定量分析，让定性实验更具说服力

程建明

初中化学教学中，实验是最常用、最重要的手段。化学实验有定性和定量之分，其中定性实验是初中化学实验的主流。在日常教学中，教师常常是根据教材上的安排，按部就班地实施实验教学，这就使得很多定性实验当中所进行的也只是定性分析。事实上，如果对定性实验进行必要的定量分析，不仅可以让实验更具说服力，还可以提升学生对实验的认识，从而客观上起到提高学生化学素养的作用。

定性实验背后的定量关系

定性实验与定量实验并不是截然分开的，尤其是在初中化学教学内容当中，很多实验由于教学目的实现或者教学需要等原因，没有设计成定量实验，但这并不意味着其后没有定量关系，而在实际教学中发掘这样的定量关系，不但有利于教师拓展对实验的认识，也有助于让学生对实验的本质有更深刻认识。

在人教版初中化学上册教材的“二氧化碳和一氧化碳”一节内容中，为了明确二氧化碳的性质，教材设计了一个二氧化碳密度比空气大的实验，实验的具体操作，就是将二氧化碳气体倒入装有高低不同两支蜡烛的大烧杯中，结果看到火焰低的那支蜡烛先熄灭。学生利用二氧化碳不能燃烧的性质，可以推理出将二氧化碳倒入烧杯中时是由下向上“涨”的，这说明二氧化碳的密度要比空气大。这样的实验直观有趣，因而很容易得到学生的喜欢与认可。

笔者关注的是，作为比较二氧化碳气体与空气的密度，其实还有定量的思路。最直观的比如说直接向学生提供两种气体的密度值，那一比较就可以得出结论。那么为什么几乎没有教材或者课堂是这么做的呢？笔者设计的实验是：将一带盖的集气瓶置于天平左盘（为了实验精确，此处可用物理天平，用电子天平也可以），然后调节天平平衡，此时可以读出总的示数（具体数值后面有用），此时瓶内其实装满了空气；然后及向上排空气法收集满满一瓶二氧化碳，同样置于原来已经调平的天平之上，这个时候学生看到的现象是左盘下降。这样的直观现象立马证明了二氧化碳的密度较空气大。而此时如果重新调平天平，并且测出此时二氧化碳与瓶子总的质量，则可以将此实验演化成一个好的计算类题目，且可求出二氧化碳的密度值（前提是给出空气密度值）。事实上，此题原本就是实验的延伸，是定性实验向定量实验延伸。

定量分析的定性实验教学

确定了定性实验向定量实验转变的教学思路之后，在具体教学实践中如何实施，也是考验化学教师的一件事情。显然，定性实验全部转化为定量实验是不现实也没有必要的，因此只有选择一些具有代表性的实验，推动其由定性向定量转化，同时推动学生的思维由形象向抽象转化，就可以实现更大程度上提高定性实验的说服力，且可以让学生对实验的认识更加深刻。

同样在“二氧化碳和一氧化碳”一节的教学中，教材给出了二氧化碳溶于水的定性实验，实验是向一个收集满二氧化碳的质地较软的塑料瓶中加入水，控制好水的体积为容积的三分之一，装入后立即旋紧瓶盖，振荡。通过看到瓶子变扁的现象，来推理得出二氧化碳溶入了水中的结论。这个实验仔细琢磨的话，实际上是有逻辑上的困难的。这个实验可作这样的改进：第一，给出相关的知识，排除二氧化碳与水反应的可能（太简单了，不赘述）；第二，确定给出的是纯水，这个可以通过化学手段来实现。更重要的是，在此基础上，可以将此实验改成一个基于数据的对比实验。笔者基于同行的设计，提出这样的建议：选择容量为30毫升的玻璃注射器，吸入三分之一的二氧化碳气体之后，用橡皮帽封住端口；然后吸入三分之一的刚冷却的开水，振荡。然后平放注射器，可以看到活塞被向里吸入一定的距离（具体测定）；反之，对注射器用手捂，或者用加热器辐射加热（不可直接加热），则会看到活塞由原刻度处被向外“推”。此对比实验中，“吸”与“推”都是定性的现象，而所给出的刻度值则是具体的数值，比较这些数值，可以让学生认识到两种互逆的过程中，二氧化碳分别溶入了水中或从水中出来，确定了此过程中并无化学反应，完全只是二氧化碳气体溶于水的特性。

这种定量实验的好处还在于，可以给学生培养一种精确认识化学实验的习惯，知道实验不仅需要关注现象，还需要关注现象背后的量的变化。而从量的角度来认识实验，则可以让学生获得一种寻求化学反应规律意识，要知道化学规律的诞生，无一不是实验从定性走向定量的结果。让学生早日形成这种意识，极有好处。

定性实验定量分析的思维基础

在初中化学教学中，将某些定性实验定量化，需要重视此过程中学生的思维。从教师的角度来讲，就是要分析此过程中需要的思维基础。

实际上，从定性走向定量，需要的是学生思维的广泛性、精细性和深刻性。广泛性意味着学生在实验的过程中，不再是关注实验现象，相应的则意味着教师不只是关注现象的明显与否，更需要从量的角度关注现象的产生原因与具体细节。而这又与精细性密切相关，也就是说在实验中，思维需要加工的是实验中量的差别及其背后的原因。而有了这些思维基础，实验的深刻性也就向学生敞开了大门，无论是从化学史的角度来看，还是从实际情形来看，让学生建立从量的角度认识化学学习对象中的物理或化学变化，都是必须的意识，都需要努力成为思维的对象以及必要行为。

（作者单位：江苏省如皋市吴窑镇初级中学）