化学学科中的问题意识是学生必备的科学素养，化学实验教学中的问题意识培养是理论教学不可替代的。《普通高中化学课程标准（2017年版）》中加入了“学生必做实验”模块，教师通过引导学生对实验中不同细节的观察，形成化学学习中所具有的科学素养，进而解决问题。本文将从化学实验入手，在实验设计、装置选取、实验操作、现象观察、结果记录、数据处理六个方面进行阐述，注重学生科学素养的培养，提升发现问题的能力。

　　关键词：化学实验教学；问题意识；科学素养；解决问题

　　现今，无论是初中还是高中，“通过实验学化学”作为化学课堂的重要组成部分的理念进一步深化，帮助学生认识化学的重要性，熟练掌握化学实验最基本的操作方法和技能,重点培养学生的实践精神和创新能力。[1]把学生的学习重心由知识的接收上升到实践的操作，能够自己发现问题→提出问题→解决问题，真正做到亲自参与，让实验活动具有思考性、探索性、兴趣性，严谨性。教师创设适合课堂教学内容的情境，在问题提出到实验进行的过程中，充分体现知识获得的过程与方法，让科学素养的培养贯穿于化学实验教学的各个方面，帮助学生利用自生具备的科学素养解决问题。

　　一实验设计中问题意识的培养

　　研究表明，在化学实验教学中教师利用其中一些易于忽视的细节适当设计问题可以增强学生的探究欲望，让学生的大脑快速运转解决问题，运用已有的化学基本知识、基本技能、基本方法和基本思想，熟悉实验内容并对其进行合理设计与规划。案例：“探究影响物质溶解度因素”的实验时，讲义中只列出了一些药品和仪器，学生产生疑问：“只有药品和仪器，我们应该如何设计一个合理的实验来探究影响物质溶解度的因素呢？”此时教师应指导学生在课前查阅相关实验教材，总结归纳需实验物质的状态，理解实验目的和实验原理，体会不同的物质影响它们溶解度的因素也不相同，最后根据提供的药品选取实验中所需要的装置，进行科学可行实验探究过程。[2]实验课堂中在已有的实验用品中，学生自己动手完成实验操作，对比分析得出结论：影响固体溶解度的因素有溶质、溶剂、温度；影响气体溶解度的因素有气体本身的性质、温度、压强。在整个实验探究中学生认真观察实验细节，提出“怎么样”、“怎么做”、“为什么”等问题，让一个原本平淡无奇的化学实验课堂增添了活跃的气氛，学生为各自的实验操作披上了创新的“外衣”，帮助大家的注意力转移到实验中去，同时感到实验的趣味性。

　　二装置选择中问题意识的培养

　　化学实验仪器种类颇多，学生要综合课堂所学的理论知识的基础上，根据教师的思路分析及实验方案的可行度，进行装置的选择。学生要提高对细节的观察能力、问题的分析能力和实事的判断能力，教师在讲解的过程中创设情境，帮助学生学会思考，抓住实验的关键特征解决问题，选择适合的装置，[3]完成实验的操作。案例：实验“除去碳酸钠中的碳酸氢钠粉末”，教师先将学生分组，适时引导学生，尝试让他们自己提出：“实验应如何进行？在整个实验中要用到的仪器有哪些？”等问题，伴随着问题的提出，学生还不能就已有的知识经验准备一套完整的实验装置。在接下的授课过程中，教师对实验操作进一步分析讲解，学生仔细观察（如何才能保证NaHCO3完全分解，做到除杂不引杂），再回想理论课堂里学习硫酸铜结晶水的测试中受到启发：NaHCO3不稳定，加热易分解成Na2CO3、CO2、H2O，可以根据NaHCO3、Na2CO3的热稳定性的不同以及实验中的一些小细节（加热、冷却、称量）的观察总结出所需要的仪器有：天平、铁架台、铁圈、酒精灯、坩埚、坩埚钳等。[4]学生不仅自己发现问题产生疑惑，而且经过对已学知识的回顾，解答疑惑。

