利用化學微實驗提升學生的問題意識

王素芳

隨著年齡的增長，不少學生“問題意識缺乏癥”明顯，發(fā)現(xiàn)和提出問題的積極性更是越來越低，而探究性學習提倡的是培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)造能力。那么，如何充分利用化學學科實驗的特有功能，在實驗探究中培養(yǎng)學生的問題意識，提高學生的科學素養(yǎng)，是擺在廣大初中化學教師面前的亟待解決的問題。

一、“留白式”微實驗，提升學生問題意識

演示實驗在教學中往往成為驗證教師講述內(nèi)容正確與否的一個“旁證”。有不少教師為達到更好的教學效果，利用微實驗對實驗內(nèi)容進行改進。如果在實驗改進的過程中引導學生主動參與，為學生“留白”，這樣能開拓學生的思維，提升學生的問題意識。例如在微實驗“對蠟燭及其燃燒的探究”的開發(fā)中，教材實驗將干燥的燒杯罩在火焰上方，由于火焰上方溫度較高，玻璃壁很薄，導熱性好，所以形成的水霧立即又蒸發(fā)了，根本看不到現(xiàn)象，而且燒杯罩在火焰上方后會很燙，容易燙傷手。用一個沾有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上方，由于燒杯需要倒過來，所以燒杯內(nèi)壁只有極薄一層石灰水，且分布不均，渾濁現(xiàn)象不明顯。筆者在教學中，將燒杯換成長頸漏斗，長頸漏斗上端開口，空氣流動比較快，蠟燭燃燒充分，且漏斗比較長，蠟燭燃燒后生成的水蒸氣經(jīng)過冷凝，很容易看到水生成，生成水的現(xiàn)象比較明顯，而且有助于啟發(fā)學生去尋找其它代替品。而將蠟燭放在燃燒匙中（便于拿出），點燃，放入集氣瓶中，上面蓋上玻璃片。蠟燭熄滅后，迅速將燃燒匙拿出，倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁，驗證有二氧化碳生成，現(xiàn)象比較明顯，但操作起來比較麻煩，在實驗中還產(chǎn)生較多黑煙。通過學生的多次嘗試，最終采取用小U形管代替長頸漏斗及集氣瓶，實驗現(xiàn)象更為明顯；實驗操作更為簡便；而且在實驗中產(chǎn)生的黑煙很少，減少污染物的產(chǎn)生。留白式微實驗既能讓學生認識到化學實驗的微型化、綠色化、實驗藥品節(jié)約化以及實驗步驟簡單化，又給學生留下思考的余地，容易使其發(fā)現(xiàn)問題，進而動腦筋去解決問題。

二、“階梯式”微實驗，提升學生問題意識

教育家程鴻勛說，“客觀世界的一切都是有序的，我們的青少年的進步、成長、超越、創(chuàng)新、發(fā)展也應該是有序的，應該是階梯式的，也就是應該既有漸進又有飛躍的階梯式的”。在初中化學實驗教學中，也應該遵循學生的認知規(guī)律，通過“階梯式”微實驗，交給學生攀登的階梯，在攀登的過程中不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題，提升問題意識。

在學習“燃燒的條件”實驗時，由于演示實驗的實驗條件要求高，學生理解有困難，因此，采用階梯式的微實驗來幫助學生理解。

實驗設(shè)計如下：

（1）分別用坩堝鉗夾著小紙片和玻璃片在酒精燈上燃燒，觀察現(xiàn)象，玻璃不燃燒，紙片燃燒，由此得出燃燒需要可燃物。

（2）把白磷放在小試管里，小試管口套一個小氣球，再把小試管放在冰水中，現(xiàn)象是白磷不燃燒，得出只與氧氣接觸，不會燃燒。然后再把試管放在熱水中，現(xiàn)象是白磷燃燒，得出可燃物溫度達到著火點，就燃燒。

（3）分別在三支小試管里放入紅磷、白磷、白磷和水，管口分別套一個小氣球，同時放入冰水和熱水中，現(xiàn)象是：紅磷不燃燒，白磷燃燒，白磷和水不燃燒，得出可燃物燃燒的條件是：①氧氣；②溫度達到著火點。在這一系列的實驗中，采用由淺到深，由簡單到復雜的原則編排，學生更容易進入學習狀態(tài)中，然后逐步增加實驗內(nèi)容及難度，讓學生對實驗提出自己的問題，提升了學生的問題意識。

