中學(xué)生化學(xué)實驗設(shè)計初探

張鋒

摘要：本文簡要分析了中學(xué)化學(xué)實驗，對中學(xué)生的化學(xué)實驗設(shè)計能力培養(yǎng)進行了論述。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生;化學(xué)實驗;實驗設(shè)計

中圖分類號：A ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：（2021）-18-147

化學(xué)新課程提到將科學(xué)探究作為課程改革的突破口，倡導(dǎo)以科學(xué)探究為主的多樣化的學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)新意識，促使學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)。化學(xué)實驗設(shè)計在實驗探究過程中占有非常重要的地位，關(guān)系到實驗探究的成敗，同時化學(xué)實驗設(shè)計改變了傳統(tǒng)化學(xué)實驗重視演示、重復(fù)教材實驗、學(xué)生參與性不強和被動接受的實驗?zāi)Ｊ剑兂闪巳巳藚⑴c，主動性和創(chuàng)新性更強的活動過程，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。

那么，怎么培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗設(shè)計能力呢？結(jié)合多年來的實踐與研究，筆者談?wù)勛约旱南敕ā?/p>

1 進行化學(xué)實驗設(shè)計的基礎(chǔ)

首先，讓學(xué)生掌握一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識和化學(xué)實驗的基本操作。這就要求學(xué)生熟悉常見元素化合物的性質(zhì)以及常見物質(zhì)的制備原理與方法，掌握中學(xué)化學(xué)常見儀器的規(guī)格、用途及使用注意事項。同時在平時的課堂教學(xué)中，教師還要盡量引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂演示實驗和分組實驗，使每個學(xué)生都有動手操作的機會，從而不斷提升他們的動手能力。只有具備了以上條件，才能更好地進行化學(xué)實驗的設(shè)計和探究。

其次，讓學(xué)生掌握化學(xué)實驗設(shè)計的一般步驟，才能保證實驗設(shè)計有條不紊的進行。化學(xué)實驗設(shè)計一般包括以下幾個步驟：①確定研究內(nèi)容;②根據(jù)內(nèi)容，設(shè)計實驗方案;③研究討論實驗方案是否可行;④依據(jù)方案進行實驗;⑤分析和評價實驗方案;⑥確定最佳實驗方案。

第三，在平時的教學(xué)中，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力。多數(shù)情況下，對于我們要探究的內(nèi)容都可以設(shè)計出多種不同的實驗方案。這就要求我們學(xué)生必須具備一定的思維能力，同時要敢于創(chuàng)新，通過獨立思考、探索展現(xiàn)自己個性的實驗方案。

第四，在實驗方案設(shè)計的過程中進行適時指導(dǎo)。

2 實驗方案設(shè)計的環(huán)節(jié)

實驗方案的設(shè)計對學(xué)生各方面能力要求都較高，這就需要教師在熟悉學(xué)生的實驗知識水平和設(shè)計能力的情況下，具體指導(dǎo)學(xué)生實驗方案設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)。

2.1 創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題

“實驗設(shè)計方案”的題材越新穎，越易引起學(xué)生探索的興趣和欲望。所以，在教學(xué)中教師要善于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景。如在學(xué)習(xí)二氧化碳的性質(zhì)時，教師可以向?qū)W生演示“一個游客帶著一只小狗進入某個久未有人進入的山洞后，小狗倒地暈倒，而游客卻沒有問題”的視頻片斷，學(xué)生在觀看后，產(chǎn)生了問題：“洞內(nèi)有什么氣體？這些氣體有什么性質(zhì)？”同時也就確定了研究內(nèi)容——二氧化碳的性質(zhì)。

2.2 指導(dǎo)學(xué)生分析研究內(nèi)容，設(shè)計實驗方案

確定研究內(nèi)容后，教師要適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析所研究的內(nèi)容，從實驗的目的、原理、實驗藥品、儀器、裝置、實驗操作、實驗結(jié)果的處理等方面進行指導(dǎo)，以幫助學(xué)生設(shè)計出合理的實驗方案。如：在二氧化碳的實驗室制法的實驗設(shè)計中，教師可以提供一些備選的實驗藥品和儀器，并引導(dǎo)學(xué)生分析原有氫氣和氧氣的制法以及3種氣體性質(zhì)的異同，通過對比分析來設(shè)計實驗室制取二氧化碳的實驗方案。學(xué)生通過對比分析，不但設(shè)計出了實驗室制取二氧化碳的方案，同時也對同類氣體的實驗方案設(shè)計有了更深的理解。

2.3 分析討論，研究方案的可行性

形成初步的實驗方案后，教師可與學(xué)生一起從理論方面、實驗操作方面等進行討論，反復(fù)修改，確認(rèn)最終實驗方案并實施。如在驗證質(zhì)量守恒定律的實驗設(shè)計中，學(xué)生設(shè)計出磷在密閉容器中燃燒、鎂帶在空氣中燃燒、用硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)、稀鹽酸和碳酸鈉粉末反應(yīng)等實驗方案，教師既要引導(dǎo)學(xué)生分析各個方案的理論正確性，又要引導(dǎo)學(xué)生分析自己的實驗方案是否能完成，是否能達到驗證質(zhì)量守恒定律的目的。如果達不到目的，應(yīng)該怎樣改進，以確保學(xué)生的實驗方案確實可行。

2.4 依據(jù)方案，進行實驗

實驗過程中，教師要留意每一組學(xué)生的實驗情況，并根據(jù)具體情況作具體指導(dǎo)。要提醒學(xué)生在實驗過程中仔細觀察，及時記錄，并對實驗中出現(xiàn)的問題認(rèn)真思考，分析原因，然后采取相應(yīng)的措施，進行必要的改進，逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實驗態(tài)度和探究精神。如在空氣中氧氣含量的測定實驗中，學(xué)生的錯誤操作會導(dǎo)致實驗失敗，教師要從紅磷的用量、關(guān)閉和打開止水夾的時間、實驗現(xiàn)象的觀察等方面進行指導(dǎo)，以保證實驗順利完成。

2.5 指導(dǎo)學(xué)生分析、評價實驗方案

實驗完成后，教師要及時指導(dǎo)學(xué)生對實驗方案的優(yōu)點和不足進行分析和討論。例如，實驗方案設(shè)計的步驟和方法是否完善，實驗設(shè)計的內(nèi)容是否全面，實驗內(nèi)容是否有針對性，實驗操作理論是否正確，實驗操作是否簡單易行安全可靠，實驗成本是否經(jīng)濟合理等。

2.6 確定最佳方案

指導(dǎo)學(xué)生分析、評價實驗方案后，要引導(dǎo)學(xué)生確定最佳實驗方案。如某小組學(xué)生在設(shè)計核潛艇中氧氣的制法的實驗方案時，設(shè)計了4種方案，分別是加熱高錳酸鉀、用過氧化氫溶液和二氧化錳、電解水、利用二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。教師要引導(dǎo)學(xué)生分析核潛艇這個特殊的環(huán)境，從而使學(xué)生從反應(yīng)的來源、能量的提供等方面認(rèn)識到利用二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)來制取氧氣是這4種方案中最好的一種。

總之，化學(xué)實驗設(shè)計在探究過程中占有非常重要的地位，關(guān)系到實驗探究的成敗。我們要以學(xué)生為主體，在實驗設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，從而不斷提高學(xué)生的化學(xué)實驗設(shè)計能力。

參考文獻

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