芻議化學實驗培養學生思維能力

馬兵

初中化學義務教育教材的編排是以化學基礎知識教育學生、培養學生的基本技能為出發點，力求全面符合教學新的要求，適應新的教學形勢，更好地發揚新教改的優點.教師需要始終抓好與生活密不可分的空氣、水和碳為主線，在學習元素及化合物知識時，有計劃地穿插基本概念、基本理論內容，體現理論聯系實際的原則，從而發展學生思維能力，運用所學知識解決實際問題的能力.更好地發揮師生的主導作用和學生的主觀能動作用，使學生易懂、有興趣的學習.

一、化學實驗的特點

初中化學必須具備初步的化學實驗能力，化學實驗能力是學生在掌握化學基礎知識和化學實驗基本技能的基礎上遷移、轉化而達到的一種綜合能力.主要包括對實驗現象的觀察、實驗記錄和數據的處理，實驗事實的分析、概括、推理、判斷、驗證和得出結論，以及綜合運用化學實驗基本技能進行探索并找出化學變化的規律性.

通過實驗可以培養學生理解概念、形成和鞏固知識，培養動手、動腦能力和嚴謹的科學態度.教師需要充分認識實驗的重要性，做好演示實驗，并組織學生實驗，鼓勵、引導學生做些課外小實驗，為學生今后的學習奠定好的基礎.

二、培養學生實驗能力的考查

實驗能力的考查由于受考試條件限制，以筆試代替操作，這種考查方式不可避免存在弊端，但中考命題仍然可以從不同角度，運用不同的題型，通過筆試形式，考查考生對內容掌握情況.

案例 如圖1所示，張同學的實驗裝置測定空氣中氧氣的體積百分含量，實驗結果一般低于氧氣的實際含量，其原因與下列因素中無關的是（ ）和（ ）.

（1）實驗中取用了過量紅磷；

（2）點燃紅磷后燃燒匙未伸到瓶底；

（3）測量廣口瓶容積量水時仰視量筒讀數，測量氧氣體積量水時俯視量筒讀數；

（4）開始時導管中沒有注滿水；

（5）實驗中瓶塞沒塞緊；

（6）沒等瓶內空氣冷卻，就打開彈簧夾.

此實驗題有效地考查學生的觀察能力、思維能力、計算能力.案例體現的化學知識點較多，很巧妙地將數學、物理、化學知識融合在一起，具有一定難點，題中無關一詞的思維導向恰與考生固有的思維定勢相反，正因這種情況，學生需要花費一些腦力，否則很難答準確.首先，空氣中氧氣體積百分含量應為（氧氣的體積空氣的體積）×100%，而此實驗是在廣口瓶中，且在燃燒停止后進入廣口瓶里的水的體積來代替廣口瓶里原有的氧氣的體積，所以空氣中氧氣的體積百分含量=（進入廣口瓶里的體積）/（廣口瓶的容積）×100%.

可見，要準確測定空氣中氧氣的體積百分含量，就需要：①廣口瓶里的氧氣必須全部參加反應；②進入廣口瓶里的水體積必須等于參加反應的氧氣的體積；③不能有外界空氣進入廣口瓶；④用量筒必須準確測量水體積.

如果實驗結果低于氧氣的實際含量，則有下列幾種可能情況：①廣口瓶瓶里的氧氣沒能全部參加反應；②燃燒停止后，瓶中氣體卻沒有完全冷卻，這時廣口瓶中氣體的體積>79%×廣口瓶的容積（常壓下），如果這時打開彈簧夾，則進入廣口瓶中水的體積一定小于參加反應的氧氣的體積.③有外界空氣進入廣口瓶時，導致進入廣口瓶中的水的體積小于氧氣的體積.④量得廣口瓶的容積大于廣口瓶的實際容積.

關于選項（1），顯然，廣口瓶中的氧氣能全部反應，此為無關因素.選項（2），因燃燒匙懸在瓶子中間，沒有伸至瓶底，氧氣不可能全部能加反應，這是有關的因素.選項（3），因測量廣口瓶容積量水時仰視量筒讀數，使量得的廣口瓶的容積必小于廣口瓶的實際容積，又因為測量氧氣體積量水時俯視量筒讀數，使測得的氧氣的體積必在于氧氣的實際體積，所以測定的氧氣的體積百分含量比實際含量要高，這是無關的因素.選項（4），打開彈 簧夾時，導管中的空氣最先進入廣口瓶，使進入廣口瓶里的水的體積<廣口瓶里原有氧氣的體積，這是有關因素.選項（5），在冷卻時外界空氣從瓶壁與瓶塞之間進入廣口瓶，致使進入廣口瓶里水的體積<廣口瓶里原有氧氣的體積.這是有關的因素.選項（6），因為瓶中的氣體沒有冷卻，所以廣口瓶里氣體的體積>79%×廣口瓶的容積（常壓下），進入廣口瓶里的水的體積<廣口瓶里原有的氧氣的體積，這是有關因素.

據以上我們分析的可能情況以外的因素便是本題答案（1）（3）.

三、加強實驗思維意識

1.教學中培養學生認真審題的良好習慣

綜觀各地中考化學試題一般以填空題、選擇題居多，從內容上看，只要初中化學實驗要求的內容，中考試題均可能涉及.從難度角度看，突出雙基、重視應用、考查能力，如，將干燥的4.9 g KClO3與1.5 g MnO2混合起來，加熱，用來制取氧氣，當KClO3完全分解后，剩余固體的質量是4.48 g，問反應后質量減少的是物質？減少了克.在此實驗問題中學生很容易出現兩個方面的錯誤：

（1）根據質量守恒定律，質量減少的物質是氧氣；

（2）減少的質量就是產生氧氣的質量4.9克+1.5克-4.48克=1.92克.

這種錯誤純屬答題者審題粗心，實際上在反應前并沒有氧氣，它是反應后產生的，它的質量不是減少，而是增加，只有KClO3在反應后其質量才會減少.

2.學生是化學教學中的學習活動主體

新課改要求我們改變傳統的應試教學的模式，要以學生的發展為本，突顯學生是學習的主體.這就要求老師改變自身在教學中的角色，從化學知識的傳授者演變為學生學習的幫助者、組織者、合作者，大力提倡進行探究式教學.如，我們在進行二氧化碳制取實驗時，在課前我們可以先準備以下幾組實驗：

（1） 碳酸鈉與稀鹽酸反應；

（2）純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應；

（3）石灰石與稀鹽酸反應；

（4）石灰石與濃鹽酸反應；

（5）石灰石與稀硫酸反應.

首先要求學生分別做完這五個實驗，當五個實驗都做完后，學生進行集體討論，分析那組實驗最合適，其原因是什么？通過集體討論和實驗，在一定程度上幫助學生掌握了二氧化碳的制取方法，有效地訓練了學生的思維和探究能力.

因此，在初中化學教學中，教師不僅要使學生掌握化學概念、化學實驗的知識技能，而且要挖掘他們的思維潛力.