淺析實驗情境式教學在初中化學計算專題復習中的應用

摘 要：實驗情境式教學在初中化學計算專題復習中的應用具有重要意義。該教學模式通過提供實際應用背景、強化計算技能、培養實驗設計和操作能力等，有效促進學生對化學計算的全面理解。在實驗過程中，學生參與操作、進行數據處理，并分析實驗結果，從而提升實踐能力。將實驗情境與計算專題相結合，能更貼近實際應用場景，使學生更好地理解計算專題的實際價值。這種綜合性的教學方法為初中生提供了全面而深入的學習體驗，為化學計算專題的掌握奠定了堅實基礎。

關鍵詞：實驗情境式教學；化學計算專題；初中教育；碳酸鈣；質量分數

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）32-0123-04

作者簡介：白建輝（1975～），男，漢族，甘肅靜寧人，甘肅省靜寧縣司橋初級中學，研究方向：中學化學教學。

實驗情境式教學在化學教育中扮演著重要角色。通過將學習與實際情境相結合，可以提高學生的學習興趣，促使其更深入地理解知識。文章將介紹實驗的具體過程、數據處理方法，并強調實驗情境式教學在化學教育中的優勢，包括提供實際應用背景、強化計算技能以及培養實驗設計和操作能力。通過將實驗情境與計算專題相結合，可以更好地促進學生對化學知識的理解與應用，為其打下堅實的基礎。

一、 實驗情境式教學在化學教育中的重要性和意義

實驗情境式教學在化學教育中具有重要性和意義。傳統的化學教學往往以理論知識為主，學生只是被動地接受抽象的概念和公式，缺乏實際應用的體驗。而實驗情境式教學則通過將學習與實際情境相結合，使學生能夠親自參與實驗操作和數據處理，從而更好地理解和應用化學知識。實驗情境式教學能夠激發學生的學習興趣。通過實際操作和觀察，學生能夠親身體驗化學現象和實驗過程，增加學生們對化學的好奇心和興趣。這種積極的學習體驗能夠提高學生的主動性和參與度，使學生們更愿意深入學習和探索化學知識。實驗情境式教學能夠提高學生的實際應用能力。化學知識的應用往往需要學生能夠將理論知識轉化為實際操作和解決問題的能力。通過實驗情境式教學，學生能夠親自進行實驗操作、收集數據并進行數據處理，從而培養學生們的實際應用能力。這種能力的培養不僅有助于學生在化學實驗中的表現，也能夠幫助學生們將所學的化學知識應用到實際生活中。實驗情境式教學能夠促進學生對化學知識的深入理解和掌握。通過實際操作和觀察，學生能夠更加直觀地理解化學現象和原理，加深對化學知識的理解。同時，實驗情境式教學也能夠幫助學生將抽象的概念和公式與實際情境相聯系，從而更好地掌握和應用化學知識。

二、 初中化學計算專題的特點

（一）化學計算的基本概念

初中化學計算專題是學生在學習化學過程中接觸到的一個重要內容，涉及許多基本概念，其中包括摩爾質量與摩爾體積的計算、溶液濃度的計算等。這些基本概念構成了化學計算的基礎，為理解和應用化學原理提供了必要的工具。摩爾質量是指一個物質中含有一個摩爾單位的質量，通常以克為單位。通過計算不同元素的摩爾質量，學生能夠理解不同元素在相同摩爾單位下的質量差異，為化學反應的計算提供了基礎。

學生需要掌握如何計算溶液中溶質的質量與溶劑的體積之比，從而了解溶液的濃度。這對理解溶液的性質以及在實際中的應用具有重要意義，如藥物制劑、化工生產等。在化學計算中，學生還需要掌握一些基本的計算方法，例如化學方程式的平衡、反應物與生成物的物質量關系等。這些基本概念的理解與掌握為學生進一步深入學習化學提供了堅實的基礎，同時也為其將化學知識應用于解決實際問題奠定了基礎。

