化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力

　　摘要：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要重視教給學(xué)生質(zhì)疑的方法，要注重圍繞實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)原理、操作流程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等展開質(zhì)疑，從而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、敢于質(zhì)疑、善于釋疑的良好習(xí)慣。
　　關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力
　　文章編號(hào)：1005－6629(2012)2－0054－03　中圖分類號(hào)：G633.8　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　在教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，重視啟發(fā)學(xué)生釋疑，力求使學(xué)習(xí)過程始終處于質(zhì)疑、釋疑和生疑的循環(huán)往復(fù)中，從而促進(jìn)學(xué)生積極思維、主動(dòng)探究、追求創(chuàng)新。那么，如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力呢?筆者認(rèn)為，引導(dǎo)學(xué)生熟悉質(zhì)疑的基本方法、明確質(zhì)疑的對(duì)象和思路是培養(yǎng)質(zhì)疑能力的有效途徑。
　　1、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的質(zhì)疑方法
　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有趣味性、實(shí)踐性、思維性和創(chuàng)造性，是創(chuàng)設(shè)問題情境的真實(shí)素材和優(yōu)秀資源。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要適時(shí)教給學(xué)生質(zhì)疑的方法，這有利于學(xué)生增強(qiáng)問題意識(shí)、掌握提問技巧、優(yōu)化學(xué)習(xí)方法。
　　1.1　追因求果質(zhì)疑法
　　追因求果是最常用的質(zhì)疑方法，就是沿著事物發(fā)展的因果關(guān)系去思考問題，從而知其然、知其所以然。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要鼓勵(lì)學(xué)生多問“為什么”，如果學(xué)生經(jīng)常處于提出問題、解決問題和發(fā)現(xiàn)新問題的矛盾中，堅(jiān)持不懈地刨根問底，就能提高思維層次，搞清實(shí)驗(yàn)的來龍去脈。
　　例如，在用紅磷燃燒法測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如下問題：實(shí)驗(yàn)前為什么要檢查裝置氣密性?導(dǎo)氣管里為什么要預(yù)先充滿水?為什么不能用木炭代替紅磷?讀數(shù)時(shí)為什么燒杯中的水面必須與集氣瓶中進(jìn)水管的管口持平口?……
　　1.2　逆向思維質(zhì)疑法
　　逆向思維質(zhì)疑就是對(duì)司空見慣的事物或似乎定論的觀點(diǎn)，從思維的對(duì)立面提出疑問。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生能夠“反其道而思之”，從問題的相反方向深入探究，就能激發(fā)獨(dú)創(chuàng)精神’甚至獲得新方法，發(fā)現(xiàn)新結(jié)論。
　　例如，在熄滅蠟燭火焰的趣味實(shí)驗(yàn)中，可以提示學(xué)生從燃燒條件的對(duì)立角度質(zhì)疑，從而思考出多種滅火方法：吹氣；快速擺動(dòng)蠟燭；將螺旋狀的銅線圈罩在燭火上；噴水；傾倒二氧化碳，將燒杯罩在火焰上；用鐵片壓住燭芯；用濕抹布蓋住燭芯；將蠟燭浸入水中；將蠟燭插入細(xì)沙中；剪掉燭芯等。
　　1.3　聯(lián)想、類比質(zhì)疑法
　　許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)都具有關(guān)聯(lián)性和類比點(diǎn)，通過同中求異、異中求同，就能把潛在的疑問挖掘出來；再通過聯(lián)想對(duì)比，去粗取精，就能找出解決類似問題的方法和思路。這種質(zhì)疑方式，有利于化學(xué)知識(shí)的遷移和實(shí)驗(yàn)技能的鞏固。
　　例如，在加熱高錳酸鉀制氧氣并用排水法收集時(shí)，為什么停止實(shí)驗(yàn)時(shí)要先將導(dǎo)氣管移出水面再熄滅酒精燈?學(xué)生搞清其中的緣由后，再遇到其他“氣液連通的加熱實(shí)驗(yàn)”(如木炭還原氧化銅、加熱銅綠等)，就能將其轉(zhuǎn)化為已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中的相似原型，從而正確處理好實(shí)驗(yàn)停止時(shí)的操作順序。
