滲透定量化學思維 提升學生核心素養

薛淑琴

定量化學實驗的有效開展，能幫助學生跳出原有定性化學實驗的局限，掌握微觀到宏觀、量變到質變的化學探究方法，使學生形成良好的定量分析化學的思維。“酸堿度的測定”在教材中只是簡單測定常見酸、堿、鹽溶液的pH值，不能從定量角度看出不同濃度酸溶液與堿溶液的pH值有什么不同，借此設計并改進教材實驗，利用精密儀器pH計測定不同濃度下酸堿溶液的pH值，進行對照實驗，設計三種不同濃度下的酸堿溶液，記錄現象，得出結論；“溶解度的測定”在教材直接給出不同物質在不同溫度下的溶解度，學生對于數據的由來沒有實驗依據，借此設計并改進教材實驗，設計實驗方案測定不同溫度下氯化鈉和硝酸鉀的溶解度，學生通過實驗得出真實數據，更易于理解和接受。以下是我的實驗改進方案與反思。

一、實驗教學的目標

1.引導學生用定量的思想去思考問題、分析問題以及解決問題，設計對比實驗，用實驗事實說明pH值的大小與不同濃度溶液酸堿性之間的關系，應用傳感器還能適當將原有的定性型實驗改進為定量型實驗，以加深學生的深入理解。

2.學生設計定量實驗，直觀地測出物質溶解度的大小，在定量型實驗設計過程中，教師創新和優化并秉持新時代實驗理念，保證實驗流程、實驗效果更具科學性和環保性。

3.借助學生的好奇心，巧妙設計實驗教學內容，激發學生主動參與化學實驗探究的興趣；教師借助日常生活中的趣味現象，設計定量化學實驗，為學生提供良好的探究驅動力。

二、實驗教學的開展

在初中化學“酸堿度”知識的教學中，教師以往的實驗過程是利用酸堿指示劑pH試紙帶領學生一同檢驗物質的酸堿性，并選取幾種典型的化合物，如稀鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈣、氫氧化鈉溶液，但是pH試紙只是粗略測定溶液的酸堿度，不能比較不同濃度下酸堿溶液pH值的變化規律，無法體現對于酸溶液，濃度越大，酸性越弱，pH值越大；對于堿溶液，濃度越大，堿性越弱，pH值越小。

教師在設計本次實驗的過程中，不斷利用現代教學設備和技術，加強課堂教學成效，豐富學生學習體驗。很多實驗在開展過程中，教師可以巧妙借助現代化設備和器材培養學生的實驗技能，同時有助于彌補原有實驗中的不足，可以借助多媒體設備播放課上不易操作的化學實驗，各種難度較高、危險系數較大的化學實驗。

教師可以借助一些新型儀器輔助化學實驗，如傳感器的使用，電子秤、電子溫度計、精密儀器pH計較為廣泛，本節課不同濃度下的酸堿溶液，教師采用了稀釋的方式來改變溶液的濃度，考慮到在化學實驗過程中應該注重環保要求，學生在測定酸堿物質時，教師要反復強調將化學實驗結束后的用品丟棄到指定位置，避免污染環境。應用精密儀器pH計測定溶液的pH值，使結果更加準確，將原有的定性型實驗改進為定量型實驗，以使學生深入理解，幫助學生直觀認識定量型實驗的重要價值。

［實驗方案］配制30 g濃度為30%的氫氧化鈉溶液，分成三等份，第一份直接檢測，第二份中加入20 g水，經過計算溶液濃度變成15%，第三份中加入30 g水，經過計算溶液濃度變成10%，三杯溶液放置在精密儀器pH計中測定并記錄數據，用實驗事實說明pH值的大小與不同濃度溶液酸堿性之間的關系。

配制30 g濃度為30%的乙酸（醋酸）溶液，分成三等份，第一份直接檢測，第二份中加入20 g水，經過計算溶液濃度變成15%，第三份中加入30 g水，經過計算溶液濃度變成10%，表面皿中放三張pH試紙，用玻璃棒（洗凈擦干）分別蘸取三種溶液滴到pH試紙上，變色后再與標準比色卡進行比較，再將三杯溶液放置在精密儀器pH計中測定并記錄數據，用實驗事實說明pH值的大小與不同濃度溶液酸堿性之間的關系，比較用pH計和pH試紙測定溶液的pH值的差異（見表1、表2）。

在初中化學“溶解度”的知識教學中，涉及配置不同濃度氯化鈉溶液的定量實驗活動，教師可以在這一實驗中，巧妙結合小組合作探究形式，提升學生的探究能力和探究水平。

教師在教學開始之前，首先通過一個很實際的生活問題（種子選種）引入課程內容，借助濃度12%的食鹽水選種最為科學，那么今天我們一起來為農民伯伯配置這一濃度的食鹽水。教師將學生分成4～6人的若干小組，并布置探究任務，為了確保農民伯伯自由選擇不同濃度的食鹽水選種，學生分別配置出12%、15%、20%的食鹽水。教師要求學生設置實驗步驟，完成食鹽溶液的配比過程。隨后各小組學生紛紛展開探究，有的組員負責記錄，有的負責計算，有的負責稱量，有的則主要做好溶解裝瓶的環節。

