在初中化學教學中滲透量化思維方式

江蘇省蘇州工業園區第八中學 王 坤

在初中化學教學中滲透量化思維方式

江蘇省蘇州工業園區第八中學 王 坤

近年來，化學教育的發展逐漸走向量化，意味著化學學科將逐漸走向成熟。然而在很多初中化學課堂教學過程中，都采用定性思維來進行“教”與“學”，課堂教學效率較低。如何在初中化學教學過程中轉換學生的思維方式，將量化思維方式貫穿于化學教學中，讓學生逐漸形成一種量化思維意識，并用量化思維方式進行實驗、完成練習，從而培養科學精神，是廣大化學教師應該深思的問題。

一、培養學生量化思維意識的積極意義

在定性思維的化學實驗教學中，教師只能幫助學生從宏觀的角度了解一些物質的元素構成以及事物發展和變化的規律，學到的東西都是較為淺顯的，教學效果不理想。而采用量化思維進行實驗，則能夠挖掘自然現象中物質的量的特征，并且能夠發現物質中不同因素的數量關系，確定其中各個因素的數值?？偟膩碚f，對自然現象的量化認知，是一種高層次、有深度的認知。因此，在化學教學過程中，教師應該將定性思維與定量思維相結合，使化學實驗教學更加深入，讓學生了解事物的內在性質。

初中階段的化學內容較為簡單，其目的是為高中乃至以后的化學學習奠定基礎。但是在學生升入高中，乃至以后的工作和生活中，量化思維都是必不可少的，并且會逐漸取代定性的思維方式。教師在初中階段積極培養學生的量化思維意識，讓學生形成嚴謹的邏輯思維，培養學生的科學精神，有助于學生以后的深入學習，提高學生的學習效率。

二、培養學生量化思維意識的對策

1.通過化學史的學習培養學生的量化思維意識

在初中化學課堂教學中，無論就內容而言，還是就教學形式而言，都更偏向于定性思維，很少有教師會在化學實驗探究中采用定量的思維方式?；瘜W家傅鷹曾經說過：化學本身帶給人類的是知識，而通過化學史的學習，才能得到真正的智慧。

以“空氣成分的發現”為例，從定性的角度來分析，學生只需要了解空氣中都有哪些成分，它們有什么性質，在空氣中含量的比例以及所發揮的作用等。對于這些成分，很多學生都沒有更加深入的了解。我們在教學中可通過對化學史的講解貫穿量化思維。例如，教師可以通過講述瑞利發現氬元素的過程，培養學生嚴謹的科學精神。“氬”是一種惰性氣體，這種氣體很難跟其他物質發生反應，因此最初在對空氣成分粗略的估測中并沒有發現該種氣體。瑞利通過不斷實驗，從空氣成分的質量、密度等角度不斷研究，將研究中的數據不斷精確化，最終發現，原先被認為是“氮”的氣體中，含有一種“氮氣泡”，這種“氮氣泡”既不溶于堿溶液，也不會和氧氣發生反應。瑞利提出猜測，“氮”是兩種氣體的混合，但究竟是已知氣體還是未知氣體，還需要進行深入研究。最后，瑞利通過將“氮”中的氮氣進行吸收，并不斷提純剩余氣體，最終發現該種氣體的質量與其他元素質量均不相同，最終將其定名為“氬”。

“氬”的發現故事告訴我們，在進行科學研究時，如果只停留于表面或者是粗略的數字計算，通常會忽略很多細微事物的存在，唯有精確的計算和認真的態度才能求得真知，找到一個全新的世界。在化學史上有許許多多的化學家的故事，例如居里夫人經過千辛萬苦的研究，最終發現了鐳，并精確測定了其原子量；英國科學家法拉第發現了苯；等等。這些故事都表明化學是一門嚴謹、精密的學科。通過向學生講述類似的故事，讓學生認識到科學的嚴謹性，從而培養學生的量化思維。

2.通過化學實驗培養學生的量化思維意識

化學實驗是化學教學的重要手段，通過化學實驗，學生能夠直觀地看到事物發生變化的過程，從而驗證或者發現一些化學原理。但是很多教師在化學實驗教學中習慣采用定性思維，只追求讓學生了解物質的變化過程，掌握實驗的操作技能，驗證實驗的原理（物體由這一種物質變成了另一種物質）以及體驗化學實驗本身的樂趣等，從而培養學生的化學興趣，并沒有對實驗對象本身進行過深入研究。

