培养学生化学实验设计能力初探

在传统化学教学中，虽然强调重视实验教学，但由于传统教育理念的限制，多年以来教科书中的实验主要以教师演示为主，学生实验则多是重复一些演示实验的内容，而且教科书中的实验一直是以验证性实验为主。与之相应的教学模式是：实验前教师明确讲清有关的知识点，将实验方案和步骤以及注意事项明确地教给学生，再进行演示实验；然后再把实验现象、结果与所讲授的新知识作对应比较，最后由教师或学生做概括总结。观察实验和做实验主要是对所学知识的应用和巩固，是为了进一步掌握已学的知识；书写实验报告时进行的概括、小结等也是为了更好地进行知识的整理归纳，以构成相关的知识网络体系，使之更有利于学生对知识点的记忆。在这些过程中，学生一般只是被动地接受，实验仅是帮助学生巩固和检验知识的手段。在农村条件差的一些学校，教师甚至采取讲实验、学生背实验的方法完成实验教学。并且考试成绩不一定差。评价学校及化学教师的标准也主要是考试分数，所以化学实验教学一直处于次要地位，化学实验可做可不做。学生的动手能力、解决实际问题的创造力并未得到锻炼和培养。

《新化学课程标准》中要求学生能设计和完成一些简单的化学实验。因为它是发挥化学学科优势，进行科学探究的突破口和抓手。新化学课程中，我们看到在“标准”和“活动与探究建议”中共提出了41个实验或实验系列，其中80％以上的实验要求学生亲自动手完成，50％以上的实验是以科学探究的方式呈现的。新教材这样做是希望学生通过义务教育阶段化学课程中的实验内容的学习，不仅能激发起学习化学的兴趣，掌握实验的基本技能，而且能够逐步在教学中培养学生实验设计的能力，初步形成科学探究的能力。

一、培养学生化学实验设计能力的方法

培养学生的实验设计能力，按图示程序教给他们设计的方法。

1.实验目的的确定。从所给实验课题出发，确定实验的目的。实验目的是一个实验的核心，做此实验干什么，要解决什么问题。必须清楚。

2.实验原理的选择。要选择好实验原理，首先向学生明确，实验原理是选择实验所需的药品和仪器、实验的装置，编写实验步骤，产生实验结果的依据。其次要明确，选择实验原理必须从实验目的出发，寻找与实验目的相关的化学规律。总之，在原理分析中所涉及的许多情况、因素和信息要靠自己去寻找、探究，原理必须正确，否则实验不会成功。

3.实验用品的选择。依据实验原理选择实验用品，即实验所需的药品和仪器及实验装置。实验用品的选择还要考虑实验室的条件。所选择的药品、仪器、实验装置要经济、可靠，装置要简单方便，操作要安全可靠。

4.实验步骤的编写。实验步骤就是实验操作步骤，编写它要以实验原理为依据，根据所选的器材确定实施的过程。必须向学生明确，实验步骤是实验实施的过程，不能随意确定。每一步骤操作都要能说出其道理，要知道它的作用，以及它所产生的后果。让学生知道每一步操作是由一个或几个动作组成的。每个动作都有一定的要求，都要到位、都要符合一定的规范。同时，向学生说明实验的核心步骤是：实验与事实、解释与结论。即操作、现象、结论。实验步骤的编写必须做到操作要领清楚、前后J恻芋合理，且不重复、无遗漏。

5.设计实验表格。

实验表格是记录实验操作步骤、实验现象、得出实验结论的一种方式。设计实验表格的依据是实验原理和实验步骤。(见下表)

二、培养化学实验设计能力的步骤

1.学生自主设计实验方案。教师把实验课题及要求展示给学生，并要求学生在一定时间内完成设计方案。刚开始接触设计性实验，学生不习惯这样做，感觉比较困难，用的时间也较长。教师可根据课时安排情况，做些调整，可让学生在课前做这项工作。课前做2--3个后，学生对这种实验设计的方法也熟悉了，教师可在课上进行，并限定时间。学生通过自己设计实验方案，逐渐理解并学会如何设计实验方案。

2.教师指导。虽然学生已经知道了做设计性实验的方法，但是，学生在自己动手设计时，还会出现这样或那样的问题。针对不同问题，教师一定要根据实验进行辅导，应该怎样写，为什么这样写。反复强调步骤的编写方法，使学生在实践过程中逐渐体会、内化，逐步学会编写实验步骤。教师要对学生进行指导，个别问题进行个别辅导，对存在问题较多的进行集体讲解。

3.学生动手操作。学生根据自己的设计方案和教师的指点，进行实际操作。由于教师只是引导学生怎样设计方案，并不是把设计方案全盘交给学生。所以，学生在把设计方案落实到他的操作过程中时就会发现他的方案是否存在问题，然后进行修改。教师巡视学生的操作情况，对有问题的给予指导，这时，学生对自己存在的问题会更明确，会更理解为什么错了，错在哪儿。这样就起到了培养学生实验能力的目的，同时也起到了以实验为教学手段，巩固和加深对知识的理解、掌握的目的。

4.教师评价。教师对学生的实验报告逐一批改，正确的地方、有问题的地方以及有独创见解的地方一一进行批注，并给予评价。实验报告批改后发给学生，让学生了解自己的实验做的如何，哪儿做的好，哪儿做的有问题，进行修改，再做实验时加以注意。教师还要把集中的问题在课上进行讲解。教师再写出一份实验报告供学生参考，起到示范作用，使学生从中找到差距，不断地提高实验设计能力。

总之，学生实验设计能力的培养是一个长期的过程，教师要改变传统观念，重视实验教学，探索新的实验教学模式，精心编写各种探究性实验课题，让学生自己设计实验过程，自己做实验。从而促进学生实验能力以及科学探究能力的不断提高。