讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)揚(yáng)起學(xué)生問題意識(shí)的翅膀

【摘 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)等具有重要的作用。在教學(xué)中教師要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能，利用探究性實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)中的異?，F(xiàn)象、量變引起質(zhì)變培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】問題意識(shí) 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 科學(xué)素養(yǎng) 創(chuàng)新能力

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）12-0126-02

化學(xué)課程改革突出了學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)的重要性，提倡學(xué)生通過探究性學(xué)習(xí)獲取知識(shí)，在這個(gè)過程中學(xué)會(huì)科學(xué)的方法、技能和科學(xué)的思維方式，形成科學(xué)觀和科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)一直是探究問題、獲取知識(shí)與創(chuàng)新能力的重要手段，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的基本特征，化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是重要的課程內(nèi)容，又是最生動(dòng)有效的教學(xué)方式，也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的有效的學(xué)習(xí)方式，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)等具有不可代替的作用。本文就如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，談?wù)勛约旱嫩`行和體會(huì)。

一 問題意識(shí)的定義

問題意識(shí)指學(xué)生在認(rèn)知活動(dòng)中意識(shí)到一些懷疑、焦慮、探究的心理狀態(tài)，這種心理狀態(tài)驅(qū)使學(xué)生積極思維，不斷提出問題和解決問題。

二 在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，帶著一定的目的和對(duì)外界的預(yù)期，對(duì)現(xiàn)實(shí)的事物展開實(shí)際的觀察、操作和實(shí)驗(yàn)，直接獲得關(guān)于客體的信息，同時(shí)在頭腦中不斷進(jìn)行分析、判斷、綜合、推理、概括等，并對(duì)自己的活動(dòng)過程及結(jié)果進(jìn)行反思。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生在動(dòng)手、動(dòng)腦的同時(shí)就會(huì)產(chǎn)生許多問題，這些問題主要來源于對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的困惑、對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的疑問、對(duì)理論與實(shí)驗(yàn)之間差異的思考等方面。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程中，也培養(yǎng)了他們的問題意識(shí)。

1.利用探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)

探究性實(shí)驗(yàn)指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)?；瘜W(xué)課程改革將科學(xué)探究作為突破口，強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式，教師在設(shè)計(jì)學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)要把握好探究問題的難度或深度，要從學(xué)生熟悉的身邊現(xiàn)象入手展開探究，讓學(xué)生感受探究活動(dòng)的過程，通過探究活動(dòng)掌握一定的知識(shí)，或?qū)W會(huì)某種科學(xué)的方法、技能或形成一種科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。

例如：在化學(xué)1（必修）（魯科版）第1章第2節(jié)“ 研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序”的教學(xué)中探究“次氯酸的漂白性”實(shí)驗(yàn)，往含有酚酞的氫氧化鈉的溶液中，滴加新制氯水，邊滴邊振蕩，直到紅色褪去，探究紅色消失的原因。教師問題一提出，學(xué)生討論非常激烈而且探究的欲望十分強(qiáng)烈，紛紛提出自己的猜想，總結(jié)起來就是以下兩點(diǎn)：（1）認(rèn)為是氯氣與水反應(yīng)生成的鹽酸和次氯酸中和了氫氧化鈉使溶液變成了無色；（2）認(rèn)為是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸具有強(qiáng)氧化性把紅色氧化成了無色的物質(zhì)。分別圍繞上述兩個(gè)問題學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)分析：如果紅色消失的原因是因?yàn)樗釅A中和，則紅色可能重現(xiàn)；如果紅色消失的原因是因?yàn)榇温人岬膹?qiáng)氧化性，則紅色不可能重現(xiàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并探究：“往褪色后的溶液中再加入氫氧化鈉溶液，觀察溶液是否變紅”，通過探究性實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。

這類實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程重在分析比較，在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識(shí)，而操作中的現(xiàn)象是對(duì)方案設(shè)計(jì)合理與否的檢驗(yàn)，以及探究性結(jié)論得出的重要依據(jù)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路可能會(huì)多種多樣，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案相應(yīng)也會(huì)較多，只要無明顯失誤或不妥（評(píng)價(jià)），均可由學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，之后再將方案修正完善。

2.利用拓展實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的問題意

拓展實(shí)驗(yàn)是以化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為引導(dǎo)，教師應(yīng)充分整合資源，運(yùn)用獨(dú)特的情景設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生改變學(xué)習(xí)態(tài)度及心智模式，以期完善行為達(dá)到追求獲取靈活運(yùn)用知識(shí)和發(fā)展能力的目的。拓展過程運(yùn)用的是歸納法而不是演繹法，是由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、歸納、應(yīng)用知識(shí)的一種活動(dòng)。拓展實(shí)驗(yàn)涵蓋的內(nèi)容很多，包括實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)等多方面的內(nèi)容，教師要把拓展實(shí)驗(yàn)作為一種探索知識(shí)的手段，讓學(xué)生感受到問題的存在，在探索中進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)比較、分類、分析、綜合的科學(xué)思維方法。

例如：在化學(xué)1（必修）（魯科版）第3章第3節(jié)“硫的轉(zhuǎn)化”的教學(xué)中，探究濃硫酸與碳單質(zhì)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中可發(fā)散出新的問題情境。情境1：二氧化硫與氯氣分別通入品紅溶液中，有何現(xiàn)象？然后加熱品紅溶液現(xiàn)象有何不同？它們?cè)诜磻?yīng)原理上有何區(qū)別？情境2：二氧化硫能否使澄清石灰水變渾濁？情境3：二氧化硫通入酸性高錳酸鉀溶液中有何現(xiàn)象？情境4：往裝有硫酸銅粉末的試管中滴加少量的水，固體顏色有何變化？情境5：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)濃硫酸與碳單質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物是二氧化硫、二氧化碳、水并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