例如，在氧氣的制取中，如果采用定性思維的方法展開教學，學生學習的重點內容是：掌握氧氣的實驗室制取方法（包括儀器的裝配方法、氣密性的檢查、物質的加熱、氣體的收集），通過實驗對氧氣的性質（助燃性）進行探究，讓學生從實驗中體驗學習化學的樂趣。在這個過程中，學生掌握了一些操作技能，并能夠了解到氧氣具有可燃性的性質，但是學生并沒有了解到分子數量發生的變化及其原因。也就是說，該種教學方式重視的是實驗本身，而不是實驗的結果。如果采用量化思維進行教學，教師應引導學生觀察氣體體積的變化，通過計算和比較，分析化學反應發生的過程中分子量的變化，從而發現化學反應過程中各數量的變化規律。通過將化學方程式進行配平，學生可以認識到，在2H2O2=2H2O+O2↑這個方程式中，公式左邊氫的個數和氧的個數都是4，等號右邊也應該是4個氫和4個氧，從而將“質量守恒定律”滲透進來，在實驗過程中培養學生嚴謹的科學態度。

教師在化學實驗教學過程中，除了讓學生掌握一些實驗操作技巧，了解事物的屬性之外，還可適當滲透量化思維，從更深層次展開教學，指導學生從微觀的角度看待分子之間的相互轉換，并從定量的角度來了解物質發生化學變化的本質，培養學生的量化思維意識。

3.通過習題強化學生的量化思維意識

在化學教學過程中，有相當一部分習題是邏輯思維計算題，學生通過推理和計算才能得到最終的答案。因此，教師在教學過程中，可精選這類習題讓學生進行練習，通過對習題的分析解答逐步強化學生的量化思維意識，讓學生在推理和計算過程中形成嚴密的邏輯思維。初中化學計算題一般都是對化學公式中分子質量的計算，通過計算發現各種物質發生變化的規律。以下題為例：

明明的爸爸辦了一個碳酸鈣精粉廠。為檢測當地石灰石中碳酸鈣的純度，他在實驗室用6g石灰石樣品（雜質不參加反應）與19g稀鹽酸恰好完全反應，測得殘留物為22.8g。求：

（1）依椐質量守恒定律，該次化學反應生成二氧化碳質量為多少；

（2）樣品中碳酸鈣的質量分數；

（3）所用稀鹽酸溶液中溶質的質量分數。

在這一題目中，采用量化思維方式進行分析可知，稀鹽酸和石灰石發生反應（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑）前質量總和為25g，反應后生成氯化鈣、水和二氧化碳，根據質量守恒定律，結合題干中“殘留物為22.8g”可知，CO2的質量為2.2g。通過CO2的質量計算出發生反應的碳酸鈣與稀鹽酸的質量，從而推導出它們的質量分數。在這個過程中，教師應該提醒學生，雜質是不發生反應的，因此在計算的過程中要謹慎小心，不要將石灰石的質量當成碳酸鈣的質量來計算。

在初中化學教學中這一類型的習題很多，教師應該充分利用練習培養學生的量化思維。通過對這些習題的分析和解答，培養學生嚴密的邏輯思維。同時，教師還應引導學生分析題干所給的信息，通過題干中各信息的內在聯系來解決問題，使學生的量化思維能力得到提升。

量化思維方式是一種相對于定性思維而言更深層次的思維方式，定性思維更加偏向于對概念的理解和認知，注重研究事物的性質和屬性；而量化思維則更重視事物的內在聯系，不直接對事物進行簡單的定性，而是通過對數量的分析結果進行判定，更加具有科學性和可靠性，從而可以打破日常生活中的偏見。人的思維發展是可以由定性思維逐漸發展為量化思維的，隨著學習難度的不斷提升，量化思維的作用在學生的學習中將變得更加重要，因此，化學教師在初中階段就應該對學生的量化思維能力進行有意識的培養，將量化思維貫穿于初中化學教學中，為學生日后的學習奠定良好的基礎。

編輯/王一鳴E-mail：51213148@qq.com