初中化学实验要向学生渗透哪些化学学科思想

张秋珍

摘 要：初中化学实验是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，是一种有效的学习方式。在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有利于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高了学生的探究能力。在进入化学课堂以前，学生已经接触了很多有关化学的知识，对化学肯定已经不再陌生。但学生知道的只是零碎、肤浅的化学常识，使学生系统地认识化学则是今后化学课的重要任务。初中化学实验虽然是基础入门阶段，但课本在编排过程中巧妙地将化学实验的学科思想贯穿其中，使学生在学习基础知识的同时，也把化学实验的学科思想有机地结合起来，为以后的进一步学习打下了基础。就化学实验应向学生渗透哪些化学学科思想，提出了一些粗浅见解。

关键词：化学实验；学科思想；实验过程

一、化学实验的重要性

化学是一门中心学科，化学离不开实验。化学实验的重要性主要体现在：化学实验是化学理论产生的基础，化学上的结论、规律、成果的获得是建立在前人实验的基础上的。化学实验也是检验化学理论正确与否的唯一标准，如，拉瓦锡通过实验得出空气由O2、N2组成的重要结论，这也打破了“燃素说”的错误说法。波义耳通过实验发现石蕊、酚酞可作为酸碱指示剂，对后人检验溶液的酸碱性带来便利。实验过程中还要懂得：如果发现实验现象与理论不符时，应首先注重实验，认真分析和检查原因，也可以做对照实验、空白试验或自行设计的实验来核对，从中得到有益的科学结论和学习科学思维方法。

二、一个完整的探究实验所包含的环节

一个完整的探究实验由8个基本环节构成，包括提出问题→猜想与假设→制订计划→搜集证据→进行实验→解释与评价→表达与交流。如，《探究吸入气体和呼出气体有什么不同》的实验，就是使学生初步懂得化学探究的步骤，这是本实验的一个学习目标，通过学习使学生大致知道探究实验的环节，以及当遇到新的问题时，我们用什么方法来解决，即首先进行猜想和假设，然后根据猜想设计实验方案进行实验，记录实验现象，通过现象得出正确结论。

三、实验操作过程中要向学生渗透的学科思想

1.有序地观察、描述、记录实验现象，是化学实验的基本技能

走进化学世界中，学生首先要接触到两个实验，第一个实验是“对蜡烛及其燃烧的探究”，本实验的目的是让学生体会学习化学的特点是关注物质的性质、变化、变化过程及其现象。体验化学实验是化学学科的基础，使学生体会到日常生活中一些常见的现象也能发现一些有价值的问题，并初步学会书写实验报告的方法，引导学生如何书写现象（告知学生现象就是人的感官能感知的东西，包括看得到、闻得到、摸得到、听得到的等），它重点是培养学生观察和描述现象的能力。第二个实验是“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”，该实验侧重对实验方法的培养。这两个实验都来自生活，学生不会感到陌生，但学生却从未对其细节进行过认真的观察和分析。选择这样的实验，会使学生感到化学与生活密切相关，学习化学可以从身边的化学现象开始进行探究，懂得化学就在身边，处处留心皆学问的道理。如果教学中教师没有明确这两个实验的目的，教学中没有将这些思想渗透给学生，将探究实验变成了“照方抓药”，学生做完实验就单纯地把课本空格填写完毕，那就白白浪费了这两节探究课了。

2.对比探究及运用已有知识解决实际问题能力的思想

物质世界千差万别，但又有一些共性。运用已有知识，通过对比归纳，解决实际问题，这是一种学习的技能。如，教材中三种气体（氧气、氢气、二氧化碳）的制取及其呈现方式不同。氧气的制取则是最低要求，也是学生在学习化学知识不多的基础上进行的，本实验是对常见仪器的进一步熟悉和使用，教师需要详细介绍氧气的制取原理并演示实验操作，以便学生动手实验时进行模仿。同时根据反应物（高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢）不同、反应条件不同引导学生选择不同的发生和收集装置，为实验室制取二氧化碳做好铺垫。而二氧化碳的制取研究则有了更高要求，在制取氧气的基础上，学生探究了二氧化碳药品的选取、仪器的组装，并设计多种制取二氧化碳装置，学生讨论各装置的优缺点。这个课题实际是对所学的知识的运用，进一步提升学生实验室里气体制取装置的设计思维水平。有了以上理论知识，学生就可以对未知气体在知道它的反应物状态、反应条件等的情况下制取一些气体，实现知识迁移的目的。

3.实验中对照实验的思想以及假说与模型的方法

分子运动的探究实验中，微观粒子是看不见、摸不着的，但又是客观存在的，要证明分子的存在就要借助“有形”证明“无形”，本实验借助了酚酞，氨水能使酚酞变红，用烧杯罩住的装有酚酞和浓氨水的两个小烧杯，酚酞变红了，显然有氨水中的东西接触了酚酞，从而证明分子运动。大烧杯外放的酚酞却没有变红（新教材把这个烧杯去掉了，笔者认为这有失实验的严谨性）。在探究金属活动性顺序实验中则采用了对照实验的思想，在探究中使学生明确是如何对实验条件进行控制的，如，不同金属和酸反应比较反应速度的快慢，得出金属的活动性。为了体现实验的严谨性，对照实验的思想，除了金属的种类外，金属的形状、酸的浓度、酸的量要一样。这样得出的结论才令人信服。本实验就是要学生学习对照实验的一个很好的例子，通过实验使学生明确对照实验的设计思想。

