《中学化学教学参考》 发表于 2011 年第 11 期
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在实验中展现化学的魅力（之二）
— 定量中的实验与实验中的定量
江敏
（南京市金陵中学 210005）
在化学教学中，化学实验给学生提供了最直接的观察对象，它是学生形成对
物质性质和化学变化的认识的重要依据。用定量的手段揭示实验中物质间的相互
关系或用定量的眼光审视实验现象与本质的联系，这是对实验的观察从感性向理
性的转变，它拓展了学生对实验观察的视角，展示对问题探究的思维过程，有利
于提高学生的思维品质，逐步培养其形成科学的认识和学习方法。
关键词 实验 定量 探究 模型 认知
参观美国纽约的大都会艺术博物馆，进入大厅以后的第一个展厅的正中间赫
然悬挂着一幅油画 —《拉瓦锡和他的夫人》。虽然这幅油画的原作因被洛克菲勒
中心收藏（现陈列在洛克菲勒医学中心）而价值斐然。作为一名化学教育工作者，
我更愿意理解为这是人们表达着对一门学科的尊重，该学科的发展是如此强烈地
影响和改变了人们的生活和生活方式 — 这就是化学。化学学科作为自然科学独
立分支的诞生，人们普遍认定始于道尔顿原子学说的创立，因为它使化学从经验
走向理论，道尔顿原子学说的基础则是一系列定量实验的数据，而拉瓦锡正是开
创用定量手段 — 天平，研究化学问题的一位重要的化学家。
关注化学实验中宏观性质与微观结构和微观反应过程的联系，有利于培养学
生想象力，进而对学生理解力的提高产生积极影响。而用定量的手段或定量的眼
光来实施或观察实验，将有助于深化学生对化学知识的理解，同时也体现了实验
观察从单纯的感性认知过程向理性探究过程的转变。
以下的教学案例说明，教学中引入“定量”手段或建立“定量”意识不仅拓
展了学生在实验观察中的视角，而且在一定程度上改变了学生原有的认知过程，
影响了学生学习的心理状态，增强了学生与周围世界进行对话的能力，也为教学
带来许多意外的惊喜和启示。
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一、显性的定量手段将丰富实验的内涵
定量中的实验，是指有目的的通过定量的手段，在展示一般实验现象的基础
上，更加细致地揭示实验过程中相关物质之间的定量关系。此时由于定量手段的
介入，丰富了实验的内涵，增加了学生认知的途径，在实际教学过程中也改变了
学生的认知过程和学习状态。
以过氧化钠与二氧化碳反应为例，通常的教学策略就是采用带有余烬的木条
检验 Na
2
O
2
和 CO
2
反应后的气体成分。实验中木条可以复燃，即可证实反应中
有 O
2
生成。根据反应方程式 2Na
2
O
2
+ 2CO
2
== 2Na
2
CO
3
+ O
2
，可知反应过程中
消耗的 CO
2
和生成的 O
2
的体积比为 2:1。
在实验中引入的定量手段是从两个针筒作反应器开始的。在教学过程中用针
筒演示了 Na
2
O
2
和 CO
2
反应时消耗 CO
2
和生成 O
2
之间的定量关系。
图中表示的是两个中间用干燥管连接的针筒，干燥球中盛有 Na
2
O
2
固体，并
用玻璃纤维（因为反应强烈放热，所以不能使用棉花）加以固定。其中一个针筒
中充有 100mL 干燥的 CO
2
（取自 CO
2
钢瓶），将 CO
2
气体通过 Na
2
O
2
固体粉末，
缓缓推入另一针筒中。反复几次后，最后针筒中剩余的气体体积维持在 50mL。
再用带有余烬的木条插入剩余的 50mL 气体中，木条复燃。说明收集到的是
O
2
。同时实验中还可以感受到干燥管的温度明显升高（Na
2
O
2
固体的颜色变深），
说明 CO
2
和 Na
2
O
2
的反应是放热反应。冷却后 Na
2
O
2
表面有一部分固体变为白色，
说明有新物质生成。
考察以上的实验过程，常规的实验现象并没有缺失，但是鲜明的定量实验结