（二）實際問題中的化學計算

實際問題中的化學計算是初中化學計算專題中的一個關鍵方面，通過這一部分的學習，學生能夠將理論知識應用于解決實際生活和工作中的問題，培養實際問題解決能力。學生通過學習反應物與生成物之間的摩爾比，可以計算反應中各物質的質量變化。這對實際生產中的物質轉化、化學反應的效率評估等方面具有實際意義，為學生提供了將抽象的理論知識應用于實際的機會。酸堿中的中和反應計算也是實際問題中常見的一種化學計算，學生需要理解酸堿中物質的摩爾關系，通過計算酸堿反應中反應物和生成物的摩爾量，進而計算所需的質量或體積。這在實際生活中例如調節水質、醫藥制備等方面有著直接的應用，培養了學生解決實際問題的能力。

學生需要了解如何通過溶質的質量和溶劑的體積計算溶液的濃度，這是化學實驗中的溶液配制、藥物配制等具有實際操作的應用。通過實際問題中的化學計算，學生能夠更好地理解和應用化學知識，將所學的理論知識與實際生活有機地結合起來。這種能力的培養有助于學生在未來的學業和職業中更加靈活地應對各種挑戰，提高解決實際問題的水平，促進綜合素質的全面提升。因此，實際問題中的化學計算不僅是初中化學學科中的一項重要內容，更是培養學生實際應用能力的有效途徑。

三、 實驗情境式教學的優勢

（一）提供實際應用背景

實驗情境式教學的重要優勢之一是其能夠提供實際應用背景，為學生創造一個更貼近實際的學習環境。傳統的教學方法通常將學習與實際應用分隔開來，導致學生在應用所學知識時感到不足。實驗情境式教學通過將學生嵌入真實的實驗情境中，使學生們更好地理解和應用所學的化學知識。實驗情境式教學讓學生親身參與實驗操作。學生有機會直接操作實驗設備，觀察和記錄實驗現象。通過這種親身經歷，學生能夠深入了解化學反應的過程，直觀地感受實驗現象的變化，并通過觀察和記錄實驗數據進行深入分析和解釋。實驗情境中的學習方式加深了學生對化學原理的理解。相比于傳統課堂上的理論講解，實驗情境提供了一個更為實際的學習背景。學生通過親身體驗和實際操作，不僅記住了知識點，還能更深刻地理解其在實驗過程中的應用和意義。這種學習方式培養了學生的實際動手能力，增強了學生們解決實際問題的能力。實驗情境式教學激發了學生的學習興趣和動力。通過將學習與實際應用相結合，學生能夠直觀地看到所學知識在實際生活中的應用場景。這種聯系實際的學習方式提高了學生對學科的興趣，使學生們更主動地參與學習。

（二）強化化學計算技能

在實驗情境中，學生需要收集和記錄實驗數據，并進行相應的計算和解釋。需要運用所學的化學知識和計算方法，對實驗數據進行處理，如計算平均值、標準差、反應速率等。通過這樣的實踐過程，學生能夠更好地理解和應用化學計算的原理和方法。實驗情境式教學將理論知識與實際應用相結合，使學生能夠將所學的化學知識應用到實際情境中。通過實驗數據的計算和解釋，學生能夠更深入地理解化學概念和原理，并將其應用于實際問題的解決中。這種實踐性的學習方式能夠提高學生的計算能力，并加深學生們對化學計算的理解和掌握。實驗情境式教學要求學生在實驗數據處理和解釋過程中運用邏輯思維和問題解決能力。學生需要分析實驗數據的特點和規律，找出其中的關聯性和趨勢，并從中得出結論。這種實踐性的學習方式能夠培養學生的分析思維和問題解決能力，使學生們能夠更好地應對復雜的化學計算和實驗設計。實驗情境式教學要求學生在實驗數據處理和解釋過程中注重實驗結果的準確性。學生需要仔細記錄實驗數據，并進行正確的計算和解釋。通過這樣的實踐過程，學生能夠提高實驗結果的準確性，并培養嚴謹的實驗態度和科學精神。