在定量型實驗設計過程中，教師進行創新和優化，已知20℃時氯化鈉的溶解度為36 g，表示100 g水中最多溶解36 g氯化鈉，則20 g水最多可溶解氯化鈉7.2 g，秉持節約型實驗理念，減少水的用量，多次重復試驗，保證實驗流程、實驗效果更具科學性。

［實驗方案］測量物質（氯化鈉和硝酸鉀）在不同溫度下溶解度的方法步驟如下：（應用電子溫度計測溫）

1.量取20 mL水與燒杯中，將水溫分別控制在20℃、60℃、100℃。

2.稱量一定質量的溶質固體m，保證溶解不完，需要時可多次稱量算總和。

3.逐步加入溶質，不斷攪拌，充分溶解，直到飽和，如有固體沉淀，過濾出烘干，放入未溶解固體中。

4.稱量未溶解的固體總質量，求出20 g水中已經溶解的固體質量，即為該溫度下該固體的溶解度，列表格記錄數據。實驗展示并記錄實驗結果。

實驗結論：

20℃，20g水最多可溶解氯化鈉? g，則20℃時氯化鈉的溶解度為? g。

60℃，20g水最多可溶解氯化鈉? g，則60℃時氯化鈉的溶解度為? g。

100℃，20g水最多可溶解氯化鈉? g，則100℃時氯化鈉的溶解度為? g。

20℃，20g水最多可溶解硝酸鉀? g，則20℃時氯化鈉的溶解度為? g。

40℃，20g水最多可溶解硝酸鉀? g，則60℃時氯化鈉的溶解度為? g。

60℃，20g水最多可溶解硝酸鉀? g，則100℃時氯化鈉的溶解度為? g。

課后實踐作業：

1.學生對本地降雨的酸堿度進行測定，以小組為單位將所收集回來的雨水，利用pH試紙進行測定并分析本地區的酸雨程度，提出相關環境保護意見。

2.學生根據課堂上學過的測定固體物質的溶解度的方法，以小組為單位測定生活中蔗糖或者紅糖在不同溫度下的溶解度，并通過降溫得到蔗糖的晶體。

三、實驗課題的反思

隨著素質教育理念的深入貫徹，教師原有的教學方式也應有所調整，應積極在課堂上引導學生動手操作實驗。化學定量實驗的操作雖然比定性實驗稍難，但也有定性實驗所達不到的教學優勢，可以培養學生對“量”的認知，提升定量實驗操作的水平，從中體會化學不一樣的魅力。教師應積極展開定量實驗的設計和研究，結合一些高效的教學方法，加深學生對定量實驗的體驗和探究。小組合作探究便是較好的切入形式，借助小組成員的集體智慧，形成頭腦風暴，一同完成定量化學實驗的操作，加深定量實驗的感悟。

相較于普通學科教學而言，化學實驗的趣味性更強，教師可以借助學生的好奇心，巧妙設計實驗教學內容，激發學生主動參與化學實驗探究的興趣。教師應借助日常生活中的趣味現象，設計化學實驗，為學生提供良好的探究驅動力。具體說來，生活中有很多有趣的化學現象，值得學生深入探索，而學生并沒有意識到這些生活現象與化學之間的內在聯系。教師可以結合教材內容，將日常生活中的化學內容挖掘出來，如學生對本地降雨的酸堿度進行測定，以小組為單位將所收集回來的雨水，利用pH試紙進行測定并分析本地區的酸雨程度，提出相關環境保護意見。教師可以結合生活中常見的趣味化學內容，激發學生的探究興趣和熱情，定量實驗的設計有助于引導學生形成微觀本質原理，提升定量思維和探究能力，引導學生從量化的角度分析和理解化學原理，掌握化學概念，提升化學素養。

教師應不斷利用現代教學設備和教學技術，加強課堂教學成效，豐富學生的學習體驗，同時加深學生對化學知識的理解。

定量實驗需要學生尊重實驗事實、尊重實驗結果，并保證實驗數據的真實、準確，學生在實驗操作過程中更要全程保持專注力，詳細記錄每個實驗環節的數據，認真分析實驗結果，減少實驗誤差。定量型實驗更有助于深化學生身心發展，提升學生的優秀品質，在定量型實驗設計過程中，教師應適當進行創新和優化，并秉持新時代實驗理念，保證實驗流程、實驗效果更具科學性和環保性，提升自身的社會責任意識和環保意識。尤其化學實驗的生成物很容易產生有毒氣體或固體，如果處理不當極易污染環境，造成資源浪費，這對化學實驗操作而言是尤為不利的，也不利于培養學生良好的化學品質。

四、結語

總之，在化學學科教學中，教師要注重培養學生在實驗中的實踐操作能力和實驗思維，要將定量型實驗作為重要的實驗類型，對培養學生定性思維意識、認識微觀世界、加深對化學知識的理解具有極其重要的意義。

（作者單位：甘肅省蘭州市永登縣紅城鎮初級中學）

編輯：趙文靜