中學(xué)生量化意識(shí)的培養(yǎng)途徑初探

杭獻(xiàn)

摘要：由定性向定量是化學(xué)學(xué)科一個(gè)合理的發(fā)展方向。在我們的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)中，運(yùn)用定性的手段去解決問(wèn)題則更為普遍，以定量思想貫穿的實(shí)驗(yàn)探究相對(duì)來(lái)說(shuō)顯得比較單薄。如何在中學(xué)化學(xué)中，通過(guò)一定的途徑，利用課堂這個(gè)陣地，培養(yǎng)學(xué)生逐步具備一定的量化意識(shí)，提升學(xué)生的思維品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)，值得我們?nèi)パ芯?。文章主要從化學(xué)史的學(xué)習(xí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，研究型學(xué)習(xí)等方面簡(jiǎn)述了一些看法。

關(guān)鍵詞：量化意識(shí)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；滲透；建立；運(yùn)用

文章編號(hào)：1008-0546（2014）02-0005-04 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.002

現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展已經(jīng)走向定量化，而走向定量是化學(xué)作為一門(mén)學(xué)科成熟的標(biāo)志。鑒于此，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生用定量的思想去思考問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的思維品質(zhì)的提升，化學(xué)基本學(xué)科思想的形成，科學(xué)素養(yǎng)的提高都具有特殊的意義。

而在我們的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)中，運(yùn)用定性的手段去解決問(wèn)題則更為普遍，以定量思想貫穿的實(shí)驗(yàn)探究相對(duì)來(lái)說(shuō)顯得比較單薄。因此，如何充分運(yùn)用課堂這一個(gè)重要的陣地培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)，讓學(xué)生在分析問(wèn)題，解決問(wèn)題時(shí)能具備量化的意識(shí)，值得我們?nèi)リP(guān)注和作一些研究。本文試圖從以下幾個(gè)方面談?wù)勎业目捶?，供大家思考?/p>

一、培養(yǎng)學(xué)生量化意識(shí)的重要意義

事物及其屬性的數(shù)量化表述或推演是一種高層次的表述或推演，這種表述或推演使我們能夠更清晰更深刻地認(rèn)識(shí)事物及其變化規(guī)律?；趯W(xué)生思維發(fā)展的階段性，初中化學(xué)對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)要求以能正確定性判斷為主，化學(xué)學(xué)習(xí)則以能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證為主。學(xué)生進(jìn)入高中以后，思維能力發(fā)生躍變式的變化，為了順應(yīng)學(xué)生思維發(fā)展要求，為以后進(jìn)行科學(xué)研究進(jìn)行知識(shí)和能力準(zhǔn)備，高中化學(xué)教學(xué)中定量推理逐步代替定性判斷，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步升變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)。這樣看來(lái)，如果化學(xué)教學(xué)中給學(xué)生提供更多的運(yùn)用定量思想的平臺(tái)，往往更能契合廣義實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的目的。讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如何用學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律等，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，初步形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和習(xí)慣。為學(xué)生今后的深入學(xué)習(xí)從思維方式層面進(jìn)行鋪墊，能夠有效地提升學(xué)生的學(xué)力。同時(shí)，高中化學(xué)新教材也在很多內(nèi)容上導(dǎo)向引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法，定量分析和解決有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的問(wèn)題。在《化學(xué)反應(yīng)原理》這一個(gè)模塊中，很多原理的敘述和研究，都不再是以往那種單純的描述，而是利用數(shù)據(jù)的量化描述來(lái)進(jìn)行推導(dǎo)和論證。例如，第1章“化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化”將過(guò)去教材中的一個(gè)定量的學(xué)生實(shí)驗(yàn)“測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱”放到課堂教學(xué)中的“活動(dòng)·探究”，成為“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)” 部分教材和教學(xué)中的主干組成。而在《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中，專題六單元的實(shí)驗(yàn)主要都是圍繞物質(zhì)的定量分析展開(kāi)的。由此可見(jiàn)，新教材在編寫(xiě)上也體現(xiàn)了現(xiàn)代化學(xué)走向定量這一鮮明時(shí)代特點(diǎn)?？梢?jiàn)，培養(yǎng)學(xué)生具備定量思想不僅是時(shí)代發(fā)展的要求，更是中學(xué)學(xué)科發(fā)展要求。

二、化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生量化意識(shí)的途徑

1. 通過(guò)化學(xué)史的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的量化意識(shí)

科學(xué)家精益求精，不放棄實(shí)驗(yàn)中存在的任何一個(gè)疑點(diǎn)，最終取得真理的事例很多。其中一個(gè)非常典型的是化學(xué)史上被稱為“第三位小數(shù)”上的發(fā)現(xiàn)。1892年，英國(guó)科學(xué)家瑞利用兩種不同的方法制取氮?dú)?，測(cè)定出來(lái)的氮?dú)饷芏炔⒉幌嗤?，兩者相?.0064g/L，瑞利并沒(méi)有忽略這一差異，他不認(rèn)為這是實(shí)驗(yàn)本身的誤差加以修正，而是把他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與研究論文一起公開(kāi)發(fā)表在《自然》雜志上，公開(kāi)征求答案，引起了他的朋友拉姆塞的注意并開(kāi)始一起研究這個(gè)問(wèn)題。他們?cè)诜?0年前英國(guó)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)大師卡文迪許的實(shí)驗(yàn)記錄中取得了重要突破。在卡文迪許當(dāng)年的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中記錄了氧與氮化合為氮的氧化物再溶解在苛性鈉溶液中，最后管內(nèi)總有一個(gè)小氣泡，其體積相當(dāng)于原氣體體積的1/120。他們重復(fù)了卡文迪許的實(shí)驗(yàn)并對(duì)這個(gè)小氣泡內(nèi)剩余氣體進(jìn)行密度測(cè)定和光譜分析，確認(rèn)它是一種新元素，后來(lái)被命名為氬。一個(gè)小小的氣泡是很容易被人忽略的，它默默無(wú)聞地酣睡了100多年，直到細(xì)心過(guò)人的瑞利和拉姆塞不放過(guò)第三位小數(shù)上的差異，才把它們從不宜被人察覺(jué)的細(xì)節(jié)中探索出來(lái)。這充分體現(xiàn)了科學(xué)家誠(chéng)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和精益求精的思維方法，也是將定量測(cè)量發(fā)揮到極致的勝利，顯示了定量思想對(duì)科學(xué)發(fā)展所起到的巨大作用。

2. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，加深定量思想的理解

化學(xué)中的定量實(shí)驗(yàn)側(cè)重于深化學(xué)生對(duì)事物變化中量的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和嚴(yán)密性。以往的化學(xué)教材中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中定性實(shí)驗(yàn)占據(jù)了相當(dāng)大的比重，教材中只有《配制一定的物質(zhì)的量的濃度》和《酸堿中和滴定》是屬于定量實(shí)驗(yàn)。而目前的新課程教材中除了繼續(xù)保留上面兩個(gè)定量實(shí)驗(yàn)以外，還在實(shí)驗(yàn)?zāi)K中專門(mén)設(shè)置了定量測(cè)定的單元。學(xué)生通過(guò)這些具體實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，加深了定量思想的理解。中學(xué)的定量實(shí)驗(yàn)一般以樣品的純度測(cè)定，相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定，化學(xué)元素組成的測(cè)定，化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定等居多，教師能很好地進(jìn)行引導(dǎo)，利用教學(xué)中這些蘊(yùn)含的定量素材，有利于培養(yǎng)學(xué)生的定量意識(shí)，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)中的思維品質(zhì)。以《一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制》這個(gè)定量實(shí)驗(yàn)為例。首先，定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必定依據(jù)原理。配制一定物質(zhì)的量濃度溶液實(shí)驗(yàn)原理就是依據(jù)計(jì)算公式，根據(jù)公式來(lái)看，需要哪些量，然后怎樣得到這些量，使得“量”成為定量實(shí)驗(yàn)的靈魂和關(guān)注點(diǎn)。而學(xué)生面對(duì)一些無(wú)法直接取得的實(shí)驗(yàn)量，就需要通過(guò)對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行再加工，探究實(shí)驗(yàn)方法；對(duì)于無(wú)法精確取得的就需要思考轉(zhuǎn)化為取到合適的容器這一途徑來(lái)完成。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生加深了對(duì)定量思想的理解，也能初步建立定量實(shí)驗(yàn)的方法和模型。其次，定量實(shí)驗(yàn)的操作步驟取決于需要獲取哪些“量”以及如何準(zhǔn)確地獲取這些“量”。分析實(shí)驗(yàn)中的這些問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程恰是培養(yǎng)學(xué)生定量分析問(wèn)題的能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的很好載體?；瘜W(xué)儀器的形狀是多種多樣的，但每一種儀器的產(chǎn)生必然出于某種需求，而不是憑空想象而來(lái)的。通過(guò)這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的體驗(yàn)，教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)定量實(shí)驗(yàn)要求和儀器性能選好實(shí)驗(yàn)儀器。這為學(xué)生在今后化學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇儀器乃至設(shè)計(jì)儀器裝置提供一種思維的指向?！皽?zhǔn)確性”是定量實(shí)驗(yàn)的靈魂，但準(zhǔn)確性是相對(duì)的。所以，面對(duì)任何的定量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)是非常重要和關(guān)鍵的，但是實(shí)驗(yàn)的誤差也是不可避免的，也是允許存在的。我們可以防止錯(cuò)誤，但是我們無(wú)法逃避“誤差”。在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生正確地區(qū)分“錯(cuò)誤”和“誤差”，從而使學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義觀點(diǎn)，逐步養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

3. 通過(guò)化學(xué)習(xí)題，滲透量化意識(shí)

由定性向定量是化學(xué)學(xué)科一個(gè)合理的發(fā)展方向。在中學(xué)教學(xué)中，有不少習(xí)題的解決是需要通過(guò)定量計(jì)算來(lái)完成的。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)數(shù)學(xué)的抽象和簡(jiǎn)潔的文字?jǐn)⑹?，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯性的同時(shí)，也滲透了量化意識(shí)。我們來(lái)看看下面這個(gè)例題。

[案例1]有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生；

（2）第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；

（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后沉淀質(zhì)量為2.33g。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的是（ ）

A. K+一定存在

B. 100mL溶液中含0.01mol CO32-

C. Cl-可能存在

D. Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在

此題考查的是離子的檢驗(yàn)。但是其中NH4+以及SO42-，CO32-的判斷是通過(guò)定量計(jì)算來(lái)完成的，而且對(duì)于K+的判斷，無(wú)法從定性的角度來(lái)完成，需要運(yùn)用電荷守恒定量計(jì)算而得。類似的習(xí)題還有不少，這些習(xí)題的解答中往往伴隨著定性和半定量相結(jié)合，這樣的訓(xùn)練，是滲透量化意識(shí)的一個(gè)主要途徑。

4. 通過(guò)研究性學(xué)習(xí)，逐步建立量化意識(shí)

認(rèn)識(shí)了定量思想的價(jià)值和意義，又具備一定的定量思想解決問(wèn)題的方法和思路，就可以在教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，為學(xué)生提供一些必須需要用定量思想來(lái)解決的問(wèn)題，讓同學(xué)們?cè)趩?wèn)題的解決中，體驗(yàn)這種科學(xué)思想的同時(shí)，學(xué)會(huì)定量地分析和解決問(wèn)題，從而逐步具備起量化意識(shí)。