以上問題知識(shí)層面涉及漂白原理、氧化還原反應(yīng)原理、酸性氧化物的化學(xué)性質(zhì)、濃硫酸的特性；能力方面涉及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)等方面。通過拓展實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識(shí)，提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

3.利用實(shí)驗(yàn)中的異?，F(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)受許多因素的影響可能導(dǎo)致理論與實(shí)驗(yàn)之間存在差異的情況，而這兩者之間的差異使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中容易產(chǎn)生認(rèn)知矛盾，從而激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)。如果教師能高度重視這種現(xiàn)象并充分利用這種現(xiàn)象來培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，就會(huì)提高學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

例如：在化學(xué)1（必修）（魯科版）第2章第3節(jié)“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”的探究實(shí)驗(yàn)中，往氯化亞鐵溶液中滴加硫氰酸鉀溶液，有部分學(xué)生看到溶液變?yōu)榧t色，與他們預(yù)想的溶液不變色的現(xiàn)象不符，學(xué)生不禁產(chǎn)生疑問“為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？”我并沒有立即把答案告訴他，而是采用對(duì)話教學(xué)來激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)并提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。（1）師：氯化亞鐵溶液放置在哪里？生：在空氣中。（2）師：空氣中主要有哪些化學(xué)物質(zhì)？生：有氧氣、氮?dú)?。?）師：氧氣是一種氧化劑還是還原劑？生：氧氣是一種氧化劑。（4）師：亞鐵離子具有較強(qiáng)的氧化性還是還原性？生：較強(qiáng)的還是還原性。就在對(duì)話的過程中學(xué)生恍然大悟，找到了實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象的原因：原來是空氣中的氧氣把亞鐵離子氧化成鐵離子，所以往氯化亞鐵溶液中滴加硫氰酸鉀溶液會(huì)看到溶液變?yōu)榧t色。師：氯化亞鐵溶液中的亞鐵離子是否完全被氧化成鐵離子？你能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行探究驗(yàn)證？生：能。接著學(xué)生又開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案進(jìn)行驗(yàn)證。

通過這種教學(xué)方式學(xué)生以后在實(shí)驗(yàn)中再遇到預(yù)想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符的現(xiàn)象時(shí)，他就會(huì)產(chǎn)生問題意識(shí)繼而運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行解疑，找到能夠解釋出現(xiàn)該反?，F(xiàn)象的原因，從而培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識(shí)。

4.利用實(shí)驗(yàn)中的量變引起質(zhì)變培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)

量變指事物數(shù)量的增減或場(chǎng)所的變更，是一種漸進(jìn)的、不顯著的變化。質(zhì)變指事物根本性質(zhì)的變化，是漸進(jìn)過程的中斷。量變是質(zhì)變的前提和必要準(zhǔn)備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果?；瘜W(xué)反應(yīng)中的量變引起質(zhì)變是一個(gè)非常值得我們深思并積極去探究的問題。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要利用實(shí)驗(yàn)中量變引起質(zhì)變?nèi)ゼぐl(fā)學(xué)生探究的興趣，通過開拓、深化、延伸利經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)情境，并引導(dǎo)學(xué)生積極思考，這有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的問題意識(shí)。

例如：化學(xué)1（必修）（魯科版）第4章第2節(jié)“鋁金屬材料”關(guān)于氫氧化鋁具有兩性的教學(xué)中，把學(xué)生分為A、B兩組同時(shí)制取氫氧化鋁，A組：往氯化鋁溶液中滴入氫氧化鈉溶液，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；B組：往氫氧化鈉溶液中滴入氯化鋁溶液，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。全班學(xué)生對(duì)于B組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象顯得特別驚訝，他們的問題意識(shí)被激發(fā)出來：“氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)怎么會(huì)出現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象呢？”教師讓學(xué)生討論并分析A、B兩組現(xiàn)象不同的原因及結(jié)論，通過分析總結(jié)如下：兩組現(xiàn)象不同的原因是兩組實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液與氯化鋁溶液的量不同引起生成物不同；結(jié)論：（1）氫氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的物質(zhì)，（2）這種可溶性的物質(zhì)又能與氯化鋁溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，（3）制取氫氧化鋁不能用氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。學(xué)生在分析現(xiàn)象、討論問題的過程中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的量變引起質(zhì)變有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

學(xué)生經(jīng)歷了從實(shí)驗(yàn)探究——研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——產(chǎn)生問題意識(shí)——解決問題——得出結(jié)論的過程，在這個(gè)過程中學(xué)生思維的敏捷性、深刻性、批評(píng)性得以發(fā)展，學(xué)生的綜合能力得到進(jìn)一步的提高。

總之，良好的問題意識(shí)是科學(xué)探究和創(chuàng)新的前提，在教學(xué)中教師要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能，以問題解決為紐帶，以探究活動(dòng)為主線，以問題意識(shí)培養(yǎng)為核心的教學(xué)策略，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)揚(yáng)起學(xué)生問題意識(shí)的翅膀，使學(xué)生成為一個(gè)具有可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)造性的個(gè)體。

〔責(zé)任編輯：林勁〕