通過化學實驗培養學生化學思想的實踐與探究

張寶軍

【摘要】本文論述教師在化學實驗教學中，向學生滲透程序化進行實驗的思想，多給學生設計實驗、動手操作的機會，滲透模型思想，培養學生的化學思維。

【關鍵詞】初中化學 實驗教學 化學思維

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）06A-0143-02

我們學習一門學科，不僅要學習其中的知識，還要領悟這門學科背后的思考方式。作為初中化學教師，我們要重視對學生化學思想的培養?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，讓學生在看化學實驗、做化學實驗的過程中養成化學思想是一個好的途徑。

一、滲透程序化進行實驗的思想

程序化地進行實驗，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、實驗現象、誤差或錯誤原因以及反思幾方面對化學實驗進行思考。教師要根據學生的知識掌握程度、學習特點等來設計實驗并提出一些有針對性的問題，引導學生在實驗的過程中有步驟地思考，體現程序化的思想。通過程序化進行實驗，學生能了解應該從哪幾方面來解決化學問題，保證解決問題的高效性。

例如，教師讓學生對將二氧化碳通入石灰水的實驗進行觀察，教師引導學生思考：實驗現象是什么？如何解釋？能說明什么問題？程序化的思維讓學生的表述更加清楚。

二、給予學生設計實驗、動手操作的機會

學生掌握了程序化思維方式，就會有針對性地觀察實驗現象、思考實驗過程及其中的問題，根據實驗現象得出合理的結論，教師要給予學生設計實驗、動手操作的機會，讓學生真正深入到探究過程中，在操作中建立現象和結論之間的聯系。

例如，教師為了讓學生掌握“金屬與酸反應產生氫氣”這個實驗，可以讓學生自己設計實驗，教師適當引導。學生設計實驗如下：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，對產生的氣體成分進行分析。學生在觀察中對三組實驗現象進行記錄，然后分析原因，最后總結金屬與酸反應的條件，要注意哪些問題。通過操作、觀察以及總結，學生掌握了這部分內容，也學會自己設計實驗。

三、設計實驗時滲透模型思想

（一）幾個條件同時作用從而導致某事件的發生，建立相似參照模型

設計“氧氣的制備”這個實驗的時候，主要是通過加熱高錳酸鉀或者氯酸鉀進行分解實驗，教師需要從實驗裝置、實驗藥品、實驗操作等方面設計實驗。實驗過程中，一些學生會產生這樣的疑問：為什么高錳酸鉀分解產生氧氣時不需要使用二氧化錳，而氯酸鉀分解產生氧氣需要二氧化錳，二氧化錳在其中起到怎樣的作用？教師可以讓學生設計實驗進行驗證：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。教師讓學生按照設計好的這四個方案來開展實驗，觀察哪些方案能產生氧氣，哪些方案沒有產生氧氣。

通過設計與實施上述實驗，學生從觀察的現象中分析原因，明確四種方案產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。通過這樣的訓練，學生不僅掌握了相關的知識點，還明確了建立對照實驗的途徑之一。

（二）幾個條件同時存在，其中某個條件導致了事件的發生，建立排除參照模型

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

（三）兩種物質發生化學反應生成新物質，利用證明反應物消失或證明新物質生成的原理來建立參照模型

在初中化學實驗中，有時需要證明化學反應的發生，例如上述提到的高錳酸鉀分解產生氧氣，在這實驗中看到氣泡的產生就說明產生了新物質。因此，為了驗證化學實驗的發生，要么證明原反應物消失，要么證明新的物質生成。比如二氧化碳與氫氧化鈉的反應，可以通過二氧化碳的減少來證明反應物的減少，也可以通過測試溶液pH值來判斷反應是否發生，如果pH值降低，則可以說明發生了化學反應，生成了新物質。按照上述實驗思路，教師可以讓學生再設計實驗，驗證二氧化碳與氫氧化鈉反應生成的新物質是什么。學生設計的實驗分為以下兩個步驟：取二氧化碳與氫氧化鈉反應的上層清液，在上層清液中加入氯化鈣，如果產生白色沉淀，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生，就可以說明二氧化碳與氫氧化鈉反應后生成了碳酸鈉。

化學實驗除了讓學生簡單了解化學知識，更重要的是幫助學生養成化學思維，使得學生會觀察化學實驗，在遇到問題的時候，能設計科學的實驗進行驗證、分析，建立現象與結論之間的聯系，在相似中找尋差異，在差異中歸納總結。