吳 清

（江蘇省梅村高級中學 江蘇 無錫 214112）

化學實驗教學是化學教學的重要組成部分，進行化學實驗是學生學好化學的有效途徑。實驗在化學教學中的重要作用并不止于培養(yǎng)學生的實驗技能、動手能力等外在的化學實驗素養(yǎng)，更重要的是化學實驗設計與體驗蘊含著豐富的創(chuàng)造性思維和方法，以其獨特的優(yōu)勢，通過學生設計實驗、觀察現(xiàn)象，逐步養(yǎng)成分析、比較、推理的思維習慣，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，造就具有科學精神和創(chuàng)新素養(yǎng)的學生。

新的國家課程標準在要求學生獲取知識、技能的同時，更要求其通過參與教學活動，體驗和感悟掌握知識、技能的一般方法和途徑，同時在情感、態(tài)度、價值觀等方面獲得發(fā)展，其教學目標是多層次、立體式的?；瘜W實驗的設計和體驗，對于培養(yǎng)學生對知識的理解能力，及將所學知識內(nèi)化為自身的化學科學素養(yǎng)，并進一步外化為解決化學實際問題的能力，具有很好的促進作用和較強的可操作性，是實現(xiàn)上述教學目標的有效途徑。

一、化學實驗設計的課題選擇

化學實驗的設計目的是通過解決一些實際的化學問題，使學生養(yǎng)成愛動腦、愛動手的習慣，培養(yǎng)化學實驗技能、實驗素養(yǎng)和掌握科學研究的一般方法，進一步促進學生思維品質(zhì)的提高。因此，在選擇實驗設計內(nèi)容、課題時應有一定的針對性，不能隨意地選擇實驗內(nèi)容，否則學生會覺得枯燥乏味，沒有主動思維、積極實驗的激情，起不到訓練、培養(yǎng)學生思維能力的最終目的。

針對高中生學習和掌握的化學知識而言，化學實驗設計的課題選擇可以從以下幾個方面入手：以高中化學教材中涉及的實驗、物質(zhì)性質(zhì)為素材背景，進行實驗的改進和完善；對給定的實驗內(nèi)容分小組進行實驗設計，通過小組間相互交流、評價，明確實驗方案的多樣性、差異性，并在安全性、可操作性、準確性和精確性上做出更好的選擇；也可通過對課本實驗、學生實驗中出現(xiàn)的一些出乎意料的、反常的現(xiàn)象作為探究的課題進行挖掘拓展，使學生通過進一步的實驗研究，更深入地認識化學反應的復雜性，更全面地認識化學變化的規(guī)律和實質(zhì)；也可以選擇平時練習中遇到的化學探究實驗課題進行研究；以及以節(jié)約化學資源、減少并防止污染、變廢為寶為目的的實驗室實驗廢液的處理與回收利用等方面的研究。

二、化學實驗設計與體驗的實施

學生進行化學實驗設計是學生充分運用所學化學知識、解決化學實際問題的能力體現(xiàn)。在此過程中教師應該作為學生的助手、扮演配角的角色，要將更多的分析、比較、推理的思維過程讓學生來展現(xiàn)，實驗儀器的選擇、組裝、實驗的操作過程由學生自己來完成，教師僅在知識的準備、操作的流程、安全性方面提供信息和技術支持。

化學實驗設計課題的提出可根據(jù)教學內(nèi)容的需要、學生的興趣愛好等確定。對于涉及知識是課堂教學內(nèi)容的組成部分，則教師可將其結合課堂教學的安排在課內(nèi)完成。

如在高一學生學習鋁及其重要化合物之后，可提出兩個可操作性較強的實驗設計的問題，并可讓學生分組完成：

①如何在不提供其他化學藥品的基礎上，僅用試管和滴管來鑒別AlCl3溶液和NaOH溶液？

②以鋁粉、稀硫酸、NaOH溶液為原料，設計不同實驗方案制取Al（OH）3，并比較不同方案中原料的用量，給出最佳實驗方案。

通過學生課堂交流、分析、討論，確定實驗原理和方案，并可利用課堂和課外時間進行具體的實驗操作，驗證實驗設計方案的正確性。

正確實驗方案的確立不僅鞏固了學生對元素化合物知識的掌握，更加深了學生對所學知識的理解與應用，提高了學生對實際問題的解決能力，并在問題的層層遞進、深入解決中培養(yǎng)學生思維的深刻性、全面性，同時使學生領悟到成功的喜悅和對自我的肯定，有助于學生提高分析思考化學問題的自覺性、樹立學好化學的自信心。