果，使同学们最先得出的基本关系是：2CO
2
~ O
2
。根据质量守恒定律，可以推
测另一产物可能是 Na
2
CO
3
，而固体物质的表面变为白色，在一定程度上也说明
(a) 将针筒中100mL的CO
2
气体缓缓经过Na
2
O
2
固体推至另一针筒中
(b) 经过2~3次反复以后，针筒中剩余的气体体积维持在50mL
图 1 CO
2
和 Na
2
O
2
反应前后的体积变化
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这种推测是合理的。
紧扣住 CO
2
和 O
2
在反应中的基本关系，对 CO
2
和 Na
2
O
2
反应的方程式配平
的难点也就迎刃而解了。
在实验观察的基础上，如果进一步分析反应过程中电子转移的关系，还会给
学生带来别样的启迪。
如果将反应前后不同价态的氧元素的原子表示在相应的化合价坐标上，你认
为最简约的搬运相应 O 原子的方法是什么？教师如是设问。
根据图 3 中所表示的变化过程，同学们推测最简约的不同价态的 O 原子的
转化方式应该是：-1 价的 O 原子一部分降为-2 价、进入 Na
2
CO
3
，另一部分升高
至 0 价、转化为 O
2
。相应的电子转移方向就可表示为：
在以后的学习中，同学们知道用同位素标记的方法，可以证实以上的推测是
正确的。此时同学们可以真切感受到自然界在变化过程中所遵循的最简约原则，
并再次体验从经验世界到理性世界的有趣的心理和认识历程。
O 元素的化合价坐标
0
-1
-2
反应前处于不同价态的
O 原子数
反应结果
反应后处于不同价态的
O 原子数
图 3 反应前后处于不同价态的 O 原子数发生改变以及在此基础上的推测
推测最可能的一种不同价
态间 O原子转化的方式？
①由 2 体积（2mol）的 CO
2
可转化为 1 体积（1mol）的 O
2
；
2CO
2
+ Na
2
O
2
— Na
2
CO
3
+ O
2
② 2mol CO
2
通过反应可以生成 2mol Na
2
CO
3
；
2CO
2
+ Na
2
O
2
— 2 Na
2
CO
3
+ O
2
③2molNa
2
CO
3
需要 2molNa
2
O
2
。
2CO
2
+ 2 Na
2
O
2
== 2Na
2
CO
3
+ O
2
图 2 在实验基础上 Na
2
O
2
和 CO
2
反应方程式配平的一般程序
2Na
2
O
2
+ 2CO
2
== 2Na
2
CO
3
+ O
2
化合价降低，得到 2e
-
化合价升高，失去 2e
-
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就这样，一个定量实验的设计和演示，就将原先由教师用语言讲述或人为规
范的内容，转化为同学们在观察、思考和体验中，自主地形成对知识的理解和概
念的建立。
然而，在针筒的推拉过程中呈现的气体体积的变化，给同学们留下了如此强
烈的印象，以至有的同学对 Na
2
O
2
作供氧剂提出质疑，这就引发了延续在以后一
段时间内的问题讨论，问题的提出和解决是结合习题设问作业和教学活动中研讨
逐步渐次展开的，这样做是为了保证大部分同学都对问题有比较充分的思考。此
时，教学时间和空间同时得到而有效的延伸。
【问题 1】Na
2
O
2
能够独立承担潜水艇中的供氧剂吗？
实验中的定量关系，给同学们留下了深刻的印象，同时也引导着他们形成对
上述问题的质疑。如果按照 Na
2
O
2
和 CO
2
反应的结果，2CO
2
~O
2
，且 O
2
经呼吸
作用转化为等物质的量的 CO
2
，经过若干次循环以后，潜水艇中 O
2
的量还是会
逐渐下降，潜水艇中的工作人员是否会面临窒息的危险？
即：以 Na
2
O
2
作供氧剂，假设 CO
2
和 O
2
之间转化的简单关系表示为：
此时对问题解决的简单设想，就是寻找比 Na
