的原因，将宏观变化与微观本质紧密结合，参
与分析、推理、论证等高阶思维活动，以深化对化学概念的理解。学生能逐步具

有证据意识，知晓观点、证据与结论之间的逻辑关系，掌握验证观点正确与否的
方法。
“测定空气中氧气的含量”是初中化学中运用定量的方法研究一种气体混
合物的实验，借以培养学生从“量”的视角进行误差分析的意识。有研究者利用

氧气传感器分别测定了过量白磷、红磷燃烧过程中和装有过量铁粉的暖贴的集气
瓶中氧气的浓度变化进行实时读数并绘图，培养学生四重表征思维和证据推理能
力。通过对曲线的起点、拐点和变化趋势进行分析发现：初始阶段，燃烧过程中
放出的热量引起的压强增大大于消耗氧气造成的压强减小，且白磷表现更为显

著，氧气浓度变化情况随着反应进行先减小至不再有明显的变化。装有暖贴的集
气瓶中氧气浓度缓慢下降，且随着装置内氧气含量的减少，吸氧速率越来越慢，
符合浓度对化学反应速率的影响规律。
借助不同物质作为耗氧剂及其数字化实验效果，更加丰富了该实验的教学价

值。知识层面上，能促进学生在更高思维层面理解实验原理，能在不断的设计、
实验、反思中完善实验方法，有利于提高学生的思维能力、动手能力和创新意
识。实验效果上，采用吸氧腐蚀原理比燃磷法测定空气中氧气含量更加接近真实
值。在思维层面上，可以促进学生从“量”的高度审视实验数据的价值，潜移默

化中帮助学生逐步形成数据观念，培养数据素养。从燃烧的条件看，可燃物在氧
气中燃烧不仅温度要达到某一量值（即着火点），而且氧气浓度也须达到某一量
值，且不同物质所需量值可能不同。由此得出测定混合物中某种物质含量的一般

·25·