在认知冲突中构建实验操作

[摘要]通过创设一个能够贯穿整节课的情境，将所有知识点按照合理的逻辑顺序串联起来，牢牢地吸引学生的注意力，激发了学生探究问题的热情，同时在不断解决认知冲突的过程中构建了基本实验操作。

[关键词]认知冲突实验设计实验操作溶液配制

[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058（2015）110094

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验对于化学研究而言，正如羽翼鸟、划桨于轻舟。现行课程中的化学实验多半以验证性实验为主，不少中学教师只重视实验结论，不重视实验过程和实验技能的培养。许多教师在实验前就告知学生应该怎样操作，学生缺乏感悟的过程，缺乏身临其境的操作和思考。

“一定物质的量浓度溶液的配制”是中学化学中的一个重要的定量实验，但实践表明教师在讲解演示后，学生自己动手操作时仍有很多错误。究其原因：学生缺乏认识错误操作、纠正错误的体验。因此，笔者在新授课中尝试采用“在认知冲突中构建实验操作”的教学理念，用探究性的情境设置认知冲突，让学生有一定的思考空间和难度，在感悟中构建实验操作技能，形成科学探究的学习品质，收到了很不错的效果。下面笔者就以“一定物质的量浓度溶液的配制”为例，谈谈如何在探究性情境中设置认知冲突，如何在解决认知冲突过程中构建实验操作。

一、设定情境，引发冲突

【教师引入】活动与探究一：因为某实验需要100mL0.100mol・L-1NaCl溶液，请大家利用下列提供的仪器和药品配制。现有仪器：100mL量筒、100mL烧杯、胶头滴管、洗瓶、托盘天平、药匙；药品：蒸馏水、氯化钠。

【学生感悟情境】学生设计1选用100mL量筒配制：将0.6gNaCl放在100mL量筒中，然后加水直到100mL刻度。学生设计2选用100mL烧杯配制：将0.6gNaCl放在100mL烧杯中，然后加水至100mL刻度。

【教师设问】刚刚两位同学的设计都有一定的道理，那么哪一种设计更加精确？为什么？

【学生回答并质疑】选用100mL量筒配制更加精确，因为量筒的横截面比烧杯要小，所以量取的体积更加准确，但是量筒不能用于溶解固体，应在烧杯中溶解，因此不知道到底应该选择量筒配制还是烧杯配制。

【活动说明】学生你一言我一语，讨论非常激烈，充

酯（2种），共九种酯类同分异构体。它们在酸性条件下水解所得的酸有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸（2种），共5种；醇有甲醇、乙醇、丙醇（2种）、丁醇（4种），共8种，可形成5×8=40种酯。答案为D。注意：题目问这些酸和醇重新组合形成的酯，可理解为应该减去原来的9种酯，但没有这个选项。若把该题变为变式3，则答案应为B。

变式3：分子式C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，该酯的同分异构体共有（）。

A.8种B.9种C.10种D.12种

通过以上实例的分析，可以发现同分异构体的考查点主要集中在寻找符合题意的同分异构体的种类上，有时也要书写有限制条件同分异构体的结构简式。此类考题对考生的要求较高，主要考查的是学生的空间想象能力和思考问题的严密性，要求考生能够灵活地串起有机知识，并进行合理的推理分析。怎么样才能把学生认为的难题转化为易题呢？那就应引导学生归纳整理出一般的解题思路：（1）要求学生必须掌握各类有机物的分子通式、结构特点（包括官能团）和性质，以及这些物质间的相互转化。（2）熟悉一些烃基的同分异构体数目，如丙基（2种），丁基（4种），苯环的邻、间、对等，这样有利于快速找出同分异构体的种类数。（3）做题时必须明确题目的知识背景、分析题目所给物质的结构特点（已知条件）。（4）解读题目的限制条件（审题），找出与限制条件相对应的原子或原子团。（5）有创新意识，敢于组装新物质（将原子或原子团按一定规律重新组装拼接起来）。组装新物质，必须根据题目限定的条件，确定一些特定的官能团及烃基（如苯环等），再根据分子式或已知结构确定有无饱和的碳原子及饱和碳原子数等条件，然后将这些特定的官能团、烃基及饱和的碳原子按一定条件进行重新组合成所需要的物质。

同分异构体的寻找主要考查的是学生的空间想象力和思考问题的严密性，要求高，题型新颖，陌生度高，考法五花八门，题型错综复杂，这都使学生的解题过程困难重重。但是如果学生基础扎实，能灵活地把有机物知识贯穿起来，熟悉各物质的结构和性质，理解题意，掌握解题思路，那么，问题则可迎刃而解。