設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的作用及實(shí)踐研究

摘要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。大量的化學(xué)事實(shí)與化學(xué)知識(shí)來(lái)源于實(shí)驗(yàn)，同時(shí)許多的化學(xué)定理與猜想又通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，所以，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)這門學(xué)科的基石和工具。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)使化學(xué)教學(xué)變得生動(dòng)有趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感官和積極主動(dòng)性，使學(xué)與思相結(jié)合，不僅達(dá)到了傳授知識(shí)的教學(xué)目的，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生自主解決問(wèn)題的能力和獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力與自主能動(dòng)性。在實(shí)際教學(xué)中合理地運(yùn)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)注意提高實(shí)驗(yàn)安全系數(shù)，深入挖掘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的探究性，合理而巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情景，不斷改進(jìn)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。

關(guān)鍵詞：化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；作用；類型；問(wèn)題；解決方案

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)中必不可少的教學(xué)手段，不僅有利于學(xué)生對(duì)于已有知識(shí)的學(xué)習(xí)，還可為學(xué)生探究未知領(lǐng)域提供技能準(zhǔn)備和幫助，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和精神，促使我們的化學(xué)教育朝著素質(zhì)教育邁進(jìn)，推動(dòng)了教育改革。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)越來(lái)越多地應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中，在享受它所帶來(lái)的便利和高效的同時(shí)，我們應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的隱患，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，合理安排教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，從而充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性。

一、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中作用不可小覷

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生感官與思維活躍度，在輕松有趣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，獲得更直接的體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)起良好的觀察能力、分析能力和思考能力，有時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備，有利于提高實(shí)驗(yàn)安全性與規(guī)范性。

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性與興趣

學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，只有學(xué)生愿意去學(xué)、主動(dòng)去接納，學(xué)才是一件順其自然的事情，教才能發(fā)揮作用，達(dá)到知識(shí)傳播的教學(xué)目的。教師的教是學(xué)生學(xué)的輔助工具，只有引起學(xué)生學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)起其積極主動(dòng)性，知識(shí)的學(xué)習(xí)便成為了學(xué)生的一種自身需求，學(xué)生才會(huì)主動(dòng)去掌控整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，成為課堂的主人。并逐步培養(yǎng)起學(xué)生的自主能動(dòng)性和學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。

（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的觀察能力、分析能力和思考能力

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生的觀察，觀其象，聞其聲，嗅其味，充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的各種感官，使其注意力更加集中，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更形象直觀，通過(guò)獲得直接經(jīng)驗(yàn)繼而轉(zhuǎn)化進(jìn)學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，使所要學(xué)習(xí)的知識(shí)更加易于接受，同時(shí)養(yǎng)成了學(xué)生樂(lè)于仔細(xì)觀察、善于分析問(wèn)題的良好習(xí)慣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴仞B(yǎng)，為其以后的學(xué)習(xí)及科研奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的前提不可或缺

化學(xué)建立于實(shí)驗(yàn)之上，學(xué)習(xí)化學(xué)脫離不了實(shí)驗(yàn)。為提高實(shí)驗(yàn)的安全系數(shù)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)顯得尤為重要，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)所需要的儀器和試劑、操作步驟以及所要達(dá)到的效果，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，主動(dòng)去翻閱實(shí)驗(yàn)所用試劑的性質(zhì)，找出避免意外情況發(fā)生的預(yù)防措施，避免實(shí)驗(yàn)的盲目性與不規(guī)范操作。為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)生活和科研生活奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)，使學(xué)生具備安全實(shí)驗(yàn)的基本能力。

二、當(dāng)前化學(xué)教學(xué)中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本類型

（一）探究實(shí)驗(yàn)

探究實(shí)驗(yàn)的基本思路是，首先發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)并進(jìn)行試驗(yàn)，然后加以合理分析，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的歸納，總結(jié)出正確的結(jié)論。這種實(shí)驗(yàn)符合普遍的科學(xué)研究的邏輯規(guī)律，所以，此種實(shí)驗(yàn)類型對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和養(yǎng)成良好的科研素養(yǎng)具有重要作用。同時(shí)，這也是化學(xué)教學(xué)中最常用到的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)類型。

（二）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基本思路是，首先發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，根據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)提出合理的假設(shè)，根據(jù)基本原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，給出合理科學(xué)的分析解釋，最后得出正確結(jié)論。對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作較為復(fù)雜的演示實(shí)驗(yàn)，通常采用此類型演示實(shí)驗(yàn)。

三、教學(xué)中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)反映出的問(wèn)題及解決方案

雖然設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的地位越來(lái)越受到重視，并越來(lái)越多地應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)。但不可否認(rèn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)仍是化學(xué)教學(xué)中比較薄弱的環(huán)節(jié)，發(fā)展仍不成熟，出現(xiàn)了諸如實(shí)驗(yàn)操作存在安全隱患，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理、效果不佳，污染和浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，筆者提出了以下幾點(diǎn)建議：

（一）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作，提高實(shí)驗(yàn)安全性

做好備課，事先查閱相關(guān)資料，了解所需試劑和儀器的性能和使用條件，并提前做好發(fā)生意外情況的補(bǔ)救措施，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境的開(kāi)放性，例如空氣的暢通，門窗的打開(kāi)，防火措施的完備等。一切準(zhǔn)備妥當(dāng)后，按照實(shí)驗(yàn)規(guī)范，一步一步仔細(xì)認(rèn)真地操作，教師應(yīng)及時(shí)關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，便于隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、糾正錯(cuò)誤或不規(guī)范操作，切忌出現(xiàn)注意力不集中、減省步驟等現(xiàn)象。若出現(xiàn)意外情況，首先確保人員的安全，防止不良后果的擴(kuò)大；其次要保護(hù)好實(shí)驗(yàn)儀器和試劑。

（二）結(jié)合已有知識(shí)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，盡可能大地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的價(jià)值，達(dá)到預(yù)期效果

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)基于已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，從日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，利用已知的知識(shí)，自己動(dòng)手作出解決方案，繼而設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案解決問(wèn)題，慢慢引導(dǎo)學(xué)生得出新的結(jié)論，由易到難，步步深入，易于學(xué)生理解接受，所謂溫故而知新，符合一般的認(rèn)知規(guī)律和邏輯思維順序，才能起到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的作用，培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)腦動(dòng)手的習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生思考問(wèn)題能力的提高，這需要教師在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)理念上多下功夫。

（三）防止污染，避免浪費(fèi)

化學(xué)試劑大多是對(duì)人體有害又污染環(huán)境的，能用無(wú)毒無(wú)害的試劑盡量不用有害人體健康的試劑，若是無(wú)法避免，也應(yīng)該做好防護(hù)工作，事先查好所用試劑的各種物理、化學(xué)性質(zhì)，想好意外情況的處理辦法，戴口罩和手套，保持通風(fēng)櫥始終開(kāi)著，打開(kāi)安全通道，檢查消防措施是否完備，將危害系數(shù)降到最低。注意藥品用量，精確計(jì)算使用量，杜絕浪費(fèi)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)完畢后，還應(yīng)查看實(shí)驗(yàn)副產(chǎn)品或廢料中是否有可以回收利用的藥品，可循環(huán)利用，不僅節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，還降低了實(shí)驗(yàn)污染，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)、綠色實(shí)驗(yàn)的理念。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)之魅力所在，在化學(xué)教學(xué)中起著不可替代的重要作用。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不僅提升了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、分析能力和解決問(wèn)題的能力，更重要的是能使他們形成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科研態(tài)度。因此，我們應(yīng)更加致力于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，改良實(shí)驗(yàn)方法，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的作用。

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