实验中的定量和定量中的实验

卫泽敏

化学实验给学生提供了最直接的观察对象，而用定量的手段或定量的眼光来实施或观察实验，是化学实验从单纯的感性认知过程向理性探究过程的转变。因此在教学中引人“定量”手段或建立“定量”意识不仅拓展了学生在实验观察中的视角，而且在一定程度上改变了学生原有的认知过程，影响了学生学习的心理状态，增强了学生与周围世界进行对话

一、教材定量实验内容分析

定量实验的专题化学习是上海高中化学教材的亮点之一。学生集中学习气体体积测定、恒重操作和滴定法三种重要的定量实验方法，其专题化学习的意义可见：（1）三个不同的定量实验都贯穿着定量测量的核心思想：简单、安全和精确度，即定量化思想。（2）三个不同的定量实验因不同的实验目的、不同的实验对象、不同的实验原理代表了定量测量中三种基本的实验方法。

二、定量实验课堂教学实例

传统的定量实验的教学过程是“推导定量实验原理—认识整套实验装置—观看实验视频或教师根据实验装置从左至右、从下至上讲解实验步骤……”而笔者采取了问题系列化设计推进定量实验教学，即“推导定量实验原理（数学关系）—提出实验的核心问题—寻求实验实施的仪器、操作（同时）—归纳整理实验步骤、实验仪器”。

案例：“胆矾结晶水含量测定”教学环节设计

教学阶段一：“结晶水含量测定原理”的教学生成。

问题1.化学式中的n的意义是什么？

2.通过化学实验工具可以测定的物理量有哪些？

3.胆矾、CuSO4和H2O三个物质中知道哪几个物质质量就可以计算出n。

教学阶段二：“准确判断加热失水”的教学生成

问题1.如何保证胆矾加热时完全失水变成CuSO4？

2.定量实验中有更加科学地判断固体失水是否完全的方法，即“恒重操作”。通过阅读教材了解操作的基本过程，并观察教师示范操作过程，进行归纳总结？

教学阶段三：“冷却、称量、加热”的教学生成

问题1.如何称取胆矾、CuSO4两个固体的质量？

2.加热后马上将坩埚进行称量吗？

3.需要将CuSO4从坩埚中取出来称量吗？

三、研究结论

1.“实验仪器—实验步骤”的定量实验教学模式中走出来，以定量化实验方法推进定量实验教学。

根据实验原理，设计实验步骤，同时阐述所需要的实验仪器是定量实验常用的教学模式。笔者认为，这样的教学模式令定量实验失去了“定量”的“韵味”，在学习过程中教授给学生的仅是步骤和仪器，没有将隐含在实验中的“定量化”的线索揭示给学生。

笔者确立的定量实验教学模式主旨是“从旁”协助学生逐步完善、细化实验环节，学生经历一个真实的实验规划、推进的过程，而不是教师“全盘托出”后，再逐项分析讲解的传统课堂模式。教师设计实验待解决的核心问题，在推进问题解决的过程中不断形成实验步骤和实验仪器，教师在其中适时地“领一程、推一把”，来弥补学生实验知识结构中的欠缺。

2.单元教学设计策略促“实验中的定量”上升为“定量中的实验”。

采取单元教学设计策略对定量实验进行教学预设，可以将定量实验思想和方法的教学目标分置于不同课时来完成，减少重复的环节，提高了课时效率，尤其教学后产生了意想不到的教学效果，学生形成了较为系统化的关于实验思想与方法的认识，学生整体把握实验设计的能力较之前有明显的提高，尽管高容量、高密度的两个课时也能够较为顺利地推进，无疑是单元教学设计的成果。

注：本文系上海市教育学会教育科研重点课题研究成果之一，课题立项号XA100019。

编辑 韩 晓