化學(xué)學(xué)科中的問題意識是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題意識培養(yǎng)是理論教學(xué)不可替代的�！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中加入了“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”模塊，教師通過引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中不同細(xì)節(jié)的觀察，形成化學(xué)學(xué)習(xí)中所具有的科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而解決問題。本文將從化學(xué)實(shí)驗(yàn)入手，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、裝置選取、實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象觀察、結(jié)果記錄、數(shù)據(jù)處理六個(gè)方面進(jìn)行闡述，注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，提升發(fā)現(xiàn)問題的能力。

　　關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；問題意識；科學(xué)素養(yǎng)；解決問題

　　現(xiàn)今，無論是初中還是高中，“通過實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)”作為化學(xué)課堂的重要組成部分的理念進(jìn)一步深化，幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)的重要性，熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)最基本的操作方法和技能,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐精神和創(chuàng)新能力。[1]把學(xué)生的學(xué)習(xí)重心由知識的接收上升到實(shí)踐的操作，能夠自己發(fā)現(xiàn)問題→提出問題→解決問題，真正做到親自參與，讓實(shí)驗(yàn)活動(dòng)具有思考性、探索性、興趣性，嚴(yán)謹(jǐn)性。教師創(chuàng)設(shè)適合課堂教學(xué)內(nèi)容的情境，在問題提出到實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過程中，充分體現(xiàn)知識獲得的過程與方法，讓科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)方面，幫助學(xué)生利用自生具備的科學(xué)素養(yǎng)解決問題。

　　一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中問題意識的培養(yǎng)

　　研究表明，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師利用其中一些易于忽視的細(xì)節(jié)適當(dāng)設(shè)計(jì)問題可以增強(qiáng)學(xué)生的探究欲望，讓學(xué)生的大腦快速運(yùn)轉(zhuǎn)解決問題，運(yùn)用已有的化學(xué)基本知識、基本技能、基本方法和基本思想，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并對其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與規(guī)劃。案例：“探究影響物質(zhì)溶解度因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，講義中只列出了一些藥品和儀器，學(xué)生產(chǎn)生疑問：“只有藥品和儀器，我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)來探究影響物質(zhì)溶解度的因素呢？”此時(shí)教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在課前查閱相關(guān)實(shí)驗(yàn)教材，總結(jié)歸納需實(shí)驗(yàn)物質(zhì)的狀態(tài)，理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，體會(huì)不同的物質(zhì)影響它們?nèi)芙舛鹊囊蛩匾膊幌嗤�，最后根�?jù)提供的藥品選取實(shí)驗(yàn)中所需要的裝置，進(jìn)行科學(xué)可行實(shí)驗(yàn)探究過程。[2]實(shí)驗(yàn)課堂中在已有的實(shí)驗(yàn)用品中，學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)操作，對比分析得出結(jié)論：影響固體溶解度的因素有溶質(zhì)、溶劑、溫度；影響氣體溶解度的因素有氣體本身的性質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，提出“怎么樣”、“怎么做”、“為什么”等問題，讓一個(gè)原本平淡無奇的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂增添了活躍的氣氛，學(xué)生為各自的實(shí)驗(yàn)操作披上了創(chuàng)新的“外衣”，幫助大家的注意力轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)中去，同時(shí)感到實(shí)驗(yàn)的趣味性。

　　二裝置選擇中問題意識的培養(yǎng)

　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器種類頗多，學(xué)生要綜合課堂所學(xué)的理論知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)教師的思路分析及實(shí)驗(yàn)方案的可行度，進(jìn)行裝置的選擇。學(xué)生要提高對細(xì)節(jié)的觀察能力、問題的分析能力和實(shí)事的判斷能力，教師在講解的過程中創(chuàng)設(shè)情境，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)思考，抓住實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵特征解決問題，選擇適合的裝置，[3]完成實(shí)驗(yàn)的操作。案例：實(shí)驗(yàn)“除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉粉末”，教師先將學(xué)生分組，適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，嘗試讓他們自己提出：“實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何進(jìn)行？在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中要用到的儀器有哪些？”等問題，伴隨著問題的提出，學(xué)生還不能就已有的知識經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)備一套完整的實(shí)驗(yàn)裝置。在接下的授課過程中，教師對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)一步分析講解，學(xué)生仔細(xì)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(xué)習(xí)硫酸銅結(jié)晶水的測試中受到啟發(fā)：NaHCO3不穩(wěn)定，加熱易分解成Na2CO3、CO2、H2O，可以根據(jù)NaHCO3、Na2CO3的熱穩(wěn)定性的不同以及實(shí)驗(yàn)中的一些小細(xì)節(jié)（加熱、冷卻、稱量）的觀察總結(jié)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(xué)生不僅自己發(fā)現(xiàn)問題產(chǎn)生疑惑，而且經(jīng)過對已學(xué)知識的回顧，解答疑惑。