（三）培養實驗設計和操作能力

實驗情境式教學在培養學生的實驗設計和操作能力方面具有顯著優勢。學生通過實際參與實驗設計和操作，積極發展了實驗思維和技能，提高了學生們的實驗能力。實驗情境式教學鼓勵學生在實驗設計中發揮創造力和批判性思維。學生需要仔細考慮實驗的目的和要求，確定實驗步驟、所需材料和儀器設備，并制訂實驗方案。這個過程強調了學生的分析和規劃能力，讓學生們明白實驗設計是一個有系統、有目的的過程。學生在實驗設計中也學會了考慮實驗的可行性和安全性，需要評估實驗中可能出現的風險并采取相應的安全措施。這有助于培養學生對實驗環境的敏感性和責任感。學生親自參與實驗操作，按照實驗方案進行實驗。在這個過程中，逐漸掌握了實驗技巧和操作方法。這包括精確測量、混合反應物、控制溫度和時間等操作。通過反復練習，學生在實驗操作方面變得更加熟練和自信。實驗情境式教學也鼓勵學生獨立思考和解決問題。當實驗遇到挑戰或問題時，學生被鼓勵尋找解決方案。這種解決問題的經驗對培養學生的實驗技能至關重要，因為在實驗中，問題和挑戰常常會出現。實驗情境式教學不僅教授學生實驗基本技能，還激發了學生們的創新意識。學生被鼓勵思考如何改進實驗方法和步驟，提出新的實驗方案和解決問題的方法。這種創新性思維有助于激發學生的創造力，并提高學生們解決實際問題的能力。

四、 實驗過程與數據處理

實驗情境式教學中，學生參與實驗操作、數據處理和結果分析是一個連貫的過程。下文以“測定珍珠中碳酸鈣的質量分數”為例進行論述。

（一）學生參與實驗操作

學生需要收集所需的實驗材料和儀器，包括珍珠樣品、稀鹽酸、酒精燈、電子天平、燒杯、滴定管、滴定瓶等。使用電子天平，學生準確地稱取一定質量的珍珠樣品，并記錄下其質量。這是實驗的起始點。將稱取的珍珠樣品放入燒杯中，然后加入適量的稀鹽酸。學生將使用酒精燈對燒杯進行加熱，促使珍珠樣品溶解。這一步驟旨在將碳酸鈣轉化為可滴定的形式。將溶解后的珍珠樣品溶液轉移到滴定瓶中。這個步驟確保了溶液的容積適合后續的滴定反應。學生需要加入酸性高錳酸鉀溶液，這是滴定的滴定劑。滴定劑將與珍珠樣品中的碳酸鈣反應，產生氧氣氣泡并導致溶液顏色由紫色變為無色。學生需要逐滴加入滴定劑，輕輕攪拌，直到反應終點。在接近終點時，學生加入幾滴淀粉溶液作為指示劑。淀粉的作用是幫助確定滴定反應是否已經完成。學生需要記錄滴定過程中消耗的高錳酸鉀溶液的體積，以及滴定前后滴定瓶中溶液的體積。這些數據將用于計算珍珠樣品中碳酸鈣的質量分數。

（二）學生進行數據處理

在學生進行數據處理的過程中，需要進行以下計算步驟來確定珍珠樣品中碳酸鈣的質量分數，學生需要計算滴定前后高錳酸鉀溶液的體積差值，即滴定體積。這可以通過減去滴定前后高錳酸鉀溶液的體積來得到。學生可以使用滴定體積和高錳酸鉀溶液的濃度來計算珍珠樣品中碳酸鈣的質量。這需要使用滴定反應的化學方程式和摩爾比例關系。根據滴定反應的化學方程式，可以確定高錳酸鉀和碳酸鈣的摩爾比例。碳酸鈣的摩爾質量可以從化學元素周期表中獲得。學生將碳酸鈣的質量除以珍珠樣品的質量，即可得到碳酸鈣的質量分數。