[案例2]食鹽中混有了純堿，請(qǐng)進(jìn)行檢驗(yàn)。如果有，怎樣測(cè)定其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【分析】完成此題要解決兩個(gè)問(wèn)題：第一，驗(yàn)證純堿的存在，這個(gè)屬于定性檢驗(yàn)；第二，測(cè)定其中的純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，屬于定量分析的范疇。顯然，這兩個(gè)題目的難度上有著明顯的區(qū)別。從定性分析到定量測(cè)定在認(rèn)識(shí)的過(guò)程上是一個(gè)飛躍，這個(gè)飛躍最終由師生共同協(xié)作完成。相對(duì)第二個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，第一個(gè)問(wèn)題對(duì)于高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，還是比較容易解決的。

在課堂上學(xué)生分組討論的同時(shí)，要求學(xué)生針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，從反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟以及誤差分析四個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)分析。同學(xué)們通過(guò)討論，明確成敗的關(guān)鍵是準(zhǔn)確稱取樣品質(zhì)量，準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)生成的CO2氣體的質(zhì)量或者體積。首先，實(shí)驗(yàn)的收集裝置就很重要。如果從質(zhì)量的測(cè)定角度來(lái)講，可能用到的收集裝置有很多種，但是通過(guò)對(duì)吸收劑的能力，雜質(zhì)氣體干擾，裝置內(nèi)殘余氣體的充分吸收以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量的操作方便等角度考慮，整套裝置的雛形就已經(jīng)完成（見(jiàn)圖1）。面對(duì)所展示的裝置，很多同學(xué)表示了滿意的情緒，大家都認(rèn)為這個(gè)裝置能有效地防止誤差的產(chǎn)生，可是仍有少數(shù)同學(xué)提出，空氣中的CO2氣體有可能進(jìn)入干燥管以及鼓入的空氣中的CO2都會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。面對(duì)有些同學(xué)的擔(dān)心，我們欣喜地看到，這些同學(xué)對(duì)于定量思想已經(jīng)有了較深的理解，甚至已經(jīng)具備了量化的意識(shí)。于是大家修正得到完整的裝置（見(jiàn)圖2）。

通過(guò)思考分析和比較，去偽存真，學(xué)生在進(jìn)行研究學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題的過(guò)程中，逐步建立了定量思想，并且在這個(gè)過(guò)程中，培養(yǎng)了辨別分析能力。

反應(yīng)裝置圖確定之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)也是在減少誤差，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的原則下優(yōu)選步驟。 討論之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于剛才的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行回顧和反思。

[實(shí)驗(yàn)反思]定量實(shí)驗(yàn)相對(duì)于定性實(shí)驗(yàn)，誤差更容易產(chǎn)生。引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的原理、方法、操作過(guò)程等方面對(duì)可能引起的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行全面而徹底的分析，也是幫助學(xué)生提高量化意識(shí)的一個(gè)重要途徑。反應(yīng)不夠完全，有無(wú)其他物質(zhì)的干擾，實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，儀器本身精確度低等因素是誤差產(chǎn)生的主要原因。上述實(shí)驗(yàn)中，樣品的量如果太多，則很可能出現(xiàn)堿石灰不足以吸收產(chǎn)生的氣體，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低，所以實(shí)驗(yàn)中樣品的實(shí)際取量應(yīng)該預(yù)以事先估算，放在一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)姆秶?。同時(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)的精確性，儀器應(yīng)該選用精確度更高的較為合適，所以電子天平就更好一些。

除此之外，還可以指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)測(cè)定氣體的體積的方法來(lái)測(cè)定樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；蛘邔⑸鲜隽?xí)題進(jìn)行變式訓(xùn)練。通過(guò)將樣品中的食鹽轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，再準(zhǔn)確測(cè)定沉淀的質(zhì)量，來(lái)最后確定食鹽的純度。在以上實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)中，減少誤差，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性都是非常重要的，量化意識(shí)在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮了強(qiáng)大的作用。這樣的研究類型的學(xué)習(xí)很多。使帶火星的木條復(fù)燃的就是純凈的氧氣嗎？在測(cè)定空氣中氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)中，紅磷熄滅后瓶?jī)?nèi)是否就沒(méi)有氧氣了？那么氧氣和氮?dú)獾谋壤诖笾潞畏N范圍就能明顯地觀察到木條的復(fù)燃？以上問(wèn)題都是從不同角度培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)的合適選擇。

值得我們注意的是，不少定量實(shí)驗(yàn)都涉及了實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題，在師生共同解決的過(guò)程中，雙方相互交流，相互啟發(fā)，很容易地就形成了一個(gè)有利于知識(shí)生成的教學(xué)場(chǎng)。在這個(gè)教學(xué)場(chǎng)中，教師和學(xué)生分享彼此的思考，經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，交流彼此的情感、體驗(yàn)和觀念，促進(jìn)知識(shí)有效地生成，使教學(xué)不斷發(fā)展、增值。由于教學(xué)的過(guò)程在不斷的動(dòng)態(tài)生成中完成，教學(xué)過(guò)程中存在的很多間斷點(diǎn)、奇異點(diǎn)等“非平庸行為”即意味著教學(xué)的躍遷和創(chuàng)造。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生更多地關(guān)注誤差分析，實(shí)驗(yàn)原理的優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)步驟的合理化，如果在這些環(huán)節(jié)上能精心預(yù)設(shè)，那么這類包含定量素材的研究型實(shí)驗(yàn)課題在解決中就有了思維的深度保障。

