高中化學實驗設計能力的培養

■甘肅省民樂縣第一中學 石 梅

化學實驗的開展有利于培養學生的操作、觀察和問題解決能力。教師應當通過有關實驗教學進一步培養學生的實驗操作和設計能力，以此讓其應用相關的知識技能來解決化學中存在的有關問題。

一、提出問題

化學實驗作為化學教學期間重要的一項內容，是化學教師經常采取的一種教學方式，與此同時，也是幫助學生熟練掌握化學的根本形式。而培養學生的實驗設計能力有利于學生學好化學，提升科學探究水平。教師可以通過開展殼體研究以及實驗教學等方式進一步提升學生的操作技能和設計水平，引導其根據所學的知識點解決化學中存在的各項問題。

二、在化學實驗設計期間應當遵循的幾項原則

1.目的性原則。在實驗設計環節中，不管是實驗裝置還是實驗流程的制定，都需要根據實驗的實際情況和基本要求實施。

2.可行性原則。可行性屬于化學實驗設計的基本原則，其涉及兩個環節，分別是明確實驗原理和裝置原理，保持操作方式和實驗流程的可行性。另外則是引進相關的儀器以及設備，滿足有關條件。

3.遵循科學性原則。科學性是屬于化學實驗設計期間的一項重要原則，這就要求在實驗設計環節中，包含的操作、實驗以及裝置原理等都應當和化學理論知識、試驗方法以及整項實驗研究流程等相符合。換而言之便是提升實驗設計的合理性。

4.遵循創新性原則。創新是開展實驗設計工作的關鍵，因此，在化學實驗設計期間，要轉換以往傳統理念，引進各種新方式和思路，將新穎以及獨有的特征呈現出來。

5.遵循安全性的原則。在設計化學實驗期間，禁止應用任何有毒的氣體，并且避免操作危險性極高的實驗裝置。

6.遵循優化原則。在當前化學實驗設計環節中，從反應原理、裝置原理和實驗方式等方面進行探究，不斷優化，或者是從多項制定的實驗設計方案中進行比較分析，選擇出最合適的一項設計方案。

三、高中化學實驗設計能力的培養對策

（一）了解實驗原理，凸顯實驗的設計思想

在化學實驗期間，實驗原理是最為重要的一部分，其融合于化學實驗的整體，本身對化學實驗各個環節有著直接影響。所以，了解實驗原理是提升實驗設計能力的關鍵?；瘜W實驗設計思想有利于加深化學理論與化學實驗之間的聯系性，屬于化學實驗設計的重點所在，一般是按照化學實驗課題，遵循化學理論對化學實驗有全面的認識，不管是任何類型的實驗，都有獨立的設計思想，而引導和激發學生的實驗設計思想，是培養和提升學生實驗設計能力的主要方式。

（二）落實提升設計能力的基礎，科學合理的對學生的設計能力加以培養

實施化學實驗設計工作的關鍵在于掌握充足的化學學科知識點、化學實驗原理以及動手操作能力等，這些均是開展化學實驗設計工作的關鍵。在教學期間，教師提前準備相關案例，利用案例指導學生，讓學生分析材料和掌握物質的實際用途等。面對十分復雜的實驗設計，教師可以提供相關的知識背景，整合基礎知識，引導學生應當從何方面對問題進行思考和探究，以此幫助學生獲取靈感，制定出實驗設計計劃，從而樹立自信心。一般來講，學生在學習中普遍都會遇到問題，最為合理的方式不是讓教師直接解答難題，給出答案，而是通過教師細心的指導，延伸學生的背景面，進而讓學生自身去解決難題，教師在這其中起到輔助性作用。教學內容的實驗設計問題從簡單到復雜，逐層探究。

