定量思維在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的培養(yǎng)策略研究

摘 要：實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和定量思維的主要陣地，定量型化學(xué)實驗是科學(xué)研究的主要手段之一，它對于學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的培養(yǎng)顯得尤為重要，也是訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究能力的有效手段。但在現(xiàn)有高中教學(xué)體系中學(xué)生的定量思維培養(yǎng)還存在很多弊端。故基于此背景下研究和探索通過化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)高中學(xué)生定量思維策略研究十分必要且意義深遠。

論文關(guān)鍵詞：定量思維 ； 定量實驗 ； 實驗數(shù)據(jù)； 學(xué)科素養(yǎng)

眾所周知人類科學(xué)研究工作的定量化是一切研究工作的基本要求，不嚴格進行定量實驗，不對數(shù)據(jù)進行嚴格分析和處理，一切研究工作都無從談起，定量化的理念已經(jīng)深入到社會生活的方方面面。根據(jù)多年的高中教學(xué)工作我發(fā)現(xiàn)中學(xué)階段化學(xué)教學(xué)工作存在明顯的重定性輕定量的觀念。為了解決在教學(xué)中存在的一些弊端筆者通過幾年的研究尋找到一些策略。現(xiàn)將一點粗淺的經(jīng)驗與大家分享。

一、定量思維的培養(yǎng)在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中占有不可被取代的地位

1.定量方法可以解釋定性無法解釋的一些化學(xué)原理

科學(xué)的定量思維方法主要是運用數(shù)學(xué)方法，對客觀事實進行數(shù)的描述，得出數(shù)學(xué)模型，按數(shù)字描述的條件可以在不同的地方再現(xiàn)。化學(xué)反應(yīng)原理中的酸堿中和滴定指示劑的選擇往往是學(xué)生死記硬背出來的，但如果我們采用實驗數(shù)據(jù)進行計算并繪制出相應(yīng)的滴定曲線會使學(xué)生更加透徹的理解酸堿中和滴定指示劑選擇的原則，從而更好的理解滴定原理。

2.定量型化學(xué)實驗可以培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

定量型實驗可以幫助學(xué)生理解化學(xué)與生產(chǎn)、生活實際的緊密聯(lián)系，以及在解決與這些聯(lián)系所產(chǎn)生的實際問題的基本方法，樹立環(huán)保意識、“量”的意識，從而形成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，具有批判精神。定量型化學(xué)實驗?zāi)艹浞煮w現(xiàn)化學(xué)學(xué)科正逐步向定量化過渡的特征，能有效地引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生學(xué)會運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法從定量的角度分析并解決涉及化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)問題。

二、 高中化學(xué)教學(xué)中存在輕視定量思維培養(yǎng)及應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.課程編排存在著重定性輕定量實驗的現(xiàn)狀

定量型實驗作為中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主要陣地。但在我國現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)課程標準及化學(xué)教學(xué)體系中，大多數(shù)是定性實驗，而定量實驗的數(shù)量相對太少。對已有的少量定量型實驗進行研究，我們發(fā)現(xiàn)其中還存在著對“量”的概念要求不到位，不嚴謹甚至不科學(xué)的狀況。

2.分數(shù)至上導(dǎo)致師生出現(xiàn)“輕視定量思維培養(yǎng)”的短視情況

定量型實驗多側(cè)重于對學(xué)生進行實驗基本操作和數(shù)據(jù)處理能力的訓(xùn)練，對學(xué)生的要求相對較低，留給學(xué)生自主探究的空間少，學(xué)生照方抓藥的定量型實驗占很大成分；此外涉及化學(xué)抽象概念方面的定量型實驗內(nèi)容很少，屬于直觀描述性、模糊性的化學(xué)認識不及量的數(shù)據(jù)有說服力。

三、通過化學(xué)實驗培養(yǎng)定量思維的有效策略

1.改進實驗儀器

定量型實驗作為中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主要陣地。但在我國現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)課程標準及化學(xué)教學(xué)體系中，大多數(shù)是定性實驗，而定量實驗的數(shù)量相對太少。對已有的少量定量型實驗進行研究，我們發(fā)現(xiàn)其中還存在著對“量”的概念要求不到位，不嚴謹甚至不科學(xué)的狀況。如教材中一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，要求溶液的濃度精確度較高。但由于受高中實驗室所有儀器局限，往往采用天平或者量筒等精確度不高的儀器量取藥品必然造成配置溶液濃度精確度不高，再用這樣的標準液來進行酸堿中和滴定必然帶來較大的誤差。

2.改變實驗數(shù)據(jù)

蘇教版《化學(xué)反應(yīng)原理》p75用0.1000mol··l 氫氧化鈉滴定20ml0.1000mol··l 鹽酸，用ph計分別測定滴入氫氧化鈉溶液體積（ml為單位）5.00、10.00、15.00、18.00、19.00、19.60、19.98、20.00、20.02、21.00、22.00、30.00時刻錐形瓶中溶液ph值。根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出滴定曲線圖。根據(jù)繪制曲線發(fā)現(xiàn)滴定突變范圍是4.3—9.7，再根據(jù)幾種常見指示劑的變色范圍，我們發(fā)現(xiàn)用酚酞或甲基紅比較好而不是我們所常選用的甲基橙。如果我們把數(shù)據(jù)改成1 mol·l 和0.01 mol·l 通過計算得出的突躍范圍分別為3.3—10.7和l5.3—8.7從而指示劑的選擇也將不同則出現(xiàn)圖像。增加兩組數(shù)據(jù)與教材中的實驗進行對比可以幫助學(xué)生跳出死記公式定量的思維盲區(qū)，從本質(zhì)上理解影響滴定突躍的因素。

量研究的總之，思想和方法是化學(xué)科學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展的源泉，對化學(xué)實驗進行定量研究的思想與方法對化學(xué)科學(xué)的發(fā)展具有里程碑的意義。

參考文獻（略）

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