浅析实验情境式教学在初中化学计算专题复习中的应用

摘 要：实验情境式教学在初中化学计算专题复习中的应用具有重要意义。该教学模式通过提供实际应用背景、强化计算技能、培养实验设计和操作能力等，有效促进学生对化学计算的全面理解。在实验过程中，学生参与操作、进行数据处理，并分析实验结果，从而提升实践能力。将实验情境与计算专题相结合，能更贴近实际应用场景，使学生更好地理解计算专题的实际价值。这种综合性的教学方法为初中生提供了全面而深入的学习体验，为化学计算专题的掌握奠定了坚实基础。

关键词：实验情境式教学；化学计算专题；初中教育；碳酸钙；质量分数

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）32-0123-04

作者简介：白建辉（1975～），男，汉族，甘肃静宁人，甘肃省静宁县司桥初级中学，研究方向：中学化学教学。

实验情境式教学在化学教育中扮演着重要角色。通过将学习与实际情境相结合，可以提高学生的学习兴趣，促使其更深入地理解知识。文章将介绍实验的具体过程、数据处理方法，并强调实验情境式教学在化学教育中的优势，包括提供实际应用背景、强化计算技能以及培养实验设计和操作能力。通过将实验情境与计算专题相结合，可以更好地促进学生对化学知识的理解与应用，为其打下坚实的基础。

一、 实验情境式教学在化学教育中的重要性和意义

实验情境式教学在化学教育中具有重要性和意义。传统的化学教学往往以理论知识为主，学生只是被动地接受抽象的概念和公式，缺乏实际应用的体验。而实验情境式教学则通过将学习与实际情境相结合，使学生能够亲自参与实验操作和数据处理，从而更好地理解和应用化学知识。实验情境式教学能够激发学生的学习兴趣。通过实际操作和观察，学生能够亲身体验化学现象和实验过程，增加学生们对化学的好奇心和兴趣。这种积极的学习体验能够提高学生的主动性和参与度，使学生们更愿意深入学习和探索化学知识。实验情境式教学能够提高学生的实际应用能力。化学知识的应用往往需要学生能够将理论知识转化为实际操作和解决问题的能力。通过实验情境式教学，学生能够亲自进行实验操作、收集数据并进行数据处理，从而培养学生们的实际应用能力。这种能力的培养不仅有助于学生在化学实验中的表现，也能够帮助学生们将所学的化学知识应用到实际生活中。实验情境式教学能够促进学生对化学知识的深入理解和掌握。通过实际操作和观察，学生能够更加直观地理解化学现象和原理，加深对化学知识的理解。同时，实验情境式教学也能够帮助学生将抽象的概念和公式与实际情境相联系，从而更好地掌握和应用化学知识。

二、 初中化学计算专题的特点

（一）化学计算的基本概念

初中化学计算专题是学生在学习化学过程中接触到的一个重要内容，涉及许多基本概念，其中包括摩尔质量与摩尔体积的计算、溶液浓度的计算等。这些基本概念构成了化学计算的基础，为理解和应用化学原理提供了必要的工具。摩尔质量是指一个物质中含有一个摩尔单位的质量，通常以克为单位。通过计算不同元素的摩尔质量，学生能够理解不同元素在相同摩尔单位下的质量差异，为化学反应的计算提供了基础。

学生需要掌握如何计算溶液中溶质的质量与溶剂的体积之比，从而了解溶液的浓度。这对理解溶液的性质以及在实际中的应用具有重要意义，如药物制剂、化工生产等。在化学计算中，学生还需要掌握一些基本的计算方法，例如化学方程式的平衡、反应物与生成物的物质量关系等。这些基本概念的理解与掌握为学生进一步深入学习化学提供了坚实的基础，同时也为其将化学知识应用于解决实际问题奠定了基础。