（三）在日常教學和活動期間滲透實驗設計思維理念

化學學習離不開實驗方面的操作，對于每項化學實驗來講，包含的內容煩瑣且復雜，其中表現為實驗原則、設計、藥品、儀器裝置、實驗流程和結果分析等多方面。這就要求高中生在實驗教學期間樹立正確的思維理念和方式，以此為實驗設計工作的開展奠定一定的基礎。在平時的化學實驗教學期間，教師對常規實驗展開不同方面的設計，讓學生制定出相關的實驗方案。比如可以提出問題，以氯氣制備舉例，應用二氧化錳與濃酸加熱條件下進行制備，當氣體收集完以后還需要制備何種氣體？可否采取改變裝置的方式來使氯氣制備更加簡便？提出問題之后，學生單獨思考或者是小組之間進行交流，改進以及優化實驗裝置和流程，在設計期間將自身的建議論述出來。

（四）和生活情景相聯系

化學和人們日常生活以及生產有著密切聯系，這就使自然現象、社會活動以及生產實踐等都應當為化學教學提供合理的探究素材，比如我們平時吃的零食，零食袋子內經常放置脫氧劑，教師可以引領學生研究脫氧劑的組成成分，觀察呈現出來的顏色，結合脫氧原理以及顏色提前假設和猜測，隨后展開實驗，在水、堿以及酸內分別添加粉末，了解三者的變化情況。當后者呈氣泡狀態而前兩者無變化的時候，繼續添加硫氰化鉀溶液，當變紅以后就表明存在著鐵離子，最終學生獲取了脫氧劑粉末內包含鐵粉這一實驗結果。在實驗操作期間，學生除了自身的實驗設計能力提升以外，分析以及解決問題的能力也會有所增強。

（五）挖掘化學實驗教學資源，將驗證性實驗設計更改成探究性實驗

高中生的化學基礎知識體系還不是特別完善，在應用科學方式的時候還有較多的誤差，在這一現狀下，就要求教師結合教材以及生活中的情景素材來選擇實驗教學內容，將化學問題當成載體，找尋教材和生活內的各項素材，構建學習情景。而在課題內容教學期間引進科學的探究方式，能夠達到培養學生實驗設計能力的目的。除此之外，還需要把驗證性實驗設計轉換成可研究性以及探索性的試驗，為學生探索以及思維創造提供充足的空間，使學生在探索狀態中找尋各項問題，優化實驗設計方案，使其體會到探索性實驗的樂趣。

四、高中化學實驗設計能力培養流程

（一）學生設計合理的實驗方案

教師將具體的實驗課題以及要求講給學生之后，學生需要在規定時間內制定出設計方案。在最初和化學設計實驗相接觸時，學生自身覺得難度較高，時間也較長?；诖?，教師可以結合此種現象加以調整，在上課之前讓學生提前進行了解，只有學生對該項實驗設計的方式了解以后，才能夠在課上熟練操作，最終制定出滿意的設計實驗方案。

（二）學生操作環節

在教師指導之下，學生根據設計的方案進行動手操作。不過教師只知道學生應當如何對方案進行設計，并沒有將設計方案全部交由學生，因此，學生將設計方案落實于操作環節的時候，會看到方案有一些不足。教師在檢查學生實際操作情況時，需對存在問題的方案進行講解，這樣的話，學生就會了解到問題所在。此種操作方式可以達到提升學生實驗能力的目的，加深學生對知識點的了解。

（三）教師后期評價

教師逐一批改每個學生的實驗報告，對有問題和出現獨特見解的地方都要明確標注處理，進行評價，基于評價的基礎上進行改進，讓學生認識到實驗哪里對，哪里不對。教師還應當將集中出現的問題整合到一起，在課堂上講解給學生。

五、結語

從以上論述來看，大力培養學生的實驗設計能力是很有必要的，除了能夠激發學生的化學學習興趣之外，還有利于對學生的邏輯組織能力加以培養，提升學生的創新以及實踐水平，加深學生對化學知識點的掌握，從而更好地學習化學。