因势利导培养学生的化学思维能力

胡石勇

【案例课题】

二氧化碳的性质。

【案例背景】

我校是一所民办公助性质的学校，享有自主招生的权力，所以生源素质比较好，学生的思维比较活跃，课堂上学生提出的问题也层出不穷，有时候甚至让老师觉得有点招架不住。但是作为老师，我喜欢这种氛围，思维碰撞产生的火花能让我感受到教与学交融的乐趣。然而，在越来越注重考查学生思维的形势下，如何培养学生的化学思维，让学生学会举一反三、做到学以致用却是一个很大的难题。

我在上“二氧化碳的性质”一课时做了如下一些处理，在这里跟大家探讨一下。

【情境描述】

每年上“二氧化碳的性质”的时候我都会觉得有点别扭，这种别扭源于教材的衔接不是很紧密，尤其是二氧化碳的溶解性和与水反应这两个实验之间的联系不是很紧密，思维不够严谨，因此导致学生产生很多疑惑。比如在学习二氧化碳的物理性质时，书本上有这样一个实验：

【倾倒二氧化碳的实验】

这个实验的现象有哪些？ 答：蜡烛由下而上依次熄灭。

得出什么结论？ 答：二氧化碳密度比空气大，不支持燃烧，也不可燃烧。

可能学生对这个现象记得很清楚，结论也可以背得很熟，但是有的学生对这个实验的原理还不是很理解，因此，我就把二氧化碳换成水再做一次上述实验。很多原来不理解的学生就有了一种恍然大悟的感觉。

另外，在做“二氧化碳的溶解性实验”时，我做了些扩展。

【二氧化碳的溶解性实验】

实验现象：矿泉水瓶变瘪了。

实验结论：二氧化碳可溶于水。

扩展思考：为什么选用矿泉水瓶？可以用平时喝水用的硬塑料瓶来做这个实验吗？

试试看：假如老师给你下列物品：一瓶空气，一瓶二氧化碳，一个盛有水的水槽，你能设计一个方案来证明二氧化碳确实溶于水吗？（温馨提示：仔细思考一下，这里为什么提供一瓶空气给你呢？有什么用途呢？）

学生经过讨论，得出五花八门的方案，但就是很难切中要点，尽管前面有思考题的暗示，而且题目里已经给出了温馨提示，但很多同学视而不见，或者说根本就漠不关心，仍然照搬上面的实验，说“将水倒入装有二氧化碳的集气瓶中”的占了绝大部分。于是我不得不再次解释这个实验的原理：因为矿泉水瓶比较软，二氧化碳溶于水之后，瓶里的压强变小，于是矿泉水瓶被压扁了。而集气瓶是玻璃材质的，大气压是不能把它压变形的，所以不能仿照书本的实验去设计实验了。再细心点看看提示，为什么给出一瓶空气呢？目的何在呢？

通过步步深入的引导，最后得出合理方案：将两个集气瓶分别倒扣于水中，一段时间后，观察对比两个集气瓶中液面上升的高度。在这里让学生第一次接触到在设计实验的时候要通过设置对比实验来增强实验的说服力的思维方法。

然后继续发散学生的思维：你还有其他的实验方案证明二氧化碳可溶于水吗？然后让学生讨论其他可行的方案，并进行实验验证。这样一来，学生在理解实验原理的基础上，不知不觉中就学会举一反三了。

接下来通过设疑的方式引導学生思考，培养学生思维的严谨性。

提问：有没有同学对刚才的溶解性实验有疑问的呢？你们觉得这个实验是否严谨？

马上就有几个学生不约而同地提出疑问了：老师，你怎么知道二氧化碳只是溶解在水里，而不是跟水发生了化学反应而减少了呢？

我高兴地说：这个问题提得非常好！说明你们在动脑筋思考。下面我们一起来解答这个问题。

【提供资料】

1.在溶于水的过程中，有大约1%的二氧化碳会与水反应生成碳酸。即：H2O+CO2=H2CO3

2.碳是一种酸，能使紫色石蕊变红色。

【设问】：在实验后的矿泉水瓶里面的液体中，含有哪些物质？

【学生回答】：水、二氧化碳、碳酸。

接着往瓶中滴加紫色石蕊试液，发现溶液变红，引发猜想：

猜想一：是水使紫色石蕊试液变红

猜想二：是CO2使紫色石蕊试液变红

猜想三：是H2CO3使紫色石蕊试液变红

请你设计实验证明哪种猜想是对的。

让学生进行分组讨论，设计实验验证二氧化碳与水反应。并请代表发言，说出自己小组的设计步骤，选出最佳方案。在设计实验的过程中，培养了学生在设计对比实验的时候注意控制变量的思维。经过一番激烈的讨论评价，最后得出最佳方案就是书本118页上的紫花实验。

在分析实验现象的时候，注重学生对每一步实验的理解，为什么要这么做？这样做的目的是什么？不这样做行不行？通过设置一系列的问题，让学生牢记在设计实验的时候必须要设置对比实验，这样才能有效地增强实验的说服力，让学生牢牢地掌握这种思维方式。

【反思与总结】

我个人觉得，上课的侧重点不同，得到的效果就会不一样。由此可见，认真备课是上好一节课的前提，备课不只是要吃透教材，还要充分了解学生的认知水平、思维能力水平，尊重学生的认知规律，由浅入深，步步深入地引导学生思考，培养学生严谨科学的化学思维方式，只有这样才能切实地提高学生的化学素养，让学生掌握科学的学习方法。

编辑 郭小琴