简论化学实验设计

来源:用户上传      作者: 李林海

　　化学实验设计是指实验的主体为获得某一化学知识、解决某一化学问题，在实施化学实验之前，根据有关的化学知识、技能及相关原理，对实验的仪器、装置、步骤和方法所进行的一种规划。《课程标准》提出“让学生形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验”。通过化学实验设计可以训练学生的思维，加强学生的知识运用和实际操作能力。下面，结合笔者的教学经验，从化学实验设计的意义、原则、内容发表一下自己的浅见。
　　（１）化学实验设计的意义。化学实验设计对于发展学生的科学探究能力，提高他们的科学素养也有重要意义。首先，它可以激发学生的化学学习兴趣。学生根据自己所学的化学知识，独立地或在教师启发下，设计出各种实验方案，成功地解决化学实验问题，从而产生成功后的喜悦，激发起更大的学习热情，成为进一步学习的强劲动力。其次，设计化学实验方案需要学生灵活地和创造性地运用所学的化学基础知识和化学实验基本技能，可以发展他们解决化学实验问题的能力和创造能力。另外，进行化学实验设计还需要学生掌握各种科学方法，如实验、测定、实验条件的控制、假说等，具有严肃认真、一丝不苟和敢于创新的精神，有利于学生认识和掌握科学过程与科学方法，形成正确的化学实验态度、情感与价值观。
　　（２）化学实验设计的原则。明确化学实验设计的原则是进行化学实验设计的前提。进行化学实验方案的设计时，应遵循以下几项基本原则：
　　１．科学性。科学性是化学实验方案设计的首要原则。它是指所设计的演示实验的反应原理、操作程序和方法等，都必须与化学理论知识和实验方法论相一致。例如：制ＣＯ２最好用稀ＨＣｌ，不能用浓ＨＣｌ或Ｈ２ＳＯ４，因为浓ＨＣｌ具有挥发性，而Ｈ２ＳＯ４和ＣａＣＯ３反应生成的ＣａＳＯ４反而会阻碍反应的进行，若要用Ｈ２ＳＯ４，则大理石必须研磨成粉末。
　　２．安全性。实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。如果必须使用，首先应注意有毒物品的吸收处理，以防造成环境污染和人身伤害。其次，要了解可采取哪些措施消除不安全因素，并详细说明操作中应注意的事项。再次，还必须注意实验操作要规范。有些实验虽然具有一定危险性，但只要按操作规程进行，是不会发生危险的。
　　３．可行性。设计的实验方案要切实可行，所选用的药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。例如，制取ＣＯ２时就不能用Ｃ和ＣｕＯ高温加热来制取，因为这个实验条件要求较高，有一定的危险性，而且会有ＣＯ生成。
　　４．简约性。简约性是指设计的实验要尽可能采用简单的装置或方法，用较少的实验步骤和药品，能在较短的时间内完成实验且能观察到明显的现象。例如，尽量采用随用随取装置，像启普发生器或装有分液漏斗的制取装置；物质的鉴别可先通过颜色、气味、水溶性、密度等物理性质加以区别。
　　５．经济性。综合考虑原料的用量与价格。只要能达到实验目的，药品尽量少用，能做微型实验的尽量做微型实验等。
　　（２）化学实验设计的内容
　　一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：
　　１．实验目的。要明确做实验的目的是什么，为什么要这样去做，通过实验要想得到怎样的效果。
　　２．实验原理。对于化学实验来说，实验的原理一般是化学反应方程式。对实验所涉及的化学反应要清楚明了。只有知道实验的原理，才能对实验所需的药品、器材、实验注意事项等明了。
　　３．实验用品。根据实验原理确定实验所需的实验用品，如，药品、仪器、装置、设备及规格等。
　　４．实验装置图、实验步骤和操作方法。根据原理、用品等确定实验装置，先画一个实验装置图，做实验的时候根据图连接实验仪器。对实验步骤、操作方法也要明确，实验开始的时候要预先写好，不要到做实验时才去临时决定。
　　５．注意事项。化学实验一般有一定的危险性，在做实验前一定要充分考虑各种因素，做好事故的处理方案，写好实验的注意事项。
　　综上所述，化学实验的设计是培养学生研究能力和创新探究能力的重要途径和方法。因此，在化学实验的教学中，教师要注意对学生实验设计能力的培养。

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