中学化学实验设计方法探析(3)

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摘要：陈维真，福建省晋江市，晋江市养正中学。 化学实验是化学认识的源泉，能启迪学生思维，提高学生的动手能力，化学实验设计指实验者在实施化学实验

陈维真，福建省晋江市，晋江市养正中学。

化学实验是化学认识的源泉，能启迪学生思维，提高学生的动手能力，化学实验设计指实验者在实施化学实验前，根据一定的实验目的和要求，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法对实验的原理、仪器、装置、步骤和方法等进行合理安排与规划。实验设计方法的探析在整个中学化学教学过程中起着一定的决定性作用，是学生对这门学科的兴趣爱好和学习动力开拓的主要途径，实验设计方法要结合教师先进的教学方式进行一些综合因素的整理，确保先进的仪器设备在实验教学过程的支持作用，保证科学性的研究实验成果得到有效彰显，使得学生深刻体会实验研究对于客观因素把握的重要性，同时注意在这一方面应用技能的自行研究，这种实验教学的真正价值的开发是当下国家教学改革形势的主要追求，避免直接口语授课的枯燥，实现不同形式下的学生综合素质的全面培养，因此化学实验设计的教学要针对学生的能力培养方面进行研究，实现化学实验多种功能的作用。一、 实验设计的原则化学实验设计需要遵循一定的设计原则。1. 科学性原则：实验的设计要有一定科学性，合理性，这样才有设计的价值，如果凭空捏造，这样的实验设计是没有意义的，达不到教学要求。2. 安全性原则：实验设计一定要注意安全性，在安全方面要进行全面思考，达到100%的把握。尽量避免使用有毒药品和一些危险性操作，还要考虑做到实验过程对周围环境没有污染，提倡绿色化学。3. 在比较两个实验的结果时，两个实验所取用试剂的量应该要相同，这样才有可比性，所得的结果才有说服力。4. 对某个实验的影响因素有时会有很多个，要尽量设计好，使变量只有一个，其他保持不变；5. 实验原理和实验过程要有可行性，这是一个实验设计基本的东西。6. 实验步骤设计要简约，不要绕弯路，不能浪费实验药品。7. 如果是设计一个对照性实验一定要有正反两方面实验设计，得到正反两方面结果。这样才更能够说明问题。二、 实现探究模式下实验教学目标的创新实验教学设计除了遵循以上基本原则外，还要实现探究模式下实验教学目标的创新。中学化学教材在化学实验内容方面相对丰富一些，而部分的实验是进行实验结果的验证过程，对学生的创新意识的培养没有较大的促进作用。如果针对具体的探究与开拓的观念进行重点知识的专项研究，之后教师进行必要探究活动的组织，保证学生的多个意见获得有效记录和整理，实现设计方案的完整性，在之后进行实验的过程中对于不同现状和问题要由学生进行不同途径的解决，保证对其主要结论的论证效果，实现创新教育模式下的学生主观能动性的全面发挥，这样可以实现学生对于当前学到知识的有效巩固，实现重点知识的深层理解，较难知识的专项探究，从而更好实现总体教育目标。例如：教师在提出乙醇与浓硫酸混合后加热到170摄氏度制取乙烯的过程中，如果存在刺激性的气味，同时比较浑浊，说明制取的物质纯度不够，有一定量的杂质气体，但具体是什么？产生的原因和过程是如何的？怎么样才能提取满足一定纯度要求的乙烯？这些问题提出以后，对于必要的线索进行提供，关于整个实验的设置和研究过程则由学生自行开发，教师监督，或者课后自己动手实验，保证结论的合理性和科学性，同时制定具体问题的解决办法，这种对于原有基础知识的运用和拓展能力，正是新型教育的主要目标，主要锻炼学生在实践中的创新活动，巩固已学的基础知识，同时提高知识的应用能力，充分发挥化学实验功能在中学课程中的作用。实现探究模式下实验教学目标的创新有非常重要的意义。一个好的化学实验设计会激发学生不同阶段的学习兴趣，强化学生的动手能力，培养高效的创新思维和绿色化学的观念，是中学教学模式改革的需要，能保证预定目标的合理实现，避免传统教学模式给学生带来的依赖性，保证学生在实验操作中的自主地位，教师只是进行实验器材的提供工作，做好必要内容的衔接和指引，在这种相对宽松的环境下进行化学学习，学生会积极开发自己的主观意识，进行必要的基础知识的积累，实现化学实验的多种功能的作用。获得一定经验积累的同时，能够进行探究创新，做好自行设计实验的准备，这是新型教学模式下化学实验教学在化学学习上的积极改革，同时满足国家培养实践性人才需要。