　　2、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的質(zhì)疑對(duì)象
　　任何一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都包含許多知識(shí)，隱含許多疑問，因此實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)原理、操作流程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等實(shí)驗(yàn)要素，都是質(zhì)疑的對(duì)象、問題的源頭。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要重視引領(lǐng)學(xué)生有的放矢地開展質(zhì)疑解惑活動(dòng)，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
　　2.1　抓住實(shí)驗(yàn)原理質(zhì)疑
　　不管是物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，還是物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，無論是揭示化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)，還是探究物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)，它們的主體都是實(shí)驗(yàn)原理，因此實(shí)驗(yàn)原理是化學(xué)知識(shí)最直接的載體。圍繞實(shí)驗(yàn)原理質(zhì)疑有助于學(xué)生理解基本概念，掌握基本規(guī)律，突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。
　　例如，在測(cè)量空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)中，可以依次探討如下問題：要想快速除去密閉容器里的氧氣，選用哪種類型的反應(yīng)最合適?因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)知道了氧氣可以助燃，這里稍加點(diǎn)撥他們就知道用“燃燒反應(yīng)”最快。在常見的易燃物(磷、木炭、硫、鎂帶、酒精、蠟燭等)中，應(yīng)選擇哪一種與氧氣反應(yīng)呢?通過分析易燃物與氧氣反應(yīng)的生成物狀態(tài)，學(xué)生就明確了選擇耗氧物的依據(jù)是“只與氧氣很快反應(yīng)且不生成氣體?！敝链?，就得到了本實(shí)驗(yàn)的化學(xué)原理：利用磷燃燒消耗氧氣。接下來，如何測(cè)量密閉容器里被消耗的氧氣體積呢?教師通過呈現(xiàn)3種不同狀態(tài)的物質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生分析：哪種狀態(tài)的物質(zhì)既容易填充到容器里彌補(bǔ)被消耗的氧氣，又容易測(cè)量出它本身所占的體積呢?結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)學(xué)生就知道了“應(yīng)該使用液體”。這一步質(zhì)疑又得出了本實(shí)驗(yàn)的物理原理：密閉容器里的氣體若減少x升，那么與其相連通的儲(chǔ)水裝置里就有x升水被吸入密閉容器。
　　2.2　針對(duì)實(shí)驗(yàn)方法質(zhì)疑
　　很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)的完成都有一些比較固定的實(shí)驗(yàn)方法，如控制變量法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法、歸納法、排除法、沉淀法、灼燒法、過濾法等，而實(shí)驗(yàn)方法的選擇又取決于物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)條件等綜合因素。因此，針對(duì)實(shí)驗(yàn)方法質(zhì)疑，有利于學(xué)生掌握科學(xué)方法、提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
　　例如，在探究氫氧化鈉溶液中哪種粒子能使石蕊試液變藍(lán)時(shí)，首先啟發(fā)學(xué)生：氫氧化鈉溶液中含有哪些粒子?絕大多數(shù)學(xué)生都知道含有N^＋、OH^－、HO。然后設(shè)置質(zhì)疑臺(tái)階：如何證明不是Na^＋、HO使石蕊試液變藍(lán)?不少學(xué)生設(shè)計(jì)出“將石蕊試液滴入氯化鈉溶液后不變色”的排除法；如何證明OH一能使石蕊試液變藍(lán)?經(jīng)過師生互動(dòng)釋疑，終于設(shè)計(jì)出“將石蕊試液滴入其他幾種堿溶液中均變?yōu)樗{(lán)色”的歸納法，“向藍(lán)色的氫氧化鈉溶液中逐滴加入氯化鎂溶液后上層清液恢復(fù)為紫色”的沉淀法，“向藍(lán)色的氫氧化鈉溶液中逐滴加入鹽酸后溶液恢復(fù)成紫色”的中和法。并且，學(xué)生今后再遇到類似的問題(如稀鹽酸中的哪種粒子使石蕊試液變紅色、硫酸銅溶液中的哪種粒子能催化分解過氧化氫等)，也能通過類比、聯(lián)想而順利找到實(shí)驗(yàn)方法。
