通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思想的實(shí)踐與探究

張寶軍

【摘要】本文論述教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，向?qū)W生滲透程序化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思想，多給學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動手操作的機(jī)會，滲透模型思想，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 化學(xué)思維

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）06A-0143-02

我們學(xué)習(xí)一門學(xué)科，不僅要學(xué)習(xí)其中的知識，還要領(lǐng)悟這門學(xué)科背后的思考方式。作為初中化學(xué)教師，我們要重視對學(xué)生化學(xué)思想的培養(yǎng)?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓學(xué)生在看化學(xué)實(shí)驗(yàn)、做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中養(yǎng)成化學(xué)思想是一個好的途徑。

一、滲透程序化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思想

程序化地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具體來說就是有順序地從探究問題的背景及目的、探究問題的方式、具體操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、誤差或錯誤原因以及反思幾方面對化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考。教師要根據(jù)學(xué)生的知識掌握程度、學(xué)習(xí)特點(diǎn)等來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并提出一些有針對性的問題，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中有步驟地思考，體現(xiàn)程序化的思想。通過程序化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能了解應(yīng)該從哪幾方面來解決化學(xué)問題，保證解決問題的高效性。

例如，教師讓學(xué)生對將二氧化碳通入石灰水的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？如何解釋？能說明什么問題？程序化的思維讓學(xué)生的表述更加清楚。

二、給予學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動手操作的機(jī)會

學(xué)生掌握了程序化思維方式，就會有針對性地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、思考實(shí)驗(yàn)過程及其中的問題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出合理的結(jié)論，教師要給予學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動手操作的機(jī)會，讓學(xué)生真正深入到探究過程中，在操作中建立現(xiàn)象和結(jié)論之間的聯(lián)系。

例如，教師為了讓學(xué)生掌握“金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣”這個實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師適當(dāng)引導(dǎo)。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：將等量的金屬鋅分別放入濃鹽酸、稀鹽酸、稀硫酸中，觀察氣體產(chǎn)生的快慢情況、金屬鋅的表面顏色以及注意是否聞到刺激性氣味，對產(chǎn)生的氣體成分進(jìn)行分析。學(xué)生在觀察中對三組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行記錄，然后分析原因，最后總結(jié)金屬與酸反應(yīng)的條件，要注意哪些問題。通過操作、觀察以及總結(jié)，學(xué)生掌握了這部分內(nèi)容，也學(xué)會自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時滲透模型思想

（一）幾個條件同時作用從而導(dǎo)致某事件的發(fā)生，建立相似參照模型

設(shè)計(jì)“氧氣的制備”這個實(shí)驗(yàn)的時候，主要是通過加熱高錳酸鉀或者氯酸鉀進(jìn)行分解實(shí)驗(yàn)，教師需要從實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)操作等方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，一些學(xué)生會產(chǎn)生這樣的疑問：為什么高錳酸鉀分解產(chǎn)生氧氣時不需要使用二氧化錳，而氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣需要二氧化錳，二氧化錳在其中起到怎樣的作用？教師可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：分別加熱氯酸鉀和二氧化錳、氯酸鉀、高錳酸鉀和二氧化錳、高錳酸鉀。教師讓學(xué)生按照設(shè)計(jì)好的這四個方案來開展實(shí)驗(yàn)，觀察哪些方案能產(chǎn)生氧氣，哪些方案沒有產(chǎn)生氧氣。

通過設(shè)計(jì)與實(shí)施上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從觀察的現(xiàn)象中分析原因，明確四種方案產(chǎn)生氧氣的速率的差異，了解二氧化錳在加熱氯酸鉀制備氧氣的過程中起到催化的作用。通過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生不僅掌握了相關(guān)的知識點(diǎn)，還明確了建立對照實(shí)驗(yàn)的途徑之一。

（二）幾個條件同時存在，其中某個條件導(dǎo)致了事件的發(fā)生，建立排除參照模型

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往會有一些干擾信息，如果能將這些干擾信息進(jìn)行排除，那么剩下的那個條件就是造成結(jié)果的原因。例如，教師讓學(xué)生證明“堿性物質(zhì)能使酚酞溶液變紅”。學(xué)生拿到這個題目以后，首先要思考什么是堿性物質(zhì)，堿性物質(zhì)使酚酞溶液變紅的原因是什么，在實(shí)驗(yàn)過程中會有什么干擾因素。學(xué)生經(jīng)過思考，想到化學(xué)中常用的堿性溶液是氫氧化鈉溶液，這主要是因?yàn)閴A性物質(zhì)中存在OH-，OH-能與酚酞發(fā)生反應(yīng)從而使酚酞變紅，這是堿性物質(zhì)的特性。為了驗(yàn)證不是Na+、H2O使得酚酞溶液變紅，學(xué)生就可以利用NaCl溶液、純水進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過這樣的排除分析，學(xué)生就能了解是OH-使得酚酞溶液變紅。接下來教師再問學(xué)生：“碳酸鈉也是堿性物質(zhì)，那是什么離子造成酚酞溶液變紅？”由于有了上面的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能很快答出OH-，不會受到CO32-等物質(zhì)的影響。經(jīng)過這樣的設(shè)計(jì)，學(xué)生今后再對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生困惑時，就能自己通過控制變量的方式來開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的結(jié)論是否正確，思維明晰起來，能夠獨(dú)立解決化學(xué)問題。

（三）兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新物質(zhì)，利用證明反應(yīng)物消失或證明新物質(zhì)生成的原理來建立參照模型

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有時需要證明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，例如上述提到的高錳酸鉀分解產(chǎn)生氧氣，在這實(shí)驗(yàn)中看到氣泡的產(chǎn)生就說明產(chǎn)生了新物質(zhì)。因此，為了驗(yàn)證化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)生，要么證明原反應(yīng)物消失，要么證明新的物質(zhì)生成。比如二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)，可以通過二氧化碳的減少來證明反應(yīng)物的減少，也可以通過測試溶液pH值來判斷反應(yīng)是否發(fā)生，如果pH值降低，則可以說明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了新物質(zhì)。按照上述實(shí)驗(yàn)思路，教師可以讓學(xué)生再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成的新物質(zhì)是什么。學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)分為以下兩個步驟：取二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)的上層清液，在上層清液中加入氯化鈣，如果產(chǎn)生白色沉淀，再在白色沉淀中加入稀鹽酸，如果看到白色沉淀溶解并且有氣泡產(chǎn)生，就可以說明二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)后生成了碳酸鈉。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)除了讓學(xué)生簡單了解化學(xué)知識，更重要的是幫助學(xué)生養(yǎng)成化學(xué)思維，使得學(xué)生會觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在遇到問題的時候，能設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證、分析，建立現(xiàn)象與結(jié)論之間的聯(lián)系，在相似中找尋差異，在差異中歸納總結(jié)。