化学实验教学中如何设置拓展性问题
袁帮汉
六盘水市水矿一中 贵州省六盘水市 553000
摘 要：新课程理念强调以学生的发展为课程的最重要任务，突出强调学生的创新精神和实践能力的培养，所以强调以实验为基础是化学课程的基本特征。对于这样一门理论性和实践性都较强的学科，在实验教学过程中适当地设置一些能够拓展学生的科学思维的问题，能够提高学生对课程内容的理解，，培养学生的科学探究能力，也是探究性教学的一种方式。
关键词：科学思维 拓展性问题 探究性教学
化学是一门以实验为基础的自然学科，实验教学是化学教学中的重要组成部分。高中化学实验教学的目的是：培养学生的实验观察能力、实验操作能力和科学思维能力。在高中化学实验的教学中，课程标准要求学生能够初步掌握一些基本的实验操作，能够正确使用某些玻璃仪器和测量仪器，能够设计简单的实验去制备某些化学物质，能够通过实验去学习和验证某些物质的性质。比如高中课程标准中要求学生初步掌握称量、溶解、过滤、蒸发、干燥、萃取、配置标准溶液、滴定等基本操作；初步学会分液漏斗、容量瓶、滴定管等仪器的使用；要求学生能够实验制取并验证氨气的性质等。教师在实验教学过程中，就可以从学生熟知的知识入手，适当地设计逐步深入的拓展性提问，充分带动学生的思考积极性，拓展学生的科学思维，使学生在思维过程中知识得到巩固、实验技能得到提高、能力得到发展。
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教师对所设计提出的问题要以学生为主体，以学生的能力提高为目的，以能够引发学生的思考为问题的价值导向，同时最好还要能够吸引学生进行学校课外实验或者家庭实验。如何去设置化学实验中的问题，一般可以从五个方面入手。
一、 从实验操作入手设置问题
案例1
在人教版高中化学第一册第三章第三节《物质的量浓度》的教学过程中，教师就需要向学生演示“配置一定物质的量浓度溶液”的实验操作过程。本实验的操作步骤可分为计算、称量（量取）、溶解（稀释）、转移、洗涤、定容、摇匀等，在实验演示的时候就有许多善于思考的学生不明白某些操作的原因，可是他们自己又不知道自己该怎么向老师提出问题，这样我们就可以在这些操作上设计一些问题，让学生经过思考后回答。这样一方面能够带动所有学生思考，使学生投入参与到课堂中来；同时对问题的回答也是对实验操作的理解和熟悉的过程。对于实验的操作教师就可以设置以下问题：
1． 在做这个实验前，需要检验容量瓶是否能够使用，如何检验？为什么这样检验？
2． 洗涤容量瓶，容量瓶在洗涤干净之后是否需要烘干？为什么？
3． 在称量（量取）了需要的溶质之后为什么需要放在小烧杯里面溶解（稀释）？能否直接加入容量瓶中进行？
4． 为什么需要在转移之后要对小烧杯进行洗涤，并将洗涤液转移至容量瓶？如果不这样做将会导致什么后果？
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5． 定容过程中对视线有什么要求？如果俯视或仰视会导致什么结果？
6． 如果本实验要配置150mlNaCl溶液应该如何选择容量瓶？
学生在观看老师的演示实验过程，再联合生活实际去思考这些问题并讨论对比，最后得出问题的答案再经过老师的评价补充。在学生经过思考回答了这些问题后，当堂再让一两个学生动手实验一次，其他所有的学生都仔细观察过程并评价他们的实验情况。这也是一个对实验的参与和巩固过程。这样学生对此实验的掌握更加牢固，对容量瓶的认识也更加深刻。然后在适当的时间组织全班学生到实验室去体验一次，有这几次的过程就足以让他们很难忘了。
案例分析
问题1：前面的一个问题老师们都会提到的，这个问题学生在认真观察老师检验容量瓶的过程之后也就很容易知道了答案。可是如果没有后面的一个问题，这个问题就没有深入，不能拓展学生的科学思维，如果以后遇到类似问题他们也就不能举一反三。如果设置后面的问题学生联系生活就会思考：容量瓶等容器漏水的原因一般都是瓶塞或者瓶口不够圆，所以在塞的时候就可能产生缝隙，如果将瓶塞旋转180度前后两次容量瓶的瓶塞都能够塞得很紧的话那么就说明瓶塞和瓶口一定都没有问题。思考解决了这个问题之后，在以后遇到滴定管活塞的检验、分液漏斗顶塞、活塞的检验等问题的时候，老师只要一提到容量瓶的检验学生马上能够得出答案。