三、“自助式”微實驗，提升學生問題意識

“自助式”微實驗，就是教師準備微實驗所需儀器為學生提供幫助工作，要求組內(nèi)學生按照教材實驗內(nèi)容互教互學，

相互答疑，進而發(fā)現(xiàn)并解決實驗中存在的問題。如在做“木炭的吸附性”實驗，要求學生參考教材進行實驗。準備實驗器材時，用品紅代替紅墨水，用小試管代替錐形瓶。學生初次實驗時，竟然沒有一組出現(xiàn)品紅顏色消失的現(xiàn)象。在分析實驗失敗原因時，大致有以下幾方面：品紅用量多了，木炭太少，木炭沒有烘干，塊狀木炭與品紅接觸面積小等。針對失敗原因，各組學生分別改進實驗，新的問題又接踵而至，把塊狀木炭研磨成粉末后，整個溶液全變黑了，怎么解決這個問題呢？有的小組要脫脂棉塞在試管口，有的小組要濾紙，有的小組要紗布等。在實驗報告的反思一欄中，學生反思到：通過實驗的失敗，我們發(fā)現(xiàn)少量藥品同樣有明顯的實驗現(xiàn)象，藥品的用量不是越多越好。另外，不同的實驗用品也可達到同一個目的，如：脫脂棉、濾紙、紗布都有一定的吸附性。

通過“自助式”微實驗，學生發(fā)現(xiàn)了教材中沒有出現(xiàn)的問題，也學會了用不同的方法解決問題，學生的問題意識逐漸提升。

四、“陷阱式”微實驗，提升學生問題意識

學生對新知內(nèi)容的接受需要一個過程，教師更多的時候呈現(xiàn)給學生的只是一個完美、簡明、流暢的實驗過程，而思維過程中失敗的部分早已隱藏。但這些“隱藏”的部分，往往就是學生較為“模糊”、容易出現(xiàn)錯誤的地方。

在化學實驗的過程中，傳遞給學生的信息不應是“全息”，而應在實驗中巧設(shè)“陷阱”，讓學生在矛盾中反思自己的知識，有效提高學生的問題意識。如：在學習質(zhì)量守恒定律時，教師演示鹽酸與碳酸鈉粉末的反應來驗證質(zhì)量守恒定律。在做這個實驗時，教師先強調(diào)質(zhì)量守恒定律，然后提出問題：這個反應前后天平是否平衡，學生進行猜想，接下來用實驗來驗證，在錐形瓶中加入少量碳酸鈉粉末，然后在小試管（用小細線系住小試管）中加入鹽酸，不讓鹽酸和碳酸鈉粉末接觸，整體放在天平上，調(diào)節(jié)天平至平衡，接下來拉動細線，使鹽酸與碳酸鈉粉末接觸，反應結(jié)束后讓學生觀察，結(jié)果天平不平衡，與學生的猜想不一樣。難道質(zhì)量守恒定律錯了嗎？還是實驗藥品有問題？或者是實驗儀器有問題？接下來又拿出一個錐形瓶，這個錐形瓶上帶有橡膠塞和分液漏斗，重復上面的實驗，讓學生觀察，結(jié)果天平平衡了。針對兩次實驗學生提出問題：為什么第一次天平不平衡，第二次天平平衡？然后，對比兩套實驗裝置，學生自己解決問題：第一次的錐形瓶是敞口的，第二次的錐形瓶是封閉的。還可引導學生提出問題：做驗證質(zhì)量守恒定律的實驗要注意什么？之后由學生自己得出結(jié)論：有氣體生成的化學實驗裝置是封閉。這樣，在學生對知識掌握不牢固的前提下，利用微實驗巧設(shè)“陷阱”來暴露薄弱環(huán)節(jié)，從而加深學生對這個薄弱環(huán)節(jié)的理解，這樣學生的知識面更廣，更深，同時也提升了學生的問題意識。

問題是探究之本、思維之源。在化學實驗教學中，運用微實驗設(shè)計一定的問題情境，教師的問題誘導下，學生的問題意識被地激發(fā)出來，學習的積極性和主動性大大提高，學習方式自然會逐漸轉(zhuǎn)變。

（收稿日期：2016-09-15）