淺談學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能的培養(yǎng)

魏運(yùn)琦

新課標(biāo)要求中學(xué)化學(xué)教育應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素質(zhì)，并以實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革作為突破口，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生各種能力的有效途徑。

本文結(jié)合自己多年的教學(xué)實(shí)踐與反思，就化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的涵義、化學(xué)教學(xué)過(guò)程中訓(xùn)練、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能的培養(yǎng)，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)膚淺的體會(huì)。

一、正確理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念

化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指實(shí)驗(yàn)者在實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，根據(jù)一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?，運(yùn)用有關(guān)的化學(xué)知識(shí)和技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)（如實(shí)驗(yàn)儀器、裝置、步驟及操作方法等）在頭腦中所進(jìn)行的一種規(guī)劃；是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種較高層次的教學(xué)方法。而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能是有關(guān)化學(xué)知識(shí)及多種實(shí)驗(yàn)技能（如儀器的使用、組裝技能、實(shí)驗(yàn)操作技能等）的組合。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在化學(xué)科學(xué)研究中具有極其重要的作用，它直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)效率的高低，實(shí)驗(yàn)是否成功?？茖W(xué)、合理、周密、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往是導(dǎo)致化學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)“行星模型”，就是根據(jù)他精心設(shè)計(jì)的a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出來(lái)的。

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有重要意義，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法為廣大學(xué)生所喜愛(ài)，它可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在獨(dú)立或教師的啟發(fā)下，根據(jù)所學(xué)會(huì)的化學(xué)知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)出各種實(shí)驗(yàn)方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)成功地解決化學(xué)問(wèn)題，從而體驗(yàn)到成功后的喜悅，會(huì)激發(fā)起更大的學(xué)習(xí)熱情，形成進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的強(qiáng)勁動(dòng)力。

其次，在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要學(xué)生靈活地、創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，因而培養(yǎng)了他們運(yùn)用知識(shí)解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還有利于學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能的教學(xué)策略

（一）善于捕捉教學(xué)內(nèi)容中便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練的知識(shí)點(diǎn)

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，需要我們老師由無(wú)意識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R(shí)。首先要能夠熟練地駕馭教材，弄清每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)之間的縱橫聯(lián)系，同時(shí)又要懂得教法，熟練運(yùn)用提問(wèn)技巧，巧妙設(shè)疑，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題融入思維能力的培養(yǎng)中。

還要善于針對(duì)不同年級(jí)年齡段的學(xué)生，提出不同難度和檔次的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，既要體現(xiàn)課堂教學(xué)的針對(duì)性，又要落實(shí)教學(xué)的民主性，使所有的學(xué)生都能得到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練機(jī)會(huì)。

如在學(xué)習(xí)金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，可在學(xué)生掌握鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，增設(shè)一個(gè)金屬鈉與CuSo4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并讓學(xué)生注意模仿鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)有關(guān)操作，做好實(shí)驗(yàn)操作以及現(xiàn)象的觀察，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出能與水反應(yīng)的金屬不能將較不活潑的金屬?gòu)柠}溶液置換出來(lái)，較活潑的金屬置換較不活潑的金屬是有條件，通過(guò)這樣的訓(xùn)練（未做這一實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生可能根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，推測(cè)可能會(huì)有金屬Cu析出），使學(xué)生更注重實(shí)驗(yàn)的客觀性與科學(xué)性。

（二）將演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練的機(jī)會(huì)

實(shí)踐證明，這種做法的教學(xué)效果是很理想的，例如，在講濃硫酸的強(qiáng)氧化性時(shí)，就可將濃硫酸與木碳的演示實(shí)驗(yàn)改為一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)以下的設(shè)問(wèn)串講起來(lái)：濃硫酸在加熱條件下能夠氧化不活潑金屬銅，那么，它能否氧化某些具有還原性的非金屬單質(zhì)呢？

比如碳。如果你人為可以發(fā)生反應(yīng)，試分析可能的產(chǎn)物。通過(guò)哪些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證產(chǎn)物的存在？能否設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)依次驗(yàn)證？我們知道SO2氣體也能使澄清石灰水變混濁，怎樣才能證明使石灰水變渾濁不是SO2而是CO2氣體引起的呢？水檢驗(yàn)應(yīng)在哪一步？用什么試劑檢驗(yàn)水的存在？

等等問(wèn)題，既訓(xùn)練了實(shí)驗(yàn)技能，又進(jìn)行了思維能力的培養(yǎng)，還復(fù)習(xí)了水、SO2、CO2氣體的驗(yàn)證知識(shí)以及SO2的還原性等已學(xué)過(guò)的知識(shí)，真可謂一舉多得。教材中類(lèi)似這樣的例子是很多的，如Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題；氯水中的成分分析與檢驗(yàn)；乙醇分子結(jié)構(gòu)式的確定；原電池的原理等等。這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以由老師設(shè)計(jì)完成，也可以是師生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，或由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要認(rèn)真鉆研課本，到圖書(shū)館查閱資料，甚至上internet網(wǎng)收集相關(guān)信息，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、觀察能力、動(dòng)手能力及思維能力，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

（三）強(qiáng)化對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的教學(xué)

實(shí)驗(yàn)習(xí)題是極好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練素材，完成實(shí)驗(yàn)習(xí)題是高層次實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ刭|(zhì)的展示，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的契機(jī)，應(yīng)該做好充分準(zhǔn)備，認(rèn)真對(duì)待，使實(shí)驗(yàn)習(xí)題的教學(xué)目標(biāo)落到實(shí)處。

教師不僅要讓每一個(gè)學(xué)生對(duì)每一個(gè)問(wèn)題均有設(shè)想，通過(guò)對(duì)已知和未知的分析、對(duì)比、綜合等思維加工，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，更要關(guān)注一個(gè)問(wèn)題有多個(gè)方案的設(shè)計(jì)思想，并要進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生篩選確定其中最優(yōu)化的方案，使學(xué)生思維的發(fā)散性和創(chuàng)造性得到很好的鍛煉。此外，近年來(lái)全國(guó)、上海市或廣東省高考題中的實(shí)驗(yàn)題，也是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練的好素材，應(yīng)該引起大家的重視。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，是一種極好的化學(xué)學(xué)科素質(zhì)教育方式,這種訓(xùn)練能讓學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題，采用什么方式解決問(wèn)題，體現(xiàn)了學(xué)生的參與精神，突出了學(xué)生的主體性。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能夠更充分地發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中的多層面的作用，使思維能力的訓(xùn)練更具體、更有針對(duì)性、也更有實(shí)效。

因此，作為化學(xué)教師應(yīng)該著眼于化學(xué)學(xué)科作為公民的基本素質(zhì)的教育，努力創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)的條件，積極探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，使學(xué)生們不斷增強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。