2
O
2
性能更优越的能够使 CO
2
转化为更多的 O
2
的供氧剂，即为人们常说的 KO
2
。
依据 Na
2
O
2
和 KO
2
分别与 CO
2
反应的方程式：
2Na
2
O
2
+ 2CO
2
== 2Na
2
CO
3
+ O
2
（CO
2
转化为 O
2
时的体积比为 2:1）
4KO
2
+ 2CO
2
== 2K
2
CO
3
+ 3O
2
（CO
2
转化为 O
2
时的体积比为 2:3）
可以发现，将 Na
2
O
2
和 KO
2
按一定比例混合使用，即当 Na
2
O
2
和 KO
2
的物
质的量之比为 1:2 时，CO
2
转化为 O
2
时的体积比为 1:1，就可以保持潜水艇中氧
气浓度的恒定。
【问题 2】Na
2
O
2
可独立承担潜水艇中供氧剂的角色？！
仔细研究图 4 表示的物质转化的模型，就会发现其中 O
2
转化为 CO
2
的思维
模型是有局限性的。因为在人体的呼吸作用中消耗 O
2
所氧化的物质并不是“C”，
而是有机物。上述 Na
2
O
2
和 CO
2
反应时，CO
2
和 O
2
的体积比为 2:1 是确定的。
但是由 O
2
经过呼吸作用转化为 CO
2
时，其体积比并不一定就是 1:1，同时在人
2CO
2
O
2
CO
2
1/2O
2
“C”
“C”
1/2CO
2
Na
2
O
2
1/4O
2
…
图 4 CO
2
和 O
2
转化的简单思维模型
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体呼出的气体中还会有 H
2
O 蒸气的存在，如果呼出的水蒸气也参与和 Na
2
O
2
的
反应，这样产生的 O
2
的体积就会较之单独的 CO
2
与 Na
2
O
2
反应时要多。以 O
2
氧化葡萄糖为例，CO
2
、H
2
O 和 O
2
之间的相互转化模型就转化为：
通过以上的分析，同学们发现原来 Na
2
O
2
可以作为独立的供氧剂使用，问题
1 中的困惑反而是有局限性的。
对成功感的体验激发了学生更多的探究愿望：人体在有氧呼吸的过程中产生
的水都是通过肺部排除到体外的吗？（也就是说 O
2
在氧化糖原的过程中产生的
CO
2
主要从肺部排出体外，虽然生活经验告诉我们呼出的气体中一定含有水分，
但是水还会通过其他的途径 — 如尿液等排出体外）。
同学们发现必须查阅资料，了解人体呼出气体成分的数据（见表 1）。
表 1 中的人体呼出气体成分是初中化学课本中介绍的一组数据。通过将吸入
气体的成分（空气的组成）和呼出气体成分、以及将呼出气体经过 Na
2
O
2
转化以
后的气体成分进行比对，就发现 Na
2
O
2
真是完全可以独立承担供氧剂的角色！
表 1 空气和人体呼出气体中各组分气体所占百分比
空气的气体成分
人体呼出气体的气体成分
N
2
78%
74%
O
2
21%
16%
H
2
O
0.5%
6%
CO
2
0.032%
4%
在以上数据中，同学们首先会发现呼出来的气体中 N
2
所占的比例反而有所
减小，这是因为吸入气体的体积和呼出的气体体积不等造成的。因为 N
2
在呼吸
过程中不会参与化学反应，其体积应该保持不变。以 N
2
的体积为参照物，可以
用上表数据研究 100 体积的空气，经呼吸作用后各成分气体的体积变化。
表 2 100 体积空气经人体呼吸后，体积所发生的变化
空气的气体成分
人体呼出气体的气体成分
各成分气体体积的变化
N
2
78
78
0
O
2
21
16.86
- 4.14
H
2
O
0.5
6.32
+ 5.82
CO
2
0.03
4.22
+ 4.19
6O
2
C
6
H
12
O
6
6CO
2
6H
2
O
Na
2
O
2
Na
2
O
2
3O
2
3O
2
6O
2
…
图 5 O
2
氧化葡萄糖后，CO
2
和 H
2