　　三實(shí)驗(yàn)操作中問題意識的培養(yǎng)

　　（一）檢查裝置氣密性

　　中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中檢查裝置的氣密性是學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)基本技能,也是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生需要知道在化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)完整的實(shí)驗(yàn)裝置而言,應(yīng)選擇哪種方法,學(xué)生并不明確。教師啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真觀察、閱讀，初步形成問題：如何選取適當(dāng)?shù)姆椒�檢查氣密性？如：用“氯化鉀加熱分解法”制取氧氣中，實(shí)驗(yàn)裝置連接簡單，教師讓學(xué)生根據(jù)講義內(nèi)容選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器，提示學(xué)生用導(dǎo)管連接相對密封的簡單實(shí)驗(yàn)裝置會(huì)選擇哪種檢查方法？經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對比，在裝置簡單的實(shí)驗(yàn)中可以選擇手捂加熱法檢查。若在裝置復(fù)雜，連接儀器多,密封氣體體積較大的實(shí)驗(yàn)中,用手捂加熱法消耗時(shí)間長且對增大氣體體積也不明顯，不易清楚地觀察現(xiàn)象，因此教師在講解過程中幫助學(xué)生認(rèn)識到可選用酒精燈直接加熱使實(shí)驗(yàn)儀器的受熱面積增大，也可使時(shí)間縮短。[5]學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，把理論轉(zhuǎn)化為親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)而選擇適合的方法檢查氣密性，參與到課堂學(xué)習(xí)中。

　　（二）實(shí)驗(yàn)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(jìn)行稱取；“量”指用量筒，移液管等對一定體積的液體藥品進(jìn)行量取。[6]對于初次接觸到天平的學(xué)生來說，他們只是在課堂上聽老師說左物右碼，在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際操作中，應(yīng)當(dāng)適時(shí)的培養(yǎng)學(xué)生形成問題，提出問題。如：在使用天平稱量固體藥品時(shí)，學(xué)生觀察教師操作過程中的細(xì)節(jié)：使用天平前需將游碼歸零，然后調(diào)節(jié)平衡螺母把指針指向分度盤的中央；稱量時(shí)左右兩邊放置質(zhì)量相同的紙張，對于易腐蝕、易吸潮的物質(zhì)應(yīng)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(jié)果會(huì)有什么變化？教師課堂演示學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)問題后帶著這些問題自己再去稱量，解決問題，讓學(xué)生對細(xì)節(jié)更為關(guān)注。

　�。ㄈ�）藥品的轉(zhuǎn)移與裝入

　　如何將稱量好的藥品裝入實(shí)驗(yàn)儀器中？教師與學(xué)生共同研究閱讀實(shí)驗(yàn)講義，發(fā)現(xiàn)有些實(shí)驗(yàn)中的藥品不能一起裝入，如：在鋁熱反應(yīng)中，若在實(shí)驗(yàn)前未把要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(xì)后在紙上混合均勻，取其三分之一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；為什么把兩層濾紙折成漏斗，底部剪出一個(gè)小孔，用水浸濕放在鐵圈的泥三角中？學(xué)生帶著對問題的好奇心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即滿足了求知的欲望，對幫助學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)每個(gè)環(huán)節(jié)，共同探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增加了實(shí)驗(yàn)課堂的高效性、參與性。

　　四現(xiàn)象觀察中問題意識的培養(yǎng)