问题2：学生通过假设对容量瓶烘干和不烘干情况下所配置溶液情况的对比很容易认识到在配置溶液过程中烘干容量瓶是完全没有必要的。他们不仅思考了这个问题的必要性，关键是养成了思考的习惯，而且在以后遇到中和滴定问题的时候也能类似地去思考锥形瓶
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烘干的必要性。
问题3：学生在联系到浓硫酸、氢氧化钠的溶热的实验，再通过对容量瓶上所标温度的观察，很容易解决这个问题。在回答这个问题的同时学生对容量瓶的认识也有更深刻的印象，而且以后在学习滴定管等测量仪器的时候他们也知道了精密测量仪器对温度的敏感程度。
问题4：学生通过思考不洗涤烧杯的后果的思考就得出了答案，所以后面的一个问题可以对学生的思维起到启发作用。
问题5：学生结合初中时候学习量筒的使用很容易回答第一个问题，而后面的一个问题的回答就需要学生课外去模拟探究才能得出答案。教师就应该将这个问题留给学生去解决，学生亲自实践之后得出答案比教师直接讲解效果好很多。
问题6：通过对这个问题的思考，学生对实验室容量瓶的规格就有了深刻的印象。在这里如果学生上了一次当，在以后的学习过程中同一个问题出错的机会就会大大降低，也能够培养学生认真思考的科学思维习惯。
从实验操作入手设置问题的例子还有很多，教师在设置拓展性问题的时候既要做到适当深入，又不要超过学生的能力范围，最好的问题就是学生能够通过联系生活实际或者能够亲自实验之后可以得出结论的问题。
二、 从实验原理入手设置问题
案例2
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在人教版高中化学第二册第一章第二节《氨 铵盐》的教学过程中，教师需要向学生演示[实验1-2]
——氨气的喷泉实验。这个实验本身很具有趣味性，如果抓住实验的原理教师可以设置以下问题：
1． 本实验中形成喷泉的主要原理是什么？实验现象证明了氨气具有什么物理性质？
2． 本实验的成败关键是什么？
3． 根据氨气的喷泉实验原理，如果直接改用氯化氢或者二氧化碳代替氨气是否可以？需要对实验进行如何调整才可以？还有哪些物质也能够做喷泉实验？
案例分析
问题1：这两个问题学生结合教材也很容易回答，主要是因为氨气极易溶于水，使烧瓶内产生负压。回答这两个问题的时候需要学生结合物理学的相关知识，能够全面拓展学生的科学思维，也能培养他们自觉地将多学科知识结合起来思考解决实际问题的习惯。
问题2：这个问题对锻炼学生的思维全面性很有帮助。学生需要结合物理知识、联合生活实际，通过认真分析得出这个问题的一个方面的答案：需要仪器的气密性较好，如果装置漏气则将影响实验效果。而学生对问题的考虑往往都容易遗漏一些方面，只有通过对氨气的性质进一步分析才能得出完整答案的另外一方面：收集氨气的烧瓶一开始应该干燥，否则收集到的氨气大部分都溶于水了也将影响实验效果。通过对这一问题的思考，学生对
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氨气的收集方法也就有了结论。
问题3：这个问题的设计一方面很大地拓展了学生的科学思维，学生需要对氨气形成喷泉的实验从更加深入的角度上去思考：要形成喷泉就要首先使瓶内先充满某种气体，在所有工作都准备充分之后还要使烧瓶内气体很快消失，使瓶内形成负压。直接改用氯化氢是可以的，而直接改用二氧化碳来代替氨气却不行。因为二氧化碳在水中的溶解度不大，所以实验不会成功。那么实验要成功只要能使二氧化碳很快消失就可以了，采用溶解于水的办法不可行，那么采用化学物质快速吸收二氧化碳也能够使它快速消失，不妨采用氢氧化钠溶液。除了二氧化碳之外只要找到合适的气体和合适的溶液就行。问题从理论的角度解决了，二氧化碳和氢氧化钠利用家庭实验的手段也比较容易制取，那么学生就有兴趣回家去自己试一试。
