化学实验设计
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇化学实验设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
化学实验设计范文第1篇
关键词：初中，化学，实验，设计
前言
化学是一门以实验为基础的自然科学。以实验为基础的化学学科特征决定了化学实验在化学教学中发挥着不可替代的教育功能。教育部颁布的《初中化学课程标准（实验）》指出：“以实验为基础是化学学科的重要特征之一。化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情景，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观”。[1]实验在化学教学中占有举足轻重的地位，是实施素质教育的有效途径。
化学实验研究的对象是物质，这里的物质既可以是天然存在的，未经人工改造过的物质，如自然界中的空气、石油、煤等；也可以是天然存在的，但经过一定的物理或化学方法提取、制备才能得到的物质，如氧气、铝、尿素等；还可以是人们用化学方法创造的，在自然界中原本并不存在的新物质，如合成橡胶、塑料等。初中化学作为启蒙性、基础性的课程，其实验内容从化学实验研究的对象和研究内容的角度分析，大致也包括上述几个方面。
实验设计，即是设计实验。即由原题给出一定的物质材料，由学生自行设计可实行的操作方案，通过实验现象，得出正确结论，来验证物质的存在与否或辨别物质。
一、初中化学实验设计
1、以课程标准的基本要求为根本，合理选择实验素材
课程标准从“知识与技能”、“过程和方法”、“情感态度与价值观”等目标上，对化学实验有明确的要求，体现了化学以实验为基础的思想。新教科书中实验的设计，以达到课程标准的实验目标和内容要求。
2、实验内容贴近学生的实际生活
从日常生活中选取学生熟悉的素材，引导学生从观察与探究身边的一些常见事物入手，了解化学对人类生活的影响，体会化学发展对改善和提高人类生活质量的关系。通过五彩缤纷的化学物质和丰富多彩的化学变化，是学生切身感到化学就在身边，进一步增强学生对化学的好奇心和探究欲望。
例：“常见的酸和碱”实验的探究，将班级种植的花卉的花瓣如月季花、萝卜莲和生活中的蔬菜如卷心菜、胡萝卜等在研钵中捣烂并加酒精浸泡成为指示剂，分别加到食醋、石灰水、盐酸和氢氧化钠溶液中的现象进行记录。比较所制得的指示剂中，那些在酸或碱溶液中的远射变化效果较好。该案例中的实验探究就是利用学生身边长江的各种花朵、食醋等进行探究活动的例子。
化学科学的发展增进了人类对自然的认识，促进了社会的进步。但是化学在给人类社会带来巨大福利的同时，也出现了一些与化学有关的社会问题，如环境、能源、健康等，甚至有些化学现象可能影响到了人类的生活和社会的可持续发展。因此，在新教材中化学实验内容的选择注意用具体的真实的事件引导学生正确认是化学与社会发展的关系，“使学生知道自然资源并不是取之不尽、用之不竭的，人类要合理地开发和利用资源，树立保护环境，与自然和谐相处的意识”[2]。让学生学会从化学的角度来解释和解决现实中与化学有关的社会问题。
例：在“铁的性质”的教学中，需要用到铁钉生锈的演示实验，可先让学会自己找材料，每人在实验前10天准备三只干净的医用针剂小药瓶。按装满水、少量水、干燥三个不同条件各放入一枚铁钉。让学生每天观察一次并做好记录。最后让学生展示成果。教师讲解与学生讨论结合，直到得出正确结论，效果较好。
3、实验内容更加注重实验的趣味性
以生动、形象、鲜明、新奇的实验现象激发学生兴趣的化学实验，称之为兴趣实验[3]。针对初中具有强烈的好奇心，对新奇的事物具有强烈的探究和求知欲望的特点，增加了趣味性实验。一方面，可以增加学生对学习化学的兴趣；另一方面，引导学生通过趣味实验的新奇现象，进一步分析产生现象的原因，从而将学生对实验现象的表面兴趣转化为对学习、探究化学知识本身的兴趣。
例：“烧不坏的手帕”
在课前事先用一块棉手帕，在盛有乙醇的体积分数为70%酒精的烧杯中浸泡，待均匀湿透后取出，在课上将浸透的手帕舒展开，用镊子夹住两角，请学生帮忙点燃手帕，让它燃烧。当火焰熄灭后，手帕完好无损。追问这是为什么？点出原理以增加学生学习化学的兴趣。
4、科学合理减少污染，使实验绿色化