（二）实际问题中的化学计算

实际问题中的化学计算是初中化学计算专题中的一个关键方面，通过这一部分的学习，学生能够将理论知识应用于解决实际生活和工作中的问题，培养实际问题解决能力。学生通过学习反应物与生成物之间的摩尔比，可以计算反应中各物质的质量变化。这对实际生产中的物质转化、化学反应的效率评估等方面具有实际意义，为学生提供了将抽象的理论知识应用于实际的机会。酸碱中的中和反应计算也是实际问题中常见的一种化学计算，学生需要理解酸碱中物质的摩尔关系，通过计算酸碱反应中反应物和生成物的摩尔量，进而计算所需的质量或体积。这在实际生活中例如调节水质、医药制备等方面有着直接的应用，培养了学生解决实际问题的能力。

学生需要了解如何通过溶质的质量和溶剂的体积计算溶液的浓度，这是化学实验中的溶液配制、药物配制等具有实际操作的应用。通过实际问题中的化学计算，学生能够更好地理解和应用化学知识，将所学的理论知识与实际生活有机地结合起来。这种能力的培养有助于学生在未来的学业和职业中更加灵活地应对各种挑战，提高解决实际问题的水平，促进综合素质的全面提升。因此，实际问题中的化学计算不仅是初中化学学科中的一项重要内容，更是培养学生实际应用能力的有效途径。

三、 实验情境式教学的优势

（一）提供实际应用背景

实验情境式教学的重要优势之一是其能够提供实际应用背景，为学生创造一个更贴近实际的学习环境。传统的教学方法通常将学习与实际应用分隔开来，导致学生在应用所学知识时感到不足。实验情境式教学通过将学生嵌入真实的实验情境中，使学生们更好地理解和应用所学的化学知识。实验情境式教学让学生亲身参与实验操作。学生有机会直接操作实验设备，观察和记录实验现象。通过这种亲身经历，学生能够深入了解化学反应的过程，直观地感受实验现象的变化，并通过观察和记录实验数据进行深入分析和解释。实验情境中的学习方式加深了学生对化学原理的理解。相比于传统课堂上的理论讲解，实验情境提供了一个更为实际的学习背景。学生通过亲身体验和实际操作，不仅记住了知识点，还能更深刻地理解其在实验过程中的应用和意义。这种学习方式培养了学生的实际动手能力，增强了学生们解决实际问题的能力。实验情境式教学激发了学生的学习兴趣和动力。通过将学习与实际应用相结合，学生能够直观地看到所学知识在实际生活中的应用场景。这种联系实际的学习方式提高了学生对学科的兴趣，使学生们更主动地参与学习。

（二）强化化学计算技能

在实验情境中，学生需要收集和记录实验数据，并进行相应的计算和解释。需要运用所学的化学知识和计算方法，对实验数据进行处理，如计算平均值、标准差、反应速率等。通过这样的实践过程，学生能够更好地理解和应用化学计算的原理和方法。实验情境式教学将理论知识与实际应用相结合，使学生能够将所学的化学知识应用到实际情境中。通过实验数据的计算和解释，学生能够更深入地理解化学概念和原理，并将其应用于实际问题的解决中。这种实践性的学习方式能够提高学生的计算能力，并加深学生们对化学计算的理解和掌握。实验情境式教学要求学生在实验数据处理和解释过程中运用逻辑思维和问题解决能力。学生需要分析实验数据的特点和规律，找出其中的关联性和趋势，并从中得出结论。这种实践性的学习方式能够培养学生的分析思维和问题解决能力，使学生们能够更好地应对复杂的化学计算和实验设计。实验情境式教学要求学生在实验数据处理和解释过程中注重实验结果的准确性。学生需要仔细记录实验数据，并进行正确的计算和解释。通过这样的实践过程，学生能够提高实验结果的准确性，并培养严谨的实验态度和科学精神。

