在實驗教學中培養化學概念意識

蘇萬清

化學是一門以實驗為基礎的學科，我們在學習和理解化學概念、化學性質、化學變化等過程中都離不了實驗.其中化學概念主要反映物質的屬性和化學變化的本質屬性.在高中化學的教學過程中，教師要通過實驗探究的方式呈現物質變化過程，鼓勵學生自主設計實驗環節，組合系列性實驗，引導學生不斷探究化學本質，觸及隱性知識，從而促使學生在參與實驗教學的過程中深化化學概念意識，培養和提升學生的高中化學核心素養.

一、呈現物質變化過程，具有說服力

化學變化的實質是相互接觸的分子間發生原子或電子的轉換或轉移，生成新的分子并伴有能量變化，同時化學變化過程總伴隨著發光、放熱等物理變化.在高中化學的教學過程中，實驗能最直觀地呈現出這種物質變化過程，具有極大的說服力，有利于學生從宏觀上深刻理解和把握化學變化的過程及實質.

例如，在進行制備Fe（OH）3膠體的實驗過程中，我們進行的實驗操作是向沸水中加入FeCl3飽和溶液，持續煮沸至溶液呈紅褐色時停止加熱.實驗的直觀性很強，通過觀察實驗過程中的顏色變化便可以感受到Fe（OH）3膠體的生成過程，學生很容易操作和理解.在操作中，我們選取的是飽和的氯化鐵溶液而不是氯化鐵稀溶液，這是由于若氯化鐵濃度過低，不利于氫氧化鐵膠體的形成.其次，實驗步驟是向沸水中滴加FeCl3飽和溶液，而不是直接加熱FeCl3飽和溶液，這是為避免因溶液濃度過大直接生成Fe（OH）3沉淀而無法得到氫氧化鐵膠體.再而，實驗用水是蒸餾水而不是自來水，因為自來水中含有雜質離子，可能會導致制備的Fe（OH）3膠體沉積.還有一點就是這個實驗過程中涉及的化學方程式是Fe3++3H2OFe（OH）3（膠體）+3H+，在引導學生書寫制備Fe（OH）3膠體的化學反應方程式時，要讓學生明確一定要注明“膠體”，不能用“↓”“↑”符號.通過這些細節，學生在感受物質變化的過程中能夠真正理解化學概念及化學變化.

二、鼓勵自主設計環節，講究探究性

新課標要求高中化學實驗教學要讓學生體驗科學探究的過程.因此，教師可結合教學內容和目標要求，鼓勵學生自主設計實驗環節，讓學生在自主思考、主動探究的過程中加深對化學知識點的掌握，從而強化學生的科學探究意識，不斷增強學生的創新意識和探究能力.

例如，在進行鋁熱反應的實驗操作時，其反應實質是利用鋁的還原性獲得高熔點金屬單質.實驗操作是把少量干燥的氧化鐵和適量的鋁粉均勻混合后放在紙漏斗中，在混合物上面加少量氯酸鉀固體中，中間插一根用砂紙打磨過的鎂條，點燃.反應原理是Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3，但由于氧化鋁的生成焓（-1645kJ/mol）極低，反應過程會放出巨大的熱，甚至可以使生成的金屬以熔融態出現，實驗過程具有較大的安全隱患.因此，教師要在教材實驗的基礎上，引導學生思考改進實驗的方式，自主設計實驗環節.學生提出可以將原本盛放藥品的紙漏斗改換為大號玻璃漏斗，并且去掉玻璃漏斗下端的玻璃短頸，讓熔融物順利滴落，同時在其內壁涂一層薄的凡士林，用來絕熱，防止玻璃漏斗炸裂，且較高的玻璃內壁可以防止火星四濺.蒸發皿用鋪有細沙的玻璃水槽代替，熔融物滴落水中迅速冷卻，可以使所形成的小球不會沾到細沙，便于觀察，實驗效果更好.

三、設計系列性實驗，發現隱性規律

設計系列性實驗的思路是要通過組合實驗的方式，優化實驗設計，按一定的順序進行實驗操作，體現出實驗教學的科學性、安全性、可行性及簡約性原則，促使學生通過系列性實驗逐步觸及本質知識，發現隱性規律，加深對化學實驗目的和結論的理解，真正掌握其中蘊含的化學知識內容.

例如，在進行二氧化硫的制備和性質探究的相關實驗時，由于二氧化硫是一種有刺激性氣味的有毒的氣體，易污染空氣，多次獨立實驗的方式弊端很大.教師要引導學生思考設計系列性實驗，組合實驗裝置，優化實驗設計，使實驗能夠實現制備、氣體收集、性質探究以及尾氣處理等程序化的驗證過程，從而使學生深化理解二氧化硫的相關知識點，體現實驗設計的科學化、高效化、綠色化等原則.在完成制取和收集后，準備紫色石蕊溶液，品紅溶液，高錳酸鉀溶液等，繼續進行二氧化硫的性質實驗，使學生進一步了解紫色石蕊溶液變紅顯示了二氧化硫易溶于水，水溶液顯酸性的性質.通過系列性實驗可以使學生進一步發現物質的隱形規律，理解化學知識的本質.

總之，在實驗教學中培養學生的化學概念意識的教學思路是通過實踐方式的改進和創新，引導學生從直觀性、說服性及系列性的實驗中，感受化學變化的直觀過程，獲得關于化學概念的感性認識，在這個基礎上再經過分析、歸納、推理、總結等理性思維拓展，加深對于化學知識內容的理解和掌握，從而促使學生真正觸及化學知識的本質.