初中化學實驗要向學生滲透哪些化學學科思想

張秋珍

摘 要：初中化學實驗是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動，是一種有效的學習方式。在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，有利于激發學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高了學生的探究能力。在進入化學課堂以前，學生已經接觸了很多有關化學的知識，對化學肯定已經不再陌生。但學生知道的只是零碎、膚淺的化學常識，使學生系統地認識化學則是今后化學課的重要任務。初中化學實驗雖然是基礎入門階段，但課本在編排過程中巧妙地將化學實驗的學科思想貫穿其中，使學生在學習基礎知識的同時，也把化學實驗的學科思想有機地結合起來，為以后的進一步學習打下了基礎。就化學實驗應向學生滲透哪些化學學科思想，提出了一些粗淺見解。

關鍵詞：化學實驗；學科思想；實驗過程

一、化學實驗的重要性

化學是一門中心學科，化學離不開實驗。化學實驗的重要性主要體現在：化學實驗是化學理論產生的基礎，化學上的結論、規律、成果的獲得是建立在前人實驗的基礎上的。化學實驗也是檢驗化學理論正確與否的唯一標準，如，拉瓦錫通過實驗得出空氣由O2、N2組成的重要結論，這也打破了“燃素說”的錯誤說法。波義耳通過實驗發現石蕊、酚酞可作為酸堿指示劑，對后人檢驗溶液的酸堿性帶來便利。實驗過程中還要懂得：如果發現實驗現象與理論不符時，應首先注重實驗，認真分析和檢查原因，也可以做對照實驗、空白試驗或自行設計的實驗來核對，從中得到有益的科學結論和學習科學思維方法。

二、一個完整的探究實驗所包含的環節

一個完整的探究實驗由8個基本環節構成，包括提出問題→猜想與假設→制訂計劃→搜集證據→進行實驗→解釋與評價→表達與交流。如，《探究吸入氣體和呼出氣體有什么不同》的實驗，就是使學生初步懂得化學探究的步驟，這是本實驗的一個學習目標，通過學習使學生大致知道探究實驗的環節，以及當遇到新的問題時，我們用什么方法來解決，即首先進行猜想和假設，然后根據猜想設計實驗方案進行實驗，記錄實驗現象，通過現象得出正確結論。

三、實驗操作過程中要向學生滲透的學科思想

1.有序地觀察、描述、記錄實驗現象，是化學實驗的基本技能

走進化學世界中，學生首先要接觸到兩個實驗，第一個實驗是“對蠟燭及其燃燒的探究”，本實驗的目的是讓學生體會學習化學的特點是關注物質的性質、變化、變化過程及其現象。體驗化學實驗是化學學科的基礎，使學生體會到日常生活中一些常見的現象也能發現一些有價值的問題，并初步學會書寫實驗報告的方法，引導學生如何書寫現象（告知學生現象就是人的感官能感知的東西，包括看得到、聞得到、摸得到、聽得到的等），它重點是培養學生觀察和描述現象的能力。第二個實驗是“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”，該實驗側重對實驗方法的培養。這兩個實驗都來自生活，學生不會感到陌生，但學生卻從未對其細節進行過認真的觀察和分析。選擇這樣的實驗，會使學生感到化學與生活密切相關，學習化學可以從身邊的化學現象開始進行探究，懂得化學就在身邊，處處留心皆學問的道理。如果教學中教師沒有明確這兩個實驗的目的，教學中沒有將這些思想滲透給學生，將探究實驗變成了“照方抓藥”，學生做完實驗就單純地把課本空格填寫完畢，那就白白浪費了這兩節探究課了。

2.對比探究及運用已有知識解決實際問題能力的思想

物質世界千差萬別，但又有一些共性。運用已有知識，通過對比歸納，解決實際問題，這是一種學習的技能。如，教材中三種氣體（氧氣、氫氣、二氧化碳）的制取及其呈現方式不同。氧氣的制取則是最低要求，也是學生在學習化學知識不多的基礎上進行的，本實驗是對常見儀器的進一步熟悉和使用，教師需要詳細介紹氧氣的制取原理并演示實驗操作，以便學生動手實驗時進行模仿。同時根據反應物（高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化氫）不同、反應條件不同引導學生選擇不同的發生和收集裝置，為實驗室制取二氧化碳做好鋪墊。而二氧化碳的制取研究則有了更高要求，在制取氧氣的基礎上，學生探究了二氧化碳藥品的選取、儀器的組裝，并設計多種制取二氧化碳裝置，學生討論各裝置的優缺點。這個課題實際是對所學的知識的運用，進一步提升學生實驗室里氣體制取裝置的設計思維水平。有了以上理論知識，學生就可以對未知氣體在知道它的反應物狀態、反應條件等的情況下制取一些氣體，實現知識遷移的目的。

3.實驗中對照實驗的思想以及假說與模型的方法

分子運動的探究實驗中，微觀粒子是看不見、摸不著的，但又是客觀存在的，要證明分子的存在就要借助“有形”證明“無形”，本實驗借助了酚酞，氨水能使酚酞變紅，用燒杯罩住的裝有酚酞和濃氨水的兩個小燒杯，酚酞變紅了，顯然有氨水中的東西接觸了酚酞，從而證明分子運動。大燒杯外放的酚酞卻沒有變紅（新教材把這個燒杯去掉了，筆者認為這有失實驗的嚴謹性）。在探究金屬活動性順序實驗中則采用了對照實驗的思想，在探究中使學生明確是如何對實驗條件進行控制的，如，不同金屬和酸反應比較反應速度的快慢，得出金屬的活動性。為了體現實驗的嚴謹性，對照實驗的思想，除了金屬的種類外，金屬的形狀、酸的濃度、酸的量要一樣。這樣得出的結論才令人信服。本實驗就是要學生學習對照實驗的一個很好的例子，通過實驗使學生明確對照實驗的設計思想。

