中學化學實驗設計方法探析

陳維真

摘 要：隨著國家課程改革水平的不斷推進，中學化學實驗設計的教學成為教學實踐的主要內容，實驗設計的過程不但發揮學生的主動性，同時培養學生的興趣愛好。盡管長期以來，中國的中學化學實驗設計的教學存在著一些弊端，比如選題不科學、實驗技術水平相對落后、研究重復現象等，因此針對這些現狀結合目前中學教育的主要理念，同時把握國家教育事業發展的方向，進行深刻研究，對一些不科學因素進行一定系統模式的總結，通過合理的改進手段，促進中學化學實驗設計教學質量的提高。

關鍵詞：中學化學;實驗設計;方法;合理性;探析

化學實驗是化學認識的源泉，能啟迪學生思維，提高學生的動手能力，化學實驗設計指實驗者在實施化學實驗前，根據一定的實驗目的和要求，運用化學知識與技能，按照一定的實驗方法對實驗的原理、儀器、裝置、步驟和方法等進行合理安排與規劃。實驗設計方法的探析在整個中學化學教學過程中起著一定的決定性作用，是學生對這門學科的興趣愛好和學習動力開拓的主要途徑，實驗設計方法要結合教師先進的教學方式進行一些綜合因素的整理，確保先進的儀器設備在實驗教學過程的支持作用，保證科學性的研究實驗成果得到有效彰顯，使得學生深刻體會實驗研究對于客觀因素把握的重要性，同時注意在這一方面應用技能的自行研究，這種實驗教學的真正價值的開發是當下國家教學改革形勢的主要追求，避免直接口語授課的枯燥，實現不同形式下的學生綜合素質的全面培養，因此化學實驗設計的教學要針對學生的能力培養方面進行研究，實現化學實驗多種功能的作用。

一、 實驗設計的原則

化學實驗設計需要遵循一定的設計原則。1. 科學性原則：實驗的設計要有一定科學性，合理性，這樣才有設計的價值，如果憑空捏造，這樣的實驗設計是沒有意義的，達不到教學要求。2. 安全性原則：實驗設計一定要注意安全性，在安全方面要進行全面思考，達到100%的把握。盡量避免使用有毒藥品和一些危險性操作，還要考慮做到實驗過程對周圍環境沒有污染，提倡綠色化學。3. 在比較兩個實驗的結果時，兩個實驗所取用試劑的量應該要相同，這樣才有可比性，所得的結果才有說服力。4. 對某個實驗的影響因素有時會有很多個，要盡量設計好，使變量只有一個，其他保持不變;5. 實驗原理和實驗過程要有可行性，這是一個實驗設計基本的東西。6. 實驗步驟設計要簡約，不要繞彎路，不能浪費實驗藥品。7. 如果是設計一個對照性實驗一定要有正反兩方面實驗設計，得到正反兩方面結果。這樣才更能夠說明問題。

二、 實現探究模式下實驗教學目標的創新

實驗教學設計除了遵循以上基本原則外，還要實現探究模式下實驗教學目標的創新。中學化學教材在化學實驗內容方面相對豐富一些，而部分的實驗是進行實驗結果的驗證過程，對學生的創新意識的培養沒有較大的促進作用。如果針對具體的探究與開拓的觀念進行重點知識的專項研究，之后教師進行必要探究活動的組織，保證學生的多個意見獲得有效記錄和整理，實現設計方案的完整性，在之后進行實驗的過程中對于不同現狀和問題要由學生進行不同途徑的解決，保證對其主要結論的論證效果，實現創新教育模式下的學生主觀能動性的全面發揮，這樣可以實現學生對于當前學到知識的有效鞏固，實現重點知識的深層理解，較難知識的專項探究，從而更好實現總體教育目標。例如：教師在提出乙醇與濃硫酸混合后加熱到170攝氏度制取乙烯的過程中，如果存在刺激性的氣味，同時比較渾濁，說明制取的物質純度不夠，有一定量的雜質氣體，但具體是什么？產生的原因和過程是如何的？怎么樣才能提取滿足一定純度要求的乙烯？這些問題提出以后，對于必要的線索進行提供，關于整個實驗的設置和研究過程則由學生自行開發，教師監督，或者課后自己動手實驗，保證結論的合理性和科學性，同時制定具體問題的解決辦法，這種對于原有基礎知識的運用和拓展能力，正是新型教育的主要目標，主要鍛煉學生在實踐中的創新活動，鞏固已學的基礎知識，同時提高知識的應用能力，充分發揮化學實驗功能在中學課程中的作用。

實現探究模式下實驗教學目標的創新有非常重要的意義。一個好的化學實驗設計會激發學生不同階段的學習興趣，強化學生的動手能力，培養高效的創新思維和綠色化學的觀念，是中學教學模式改革的需要，能保證預定目標的合理實現，避免傳統教學模式給學生帶來的依賴性，保證學生在實驗操作中的自主地位，教師只是進行實驗器材的提供工作，做好必要內容的銜接和指引，在這種相對寬松的環境下進行化學學習，學生會積極開發自己的主觀意識，進行必要的基礎知識的積累，實現化學實驗的多種功能的作用。獲得一定經驗積累的同時，能夠進行探究創新，做好自行設計實驗的準備，這是新型教學模式下化學實驗教學在化學學習上的積極改革，同時滿足國家培養實踐性人才需要。

三、 化學實驗設計方案的制訂與實踐

針對具體實驗教學的目標，開始前要做好必要的原理講解，讓學生熟悉實驗內容;進行關鍵問題的制定，安排學生分組討論，利用實驗室內部的常規儀器以及生活中聯系的現實材料進行實際的演練，設計一個控制反應產生與結束的氣體收集裝置，保證預計方案的合理制訂，保證實驗步驟有序的進行;小組將各自設計的草圖進行投影，并解說自己的主體思想和所要達到的目的，同時將各個環節的裝置進行介紹，他組人員在講解完成后可以進行補充和提問，教師在這一過程中做好記錄特別重要，這是對教學效果的有效評估，體現新型教學模式的廣泛的應用價值;實驗儀器的安裝過程要做到盡量簡明，保證實驗過程有足夠的時間，這種實驗模式需要小組內人員的協作精神，在不同角度和形式下的探討和交流活動，將為實驗補充不同的元素，實現學生內部之間個性的互補，保證學習氣氛的高漲，開挖學生潛力，使整個實驗設計達到最好效果。整體教學內容是針對理論知識進行實驗探究，以及后部的拓展創新，對于學生綜合知識的掌握程度有一定的要求，需要有長期的化學基礎知識的積累，才能保證這種途徑的積極效果的實現，實現化學實驗設計在高中化學課程的深刻改革。