通过化学实验培养学生化学思想的实践与探究

张宝军

【摘要】本文论述教师在化学实验教学中，向学生渗透程序化进行实验的思想，多给学生设计实验、动手操作的机会，渗透模型思想，培养学生的化学思维。

【关键词】初中化学 实验教学 化学思维

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）06A-0143-02

我们学习一门学科，不仅要学习其中的知识，还要领悟这门学科背后的思考方式。作为初中化学教师，我们要重视对学生化学思想的培养。化学是一门以实验为基础的学科，让学生在看化学实验、做化学实验的过程中养成化学思想是一个好的途径。

一、渗透程序化进行实验的思想

程序化地进行实验，具体来说就是有顺序地从探究问题的背景及目的、探究问题的方式、具体操作、实验现象、误差或错误原因以及反思几方面对化学实验进行思考。教师要根据学生的知识掌握程度、学习特点等来设计实验并提出一些有针对性的问题，引导学生在实验的过程中有步骤地思考，体现程序化的思想。通过程序化进行实验，学生能了解应该从哪几方面来解决化学问题，保证解决问题的高效性。

例如，教师让学生对将二氧化碳通入石灰水的实验进行观察，教师引导学生思考：实验现象是什么？如何解释？能说明什么问题？程序化的思维让学生的表述更加清楚。

二、给予学生设计实验、动手操作的机会

学生掌握了程序化思维方式，就会有针对性地观察实验现象、思考实验过程及其中的问题，根据实验现象得出合理的结论，教师要给予学生设计实验、动手操作的机会，让学生真正深入到探究过程中，在操作中建立现象和结论之间的联系。

例如，教师为了让学生掌握“金属与酸反应产生氢气”这个实验，可以让学生自己设计实验，教师适当引导。学生设计实验如下：将等量的金属锌分别放入浓盐酸、稀盐酸、稀硫酸中，观察气体产生的快慢情况、金属锌的表面颜色以及注意是否闻到刺激性气味，对产生的气体成分进行分析。学生在观察中对三组实验现象进行记录，然后分析原因，最后总结金属与酸反应的条件，要注意哪些问题。通过操作、观察以及总结，学生掌握了这部分内容，也学会自己设计实验。

三、设计实验时渗透模型思想

（一）几个条件同时作用从而导致某事件的发生，建立相似参照模型

设计“氧气的制备”这个实验的时候，主要是通过加热高锰酸钾或者氯酸钾进行分解实验，教师需要从实验装置、实验药品、实验操作等方面设计实验。实验过程中，一些学生会产生这样的疑问：为什么高锰酸钾分解产生氧气时不需要使用二氧化锰，而氯酸钾分解产生氧气需要二氧化锰，二氧化錳在其中起到怎样的作用？教师可以让学生设计实验进行验证：分别加热氯酸钾和二氧化锰、氯酸钾、高锰酸钾和二氧化锰、高锰酸钾。教师让学生按照设计好的这四个方案来开展实验，观察哪些方案能产生氧气，哪些方案没有产生氧气。

通过设计与实施上述实验，学生从观察的现象中分析原因，明确四种方案产生氧气的速率的差异，了解二氧化锰在加热氯酸钾制备氧气的过程中起到催化的作用。通过这样的训练，学生不仅掌握了相关的知识点，还明确了建立对照实验的途径之一。

（二）几个条件同时存在，其中某个条件导致了事件的发生，建立排除参照模型

在化学实验中，往往会有一些干扰信息，如果能将这些干扰信息进行排除，那么剩下的那个条件就是造成结果的原因。例如，教师让学生证明“碱性物质能使酚酞溶液变红”。学生拿到这个题目以后，首先要思考什么是碱性物质，碱性物质使酚酞溶液变红的原因是什么，在实验过程中会有什么干扰因素。学生经过思考，想到化学中常用的碱性溶液是氢氧化钠溶液，这主要是因为碱性物质中存在OH-，OH-能与酚酞发生反应从而使酚酞变红，这是碱性物质的特性。为了验证不是Na+、H2O使得酚酞溶液变红，学生就可以利用NaCl溶液、纯水进行验证。经过这样的排除分析，学生就能了解是OH-使得酚酞溶液变红。接下来教师再问学生：“碳酸钠也是碱性物质，那是什么离子造成酚酞溶液变红？”由于有了上面的实验，学生能很快答出OH-，不会受到CO32-等物质的影响。经过这样的设计，学生今后再对化学反应产生困惑时，就能自己通过控制变量的方式来开展实验验证自己的结论是否正确，思维明晰起来，能够独立解决化学问题。

（三）两种物质发生化学反应生成新物质，利用证明反应物消失或证明新物质生成的原理来建立参照模型

在初中化学实验中，有时需要证明化学反应的发生，例如上述提到的高锰酸钾分解产生氧气，在这实验中看到气泡的产生就说明产生了新物质。因此，为了验证化学实验的发生，要么证明原反应物消失，要么证明新的物质生成。比如二氧化碳与氢氧化钠的反应，可以通过二氧化碳的减少来证明反应物的减少，也可以通过测试溶液pH值来判断反应是否发生，如果pH值降低，则可以说明发生了化学反应，生成了新物质。按照上述实验思路，教师可以让学生再设计实验，验证二氧化碳与氢氧化钠反应生成的新物质是什么。学生设计的实验分为以下两个步骤：取二氧化碳与氢氧化钠反应的上层清液，在上层清液中加入氯化钙，如果产生白色沉淀，再在白色沉淀中加入稀盐酸，如果看到白色沉淀溶解并且有气泡产生，就可以说明二氧化碳与氢氧化钠反应后生成了碳酸钠。

化学实验除了让学生简单了解化学知识，更重要的是帮助学生养成化学思维，使得学生会观察化学实验，在遇到问题的时候，能设计科学的实验进行验证、分析，建立现象与结论之间的联系，在相似中找寻差异，在差异中归纳总结。