4.利用控制變量法設計實驗方案的思想

“燃燒條件的探究”“鐵生銹條件的探究”“二氧化碳與水反應”等實驗中的控制變量法是初中化學實驗中的又一個培養學生學習化學學科重要思想的幾個典型實驗。這三個實驗都是和日常生活息息相關的現象，使學生更容易從生活經驗中對發生變化的條件作出猜想，并順利過渡到設計實驗證明。除了提出猜想在實驗驗證的過程中的重要作用外，使學生意識到提出問題和作出猜想對科學探究的重要性，知道猜想必須用事實來驗證，知道提出問題的質量決定探究活動的價值，沒有問題的提出，科學探究根本無從談起。通過以上三個實驗可使學生明確控制變量法的核心，指在研究某個量作用時保持其他變量一樣，就只讓研究的量不同，從而有了對控制變量法實驗的基本操作思路。運用控制變量法實驗，可驗證由多個條件引起的化學反應時，究竟需要哪些實驗條件才能完成。

5.定量化學實驗的思想

最初接觸的定量實驗的思想是在空氣成分的學習中，介紹拉瓦錫通過定量實驗測定空氣中氧氣的含量的事例。而質量守恒定律中的“紅磷燃燒前后質量的測定”“鐵釘與硫酸銅溶液反應前后質量的測定”“鹽酸與碳酸鈉粉末反應前后質量的測定”“鎂條燃燒前后重量的測定”等幾個實驗，是學生首次進行的定量化學實驗探究活動，除了培養學生準確描述實驗現象外，本實驗還是對學生進行辯證唯物主義教育的重要內容，同時要讓學生認識到對于化學反應不僅僅是進行定性研究，還要對化學反應進行定量的描述。通過定量研究實驗，知道實驗中忽略一些微小的量，可能影響實驗結論的正確性，從而培養學生嚴謹求實的科學精神，懂得它是化學實驗的又一種重要途徑。

6.對實驗數據處理方法的思想

對實驗數據的處理方法是科學研究的一種重要手段，初中化學對實驗數據處理的方法只在“固體溶解度”的學習中出現過。本課題學習目的是讓學生體會列表法和作圖法是常用的數據處理方法，不同的數據處理方法不同，不同的數據處理方法有各自的優缺點。如，溶解度數據表的優點是以實驗為基礎，數據準確。但因溫度是一個連續的量，無法在任意溫度下測得溶解度，故有一定的局限性；而以一系列實驗數據為依據繪制的曲線解決了這個問題，所呈現的溫度范圍比較寬，但查的的數據有誤差。通過對比使學生明確了數據的處理方法及各自的優缺點。

7.實驗中向學生滲透環保、節能的思想

化學的發展增進了人類對自然的認識，促進了資源、能源的開發和利用，為新物質的制造、合成提供了理論依據和技術支持，極大地促進了社會的發展，提高了人民生活水平。但是化學制品的不當使用，化學工藝流程中產生的工業三廢等對生態環境和人類健康造成了極大危害，人類在享受化學帶來的豐富物質生活享受時，也付出了沉重的代價。人類過渡開發資源、浪費資源，使得可利用的資源日益缺乏。因此實驗中向學生滲透環保、節能的思想是每一個化學教師義不容辭的職責。課本在“藥品的取用”“空氣中氧氣成分的測定”“燃燒條件的探究”“燃料的合理利用與開發”“化學與生活”“一氧化碳還原氧化銅”“金屬資源的利用和保護”等課題都不同程度地向學生滲透環保、節能的意識，使學生自覺養成化學實驗中要節約藥品、節約能源，對尾氣、對環境有害的物質要先處理后排放，化學實驗要努力向環境友好方向發展的思想，培養學生對自然、社會的責任感。

四、化學實驗來自生活，要培養學生為生活而學的思想

初中化學新課標倡導的是公民科學素養的形成，而不僅是少數精英人才的培養，是增進學生對物質及其變化、科學問題及科學過程的認識和理解，是培養學生熱愛科學的情感，而不是強化升學的動力和需要。日常教學中要善于發掘日常生活和生產中的學習素材。如，水垢的形成、如何除水垢，自來水如何凈化，如何防止鐵制品生銹，中和反應在實際生產、生活中的運用等，就是一個個來自日常生活中經典探究活動素材。教學過程中為了突出化學實驗來自生活，還可多舉一些實際問題，如，結合學習“二氧化碳性質”教學時，可提出這樣的問題：雞蛋天氣熱不放冰箱易變質，家里沒有冰箱如何使雞蛋保鮮。引導學生思考：雞蛋會呼出二氧化碳，和石灰水反應生成不溶于水的碳酸鈣，這可將雞蛋的小孔堵住，由此起到保鮮的作用。再如，學習氣體溶解度時結合夏天養魚易缺氧死亡，如何解決池塘養魚缺氧的問題等日常生活常見的事例，說明化學實驗來自生活。

以上幾點僅是本人在教學中認為為了學生后續學習化學，培養化學實驗能力，懂得化學實驗的目的，在實驗過程中必須向學生滲透的化學學科思想。

參考文獻：

王小明.化學教學實施指南.華中師范大學出版社，2003-05.

（作者單位 廣東省廣州市第一一六中學）