5. 運(yùn)用量化意識(shí)，更好地加深對(duì)化學(xué)基本理論的理解

高中化學(xué)中有很多化學(xué)基本概念和基本理論的學(xué)習(xí)，主要集中在《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中。相對(duì)于元素化合物的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)中更注重于學(xué)科知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程和要求，在敘述與推演上更重視事物間的科學(xué)內(nèi)涵與發(fā)展的邏輯關(guān)系。而新課程中教材中涉及化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)，有著與過(guò)去明顯的不同，那就是從過(guò)去的定性描述走向定量分析。這樣更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)代化學(xué)的最基礎(chǔ)最核心的化學(xué)知識(shí)和掌握最基本的科學(xué)研究方法，在內(nèi)容本質(zhì)上提高學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)“含金量”，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)的更進(jìn)一步提升。 例如，《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的能量討論中，“化學(xué)反應(yīng)的焓變”由過(guò)去的簡(jiǎn)單了解要求提升到新教材應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行探討與計(jì)算。這樣從定量層次討論化學(xué)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題，使大家對(duì)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化認(rèn)識(shí)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。在“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率”章節(jié)中，學(xué)習(xí)了“化學(xué)平衡常數(shù)”，也滲透了定量的思想。在“溶液中的離子反應(yīng)”章節(jié)中，學(xué)習(xí)了“溶度積”，再次深化了以上的知識(shí)，對(duì)沉淀在水中的溶解平衡和沉淀的溶解與生成、轉(zhuǎn)化進(jìn)行了定量的研究和探討。由此可見(jiàn)，《化學(xué)反應(yīng)原理》在內(nèi)容上有很多的定量探討的內(nèi)容，從另一個(gè)側(cè)面引導(dǎo)學(xué)生去體會(huì)化學(xué)世界中的所蘊(yùn)藏的科學(xué)道理，也在一定程度上幫助教師擺脫了以往的教材使用中面對(duì)學(xué)生“這個(gè)反應(yīng)為什么可以發(fā)生而另一個(gè)反應(yīng)卻不能發(fā)生？”“為什么生成的沉淀是這種物質(zhì)而不是那種物質(zhì)？”這些問(wèn)題時(shí)我們欲言難齒而苦惱的局面。通過(guò)以上這些定量的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理，不但能更好地理解這些看似抽象難懂的理論知識(shí)，還可以使學(xué)生感悟到定量測(cè)定對(duì)于認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成及其變化規(guī)律的重要性，形成從“量”的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化規(guī)律的意識(shí)。由此可見(jiàn)，學(xué)生如果能夠運(yùn)用定量的思想去學(xué)習(xí)這些抽象的理論知識(shí)，那么無(wú)形之中蘊(yùn)含在內(nèi)的科學(xué)規(guī)律就能通過(guò)數(shù)學(xué)描述手段變得表象化，變得深入淺出，有據(jù)可循。

三、實(shí)施過(guò)程之后的思考

從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)，無(wú)疑是一個(gè)非常好的途徑。實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)科中最重要的一個(gè)學(xué)習(xí)手段，有著別的手段無(wú)法替代的優(yōu)越性。傳統(tǒng)的教材中，學(xué)生的定量實(shí)驗(yàn)不多，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度也很不夠；而新課程實(shí)施之后，增加了不少量化的角度去研究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，而且在實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，也有專門(mén)的定量分析實(shí)驗(yàn)。但是從目前中學(xué)的現(xiàn)有條件來(lái)說(shuō)，學(xué)生往往難以接觸到較為先進(jìn)的定量分析化學(xué)儀器，對(duì)于很多教材上介紹的定量方法中的儀器幾乎沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)。這樣，勢(shì)必給定量實(shí)驗(yàn)的教學(xué)以及學(xué)生量化意識(shí)的培養(yǎng)帶來(lái)困擾，造成學(xué)生會(huì)做題但是解決實(shí)際問(wèn)題的能力明顯不夠的局面。隨著辦學(xué)條件改善，更多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器能夠在中學(xué)中被同學(xué)們所認(rèn)識(shí)并使用。如果數(shù)字實(shí)驗(yàn)室能夠走進(jìn)高中校園，就能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)字化，可以利用數(shù)據(jù)處理向?qū)苟繉?shí)驗(yàn)得到比較精確的結(jié)果，那么就能更好地培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這一天應(yīng)該也在不久的將來(lái)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 董海.論化學(xué)教學(xué)中對(duì)學(xué)生定量思想的培養(yǎng)[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（3）

[2] 趙華. 探究型實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注的三個(gè)問(wèn)題[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（4）

[3] 王祖浩.化學(xué)反應(yīng)原理[M].南京：江蘇教育出版社，2005

3. 通過(guò)化學(xué)習(xí)題，滲透量化意識(shí)

由定性向定量是化學(xué)學(xué)科一個(gè)合理的發(fā)展方向。在中學(xué)教學(xué)中，有不少習(xí)題的解決是需要通過(guò)定量計(jì)算來(lái)完成的。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)數(shù)學(xué)的抽象和簡(jiǎn)潔的文字?jǐn)⑹?，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯性的同時(shí)，也滲透了量化意識(shí)。我們來(lái)看看下面這個(gè)例題。

[案例1]有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生；

（2）第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；

（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后沉淀質(zhì)量為2.33g。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的是（ ）

A. K+一定存在

B. 100mL溶液中含0.01mol CO32-

C. Cl-可能存在

D. Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在

此題考查的是離子的檢驗(yàn)。但是其中NH4+以及SO42-，CO32-的判斷是通過(guò)定量計(jì)算來(lái)完成的，而且對(duì)于K+的判斷，無(wú)法從定性的角度來(lái)完成，需要運(yùn)用電荷守恒定量計(jì)算而得。類似的習(xí)題還有不少，這些習(xí)題的解答中往往伴隨著定性和半定量相結(jié)合，這樣的訓(xùn)練，是滲透量化意識(shí)的一個(gè)主要途徑。