（三）培养实验设计和操作能力

实验情境式教学在培养学生的实验设计和操作能力方面具有显著优势。学生通过实际参与实验设计和操作，积极发展了实验思维和技能，提高了学生们的实验能力。实验情境式教学鼓励学生在实验设计中发挥创造力和批判性思维。学生需要仔细考虑实验的目的和要求，确定实验步骤、所需材料和仪器设备，并制订实验方案。这个过程强调了学生的分析和规划能力，让学生们明白实验设计是一个有系统、有目的的过程。学生在实验设计中也学会了考虑实验的可行性和安全性，需要评估实验中可能出现的风险并采取相应的安全措施。这有助于培养学生对实验环境的敏感性和责任感。学生亲自参与实验操作，按照实验方案进行实验。在这个过程中，逐渐掌握了实验技巧和操作方法。这包括精确测量、混合反应物、控制温度和时间等操作。通过反复练习，学生在实验操作方面变得更加熟练和自信。实验情境式教学也鼓励学生独立思考和解决问题。当实验遇到挑战或问题时，学生被鼓励寻找解决方案。这种解决问题的经验对培养学生的实验技能至关重要，因为在实验中，问题和挑战常常会出现。实验情境式教学不仅教授学生实验基本技能，还激发了学生们的创新意识。学生被鼓励思考如何改进实验方法和步骤，提出新的实验方案和解决问题的方法。这种创新性思维有助于激发学生的创造力，并提高学生们解决实际问题的能力。

四、 实验过程与数据处理

实验情境式教学中，学生参与实验操作、数据处理和结果分析是一个连贯的过程。下文以“测定珍珠中碳酸钙的质量分数”为例进行论述。

（一）学生参与实验操作

学生需要收集所需的实验材料和仪器，包括珍珠样品、稀盐酸、酒精灯、电子天平、烧杯、滴定管、滴定瓶等。使用电子天平，学生准确地称取一定质量的珍珠样品，并记录下其质量。这是实验的起始点。将称取的珍珠样品放入烧杯中，然后加入适量的稀盐酸。学生将使用酒精灯对烧杯进行加热，促使珍珠样品溶解。这一步骤旨在将碳酸钙转化为可滴定的形式。将溶解后的珍珠样品溶液转移到滴定瓶中。这个步骤确保了溶液的容积适合后续的滴定反应。学生需要加入酸性高锰酸钾溶液，这是滴定的滴定剂。滴定剂将与珍珠样品中的碳酸钙反应，产生氧气气泡并导致溶液颜色由紫色变为无色。学生需要逐滴加入滴定剂，轻轻搅拌，直到反应终点。在接近终点时，学生加入几滴淀粉溶液作为指示剂。淀粉的作用是帮助确定滴定反应是否已经完成。学生需要记录滴定过程中消耗的高锰酸钾溶液的体积，以及滴定前后滴定瓶中溶液的体积。这些数据将用于计算珍珠样品中碳酸钙的质量分数。

（二）学生进行数据处理

在学生进行数据处理的过程中，需要进行以下计算步骤来确定珍珠样品中碳酸钙的质量分数，学生需要计算滴定前后高锰酸钾溶液的体积差值，即滴定体积。这可以通过减去滴定前后高锰酸钾溶液的体积来得到。学生可以使用滴定体积和高锰酸钾溶液的浓度来计算珍珠样品中碳酸钙的质量。这需要使用滴定反应的化学方程式和摩尔比例关系。根据滴定反应的化学方程式，可以确定高锰酸钾和碳酸钙的摩尔比例。碳酸钙的摩尔质量可以从化学元素周期表中获得。学生将碳酸钙的质量除以珍珠样品的质量，即可得到碳酸钙的质量分数。

（三）引导学生分析实验结果和得出结论

学生应该仔细观察实验数据，包括滴定体积和珍珠样品的质量。可以比较不同样品的数据，寻找任何明显的趋势或差异。学生应该根据实验数据和之前的计算步骤，计算出珍珠中碳酸钙的质量分数。这个结果可以作为实验的主要结果。学生应该分析实验结果，比较计算得到的质量分数与预期值或其他参考值的差异。可以讨论实验结果是否与理论预期一致，或者是否存在差异。如果存在差异，学生应该思考可能的误差来源。学生应该讨论实验中可能的误差来源，例如仪器误差、操作误差、反应不完全等。学生们可以探讨这些误差对实验结果的影响，并提出改进实验设计或减小误差的建议。学生应该评估实验的可靠性，考虑实验过程中的控制变量、重复实验的一致性等因素。学生们可以讨论实验的可重复性和结果的可信度。基于实验数据、计算结果和结果分析，学生应该得出结论。结论应该回答实验的研究问题或验证假设，并总结实验结果的主要发现。