除了以上案例之外，教学过程中还有许多实验也需要从实验的原理出发设置拓展性问题，比如 SO42-的检验，为什么必须要先加HCl再加BaCl2，其他检验方法有什么缺陷？我们从实验原理设置的问题大多比较抽象，需要学生应用较多知识广泛联想、全面思考，很能锻炼学生的全面思维的习惯。
三、 从实验现象入手设置问题
案例3
在人教版高中化学第一册第六章第三节《硫酸》的教学过程中，教师需要向学生演示实验[6-4]——浓硫酸使蔗糖炭化并膨胀形成黑色“面包”，而且有刺激性气味气体产生。在这个实验中教师就可以设置如下问题：
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1． 实验时为什么要先在蔗糖中滴加几滴水？（操作类问题）
2． 含有少量水的蔗糖中加入浓硫酸之后蔗糖的颜色加深直至变成黑色物质，黑色物质是什么？这说明了浓硫酸具有什么性质？
3． 浓硫酸使蔗糖脱水炭化的实质是什么？蔗糖属于哪一类物质？浓硫酸还能使哪些物质发生脱水？
4． 为什么黑色的物质会快速膨胀形成黑色“面包”？实验过程中感觉到有某种有刺激性气味的气体产生，是什么气体？能否用化学方程式表示这个反应过程？
对于多数实验拓展性问题的设置是可以从多个角度入手的，本实验就至少能够从操作和现象两个角度入手设置问题。教师在对实验设置问题的时候应该从多个角度综合设置，力求从多角度拓展学生的科学思维。
案例分析
问题1：学生很容易想到这是利用了浓硫酸吸水放热的性质来为本实验加热，加速反应的进行。
问题2：这个问题比较浅，学生很容易回答出来。
问题3：这个问题的设置就需要学生对浓硫酸的脱水性进行分析了。要利用这个问题拓展学生的思维不妨先告诉学生蔗糖的分子式C12H22O11，学生通过分析得出结论：浓硫酸的脱水性其实就是把蔗糖变成碳的过程，从蔗糖的分子式看来蔗糖分子的22个H和11
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个O被浓硫酸脱去生成水，剩余的部分就是碳了。那么浓硫酸的脱水作用实际上就是使物质中的氢、氧原子按2：1的比例脱去，脱去的氢、氧刚好生成水被浓硫酸吸收的过程。蔗糖属于有机物，在生物中学习了有机物一般都含有碳、氢、氧等元素（当时学生没有学习有机化学），所以浓硫酸的脱水对象一般是有机物。通过对这个问题的拓展思维之后，学生对浓硫酸的脱水本质和脱水对象都有了深刻的印象之后就不容易出现错误。
问题4：学生亲眼看到黑色“面包”的形成过程兴奋是不言而喻的了，对这个问题学生的探索兴趣也一定是很浓厚的。通过联系生活中食用面包、馒头的膨胀需要有NaHCO3等产生CO2气体，学生就能想到膨胀是因为有大量的气体生成，这里产生的气体是有刺激气味的，可能有二氧化硫。学生想到产物中有二氧化硫，结合对教材的预习也不难写出这个化学方程式。
从实验现象入手能设置许多有价值的问题，问题的回答不仅能使学生对实验现象的印象更加深刻，而且对引导学生的思维拓展最有帮助。通过对实验现象的思考引起学生对化学反应的深入探究也是培养学生科学研究能力的重要手段。
四、 从实验结果入手设置问题
这类拓展性问题的设置一般是在实验没有达到预期目的的情况下才设置出来，让学生去寻找实验效果不理想的原因，然后重新实验。
比如：在人教版高中化学第二册第四章第二节《铁和铁的化合物》实验[4-10]的教学过程中，可以让两名学生完全按照教材中的实验方法与步骤到讲台上去演示向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液的实验，学生仔细观察现象时就会发现根本没有看到白色絮状的产物，产物刚产生出来就是灰绿色的，这与他们预习时所了解的现象不符，那么此时就要设置拓