（三）引導學生分析實驗結果和得出結論

學生應該仔細觀察實驗數據，包括滴定體積和珍珠樣品的質量。可以比較不同樣品的數據，尋找任何明顯的趨勢或差異。學生應該根據實驗數據和之前的計算步驟，計算出珍珠中碳酸鈣的質量分數。這個結果可以作為實驗的主要結果。學生應該分析實驗結果，比較計算得到的質量分數與預期值或其他參考值的差異。可以討論實驗結果是否與理論預期一致，或者是否存在差異。如果存在差異，學生應該思考可能的誤差來源。學生應該討論實驗中可能的誤差來源，例如儀器誤差、操作誤差、反應不完全等。學生們可以探討這些誤差對實驗結果的影響，并提出改進實驗設計或減小誤差的建議。學生應該評估實驗的可靠性，考慮實驗過程中的控制變量、重復實驗的一致性等因素。學生們可以討論實驗的可重復性和結果的可信度。基于實驗數據、計算結果和結果分析，學生應該得出結論。結論應該回答實驗的研究問題或驗證假設，并總結實驗結果的主要發現。

五、 計算專題復習的應用

（一）將實驗情境與計算專題相結合

將實驗情境與計算專題相結合是一種高效的教學方法，它有助于學生深入理解理論知識，并將知識應用于實際情境中。在教學中，需要明確教學背景和目標。以化學教學為例，目標可能是教授學生如何測定珍珠中碳酸鈣的質量分數，同時培養學生們的計算能力。為了實現這一目標，教師需要結合實驗情境和計算專題。在進行實驗之前，教師應提前教授與實驗相關的計算專題，包括質量分數的計算、樣本制備、溶解、過濾等基本概念。這種知識先導有助于學生準備好進入實驗情境，確保學生們理解相關計算原理。在實驗情境中，學生需要測定珍珠中碳酸鈣的質量分數。需要采取一系列操作步驟，包括樣本制備、溶解、過濾和質量測量。在這個過程中，學生將實際應用計算專題中的知識，例如用于計算質量的公式，以及濃度和質量的關系等。學生在實驗結束后需要收集實驗數據，包括質量測量的結果。然后，應用先前學到的計算知識，計算出珍珠中碳酸鈣的質量分數。這個步驟強調了學生的計算能力，并將理論知識轉化為實際結果。學生不僅需要計算出質量分數，還需要解釋自己的計算結果。學生們可以討論結果的意義，以及在化學中的應用，這有助于其加深對知識的理解和記憶。

（二）提供實際應用場景，讓學生理解計算專題的實際意義

可以模擬介紹一個珍珠飾品的制造過程，說明在生產過程中需要確保珍珠中的碳酸鈣質量分數符合質量標準，以確保飾品的質量。解釋為什么測定珍珠中碳酸鈣的質量分數對制作高質量的珍珠飾品至關重要。這涉及質量控制和產品合格性。要求學生扮演珍珠飾品制作師，在模擬制作過程中計算碳酸鈣的質量分數，并確保產品質量達到標準。與學生一起討論學生們的模擬制作過程，重點強調計算質量分數對實際生產的重要性，以及如何確保產品合格性。

在模擬的制作過程中，學生將面對選擇珍珠、樣本制備、實驗操作等環節。其中，測定碳酸鈣的質量分數成為關鍵的計算步驟。學生需要應用先前學到的計算知識，確保每顆珍珠的質量達到標準。在模擬過程結束后，教師與學生一起討論學生們的制作過程，強調計算質量分數對實際生產的重要性。這不僅關乎產品的外觀，還關系到整體飾品的質量和客戶滿意度。通過分享經驗和思考，學生能更好地理解計算專題在飾品制作中的實際應用，以及確保9Z8968GKLr43q/nh0/ByGnM8dmaWjGTQt9Jmgr0P7vY=產品合格在行業中成功的不可或缺性。

六、 結論

總之，實驗情境式教學以“測定珍珠中碳酸鈣的質量分數”為例，為初中生提供了一種深入理解化學計算專題的有力工具。通過將學習與實際情境相結合，學生不僅可以掌握計算技能，還能培養實驗設計和操作能力。這種教學方法不僅令學習更加生動有趣，還能讓學生更好地理解知識的實際應用，為其未來的學習和職業生涯奠定堅實的基礎。因此，實驗情境式教學在初中化學教育中具有重要的意義，為學生提供了更深入的學習體驗和掌握知識的機會。

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