定量分析，讓定性實驗更具說服力

初中化學教學中，實驗是最常用、最重要的手段。化學實驗有定性和定量之分，其中定性實驗是初中化學實驗的主流。在日常教學中，教師常常是根據教材上的安排，按部就班地實施實驗教學，這就使得很多定性實驗當中所進行的也只是定性分析。事實上，如果對定性實驗進行必要的定量分析，不僅可以讓實驗更具說服力，還可以提升學生對實驗的認識，從而客觀上起到提高學生化學素養的作用。

定性實驗背后的定量關系

定性實驗與定量實驗并不是截然分開的，尤其是在初中化學教學內容當中，很多實驗由于教學目的實現或者教學需要等原因，沒有設計成定量實驗，但這并不意味著其后沒有定量關系，而在實際教學中發掘這樣的定量關系，不但有利于教師拓展對實驗的認識，也有助于讓學生對實驗的本質有更深刻認識。

在人教版初中化學上冊教材的“二氧化碳和一氧化碳”一節內容中，為了明確二氧化碳的性質，教材設計了一個二氧化碳密度比空氣大的實驗，實驗的具體操作，就是將二氧化碳氣體倒入裝有高低不同兩支蠟燭的大燒杯中，結果看到火焰低的那支蠟燭先熄滅。學生利用二氧化碳不能燃燒的性質，可以推理出將二氧化碳倒入燒杯中時是由下向上“漲”的，這說明二氧化碳的密度要比空氣大。這樣的實驗直觀有趣，因而很容易得到學生的喜歡與認可。

筆者關注的是，作為比較二氧化碳氣體與空氣的密度，其實還有定量的思路。最直觀的比如說直接向學生提供兩種氣體的密度值，那一比較就可以得出結論。那么為什么幾乎沒有教材或者課堂是這么做的呢？筆者設計的實驗是：將一帶蓋的集氣瓶置于天平左盤（為了實驗精確，此處可用物理天平，用電子天平也可以），然后調節天平平衡，此時可以讀出總的示數（具體數值后面有用），此時瓶內其實裝滿了空氣；然后及向上排空氣法收集滿滿一瓶二氧化碳，同樣置于原來已經調平的天平之上，這個時候學生看到的現象是左盤下降。這樣的直觀現象立馬證明了二氧化碳的密度較空氣大。而此時如果重新調平天平，并且測出此時二氧化碳與瓶子總的質量，則可以將此實驗演化成一個好的計算類題目，且可求出二氧化碳的密度值（前提是給出空氣密度值）。事實上，此題原本就是實驗的延伸，是定性實驗向定量實驗延伸。

定量分析的定性實驗教學

確定了定性實驗向定量實驗轉變的教學思路之后，在具體教學實踐中如何實施，也是考驗化學教師的一件事情。顯然，定性實驗全部轉化為定量實驗是不現實也沒有必要的，因此只有選擇一些具有代表性的實驗，推動其由定性向定量轉化，同時推動學生的思維由形象向抽象轉化，就可以實現更大程度上提高定性實驗的說服力，且可以讓學生對實驗的認識更加深刻。

同樣在“二氧化碳和一氧化碳”一節的教學中，教材給出了二氧化碳溶于水的定性實驗，實驗是向一個收集滿二氧化碳的質地較軟的塑料瓶中加入水，控制好水的體積為容積的三分之一，裝入后立即旋緊瓶蓋，振蕩。通過看到瓶子變扁的現象，來推理得出二氧化碳溶入了水中的結論。這個實驗仔細琢磨的話，實際上是有邏輯上的困難的。這個實驗可作這樣的改進：第一，給出相關的知識，排除二氧化碳與水反應的可能（太簡單了，不贅述）；第二，確定給出的是純水，這個可以通過化學手段來實現。更重要的是，在此基礎上，可以將此實驗改成一個基于數據的對比實驗。筆者基于同行的設計，提出這樣的建議：選擇容量為30毫升的玻璃注射器，吸入三分之一的二氧化碳氣體之后，用橡皮帽封住端口；然后吸入三分之一的剛冷卻的開水，振蕩。然后平放注射器，可以看到活塞被向里吸入一定的距離（具體測定）；反之，對注射器用手捂，或者用加熱器輻射加熱（不可直接加熱），則會看到活塞由原刻度處被向外“推”。此對比實驗中，“吸”與“推”都是定性的現象，而所給出的刻度值則是具體的數值，比較這些數值，可以讓學生認識到兩種互逆的過程中，二氧化碳分別溶入了水中或從水中出來，確定了此過程中并無化學反應，完全只是二氧化碳氣體溶于水的特性。

這種定量實驗的好處還在于，可以給學生培養一種精確認識化學實驗的習慣，知道實驗不僅需要關注現象，還需要關注現象背后的量的變化。而從量的角度來認識實驗，則可以讓學生獲得一種尋求化學反應規律意識，要知道化學規律的誕生，無一不是實驗從定性走向定量的結果。讓學生早日形成這種意識，極有好處。

定性實驗定量分析的思維基礎

在初中化學教學中，將某些定性實驗定量化，需要重視此過程中學生的思維。從教師的角度來講，就是要分析此過程中需要的思維基礎。

實際上，從定性走向定量，需要的是學生思維的廣泛性、精細性和深刻性。廣泛性意味著學生在實驗的過程中，不再是關注實驗現象，相應的則意味著教師不只是關注現象的明顯與否，更需要從量的角度關注現象的產生原因與具體細節。而這又與精細性密切相關，也就是說在實驗中，思維需要加工的是實驗中量的差別及其背后的原因。而有了這些思維基礎，實驗的深刻性也就向學生敞開了大門，無論是從化學史的角度來看，還是從實際情形來看，讓學生建立從量的角度認識化學學習對象中的物理或化學變化，都是必須的意識，都需要努力成為思維的對象以及必要行為。

（作者單位：江蘇省如皋市吳窯鎮初級中學）