對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生能力的探究

【摘 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)探索、創(chuàng)造的過程，不能固守常規(guī)，而要不斷更新、不斷完善，培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)解決問題的能力。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 培養(yǎng)學(xué)生的能力

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674—4810（2012）18—0133—01

化學(xué)作為自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力的主要平臺(tái)。如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)所需的各項(xiàng)基本技能，對(duì)新課程目標(biāo)的達(dá)成起著決定性的作用。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)探索、創(chuàng)造的過程，不能固守常規(guī)，要不斷更新、不斷完善。通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生從已有的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，親自經(jīng)歷實(shí)際問題的操作、解釋與應(yīng)用過程，培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)解決問題的能力，并在此基礎(chǔ)上主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、獲得學(xué)習(xí)方法。這對(duì)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生的興趣有一定的積極作用。

一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可讓學(xué)生掌握中學(xué)化學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)技能

常規(guī)實(shí)驗(yàn)手段是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，綜合實(shí)驗(yàn)是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的綜合運(yùn)用，即使那些高、精、尖的實(shí)驗(yàn)也離不開常規(guī)實(shí)驗(yàn)，因而教材中所有實(shí)驗(yàn)（包括教師的演示實(shí)驗(yàn)）都要盡可能地讓學(xué)生在課內(nèi)或課外分組設(shè)計(jì)，同時(shí)一絲不茍地完成。通過動(dòng)手，一方面達(dá)到對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作（加熱、蒸發(fā)、過濾、分液、稱量、滴定、儀器組裝等）的熟練掌握，同時(shí)熟悉常見儀器的應(yīng)用范圍和使用注意事項(xiàng)。

二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)六要素的全面理解

一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)包含六個(gè)要素：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)藥品、儀器、裝置，實(shí)驗(yàn)操作及操作規(guī)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理。通過自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的步驟，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的藥品、目的、原理、方法、過程、意義、優(yōu)缺點(diǎn)的全面理解。

例如，在學(xué)習(xí)鐵與鐵的化合物時(shí)，F(xiàn)e2+鹽溶液與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先讓學(xué)生寫出硫酸亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

FeSO4+NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4

而后，學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象興奮起來。他們描述所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：裝有NaOH溶液的試管中靠近滴管口有灰色沉淀生成，且很快變?yōu)榛揖G色沉淀，最后變?yōu)榧t褐色沉淀。這與他們了解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有所不同，這激發(fā)了學(xué)生的好奇心。通過討論，基本統(tǒng)一為以下意見：紅褐色沉淀是Fe（OH）3，而且Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3的過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。這時(shí)，可以先引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本后再講解相關(guān)知識(shí)。

接著設(shè)疑：“如何制備一定量的Fe（OH）2并保持一段時(shí)間呢？”

此時(shí)，學(xué)生的積極性被徹底調(diào)動(dòng)出來，筆者將學(xué)生分組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，各組提出設(shè)想方案：用新制的FeSO4溶液；用煮沸并冷卻后的蒸餾水配置的NaOH溶液；用長(zhǎng)滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液；在反應(yīng)液面上滴加植物油或苯進(jìn)行液封等方法。最后選一組代表展示一套優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。

三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠提高學(xué)生的思維能力

學(xué)生的一切學(xué)習(xí)活動(dòng)都離不開思維?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)探索、創(chuàng)造的過程，對(duì)學(xué)生思維能力的要求較高，而中學(xué)生的思維活動(dòng)還處于從經(jīng)驗(yàn)型向抽象型過渡的階段。通過讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生的思維活動(dòng)盡快趨于成熟，盡早地具備辯證思維的能力，同時(shí)培養(yǎng)出較好的思維品質(zhì)。例如，怎樣用三種最好的方法制取CaCl2溶液？筆者提出這個(gè)問題后，把全班學(xué)生分成四人一組，先讓學(xué)生小組討論提出制取CaCl2溶液的可能方法，然后學(xué)生四人一組分頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)每種實(shí)驗(yàn)方案都要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索中最后找出最好的三種方法：CaO、CaCO3、Ca（OH）2分別與稀鹽酸反應(yīng)制取CaCl2溶液，這三種方法實(shí)驗(yàn)步驟最少，原料成本最低，產(chǎn)率最大。學(xué)生通過設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)，做探索性實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了用實(shí)驗(yàn)研究化學(xué)問題的方法，掌握了實(shí)驗(yàn)基本操作和技能，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、獨(dú)立操作、解決問題的能力，提高了學(xué)生的思維能力，為學(xué)生在高中的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂，學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先是通過模仿、遷移現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方案，然后通過獨(dú)立思考、逐漸探索在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)自己的個(gè)性，具有一定的創(chuàng)造性。學(xué)生為了設(shè)計(jì)成功的實(shí)驗(yàn)，通過閱讀、查找資料，找到一些實(shí)驗(yàn)小竅門、實(shí)驗(yàn)藥品及儀器的代用品以及實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)等有關(guān)資料，這樣可以開闊學(xué)生的視野，啟迪學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維。同時(shí)，學(xué)生也會(huì)提出一些能激發(fā)創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造興趣的問題，只要給學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，就會(huì)讓學(xué)生在手腦并用的活動(dòng)中迸發(fā)出創(chuàng)造的火花。

例如，在濃硝酸的特性教學(xué)中涉及“銅與濃硝酸、稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”，教材中的方法是在盛有銅片的試管中直接加入濃硝酸和稀硝酸，產(chǎn)生的氣體用NaOH溶液吸收。這種實(shí)驗(yàn)方法不便控制，且Cu與稀HNO3反應(yīng)后得到的氣體仍為紅棕色（2NO+O2=2NO2）。在教學(xué)中筆者引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的制取H2、CO2等氣體的改進(jìn)裝置，對(duì)本實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，既能控制反應(yīng)的進(jìn)行，又可以清楚地觀察到NO氣體轉(zhuǎn)化為NO2時(shí)的顏色變化。通過對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)的適當(dāng)改進(jìn)、設(shè)計(jì)，讓學(xué)生參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以提高學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力，深刻理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的，又增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)知識(shí)升華，只有在掌握好基礎(chǔ)知識(shí)等各方面能力后才會(huì)有所提高進(jìn)步，學(xué)生必須從日常的課本知識(shí)上下工夫，才會(huì)將化學(xué)各方面知識(shí)駕馭于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。

參考文獻(xiàn)

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〔責(zé)任編輯：王以富〕