化學學科中的問題意識是學生必備的科學素養，化學實驗教學中的問題意識培養是理論教學不可替代的。《普通高中化學課程標準（2017年版）》中加入了“學生必做實驗”模塊，教師通過引導學生對實驗中不同細節的觀察，形成化學學習中所具有的科學素養，進而解決問題。本文將從化學實驗入手，在實驗設計、裝置選取、實驗操作、現象觀察、結果記錄、數據處理六個方面進行闡述，注重學生科學素養的培養，提升發現問題的能力。

　　關鍵詞：化學實驗教學；問題意識；科學素養；解決問題

　　現今，無論是初中還是高中，“通過實驗學化學”作為化學課堂的重要組成部分的理念進一步深化，幫助學生認識化學的重要性，熟練掌握化學實驗最基本的操作方法和技能,重點培養學生的實踐精神和創新能力。[1]把學生的學習重心由知識的接收上升到實踐的操作，能夠自己發現問題→提出問題→解決問題，真正做到親自參與，讓實驗活動具有思考性、探索性、興趣性，嚴謹性。教師創設適合課堂教學內容的情境，在問題提出到實驗進行的過程中，充分體現知識獲得的過程與方法，讓科學素養的培養貫穿于化學實驗教學的各個方面，幫助學生利用自生具備的科學素養解決問題。

　　一實驗設計中問題意識的培養

　　研究表明，在化學實驗教學中教師利用其中一些易于忽視的細節適當設計問題可以增強學生的探究欲望，讓學生的大腦快速運轉解決問題，運用已有的化學基本知識、基本技能、基本方法和基本思想，熟悉實驗內容并對其進行合理設計與規劃。案例：“探究影響物質溶解度因素”的實驗時，講義中只列出了一些藥品和儀器，學生產生疑問：“只有藥品和儀器，我們應該如何設計一個合理的實驗來探究影響物質溶解度的因素呢？”此時教師應指導學生在課前查閱相關實驗教材，總結歸納需實驗物質的狀態，理解實驗目的和實驗原理，體會不同的物質影響它們溶解度的因素也不相同，最后根據提供的藥品選取實驗中所需要的裝置，進行科學可行實驗探究過程。[2]實驗課堂中在已有的實驗用品中，學生自己動手完成實驗操作，對比分析得出結論：影響固體溶解度的因素有溶質、溶劑、溫度；影響氣體溶解度的因素有氣體本身的性質、溫度、壓強。在整個實驗探究中學生認真觀察實驗細節，提出“怎么樣”、“怎么做”、“為什么”等問題，讓一個原本平淡無奇的化學實驗課堂增添了活躍的氣氛，學生為各自的實驗操作披上了創新的“外衣”，幫助大家的注意力轉移到實驗中去，同時感到實驗的趣味性。

　　二裝置選擇中問題意識的培養

　　化學實驗儀器種類頗多，學生要綜合課堂所學的理論知識的基礎上，根據教師的思路分析及實驗方案的可行度，進行裝置的選擇。學生要提高對細節的觀察能力、問題的分析能力和實事的判斷能力，教師在講解的過程中創設情境，幫助學生學會思考，抓住實驗的關鍵特征解決問題，選擇適合的裝置，[3]完成實驗的操作。案例：實驗“除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉粉末”，教師先將學生分組，適時引導學生，嘗試讓他們自己提出：“實驗應如何進行？在整個實驗中要用到的儀器有哪些？”等問題，伴隨著問題的提出，學生還不能就已有的知識經驗準備一套完整的實驗裝置。在接下的授課過程中，教師對實驗操作進一步分析講解，學生仔細觀察（如何才能保證NaHCO3完全分解，做到除雜不引雜），再回想理論課堂里學習硫酸銅結晶水的測試中受到啟發：NaHCO3不穩定，加熱易分解成Na2CO3、CO2、H2O，可以根據NaHCO3、Na2CO3的熱穩定性的不同以及實驗中的一些小細節（加熱、冷卻、稱量）的觀察總結出所需要的儀器有：天平、鐵架臺、鐵圈、酒精燈、坩堝、坩堝鉗等。[4]學生不僅自己發現問題產生疑惑，而且經過對已學知識的回顧，解答疑惑。