O 转化为 O
2
的思维模型
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以上数据表明人体在呼吸作用中消耗了 O
2
，同时转化为 CO
2
和 H
2
O。此时
人体在潜水艇中气体交换的真实模型就进一步转化为以下的形式：
原来用 Na
2
O
2
作为供氧剂，不仅不会出现缺氧的问题，而且经过上述一系气
体的转化过程，氧气竟然还略有剩余，这是同学们意想不到的结果。
【问题 3】怎样才能保持潜水艇中氧气的浓度恒定？
在真实的、封闭的环境生活中用 Na
2
O
2
作供氧剂，竟然会导致 O
2
浓度的提
升，这是一种意外！但是在潜艇中 O
2
的浓度逐渐升高对人体并不十分有利，必
须保持 O
2
浓度的稳定依旧是潜艇设计中的首要问题。
进一步研究 CO
2
和 H
2
O 同时与 Na
2
O
2
反应的情形，就会发现两种气体反应
物在与 Na
2
O
2
反应过程中是有优先顺序的，即 CO
2
将优先于 H
2
O 先与 Na
2
O
2
反
应。因此同学们能够设想，可以通过控制潜水艇中湿度的方法，达到控制潜艇中
氧气浓度的目的。即让图 6 中 582 体积的水进行分流，一部分冷凝为水，一部分
进行气体交换就可以了（如图 7 所示）。
【问题 4】潜水艇中使用 Na
2
O
2
真的是为了供氧吗？
在凌永乐先生编著的《化学元素的发现》一书中，叙述了十七世纪荷兰发明
家德莱贝尔将制得的氧气用于水下潜艇的事，德莱贝尔所著《论元素的性质》一
书中记录了包括英国皇帝詹姆士一世在内的 12 人，乘坐携带有氧气的水下船舱，
在流经伦敦的泰晤士河上航行了三个小时的情节。
这就不禁启发人们对使用 Na
2
O
2
做供氧剂产生疑问：如果单纯地为了提供氧
气，对潜艇而言，直接携带氧气瓶不是比使用 Na
2
O
2
载重更轻吗？
虽然氧气瓶可以直接提供氧气，但是 Na
2
O
2
还具有的另一优点就是可以吸收
呼吸过程中产生的 CO
2
。我们在关注潜艇中 O
2
浓度恒定的同时，也应关注 CO
2
414O
2
有机物
419CO
2
582H
2
O
Na
2
O
2
Na
2
O
2
209O
2
291O
2
500O
2
…
图 6 根据呼出气体与空气的交换，建立气体转化模型
414O
2
有机物
419CO
2
582H
2
O
Na
2
O
2
Na
2
O
2
液态水
414O
2
…
410H
2
O
172H
2
O
205O
2
冷凝
图 7 分离水保持 O
2
浓度恒定的调控模型
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浓度的恒定。
用 O
2
瓶供氧，用 NaOH 吸收 CO
2
如何？
比较 Na
2
O
2
和 NaOH 吸收 CO
2
的反应过程：
2Na
2
O
2
+ 2CO
2
== 2Na
2
CO
3
+ O
2
2NaOH + CO
2
== Na
2
CO
3
+ H
2
O
就可以发现，吸收相同质量的 CO
2
，需要 Na
2
O
2
和 NaOH 的质量比为 78:80。
虽然质量差别不大，但是对于一个有着较多工作人员且需长期在水下工作与生活
潜水艇中所需吸收 CO
2
的总量是巨大的。因此 Na
2
O
2
和 NaOH 在吸收 CO
2
方面
所出现的微小的差距，经过质量的放大，其实际效果就会有很大的差距。而对
Na
2
O
2
而言，减轻的这部分质量就转变为减小潜水艇携带物资的辎重，这是非常
有意义的。同时与 NaOH 质量相近的 Na
2
O
2
在吸收 CO
2
的同时，还能释放 O
2
，
这是 Na
2
O
2
又一出色之处。
用 Na
2
O 吸收 CO
2
同时用氧气瓶供应 O
2
，就等效于 Na
2
O
2
，用 Na
2
O 代替
NaOH 和 O
2
的组合，如何?
