滲透定量化學(xué)思維 提升學(xué)生核心素養(yǎng)

薛淑琴

定量化學(xué)實驗的有效開展，能幫助學(xué)生跳出原有定性化學(xué)實驗的局限，掌握微觀到宏觀、量變到質(zhì)變的化學(xué)探究方法，使學(xué)生形成良好的定量分析化學(xué)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(shè)計并改進(jìn)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(jìn)行對照實驗，設(shè)計三種不同濃度下的酸堿溶液，記錄現(xiàn)象，得出結(jié)論；“溶解度的測定”在教材直接給出不同物質(zhì)在不同溫度下的溶解度，學(xué)生對于數(shù)據(jù)的由來沒有實驗依據(jù)，借此設(shè)計并改進(jìn)教材實驗，設(shè)計實驗方案測定不同溫度下氯化鈉和硝酸鉀的溶解度，學(xué)生通過實驗得出真實數(shù)據(jù)，更易于理解和接受。以下是我的實驗改進(jìn)方案與反思。

一、實驗教學(xué)的目標(biāo)

1.引導(dǎo)學(xué)生用定量的思想去思考問題、分析問題以及解決問題，設(shè)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(guān)系，應(yīng)用傳感器還能適當(dāng)將原有的定性型實驗改進(jìn)為定量型實驗，以加深學(xué)生的深入理解。

2.學(xué)生設(shè)計定量實驗，直觀地測出物質(zhì)溶解度的大小，在定量型實驗設(shè)計過程中，教師創(chuàng)新和優(yōu)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(xué)性和環(huán)保性。

3.借助學(xué)生的好奇心，巧妙設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生主動參與化學(xué)實驗探究的興趣；教師借助日常生活中的趣味現(xiàn)象，設(shè)計定量化學(xué)實驗，為學(xué)生提供良好的探究驅(qū)動力。

二、實驗教學(xué)的開展

在初中化學(xué)“酸堿度”知識的教學(xué)中，教師以往的實驗過程是利用酸堿指示劑pH試紙帶領(lǐng)學(xué)生一同檢驗物質(zhì)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(guī)律，無法體現(xiàn)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(shè)計本次實驗的過程中，不斷利用現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備和技術(shù)，加強課堂教學(xué)成效，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗。很多實驗在開展過程中，教師可以巧妙借助現(xiàn)代化設(shè)備和器材培養(yǎng)學(xué)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(shè)備播放課上不易操作的化學(xué)實驗，各種難度較高、危險系數(shù)較大的化學(xué)實驗。

教師可以借助一些新型儀器輔助化學(xué)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(jié)課不同濃度下的酸堿溶液，教師采用了稀釋的方式來改變?nèi)芤旱臐舛龋紤]到在化學(xué)實驗過程中應(yīng)該注重環(huán)保要求，學(xué)生在測定酸堿物質(zhì)時，教師要反復(fù)強調(diào)將化學(xué)實驗結(jié)束后的用品丟棄到指定位置，避免污染環(huán)境。應(yīng)用精密儀器pH計測定溶液的pH值，使結(jié)果更加準(zhǔn)確，將原有的定性型實驗改進(jìn)為定量型實驗，以使學(xué)生深入理解，幫助學(xué)生直觀認(rèn)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(jīng)過計算溶液濃度變成15%，第三份中加入30 g水，經(jīng)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(shù)據(jù)，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(guān)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(jīng)過計算溶液濃度變成15%，第三份中加入30 g水，經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)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(shù)據(jù)，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(guān)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(xué)“溶解度”的知識教學(xué)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(jié)合小組合作探究形式，提升學(xué)生的探究能力和探究水平。

教師在教學(xué)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(nèi)容，借助濃度12%的食鹽水選種最為科學(xué)，那么今天我們一起來為農(nóng)民伯伯配置這一濃度的食鹽水。教師將學(xué)生分成4～6人的若干小組，并布置探究任務(wù)，為了確保農(nóng)民伯伯自由選擇不同濃度的食鹽水選種，學(xué)生分別配置出12%、15%、20%的食鹽水。教師要求學(xué)生設(shè)置實驗步驟，完成食鹽溶液的配比過程。隨后各小組學(xué)生紛紛展開探究，有的組員負(fù)責(zé)記錄，有的負(fù)責(zé)計算，有的負(fù)責(zé)稱量，有的則主要做好溶解裝瓶的環(huán)節(jié)。

