化学课堂实验教学的设计，本文主要内容关键词为：实验教学论文,课堂论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
以实验为基础是化学学科的重要特征之一。化学实验对提高化学教学质量，全面实现培养科学素养的目标，具有其他化学教学内容和形式所不能代替的特殊作用。高中化学新课程“以提高学生的科学素养为宗旨”，并从“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”等三个维度建立了新的化学课程目标体系；倡导“以学科探究为主的多样化的学习方式”；重视学生的“亲身经历和体验”；强调“创设生动活泼的学习情境”。这些新的课程理念在化学教学中的有效落实，都离不开化学实验。化学新课程的教学实践，要求我们重新审视化学实验的价值，重新认识化学实验的教育教学功能。化学实验教学是指在化学教学中教师或学生根据一定的化学实验目的，在一定的化学教学情境下运用一定的化学实验仪器、设备和装置，在人为的实验条件下，改变实验对象的状态和性质，从而获得各种化学实验事实，达到化学教学目的的一种教学实践活动。化学课堂实验设计是指学生在实施化学实验之前，根据一定的化学实验目的和要求，运用有关的化学知识与技能、科学过程与方法，对化学实验的仪器、装置、步骤和操作方法所进行的一种规划。根据不同的教学内容和要求，可将化学课堂实验教学的设计分成不同的类型。
一、化学课堂实验教学设计的类型和内容
（一）探索性实验的设计
这类实验是在课堂中配合化学知识的学习进行的，可采取随堂实验形式，由师生共同设计探索过程，也可完全让学生自己设计探究。在引导学生进行设计时注重效果明显、易操作、时间短和安全可靠等问题。
由于实验探究的过程可以让学生把化学知识与实验观察、推理和思维技能结合起来，从而能动地获得对化学知识的深刻理解。所以，在平时教学中，我们应多设计一些具有探索性的演示实验，创造条件增加学生分组实验中实验内容的探索性。当然，探索的过程不能脱离教材，应从教材的重点知识出发，并联系已学过的内容。如，在原电池、电解池的知识中有很多规律和结论，教学时若直接告诉学生，他们对“两池”原理的理解就不深刻，学了以后很容易遗忘。在这里可设计一些具有说服力的实验来帮助学生认识其中的规律。例如，我们可以设计以下的探索性实验来完成原电池的工作原理和原电池的构成条件的教学。
案例1 原电池工作原理的实验探究
第一组实验 模拟伏特发明电池的过程，有关装置如图1、图2、图3所示。
小结 原电池的工作原理：把化学能转化为电能的装置叫做原电池。
原电池正极（Cu）
原电池负极（Zn）
案例2 原电池构成条件的实验探究
第二组实验 有关装置如图4、图5、图6所示。
构成原电池的条件之一 两种活泼性不同的导体（不同的金属或金属与非金属，如石墨）做电极。
第三组实验 有关装置如图7、图8、图9所示。
构成原电池的条件之二 两电极插入电解质溶液中。
第四组实验 有关装置如图9、图10所示。
构成原电池的条件之三 形成闭合回路
（二）验证性实验的设计
这类实验的目的主要是验证假设和理论，从而解决存在的问题，多采取学生实验课或边讲边实验的形式。在引导学生进行设计时，除了上述要求外，还要注意其作为证据对猜想与假设是否具有说服力。
案例3 加碘的食盐中碘酸盐的鉴别
探究内容 食盐中加入碘的成分是什么？
假设
质疑 那么该如何通过实验来加以验证呢？
验证假设1 检验食盐中是否含I[，2]单质的实验方案。
方法（1） 将加碘的食盐溶于水，观察所得溶液是否呈黄色。若I[，2]的含量很少，此法可能观察不到。
方法（2） 将加碘的食盐溶于水，在所得溶液中加入CCl[，4]，振荡，观察CCl[，4]层是否呈紫红色。
方法（3） 将加碘的食盐溶于水，在所得溶液中滴加淀粉试液，观察是否出现蓝色。此法简单又灵敏。
实验操作 选择用方法（3）进行实验演示，所得溶液不显紫色。其结论是食盐中不含I[，2]单质。
验证假设2 检验食盐中是否含碘化物的实验方案。
方法（1） 将加碘的食盐溶于水，在所得溶液中滴加AgNO[，3]溶液，观察是否产生黄色沉淀。（此方法中生成的AgCl沉淀碘会干扰对AgI沉淀的观察）
方法（2） 将加碘的食盐溶于水，在所得溶液中滴加氯水和CCl[，4]，观察CCl[，4]层是否呈紫红色。
取NaCl溶液、NaCl与KI的混合溶液，分别滴入AgNO[，3]溶液，模拟Cl[-]存在时对I[-]鉴别的干扰。
实验操作 用方法（2）进行实验演示，其结论是不含碘化物。
验证假设3 检验食盐中是否含有碘酸盐的实验方案。
将加碘的食盐溶于水，在所得的溶液中加入KI溶液和几滴淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，观察溶液是否变蓝色。