Na
2
O 与 Na
2
O
2
相比，有稳定性较差、制备繁琐、价格较贵、储存困难等方
面的缺陷。这就充分体现了物质性质与用途之间的精妙联系。
至此，同学们发现 Na
2
O
2
应用于潜水艇并不仅仅是为了供氧，而是兼起吸
收 CO
2
的作用，这才是潜水艇中实用 Na
2
O
2
的真正用意。而且用 Na
2
O
2
作为潜水
艇中的供氧剂，曾经是化学物质提供给人类的最佳产品！（也是人类对供氧剂的
最佳选择。为此，我们将对前人的智慧充满敬意）。
查阅有关资料表明，潜水艇中使用 Na
2
O
2
确实存在吸收 CO
2
的用意！同时
由于一系列先进技术的使用，过氧化钠已不再是潜水艇中供氧的主要方式。但是
有意义的是，在上述一系列问题的追问中，可以发现同学考虑问题的视角在逐渐
放大，从纯粹的、化学物质间简单转化，逐渐地拓展到与人体参与的生物化学反
应、环境中的调节与控制等因素相关联。此时形成的一个全新的、相互联系的体
系，对培养学生的系统思维、从整体的角度理解各种因素既相对独立又相互影响，
《中学化学教学参考》 发表于 2011 年第 11 期
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进而做出正确的判断与决策，提升其学习能力是有价值的。同时就这样的教学组
织形式，围绕一个有实际意义的主题，融学科知识、学习技能、知识的应用、问
题探究中逻辑思路的展开等多种教学元素于一体，使学生能够在学习中真切体会
知识建构的过程，在实际教学实践中是受学生欢迎的。
二、实验中的定量意识将拓展认知的视野
以上的教学活动，是通过展示反应过程中定量关系的实验现象引领下，进行
的一系列的探究活动。而以下的实验则是通过对宏观现象的细致观察，借助反应
的定量关系，进而发现隐藏在显性现象后面的隐性反应过程，以此说明用定量的
眼光考察实验过程的意义之所在。
实验是这样进行的：在室温条件下，两体积
相等的集体瓶中分别充满 Cl
2
和 NH
3
，将此两集
气瓶按图中方式对接，抽取中间的玻片，可观察
到在 NH
3
和 Cl
2
相接触处，有白烟生成，将两集
气瓶上下颠倒，旋即可观察到有浓郁的白烟，同
时 Cl
2
的黄绿色迅速褪去。
实验的内涵是丰富的。NH
3
和 Cl
2
的颜色，使同学们真实地观察到气体的密
度对气体扩散过程的影响；反应过程中可能会发生的燃烧现象，说明 Cl
2
具有很
强地氧化 NH
3
的能力；而鲜明的浓郁白烟是引发对反应过程理解的最重要现象
之一。
同学们据此判断有 NH
4
Cl 生成，而 Cl 元素的价态降低，说明一定有其它元
素的价态升高。而 NH
3
分子中 H 元素的价态为+1 价，只有-3 价的 N 元素的价态
可以升高，所以可推测另一产物应该是 N
2
。这是由实验现象的观察和氧化还原
的理性思考得出的结论（根据元素周期律的逻辑推理，非金属性较强的 Cl
2
也能
置换出非金属性较弱的 N
2
）。
8NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6NH
4
Cl ┄ ①。
最直接、最强烈的宏观现象引发的对反应过程的解释似乎已经圆满结束。但
是教师进一步启发学生思考：从反应的结果和实验的现象的相互联系的角度，是
否还会发现新的问题？
同学们在反复的比对过程中各，发现还有一个被忽略的宏观现象：这就是两
NH
3
Cl
2
玻片
图 8 等体积 NH
3
和 Cl
2
的反应
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集气瓶中的气体（包括烟）颜色褪为无色。新的问题就是：实验中使用的是等体
积的 NH
3
和 Cl
2
，而反应方程式①表明，消耗的 NH
3
和 Cl
2
的体积比为 8:3，也
就是说集气瓶中 Cl
2
的颜色不应该全部褪去。这就意味着在显性的实验现象背后
还隐藏着不曾发现的反应过程，且消耗的 NH
3
和 Cl
2
的体积比应小于 1:1。
经过分析、讨论，同学们认识到在上述 NH
3
和 Cl
2
的反应过程中，可能存在
下列的反应：2NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6HCl ┄ ② 。如何证实反应②的存在？
打开两集气瓶的接口，同学们很兴奋地看到了集气瓶口飘出的白色酸雾
（HCl 的一种特征现象）。
继续追问：等物质的量的 NH
3
和 Cl
2
相混合，所得不同还原产物的物质的量
之比为多少？
依据反应： 8NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6NH