　　三實驗操作中問題意識的培養

　　（一）檢查裝置氣密性

　　中學化學實驗操作中檢查裝置的氣密性是學生必須掌握的一項基本技能,也是一個重點內容，學生需要知道在化學實驗中氣密性檢查方法主要有三種：手捂加熱法、直接加熱法、加水液封法，[5]就一個完整的實驗裝置而言,應選擇哪種方法,學生并不明確。教師啟發學生認真觀察、閱讀，初步形成問題：如何選取適當的方法檢查氣密性？如：用“氯化鉀加熱分解法”制取氧氣中，實驗裝置連接簡單，教師讓學生根據講義內容選擇合適的實驗儀器，提示學生用導管連接相對密封的簡單實驗裝置會選擇哪種檢查方法？經過實驗對比，在裝置簡單的實驗中可以選擇手捂加熱法檢查。若在裝置復雜，連接儀器多,密封氣體體積較大的實驗中,用手捂加熱法消耗時間長且對增大氣體體積也不明顯，不易清楚地觀察現象，因此教師在講解過程中幫助學生認識到可選用酒精燈直接加熱使實驗儀器的受熱面積增大，也可使時間縮短。[5]學生的實驗活動，把理論轉化為親自進行實驗操作，進而選擇適合的方法檢查氣密性，參與到課堂學習中。

　　（二）實驗藥品的稱與量

　　“稱”即指用電子天平、托盤天平、分析天平等對粉末、顆粒藥品需要的量進行稱取；“量”指用量筒，移液管等對一定體積的液體藥品進行量取。[6]對于初次接觸到天平的學生來說，他們只是在課堂上聽老師說左物右碼，在實驗室的實際操作中，應當適時的培養學生形成問題，提出問題。如：在使用天平稱量固體藥品時，學生觀察教師操作過程中的細節：使用天平前需將游碼歸零，然后調節平衡螺母把指針指向分度盤的中央；稱量時左右兩邊放置質量相同的紙張，對于易腐蝕、易吸潮的物質應在玻璃儀器中稱取，且遵循左物右碼的原則；如果誤將砝碼與物品的位置放顛倒，那么稱量結果會有什么變化？教師課堂演示學生觀察，發現問題后帶著這些問題自己再去稱量，解決問題，讓學生對細節更為關注。

　　（三）藥品的轉移與裝入

　　如何將稱量好的藥品裝入實驗儀器中？教師與學生共同研究閱讀實驗講義，發現有些實驗中的藥品不能一起裝入，如：在鋁熱反應中，若在實驗前未把要進行實驗的Fe3O4和鋁粉烘干，是否可以將它們混合后一起烘干；引燃劑要分開研細后在紙上混合均勻，取其三分之一進行實驗；為什么把兩層濾紙折成漏斗，底部剪出一個小孔，用水浸濕放在鐵圈的泥三角中？學生帶著對問題的好奇心進行實驗，即滿足了求知的欲望，對幫助學生認真對待實驗每個環節，共同探究實驗結果，增加了實驗課堂的高效性、參與性。

　　四現象觀察中問題意識的培養

　　實驗的成功與否通過對現象的觀察來判斷，學生用科學的方式觀察實驗，根據“反應發生前”→“反應進行時”→“反應完成后”的順序對比現象，[7]并隨著實驗地進行能夠在小組內有條理地、有計劃地探討，提高對化學實驗的學習興趣，提升自身的科學素養。學生親自參與化學實驗，理論與實驗相結合，觀察實驗現象中的細節問題，與同學討論、研究、解決、總結，對實驗現象中出現的問題做出分析判斷，加深對化學知識的記憶程度。案例：“加熱分解高錳酸鉀制取氧氣”的實驗進行的比較平穩，適合學生操作。但在實驗進行時發現為什么有些學生裝有高錳酸鉀的試管會出現炸裂？這一現象觸發了部分學生好奇心：（1）試管如何加熱才不會炸裂？（2）試管中裝入實驗藥品的用量有多少，向試管內部插入多長的導管合適？（3）應選用何種儀器固定試管？（4）實驗結束要先撤哪一部分？[8]帶著問題再一次進行實驗操作時，學生會發現通過對這些實驗細節的觀察，他們能夠提出疑惑和教師交流，在實驗中慢慢地培養對化學學習的興趣，提高自己在實驗中所具有的科學素養解決相關問題。