4. 通過(guò)研究性學(xué)習(xí)，逐步建立量化意識(shí)

認(rèn)識(shí)了定量思想的價(jià)值和意義，又具備一定的定量思想解決問(wèn)題的方法和思路，就可以在教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，為學(xué)生提供一些必須需要用定量思想來(lái)解決的問(wèn)題，讓同學(xué)們?cè)趩?wèn)題的解決中，體驗(yàn)這種科學(xué)思想的同時(shí)，學(xué)會(huì)定量地分析和解決問(wèn)題，從而逐步具備起量化意識(shí)。

[案例2]食鹽中混有了純堿，請(qǐng)進(jìn)行檢驗(yàn)。如果有，怎樣測(cè)定其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【分析】完成此題要解決兩個(gè)問(wèn)題：第一，驗(yàn)證純堿的存在，這個(gè)屬于定性檢驗(yàn)；第二，測(cè)定其中的純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，屬于定量分析的范疇。顯然，這兩個(gè)題目的難度上有著明顯的區(qū)別。從定性分析到定量測(cè)定在認(rèn)識(shí)的過(guò)程上是一個(gè)飛躍，這個(gè)飛躍最終由師生共同協(xié)作完成。相對(duì)第二個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，第一個(gè)問(wèn)題對(duì)于高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，還是比較容易解決的。

在課堂上學(xué)生分組討論的同時(shí)，要求學(xué)生針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，從反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟以及誤差分析四個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)分析。同學(xué)們通過(guò)討論，明確成敗的關(guān)鍵是準(zhǔn)確稱取樣品質(zhì)量，準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)生成的CO2氣體的質(zhì)量或者體積。首先，實(shí)驗(yàn)的收集裝置就很重要。如果從質(zhì)量的測(cè)定角度來(lái)講，可能用到的收集裝置有很多種，但是通過(guò)對(duì)吸收劑的能力，雜質(zhì)氣體干擾，裝置內(nèi)殘余氣體的充分吸收以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量的操作方便等角度考慮，整套裝置的雛形就已經(jīng)完成（見(jiàn)圖1）。面對(duì)所展示的裝置，很多同學(xué)表示了滿意的情緒，大家都認(rèn)為這個(gè)裝置能有效地防止誤差的產(chǎn)生，可是仍有少數(shù)同學(xué)提出，空氣中的CO2氣體有可能進(jìn)入干燥管以及鼓入的空氣中的CO2都會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。面對(duì)有些同學(xué)的擔(dān)心，我們欣喜地看到，這些同學(xué)對(duì)于定量思想已經(jīng)有了較深的理解，甚至已經(jīng)具備了量化的意識(shí)。于是大家修正得到完整的裝置（見(jiàn)圖2）。

通過(guò)思考分析和比較，去偽存真，學(xué)生在進(jìn)行研究學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題的過(guò)程中，逐步建立了定量思想，并且在這個(gè)過(guò)程中，培養(yǎng)了辨別分析能力。

反應(yīng)裝置圖確定之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)也是在減少誤差，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的原則下優(yōu)選步驟。 討論之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于剛才的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行回顧和反思。

[實(shí)驗(yàn)反思]定量實(shí)驗(yàn)相對(duì)于定性實(shí)驗(yàn)，誤差更容易產(chǎn)生。引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的原理、方法、操作過(guò)程等方面對(duì)可能引起的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行全面而徹底的分析，也是幫助學(xué)生提高量化意識(shí)的一個(gè)重要途徑。反應(yīng)不夠完全，有無(wú)其他物質(zhì)的干擾，實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，儀器本身精確度低等因素是誤差產(chǎn)生的主要原因。上述實(shí)驗(yàn)中，樣品的量如果太多，則很可能出現(xiàn)堿石灰不足以吸收產(chǎn)生的氣體，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低，所以實(shí)驗(yàn)中樣品的實(shí)際取量應(yīng)該預(yù)以事先估算，放在一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)姆秶?。同時(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)的精確性，儀器應(yīng)該選用精確度更高的較為合適，所以電子天平就更好一些。

除此之外，還可以指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)測(cè)定氣體的體積的方法來(lái)測(cè)定樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；蛘邔⑸鲜隽?xí)題進(jìn)行變式訓(xùn)練。通過(guò)將樣品中的食鹽轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，再準(zhǔn)確測(cè)定沉淀的質(zhì)量，來(lái)最后確定食鹽的純度。在以上實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)中，減少誤差，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性都是非常重要的，量化意識(shí)在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮了強(qiáng)大的作用。這樣的研究類型的學(xué)習(xí)很多。使帶火星的木條復(fù)燃的就是純凈的氧氣嗎？在測(cè)定空氣中氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)中，紅磷熄滅后瓶?jī)?nèi)是否就沒(méi)有氧氣了？那么氧氣和氮?dú)獾谋壤诖笾潞畏N范圍就能明顯地觀察到木條的復(fù)燃？以上問(wèn)題都是從不同角度培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)的合適選擇。