绿色化学就是环境友好化学，它的核心内涵式在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头，使整个生产过程和生产工艺对环境友好，这是从根本上消除污染的对策。新教材对实验的绿色化非常重视，主要体现在：①尽量做到选择的实验其反应物和生成物无污染或污染小。②如果是污染性较强的反应物，则在密闭的装置内进行实验；如无法进行密闭实验时，在通风橱进行或采取其他防护措施。③对产生的污染物做到有效地回收和处理。④为了防止学生操作不熟练而造成污染，对一些有污染性而有需要制备的物质，由教师在实验前制备好分给学生。[4]
二、如何培养初中生化学实验设计能力
1、化学实验以探究为主，引导学生主动实践
要培养学生的化学实验设计能力，在实验教学过程中，教师必须引导学生认真分析实验设计方法，使学生从中体会实验设计思想，掌握实验设计方法，从而达到培养实验设计能力的目的。
例：“二氧化碳气体制取”的实验教学中，如果按照过往的课本要求，就是提供了特定的装置给学生选用，另外，药品也是一般指定选用大理石与稀盐酸的反应，这样做限制了学生的实验设计能力的发挥，不利于对该知识点的完全掌握。在二氧化碳实验室制法的教学中，事先准备了如下几组实验：（一）碳酸钠与稀盐酸反应；（二）纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应；（三）石灰石与稀盐酸反应；（四）石灰石与浓盐酸反应；（五）石灰石与稀硫酸反应。让学生依次分别做这五个实验，然后共同讨论：在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适？为什么？在经过讨论得出共同的结论：实验室应用石灰石（或大理石）跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。
实验设计关键在于学生能熟练掌握基本的实验操作，熟悉实验过程中产生的现象，从而确定出所需的步骤方案，推导出正确的实验结论。5覆盖面广，组织性强，侧重于考察学生对于知识的综合应用，而开放式的答题形式，又大大拓宽了学生的思维层面，调动了学生兴趣，对提高学生综合组织能力起到很大作用.
2、创设兴趣小实验，激发学生主动参与
兴趣是最好的老师，是主动学习的最初动因，它能推动学生去探索真理，并带有情绪体验色彩的意向，会产生强烈的参与意识，进行创新实践。因此，在教学中引导学生把枯燥呆板易懂的实验设计成生动活泼的兴趣小实验，也不失为激励学生主动参与，培养学生创新能力的好途径。
例如：在学习了可燃物燃烧的条件后，我给学生巧妙的提出了这样一个问题，水中的白磷能燃烧吗？问题刚提出，学生迷惑，甚至回答“否”，但一经点拨，许多同学马上恍然大悟，于是我要求他们先讨论怎样设计操作步骤？还需用到哪些仪器和药品？还要讲出创作设计的理由。最后，人人举手，欲上台表演。
创设新颖有力的实验问题情境，激励学生分析问题、积极思维、主动思考。实际上，书上的有些实验存在着不合理性或难以操作性等不妥之处，引导学生主动思考对某些实验进行设疑，让学生筹划，以培养学生的创新情感。
结论
经过一年来对初中化学实验设计的探讨研究和对学生的实验能力设计的培养，在各方面都取得了一定的成绩，但不足之处还是存在的，例如，课堂的时间控制问题和实验设计的方向问题还是不够完善，希望在不久的将来，可以做得更好。而我们教师更要及时分析和总结并拿出相应的计划和措施给学生辅导，使学生的化学素质得到根本的提高。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.2001.全日制义务教育化学课程标准.北京： 北京师范大学出版社
[2] 刘克文.初中化学新课程教学法.2002.南京：南京师范大学出版社
[3] 胡满成.2001.化学基础实验.北京：科学出版社
化学实验设计范文第2篇
【关键词】化学实验设计 培养学生的能力
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674—4810（2012）18—0133—01
化学作为自然学科，实验设计的教学是培养学生探究学习能力的主要平台。如何在实验教学中培养学生探究学习所需的各项基本技能，对新课程目标的达成起着决定性的作用。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。通过设计实验让学生从已有的实际经验出发，亲自经历实际问题的操作、解释与应用过程，培养学生通过实验解决问题的能力，并在此基础上主动建构知识、获得学习方法。这对转变学生的学习方式，激发学生的兴趣有一定的积极作用。
一 化学实验设计可让学生掌握中学化学常规实验技能
