徐德容

“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”是教材中最新增設(shè)的內(nèi)容，它是在實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，運(yùn)用相關(guān)的化學(xué)知識(shí)和技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器、裝置和方法所進(jìn)行的一種規(guī)劃。“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”變傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中照方抓藥、模仿重復(fù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是一種較高層次上的素質(zhì)教育，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新教學(xué)

創(chuàng)新就是拋棄舊的，創(chuàng)造新的，是一種產(chǎn)生前所未有的思想或事物的活動(dòng)。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)主要靠以創(chuàng)新為核心的素質(zhì)教育來實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)新教育就是要培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，從而造就高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，從化學(xué)學(xué)科特征到化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身都能找到創(chuàng)新教育的題材，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)則是化學(xué)教育中更直接的一種創(chuàng)新教育。

“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”是根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題所提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生在學(xué)得的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案來解決問題的過程，它是化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾獌?nèi)容。在化學(xué)科學(xué)研究中，科學(xué)、合理、周密、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往能導(dǎo)致化學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。設(shè)計(jì)周密可行的實(shí)驗(yàn)方案，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)往往起到重要的作用。

二、“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”的教學(xué)與實(shí)踐

1.深入領(lǐng)會(huì)新教材教學(xué)目標(biāo)和要求

中學(xué)階段“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”可從以下幾方面展開，即制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和物質(zhì)的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，最后總結(jié)出化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求。根據(jù)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)內(nèi)容，從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力出發(fā)，一般有如下操作步驟：確定課題→提出設(shè)計(jì)方案→討論方案的可行性→實(shí)驗(yàn)操作→對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)→確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。

教材中列句了以鋁屑為原料制備Al（OH）3的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、乙二酸化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等五個(gè)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思路；安排了以苯甲酸為原料，設(shè)計(jì)制取苯甲酸甲酯的實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)銅和銅的化合物的性質(zhì)方案等討論題，并配套了八個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和若干習(xí)題，若教師能抓住這些契機(jī)，舍得花時(shí)間和精力展開實(shí)驗(yàn)和討論，則不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，同時(shí)，能使學(xué)生在創(chuàng)設(shè)問題的情景中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)新事物、新問題，追求新知識(shí)，在自己精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施過程中，對(duì)化學(xué)問題提出新穎的見解、思路、方法和設(shè)想，解決新穎的化學(xué)問題，享受“發(fā)現(xiàn)”的樂趣，使他們的創(chuàng)造性思維得以大大的培養(yǎng)，繼而在以后的應(yīng)用環(huán)節(jié)中，達(dá)到知識(shí)的遷移和深化。

2.“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”的知識(shí)和能力準(zhǔn)備

（1）學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能要求

要熟悉掌握常見元素化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)以及一些常見單質(zhì)、化合物的制備原理和方法；掌握中學(xué)常見實(shí)驗(yàn)手段；熟悉常用儀器的使用。

（2）學(xué)生綜觀全局的能力

要明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)各要素之間的相互依存和制約的關(guān)系，能抓住完成實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)脈，善于分析影響實(shí)驗(yàn)成敗的主要因素；不僅能抓住矛盾的主要方面，同時(shí)又能關(guān)注實(shí)驗(yàn)中的細(xì)小環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。

（3）學(xué)生的積極思維的能力

思維是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心。對(duì)于要解決的問題，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，可以設(shè)計(jì)不同的方案，即使在相同條件下，也可以進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。這都需要設(shè)計(jì)者具備一定的積極思維的態(tài)度和能力。

（4）學(xué)生的積極創(chuàng)造意識(shí)和能力

創(chuàng)造性是設(shè)計(jì)的靈魂。學(xué)生要具備“喜新厭舊”、不落俗套的精神，在符合科學(xué)規(guī)律的前提下有執(zhí)著的探究精神，只有這樣，才能創(chuàng)造性地構(gòu)思、設(shè)計(jì)出解決問題的途徑和方法。

要順利實(shí)施“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”教學(xué)，教師必須為學(xué)生的上述知識(shí)和能力積極儲(chǔ)備，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.“教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”教學(xué)中應(yīng)注意的問題

