“空氣中氧氣含量的測定”是初中化學(xué)中的第一個定量實驗，也是學(xué)生第一次接觸實驗設(shè)計、實驗評價、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。本文將結(jié)合該實驗談?wù)劵瘜W(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、理論依據(jù)：實驗是開啟一切科學(xué)的鑰匙

1775年法國化學(xué)家拉瓦錫通過鐘罩實驗證實：氧氣約占空氣體積的[15]。通過介紹鐘罩實驗、拉瓦錫生平及其在科學(xué)上尤其是化學(xué)方面的成就，讓學(xué)生了解知識不是絕對的真理，不是問題的最終答案，只是一種因人、因情景而異的解釋或假設(shè)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類認(rèn)識水平的提高會對知識提出新的挑戰(zhàn)，并隨之出現(xiàn)新的假設(shè)，從而推動知識不斷向前發(fā)展。任何學(xué)科的發(fā)展都是在無數(shù)前人付出艱辛努力的基礎(chǔ)上循序漸進的，有些暫時認(rèn)為是正確的理論可能會隨著實驗儀器的改進、精密度的提高而被新的實驗結(jié)果推翻或修正。通過對化學(xué)史的介紹使學(xué)生從感性的基礎(chǔ)上認(rèn)識實驗對于科學(xué)的重要性，要求學(xué)生不盲目迷信前人和書本，對于一些尚存爭議的領(lǐng)域，要尊重科學(xué)實驗和事實，形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。

二、實驗設(shè)計：提出問題是解決問題的關(guān)鍵

實驗設(shè)計分為：1.師生共同分析鐘罩實驗測定氧氣含量的原理。2.結(jié)合實驗室條件分組設(shè)計實驗方案并匯報。3.對比并評價各小組實驗方案。4.優(yōu)化各小組方案形成最終實驗方案。

讓學(xué)生自己動腦動手完成實驗設(shè)計，開始時很費時費力，可以先讓學(xué)生討論并解決力所能及的問題，當(dāng)學(xué)生遇到知識上的阻礙或方法不當(dāng)時，教師要從實驗原理的科學(xué)性、結(jié)果的準(zhǔn)確性、操作的可行性、實驗的安全性和環(huán)境的友好性等方面做好分析和引導(dǎo)。這個過程中可能會遇到很多超出實驗范圍的問題，教師不要因為害怕麻煩或擔(dān)心課時緊張而限制或忽視學(xué)生提出的問題，相反要保護學(xué)生的積極性，把學(xué)習(xí)內(nèi)容滲透到復(fù)雜的、有意義的問題情境中。

教學(xué)活動要圍繞著具有啟發(fā)性的問題展開，學(xué)生在獨立思考的基礎(chǔ)上，通過與他人的合作、交流來分析問題、搜集資料、確定方案，直至問題解決。通過讓學(xué)生合作解決問題，來學(xué)習(xí)隱含于問題中的科學(xué)知識，使學(xué)生的科學(xué)思維得到鍛煉，從而深刻地理解相應(yīng)的概念、原理，掌握解決問題的技能和方法，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。

三、實驗過程：規(guī)范操作是實驗成功的保證

實驗過程包括：1.根據(jù)實驗方案連接并組裝儀器。2.檢查裝置的氣密性。3.根據(jù)實驗方案進行實驗，觀察實驗現(xiàn)象并做好記錄。4.清洗儀器，整理實驗臺。

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。實驗對于化學(xué)的重要性不言而喻，化學(xué)實驗既是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，又是最常用的有效教學(xué)方式。實驗的成功離不開規(guī)范的操作，學(xué)生動手之前教師要做好操作示范，講清操作要領(lǐng)，便于學(xué)生順利完成實驗，養(yǎng)成規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度。

實驗現(xiàn)象是實驗結(jié)論的重要依據(jù)，在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生分階段去觀察實驗前、實驗中、實驗后的現(xiàn)象，并做好實驗記錄，為實驗數(shù)據(jù)的處理和得出結(jié)論做好準(zhǔn)備。對于初三學(xué)生來說，可能會用語言表述所看到的現(xiàn)象，但不能應(yīng)用專業(yè)術(shù)語或不能準(zhǔn)確使用專業(yè)術(shù)語表述，這時就需要教師在學(xué)生表述的基礎(chǔ)上清楚地告訴學(xué)生哪些現(xiàn)象必須用專業(yè)術(shù)語表達。這樣要求和訓(xùn)練的結(jié)果是學(xué)生逐漸適應(yīng)并熟練使用學(xué)科術(shù)語表述實驗現(xiàn)象，形成良好的學(xué)科素養(yǎng)。

四、得出結(jié)論：科學(xué)結(jié)論是嚴(yán)謹(jǐn)實驗的自述

根據(jù)所得實驗數(shù)據(jù)，得出空氣中氧氣含量的結(jié)論。

五、誤差分析：誤差可能是走向新知的大門

誤差分析是定量實驗必不可少的環(huán)節(jié)，是我們客觀公正地對待實驗的態(tài)度，很多的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都源于實驗者對實驗誤差的反思和反復(fù)的實驗論證。這一環(huán)節(jié)對于剛接觸化學(xué)實驗的學(xué)生來說難度很大，教師要讓學(xué)生明白：定量實驗的結(jié)論與實際不符是很正常的，實驗的目的不只是驗證，而是要教給學(xué)生實事求是的科學(xué)實驗態(tài)度和方法，出現(xiàn)誤差之后要結(jié)合實驗進行誤差分析。起始階段教師可以引導(dǎo)學(xué)生從實驗原理和實驗操作入手，找尋可能產(chǎn)生誤差的各種原因，然后師生共同總結(jié)，規(guī)范操作，得到正確結(jié)論，要知其所以然。通過學(xué)生的親自設(shè)計、操作、觀察，可以在較短的時間內(nèi)再現(xiàn)空氣中氧氣含量測定的過程，對獲得的一些宏觀現(xiàn)象、化學(xué)事實和數(shù)據(jù)進行分析、研究。

教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生自己學(xué)習(xí)，自己研究，自己思考，自己觀察，自己實驗的精神。這不正是我們在教學(xué)中要努力的方向和學(xué)習(xí)化學(xué)的態(tài)度嗎？

作者單位 陜西省楊陵區(qū)第一實驗學(xué)校 楊凌高新初級中學(xué)