关于中学化学实验设计方法的分析

吴丽辉

【摘  要】随着新课改的提出以及不断深入，核心素养教育理念深入人心，在为中学化学实验课程指明发展方向、带来创新发展助力的同时，也对中学化学实验课程教学活动提出更高的要求。在此形势下，中学化学教师应当积极转变传统实验教学理念，创新化学实验设计方法，在为中学化学实验课程教学效率与教学质量提供保障的同时，培养学生良好的科学素养，助力学生化学学科核心素养发展。基于此，本文分析中学化学课程实验设计方法，供广大教育界同仁参考。

【关键词】中学化学;实验设计;设计方法

中学化学课程在培养学生创新思维能力以及科学素养方面具备得天独厚的优势与作用，是落实素质教育理念的有效途径。与此同时，化学课程是一项实践性较强的课程，实验教学占据较大比例。如何显著提升中学化学课程实验教学效率、教学质量，培养学生良好创新精神与创造能力，与中學化学实验设计存在密切关联。因此，化学实验设计需要得到中学化学教师的高度重视与广泛关注。

一、中学化学实验设计概念

化学课程是典型的科学类学科，而化学实验借助化学仪器设备、化学装置以及化学试剂等一系列物质手段，在人为设置实验条件的基础上，科学设定实验目标，并且通过转变实验对象化学状态与化学性质的这种方式，从而获取一系列化学实验现象，是一种科学领域的实践活动。在高中化学课程教学标准当中对化学课程实验教学内容有明确的要求，而初中化学课程实验活动与高中化学实验活动流程基本相同，区别在于以实验目的为导向的高中化学实验更加倾向于验证实验结果，或者对未知事物的探索;而初中化学实验教学活动则是通过重复化学发展历史当中极具代表性的化学实验，重现化学实验过程与化学实验结果，从而达到化学实验教学目标。

二、化学实验设计内在需求

由于化学课程是具备实证研究功能的自然科学，因此在中学化学实验内设计环节，就应当秉承科学性设计原则。而科学性原则对实验活动提出直观性要求、简约性要求以及可视性的要求，符合实验原理层面各项要求，对中学化学实验步骤、实验方法、实验仪器设备、实验药品以及实验装置等一系列组成元素进行改进与拆分组合，从而确保满足中学化学实验科学性要求与合理性要求。而直观性特征、简约性特征以及可视性特征本质都是建立在科学性要求的基础上，都来源于中学化学实验教学活动的内在需求。其中直观性特征与可视性特征，是指在化学实验操作环节以及化学实验演示环节，教师应当将抽象性的文字讲解，以更加直观、更加形象的方式呈现出来，提升学生对内容的理解度。而实用性要求，则是指在开展中学化学实验设计环节，对可有可无的步骤进行大胆取舍，对于耗时耗力的繁琐性步骤科学规避，同时合理运用多媒体成像技术作为实验展示重要补充，简化复杂的实验步骤以及实验装置，激发学生深度思考，从而起到良好的实验教学效果。在中学化学实验课程教学环节，化学实验教学活动需要遵循实验教学活动的内在需求。不仅如此，由于国内各个地区教育资源存在差异，因此部分学校缺乏实验活动开展所需的实验药品与实验设备，在实验教学环节，需要结合本校实际情况，科学选择实验内容，开展实验设计工作。需要对实验活动会产生的风险展开科学分析，做好事前管控工作，得出最为精准的化学实验原理固然重要，但保证学生的人身安全更为关键。开展危险性实验活动，教师可以借助多媒体技术播放实验步骤，使学生通过观看视频这种方式，掌握实验步骤与实验原理。举例说明：在制取可燃物气体实验以及对可燃性气体的性质验证这一实验环节，可燃性气体若是纯度不足，在燃烧环节会伴随爆炸。若是同时开展的实验组次较多，则容易发生气体泄漏。为此，教师可以针对实验过程展开深度研究，简化实验流程，将抽象繁琐的实验以更加简洁的方式呈现出来，提升学生对实验原理与实验过程的理解程度，降低实验操作难度，保证高中化学实验教学效率与教学质量。