對于某些物質(zhì)的化學性質(zhì)，也可以要求學生設計相應的實驗進行具體的操作。如在有機化學苯酚一節(jié)的教學中，學生通過學習知道苯酚能與金屬鈉反應。那么，可以如何設計實驗，觀察實驗現(xiàn)象呢？在分析討論中，同學們做出了較全面的分析比較：有的學生提出將金屬鈉直接投入苯酚中，但有學生考慮到固態(tài)的苯酚不電離，且與金屬鈉接觸面積小，不易反應而被否定了；有的學生提出將金屬鈉加入到加熱熔化的苯酚中，但考慮到溫度高反應可能會較劇烈不易觀察現(xiàn)象；有的同學提出先將苯酚配成溶液（水溶液、醇溶液），但又馬上遭其他同學的反對，因為水、乙醇自身就能與鈉反應；于是又有同學根據(jù)“相似相溶”原理提出“將苯酚溶解在苯、甲苯等溶劑中配成溶液，再加入金屬鈉，觀察現(xiàn)象。”對于學生而言，這些方法的提出，思維在層層深入，正是創(chuàng)新思維的體現(xiàn)。該實驗設計方案的最終確立是學生在結合物質(zhì)性質(zhì)的基礎上，聯(lián)系到反應速率的影響因素，借鑒水溶液與固態(tài)物質(zhì)的反應，通過方法的比較、知識的遷移而設計的可行的方案。接著通過學生親身的實驗體驗，觀察到了預期的現(xiàn)象，但發(fā)現(xiàn)反應過程比較緩慢，在金屬鈉表面包裹著一層白色物質(zhì)。通過同學們進一步的分析，對該實驗現(xiàn)象作出了合理的解釋——生成的苯酚鈉是離子化合物在苯或甲苯等有機溶劑中不易溶解，生成后就附在金屬鈉的表面，導致反應速率較慢（在此，還可引導學生選擇合適的溶劑，通過與金屬鈉的反應，探究乙醇和苯酚中羥基氫的活性強弱）。這樣的實驗方案的確立過程，并親身體驗實驗，不僅使學生在心理上獲得成功的喜悅，提高了學習的興趣和熱情，一些新的實驗現(xiàn)象會進一步促使學生作深入的思考、探究，更使學生思維能力在解決實際問題中呈螺旋式的上升，是思維品質(zhì)的升華。

對于化學實驗中的副產(chǎn)品、廢液等的回收利用，也可以讓學生設計一些可操作性較強的實驗。如萃取實驗中的苯、CCl4、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的回收；實驗室制氯氣中MnO2的回收、銀鏡反應中Ag的回收；以及廢舊干電池中電解質(zhì)離子的檢驗；鎂粉與溴水反應機理的探究等實驗。由于這些實驗過程較復雜，耗時較多，故可以安排在課外時間、校本課程等時間段讓學生設計并完成。

在對化學反應副產(chǎn)物、廢棄物的回收利用中，同學們在綜合分析的基礎上提出了一些很有見地的想法。如從銅與濃硫酸反應后的溶液中回收制取膽礬晶體，用其中剩余的硫酸溶液，酯化反應后剩余的含硫酸的溶液用于溶解鋁熱反應中的固體混合物，以制取硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵等硫酸鹽的實驗設想。并通過資料的查閱、實驗過程的設計、具體實驗的實施，取得了很好的效果。在此過程中不僅培養(yǎng)了學生熱過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶等正確熟練的實驗技能，更鍛煉了學生綜合分析問題、解決問題的能力，他們在知識、方法、能力方面的收獲是一般課堂教學中無法傳授獲得的，更為他們今后在高校的深入學習、踏上社會努力工作奠定了良好的基礎。

三、化學實驗設計與體驗對學生思維的促進作用

在化學實驗的設計與體驗的教學過程中充分發(fā)揮了學生的主體性，體現(xiàn)了學生學習、探究的主人翁精神。挖掘、利用學生學習過程中遇到的實際問題作為設計實驗方案的素材，探究化學反應本質(zhì)、優(yōu)化實驗方法，能極大地調(diào)動學生思考的主動性、積極性和強烈的探究欲望，并能認真踏實地付之于實驗體驗，總結實驗過程中的成敗得失，改進和完善實驗方案、操作細節(jié)等。在實驗設計和體驗的過程中少不了同學間的相互討論、辯論、分工合作，體現(xiàn)了團隊的協(xié)作精神，更由于實驗方案設計的不確定性、多樣性，經(jīng)分析、比較、改進，確立最優(yōu)實驗方案，使學生的發(fā)散思維、批判思維、收斂思維得到了很好的運用和鍛煉，對多種思維作了完整的詮釋，促進了學生思維的發(fā)展，真正培養(yǎng)了學生勇于探索、敢于實踐；大膽猜想、周密分析；比較篩選、歸納總結的科學態(tài)度和作風，也逐步樹立嚴謹、細致、一絲不茍的科學研究精神。

四、對于學生進行化學實驗設計與體驗的一些思考

教師在化學教學中要努力挖掘富有啟發(fā)性、探究性、操作性的實驗內(nèi)容，充分調(diào)動和激發(fā)學生動手實驗的激情。平時應重視學生實驗，使學生掌握基本的實驗技能、規(guī)范的實驗操作和流程，提高動手能力，養(yǎng)成良好的化學實驗素養(yǎng)。對于學生進行實驗設計與體驗，要引導學生以提高自身化學實驗技能，鍛煉自己運用所學化學知識、化學方法分析問題、解決問題的能力為目的，端正態(tài)度、積極動手、細心觀察、善于思考，而不是抱著好玩、有趣、消遣的心態(tài)對待。對于化學探究性實驗的設計與體驗更適合化學較好的學生，他們有較扎實的化學基礎知識、有更多的課余時間和精力用于實踐。由于化學實驗方案的設計與實驗所耗的時間較多，所以學校應充分開放實驗室，更多的讓學生利用課余時間和假期進行，同時教師也應給予充分的支持與幫助，使學生能做好實驗，收獲成功。

思維只有在分析問題的過程中才能得到體現(xiàn)，只有在解決實際問題過程中才能得到充分的發(fā)展。因此，中學化學教學中要借助化學實驗獨特的理論聯(lián)系實際的優(yōu)勢，通過教師引領啟發(fā)、學生自我探究的方式，確立合乎學生實際的實驗設計問題，鍛煉、發(fā)展學生的思維能力和動手實踐能力，在多層面上完成中學化學教學目標。

［1］ 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準 （實驗）［M］．北京：人民教育出版社，2003

［2］ 陸燕海．乙醇與苯酚中羥基氫活動性比較實驗的改進［J］中學化學教學參考，2011，（3）：37