　　2.3　圍繞實(shí)驗(yàn)裝置質(zhì)疑
　　任何事物都不可能十全十美，因此要注意在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生理性質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)裝置，把潛在的不足挖掘出來，進(jìn)一步改進(jìn)、創(chuàng)新，從而使化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加科學(xué)、簡(jiǎn)潔、完美，同時(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
　　例如，在探究二氧化碳溶解性時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑課本實(shí)驗(yàn)裝置的不足：二氧化碳用量大，約500 mL；實(shí)驗(yàn)時(shí)只看到塑料瓶變癟，不能顯示二氧化碳溶解了多少體積；藥品的用量大，不夠節(jié)儉等。接下來，鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)表改進(jìn)意見，師生通過相互質(zhì)疑提出創(chuàng)新思路：把塑料瓶換成容積較小的無色透明容器，而且這種容器能直觀顯示其盛裝的物質(zhì)體積。至此，學(xué)生就容易想到把塑料瓶換成注射器做實(shí)驗(yàn)：用20 mL的注射器先抽取10mL水，再抽取10mL二氧化碳，封閉針管后用力振蕩，活塞會(huì)自行向前推進(jìn)，最后停在12 mL刻度處，說明10mL水中約能溶解8mL二氧化碳。
　　2.4　依據(jù)操作步驟質(zhì)疑
　　任何一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都有一套相對(duì)固定的操作步驟，其中包含了許多操作技能、化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和物理原理等。規(guī)范操作更是完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，有時(shí)操作方法的合理改變可能會(huì)產(chǎn)生意想不到的正面效果，而隨意改變實(shí)驗(yàn)操作也可能釀成事故(如點(diǎn)燃?xì)錃馐÷则?yàn)純操作、把水加入濃硫酸里進(jìn)行稀釋等)。所以，針對(duì)操作步驟質(zhì)疑問難，能幫助學(xué)生搞清實(shí)驗(yàn)流程、遵守操作規(guī)范、把握操作技巧、領(lǐng)會(huì)科學(xué)知識(shí)。
　　例如，在檢查裝置氣密性時(shí)要求學(xué)生思考：手捂密閉的試管后裝置內(nèi)的氣壓如何變化?大部分學(xué)生知道增大；接下來追問：通過增大裝置內(nèi)氣壓檢查裝置氣密性的方法還有哪些?學(xué)生慢慢總結(jié)出了向長(zhǎng)頸漏斗里注水、用注射器向裝置里鼓氣、將裝置浸入水里等方法；在教師適時(shí)引導(dǎo)下，學(xué)生通過逆向思維，也能提出自己的問題：能否通過減小裝置內(nèi)的氣壓來檢查裝置氣密性?回答是肯定的，而且不少學(xué)生想到用涼毛巾冷卻試管、用注射器抽取裝置里氣體等方法。
　　2.5　改變實(shí)驗(yàn)條件質(zhì)疑
　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)總是受到諸多客觀條件的限制，同一化學(xué)實(shí)驗(yàn)在不同的條件下往往會(huì)有不同的現(xiàn)象和結(jié)論，因此實(shí)驗(yàn)條件(反應(yīng)條件、藥品條件、儀器條件等)也是質(zhì)疑思辨的落腳點(diǎn)。要注意在條件的改變中提出問題，這不僅延伸了思維廣度，也在問題的解決中誘發(fā)了創(chuàng)新思維。
　　例如，在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)學(xué)生思考：為什么用稀鹽酸而不用濃鹽酸?很多學(xué)生知道濃鹽酸易揮發(fā)出HCl氣體；接下來，學(xué)生自己就會(huì)追問：為什么用塊狀的石灰石而不用粉末狀的?很多學(xué)生拿不準(zhǔn)答案，其實(shí)是因?yàn)榉磻?yīng)物的接觸面大了，反應(yīng)速率太快；緊接著，教師可以提出稍難一些的問題：如果使用粉末狀碳酸鈣，實(shí)驗(yàn)裝置該做怎樣的改進(jìn)?少數(shù)學(xué)生找到了答案：把長(zhǎng)頸漏斗換成分液漏斗，通過控制鹽酸的滴加速度來控制反應(yīng)速率；下一步，學(xué)生又會(huì)反問：用雙氧水制氧氣時(shí)，能否把分液漏斗換成長(zhǎng)頸漏斗呢?教師告訴他們一般不行，這樣不能控制雙氧水的滴加速度，也就不易控制反應(yīng)速率；有的學(xué)生欲罷不能，打破砂鍋問到底：用雙氧水制氧氣時(shí)若使用長(zhǎng)頸漏斗，實(shí)驗(yàn)裝置怎么改進(jìn)?如果真到了這一步，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生從啟普發(fā)生器原理的反方向思考，從而解決問題：控制二氧化錳與雙氧水的接觸(裝置見圖1；通過銅絲上下移動(dòng)來控制反應(yīng))。這一系列涉及改變條件引發(fā)的問題，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)了反應(yīng)條件的重要性、實(shí)驗(yàn)裝置的可變性、化學(xué)原理的相對(duì)性。
