摘要：數(shù)軸是規(guī)定了原點、正方向、長度單位的直線，當賦予數(shù)軸特定的化學意義時，數(shù)軸上的點以及點的變化過程就有了特殊的化學含義.本文以具體教學案例為載體，建構了不同情境下的數(shù)軸，以解決具體化學問題，促進了“少教多學”教學模式下的高效學習，發(fā)展了科學思維，為學生的終身發(fā)展奠定基礎.

關鍵詞：數(shù)軸;可視化;科學思維;少教多學;初中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2024）26-0109-03

《義務教育化學課程標準（2022年版）》中提出教師應當引導學生自主學習，并開展項目式學習［1］.在初中化學解題教學中，教師應不斷引導學生將復雜問題簡單化、抽象問題具體化，將動態(tài)化學過程有序地描繪在“一條線”上，將直線的嚴謹與性質(zhì)的直觀相結合，以此梳理并開闊解題思路，增強解題的綜合性和靈活性，探索出合理而簡潔的解題途徑.下面幾個教學片段，綜合運用了比較、分類、分析、綜合、歸納等科學方法，展示了數(shù)軸在化學解題中的巧妙應用，構建有深度、有廣度、有溫度的“少教多學”復習課模式，發(fā)展科學思維.

1?;教學案例

1.1透析數(shù)軸上“點”的含義——濃溶液配制稀溶液相關計算

例1（2021年南京中考試題）稀鹽酸（1∶2）是指濃鹽酸與水按體積比1∶2進行混合所得的鹽酸.已知所用濃鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為37%，密度為1.19 g/cm3；水的密度為1 g/cm3.計算所配制的稀鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù).

解析這是人教版教材九年級下冊第九單元課題3的內(nèi)容，學生都知道根據(jù)“溶液稀釋前后，溶質(zhì)的質(zhì)量不變”的原理進行計算，但學生最常見的問題是不會對數(shù)據(jù)進行分類分析.解題中，教師可先帶領學生列表匯總數(shù)據(jù)見表1，使雜亂無章的數(shù)據(jù)變得整齊明了.實際解題過程，會有不少學生對于“稀溶液的質(zhì)量”有所疑問，只因學生腦中只有靜態(tài)數(shù)據(jù)，沒有溶液配置的動態(tài)過程，從而找不出配置后稀溶液質(zhì)量，不知道將稀溶液與濃溶液相聯(lián)系.可根據(jù)配置步驟——計算、量取、混勻、裝瓶貼標簽，將靜態(tài)數(shù)據(jù)繪制在數(shù)軸上，賦予數(shù)軸“溶液質(zhì)量”的含義，用數(shù)軸表示配置動態(tài)過程，如圖1所示，形象生動可視化.

學生對于溶液配置時的4個數(shù)據(jù)找尋無果時，便說明沒有理解濃溶液配制稀溶液的動態(tài)過程.利用數(shù)軸將配置過程可視化，變靜態(tài)為動態(tài)，透析數(shù)軸上“點”的含義，引導學生深入思考，擴展理解寬度，使“數(shù)加軸”更直觀.

1.2掌握數(shù)軸上“點”的移動——金屬的化學性質(zhì)專題復習

例2某同學為探究相關金屬性質(zhì)，向Cu（NO3）2和AgNO3溶液中加入一定量鋅粉，充分反應后過濾，濾液仍為藍色，下列說法正確的是.

A．濾渣一定有Ag，一定沒有Cu和Zn

B．濾渣一定有Ag，可能有Cu，一定沒有Zn

C．濾液中一定有Cu2+，可能有Zn2+和Ag+

D．濾液中一定有Cu2+和Zn2+，可能有Ag+

解析①根據(jù)情境書寫所有可能發(fā)生的化學方程式，注意反應發(fā)生的先后順序.②根據(jù)口訣“第一個反應的生成物一定有，沒有參與反應的物質(zhì)一定有，其余反應物根據(jù)用量多少判斷可能有”.此題中一定有的是：Ag，Zn（NO3）2.根據(jù)情境“濾液仍為藍色”，可知硝酸銅一定有.幾種反應物的有無情況，如何確定？此時兩個反應發(fā)生到了什么程度？

所有可能的情況都是抽象的，學生理解不了抽象內(nèi)容，那就將抽象問題可視化.將所有可能的情況列舉如圖2所示.