实验操作 进行实验演示，溶液显蓝色，其结论是含有碘酸盐。
（三）应用性实验的设计
这类实验的目的是综合运用所学的化学知识和技能，通过化学实验解决一些与化学有关的实际问题。在引导学生进行实验设计时，要注意灵活性和综合性，尽可能设计多种方案，并加以比较，进而进行优选。如在教学“电离平衡”时，如何设计实验确定乙酸是弱电解质？具体安排见案例4。
案例4 设计实验确定乙酸是弱电解质
1.学生设计此实验的可行性分析
在学生已学习了化学平衡、电离平衡、强弱电解质、盐类水解、pH测定等有关理论知识的基础上，提出以下实验设计课题，不仅可以进一步挖掘和巩固课本的理论知识，而且能培养学生的探究能力和化学实验的素养。
2.实验教学组织形式
分组实验、讨论。
3.课堂交流设计方案
方案1 测0.1mol/L CH[，3]COOH溶液的pH。
方案2 测0.1mol/L CH[，3]COONa溶液的pH。
方案3 用酚酞试液检验0.1mol/L CH[，3]COONa溶液的酸碱性。
方案4 加热含酚酞试液的CH[，3]COONa溶液并观察现象。
方案5 用锌粒与相同浓度和相同体积的HCl溶液、CH[，3]COOH溶液反应。
方案6 做导电性对比实验，观察相同浓度的CH[，3]COOH溶液和HCl溶液的导电能力的大小。
方案7 测定pH=1的HCl溶液、CH[，3]COOH溶液等体积稀释相同倍数（如1000倍）后溶液的pH。
方案8 测定稀CH[，3]COOH溶液中加CH[，3]COONa固体后溶液的pH变化情况和稀HCl溶液中加NaCl固体后溶液的pH变化情况，进行对比。
4.师生共同进行方案评价（重在评价学生的研究方法和创新能力）
评价得出：方案1、方案2、方案3、方案4，简单方便、现象明显，效果最好；方案5很难找到两个表面积一样大小的锌粒；方案7pH=1的CH[，3]COOH溶液很难配制得到；方案6、方案8有创新但操作较为复杂。
二、化学课堂实验设计中的几种思维训练
（一）实验反应原理的思维训练
“实验原理”即反应原理，指的是每个具体的化学实验，反映了或说明了或推断了什么样的物质发生何种变化的理论。可以从以下问题引发学生思考：
1.变化实质——选用哪些化学物质（有时还应进一步分析为什么要选用这些物质）？发生什么特征的反应？属何类型的变化？得到什么结果？为何会得到此结果？
2.定量关系——反应物之间采用怎样的物质的量（或质量，或体积，或粒子数目）的关系？为什么要采取此种定量或过量关系？
3.反应条件——实验时应选择怎样的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件？为何要选择这样的条件？
（二）装置原理的思维训练
“装置原理”指的是为了达到某个具体实验的目的，应当选用何种仪器、设备，采用何种组合、连接方式。可以从以下问题引发学生思考：
1.仪器选用——根据实验原理，对特定的反应物或生成物，应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲（安全）的仪器？为何选用这些仪器更适宜？
2.配套组合——根据实验需要，选用仪器的大小、规格应怎样协调、搭配？如若不这样组合会出现什么弊端？能否做某种调换或代用？
3.连接顺序——为达到良好的实验效果，选用的仪器应采取怎样的连接顺序和安装与拆除的先后顺序？为什么要安排这种顺序？不遵循此顺序会带来什么不良后果？
（三）操作原理的思维训练
“操作原理”指的是根据具体的实验目的和仪器，进行实验操作活动的理由。可以从以下问题引发学生思考：
1.操作步骤——为达到某一实验目的，应当经过哪些操作步骤？这些步骤先后顺序如何确定？为什么要经过这些步骤？为什么要安排这种顺序？省略或调动某些步骤会有什么影响？
2.注意事项——实施某个实验步骤时应注意能做什么或不能做什么？原因何在？
3.安全措施——实验过程可能会出现哪些事故？如何防止？万一出现事故应如何处置？依据何在？
应当说明的是：上述种种围绕“三大原理”引发学生展开思维活动的问题，是从化学实验教学的整体来阐述的。实际上，对某一具体的化学实验活动，既没有必要也不可能面面俱到，只需从教学内容和学生水平的实际出发，抓住侧重点展开思维训练，引导学生从典型的实验探索入手，上升到一般性、规律性的认识，逐步提高他们思维品质的层次。
综上所述，在新课程背景下的中学化学实验教学的许多特点已浮出水面。变验证性实验为探究性实验，变解决问题为提出问题，变单向思维为发散思维，注重研究性学习，真正体现以学生为主体，以学生发展为根本的思想，注重科学探究，了解背景资料、收集证据、梳理概念、假设—验证、构建问题、解释等，这些都是科学探究活动的重要环节。改变实验评价观以及更新教学模式是我们化学教育工作者责无旁贷的使命。