　　實(shí)驗(yàn)的成功與否通過對現(xiàn)象的觀察來判斷，學(xué)生用科學(xué)的方式觀察實(shí)驗(yàn)，根據(jù)“反應(yīng)發(fā)生前”→“反應(yīng)進(jìn)行時(shí)”→“反應(yīng)完成后”的順序?qū)Ρ痊F(xiàn)象，[7]并隨著實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行能夠在小組內(nèi)有條理地、有計(jì)劃地探討，提高對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，提升自身的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生親自參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)，理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的細(xì)節(jié)問題，與同學(xué)討論、研究、解決、總結(jié)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中出現(xiàn)的問題做出分析判斷，加深對化學(xué)知識的記憶程度。案例：“加熱分解高錳酸鉀制取氧氣”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的比較平穩(wěn)，適合學(xué)生操作。但在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)為什么有些學(xué)生裝有高錳酸鉀的試管會(huì)出現(xiàn)炸裂？這一現(xiàn)象觸發(fā)了部分學(xué)生好奇心：（1）試管如何加熱才不會(huì)炸裂？（2）試管中裝入實(shí)驗(yàn)藥品的用量有多少，向試管內(nèi)部插入多長的導(dǎo)管合適？（3）應(yīng)選用何種儀器固定試管？（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束要先撤哪一部分？[8]帶著問題再一次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)通過對這些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的觀察，他們能夠提出疑惑和教師交流，在實(shí)驗(yàn)中慢慢地培養(yǎng)對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，提高自己在實(shí)驗(yàn)中所具有的科學(xué)素養(yǎng)解決相關(guān)問題。

　　五結(jié)果記錄中問題意識的培養(yǎng)

　　考察學(xué)生對化學(xué)理論知識掌握情況的方法除了卷面測試還包括學(xué)生自己進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作，教師要求學(xué)生認(rèn)真觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使用一種方法把最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄下來，讓實(shí)驗(yàn)中的有用信息得以存儲，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)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(shí)的集氣瓶底部裝有少量的細(xì)沙），只見火星四射，瓶中發(fā)出大量的熱，待反應(yīng)結(jié)束后看到集氣瓶底部生成了一種黑色的物質(zhì)。[10]學(xué)生在實(shí)驗(yàn)觀察、記錄中，隨時(shí)發(fā)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(xì)沙，能否用其他物品代替細(xì)沙？反應(yīng)過程中集氣瓶底部不斷生成的黑色物質(zhì)是什么？教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，啟發(fā)學(xué)生形成問題意識，產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，依照現(xiàn)實(shí)教學(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，精心的設(shè)計(jì)好每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生仔細(xì)觀察后能主動(dòng)提出問題，[11]借助對實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)的記錄去培養(yǎng)學(xué)生利用自身科學(xué)素養(yǎng)解決問題，將有用的知識存儲在大腦中。

　　六數(shù)據(jù)處理中問題意識的培養(yǎng)

　　數(shù)據(jù)處理是化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要組成部分之一，通過對比數(shù)據(jù)處理中的數(shù)值和真實(shí)值的誤差大小就可以判斷出實(shí)驗(yàn)是否成功，指導(dǎo)教師要求學(xué)生認(rèn)真處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如實(shí)地記錄，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。[12]不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的，給學(xué)生留下知識盲區(qū)，失去對完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的信心。分析實(shí)驗(yàn)值與誤差之間的區(qū)別時(shí)，幫助學(xué)生能自己發(fā)現(xiàn)問題，分析實(shí)驗(yàn)差錯(cuò)，合理準(zhǔn)確地判斷，找到解決問題的最佳方案。如：在進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)前，教師要求學(xué)生準(zhǔn)確地計(jì)算用量并且稱取，“為什么我們的計(jì)算結(jié)果不一樣呢？”這時(shí)，教師需要提醒學(xué)生要注意檢查計(jì)算過程中單位的換算是否正確，小數(shù)保留是否按照要求書寫，小數(shù)點(diǎn)是否寫對位置。有效數(shù)值的保留也很關(guān)鍵，“為什么有效數(shù)字的記錄是準(zhǔn)確測量的數(shù)值外加一位估讀數(shù)字？”諸如此類的問題是一些學(xué)生在對有效數(shù)字的保留未徹底認(rèn)識而提出的，為了拓展學(xué)生的思維，促使學(xué)生想利用所學(xué)的知識和同學(xué)討論解決問題，[13]引導(dǎo)學(xué)生在遇到無法解答的問題時(shí)可以采用多種方式探討，而教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來檢查實(shí)驗(yàn)的成功率。

　　七總結(jié)

　　在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)中發(fā)現(xiàn)問題，思考解決問題，循序漸進(jìn)的從敢問到想問，讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂充滿樂趣，學(xué)生求知的積極性和實(shí)驗(yàn)探究的興趣性增高，進(jìn)而提高學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)素養(yǎng)。教師適當(dāng)?shù)膭?chuàng)設(shè)問題情景，鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)疑難境地，集中精力的思考探究，參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，完成課程標(biāo)準(zhǔn)中對教學(xué)目標(biāo)的要求，在核心素養(yǎng)上得到全面的發(fā)展，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)化學(xué)的意義。

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　　作者：張燕 李學(xué)強(qiáng) 單位：省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 化學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心