4
Cl ┄ ①
2NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6HCl ┄ ②
①和②的氧化产物均为 N
2
，还原产物分别为 NH
4
Cl 和 HCl。当等物质的量
的 NH
3
和 Cl
2
同时发生上述两平行反应时，得到的还原产物 n(NH
4
Cl):n(HCl)=1:5。
有意思的事情发生了。在发现 NH
3
和 Cl
2
的反应过程中，存在平行反应的事
实以后，有同学就提出对 NH
3
和 Cl
2
反应能否这样理解？即 NH
3
首先与 Cl
2
发生
氧化还原反应，生成 N
2
和 HCl，然后过量的 NH
3
会和生成的 HCl 反应，生成
NH
4
Cl。对给定物质的量的 NH
3
和 Cl
2
，无论是按前种平行反应的形式、还是用
后种的递进关系，均能够对反应最终的产物做出相同的判断。
具有平行关系的两组反应
转化
具有递进关系的两组反应
8NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6NH
4
Cl
2NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6HCl
2NH
3
+ 3Cl
2
== N
2
+ 6HCl
NH
3
+ HCl == NH
4
Cl
认识过程
知识的组织形式
问题的提出与解决过程，也给教师以启迪。人对问题的认识过程，与最终形
成的知识组织形式是有差别的。其实，我们所面临的教材是经过组织的知识，但
是它和人们最初形成知识的过程也是有差异的。教学活动不仅仅是传授知识（这
是必要的，已有知识的储备是对未知进行探究的基础，对知识的接受性的学习，
这将提高教学的效率），而且还应该有机会
．．．
使学生体验形成知识的过程（这是必
须的，有了这样的体验探究的机会，就使学生有能力面对未来的未知世界，这是
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教学的一种具有长期的有效性之所在）。
作为 NH
3
和 Cl
2
的反应的延续，在讲解氮的氧
化物可利用 NH
3
还原的方法，消除其对环境污染
时，教学中用相似的实验方法演示 NO
2
和 NH
3
的
反应。实验中将等体积的 NH
3
和 NO
2
相混合，实
验中可观察到 NH
3
和 NO
2
迅速反应，产生大量白
色的水雾（最初的现象似乎是白烟，但是静置后，
水雾逐渐冷凝，集气瓶瓶壁变得十分清亮，可见最
初产生的是白雾，因反应放热而产生的水蒸气），
同时集气瓶中气体保持一段时间的浅红棕色，以后逐渐褪去。
根据 NH
3
和 NO
2
反应的方程式，8NH
3
+ 6NO
2
== 7N
2
+ 12H
2
O，反应中消
耗 NH
3
的体积将多于消耗 NO
2
的体积，这样就会有 NO
2
的剩余。这与实验中表
现出的气体呈浅红棕色的现象是一致的。随后气体的颜色会逐渐褪去，可以理解
为 NO
2
与前述反应生成的水相遇并发生反应，3NO
2
+ H
2
O == 2HNO
3
+ NO。
以上教学过程都是在实验中引入定量的观念，然而在“定量中的实验”和“实
验中的定量”的教学过程中，教师和学生在学习活动的地位和状态却发生着一些
微妙的变化。
“定量中的实验”意味着是由教师首先采用定量的手段，不仅丰富了实验的
内涵，而且意在通过实验所展示的定量关系，启迪学生的思维、引发一系列思考，
在此教师扮演着引领者的作用，而学生在最初进入学习状态时处于被动的状态。
但是学习过程中的主动构建、合理想象、严密推理和意外惊喜，以及对问题深入
的层层揭示，都会影响学生的学习心理，使其沉浸快乐的学习情绪之中。
“实验中的定量”则是学生主动地利用已前的学习经历中不断内化的定量意
识，发现实验的宏观现象中隐藏着的潜在反应过程，虽然“冰山一角”是由教师
揭开的，但是问题的发现和问题的解决都是学生的主动行为结果。可见，定量实
验是培养定量意识的基础，定量意识的建立是提升学生思维品质的教学目标之
一。
总之，定量因素引入实验，就是要求实验者不仅需要关注鲜明的实验现象，
而且更需实验者具备细致的观察、丰富的想象、缜密的思维能力。学习者在与实
NH
3
NO
2
玻片
图 5 等体积 NH
3
和 NO
2
的反应
《中学化学教学参考》 发表于 2011 年第 11 期
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验的自然交流中，逐渐形成对所学知识的深入理解，进而实现在掌握知识的同时，
提高观察、思维能力的目的。