值得我們注意的是，不少定量實(shí)驗(yàn)都涉及了實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題，在師生共同解決的過(guò)程中，雙方相互交流，相互啟發(fā)，很容易地就形成了一個(gè)有利于知識(shí)生成的教學(xué)場(chǎng)。在這個(gè)教學(xué)場(chǎng)中，教師和學(xué)生分享彼此的思考，經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，交流彼此的情感、體驗(yàn)和觀念，促進(jìn)知識(shí)有效地生成，使教學(xué)不斷發(fā)展、增值。由于教學(xué)的過(guò)程在不斷的動(dòng)態(tài)生成中完成，教學(xué)過(guò)程中存在的很多間斷點(diǎn)、奇異點(diǎn)等“非平庸行為”即意味著教學(xué)的躍遷和創(chuàng)造。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生更多地關(guān)注誤差分析，實(shí)驗(yàn)原理的優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)步驟的合理化，如果在這些環(huán)節(jié)上能精心預(yù)設(shè)，那么這類包含定量素材的研究型實(shí)驗(yàn)課題在解決中就有了思維的深度保障。

5. 運(yùn)用量化意識(shí)，更好地加深對(duì)化學(xué)基本理論的理解

高中化學(xué)中有很多化學(xué)基本概念和基本理論的學(xué)習(xí)，主要集中在《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中。相對(duì)于元素化合物的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)中更注重于學(xué)科知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程和要求，在敘述與推演上更重視事物間的科學(xué)內(nèi)涵與發(fā)展的邏輯關(guān)系。而新課程中教材中涉及化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)，有著與過(guò)去明顯的不同，那就是從過(guò)去的定性描述走向定量分析。這樣更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)代化學(xué)的最基礎(chǔ)最核心的化學(xué)知識(shí)和掌握最基本的科學(xué)研究方法，在內(nèi)容本質(zhì)上提高學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)“含金量”，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)的更進(jìn)一步提升。 例如，《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的能量討論中，“化學(xué)反應(yīng)的焓變”由過(guò)去的簡(jiǎn)單了解要求提升到新教材應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行探討與計(jì)算。這樣從定量層次討論化學(xué)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題，使大家對(duì)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化認(rèn)識(shí)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。在“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率”章節(jié)中，學(xué)習(xí)了“化學(xué)平衡常數(shù)”，也滲透了定量的思想。在“溶液中的離子反應(yīng)”章節(jié)中，學(xué)習(xí)了“溶度積”，再次深化了以上的知識(shí)，對(duì)沉淀在水中的溶解平衡和沉淀的溶解與生成、轉(zhuǎn)化進(jìn)行了定量的研究和探討。由此可見(jiàn)，《化學(xué)反應(yīng)原理》在內(nèi)容上有很多的定量探討的內(nèi)容，從另一個(gè)側(cè)面引導(dǎo)學(xué)生去體會(huì)化學(xué)世界中的所蘊(yùn)藏的科學(xué)道理，也在一定程度上幫助教師擺脫了以往的教材使用中面對(duì)學(xué)生“這個(gè)反應(yīng)為什么可以發(fā)生而另一個(gè)反應(yīng)卻不能發(fā)生？”“為什么生成的沉淀是這種物質(zhì)而不是那種物質(zhì)？”這些問(wèn)題時(shí)我們欲言難齒而苦惱的局面。通過(guò)以上這些定量的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理，不但能更好地理解這些看似抽象難懂的理論知識(shí)，還可以使學(xué)生感悟到定量測(cè)定對(duì)于認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成及其變化規(guī)律的重要性，形成從“量”的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化規(guī)律的意識(shí)。由此可見(jiàn)，學(xué)生如果能夠運(yùn)用定量的思想去學(xué)習(xí)這些抽象的理論知識(shí)，那么無(wú)形之中蘊(yùn)含在內(nèi)的科學(xué)規(guī)律就能通過(guò)數(shù)學(xué)描述手段變得表象化，變得深入淺出，有據(jù)可循。

三、實(shí)施過(guò)程之后的思考

從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)，無(wú)疑是一個(gè)非常好的途徑。實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)科中最重要的一個(gè)學(xué)習(xí)手段，有著別的手段無(wú)法替代的優(yōu)越性。傳統(tǒng)的教材中，學(xué)生的定量實(shí)驗(yàn)不多，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度也很不夠；而新課程實(shí)施之后，增加了不少量化的角度去研究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，而且在實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，也有專門(mén)的定量分析實(shí)驗(yàn)。但是從目前中學(xué)的現(xiàn)有條件來(lái)說(shuō)，學(xué)生往往難以接觸到較為先進(jìn)的定量分析化學(xué)儀器，對(duì)于很多教材上介紹的定量方法中的儀器幾乎沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)。這樣，勢(shì)必給定量實(shí)驗(yàn)的教學(xué)以及學(xué)生量化意識(shí)的培養(yǎng)帶來(lái)困擾，造成學(xué)生會(huì)做題但是解決實(shí)際問(wèn)題的能力明顯不夠的局面。隨著辦學(xué)條件改善，更多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器能夠在中學(xué)中被同學(xué)們所認(rèn)識(shí)并使用。如果數(shù)字實(shí)驗(yàn)室能夠走進(jìn)高中校園，就能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)字化，可以利用數(shù)據(jù)處理向?qū)苟繉?shí)驗(yàn)得到比較精確的結(jié)果，那么就能更好地培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這一天應(yīng)該也在不久的將來(lái)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 董海.論化學(xué)教學(xué)中對(duì)學(xué)生定量思想的培養(yǎng)[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（3）

[2] 趙華. 探究型實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注的三個(gè)問(wèn)題[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（4）

[3] 王祖浩.化學(xué)反應(yīng)原理[M].南京：江蘇教育出版社，2005

3. 通過(guò)化學(xué)習(xí)題，滲透量化意識(shí)

由定性向定量是化學(xué)學(xué)科一個(gè)合理的發(fā)展方向。在中學(xué)教學(xué)中，有不少習(xí)題的解決是需要通過(guò)定量計(jì)算來(lái)完成的。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)數(shù)學(xué)的抽象和簡(jiǎn)潔的文字?jǐn)⑹?，培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯性的同時(shí)，也滲透了量化意識(shí)。我們來(lái)看看下面這個(gè)例題。