五、 计算专题复习的应用

（一）将实验情境与计算专题相结合

将实验情境与计算专题相结合是一种高效的教学方法，它有助于学生深入理解理论知识，并将知识应用于实际情境中。在教学中，需要明确教学背景和目标。以化学教学为例，目标可能是教授学生如何测定珍珠中碳酸钙的质量分数，同时培养学生们的计算能力。为了实现这一目标，教师需要结合实验情境和计算专题。在进行实验之前，教师应提前教授与实验相关的计算专题，包括质量分数的计算、样本制备、溶解、过滤等基本概念。这种知识先导有助于学生准备好进入实验情境，确保学生们理解相关计算原理。在实验情境中，学生需要测定珍珠中碳酸钙的质量分数。需要采取一系列操作步骤，包括样本制备、溶解、过滤和质量测量。在这个过程中，学生将实际应用计算专题中的知识，例如用于计算质量的公式，以及浓度和质量的关系等。学生在实验结束后需要收集实验数据，包括质量测量的结果。然后，应用先前学到的计算知识，计算出珍珠中碳酸钙的质量分数。这个步骤强调了学生的计算能力，并将理论知识转化为实际结果。学生不仅需要计算出质量分数，还需要解释自己的计算结果。学生们可以讨论结果的意义，以及在化学中的应用，这有助于其加深对知识的理解和记忆。

（二）提供实际应用场景，让学生理解计算专题的实际意义

可以模拟介绍一个珍珠饰品的制造过程，说明在生产过程中需要确保珍珠中的碳酸钙质量分数符合质量标准，以确保饰品的质量。解释为什么测定珍珠中碳酸钙的质量分数对制作高质量的珍珠饰品至关重要。这涉及质量控制和产品合格性。要求学生扮演珍珠饰品制作师，在模拟制作过程中计算碳酸钙的质量分数，并确保产品质量达到标准。与学生一起讨论学生们的模拟制作过程，重点强调计算质量分数对实际生产的重要性，以及如何确保产品合格性。

在模拟的制作过程中，学生将面对选择珍珠、样本制备、实验操作等环节。其中，测定碳酸钙的质量分数成为关键的计算步骤。学生需要应用先前学到的计算知识，确保每颗珍珠的质量达到标准。在模拟过程结束后，教师与学生一起讨论学生们的制作过程，强调计算质量分数对实际生产的重要性。这不仅关乎产品的外观，还关系到整体饰品的质量和客户满意度。通过分享经验和思考，学生能更好地理解计算专题在饰品制作中的实际应用，以及确保9Z8968GKLr43q/nh0/ByGnM8dmaWjGTQt9Jmgr0P7vY=产品合格在行业中成功的不可或缺性。

六、 结论

总之，实验情境式教学以“测定珍珠中碳酸钙的质量分数”为例，为初中生提供了一种深入理解化学计算专题的有力工具。通过将学习与实际情境相结合，学生不仅可以掌握计算技能，还能培养实验设计和操作能力。这种教学方法不仅令学习更加生动有趣，还能让学生更好地理解知识的实际应用，为其未来的学习和职业生涯奠定坚实的基础。因此，实验情境式教学在初中化学教育中具有重要的意义，为学生提供了更深入的学习体验和掌握知识的机会。

参考文献：

［1］曹梅姣.实验情境式教学在初中化学计算专题复习的应用——以“测定珍珠中碳酸钙的质量分数”为例［J］.化学教学，2023（9）：62-67.

［2］刘淑珍，陈永宝，訾学红，等.将情境教学模式带入化学通识教育实践课堂——生活化学实验课程教学案例分析［J］.中国现代教育装备，2022（19）：106-108.

［3］孙宏.有机化学实验中异常现象的教学情境启示［J］.实验技术与管理，2013，30（5）：157-158.

［4］倪姗姗，钱扬义，叶静怡.中学化学教学中学习情境创设的途径及启示［J］.化学教育，2009，30（4）：19-22.

［5］詹嘉红，蓝宗辉，宋凤艳.探究式教学法在生物化学实验教学中的运用［J］.实验室研究与探索，2008（9）：91-93.