郭志東

（福建省寧德市高級中學(xué) 福建 寧德 352100）

我國著名的化學(xué)教育家戴安邦教授曾說，“在化學(xué)教育中強調(diào)化學(xué)實驗，無論如何都不會過分；化學(xué)實驗室是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)最有效和收獲豐富的場所”。新課程改革對化學(xué)實驗十分重視，單列了《實驗化學(xué)》選修模塊，在必修和其他選修模塊中賦予了實驗更多的內(nèi)涵。然而在現(xiàn)行的高考體制下，實驗?zāi)K的開設(shè)幾乎沒有可能，但這絕不意味著就可以弱化化學(xué)實驗，化學(xué)實驗對于實現(xiàn)高中化學(xué)課程目標具有不可替代的作用。我們知道，許多化學(xué)問題的產(chǎn)生都源于實驗，如何在高中化學(xué)教學(xué)中充分利用和挖掘?qū)嶒炈夭?，培養(yǎng)學(xué)生問題意識，提升學(xué)生分析問題和解決問題能力，更好地實施“問題解決”教學(xué)呢？

“問題解決”教學(xué)是指一種依據(jù)教學(xué)任務(wù)，由教師創(chuàng)設(shè)問題情境，以問題的發(fā)現(xiàn)、探究和解決來激發(fā)學(xué)生求知欲和主體意識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，進而讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，能自行生成問題并解決問題，養(yǎng)成探索未知世界的積極態(tài)度的教學(xué)?！皢栴}解決”教學(xué)重視學(xué)生在“問題解決”過程中的體會，它是一種開放式的教學(xué)，可改被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)師生互動、教學(xué)相長。

“問題解決”教學(xué)主要包含以下幾個環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)問題情境（提出問題）、分析問題、解決問題和遷移應(yīng)用。本文就這幾個環(huán)節(jié)如何通過化學(xué)實驗這個平臺實施有成效的教學(xué)談幾點認識和體會。

一、運用隨堂實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，促成學(xué)生良好思維習(xí)慣

以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征。精心設(shè)計的實驗在帶給學(xué)生驚奇、不解和矛盾的同時，更能激發(fā)起學(xué)生強烈的求知欲望。教師此時若能結(jié)合教材重點、難點設(shè)置相關(guān)的問題鏈，一環(huán)扣一環(huán)，讓學(xué)生置身于由實驗產(chǎn)生的問題情境中，思維處于高度集中狀態(tài)，必能叩開學(xué)生思維的大門，使學(xué)生形成持久的內(nèi)驅(qū)力，產(chǎn)生思想上的共鳴，有效地調(diào)動每個學(xué)生的思維積極性，活躍課堂氣氛，實現(xiàn)有效教學(xué)。長此以往，可培養(yǎng)學(xué)生較強的問題意識，促使學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣。

①藍色沉淀是何物質(zhì)？是如何產(chǎn)生的？（學(xué)生答是Cu（OH）2，是由 CuSO4和 NaOH 反應(yīng)產(chǎn)生。 ）

②Na和CuSO4中均不含H元素，Cu（OH）2中的H從何而來？（學(xué)生自然會聯(lián)想到H2O。）

③Na能否和H2O發(fā)生反應(yīng)？其產(chǎn)物是什么？

緊接著讓學(xué)生帶著好奇心自己動手實驗：在一只培養(yǎng)皿中加適量水，滴入1-2滴酚酞溶液，將切好的一小粒金屬鈉投入水中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。此時學(xué)生觀察的用心程度倍增，不再像平時教師演示實驗時在那“看熱鬧”，而是全神貫注地在“悟門道”。

隨后我讓學(xué)生表述觀察到的現(xiàn)象，并回答以下三個問題：①鈉為何熔成閃亮的小球？ ②鈉為何浮游水面，并發(fā)出嘶嘶聲？ ③滴有酚酞的水溶液為何變紅？

