中學生化學實驗設計初探

張鋒

摘要：本文簡要分析了中學化學實驗，對中學生的化學實驗設計能力培養進行了論述。

關鍵詞：中學生;化學實驗;實驗設計

中圖分類號：A ?文獻標識碼：A ?文章編號：（2021）-18-147

化學新課程提到將科學探究作為課程改革的突破口，倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式，激發學生的主動性和創新意識，促使學生積極主動的學習。化學實驗設計在實驗探究過程中占有非常重要的地位，關系到實驗探究的成敗，同時化學實驗設計改變了傳統化學實驗重視演示、重復教材實驗、學生參與性不強和被動接受的實驗模式，變成了人人參與，主動性和創新性更強的活動過程，也是培養學生創新能力的重要途徑。

那么，怎么培養學生的化學實驗設計能力呢？結合多年來的實踐與研究，筆者談談自己的想法。

1 進行化學實驗設計的基礎

首先，讓學生掌握一定的化學基礎知識和化學實驗的基本操作。這就要求學生熟悉常見元素化合物的性質以及常見物質的制備原理與方法，掌握中學化學常見儀器的規格、用途及使用注意事項。同時在平時的課堂教學中，教師還要盡量引導學生積極參與課堂演示實驗和分組實驗，使每個學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實驗的設計和探究。

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

第三，在平時的教學中，注重培養學生的思維和創新能力。多數情況下，對于我們要探究的內容都可以設計出多種不同的實驗方案。這就要求我們學生必須具備一定的思維能力，同時要敢于創新，通過獨立思考、探索展現自己個性的實驗方案。

第四，在實驗方案設計的過程中進行適時指導。

2 實驗方案設計的環節

實驗方案的設計對學生各方面能力要求都較高，這就需要教師在熟悉學生的實驗知識水平和設計能力的情況下，具體指導學生實驗方案設計的每一個環節。

2.1 創設問題情景，引導學生發現問題

“實驗設計方案”的題材越新穎，越易引起學生探索的興趣和欲望。所以，在教學中教師要善于為學生創設問題情景。如在學習二氧化碳的性質時，教師可以向學生演示“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，學生在觀看后，產生了問題：“洞內有什么氣體？這些氣體有什么性質？”同時也就確定了研究內容——二氧化碳的性質。

2.2 指導學生分析研究內容，設計實驗方案

確定研究內容后，教師要適當引導學生分析所研究的內容，從實驗的目的、原理、實驗藥品、儀器、裝置、實驗操作、實驗結果的處理等方面進行指導，以幫助學生設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計中，教師可以提供一些備選的實驗藥品和儀器，并引導學生分析原有氫氣和氧氣的制法以及3種氣體性質的異同，通過對比分析來設計實驗室制取二氧化碳的實驗方案。學生通過對比分析，不但設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，教師可與學生一起從理論方面、實驗操作方面等進行討論，反復修改，確認最終實驗方案并實施。如在驗證質量守恒定律的實驗設計中，學生設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、稀鹽酸和碳酸鈉粉末反應等實驗方案，教師既要引導學生分析各個方案的理論正確性，又要引導學生分析自己的實驗方案是否能完成，是否能達到驗證質量守恒定律的目的。如果達不到目的，應該怎樣改進，以確保學生的實驗方案確實可行。

2.4 依據方案，進行實驗

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

2.5 指導學生分析、評價實驗方案

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

2.6 確定最佳方案

指導學生分析、評價實驗方案后，要引導學生確定最佳實驗方案。如某小組學生在設計核潛艇中氧氣的制法的實驗方案時，設計了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生成碳酸鈉和氧氣。教師要引導學生分析核潛艇這個特殊的環境，從而使學生從反應的來源、能量的提供等方面認識到利用二氧化碳和過氧化鈉反應來制取氧氣是這4種方案中最好的一種。

總之，化學實驗設計在探究過程中占有非常重要的地位，關系到實驗探究的成敗。我們要以學生為主體，在實驗設計的各個環節，充分調動學生的積極性，從而不斷提高學生的化學實驗設計能力。

參考文獻

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