在定量型實驗設(shè)計過程中，教師進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)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(jié)約型實驗理念，減少水的用量，多次重復(fù)試驗，保證實驗流程、實驗效果更具科學(xué)性。

［實驗方案］測量物質(zhì)（氯化鈉和硝酸鉀）在不同溫度下溶解度的方法步驟如下：（應(yīng)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(zhì)量的溶質(zhì)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(zhì)，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(zhì)量，求出20 g水中已經(jīng)溶解的固體質(zhì)量，即為該溫度下該固體的溶解度，列表格記錄數(shù)據(jù)。實驗展示并記錄實驗結(jié)果。

實驗結(jié)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(yè)：

1.學(xué)生對本地降雨的酸堿度進(jìn)行測定，以小組為單位將所收集回來的雨水，利用pH試紙進(jìn)行測定并分析本地區(qū)的酸雨程度，提出相關(guān)環(huán)境保護(hù)意見。

2.學(xué)生根據(jù)課堂上學(xué)過的測定固體物質(zhì)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(zhì)教育理念的深入貫徹，教師原有的教學(xué)方式也應(yīng)有所調(diào)整，應(yīng)積極在課堂上引導(dǎo)學(xué)生動手操作實驗。化學(xué)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(dá)不到的教學(xué)優(yōu)勢，可以培養(yǎng)學(xué)生對“量”的認(rèn)知，提升定量實驗操作的水平，從中體會化學(xué)不一樣的魅力。教師應(yīng)積極展開定量實驗的設(shè)計和研究，結(jié)合一些高效的教學(xué)方法，加深學(xué)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(fēng)暴，一同完成定量化學(xué)實驗的操作，加深定量實驗的感悟。

相較于普通學(xué)科教學(xué)而言，化學(xué)實驗的趣味性更強，教師可以借助學(xué)生的好奇心，巧妙設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生主動參與化學(xué)實驗探究的興趣。教師應(yīng)借助日常生活中的趣味現(xiàn)象，設(shè)計化學(xué)實驗，為學(xué)生提供良好的探究驅(qū)動力。具體說來，生活中有很多有趣的化學(xué)現(xiàn)象，值得學(xué)生深入探索，而學(xué)生并沒有意識到這些生活現(xiàn)象與化學(xué)之間的內(nèi)在聯(lián)系。教師可以結(jié)合教材內(nèi)容，將日常生活中的化學(xué)內(nèi)容挖掘出來，如學(xué)生對本地降雨的酸堿度進(jìn)行測定，以小組為單位將所收集回來的雨水，利用pH試紙進(jìn)行測定并分析本地區(qū)的酸雨程度，提出相關(guān)環(huán)境保護(hù)意見。教師可以結(jié)合生活中常見的趣味化學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的探究興趣和熱情，定量實驗的設(shè)計有助于引導(dǎo)學(xué)生形成微觀本質(zhì)原理，提升定量思維和探究能力，引導(dǎo)學(xué)生從量化的角度分析和理解化學(xué)原理，掌握化學(xué)概念，提升化學(xué)素養(yǎng)。

教師應(yīng)不斷利用現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備和教學(xué)技術(shù)，加強課堂教學(xué)成效，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，同時加深學(xué)生對化學(xué)知識的理解。

定量實驗需要學(xué)生尊重實驗事實、尊重實驗結(jié)果，并保證實驗數(shù)據(jù)的真實、準(zhǔn)確，學(xué)生在實驗操作過程中更要全程保持專注力，詳細(xì)記錄每個實驗環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，認(rèn)真分析實驗結(jié)果，減少實驗誤差。定量型實驗更有助于深化學(xué)生身心發(fā)展，提升學(xué)生的優(yōu)秀品質(zhì)，在定量型實驗設(shè)計過程中，教師應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)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(xué)性和環(huán)保性，提升自身的社會責(zé)任意識和環(huán)保意識。尤其化學(xué)實驗的生成物很容易產(chǎn)生有毒氣體或固體，如果處理不當(dāng)極易污染環(huán)境，造成資源浪費，這對化學(xué)實驗操作而言是尤為不利的，也不利于培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)品質(zhì)。

四、結(jié)語

總之，在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)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(yǎng)學(xué)生定性思維意識、認(rèn)識微觀世界、加深對化學(xué)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(zhèn)初級中學(xué)）

編輯：趙文靜