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展性问题去启发学生从书中实验操作细节入手寻找实验失败的原因。①教材中为什么强调要用新制的亚铁盐溶液？②教材中为什么要强调在滴加氢氧化钠溶液的时候胶头滴管不像平时那样悬在试管正上方，而要插入溶液液面以下？针对这两个问题学生分组讨论、积极思考、踊跃回答。通过对这些问题的思考，学生就知道了亚铁盐和氢氧化亚铁都很容易被空气中的氧气所氧化，操作过程中必须要注意严格隔绝氧气，即使按照书中的操作也不一定能看到理想的现象。然后教师再乘机设置拓展性问题，引导学生去思考针对实验中存在的问题应该如何改进实验才能看到明显的实验现象。结合初中所学的知识，学生通过思考讨论得出结论：如果在水面上有一层油膜隔绝空气的效果就更好了。改进后再让学生上台演示实验观察现象，学生就会发现终于能看到白色絮状物的沉淀了。
通过拓展性问题的设置可以引导学生去进行思考与探索，激发了学生渴求找到答案的强烈好奇心与求知欲望，带着问题去学习并通过自已的努力解决问题，不仅能够提高学生分析解决问题的能力，也能增强学生的创新意识。
五、 从实验对比入手设置问题
从实验的对比方入手设置拓展性问题在高中化学实验教学过程中应用也很普遍。比如：在人教版高中化学第一册第六章第二节《二氧化硫》的教学过程中，教师在演示实验[2-6]之后就需要将二氧化硫的漂白性与学生之前所熟悉的氯气的漂白性实验对比设置问题：①二氧化硫的漂白原理与氯气的漂白原理有什么区别？②如果将氯气与二氧化硫混合漂白效果会增强吗？③二氧化硫通入紫色的石蕊试液与氯气通入紫色的石蕊试液现象会一样吗？第一个问题的设置，学生通过对比思维就能够回答，通过对比思维学生也更加深入认识到二氧化硫漂白的原理与氯气的漂白原理的区别了。而后面两个问题教师就应该留给学生继续做实验去探索问题的答案，学生对通过自己的亲自实践所得出的答案一定记忆深刻，而且又会有更深层次的思考，这样也就提升了学生的科学思维能力。教师经常这样通过对实
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验设置拓展性问题，就能够带动学生去进行科学思维，激发学生继续进行实验探究的欲望，这样就达到了探究性教学的目的。
从实验对比入手设置拓展性问题的实例还有很多，比如高中实验教学中各种气体的制备和收集实验、原电池和电解池实验等等均可设置对比性拓展问题，通过设置对比性问题能够引导学生养成勤于思考、善于思考、积极动手、认真实践的良好学习习惯。
结语：
对化学实验进行拓展性问题设置的方法有很多种，同一个实验也可以从多个方面入手设置问题，只是对于不同的实验有不同的侧重点（见案例3）。教师在实验教学中如何利用设置拓展性问题去吸引学生积极思维、主动实践、探索创新也是探究性教学的一种方式。拓展性问题设置能够给学生提供一个活跃的思维空间，这 也有助于培养学生浓厚的学习兴趣、旺盛的求知欲、积极的探索精神、坚持真理的科学态度，还能够使学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、多角度分析和解决问题的能力得到一定的锻炼和提高。
实验教学中教师设置了适当的拓展性问题之后，学生思考问题的过程也是一个参与实验的过程，让学生参与到这样的过程中去能够使学生加深对实验和知识的印象，能够激发学生对科学知识的学习兴趣，进而学生能够自觉主动地去学习，使学生在课余仍然有一种进行实验探索的欲望。对于教科书上的很多演示实验，在我们的教学过程中并不是每次实验都有机会能够让每个学生都能够亲自动手表演一次的，但是如果我们通过设置合适的问题调动学生参与思维的积极性却能够使每个学生都有一种身临其境的过程感，有了过程感也就有了乐趣感，乐趣感又能够吸引学生想办法去思考、去寻找适当的方式和替代品进行家庭实验，这对学生问题解决能力的培养、科学探究能力的培养都有很大帮助。我省地处西部待开发之地，教师能够加强对学生思维的拓展对于解决我省教育比较落后的现状也可
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以起到一定的效果。
参考文献：
[1] 郑泽中，许纪荣. 化学实验教学中问题设计刍议[G] . 《山东教育》，2001，Z2-053
[2] 郑长龙. ，高等教育出版社（2003.6）
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《化学实验教学新视野》