通過實驗和分析，學(xué)生很好地掌握了鈉和水反應(yīng)的知識要點，印象特別深刻。接著我繼續(xù)追問：Na比Cu活潑很多，為何在水溶液中不能將硫酸銅中的銅置換出？此時學(xué)生的思維不再有任何障礙，認識到正是由于金屬Na非常活潑，在CuSO4溶液中優(yōu)先與H2O反應(yīng)生成NaOH，再和 CuSO4結(jié)合成藍色的 Cu（OH）2沉淀。

二、通過定量實驗分析誤差問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹態(tài)度

化學(xué)定量實驗在高中化學(xué)實驗教學(xué)中為數(shù)不多，教師應(yīng)充分把握。要讓學(xué)生認識到化學(xué)定量實驗誤差的存在不可避免，我們只能在實驗過程中盡量控制不規(guī)范操作來減少實驗誤差。實驗前教師應(yīng)要求學(xué)生做好充分準備，對操作流程每個環(huán)節(jié)可能造成實驗誤差的影響因素客觀全面分析。這樣既可讓學(xué)生在實驗操作過程中引起注意，減少因操作失誤帶來的實驗誤差，又可增強學(xué)生分析問題的能力，還可逐步培養(yǎng)學(xué)生形成嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)、實事求是的科學(xué)精神和一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。

現(xiàn)以“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制”的定量實驗為例。教師在引導(dǎo)學(xué)生分析所配制溶液的濃度（c），會受溶質(zhì)物質(zhì)的量（n）和溶液的體積（V）兩因素變化而產(chǎn)生誤差后，讓學(xué)生針對操作過程中可能出現(xiàn)的以下情形進行分析，判斷由此可造成所配制溶液的濃度是偏大、偏小還是不變？

①稱量時錯將固體藥品放在右邊托盤并移動了游碼；用濾紙稱NaOH固體。

②溶解或稀釋后未冷卻至室溫就進行移液。

③移液前容量瓶內(nèi)有少量水；移液過程有少量液體流出；未將洗滌液一并轉(zhuǎn)入容量瓶中。

④定容時水多加后用滴管吸出；定容時俯視或仰視讀刻度。

⑤搖勻后液面下降再加水。

通過這些情形的設(shè)置，經(jīng)學(xué)生認真分析思考判斷，便可使學(xué)生對溶液配制過程的每個操作步驟可能帶來的誤差有了全面了解。接下來學(xué)生的實際操作過程便能從中引以為戒，減小人為所帶來的不必要實驗誤差。同時在過程的體驗中既鍛煉了能力，又可領(lǐng)悟到其中所蘊含的科學(xué)精神。

三、精選探究實驗解決化學(xué)問題，提升學(xué)生創(chuàng)新實踐能力

化學(xué)探究實驗對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手動腦能力，增強科學(xué)探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提高科學(xué)素養(yǎng)都具有重要的意義。在新教材中安排了很多的學(xué)生自主探究實驗，但迫于高考壓力、課時緊的現(xiàn)狀，很難安排過多的探究實驗，為了處理此類矛盾，就要求教師精選探究實驗，盡可能實現(xiàn)實驗教學(xué)效益的最大化。

教師所選擇的化學(xué)實驗問題要有實際的探究價值，要能滿足學(xué)生發(fā)展探究能力，提升解決問題能力，提高科學(xué)素養(yǎng)的需要。

例如“Fe（OH）2的制備和性質(zhì)”探究實驗就可較好體現(xiàn)這種需要。該實驗由教師提供備用的儀器和試劑，如試管、膠頭滴管、長滴管、酒精燈、新制的FeSO4溶液、NaOH溶液（未煮沸）、植物油等。當學(xué)生將NaOH溶液滴入盛有FeSO4溶液的試管中，看到“有灰色沉淀生成，且沉淀顏色很快變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色”的實驗現(xiàn)象與他們預(yù)期的白色絮狀沉淀不符時，他們的好奇心立即被激起，此時教師抓住機會組織學(xué)生展開分析討論，并對“制備一定量的Fe（OH）2并保持一段時間”大膽提出自己的解決方案。

