初中化學實驗設計分類及教學策略

■甘肅省高臺縣城關初中 張 亮

一、初中化學實驗設計分類的分析

（一）物質(zhì)的制備（或合成）實驗設計

化學學科的主要內(nèi)容就是對自然界中的所有物質(zhì)進行研究，包含加工過的以及未被加工過的物質(zhì)。以制備物質(zhì)類別來看，化學實驗設計主要分為兩種：一種是針對有機物的制備實驗設計，另一種是針對無機物的制備實驗設計。但初中階段關于物質(zhì)的制備或合成方面的實驗設計十分有限，只涉及了無機物的制備。無機物一般呈現(xiàn)氣體、固體以及液體三種狀態(tài)，所以以此為分類標準，無機物的制備實驗又可以細分為以下三種：第一氣體物質(zhì)的制備，例如氧氣和二氧化碳氣體的制備；第二固體物質(zhì)的制備，例如明礬飽和溶液降溫結晶實驗；第三液體物質(zhì)的制備，如進行一定質(zhì)量分數(shù)溶液的配置等。

（二）物質(zhì)的分離與提純實驗設計

自然界中的大多數(shù)物質(zhì)都是由多種物質(zhì)混合在一起的物質(zhì)，但是要想保證化學實驗效果，就必須使用純凈的物質(zhì)，所以物質(zhì)的分離與提純就發(fā)揮著十分重要的作用。以被分離物質(zhì)的狀態(tài)為標準，初中化學實驗設計中分離與提純實驗可以分為以下四種：第一，固－固混合分離型實驗，例如粗鹽的提純；第二，固－液混合分離型實驗，例如粗鹽中難溶性固體雜質(zhì)的去除等；第三，液－液混合分離型實驗，例如氧氣的工業(yè)制法；第四，氣－氣混合分離型實驗，例如氧氣和二氧化碳氣體的干燥與凈化實驗等。

（三）物質(zhì)的表征實驗設計

在化學學科中，物質(zhì)的表征指的就是物質(zhì)的特征描述，主要包含物質(zhì)的構成、物質(zhì)的價態(tài)、物質(zhì)的含量以及物質(zhì)的結構等內(nèi)容。初中化學教材中涉及的物質(zhì)表征實驗設計主要可以分為以下幾種。第一鑒定類型實驗，又可以細分為鑒定氣體、離子、元素、有機物、金屬及金屬離子、蛋白質(zhì)纖維等的實驗。第二鑒別類型的實驗。

（四）物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律的探究實驗設計

在初中化學教學中，物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律是化學知識的基礎內(nèi)容，也是最為重要的內(nèi)容，主要分為以下幾種。第一，探究單一物質(zhì)的性質(zhì)實驗設計，主要目的是讓學生更好地認識身邊常見物質(zhì)的性質(zhì)。這類型化學又可以細分為以下兩種類型：一種是無機物的性質(zhì)探究性實驗，例如氧氣、二氧化碳等物質(zhì)的性質(zhì)探究實驗；另一種是有機物性質(zhì)的探究實驗，例如甲烷、乙醇等物質(zhì)的性質(zhì)探究實驗等。第二，探究微觀粒子性質(zhì)的實驗設計。第三，探究反射條件的實驗設計。例如鐵生銹以及物質(zhì)燃燒，都需要特定的條件，加強化學實驗中反應條件的控制，才能減少不必要因素對化學實驗結果的影響。第四，探究反應規(guī)律的實驗設計，例如對質(zhì)量守恒定律以及金屬活動順序的探究等。第五，探究影響物質(zhì)溶解或化學反應速率的實驗設計。

二、初中化學實驗的設計原則分析

（一）目的性原則

要想科學合理地設計化學實驗，首先要明確化學實驗的設計目標，其次要明確每一個化學實驗步驟的實施目標。只有具備明確的化學實驗設計目標，才能保證化學實驗設計的有效性。

（二）科學性原則

按照一定的科學道理，實事求是地進行化學實驗設計，這是保證化學實驗成功實施的基礎?；瘜W實驗設計中的科學性指的是，學生必須遵循正確的化學實驗原理，利用有效的實驗方法，進行化學實驗的設計，并且保證設計出的實驗操作步驟符合生活規(guī)律。