4.利用控制变量法设计实验方案的思想

“燃烧条件的探究”“铁生锈条件的探究”“二氧化碳与水反应”等实验中的控制变量法是初中化学实验中的又一个培养学生学习化学学科重要思想的几个典型实验。这三个实验都是和日常生活息息相关的现象，使学生更容易从生活经验中对发生变化的条件作出猜想，并顺利过渡到设计实验证明。除了提出猜想在实验验证的过程中的重要作用外，使学生意识到提出问题和作出猜想对科学探究的重要性，知道猜想必须用事实来验证，知道提出问题的质量决定探究活动的价值，没有问题的提出，科学探究根本无从谈起。通过以上三个实验可使学生明确控制变量法的核心，指在研究某个量作用时保持其他变量一样，就只让研究的量不同，从而有了对控制变量法实验的基本操作思路。运用控制变量法实验，可验证由多个条件引起的化学反应时，究竟需要哪些实验条件才能完成。

5.定量化学实验的思想

最初接触的定量实验的思想是在空气成分的学习中，介绍拉瓦锡通过定量实验测定空气中氧气的含量的事例。而质量守恒定律中的“红磷燃烧前后质量的测定”“铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定”“盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定”“镁条燃烧前后重量的测定”等几个实验，是学生首次进行的定量化学实验探究活动，除了培养学生准确描述实验现象外，本实验还是对学生进行辩证唯物主义教育的重要内容，同时要让学生认识到对于化学反应不仅仅是进行定性研究，还要对化学反应进行定量的描述。通过定量研究实验，知道实验中忽略一些微小的量，可能影响实验结论的正确性，从而培养学生严谨求实的科学精神，懂得它是化学实验的又一种重要途径。

6.对实验数据处理方法的思想

对实验数据的处理方法是科学研究的一种重要手段，初中化学对实验数据处理的方法只在“固体溶解度”的学习中出现过。本课题学习目的是让学生体会列表法和作图法是常用的数据处理方法，不同的数据处理方法不同，不同的数据处理方法有各自的优缺点。如，溶解度数据表的优点是以实验为基础，数据准确。但因温度是一个连续的量，无法在任意温度下测得溶解度，故有一定的局限性；而以一系列实验数据为依据绘制的曲线解决了这个问题，所呈现的温度范围比较宽，但查的的数据有误差。通过对比使学生明确了数据的处理方法及各自的优缺点。

7.实验中向学生渗透环保、节能的思想

化学的发展增进了人类对自然的认识，促进了资源、能源的开发和利用，为新物质的制造、合成提供了理论依据和技术支持，极大地促进了社会的发展，提高了人民生活水平。但是化学制品的不当使用，化学工艺流程中产生的工业三废等对生态环境和人类健康造成了极大危害，人类在享受化学带来的丰富物质生活享受时，也付出了沉重的代价。人类过渡开发资源、浪费资源，使得可利用的资源日益缺乏。因此实验中向学生渗透环保、节能的思想是每一个化学教师义不容辞的职责。课本在“药品的取用”“空气中氧气成分的测定”“燃烧条件的探究”“燃料的合理利用与开发”“化学与生活”“一氧化碳还原氧化铜”“金属资源的利用和保护”等课题都不同程度地向学生渗透环保、节能的意识，使学生自觉养成化学实验中要节约药品、节约能源，对尾气、对环境有害的物质要先处理后排放，化学实验要努力向环境友好方向发展的思想，培养学生对自然、社会的责任感。

四、化学实验来自生活，要培养学生为生活而学的思想

初中化学新课标倡导的是公民科学素养的形成，而不仅是少数精英人才的培养，是增进学生对物质及其变化、科学问题及科学过程的认识和理解，是培养学生热爱科学的情感，而不是强化升学的动力和需要。日常教学中要善于发掘日常生活和生产中的学习素材。如，水垢的形成、如何除水垢，自来水如何净化，如何防止铁制品生锈，中和反应在实际生产、生活中的运用等，就是一个个来自日常生活中经典探究活动素材。教学过程中为了突出化学实验来自生活，还可多举一些实际问题，如，结合学习“二氧化碳性质”教学时，可提出这样的问题：鸡蛋天气热不放冰箱易变质，家里没有冰箱如何使鸡蛋保鲜。引导学生思考：鸡蛋会呼出二氧化碳，和石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙，这可将鸡蛋的小孔堵住，由此起到保鲜的作用。再如，学习气体溶解度时结合夏天养鱼易缺氧死亡，如何解决池塘养鱼缺氧的问题等日常生活常见的事例，说明化学实验来自生活。

以上几点仅是本人在教学中认为为了学生后续学习化学，培养化学实验能力，懂得化学实验的目的，在实验过程中必须向学生渗透的化学学科思想。

参考文献：

王小明.化学教学实施指南.华中师范大学出版社，2003-05.

（作者单位 广东省广州市第一一六中学）