[案例1]有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生；

（2）第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；

（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后沉淀質(zhì)量為2.33g。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的是（ ）

A. K+一定存在

B. 100mL溶液中含0.01mol CO32-

C. Cl-可能存在

D. Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在

此題考查的是離子的檢驗(yàn)。但是其中NH4+以及SO42-，CO32-的判斷是通過(guò)定量計(jì)算來(lái)完成的，而且對(duì)于K+的判斷，無(wú)法從定性的角度來(lái)完成，需要運(yùn)用電荷守恒定量計(jì)算而得。類似的習(xí)題還有不少，這些習(xí)題的解答中往往伴隨著定性和半定量相結(jié)合，這樣的訓(xùn)練，是滲透量化意識(shí)的一個(gè)主要途徑。

4. 通過(guò)研究性學(xué)習(xí)，逐步建立量化意識(shí)

認(rèn)識(shí)了定量思想的價(jià)值和意義，又具備一定的定量思想解決問(wèn)題的方法和思路，就可以在教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，為學(xué)生提供一些必須需要用定量思想來(lái)解決的問(wèn)題，讓同學(xué)們?cè)趩?wèn)題的解決中，體驗(yàn)這種科學(xué)思想的同時(shí)，學(xué)會(huì)定量地分析和解決問(wèn)題，從而逐步具備起量化意識(shí)。

[案例2]食鹽中混有了純堿，請(qǐng)進(jìn)行檢驗(yàn)。如果有，怎樣測(cè)定其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【分析】完成此題要解決兩個(gè)問(wèn)題：第一，驗(yàn)證純堿的存在，這個(gè)屬于定性檢驗(yàn)；第二，測(cè)定其中的純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，屬于定量分析的范疇。顯然，這兩個(gè)題目的難度上有著明顯的區(qū)別。從定性分析到定量測(cè)定在認(rèn)識(shí)的過(guò)程上是一個(gè)飛躍，這個(gè)飛躍最終由師生共同協(xié)作完成。相對(duì)第二個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，第一個(gè)問(wèn)題對(duì)于高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，還是比較容易解決的。

在課堂上學(xué)生分組討論的同時(shí)，要求學(xué)生針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，從反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟以及誤差分析四個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)分析。同學(xué)們通過(guò)討論，明確成敗的關(guān)鍵是準(zhǔn)確稱取樣品質(zhì)量，準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)生成的CO2氣體的質(zhì)量或者體積。首先，實(shí)驗(yàn)的收集裝置就很重要。如果從質(zhì)量的測(cè)定角度來(lái)講，可能用到的收集裝置有很多種，但是通過(guò)對(duì)吸收劑的能力，雜質(zhì)氣體干擾，裝置內(nèi)殘余氣體的充分吸收以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量的操作方便等角度考慮，整套裝置的雛形就已經(jīng)完成（見(jiàn)圖1）。面對(duì)所展示的裝置，很多同學(xué)表示了滿意的情緒，大家都認(rèn)為這個(gè)裝置能有效地防止誤差的產(chǎn)生，可是仍有少數(shù)同學(xué)提出，空氣中的CO2氣體有可能進(jìn)入干燥管以及鼓入的空氣中的CO2都會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。面對(duì)有些同學(xué)的擔(dān)心，我們欣喜地看到，這些同學(xué)對(duì)于定量思想已經(jīng)有了較深的理解，甚至已經(jīng)具備了量化的意識(shí)。于是大家修正得到完整的裝置（見(jiàn)圖2）。

通過(guò)思考分析和比較，去偽存真，學(xué)生在進(jìn)行研究學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題的過(guò)程中，逐步建立了定量思想，并且在這個(gè)過(guò)程中，培養(yǎng)了辨別分析能力。

反應(yīng)裝置圖確定之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)也是在減少誤差，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的原則下優(yōu)選步驟。 討論之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于剛才的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行回顧和反思。

[實(shí)驗(yàn)反思]定量實(shí)驗(yàn)相對(duì)于定性實(shí)驗(yàn)，誤差更容易產(chǎn)生。引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的原理、方法、操作過(guò)程等方面對(duì)可能引起的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行全面而徹底的分析，也是幫助學(xué)生提高量化意識(shí)的一個(gè)重要途徑。反應(yīng)不夠完全，有無(wú)其他物質(zhì)的干擾，實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，儀器本身精確度低等因素是誤差產(chǎn)生的主要原因。上述實(shí)驗(yàn)中，樣品的量如果太多，則很可能出現(xiàn)堿石灰不足以吸收產(chǎn)生的氣體，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低，所以實(shí)驗(yàn)中樣品的實(shí)際取量應(yīng)該預(yù)以事先估算，放在一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)姆秶Ｍ瑫r(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)的精確性，儀器應(yīng)該選用精確度更高的較為合適，所以電子天平就更好一些。

除此之外，還可以指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)測(cè)定氣體的體積的方法來(lái)測(cè)定樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；蛘邔⑸鲜隽?xí)題進(jìn)行變式訓(xùn)練。通過(guò)將樣品中的食鹽轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，再準(zhǔn)確測(cè)定沉淀的質(zhì)量，來(lái)最后確定食鹽的純度。在以上實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)中，減少誤差，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性都是非常重要的，量化意識(shí)在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮了強(qiáng)大的作用。這樣的研究類型的學(xué)習(xí)很多。使帶火星的木條復(fù)燃的就是純凈的氧氣嗎？在測(cè)定空氣中氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)中，紅磷熄滅后瓶?jī)?nèi)是否就沒(méi)有氧氣了？那么氧氣和氮?dú)獾谋壤诖笾潞畏N范圍就能明顯地觀察到木條的復(fù)燃？以上問(wèn)題都是從不同角度培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)的合適選擇。

