中学生设计化学实验方案的能力培养

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新课程改革以后高中化学以“重视基础、突出能力、关注探究、联系实际、促进发展”为指导思想，以知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度为化学教学目标。根据教学目标来看现在的化学教学特别注重学生的实验探究能力，而学生要具有很好实验探究能力除了要具有化学实验基本操作能力和实验现象的描述能力以外，更重要的是学生具有设计实验方案和实验步骤的能力。这就要求教学中注意培养学生的综合实验探究能力和探索、创新精神。而一个实验成功的关键除了有规范的实验操作外，更重要的是要有一个正确、合理、完整的实验方案。经过这几年的化学教学发现，从学生对高中化学的掌握情况来看，学生对实验的认识都比较差，特别是实验设计存在问题更为突出。所以在化学实验教学中学生设计实验方案能力的培养显得尤其重要。现对化学教学中对学生设计实验方案能力的培养与提高简要总结分析如下。

1基础知识和实验技能是化学实验设计的基本要求

1.1在化学教学中要让学生深刻理解化学基本理论是实验设计的基础。任何理论（或假设）的提出、发展和完善，都有一定的实验事实作根据，如原电池原理的实验根据是铜—锌原电池实验；某些有机物之间反应机理的确定是在实验中利用了示踪原子等。类似的实例道出了以下规律：实验事实理论的建立（或假设的提出）再实验理论的发展和完善。

1.2要让学生熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质的实验事实以及中学阶段典型单质、化合物的制备原理和方法。化学实验是证实某物质是否具有某种性质的唯一手段。中学阶段的大部分化学实验都是定性实验，这些实验虽然简单，但确实可以培养学生透过实验现象看清反应实质，进而推断物质的微观组成、结构与实验结果的相互关系。物质的制备原理是以物质的性质为基础的，某一物质的制备方法不止一种，但教材上采用的方法则是实验室中最常见的最好方法，熟悉了这些实验，在设计实验时就能够灵活选择实验原理。

1.3要让学生掌握中学化学常规实验手段，熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项。常规实验手段是化学实验的基础，综合实验是常规实验的综合运用，即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验，因而教材中所有实验都要尽可能地让学生在课内或课外一丝不苟地完成。通过动手，一方面达到对常规实验操作的熟练掌握，同时熟悉常见仪器的应用范围和使用注意事项。

2设计实验必须有化学实验总体观

任何一个化学实验都包含以下内容：实验目的、实验原理、实验设计、实验药品、仪器、装置、实验操作及操作规程和实验结果的处理。这就是化学实验的六要素。中学阶段一般一个实验的整套装置应该包括以下几个方面：发生装置，根据物质本身的性质来决定；净化装置，根据实验中可能出现的杂质进行分析，选择合适的除杂试剂；干燥装置，根据制备气体本身的性质选择合适的干燥剂；收集装置，根据气体的密度和溶解性来判断采用什么收集方法；尾气处理装置，

如果制备气体是有毒气体，必须进行尾气处理，一般采取洗气法或者点燃的方法。实验目的是核心，实验原理是达到实验目的的理论根据。实验程序是能否完成实验的关键，它的设计以实验原理为基础。药品、仪器、装置是物质保证，这些物质条件的选择是由实验原理和实验程序决定的，同时对实验程序也起着制约作用。实验操作及注意事项是实验得以顺利、安全进行的保证，它的制定要由实验程序和实验用品来决定。实验结果的处理是对实验是否达到预期目的所进行的检验，在解释实验现象、处理所测得的数据、分析实验误差等项工作中必须对各要素进行综合分析。

3创造性是实验设计的灵魂

学生在设计时，首先要学会通过模仿、移植现有的实验方案，然后通过独立思考、探索逐渐在设计中体现自己的个性，具有一定的创造性。教师在组织学生开展课外活动时，可引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料，以开阔学生的视野，启迪学生进行创造性思维。同时也应经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题，尽量给学生一些动手的机会，让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。

4培养学生设计实验能力教师起主导作用

化学实验教学中的实验设计练习更加突出学生的主体地位，强调学生的积极参与，但如果缺乏教师的主导作用，仍不会有好的教学效果。在以“教师主导，学生主体”的教学思想指导下，要充分发挥

教师的能动性和创造性。具体来说，教师的主导作用主要表现在以下几个方面：

4.1精心设计实验计划

要使实验教学中获得较好的效果就必须在事前进行精心计划。教师应制定明确的探究目标，使学生既能掌握教学大纲所规定的教学内容，又能发展各种探究能力，形成探究精神和态度。教师要选择或补充恰当的教学内容，使它们适应学生的兴趣、知识水平、理解力等。对于哪些内容让学生探究，开展哪些探究活动，教师要心中有数，而不能盲目或随意而为。

4.2做好教学组织安排

教学组织的成功与否决定着教学所取得效果的好坏。教师必须学会确定在什么时候进行演示实验，什么时候进行学生实验，什么时候进行讨论，什么时候让学生个人发表意见，什么时候进行结论总结等等。并且教师要根据教学进程及时调整教学组织形式。

4.3指导教学过程

在教学中，教师对学生实验设计探究过程的控制与指导至关重要。要求教师能做出各种决断，例如，应该在什么时候改变讨论方向，当学生考虑问题的思路出现偏差时，如何引导学生回到正确的思路上来，以及如何抓住机会发展科学技能、培养科学情趣等。教师还要解决好既要让学生对某个题目作更深一层的探讨，又要及时地把教学活动转移到有待学习的新内容上。教师还应针对学生在实验设计中碰到的各种问题及时进行个别指导。

总之，化学实验设计是化学学科的一个知识升华，只有在掌握好基础知识等各方面能力后才会有所提高进步，学生必须从日常的课本知识上下功夫，教师应对学生进行一些科学的探究方法指导，如在课堂教学中，多采用启发探究的教学模式，培养学生探究的兴趣，结合具体的教学实验，给学生作分析示范，组织化学课外兴趣小组，模拟科学家进行实验探究的情景，对学生进行科学研究方法的训练等，使学生在实验过程中避免失误，提高学习效率。另外，加强理论与实践的联系，提高学生素质。理论联系实际是在实践中获得理论的好方法，让学生有更多获得知识的方法，这样学生才会将化学各方面知识驾驭于化学实验中。