（三）可行性原則

初中化學實驗設計需要遵循可行性原則，即設計出來的化學實驗需要切實可行，可以發(fā)揮其相應的作用，而這也就要求實驗設計者要合理地選擇化學試劑、實驗儀器設備以及實驗方法。

（四）安全性原則

初中化學實驗設計必須遵循安全性原則，即必須盡量避免有毒化學試劑以及危險藥品等的選擇，避免出現(xiàn)危險性的實驗操作，避免對學生的身體健康產(chǎn)生傷害，避免對周圍環(huán)境造成污染。同時，在正式開始實施化學實驗之前，教師還要對學生進行安全教育，教會學生常見問題的應對方法。

三、初中化學實驗設計的教學策略分析

（一）針對物質(zhì)的制備（或合成）實驗設計的教學策略分析

首先，教師要引導學生明確實驗思路。初中化學教材中只涉及氣體的制備實驗，一般情況下，氣體的制備實驗設計思路為：第一步，確定制備某種氣體的實驗的目的；第二步，分析制備某種氣體的實驗原理；第三步，明確各個反應物的種類、狀態(tài)以及各種反應物發(fā)生化學反應應當具備的條件；第四步，科學選擇該化學實驗的發(fā)生裝置；第五步，科學選擇該化學實驗的除雜裝置；第六步，科學選擇該化學實驗的干燥裝置；第七步，科學選擇該化學實驗的收集裝置；第八步，科學選擇該化學實驗的處理裝置；第九步，對實驗過程進行分析，明確其中的注意事項和操作要點，明確實驗過程中面臨的風險以及可能出現(xiàn)的各種問題。例如，有的化學實驗雖然具有環(huán)保、藥品用量少等優(yōu)勢，但是無法保證操作者的人身安全。有的化學實驗雖然整個實驗過程存在一些安全隱患，但是操作難度不大，實驗成功率較高等。只有教師科學地引導學生進行不同實驗設計方案優(yōu)勢與劣勢的分析，才能讓學生對化學實驗設計有一個更加深刻的理解和認識。最后，初中階段的各種實化學驗現(xiàn)象與實驗條件有著十分緊密的聯(lián)系，稍有變動就會產(chǎn)生巨大的變化。教師要根據(jù)實際情況引導學生設計實驗改進實驗裝置，教師可以在操作化學實驗的時候向?qū)W生演示，加強對學生在這方面的引導。

（二）物質(zhì)的分離與提純實驗設計的教學策略

首先，教師要引導學生先思考被分離或者提純物質(zhì)的性質(zhì)及其特點。其次，教師要以物質(zhì)的性質(zhì)與特點為基礎，按照“簡單、易于操作、容易添加試劑、科學合理”的原則，確定具體的分離方法或者提純方法。

（三）物質(zhì)的表征實驗設計的教學策略

首先，針對鑒定實驗設計，教師要引導學生明確物質(zhì)的表征探究應當先開始對物質(zhì)的物理特性開始分析，再對物質(zhì)的化學特性進行分析，然后再設計出合理的實驗方案。確保實驗目的、實驗原理、實驗裝置、實驗步驟等科學合理，并在完成化學實驗設計之后，還要注意對實驗方案進行深刻的反思以及有效的評價，確保提升學生的化學實驗設計能力。

（四）物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律的探究實驗設計的教學策略

首先，這類型實驗的主要目的就是對物質(zhì)是否具有某種性質(zhì)或者變化規(guī)律進行驗證，所以這類型實驗設計，要將重點放在實驗現(xiàn)象上，即盡量使設計出來的化學實驗現(xiàn)象明顯且單一。其次，教師可以進行具體的演示實驗，啟發(fā)學生進行化學實驗設計的思路，讓學生意識到在這類化學實驗中認識到控制實驗條件的重要性。最后，教師就可以將學生分成若干小組，讓學生進行實驗現(xiàn)象、實驗條件、實驗設計要點等方面的交流與討論。

四、結語

綜上所述，化學實驗設計就是在正式開始實施化學實驗之前，運用自己掌握的化學理論知識和技能，圍繞化學實驗目的，按照一定的化學實驗要求，合理安排與規(guī)劃化學實驗的目的、原理、儀器、裝置、步驟以及方法等的過程。為了實現(xiàn)化學實驗設計目標，提升學生化學實驗能力，教師要采取恰當?shù)慕虒W策略，加強教學內(nèi)容的選擇，保證初中化學實驗設計分類及教學質(zhì)量。