三、中学化学实验设计基本步骤分析

首先，科学提出实验目的，将其作为实验设计的核心参考依据。在正式开展实验设计之前，需要明确实验目的，科学设定研究课题。其次，在明确实验目的的基础上，综合学生已掌握的知识，通过科学对比、科学迁移、科学分析这种方式，结合操作更为便捷、实验原理合理、原材料利用率较高、不会对环境造成巨大污染等原则开展实验设计。再次，在实验用品选择环节，结合实验原理、实验目的深度分析反应物性质、生成物性质以及一系列反应条件，科学选择实验仪器设备以及实验药品。最后，结合实验原理与实验目的，实验仪器设备与实验用品设置科学合理的实验装置以及具体的实验步骤，并且将整体实验步骤汇聚成实验装置图。在此基础上，结合实验目的、实验过程、实验原理，对实验观测到的现象展开科学预测，明确化学实验环节，需要重点记录哪些数据信息。除此之外，结合实验观察现象以及实验观察数据，通过科学分析、科学计算、图表呈现以及科学推理等处理方式，得出更加精准、更加真实的实验结论。并且结合课题要求对实验环节所采用的实验原理、实验装置、实验流程、实验现象以及实验结果开展科学分析、科学判断，并且在上一阶段实验活动的基础上做出针对性改进。

四、中学化学实验设计方法分析

（一）精准把握实验基础，思维层面进行创新

高中化学实验设计创新源于对基础实验原理以及基础实验技能的精准把握，只有对各个实验仪器使用流程、使用目的以及各个步骤的操作原理具备深刻认知与深刻理解，方可在原有实验活动的基础上进行步骤创新，确保实验结果更加精准，简化实验操作流程，以此确保实验教学活动更加满足低碳环保理念。

举例说明：在高中化学《化学反应速率与化学平衡》课程教学环节，教师应当明确本课重点教学内容与难点教学内容，带领学生顺利完成基础知识学习任务。在此基础上，开展实验教学活动，要求学生在实验环节，对影响化学实验平衡的各项因素展开深度探究，并且对化学平衡状态展开深度观察。在此环节，学生通过实践操作，提升对知识点的理解度与认知程度，顺利完成知识内化，并且将自身所掌握的化学知识合理应用于实验环节。将自身所掌握的化学知识转化为实验技能，反应速率会受到温度因素以及压强因素的影响，对浓度开展深度探究，学生结合课本要求完成一系列实验操作。在保证探究因素不变的状况下，对其他因素展开分析，顺利得出实验结论。在此环节，不仅可以培养学生课本知识探究能力，而且可以顺势引入化学平衡知识点，使学生在对铬酸钾颜色变化以及重铬酸钾颜色变化展开实验探究的过程当中，发现化学平衡时溶液应当保持何种状态，以及通过改变其中的某项因素，会对化学平衡带来哪些影响。

（二）加大实验创新设计力度，培养学生科学严谨的思维能力

教师结合新课改的要求以及学生个性化发展需求、多元化发展需求，科学开展化学实验设计工作，可以有效激发学生的实验兴趣，确保学生积极主动地参与到实验活动当中，培养学生科学严谨的实验精神。

例如，在《澄清石灰水中通二氧化碳》这一实验环节，学生可以在完成基础实验步骤的同时，观察后续的实验现象，此时教师就需要引导学生积极参与到实验现象观察环节，将实验目标转移到新鲜事物探究环节。通过简单的化学实验观察石灰水由清变浑的现象，学生深度参与到整个实验过程当中，探究能力与思维能力都将得到有效培养。为此，教师应当引导学生深度观察实验现象的细微变化，培养学生敏锐的实验洞察能力，秉承科学严谨的实验精神以及求真务实的科研精神，参与到一系列实验活动当中。这样一来，学生的思维将得到有效培养，确保学生在更深层次的化学实验课程学习环节拥有更加积极向上、出色亮眼的表现。

（三）做好实验反思工作，科学梳理实验步骤

通过对实验结果产生误差展开分析，可以有效检验在实验环节当中的不足之处，找到仪器设备损坏的地方，制定针对性的实驗措施，确保实验活动达到最佳效果。

例如，在高中化学课程《制取氯气》这一实验环节，尾气处理方法为碱液吸收方法，整个实验活动持续时间较长，容易导致氯气泄漏这一现象发生。因此，需要实验者精准把握实验时间，避免出现氯气泄漏现象，在化学反应环节，应当对试剂的加入时间保持高度关注，这也是实验活动顺利开展的基础保障。只有对实验反应时间开展精准把控，在恰当时机加入适当的试剂方可得出更加精准的实验结果。与此同时，需要不断针对实验误差展开分析，对传统实验方法以及实验步骤做出针对性优化与调整，保证化学实验活动具备科学性特征与真实性特征。

五、结束语

总而言之，科学设计中学化学实验是化学课程实验教学效率与教学质量的重要保障，二者之间具有诸多互通之处。通过精准把握实验基础，思维层面进行创新、加大实验创新设计力度，培养学生科学严谨的思维能力、做好实验反思工作，科学梳理实验步骤等方式开展实验设计，可以确保中学化学课程实验设计效果。在为化学实验教学效率、教学质量提供保障的同时，也为高中学生化学学科素养发展、综合素质稳定发展奠定坚实稳固的基础。

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