　　三实验操作中问题意识的培养

　　（一）检查装置气密性

　　中学化学实验操作中检查装置的气密性是学生必须掌握的一项基本技能,也是一个重点内容，学生需要知道在化学实验中气密性检查方法主要有三种：手捂加热法、直接加热法、加水液封法，[5]就一个完整的实验装置而言,应选择哪种方法,学生并不明确。教师启发学生认真观察、阅读，初步形成问题：如何选取适当的方法检查气密性？如：用“氯化钾加热分解法”制取氧气中，实验装置连接简单，教师让学生根据讲义内容选择合适的实验仪器，提示学生用导管连接相对密封的简单实验装置会选择哪种检查方法？经过实验对比，在装置简单的实验中可以选择手捂加热法检查。若在装置复杂，连接仪器多,密封气体体积较大的实验中,用手捂加热法消耗时间长且对增大气体体积也不明显，不易清楚地观察现象，因此教师在讲解过程中帮助学生认识到可选用酒精灯直接加热使实验仪器的受热面积增大，也可使时间缩短。[5]学生的实验活动，把理论转化为亲自进行实验操作，进而选择适合的方法检查气密性，参与到课堂学习中。

　　（二）实验药品的称与量

　　“称”即指用电子天平、托盘天平、分析天平等对粉末、颗粒药品需要的量进行称取；“量”指用量筒，移液管等对一定体积的液体药品进行量取。[6]对于初次接触到天平的学生来说，他们只是在课堂上听老师说左物右码，在实验室的实际操作中，应当适时的培养学生形成问题，提出问题。如：在使用天平称量固体药品时，学生观察教师操作过程中的细节：使用天平前需将游码归零，然后调节平衡螺母把指针指向分度盘的中央；称量时左右两边放置质量相同的纸张，对于易腐蚀、易吸潮的物质应在玻璃仪器中称取，且遵循左物右码的原则；如果误将砝码与物品的位置放颠倒，那么称量结果会有什么变化？教师课堂演示学生观察，发现问题后带着这些问题自己再去称量，解决问题，让学生对细节更为关注。

　　（三）药品的转移与装入

　　如何将称量好的药品装入实验仪器中？教师与学生共同研究阅读实验讲义，发现有些实验中的药品不能一起装入，如：在铝热反应中，若在实验前未把要进行实验的Fe3O4和铝粉烘干，是否可以将它们混合后一起烘干；引燃剂要分开研细后在纸上混合均匀，取其三分之一进行实验；为什么把两层滤纸折成漏斗，底部剪出一个小孔，用水浸湿放在铁圈的泥三角中？学生带着对问题的好奇心进行实验，即满足了求知的欲望，对帮助学生认真对待实验每个环节，共同探究实验结果，增加了实验课堂的高效性、参与性。

　　四现象观察中问题意识的培养

　　实验的成功与否通过对现象的观察来判断，学生用科学的方式观察实验，根据“反应发生前”→“反应进行时”→“反应完成后”的顺序对比现象，[7]并随着实验地进行能够在小组内有条理地、有计划地探讨，提高对化学实验的学习兴趣，提升自身的科学素养。学生亲自参与化学实验，理论与实验相结合，观察实验现象中的细节问题，与同学讨论、研究、解决、总结，对实验现象中出现的问题做出分析判断，加深对化学知识的记忆程度。案例：“加热分解高锰酸钾制取氧气”的实验进行的比较平稳，适合学生操作。但在实验进行时发现为什么有些学生装有高锰酸钾的试管会出现炸裂？这一现象触发了部分学生好奇心：（1）试管如何加热才不会炸裂？（2）试管中装入实验药品的用量有多少，向试管内部插入多长的导管合适？（3）应选用何种仪器固定试管？（4）实验结束要先撤哪一部分？[8]带着问题再一次进行实验操作时，学生会发现通过对这些实验细节的观察，他们能够提出疑惑和教师交流，在实验中慢慢地培养对化学学习的兴趣，提高自己在实验中所具有的科学素养解决相关问题。