　　五結果記錄中問題意識的培養

　　考察學生對化學理論知識掌握情況的方法除了卷面測試還包括學生自己進行化學實驗設計操作，教師要求學生認真觀察整個實驗現象，使用一種方法把最后實驗結果記錄下來，讓實驗中的有用信息得以存儲，養成實事求是的科學態度。[9]案例：探究“鐵絲在氧氣中的燃燒”，把鐵絲打磨光亮成螺旋狀繞在一根火柴上引燃，迅速伸入收集滿氧氣的集氣瓶里（此時的集氣瓶底部裝有少量的細沙），只見火星四射，瓶中發出大量的熱，待反應結束后看到集氣瓶底部生成了一種黑色的物質。[10]學生在實驗觀察、記錄中，隨時發問：引燃鐵絲前為什么要將其打磨光亮繞在火柴上成螺旋狀？在裝滿氧氣的集氣瓶底部為什么要盛有少量細沙，能否用其他物品代替細沙？反應過程中集氣瓶底部不斷生成的黑色物質是什么？教師在設計實驗教學時，啟發學生形成問題意識，產生學習化學的興趣，依照現實教學中學生的學習狀況，精心的設計好每個實驗環節，學生仔細觀察后能主動提出問題，[11]借助對實驗中的細節的記錄去培養學生利用自身科學素養解決問題，將有用的知識存儲在大腦中。

　　六數據處理中問題意識的培養

　　數據處理是化學實驗結果的重要組成部分之一，通過對比數據處理中的數值和真實值的誤差大小就可以判斷出實驗是否成功，指導教師要求學生認真處理化學實驗數據，如實地記錄，進而提高數據的準確度。[12]不能達到實驗探究的目的，給學生留下知識盲區，失去對完成化學實驗操作的信心。分析實驗值與誤差之間的區別時，幫助學生能自己發現問題，分析實驗差錯，合理準確地判斷，找到解決問題的最佳方案。如：在進行定量實驗前，教師要求學生準確地計算用量并且稱取，“為什么我們的計算結果不一樣呢？”這時，教師需要提醒學生要注意檢查計算過程中單位的換算是否正確，小數保留是否按照要求書寫，小數點是否寫對位置。有效數值的保留也很關鍵，“為什么有效數字的記錄是準確測量的數值外加一位估讀數字？”諸如此類的問題是一些學生在對有效數字的保留未徹底認識而提出的，為了拓展學生的思維，促使學生想利用所學的知識和同學討論解決問題，[13]引導學生在遇到無法解答的問題時可以采用多種方式探討，而教師根據學生的實驗數據來檢查實驗的成功率。

　　七總結

　　在化學實驗教學中，教師通過讓學生在實驗細節中發現問題，思考解決問題，循序漸進的從敢問到想問，讓化學實驗課堂充滿樂趣，學生求知的積極性和實驗探究的興趣性增高，進而提高學生在化學實驗中的科學素養。教師適當的創設問題情景，鼓勵學生走進疑難境地，集中精力的思考探究，參與實驗教學，完成課程標準中對教學目標的要求，在核心素養上得到全面的發展，讓學生知道學習化學的意義。

　　參考文獻

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　　[10]劉水峰.如何正確觀察和描述化學實驗現象[J].考試(中考版),2010(09).

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　　[12]胡麗娟.分析化學實驗中的誤差分析及數據處理[J].當代教育實踐與教學研究,2016(11):133-134.

　　[13]張瑞瑛.用問題引導促學生思維發展——以初中化學“二氧化碳制取的研究”教學為例[J].教育與裝備研究,2018,34(03):28-31.

　　作者：張燕 李學強 單位：省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點實驗室 化學國家級實驗教學示范中心