圖2Cu（NO3）2和AgNO3溶液中加入鋅粉的分析

但學生對列表法還不夠清晰，數(shù)據(jù)太多，再如何簡化？賦予數(shù)軸化學含義，根據(jù)反應的先后順序，將抽象內(nèi)容可視化，變多維為一維，將反應物的兩種溶質(zhì)標注在數(shù)軸上，如圖3所示.鋅粉在數(shù)軸上緩慢向前行駛，先后出現(xiàn)5種情況.而符合此情境的只有前三種，即可簡單明了地得出答案.

①鋅無，硝酸銀、硝酸銅有余

②鋅和硝酸銀無，硝酸銅有余

③鋅和硝酸銀無，硝酸銅有余

④鋅、硝酸銀、硝酸銅恰好無

⑤鋅過量，硝酸銀、硝酸銅無

根據(jù)數(shù)軸從左往右的順序，將化學反應與軸線相結合，在線性變換過程中，抽象內(nèi)容可視化，簡化化學解題思維，降低思考難度，提升思維品質(zhì).數(shù)軸在化學學習中的應用有很多，例如物質(zhì)的溶解性和溶解度的關系也可以繪制成數(shù)軸，如圖4所示，pH與酸堿性的關系可以繪制成雙向數(shù)軸，如圖5所示.

利用數(shù)軸將反應過程繪制出來，變靜態(tài)為動態(tài).通過點的移動，變多維為一維，挖掘創(chuàng)新意識，引導學生條理清晰、層層深入地思考，發(fā)展科學思維，使“軸加符”更入微.

1.3理解數(shù)軸上“點”的范圍——物質(zhì)中的碳元素含量計算

例3木炭還原氧化銅實驗中，若生成氣體中含有一氧化碳，則反應時消耗碳元素和氧元素的質(zhì)量比為（填“大于”、“等于”或“小于”）3∶8.

解析據(jù)情境知，木炭粉還原氧化銅可能生成二氧化碳，也可能生成一氧化碳，但無論哪一種情況，均遵循質(zhì)量守恒定律，生成物中碳元素均來自木炭粉，氧元素均來自氧化銅.因此可直接計算二氧化碳和一氧化碳中的碳、氧元素質(zhì)量比.繪制數(shù)軸如圖6所示，有5種情況（其中①②、④⑤可視作一種情況）：

①只有CO2②只有CO2③CO2和CO

④只有CO⑤只有CO

反饋常溫常壓時，由甲烷和另兩種氣體組成的混合物中，碳元素的質(zhì)量分數(shù)為80%，則另兩種氣體可能是（）

A．H2和COB. H2和C2H2

C.C2H2和C2H4D.CO和C2H4

解析根據(jù)題意，首先計算甲烷中碳元素質(zhì)量分數(shù)：75%，要想達到80%，必須有大于80%的物質(zhì)和其混合.現(xiàn)將計算后的碳元素質(zhì)量分數(shù)，繪制成數(shù)軸如圖7所示，以80%為分界線，尋找合適的物質(zhì).

此類題型的數(shù)軸解題法也是“極值法”的一種.化學上的“極值法”是因數(shù)據(jù)不足而無從判斷混合物組成的題目，采用極端假設（即某一成分恰好完全反應）的方法，確定混合體系中各物質(zhì)的名稱、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)等，使復雜問題具體化.將數(shù)軸與極值法相結合，分析數(shù)據(jù)間的關系，通過范圍的大小，剖析可能的情況，發(fā)展思維深度.

2總結與反思

模型建構意識是化學核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，對學生的科學學習具有積極影響［2］.針對不同情境下的化學問題建構數(shù)軸模型，可以快速且準確地解決化學問題，達到高效課堂.數(shù)加軸，更直觀；軸加符，更入微.數(shù)軸是數(shù)形結合的產(chǎn)物，能促進化學“線性變換”思想的升華［3］，數(shù)軸上的化學思維是對化學宏觀-微觀-符號的延伸與拓展，具有間接、明了、直觀等特點.在化學教學中，巧妙運用數(shù)軸進行教學，可以變抽象為直觀，化復雜為簡單.既可以幫助學生深刻體會化學知識，又可以充分發(fā)展科學思維.

