走出實驗設計教學的兩點誤區(qū)

摘要：化學實驗設計教學對促進當前的教學改革，推進研究性學習有著非常重要的意義，目前研究實驗設計教學的文章很多，有部分的文章對實驗設計教學的認識存在一定的誤區(qū)。本文就此談談我對實驗設計教學的理解，望引起同行們的共鳴。

關鍵詞：化學實驗 設計教學 誤區(qū)

化學實驗設計教學是目前研究的熱點問題，因為實驗的設計過程實際上就是幫助學生從被動的接受式學習轉向主動的探索性學習，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，增強學生綜合運用所學的知識、技能、解決實際問題的能力，讓學生在學習中“學什么”由自己選擇、“怎么學”由自己設計、“學到什么程度”由自己作出預測和規(guī)定。這就是教育界近年來極力倡導的一種學習方式——“研究性學習”。而化學實驗設計正是“研究性學習”的具體體現。就目前化學實驗設計教學的研究狀況上看應注意以下兩方面的誤區(qū)：

一、簡單地把實驗的操作步驟就認為是實驗的設計方案

此種實驗設計缺乏對實驗路徑的分析，沒有思考意識，只是理所當然地先進行什么，后進行什么，雖能確定目標任務，卻不能選擇良好的完成各項子任務的順序，更不能有機組合地完成各項子任務。

例1.用鋅與酸反應生成H₂，測定H₂的摩爾體積：

實驗步驟：

（1）稱取mg鋅粒，放在2000mL，燒杯中，把短頸漏斗倒扣在鋅粒上面，往燒杯中注入水至漏斗頸。

（2）在100mL，量筒中注滿水，用濕紙按住量筒口，小心倒置，使漏斗頸伸入量筒中，拿去濕紙。

（3）用玻棒引流，緩緩注入過量的12mol/L的濃鹽酸，小心握緊量筒。當鋅粒表面不再冒出氣泡時，調節(jié)燒杯中液面與量筒中液面相平，測得氣體體積VmL，。

（4）實驗記錄與數據處理：室溫27℃；大氣壓：1．01×10⁵Pa；反應中消耗鋅質量mg；收集到H₂體積VmL。計算出氫氣的摩爾體積為：________。

由此我們設計的實驗結束了嗎？如果我們設計這樣的實驗，那么計算結果卻和我們知道的H₂的摩爾體積有懸殊，由此我們還要對以上步驟進行改進和討論：

（1）鋅粒要不要進行處理?（用銅網包裹）

（2）為什么步驟（3）中要加入水并調節(jié)燒杯中液面與量筒中液面相平?

（3）如有下列情況之一，實驗肯定失敗的是

A.實驗用的鋅粒不純

B.注入的濃鹽酸改為6moL/L的鹽酸

C.氫氣從量筒中逸出

D.水從大燒杯中逸出

（4）該實驗計算出的氫氣摩爾體積明顯偏大，其主要原因是？

二、缺乏對設計實驗的質疑和評價

化學實驗方案的的質疑和評價涉及到：（1）實驗方案的質疑和評價；（2）實驗裝置的質疑和評價；（3）實驗步驟的完善性；（4）實驗過程的設問；（5）實驗數據的分析處理；（6）實驗的整體設計；（7）跨學科的綜合實驗；（8）實驗方案設計的研究性學習。

例如在以上的例題中還要求對實驗過程中的一些問題進行討論質疑，用銅網包裹鋅粒，氫氣產生集中，收集氫氣比較容易，且銅網與鋅粒組成原電池能加快化學反應速率。調整液面相平，保證量筒內與外界氣壓相等，減小系統誤差。實驗成功的關鍵是鹽酸濃度的選擇及氫氣不能從量筒中逸出。實驗結束后，若有未反應的鋅粒，只要取適當方法準確稱得質量，不會影響實驗結果。實驗計算出的H■的摩爾體積偏大是由水蒸氣引起的。

例2．為測定碳酸鈣純度（設含雜質S■■），學生設計了如下幾個實驗方案：

方案Ⅰ：（1）稱取碳酸鈣樣品mg；（2）加入過量鹽酸；（3）收集并測定生成的氣體體積VmL。

方案Ⅱ：（1）稱取碳酸鈣樣品mg；（2）用cmol/L鹽酸VmL（過量）溶解樣品；（3）取溶解后的溶液（V/10）mL，用c’mol/L NaOH溶液滴定，恰好用去V’mL。

方案Ⅲ：（1）稱取碳酸鈣樣品mg；（2）高溫煅燒1000℃直至質量不再改變，冷卻后稱量，質量為m’g。

方案Ⅳ：（2）稱量碳酸鈣樣品mg；（2）加入足量cmol/L鹽酸VmL使之完全溶解；（3）過濾并取濾液；（4）在濾液中加入過量c’mol/L Na■CO■溶液V’mL；（5）將步驟（4）中的沉淀濾出、洗滌、干燥、稱重為m’g。

對此方案我們應提出以下的質疑點：

1.氣體體積如何準確測量?為什么?

2.為什么要煅燒至1000℃且“直至質量不再改變”?實驗室能做到嗎？

3.加鹽酸后是否需要濾出S■■后再用NaOH滴定？

4.如何對沉淀進行洗滌，如果未經洗滌，則測定碳酸鈣結果將偏高還是偏低？

此質疑和評價重在培養(yǎng)或考查同學們把已有知識和技能運用于新情景的能力，要求對提出的問題和提供的背景資料篩選、加工和處理，并能準確吸收和選擇信息，通過自主感悟，調用貯存的已有相關知識，進行有機結合，依據實驗原理這一核心要點作出全面分析，以解決實驗設計過程中可能的問題，并進行討論、質疑，同時對不同的方案作出正確的評價。

化學實驗設計教學存在著多維性、探究性和開放性，是對學生能力的一種高層次的要求，開設好化學實驗設計教學必將成為評價和選拔人才的有效手段而被重視。

參考文獻：

［１］方金祥.教師創(chuàng)意微型化學實驗教學之設計.

［２］高中化學.人民教育出版社.