初中化學實驗設計分類及教學策略

■甘肅省高臺縣城關初中 張 亮

一、初中化學實驗設計分類的分析

（一）物質的制備（或合成）實驗設計

化學學科的主要內容就是對自然界中的所有物質進行研究，包含加工過的以及未被加工過的物質。以制備物質類別來看，化學實驗設計主要分為兩種：一種是針對有機物的制備實驗設計，另一種是針對無機物的制備實驗設計。但初中階段關于物質的制備或合成方面的實驗設計十分有限，只涉及了無機物的制備。無機物一般呈現氣體、固體以及液體三種狀態，所以以此為分類標準，無機物的制備實驗又可以細分為以下三種：第一氣體物質的制備，例如氧氣和二氧化碳氣體的制備；第二固體物質的制備，例如明礬飽和溶液降溫結晶實驗；第三液體物質的制備，如進行一定質量分數溶液的配置等。

（二）物質的分離與提純實驗設計

自然界中的大多數物質都是由多種物質混合在一起的物質，但是要想保證化學實驗效果，就必須使用純凈的物質，所以物質的分離與提純就發揮著十分重要的作用。以被分離物質的狀態為標準，初中化學實驗設計中分離與提純實驗可以分為以下四種：第一，固－固混合分離型實驗，例如粗鹽的提純；第二，固－液混合分離型實驗，例如粗鹽中難溶性固體雜質的去除等；第三，液－液混合分離型實驗，例如氧氣的工業制法；第四，氣－氣混合分離型實驗，例如氧氣和二氧化碳氣體的干燥與凈化實驗等。

（三）物質的表征實驗設計

在化學學科中，物質的表征指的就是物質的特征描述，主要包含物質的構成、物質的價態、物質的含量以及物質的結構等內容。初中化學教材中涉及的物質表征實驗設計主要可以分為以下幾種。第一鑒定類型實驗，又可以細分為鑒定氣體、離子、元素、有機物、金屬及金屬離子、蛋白質纖維等的實驗。第二鑒別類型的實驗。

（四）物質的性質及變化規律的探究實驗設計

在初中化學教學中，物質的性質及其變化規律是化學知識的基礎內容，也是最為重要的內容，主要分為以下幾種。第一，探究單一物質的性質實驗設計，主要目的是讓學生更好地認識身邊常見物質的性質。這類型化學又可以細分為以下兩種類型：一種是無機物的性質探究性實驗，例如氧氣、二氧化碳等物質的性質探究實驗；另一種是有機物性質的探究實驗，例如甲烷、乙醇等物質的性質探究實驗等。第二，探究微觀粒子性質的實驗設計。第三，探究反射條件的實驗設計。例如鐵生銹以及物質燃燒，都需要特定的條件，加強化學實驗中反應條件的控制，才能減少不必要因素對化學實驗結果的影響。第四，探究反應規律的實驗設計，例如對質量守恒定律以及金屬活動順序的探究等。第五，探究影響物質溶解或化學反應速率的實驗設計。

二、初中化學實驗的設計原則分析

（一）目的性原則

要想科學合理地設計化學實驗，首先要明確化學實驗的設計目標，其次要明確每一個化學實驗步驟的實施目標。只有具備明確的化學實驗設計目標，才能保證化學實驗設計的有效性。

（二）科學性原則

按照一定的科學道理，實事求是地進行化學實驗設計，這是保證化學實驗成功實施的基礎。化學實驗設計中的科學性指的是，學生必須遵循正確的化學實驗原理，利用有效的實驗方法，進行化學實驗的設計，并且保證設計出的實驗操作步驟符合生活規律。

（三）可行性原則

初中化學實驗設計需要遵循可行性原則，即設計出來的化學實驗需要切實可行，可以發揮其相應的作用，而這也就要求實驗設計者要合理地選擇化學試劑、實驗儀器設備以及實驗方法。

（四）安全性原則

初中化學實驗設計必須遵循安全性原則，即必須盡量避免有毒化學試劑以及危險藥品等的選擇，避免出現危險性的實驗操作，避免對學生的身體健康產生傷害，避免對周圍環境造成污染。同時，在正式開始實施化學實驗之前，教師還要對學生進行安全教育，教會學生常見問題的應對方法。

三、初中化學實驗設計的教學策略分析

（一）針對物質的制備（或合成）實驗設計的教學策略分析

首先，教師要引導學生明確實驗思路。初中化學教材中只涉及氣體的制備實驗，一般情況下，氣體的制備實驗設計思路為：第一步，確定制備某種氣體的實驗的目的；第二步，分析制備某種氣體的實驗原理；第三步，明確各個反應物的種類、狀態以及各種反應物發生化學反應應當具備的條件；第四步，科學選擇該化學實驗的發生裝置；第五步，科學選擇該化學實驗的除雜裝置；第六步，科學選擇該化學實驗的干燥裝置；第七步，科學選擇該化學實驗的收集裝置；第八步，科學選擇該化學實驗的處理裝置；第九步，對實驗過程進行分析，明確其中的注意事項和操作要點，明確實驗過程中面臨的風險以及可能出現的各種問題。例如，有的化學實驗雖然具有環保、藥品用量少等優勢，但是無法保證操作者的人身安全。有的化學實驗雖然整個實驗過程存在一些安全隱患，但是操作難度不大，實驗成功率較高等。只有教師科學地引導學生進行不同實驗設計方案優勢與劣勢的分析，才能讓學生對化學實驗設計有一個更加深刻的理解和認識。最后，初中階段的各種實化學驗現象與實驗條件有著十分緊密的聯系，稍有變動就會產生巨大的變化。教師要根據實際情況引導學生設計實驗改進實驗裝置，教師可以在操作化學實驗的時候向學生演示，加強對學生在這方面的引導。

（二）物質的分離與提純實驗設計的教學策略

首先，教師要引導學生先思考被分離或者提純物質的性質及其特點。其次，教師要以物質的性質與特點為基礎，按照“簡單、易于操作、容易添加試劑、科學合理”的原則，確定具體的分離方法或者提純方法。

（三）物質的表征實驗設計的教學策略

首先，針對鑒定實驗設計，教師要引導學生明確物質的表征探究應當先開始對物質的物理特性開始分析，再對物質的化學特性進行分析，然后再設計出合理的實驗方案。確保實驗目的、實驗原理、實驗裝置、實驗步驟等科學合理，并在完成化學實驗設計之后，還要注意對實驗方案進行深刻的反思以及有效的評價，確保提升學生的化學實驗設計能力。

（四）物質的性質及變化規律的探究實驗設計的教學策略

首先，這類型實驗的主要目的就是對物質是否具有某種性質或者變化規律進行驗證，所以這類型實驗設計，要將重點放在實驗現象上，即盡量使設計出來的化學實驗現象明顯且單一。其次，教師可以進行具體的演示實驗，啟發學生進行化學實驗設計的思路，讓學生意識到在這類化學實驗中認識到控制實驗條件的重要性。最后，教師就可以將學生分成若干小組，讓學生進行實驗現象、實驗條件、實驗設計要點等方面的交流與討論。

四、結語

綜上所述，化學實驗設計就是在正式開始實施化學實驗之前，運用自己掌握的化學理論知識和技能，圍繞化學實驗目的，按照一定的化學實驗要求，合理安排與規劃化學實驗的目的、原理、儀器、裝置、步驟以及方法等的過程。為了實現化學實驗設計目標，提升學生化學實驗能力，教師要采取恰當的教學策略，加強教學內容的選擇，保證初中化學實驗設計分類及教學質量。