如何提高學生化學實驗操作及設(shè)計能力

【摘 要】培養(yǎng)學生的化學實驗?zāi)芰κ腔瘜W教學的重要任務(wù)之一。在實際教學中，由于學生操作訓練不夠，老師對學生的培養(yǎng)方法不多等原因，制約著學生實驗?zāi)芰Φ奶岣?。本文試從加強實驗操作及設(shè)計能力兩方面談?wù)剬W生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】實驗?zāi)芰?操作技能 實驗設(shè)計

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）24-0146-02

化學學科是一門實驗科學，其基本概念的建立、化學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都是以化學實驗為基礎(chǔ)的，化學正是在實驗和理論兩方面密切結(jié)合下才不斷得以發(fā)展的。當前新課程改革提倡科學探究，在科學探究中更應(yīng)重視實驗教學，使學生獲得更多的親身體驗、更多的感性認識，學生的探究欲望才能經(jīng)久不衰。

目前，實驗教學中重理論、輕實踐的思想依然嚴重，如常用課件模擬實驗來替代實物實驗；又如實驗中重結(jié)論、輕過程等現(xiàn)象。這體現(xiàn)出老師對學生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)重視不夠，或培養(yǎng)方法不多，進而制約了學生實驗?zāi)芰Φ奶岣摺Ｌ岣邔W生的實驗?zāi)芰?，需要教師切實轉(zhuǎn)變觀念，重視實驗教學，不斷探索培養(yǎng)學生實驗?zāi)芰Φ姆椒?。本人試從培養(yǎng)學生操作能力及實驗設(shè)計能力兩方面談?wù)勛约旱囊恍┐譁\的認識。

一 實驗操作能力的培養(yǎng)

實驗操作是學生手腦并用，理論指導(dǎo)實踐的訓練過程，是實驗?zāi)芰Φ男纬蛇^程，教師可從以下兩方面培養(yǎng)操作能力。

1.培養(yǎng)實驗儀器的使用能力

要求：學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數(shù)。

第一，儀器調(diào)零。如天平、彈簧秤、螺旋測微器、電學儀表等都要調(diào)零，實驗時容易疏忽，需要老師不斷強化。在實驗使用儀器時，我都會問：“儀表做好準備了嗎？”這樣，學生就能養(yǎng)成儀器調(diào)零的習慣，在分組實驗時學生相互也會自覺檢查儀器是否調(diào)零。

第二，量程選擇。要求學生在使用各種基本儀器時，確定并選用適當量程，以免損壞儀器。還應(yīng)教給學生一些選擇量程的方法，如電學實驗中的估算法和試觸法選擇量程等。

第三，正確讀數(shù)。實驗數(shù)據(jù)的獲得需要學生正確地讀數(shù)，由此涉及測量工具的最小刻度和估讀問題。如學生易弄錯游標卡尺、螺旋測微器的最小刻度；電流表、電壓表等有雙量程，涉及1/2、1/10、1/50等不同分度的估讀，成為讀數(shù)的難點。為突破讀數(shù)中的難點和培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，應(yīng)進行讀數(shù)的專項訓練。

2.培養(yǎng)實驗過程中的基本操作技能

基本操作技能是指基本的實驗思路和實驗操作技巧。

第一，理清實驗思路。首先，要求學生明確實驗?zāi)康?、原理，搞清已知量、被測量。其次，幫助學生理清實驗思路，在動手操作前，我要求學生在頭腦中先模擬實驗過程，對于步驟較復(fù)雜的實驗，還可請幾位學生口述實驗步驟，以此來幫助學生理清實驗思路。模擬并口述實驗還起到了其他效果：（1）訓練了學生的口頭表達能力；（2）加深了對實驗的理解，也有利于考試中實驗題的解答；（3）對實驗課堂的紀律起到了很好的促進作用。

第二，指導(dǎo)操作技巧。實驗中教師要指導(dǎo)學生基本的操作技巧。如電學實驗中，所用儀器多，導(dǎo)線纏繞，需要合理布局實驗器材，以方便操作；連線時，將電路分為干路和支路，按順序從電源一端開始沿干路連接，其次連接支路；為便于檢查，干、支路最好選用不同顏色的導(dǎo)線連接；接導(dǎo)線時，應(yīng)按順時針方向?qū)?dǎo)線纏上，以防導(dǎo)線松散導(dǎo)致電路斷開。此外，還有實驗故障的排查技巧。以上僅以電路實驗為例說明，不同的實驗有不同的操作要求和技巧，都需要老師進行操作技巧的指導(dǎo)。

二 實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)

實驗設(shè)計能力是指綜合、靈活地運用所學的知識、方法，通過創(chuàng)造性的實驗設(shè)計去驗證知識、獲得知識和進行探索性研究的能力。培養(yǎng)學生設(shè)計實驗的能力，是培養(yǎng)學生思維能力、創(chuàng)造能力的一條重要途徑。

實驗設(shè)計的內(nèi)容：根據(jù)要求確定實驗原理、設(shè)計實驗方案、選擇實驗器材、編擬實驗步驟、設(shè)計實驗表格等。可從以下幾方面來培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力：

