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】漫议中学化学实验的
设计
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漫议中学化学实验的设计
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摘要:化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程，不能固守常规，要不断更新、不断完善，要培养学生通过实验解决问题的能力。许多类似的实例道出了以下规律:实验事实?理论的建立(或假设的提出)?再实验?理论的发展和完善。学生对固体分子的运动与液体分子间的间隔不易认识清楚就可以指导学生设计实验加以解决。教师在教学中，通过实验设计一定要让学生观察、分析清楚，理解透彻。
关键词:中学化学;实验设计;具体化
化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程，不能固守常规，要不断更新、不断完善，要培养学生通过实验解决问题的能力。 一、化学实验设计对学生的基础知识和实验技能的要求
1.深刻理解化学基本理论的实验基础。
在化学学科中，任何理论(或假设)的提出、发展和完善，都有一定的实验事实作根据，如:原子结构理论中核外电子分层排布的实验根据是电离能的测
锌原电池实验;某些有机物之间反应机理的定;原电池原理的实验根据是铜—
确定是在实验中利用了示踪原子等。许多类似的实例道出了以下规律:实验事实?理论的建立(或假设的提出)?再实验?理论的发展和完善。这是人类在自然科学中发现真理、认识真理的过程。要让学生明白:化学家就是这样去认识化学世界的。
2.熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质的实验事实以及单质、化合物的制备原理和方法
化学实验是证实某物质是否具有某种性质的唯一手段。中学阶段的大部分化学实验都是定性实验，这些实验虽然简单，但确实可以培养学生透过实验现象(或实验数据)看清反应实质，进而推断物质的微观组成、结构与实验结果的相互关系。物质的制备原理是以物质的性质为基础的，某一物质的制备方法不止一种，但教材上采用的方法则是实验室中最常见的最好方法，熟悉了这些实验，在设计实验时就能够灵活选择实验原理。
3.能查阅、运用有关图
表
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、数据和其它资料。
4.掌握中学化学常规实验手段，熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项。
常规实验手段是化学实验的基础，综合实验是常规实验的综合运用，即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验，因而教材中所有实验(包括教师的演示实验)都要尽可能地让学生在课内或课外一丝不苟地完成。通过动手，一方面达到对常规实验操作(加热、蒸发、过滤、分液、称量、滴定、仪器的组装等)的熟练掌握，同时熟悉常见仪器的应用范围和使用注意事项。 二、设计实验必须有化学实验总体观
任何一个化学实验都包含以下
内容
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:(1)实验目的(2)实验原理(3)实验设计(4)实验药品、仪器、装置(5)实验操作及操作规程(6)实验结果的处理，这六个方面的内容可称为化学实验的六要素。实验目的是核心;实验原理是达到实验目的的理论根据;实验程序是能否完成实验的关键，它的设计以实验原理为基础;药品、仪器、装置是物质保证，这些物质条件的选择是由实验原理和实验程序决定的，同时对实验程序也起着制约作用;实验操作及注意事
项是实验得以顺利、安全进行的保证，它的制定要由实验程序和实验用品来决定;实验结果的处理是对实验是否达到预期目的所进行的检验，在解释实验现象、处理所测得的数据、分析实验误差等项工作中必须对各要素进行综合分析。
三、思维能力是化学实验设计的核心
学生的一切学习活动都离不开思维。化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程，对学生思维能力的要求层次较高，而中学生的思维活动还处于从经验型向抽象型过渡的阶段，这就要求教师设法加速这一转化，使学生的思维活动尽快趋于成熟，尽早地具备辩证思维的能力，同时培养出较好的思维品质。
四、创造性是实验设计的灵魂
指导学生在设计时，首先是通过模仿、移植现有的实验
方案
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，然后通过独立思考、探索逐渐在设计中体现自己的个性，具有一定的创造性。教师在组织学生开展课外活动时，可引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料，以开阔学生的视野，启迪学生进行创造性思维。同时也应经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题，尽量给学生一些动手的机会，让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
五、将抽象的理论知识通过实验具体化
例如:学生对固体分子的运动与液体分子间的间隔不易认识清楚就可以指导学生设计实验加以解决。
1.固体分子的运动
(1)在常温下碘分子的运动。
用图钉在大号胶塞的小头固定一条湿润的淀粉试纸条，将集气瓶微微加热后，放入一小粒碘，并将带淀粉试纸的胶塞，塞入集气瓶口，让学生观察淀粉试纸的变化。
(2)碘的受热与冷却。
有个实验仪器叫“碘升华球管”，部分学校已经配备。
在演示时，只要将球管竖直放在石棉网上，并在上边凹槽内注入少量水，作为冷却用，在下边用酒精灯加热，即可看到碘分子的运动——升华;碘蒸汽上升到冷却部位，又马上凝结，形成具有一定几何形状的紫色晶体。这个仪器可以反复使用，现象直观。
(3)实验说明:
a.集气瓶微微加热，是为了加快碘分子的运动，缩短演示实验的时间。 b.碘升华球管上槽注水，量不要超过水槽容积的1/2，太多容易外溢，加热时容易使球管破裂。
2.分子间的间隔性。
我们说石子与石子之间有间隔，黄豆与黄豆之间有间隔，这些学生都会非常相信，因为他们在日常生活中已经接触到了这部分感性知识。当你说液体与液体之间有间隔，学生就绝不会相信，因为他们没有这部分
的感性知识。你说分子与分子之间有间隔，当然他们更不相信。所以建议教师演示分子之间有间隔的实验，以增加学生的感性认识。
(1)具体做法如下:
取一支液液互溶演示管，先在演示管中注入1/2体积的水，然后再注入1/2体积的着色酒精，至演示管a处。用胶塞将管口塞紧，翻转几次，使管内的水与酒精充分混合，将管直立，让学生观察混合后液体体积的变化，他们立即发现，混合后体积减小，降至刻度b处。形象的说明了，分子之间有间隔。 (2)实验说明:
a.酒精一定要着色，使学生容易观察。
b.在化学中，物质及其变化的本质特性，一般是对物质微观结构及其运动的本质认识。因此，我们对于物质及其运动变化的认识，就要掌握其本质特性。例如:初中化学关于分子特性的描述:“分子是构成物质的一种微粒”，“分子很小„„肉眼看不见”，“分子并不是静止存在的，而总是在不停地运动着”，“分子间有一定间隔。”这些描述不是分子的本质特性，因为这是与其它事物所共有的(如原子、离子、电子等)。“分子是保持物质化学性质的一种微粒”，这才是真正描述分子的本质特性。所以，教师在教学中，通过实验设计一定要让学生观察、分析清楚。
化学实验的设计没有固定的模式，是根据教材、学生、以及教学条件创造性地活动过程。所以，我们要不断进取、创新，创设出最佳化学实验教学设计。
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