初中化學實驗前置問題設(shè)計和應用

史耀鋒

【摘要】教師從精選問題資源、設(shè)計問題方案、組織問題討論、升級問題探索的教學角度出發(fā)，在教學活動中推出實驗前置問題，幫助學生從更多角度對實驗內(nèi)容、實驗程序、實驗操作、實驗問題展開探索，引導學生建立實驗探究意識，提升學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，形塑學生化學實驗學習的啟動力。

【關(guān)鍵詞】初中化學；化學實驗；前置問題；教學實踐

化學實驗情境的創(chuàng)設(shè)，讓學生通過直觀的化學反應積累更多認知素材，幫助學生降低化學知識的理解難度，助力學生化學學科綜合能力提升。為了順利啟發(fā)學生的化學實驗思維，教師創(chuàng)新化學實驗方案，結(jié)合學生基本實驗學情，對接實驗條件，圍繞實驗內(nèi)容、實驗進程、實驗效果等方面，針對性投放具有引導性、思考性的實驗前置問題，為學生規(guī)劃清晰的學習方向，為實驗活動有序推進提供助力。

一、精選問題資源，解析實驗內(nèi)容

教師深入挖掘教材內(nèi)容，剖析化學實驗內(nèi)容，圍繞實驗內(nèi)容中蘊含的知識重點和實驗實踐的操作難點，精選具有針對性、引領(lǐng)性的化學實驗前置問題，為學生預習實驗內(nèi)容、梳理實驗流程提供幫助。學生以這些前置問題為切入點，在實驗活動中經(jīng)歷觀察、思考、實踐等操作，逐步理解相關(guān)化學概念和化學反應的規(guī)律特點等，進而內(nèi)化相關(guān)化學知識點，為構(gòu)建完整性、系統(tǒng)性化學知識認知體系奠定基礎(chǔ)。

為了拓寬學生的學習眼界，教師增加實驗前置問題的開放性、啟發(fā)性，助力學生發(fā)散實驗操作思維，鍛煉學生探索性學習能力。在“燃燒的條件”實驗活動組織時，教師帶領(lǐng)學生了解溫水燃燒必須具備的三個條件：可燃物；氧氣或者空氣；達到燃燒所需的最低溫度。在學生明確這個基礎(chǔ)知識后，教師出示燒杯、鑷子、坩堝鉗、酒精燈、三角架、酒精、棉花、濾紙、火柴、剪刀、乒乓球、水等，要求學生觀察這些實驗材料，并投放實驗前置問題：如何設(shè)計實驗驗證燃燒需要可燃物？如何設(shè)計實驗驗證燃燒需要氧氣或空氣？如何設(shè)計實驗驗證燃燒需要達到一定的溫度？針對不同的火源，如何進行快速、安全滅火？學生接觸到問題后，紛紛表達自己的想法，在小組內(nèi)展開激烈討論，梳理出諸多探索實驗方案。適宜的前置問題為學生指明實驗探索方向，有助于學生在對實驗方案的設(shè)計、實驗程序的梳理、實驗現(xiàn)象的觀察中內(nèi)化化學知識。

為啟發(fā)學生的探究思維和創(chuàng)造思維，讓學生在實驗操作中獲得更為深刻的學習體驗，教師在實驗活動中投放開放性實驗前置問題，讓學生在更廣闊的實驗空間中展開探索性學習，能夠激發(fā)學生的探索欲望。開放性前置問題的投放配合小組合作實驗方式，能夠彌補學生思考的欠缺，提升探索方案的多樣性、準確性，引導學生在碰撞出化學思維火花下完成疑點知識的解答。

二、設(shè)計問題方案，啟動實驗程序

同樣的反應物在不同的實驗條件下，所產(chǎn)生的反應物或反應速率會有一定的改變。教師以實驗條件為問題設(shè)置的切入點，設(shè)計系統(tǒng)性問題設(shè)置方案，引導學生對實驗條件、實驗變化、實驗步驟等進行深入觀察、研討，以自主探索、團隊協(xié)作、查閱資料、師生交互等方式展開深度學習。圍繞實驗條件設(shè)計的前置問題，讓學生在認知實驗特殊性基礎(chǔ)上關(guān)注動手操作的規(guī)范性，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。

教師將初中化學實驗內(nèi)容進行梳理，圍繞各類實驗條件，以不同實驗儀器、器材的使用方法為主題，設(shè)計系統(tǒng)性實驗前置問題。如化學實驗中涉及較多的“加熱”操作，需要用到酒精燈或酒精噴燈，教師在組織實驗室制取氧氣、實驗室制取二氧化碳、水的沸騰、燃燒條件等實驗活動時，圍繞酒精燈的正確使用方法，投放“酒精燈的點燃、熄滅時機是什么時候”“酒精燈的熄滅方法是什么”“酒精燈存放的注意事項是什么”等問題。學生通過解答問題，積累酒精燈的正確點燃、熄滅、存放方法，以及使用過程中的各種注意事項，為實驗活動的順利推進奠定基礎(chǔ)。這些問題的難度較低，教師將其融入各類加熱實驗的前置問題中反復提及，對學生實驗安全意識、規(guī)范意識的建立起到促進作用。

教師在需要加熱操作的實驗中投放有關(guān)酒精燈正確使用的前置問題，通過增加相同問題出現(xiàn)的頻次，幫助學生進一步內(nèi)化特定實驗儀器的操作流程和注意事項，引導學生形成嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。規(guī)范操作保證實驗安全的問題反復提及，能夠?qū)W生畏懼操作和隨意操作的行為進行有效糾偏，強化學生規(guī)范操作意識，引導學生建立正確的實驗精神。