三、 化学实验设计方案的制订与实践针对具体实验教学的目标，开始前要做好必要的原理讲解，让学生熟悉实验内容；进行关键问题的制定，安排学生分组讨论，利用实验室内部的常规仪器以及生活中联系的现实材料进行实际的演练，设计一个控制反应产生与结束的气体收集装置，保证预计方案的合理制订，保证实验步骤有序的进行；小组将各自设计的草图进行投影，并解说自己的主体思想和所要达到的目的，同时将各个环节的装置进行介绍，他组人员在讲解完成后可以进行补充和提问，教师在这一过程中做好记录特别重要，这是对教学效果的有效评估，体现新型教学模式的广泛的应用价值；实验仪器的安装过程要做到尽量简明，保证实验过程有足够的时间，这种实验模式需要小组内人员的协作精神，在不同角度和形式下的探讨和交流活动，将为实验补充不同的元素，实现学生内部之间个性的互补，保证学习气氛的高涨，开挖学生潜力，使整个实验设计达到最好效果。整体教学内容是针对理论知识进行实验探究，以及后部的拓展创新，对于学生综合知识的掌握程度有一定的要求，需要有长期的化学基础知识的积累，才能保证这种途径的积极效果的实现，实现化学实验设计在高中化学课程的深刻改革。探究性实验内容的设计是教师在课堂结构和整体素质的基础上进行的综合的实践，学生需要根据自己在化学方面的知识和技能存储为前提，加上在教师适当指引下独立完成，保证灵活性的问题思考方法，这是进行探究性实验活动的主要宗旨；对于现行教材的验证性实验向探究性实验的转变，是新型定义下的化学知识的创新教学模式，实际中的不足主要是学生认知能力还不足以实现一定的积极效果，因此对于化学理论的基础知识的学习要提高兴趣，并通过对学生有步骤和针对性的训练活动中，提高学生独立设计实验以及进行探究的能力。例如：铜和稀硝酸反应实验(1)按图1所示连接好仪器。图1 实验装置图(2)取下带有分液漏斗的胶塞，将绕成螺旋状的铜丝一端插入塞内。(3)将活塞打开，空气可以从分液漏斗排出，从U形管较长的管口注入稀硝酸，直到碰到塞子的下沿，且液面上不再留有气泡为止，保证铜丝与稀硝酸接触时无空气。(4)关闭活塞，可以用酒精灯在U形管的短管一侧加热，当铜丝上有气泡产生时立即撤灯。铜丝与稀硝酸反应生成的气体将稀硝酸排向长管，使铜丝与稀硝酸脱离接触后，反应自行停止，管内有无色气体生成。(5)将活塞慢慢打开，U形管的长管中的稀硝酸又回落到短管内，分液漏斗有红棕色气体出现。稀硝酸反应在缺氧条件下进行，可以长时间观察到无色NO气体：验证了NO和O2反应生成NO2气体及NO难溶于水的性质。在实验进行中，学生可以看到稀硝酸与铜反应生成的NO气体的具体性质，实验的目的就是锻炼学生自行解决这些问题，保证实验产物的清晰直观的显现，保证一氧化氮无色不溶于水的特性，证明其与氧气反应现象的正确性，这一过程技术的改进就是针对探究转换的主要过程。关于实验方案的设计过程，教师要给学生充分的思考时间。四、 学生在实际演练后的反馈学生在方案设计完后，可以进行比较，根据实验方案的制订要求进行具体的实验演示操作，教师在整体实验结束后必须做出一定的总结，保证学生在不同阶段的进步程度，确保探究性实验教学模式的积极效果，逐步使学生掌握设计实验的要领，提高自行设计实验的能力，保证实验设计的质量水平，促进中学化学实验教学工作水平的全面改善，学生化学学科成绩有一定水平的上升，保证一定的实践能力，为国家培养新型人才这个目标创造一定的辅助条件。现代中学教学工作不只是进行基础知识的传授和巩固，更重要的是进行必要的实践能力的培养，因此教师必须高度重视学生在实验活动中自主能力的发挥，发挥化学学科的引用效应在新时期教学工作的深入，加上教师先进的知识安排能力，实现探究式实验操作模式的全新展示，保证一定兴趣激励下学生学习情绪的高涨，同时注意具体规律的总结，保证自行实验设计能力的提高，实现实践和成绩相结合的新型中学化学课程教育指标。参考文献：[1]郭祖建.谈高三化学实验备考复习[J].基础教育研究，2010(20).[2]杨硕.利用化学实验培养学生的探究能力[J].教师，2010(22).[3]周信军.塑料内托在化学实验中的利用[J].教学仪器与实验，2011(9).

文章来源：《中学化学》 网址: http://www.zxhxzz.cn/qikandaodu/2021/0712/1692.html

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