刍议化学实验培养学生思维能力

马兵

初中化学义务教育教材的编排是以化学基础知识教育学生、培养学生的基本技能为出发点，力求全面符合教学新的要求，适应新的教学形势，更好地发扬新教改的优点.教师需要始终抓好与生活密不可分的空气、水和碳为主线，在学习元素及化合物知识时，有计划地穿插基本概念、基本理论内容，体现理论联系实际的原则，从而发展学生思维能力，运用所学知识解决实际问题的能力.更好地发挥师生的主导作用和学生的主观能动作用，使学生易懂、有兴趣的学习.

一、化学实验的特点

初中化学必须具备初步的化学实验能力，化学实验能力是学生在掌握化学基础知识和化学实验基本技能的基础上迁移、转化而达到的一种综合能力.主要包括对实验现象的观察、实验记录和数据的处理，实验事实的分析、概括、推理、判断、验证和得出结论，以及综合运用化学实验基本技能进行探索并找出化学变化的规律性.

通过实验可以培养学生理解概念、形成和巩固知识，培养动手、动脑能力和严谨的科学态度.教师需要充分认识实验的重要性，做好演示实验，并组织学生实验，鼓励、引导学生做些课外小实验，为学生今后的学习奠定好的基础.

二、培养学生实验能力的考查

实验能力的考查由于受考试条件限制，以笔试代替操作，这种考查方式不可避免存在弊端，但中考命题仍然可以从不同角度，运用不同的题型，通过笔试形式，考查考生对内容掌握情况.

案例 如图1所示，张同学的实验装置测定空气中氧气的体积百分含量，实验结果一般低于氧气的实际含量，其原因与下列因素中无关的是（ ）和（ ）.

（1）实验中取用了过量红磷；

（2）点燃红磷后燃烧匙未伸到瓶底；

（3）测量广口瓶容积量水时仰视量筒读数，测量氧气体积量水时俯视量筒读数；

（4）开始时导管中没有注满水；

（5）实验中瓶塞没塞紧；

（6）没等瓶内空气冷却，就打开弹簧夹.

此实验题有效地考查学生的观察能力、思维能力、计算能力.案例体现的化学知识点较多，很巧妙地将数学、物理、化学知识融合在一起，具有一定难点，题中无关一词的思维导向恰与考生固有的思维定势相反，正因这种情况，学生需要花费一些脑力，否则很难答准确.首先，空气中氧气体积百分含量应为（氧气的体积空气的体积）×100%，而此实验是在广口瓶中，且在燃烧停止后进入广口瓶里的水的体积来代替广口瓶里原有的氧气的体积，所以空气中氧气的体积百分含量=（进入广口瓶里的体积）/（广口瓶的容积）×100%.

可见，要准确测定空气中氧气的体积百分含量，就需要：①广口瓶里的氧气必须全部参加反应；②进入广口瓶里的水体积必须等于参加反应的氧气的体积；③不能有外界空气进入广口瓶；④用量筒必须准确测量水体积.

如果实验结果低于氧气的实际含量，则有下列几种可能情况：①广口瓶瓶里的氧气没能全部参加反应；②燃烧停止后，瓶中气体却没有完全冷却，这时广口瓶中气体的体积>79%×广口瓶的容积（常压下），如果这时打开弹簧夹，则进入广口瓶中水的体积一定小于参加反应的氧气的体积.③有外界空气进入广口瓶时，导致进入广口瓶中的水的体积小于氧气的体积.④量得广口瓶的容积大于广口瓶的实际容积.

关于选项（1），显然，广口瓶中的氧气能全部反应，此为无关因素.选项（2），因燃烧匙悬在瓶子中间，没有伸至瓶底，氧气不可能全部能加反应，这是有关的因素.选项（3），因测量广口瓶容积量水时仰视量筒读数，使量得的广口瓶的容积必小于广口瓶的实际容积，又因为测量氧气体积量水时俯视量筒读数，使测得的氧气的体积必在于氧气的实际体积，所以测定的氧气的体积百分含量比实际含量要高，这是无关的因素.选项（4），打开弹 簧夹时，导管中的空气最先进入广口瓶，使进入广口瓶里的水的体积<广口瓶里原有氧气的体积，这是有关因素.选项（5），在冷却时外界空气从瓶壁与瓶塞之间进入广口瓶，致使进入广口瓶里水的体积<广口瓶里原有氧气的体积.这是有关的因素.选项（6），因为瓶中的气体没有冷却，所以广口瓶里气体的体积>79%×广口瓶的容积（常压下），进入广口瓶里的水的体积<广口瓶里原有的氧气的体积，这是有关因素.

据以上我们分析的可能情况以外的因素便是本题答案（1）（3）.

三、加强实验思维意识

1.教学中培养学生认真审题的良好习惯

综观各地中考化学试题一般以填空题、选择题居多，从内容上看，只要初中化学实验要求的内容，中考试题均可能涉及.从难度角度看，突出双基、重视应用、考查能力，如，将干燥的4.9 g KClO3与1.5 g MnO2混合起来，加热，用来制取氧气，当KClO3完全分解后，剩余固体的质量是4.48 g，问反应后质量减少的是物质？减少了克.在此实验问题中学生很容易出现两个方面的错误：

（1）根据质量守恒定律，质量减少的物质是氧气；

（2）减少的质量就是产生氧气的质量4.9克+1.5克-4.48克=1.92克.

这种错误纯属答题者审题粗心，实际上在反应前并没有氧气，它是反应后产生的，它的质量不是减少，而是增加，只有KClO3在反应后其质量才会减少.

2.学生是化学教学中的学习活动主体

新课改要求我们改变传统的应试教学的模式，要以学生的发展为本，突显学生是学习的主体.这就要求老师改变自身在教学中的角色，从化学知识的传授者演变为学生学习的帮助者、组织者、合作者，大力提倡进行探究式教学.如，我们在进行二氧化碳制取实验时，在课前我们可以先准备以下几组实验：

（1） 碳酸钠与稀盐酸反应；

（2）纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应；

（3）石灰石与稀盐酸反应；

（4）石灰石与浓盐酸反应；

（5）石灰石与稀硫酸反应.

首先要求学生分别做完这五个实验，当五个实验都做完后，学生进行集体讨论，分析那组实验最合适，其原因是什么？通过集体讨论和实验，在一定程度上帮助学生掌握了二氧化碳的制取方法，有效地训练了学生的思维和探究能力.

因此，在初中化学教学中，教师不仅要使学生掌握化学概念、化学实验的知识技能，而且要挖掘他们的思维潜力.