1.深入挖掘教材素材，滲透實驗設(shè)計思想教育

化學教材中蘊含豐富的實驗設(shè)計思想方面的素材，教師應(yīng)深入挖掘，在日常教學中不斷滲透實驗設(shè)計思想。利用化學史上科學家完成的成功的實驗，引導(dǎo)學生體會其中的實驗設(shè)計思想，體驗科學家所經(jīng)歷的探索過程，是一條培養(yǎng)學生設(shè)計實驗?zāi)芰Φ挠行緩?。每一個成功的實驗其設(shè)計思想總是包含著對已有知識的靈活應(yīng)用與創(chuàng)造性的科學構(gòu)想，如萬有引力常量測定的實驗、桌面微小形變實驗中所體現(xiàn)出的“放大”設(shè)計思想；研究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；研究勻速圓周運動中向心力與質(zhì)量、角速度、半徑的關(guān)系等實驗中所體現(xiàn)出的“控制”設(shè)計思想；平拋運動規(guī)律的探究實驗中體現(xiàn)出的“對比”設(shè)計思想等。

2.精心設(shè)計探索性實驗課，體驗實驗設(shè)計過程

相對于老教材，化學新教材探索性實驗的比例有很大的增加，如“探究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系”，“探究彈性勢能的表達式”，“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”，“尋找碰撞中的不變量”等探索性實驗，為教師培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力提供了很好的案例，教師應(yīng)充分加以利用，精心設(shè)計引導(dǎo)學生研究、體會實驗中包含的豐富設(shè)計思想、方法，并體驗實驗的完整過程，以提高自己的設(shè)計實驗?zāi)芰Α?/p>

3.編擬設(shè)計題，初步形成實驗設(shè)計能力

第一，從實驗儀器的替代來編題。如“測定金屬的電阻率”實驗中，將螺旋測微器取消，讓學生思考如何利用其他工具測定電阻絲的直徑。結(jié)果學生提出：（1）使用游標卡尺；（2）利用密繞法，用直尺測量；（3）利用公式V=SL=πr2L，可用量筒配合直尺來測量。通過練習，學生的思路開闊了，懂得還有許多方法可以達到同樣的實驗效果。

第二，從實驗原理的改變來編題。如測定重力加速度，可運用不同的實驗原理來設(shè)計實驗，可運用自由落體運動、單擺運動及天體引力等。這類題有一定的難度，要求學生具有系統(tǒng)而扎實的基礎(chǔ)知識。

第三，從實際應(yīng)用來編題。如設(shè)計實驗測量樓房的高度、設(shè)計測量電梯升降的加速度等，要求學生能將所學知識運用于生活實際，能解決實際問題。這類問題難度較大，學生所設(shè)計的實驗方案常忽視操作的可行性，對此，只要設(shè)計方案是有道理的，并有正確的實驗原理，教師均應(yīng)給予表揚、鼓勵，以提高學生進行實驗設(shè)計的積極性。

第四，實踐操作檢驗，提高實驗設(shè)計能力。成功的實驗必須經(jīng)過實踐檢驗，設(shè)計方案的可行性須通過實驗來證明。因此，應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件讓學生在設(shè)計好實驗方案后進行操作實踐。通過親身經(jīng)歷實驗，淘汰可行性差的方案，修正、完善可行性方案，才能使他們的實驗設(shè)計更合理、更切合實際。教師可以通過組織學生自制簡單實驗儀器、開放學校實驗室等辦法來增加學生實際操作、驗證設(shè)計方案，以提高實驗設(shè)計能力。

第五，組織開展課外實驗，鞏固實驗設(shè)計能力。課外實驗常需要學生自己設(shè)計實驗原理、尋找器材和裝備儀器等，它有利于培養(yǎng)學生克服困難，利用簡單設(shè)備做好實驗的精神。如設(shè)計測量地面與自行車輪胎之間的摩擦因素的實驗，設(shè)計測量燈泡電阻實驗等課外小實驗，方法靈活，取材容易，易于發(fā)揮學生的主觀能動性，養(yǎng)成獨立設(shè)計實驗的好習慣，對學生實驗設(shè)計能力起到鞏固、提高的作用。教師可以通過組織課外興趣小組，開展課外實驗設(shè)計、操作競賽等形式來加強對課外實驗的組織引導(dǎo)。

綜上所述，培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰κ侵袑W化學實驗教學中的一個重要方面，在培養(yǎng)過程中應(yīng)充分體現(xiàn)學生的主體地位，讓學生積極參與到實驗教學活動中來。教師應(yīng)深入了解學生實驗中的薄弱環(huán)節(jié)，不斷研究培養(yǎng)學生實驗?zāi)芰Φ姆椒?，制訂計劃，循序漸進，從觀察能力、操作能力、實驗設(shè)計能力等方面加以培養(yǎng)，以不斷提高學生的實驗?zāi)芰Α?/p>

參考文獻

[1]麥曦.教學設(shè)計的理論和方法[M].合肥：新世紀出版社，1996

[2]胡海燕.開好設(shè)計性實驗課.培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力[J].學周刊·學術(shù)研究版，2008（2）

〔責任編輯：高照〕