2.1發(fā)展科學思維

科學思維是科學認識和實踐的思想和基石，是組成科學素質(zhì)的最高層次要素.基于線性變換模型，進行證據(jù)推理、建構數(shù)軸并推測物質(zhì)及其變化，在解決與化學相關的真實問題中，培養(yǎng)思維能力，形成創(chuàng)新意識，養(yǎng)成科學態(tài)度.

（1）透析數(shù)軸上“點”的含義，擴展理解寬度

（2）掌握數(shù)軸上“點”的移動，挖掘創(chuàng)新意識

（3）理解數(shù)軸上“點”的范圍，發(fā)展思維深度

2.2強化創(chuàng)新意識

應用數(shù)軸簡明的特點，讓復習課不再是知識點及知識框架的簡單重復，將抽象問題具體化，將復雜反應簡單化，將多維思想一維化，讓學生在數(shù)軸繪制的過程中思考問題、啟迪思維、掌握反應的本質(zhì).數(shù)軸構建少教多學復習課堂，使復習課從知識中心轉化到以科學方法為中心，從經(jīng)驗邏輯轉變到理論邏輯，從抽象思考到科學思維再到創(chuàng)新意識，最后借助科學方法應用到整個學習過程.

2.3養(yǎng)成科學態(tài)度

數(shù)軸的構建使學生學會嘗試創(chuàng)新解題過程，拓寬思考維度，簡化計算分析過程，達到減負增效的效果.通過構建少教多學的復習課堂，發(fā)展學生科學思維，養(yǎng)成科學態(tài)度，靈活應對各項問題，達到全學科育人的目的.

參考文獻：［1］ 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）［M］.北京：人民教育出版社，2022.

［2］ 黃勇.培養(yǎng)應用數(shù)學模型意識提升學生物理思維能力［J］.物理通報，2023（4）：46-49.

［3］ 吳學軍.數(shù)形結合 引思激趣［J］.數(shù)理化解題研究，2019（35）：17-18.

［責任編輯：季春陽］

新課改背景下化學實驗教學優(yōu)化研究

殷金花

摘要：新課改背景下的化學教學，教師必須轉變教學觀念，強化實驗教學，將知識教學與實驗教學相結合，鼓勵實驗創(chuàng)新，鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析和解決問題，培養(yǎng)學生思維能力；引導學生積極探究化學實驗的奧秘，在問題解決過程中培養(yǎng)學生的實踐能力，形成持續(xù)的化學學習興趣，增強學習的自信心.

關鍵詞：化學實驗；創(chuàng)新；探究

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2024）26-0112-03

化學是一門以實驗為基礎的學科，新課程改革要求教師重視學生的自主學習和實驗教學.這意味著教師需要轉變傳統(tǒng)的教學方式，讓學生成為學習的主體，并積極引導學生進行自主學習和實驗探究，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力.

1設計科學新穎的導入實驗，提高學生的學習興趣

蘇霍姆林斯基說過，在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者，在青少年的精神世界中，這種需要則更為強烈.而實驗能給學生直接的感官刺激，對激發(fā)學生的學習興趣作用明顯.學生通過自主探究不僅能獲得知識，而且能學會方法、激發(fā)興趣、培養(yǎng)思維［1］.

案例分析1：在開學第一課，教師采用了一個簡單的實驗：在膨脹的氣球中裝入一定量的水，然后在蠟燭火焰上加熱，探究氣球被加熱至爆炸的時間與哪些因素有關.本實驗設計的目的是讓學生通過實驗，探究氣球被加熱至爆炸的時間與哪些因素有關.

實驗步驟：

（1）準備一個氣球和一些水，將水倒入氣球中，然后將氣球口扎緊；

（2）將氣球放在蠟燭火焰上加熱，并開始計時；

（3）當氣球爆炸時，停止計時；

（4）重復實驗幾次，探究氣球被加熱至爆炸的時間與不同因素的關系.

該實驗可以讓學生了解氣球加熱至爆炸的時間與水的量、氣球的材料、加熱的溫度等因素有關.在實驗中每一個學生都積極參與，真正做到了在“學中做，做中學”.同時，通過提出問題、作出猜想、設計實驗和演示實驗，學生有了較完整的思維過程和明確的答案，針對問題的探討和演示，初三學生對化學這門學科產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了學生學習化學的熱情，讓學生考慮問題的完整性和嚴密性在很大程度上得到了完善.