　　2.6　依照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象質(zhì)疑
　　通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，能直接引起質(zhì)疑，從而透過現(xiàn)象看清本質(zhì)。尤其是超出預(yù)期的異?，F(xiàn)象、理論與實(shí)際不一致的現(xiàn)象、不同實(shí)驗(yàn)的相似現(xiàn)象、同一實(shí)驗(yàn)的不同現(xiàn)象等，更易使學(xué)生驚奇、不解和矛盾，這正是激發(fā)懷疑精神、啟迪創(chuàng)新思維的最佳時(shí)機(jī)。
　　例如，在二氧化碳熄滅燭火實(shí)驗(yàn)中，如果傾倒二氧化碳后燭火沒有按預(yù)設(shè)的那樣“由低到高依次熄滅”(實(shí)驗(yàn)好像失敗了，甚至有人認(rèn)為該現(xiàn)象不能說明二氧化碳密度比空氣大)，教師應(yīng)及時(shí)抓住難得的生成機(jī)遇，向?qū)W生依次拋出新問題：二氧化碳是從高于蠟燭頂端的燒杯口處被傾倒下來的，而且燭火很快熄滅，這能否說明二氧化碳被傾倒后能很快大量下沉呢?這一觀點(diǎn)得到大家的肯定；既然二氧化碳在空氣中能夠很快大量下沉，這能否說明二氧化碳密度比空氣大呢?不少學(xué)生點(diǎn)頭認(rèn)可；但也有極少數(shù)學(xué)生立即逆向質(zhì)疑：密度比空氣小的氣體從高處傾倒后會(huì)不會(huì)很快的大量下沉呢?于是再要求學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)證明：密度比空氣小的氣體從高處傾倒后不會(huì)很快大量下沉。在教師的指導(dǎo)下’學(xué)生一般能夠想到“利用密度比空氣略小的氮?dú)庾鰧?duì)比實(shí)驗(yàn)”(裝置見圖2)：不管是從燭火正上方“傾倒”氮?dú)?，還是沿著燒杯內(nèi)壁“傾倒”氮?dú)?，燭火都不易熄滅。這個(gè)“氮?dú)鉁缁稹睂?shí)驗(yàn)使學(xué)生直觀感受到：在空氣里被傾倒后能很快大量下沉的氣體，其密度—定比空氣大!
　　2.7　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果質(zhì)疑
　　在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要注意鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)沒有達(dá)到預(yù)期結(jié)果的實(shí)驗(yàn)大膽質(zhì)疑、分析原因，從而完善實(shí)驗(yàn)方案，也提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
　　例如，在測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)中，若實(shí)驗(yàn)結(jié)果小于21％是什么原因呢?經(jīng)過廣開言路、交流質(zhì)疑，不難找出原因：紅磷不足、導(dǎo)氣管里沒有預(yù)先充滿水、當(dāng)氧氣濃度降低到一定程度時(shí)紅磷會(huì)自行停止燃燒、沒有冷卻到室溫就松開彈簧夾讀數(shù)、在瓶?jī)?nèi)氣壓小于外界氣壓時(shí)裝置漏氣等。緊接著學(xué)生逆向思考，也不難得出氧氣體積分?jǐn)?shù)大于21％的一些原因：將燃著的紅磷伸入集氣瓶時(shí)速度過慢致使瓶?jī)?nèi)部分空氣因熱膨脹而逸出、在瓶?jī)?nèi)氣壓大于外界氣壓時(shí)裝置漏氣、讀數(shù)時(shí)燒杯中的水面高于集氣瓶中導(dǎo)氣管的管口等。上述過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維，也鞏固了大氣壓、液體壓強(qiáng)等物理知識(shí)。
　　3、結(jié)束語
　　在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該是質(zhì)疑的激勵(lì)者、釋疑的引導(dǎo)人，因此要有意識(shí)地示范質(zhì)疑，使學(xué)生愿問；有目的地教給學(xué)生質(zhì)疑的方法，使學(xué)生會(huì)問；注重創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生想問；倡導(dǎo)學(xué)生不迷信權(quán)威，大膽發(fā)表不同見解，使學(xué)生敢問；引導(dǎo)學(xué)生自主尋找實(shí)驗(yàn)中的疑問，使學(xué)生善問。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程就能由無疑而生疑、由有疑而思疑、由思疑而釋疑，并最終達(dá)到由釋疑而心怡的高境