三、組織問題討論，優(yōu)化實驗操作

教師結(jié)合學生的實驗學情，將實驗前置問題的難度控制在學生經(jīng)歷一番探索能達成的范圍，并在實驗結(jié)束后，組織實驗問題討論活動，鼓勵學生分享實驗中遇到的問題，讓學生在小組討論和知識遷移應用中探索化學新知。教師對討論活動的形式和內(nèi)容進行創(chuàng)新，引導學生利用已掌握的實驗思想方法參與討論，指導學生借助團隊的力量解決實驗難點、疑點，幫助學生夯實化學認知基礎(chǔ)。

不同學生的學科認知基礎(chǔ)、理解能力、操作能力存在一定差異，教師以“同組異質(zhì)”的原則將學生進行小組劃分，并對實驗教學進行適當?shù)牧舭滋幚恚膭顚W生小組內(nèi)溝通、交流，提升遷移學習成效。在組織“實驗室制取二氧化碳”實驗活動時，學生已經(jīng)歷實驗室制取氧氣的實驗過程，對氣體性質(zhì)的探索和向上排氣法、向下排氣法、排水法收集氣體方法具有一定了解。教師客觀判斷學生的實驗認知水平，帶領(lǐng)學生回憶實驗室制取不同氣體的實驗原理、操作步驟、收集方法等知識，引導學生將不同氣體的性質(zhì)進行系統(tǒng)性梳理。為了讓學生快速進入實驗環(huán)節(jié)，教師投放實驗前置問題：二氧化碳與氧氣的性質(zhì)有哪些相同和區(qū)別之處？在實驗室制取二氧化碳有哪些收集方法？學生以小組為單位，進入互動交流環(huán)節(jié)，討論實驗操作方案，為順利推進實驗活動作好鋪墊。

教師以“同組異質(zhì)”的原則進行小組劃分，是為了在小組討論、合作環(huán)節(jié)，表現(xiàn)優(yōu)異的學生能夠通過言傳身教幫助后進學生，引導后進學生突破思維障礙，確保實驗活動有序、安全推進。部分小組能夠在更短時間內(nèi)完成實驗任務，教師不妨為其投放實驗室制取氣體的一般操作流程、排水法的實驗原理、排空氣法的實驗原理和適用的氣體范圍等思考問題，進一步拓寬學生實驗探索學習思維的廣度和寬度，實現(xiàn)因材施教的教學原則。

四、升級問題探索，促進實驗內(nèi)化

在實驗活動組織時，教師對實驗程序進行預設(shè)，對學生在不同環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的疑問、出現(xiàn)的操作錯誤、獲得的反饋等做好客觀預判，并事先設(shè)計好實驗問題，在學生出現(xiàn)相應問題時進行投放，為學生創(chuàng)造更多學習契機，啟發(fā)學生化學學習思維，促進學生新知的內(nèi)化。化學實驗具有直觀性、變化性的特點，為了強化學生的實驗體驗，教師不妨對接學生生活實際，融入生活化元素，升級實驗問題的深入探索，設(shè)計具有前瞻性的實驗前置問題，對銜接實驗教學活動、提升學生實驗成效、強化學生化學應用意識起到推進作用。

教師結(jié)合學生的生活實際，投放實驗探索內(nèi)容，讓學生在熟悉的情境中進行實驗操作，能夠引發(fā)其情感共鳴，促進其化學知識的內(nèi)化成效。在教學“酸、堿的化學性質(zhì)”時，教師延伸實驗訓練維度，投放“運用酸堿性檢測方法檢測小區(qū)綠化帶土壤的酸堿性”“家里能找到哪些酸性或堿性的物品”“酸性或堿性溶液對頭發(fā)的影響”等實驗前置問題，要求學生利用課余時間完成實驗探索，并將探索過程、實驗成果反饋到家校信息交流平臺。部分學生尚不完全掌握酸堿性的檢測方法，對實驗操作無從下手。針對這種情況，教師搜集、篩選、整合相應的實驗資源發(fā)放到信息交互平臺，為學生提供針對性的實驗指導，為學生指明實驗操作方向。

化學實驗教學的目標是引導學生完成知識應用遷移，用學科知識解決生活中具體問題。教師以本單元教學的重點、難點為主題，設(shè)計不同形式的生活化實驗活動，讓學生借助生活場景中的物品完成實驗操作，能夠引導學生在探索性實踐中內(nèi)化學科知識，掌握化學知識的應用場景，體會化學知識的實用性學科特點。

學生的化學知識內(nèi)化及應用、化學能力鍛煉及提升、化學思維激發(fā)及拓寬皆可通過化學實驗活動實現(xiàn)。為了在有限的實驗教學時間內(nèi)落實這些教學目標，教師深入挖掘教材內(nèi)容，細致研讀實驗內(nèi)容，結(jié)合學生化學知識認知基礎(chǔ)和實驗操作能力，針對性投放具有層次性、前瞻性的實驗前置問題，調(diào)動學生參與化學實驗的興趣，驅(qū)動學生主動思考、討論、探索實驗活動蘊含的實驗原理，幫助學生順利過渡到深度學習環(huán)節(jié)，以達到多層次、多維度訓練的教學目的。

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