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分组设计，同时一丝不苟地完成。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 化学实验设计可提高学生对化学实验六要素的全面理解
一个完整的化学实验包含六个要素：实验目的，实验原理，实验设计，实验药品、仪器、装置，实验操作及操作规程，实验结果的处理。通过自己动手设计实验，学生体会化学实验方案的步骤，实现学生对于实验的药品、目的、原理、方法、过程、意义、优缺点的全面理解。
例如，在学习铁与铁的化合物时，Fe2+盐溶液与强碱溶液反应实验中，先让学生写出硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：
FeSO4+NaOH=Fe（OH）2+Na2SO4
而后，学生通过观察实验现象兴奋起来。他们描述所观察到的实验现象是：装有NaOH溶液的试管中靠近滴管口有灰色沉淀生成，且很快变为灰绿色沉淀，最后变为红褐色沉淀。这与他们了解的实验现象有所不同，这激发了学生的好奇心。通过讨论，基本统一为以下意见：红褐色沉淀是Fe（OH）3，而且Fe2+转化为Fe（OH）3的过程中发生了氧化还原反应。这时，可以先引导学生阅读课本后再讲解相关知识。
接着设疑：“如何制备一定量的Fe（OH）2并保持一段时间呢？”
此时，学生的积极性被彻底调动出来，笔者将学生分组，设计实验方案，各组提出设想方案：用新制的FeSO4溶液；用煮沸并冷却后的蒸馏水配置的NaOH溶液；用长滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液；在反应液面上滴加植物油或苯进行液封等方法。最后选一组代表展示一套优秀的实验设计方案。
三 化学实验设计能够提高学生的思维能力
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。通过让学生自己动手设计实验，可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。例如，怎样用三种最好的方法制取CaCl2溶液？笔者提出这个问题后，把全班学生分成四人一组，先让学生小组讨论提出制取CaCl2溶液的可能方法，然后学生四人一组分头进行实验，对每种实验方案都要进行实验验证。学生在实验探索中最后找出最好的三种方法：CaO、CaCO3、Ca（OH）2分别与稀盐酸反应制取CaCl2溶液，这三种方法实验步骤最少，原料成本最低，产率最大。学生通过设计探索性实验，做探索性实验，学会了用实验研究化学问题的方法，掌握了实验基本操作和技能，激发了学生学习的兴趣，并培养了学生分析问题、独立操作、解决问题的能力，提高了学生的思维能力，为学生在高中的进一步学习打下了坚实的基础。
四 化学实验设计能够启迪学生的创造性思维
创造性是实验设计的灵魂，学生在设计实验时，首先是通过模仿、迁移现有的实验方案，然后通过独立思考、逐渐探索在实验设计中体现自己的个性，具有一定的创造性。学生为了设计成功的实验，通过阅读、查找资料，找到一些实验小窍门、实验药品及仪器的代用品以及实验装置的改进等有关资料，这样可以开阔学生的视野，启迪学生进行创造性思维。同时，学生也会提出一些能激发创造欲望和创造兴趣的问题，只要给学生动手的机会，就会让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花。
例如，在浓硝酸的特性教学中涉及“铜与浓硝酸、稀硝酸的反应实验”，教材中的方法是在盛有铜片的试管中直接加入浓硝酸和稀硝酸，产生的气体用NaOH溶液吸收。这种实验方法不便控制，且Cu与稀HNO3反应后得到的气体仍为红棕色（2NO+O2=2NO2）。在教学中笔者引导学生结合学过的制取H2、CO2等气体的改进装置，对本实验装置进行重新设计，既能控制反应的进行，又可以清楚地观察到NO气体转化为NO2时的颜色变化。通过对教材中实验的适当改进、设计，让学生参与化学实验设计，可以提高学生运用实验知识解决化学实验问题的能力，深刻理解实验内容，达到提高教学效果的目的，又增强了学生的创新意识，提高了学生的创新能力。
总之，化学实验设计是化学学科的一个知识升华，只有在掌握好基础知识等各方面能力后才会有所提高进步，学生必须从日常的课本知识上下工夫，才会将化学各方面知识驾驭于化学实验中。
参考文献
化学实验设计范文第3篇
帮助学生构建系统的知识体系
化学实验是化学学科教育的源泉，是训练科学方法的有效途径，是形成化学知识体系的必由之路。通过化学实验，能够帮助学生加深对客观知识的认识，有效构建系统的知识体系。