經(jīng)過討論，學(xué)生對實驗失敗原因基本形成共識：由于 FeSO4、Fe（OH）2易被空氣中的 O2所氧化，要想制備得到Fe（OH）2沉淀，關(guān)鍵是要想辦法防止與O2接觸。但對實驗解決方案卻眾說紛紜，不同學(xué)生提出了不同的解決辦法：應(yīng)將NaOH溶液煮沸以除去溶解的O2；應(yīng)用長滴管吸取Na0H溶液插入FeSO4溶液底部再慢慢擠出NaOH溶液；可在反應(yīng)液面上滴加植物油或苯進行液封等。

最后學(xué)生通過取長補短，對自己的實驗方案進行了修訂完善，經(jīng)再次實驗操作得到了白色Fe（OH）2沉淀，并保持了較長的時間。學(xué)生個個臉上露出了成功的喜悅，掛滿了經(jīng)努力而得到的那份成就與滿足。這時教師趁熱打鐵展示一套優(yōu)秀的探究實驗方案，要求用如圖1所示的裝置和Na0H溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備Fe（OH）2。并提出問題：

①兩個試管中分別放什么試劑？

②裝好試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是什么？

③此裝置的原理是什么？好處在哪？

學(xué)生的思維再次被激發(fā)，求知欲高漲，討論過程相當熱烈，最后由教師歸納總結(jié)結(jié)束了本次的實驗探究。學(xué)生走出化學(xué)實驗室時，從他們的目光中可看出，還為剛才老師布置的“能否設(shè)計出其他的優(yōu)秀方案”任務(wù)而興奮。

四、借助創(chuàng)新實驗強化遷移應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生優(yōu)良思維品質(zhì)

知識與技能的遷移并不是機械地照搬已知知識和經(jīng)驗，而是在面臨新的問題情境時，能由已知推未知，掌握分析解決新問題的辦法途徑。同時思維過程要克服思維“定勢”的消極影響，能做到發(fā)散思維。

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，可根據(jù)學(xué)生已有的基本實驗知識和原理，借助一些創(chuàng)新的小實驗，對學(xué)生遷移應(yīng)用能力進一步培養(yǎng)強化。例如根據(jù)噴泉形成的基本原理，可借助圖2的三個實驗裝置讓學(xué)生分析如何能形成“噴泉”。

再如“銅與稀硝酸反應(yīng)探究實驗”，為證明其產(chǎn)物為NO，可選用圖3的創(chuàng)新實驗裝置。實驗時先將活塞打開，從U形管較長的管口注入稀硝酸，直到碰到塞子的下沿，保證銅絲與稀硝酸接觸時無空氣。然后關(guān)閉活塞，用酒精燈在U形管的短管一側(cè)加熱，當銅絲上有氣泡產(chǎn)生時立即撤燈。銅絲與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體將稀硝酸排向長管，使銅絲與稀硝酸脫離接觸后，反應(yīng)自行停止，管內(nèi)有無色氣體生成。最后將活塞慢慢打開，U形管的長管中的稀硝酸又回落到短管內(nèi)，分液漏斗有紅棕色氣體出現(xiàn)。該實驗器材簡單、操作方便、現(xiàn)象明顯，可以長時間觀察到無色NO氣體。

通過采取這種方式進行強化訓(xùn)練，對培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性、敏捷性、深刻性和靈活性十分有益，可使學(xué)生逐步形成優(yōu)良的思維品質(zhì)。

總之，隨著新課程實施的不斷深入，對化學(xué)教師的實驗教學(xué)提出了更高的要求。新課標不再硬性劃分演示實驗和學(xué)生實驗，這給教師創(chuàng)造性應(yīng)用實驗和學(xué)生主動性探究實驗提供了空間。教師在用“問題解決”進行高中化學(xué)實驗教學(xué)時，要充分合理運用化學(xué)實驗，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)最佳的問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，設(shè)置有助于學(xué)生形成認知沖突的化學(xué)實驗問題，激發(fā)學(xué)生的思維，借助實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析解決問題，并在過程的探究中讓學(xué)生不斷感受化學(xué)學(xué)科的實驗魅力，不斷提升自身科學(xué)素養(yǎng)。

［1］ 王磊.化學(xué)比較教育［M］.南寧：廣西教育出版社，2006：293