案例分析2：

有的時候教師還會采用“大象牙膏”實驗作為開場白，預先將20 mL飽和碘化鉀溶液加入到一個礦泉水瓶中，然后找一個膽大的男生，一手拿著20 mL 30%過氧化氫溶液，另一手拿著30 mL洗潔精，同時把這兩種液體倒入礦泉水瓶中，瓶中的液體迅速上升，彎彎曲曲如牙膏樣的泡沫從瓶中噴涌而出.學生在巨大的牙膏泡沫中尖叫起來，在對雙氧水有了初步的認識的同時，也學習到了安全和注意事項，掌握了正確的實驗操作方法，為未來的學習和工作打下基礎.學生近距離地與化學有了第一次親密的接觸，感受到化學與我們的繽紛世界息息相關.

綜上所述，通過創(chuàng)新實驗演示或實物展示以及學生親手操作等方式，可以激發(fā)學生對化學的興趣和熱情，有利于學生更好地理解和掌握化學知識.

2精心設計演示實驗，提升學生的觀察能力

新課程改革要求以學生發(fā)展為本，即“以學生為本”或“以學生為主體”.這意味著在教學活動中，學生應處于主要地位，教師的作用是負責組織、引導、幫助和監(jiān)控，引導學生學會思考、學會學習，讓學生經(jīng)歷獲取知識的過程.在學生自主實驗中，如果對所設置的活動內(nèi)容缺乏興趣，或者設置的活動內(nèi)容脫離學生的知識背景，

學生就會對探究活動失去熱情，活動只能停留表面，缺乏思維的參與.雖然有時學生探究活動顯得很熱鬧，但學生一陣忙亂之后，就成為過眼云煙，得不到任何收獲，這樣的活動就成為一個無效探究活動，反而不如一個精心設計的演示實驗［2］.

案例分析3：滬教版九年級上冊《認識化學變化》單元中燃燒引起的爆炸現(xiàn)象.教材把此實驗安排成“觀察與思考”欄目進行教學，特別是對于學生分組實驗教學效果較好，有利于探究習慣的培養(yǎng).但是由于該實驗存在一些問題，無法進行分組實驗，只能做演示實驗，教學效果就不夠理想，主要原因有以下幾方面：

（1）實驗現(xiàn)象明顯，但存在安全隱患；

（2）視頻教學過于理性，給學生留下的印象不夠深刻，無法提高學生興趣，教學效果就不夠好；

（3）化學藥品準備不節(jié)能.

為了提高教學效率，促使學生對可燃物、助燃物混合后爆炸有直接感知且印象深刻，增強感性認識，實驗現(xiàn)象明顯而更有趣味性，

教師改進了實驗，設計思路如圖1所示.

（1）用大注射器改裝后成為簡單的電解水裝置；

（2）用冷卻后的茶葉水加入白糖和洗滌劑作為發(fā)泡液，白糖的加入是為增加形成氣泡的體積，或者直接用外面賣的兒童專用的泡泡液；

（3）連接好裝置后，用生成的氣體吹起硬幣大小的氣泡；

（4）點燃，觀察實驗現(xiàn)象.

改進后的實驗，明顯有助于吸引學生注意力和提高學生學習興趣，從而增強學生探究意識的培養(yǎng)，比教材上實驗效果好.該實驗不僅加深了學生對完全燃燒和不完全燃燒的理解，還讓學生知道了家庭生活中一旦燃氣灶具出現(xiàn)冒黑煙等異常情況時，應如何進行調(diào)整.同時，學生也計算出氫氣與空氣混合，氫氣的體積含量是28.6%時爆炸最劇烈.

3有效開展創(chuàng)新實驗，讓課堂更具有趣味性和知識性

德國教育家第斯多惠說過，一個人要不主動學會些什么，他就一無所獲，不堪造就.因此，創(chuàng)設積極思維的開發(fā)，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的一種重要方式.教師應緊密聯(lián)系教學實際，深入鉆研教材，從教材中挖掘出有一定思考價值的知識內(nèi)容，觸發(fā)學生思維的興奮點，啟動學生思維的激活點，進而引發(fā)其探求的欲望和動機［3］.