　　五结果记录中问题意识的培养

　　考察学生对化学理论知识掌握情况的方法除了卷面测试还包括学生自己进行化学实验设计操作，教师要求学生认真观察整个实验现象，使用一种方法把最后实验结果记录下来，让实验中的有用信息得以存储，养成实事求是的科学态度。[9]案例：探究“铁丝在氧气中的燃烧”，把铁丝打磨光亮成螺旋状绕在一根火柴上引燃，迅速伸入收集满氧气的集气瓶里（此时的集气瓶底部装有少量的细沙），只见火星四射，瓶中发出大量的热，待反应结束后看到集气瓶底部生成了一种黑色的物质。[10]学生在实验观察、记录中，随时发问：引燃铁丝前为什么要将其打磨光亮绕在火柴上成螺旋状？在装满氧气的集气瓶底部为什么要盛有少量细沙，能否用其他物品代替细沙？反应过程中集气瓶底部不断生成的黑色物质是什么？教师在设计实验教学时，启发学生形成问题意识，产生学习化学的兴趣，依照现实教学中学生的学习状况，精心的设计好每个实验环节，学生仔细观察后能主动提出问题，[11]借助对实验中的细节的记录去培养学生利用自身科学素养解决问题，将有用的知识存储在大脑中。

　　六数据处理中问题意识的培养

　　数据处理是化学实验结果的重要组成部分之一，通过对比数据处理中的数值和真实值的误差大小就可以判断出实验是否成功，指导教师要求学生认真处理化学实验数据，如实地记录，进而提高数据的准确度。[12]不能达到实验探究的目的，给学生留下知识盲区，失去对完成化学实验操作的信心。分析实验值与误差之间的区别时，帮助学生能自己发现问题，分析实验差错，合理准确地判断，找到解决问题的最佳方案。如：在进行定量实验前，教师要求学生准确地计算用量并且称取，“为什么我们的计算结果不一样呢？”这时，教师需要提醒学生要注意检查计算过程中单位的换算是否正确，小数保留是否按照要求书写，小数点是否写对位置。有效数值的保留也很关键，“为什么有效数字的记录是准确测量的数值外加一位估读数字？”诸如此类的问题是一些学生在对有效数字的保留未彻底认识而提出的，为了拓展学生的思维，促使学生想利用所学的知识和同学讨论解决问题，[13]引导学生在遇到无法解答的问题时可以采用多种方式探讨，而教师根据学生的实验数据来检查实验的成功率。

　　七总结

　　在化学实验教学中，教师通过让学生在实验细节中发现问题，思考解决问题，循序渐进的从敢问到想问，让化学实验课堂充满乐趣，学生求知的积极性和实验探究的兴趣性增高，进而提高学生在化学实验中的科学素养。教师适当的创设问题情景，鼓励学生走进疑难境地，集中精力的思考探究，参与实验教学，完成课程标准中对教学目标的要求，在核心素养上得到全面的发展，让学生知道学习化学的意义。

　　参考文献

　　[1]人民教育出版社.《普通高中化学课程标准（2017年版)》［S].中华人民共和国教育部编制,2018.1.

　　[2]曾秀华.从实验细节中培养学生的问题意识[J].中国校外教育,2015(26):72.

　　[3]陆庭銮.围绕实验装置教学培养反思能力[J].中学化学教学参考,2017(21):37-39.

　　[4]张汝岭.浅谈化学实验意识的培养[J].吉林教育,2011(19).

　　[5]夏立存.实验装置气密性检查的方法[J].实验教学与仪器,2005(02):30-31.

　　[6]田长明.关注称量操作中一些细节[J].化学教学,2013(05):75-77.

　　[7]吴洪森.化学教学中实验观察能力的培养[J].中国新技术新产品,2010(24):247.

　　[8]王洛君.从化学实验细节中培养学生的问题意识[J].中国校外教育,2015(21):133.

　　[9]刘鹏.九年级学生化学实验记录水平现状的调查研究[D].西北师范大学,2014.

　　[10]刘水峰.如何正确观察和描述化学实验现象[J].考试(中考版),2010(09).

　　[11]唐中妹.从化学实验中培养学生的问题意识[J].高考(综合版),2014(12).

　　[12]胡丽娟.分析化学实验中的误差分析及数据处理[J].当代教育实践与教学研究,2016(11):133-134.

　　[13]张瑞瑛.用问题引导促学生思维发展——以初中化学“二氧化碳制取的研究”教学为例[J].教育与装备研究,2018,34(03):28-31.

　　作者：张燕 李学强 单位：省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室 化学国家级实验教学示范中心