值得我們注意的是，不少定量實(shí)驗(yàn)都涉及了實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題，在師生共同解決的過(guò)程中，雙方相互交流，相互啟發(fā)，很容易地就形成了一個(gè)有利于知識(shí)生成的教學(xué)場(chǎng)。在這個(gè)教學(xué)場(chǎng)中，教師和學(xué)生分享彼此的思考，經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，交流彼此的情感、體驗(yàn)和觀念，促進(jìn)知識(shí)有效地生成，使教學(xué)不斷發(fā)展、增值。由于教學(xué)的過(guò)程在不斷的動(dòng)態(tài)生成中完成，教學(xué)過(guò)程中存在的很多間斷點(diǎn)、奇異點(diǎn)等“非平庸行為”即意味著教學(xué)的躍遷和創(chuàng)造。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生更多地關(guān)注誤差分析，實(shí)驗(yàn)原理的優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)步驟的合理化，如果在這些環(huán)節(jié)上能精心預(yù)設(shè)，那么這類包含定量素材的研究型實(shí)驗(yàn)課題在解決中就有了思維的深度保障。

5. 運(yùn)用量化意識(shí)，更好地加深對(duì)化學(xué)基本理論的理解

高中化學(xué)中有很多化學(xué)基本概念和基本理論的學(xué)習(xí)，主要集中在《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中。相對(duì)于元素化合物的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)中更注重于學(xué)科知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程和要求，在敘述與推演上更重視事物間的科學(xué)內(nèi)涵與發(fā)展的邏輯關(guān)系。而新課程中教材中涉及化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)，有著與過(guò)去明顯的不同，那就是從過(guò)去的定性描述走向定量分析。這樣更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)代化學(xué)的最基礎(chǔ)最核心的化學(xué)知識(shí)和掌握最基本的科學(xué)研究方法，在內(nèi)容本質(zhì)上提高學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)“含金量”，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)的更進(jìn)一步提升。 例如，《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的能量討論中，“化學(xué)反應(yīng)的焓變”由過(guò)去的簡(jiǎn)單了解要求提升到新教材應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行探討與計(jì)算。這樣從定量層次討論化學(xué)能轉(zhuǎn)化問(wèn)題，使大家對(duì)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化認(rèn)識(shí)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。在“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率”章節(jié)中，學(xué)習(xí)了“化學(xué)平衡常數(shù)”，也滲透了定量的思想。在“溶液中的離子反應(yīng)”章節(jié)中，學(xué)習(xí)了“溶度積”，再次深化了以上的知識(shí)，對(duì)沉淀在水中的溶解平衡和沉淀的溶解與生成、轉(zhuǎn)化進(jìn)行了定量的研究和探討。由此可見(jiàn)，《化學(xué)反應(yīng)原理》在內(nèi)容上有很多的定量探討的內(nèi)容，從另一個(gè)側(cè)面引導(dǎo)學(xué)生去體會(huì)化學(xué)世界中的所蘊(yùn)藏的科學(xué)道理，也在一定程度上幫助教師擺脫了以往的教材使用中面對(duì)學(xué)生“這個(gè)反應(yīng)為什么可以發(fā)生而另一個(gè)反應(yīng)卻不能發(fā)生？”“為什么生成的沉淀是這種物質(zhì)而不是那種物質(zhì)？”這些問(wèn)題時(shí)我們欲言難齒而苦惱的局面。通過(guò)以上這些定量的角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理，不但能更好地理解這些看似抽象難懂的理論知識(shí)，還可以使學(xué)生感悟到定量測(cè)定對(duì)于認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成及其變化規(guī)律的重要性，形成從“量”的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化規(guī)律的意識(shí)。由此可見(jiàn)，學(xué)生如果能夠運(yùn)用定量的思想去學(xué)習(xí)這些抽象的理論知識(shí)，那么無(wú)形之中蘊(yùn)含在內(nèi)的科學(xué)規(guī)律就能通過(guò)數(shù)學(xué)描述手段變得表象化，變得深入淺出，有據(jù)可循。

三、實(shí)施過(guò)程之后的思考

從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的量化意識(shí)，無(wú)疑是一個(gè)非常好的途徑。實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)科中最重要的一個(gè)學(xué)習(xí)手段，有著別的手段無(wú)法替代的優(yōu)越性。傳統(tǒng)的教材中，學(xué)生的定量實(shí)驗(yàn)不多，實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度也很不夠；而新課程實(shí)施之后，增加了不少量化的角度去研究問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)，而且在實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，也有專門(mén)的定量分析實(shí)驗(yàn)。但是從目前中學(xué)的現(xiàn)有條件來(lái)說(shuō)，學(xué)生往往難以接觸到較為先進(jìn)的定量分析化學(xué)儀器，對(duì)于很多教材上介紹的定量方法中的儀器幾乎沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)。這樣，勢(shì)必給定量實(shí)驗(yàn)的教學(xué)以及學(xué)生量化意識(shí)的培養(yǎng)帶來(lái)困擾，造成學(xué)生會(huì)做題但是解決實(shí)際問(wèn)題的能力明顯不夠的局面。隨著辦學(xué)條件改善，更多先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器能夠在中學(xué)中被同學(xué)們所認(rèn)識(shí)并使用。如果數(shù)字實(shí)驗(yàn)室能夠走進(jìn)高中校園，就能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)字化，可以利用數(shù)據(jù)處理向?qū)苟繉?shí)驗(yàn)得到比較精確的結(jié)果，那么就能更好地培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這一天應(yīng)該也在不久的將來(lái)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。

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