案例分析4：課本實驗中，在制取二氧化碳的實驗里，提到了固液常溫型的裝置類型，我們可以用到日常生活中的物品來做到即開即用、即關即停的實驗效果.如礦泉水瓶，可以讓學生自由發(fā)揮想象力，如何做到最好？經(jīng)師生討論后可得出最簡易的實驗方法，如圖2所示.

圖2礦泉水瓶

先在礦泉水瓶底部裝上稀鹽酸，從中間扭曲以后，

在瓶口部分裝上塊狀石灰石，再在瓶口塞上帶導管的單孔橡皮塞.開始實驗時，先將礦泉水瓶略向瓶口傾斜，這時由于重力作用，稀鹽酸會從瓶底流向塊狀石灰石，固液接觸開始反應，導管另一端的集氣瓶收集氣體.想要反應停止時，可將礦泉水瓶略向瓶底傾斜，由于重力作用，液體會向瓶底流去，自然就造成了固液分離，反應停止.此實驗有效利用了身邊的物質(zhì)進行化學實驗.在二氧化碳的性質(zhì)實驗中，我們用到了多個裝置：制取、收集、驗滿、驗證等.實驗耗時太長，不利于課堂操作，實驗后的藥品不利于回收，所以我們可以對整個實驗進行以下改進，如圖3所示.

圖3改進實驗裝置

改進后的實驗方案不僅極好地控制了反應開始和結束，而且還實現(xiàn)了回收藥品的目的.在該實驗中，第一個多功能瓶驗證了二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁的性質(zhì)，第二個多功能瓶驗證了二氧化碳能和水反應生成的碳酸使紫色石蕊變?yōu)榧t色的性質(zhì)，而最后的燒杯則說明了二氧化碳不可燃、不助燃、密度大于空氣的性質(zhì).實驗一氣呵成，連貫、快捷、方便，學生完全可以通過觀察實驗現(xiàn)象，自行歸納二氧化碳的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，提高了課堂效率.

案例分析5：

例如分解過氧化氫制氧氣實驗中，對于催化劑作用的探究，由于二氧化錳是一種黑色粉末，整個實驗過程中，學生在試管里只看到黑乎乎一片，而且二氧化錳回收困難，實驗中易出現(xiàn)錯誤結論，所以不適合探究它的催化劑的性質(zhì).為了提高實驗探究的有效性，對實驗進行了改進.用市面裝潢所用的發(fā)泡劑與二氧化錳混合，做成一個個的黑色小球，在加入過氧化氫溶液后，溶液仍然澄清透明，不會出現(xiàn)黑色渾濁的現(xiàn)象，而且回收后可多次使用.實驗裝置還可用啟普發(fā)生器或者類似裝置代替，實驗效果明顯，非常適合學生分組探究.

4結束語

總之，初中化學課改的實踐與探索是一項系統(tǒng)工程，需要從多個方面入手，不斷進行完善和創(chuàng)新.化學教師要不斷更新自己的教學方式和手段，注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識.就好比做菜，做得好，色香味俱全，學生食之有味，甘之若飴；若是做得不好，同樣也是食物，學生卻是食不下咽，或者導致消化不良.這就要求我們教師具有較好的教學機智、高度的修養(yǎng)、深厚的功力、廣博的知識、熟練的技巧，方能為學生烹飪出美味的知識大餐.而實驗功能的體現(xiàn)，則是化學課堂上的錦上添花，它不僅僅在于獲得正確的實驗結果，更重要的是學生的經(jīng)歷和體驗，在實驗過程中受到科學方法的訓練，形成科學的態(tài)度情感和價值觀，在生動活潑的科學實驗中，發(fā)現(xiàn)學習的快樂，感受到化學的魅力.

參考文獻：［1］

周業(yè)虹.研究新課標情境素材，培養(yǎng)學生科學思維［J］.化學教學，2023（04）：23-27.

［2］鄭健.初中化學實驗教學的現(xiàn)狀及對策分析［J］.中學化學，2021（08）：1-3.

［3］張克龍.課堂實現(xiàn)“教、學、評”一體化的學習任務設計實踐［J］.中學化學教學參考，2023（01）：9-13.

［責任編輯：季春陽］