（1）創(chuàng)設(shè)良好的問題情景

教師要引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不平衡，造成學(xué)生心理上的懸念，從而喚起學(xué)生的求知欲望。要達(dá)到這種目的，要求“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案”的題材有足夠的新穎。正是這種“新穎”的刺激，才會(huì)引起學(xué)生對(duì)探索的興趣和欲望，激發(fā)學(xué)生設(shè)問。思維源于疑惑，客觀存在的問題雖然許許多多，但要發(fā)現(xiàn)它并不容易，而發(fā)現(xiàn)、提出反常問題就更不容易了。前者是再現(xiàn)思維，后者是創(chuàng)新思維。教學(xué)中，教師要善于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景，對(duì)某些環(huán)節(jié)的交待要留有余地并不能講得面面俱到。為激發(fā)學(xué)生進(jìn)行求異思維和充分顯示思維過程，教師要延遲排斷。同時(shí)還要講究“引”法，讓學(xué)生有生疑的“空白”點(diǎn)、思維的“開發(fā)區(qū)”， 必要時(shí)還要幫助學(xué)生準(zhǔn)備相應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)，否則即使問題擺在面前也發(fā)現(xiàn)不了。一旦學(xué)生有“突發(fā)奇想”，教師應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)。若把設(shè)問、質(zhì)疑和釋疑貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的始終，可使學(xué)生由大疑產(chǎn)生大悟的效果。

（2）善于改變?cè)械乃季S定勢(shì)。

創(chuàng)造性思維的“敵人”就是各種束縛。當(dāng)人們遇到問題時(shí)，常常習(xí)慣于照老辦法去套，因?yàn)檫@樣既簡(jiǎn)單、方便，又不會(huì)出錯(cuò)，而對(duì)這種方法的使用越多，就越迷信，這是思維定勢(shì)的一種重要形態(tài)。

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上，由于受傳統(tǒng)觀念、原有理論、技術(shù)的束縛，一些科學(xué)家雖已站到了新發(fā)現(xiàn)的門口，但卻失去了機(jī)會(huì)。其中普利斯特利列已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中制出了氧氣，但由于受當(dāng)時(shí)燃素學(xué)說的束縛，而未能發(fā)現(xiàn)氧氣，以至后來載入史冊(cè)的氧氣的發(fā)現(xiàn)者是拉瓦錫。

有一道大家做熟了的習(xí)題：如何設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)由濃硫酸和木炭粉在加熱條件下生成的全部產(chǎn)物？一般的設(shè)計(jì)思路為：讓產(chǎn)生的混合氣體依次通過無水硫酸銅→品紅試液→酸性高錳酸鉀溶液（或溴水溶液）→品紅試液→澄清石灰水，其作用分別是：證明水的存在、證明二氧化硫的存在、除去二氧化硫、證明無二氧化硫、證明有二氧化碳存在。但在2002年化學(xué)高考試題廣東、河南卷第17題又出到了這題，但在題給的裝置中少給了一個(gè)洗瓶。受到思維定勢(shì)的考生對(duì)少了一個(gè)洗瓶都想不到變通的方法。其實(shí)可以拿掉第二個(gè)盛品紅試液的洗瓶，當(dāng)酸性高錳酸鉀溶液（或溴水溶液）的顏色不褪盡時(shí)，不僅除去了二氧化硫，還證明了該氣體已被除盡?？梢?，在化學(xué)日常教學(xué)中教師要始終不忘激發(fā)鼓勵(lì)學(xué)生不墨守成規(guī)、能別出心裁、標(biāo)新立異地提出合乎化學(xué)研究規(guī)律的新觀點(diǎn)、新設(shè)想及新方法。

（3）營(yíng)造輕松和諧的討論式氛圍

心理學(xué)認(rèn)為，輕松和諧的氛圍能促進(jìn)人的個(gè)性的和諧發(fā)展，能造成人的聰明才智的最佳發(fā)展。沒有個(gè)性，就沒有創(chuàng)造，就不會(huì)與眾不同。英國有位哲學(xué)家說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。因此，在“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”教學(xué)中，教師要營(yíng)造輕松和諧的討論式氛圍，鼓勵(lì)全體學(xué)生大膽地提出實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生即使提出了不全面、不完善甚至是錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案，也要予以表揚(yáng)和鼓勵(lì)，充分肯定學(xué)生在提出實(shí)驗(yàn)方案中的主動(dòng)參與態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)，讓他們?cè)谳p輕松松中得到明明白白的結(jié)果。