创设实验设计，直观展示，提高学生的认知效率 人的认知过程是从感性认识到理性认识，是一个从感知上升到抽象的过程。化学实验教学的直观性，起着其他教学方法不可替代的作用。比如，死灰复燃实验可以直观地展现氧气的助燃性。这样的例子还有很多，如学生在刚学化学时对溶解属于物理变化不理解，教师如何讲解、强调都没用，但在做了硫酸铜晶体溶于水呈蓝色溶液的实验后立即理解原物质仍然存在。通过设计实验进行教学，能将此类现象直观地展现给学生看，达到事半功倍的效果――改变枯燥的学习过程，可以调动学生学习的主动性和积极性。
创设实验设计，对比分析，使学生理解知识的本质 化学实验活动是一种感性的活动过程，也是一种理性的思维活动过程。一个好的实验设计可以让知识清晰呈现，让学生正确认识知识，抓住本质。案例一：实验探究二氧化碳通入紫色石蕊试液，石蕊变红。第一步，提出问题：“是什么物质使石蕊变红？”第二步，实验、观察（设计探索性实验）。第三步，实验事实及其处理。第四步，结论：通过对比发现，二氧化碳能与水发生反应生成碳酸，碳酸使石蕊试液变红。学生通过观察和实验操作，收集并处理实验数据，让学生从现象描述触及本质，帮助学生由表及里地理解知识，得出正确结论，从而理解知识的实质，最终构建新知。
培养学生设计实验的创新精神
初中化学实验类型可以分为“探究型（启发型）”“验证型”和“应用型”三类。这三类化学实验教学活动均有助于学生解决各种化学问题。根据不同的情况，我们可以因材施教，设计不同方法以获取实验的实效性。
探究型化学实验问题的提出及实验设计 提出这类问题的目的是通过模拟来体验科学家探索的过程，培养科学探究的能力和方法，直接或间接地为化学科学概念、理论或假说的建立、形成和发展提供重要的化学实验事实。案例二：实验探究氢氧化钠与二氧化碳的反应。提出问题：如何证明CO2与NaOH发生了反应？结论：如能发生反应，瓶内压强会随气体的减少而减小，使小橡皮泡变大。学生在老师的启发下，根据“产生压强差原理”设计出几种实验装置。若发生反应就会看到，气球膨胀、水倒流、水位变化、瓶子变扁等现象。在探究实验设计时，学生首先要学会观察模仿，再学习移植现有的实验方案，然后再通过理性思维对它们进行周密思考和精心设计，联想迁移，刻苦探索，逐渐在实验设计中体现自己的个性。探究实验设计，在培养学生的创新思维方面有其得天独厚的条件。
验证型化学实验问题的提出及实验设计 提出这类问题的目的是验证实验者的理论推断或假设，侧重于从已有知识或生活积累出发。案例三：实验探究二氧化碳的性质。提出问题：如何设计实验证明二氧化碳的性质？二氧化碳是一种生活中常见的物质，雪碧中就会逸出二氧化碳气体。学生纷纷提出自己的想法，并设计实验来验证二氧化碳的化学性质。由于是用雪碧瓶中摇出的气体来做实验，学生觉得特别新鲜，学起来也兴趣盎然。由此可见：验证型化学实验问题往往是重新认识已有知识，若仅仅纸上谈兵，学生会感觉枯燥乏味。引导学生设计实验来验证自己的理解从而形成新知，通过活动帮助学生养成尊重事实的科学态度，培养学生科学的思维方法和创新能力，养成良好的科学素养。
用型化学实验问题的提出及实验设计 “化学实验是化学理论赖以产生的基础，是化学理论运用于生产实践的桥梁和中介。”提出这类问题的目的是，通过理论运用于实践，寻找解决问题的有效途径，侧重于从联系生产、生活实际出发。案例四：①金属为什么生锈如何防护？②什么物质可降低土壤酸性，什么物质可治疗胃酸过多？③灭火的方法有哪些？为什么？
事实表明：如果学生的思维缺少了应有的碰撞，就难以激起他们真正的探究热情，不利于学生的主动学习与发展；如果我们可以让学生利用生活中的材料来设计实验，证实自己的想法，就会使学生的思维得到发展与提高。
提高学生设计实验的实践能力
化学实验设计的内容一般可分为实验原理（反应条件）、实验装置（实验装置的改进）、实验步骤和操作方法等。教师要引导学生学会细化设计内容，寻找相关信息，确立探究方案，使学生思维清晰，提高实验设计的有效性。
实验原理的探究 案例五：实验二氧化碳制取的研究。提出问题：实验室用什么方法制备CO2最适宜，为什么？学生想法：①木炭燃烧；②高温煅烧石灰石；③大理石与稀盐酸反应……交流反思：制得气体可能不纯，条件较难满足。提供药品：块状大理石、碳酸钙粉末、稀盐酸、稀硫酸、浓盐酸。学生设计的实验：①稀盐酸和大理石；②稀盐酸和碳酸钙粉末；③稀硫酸和大理石；④稀盐酸和石灰石。学生的结论：块状的大理石或石灰石反应持续速度适中。笔者认为：本课的选材源于学生的生活实际，从提出课题、提出假设、实验设计、进行实验、反思、实现知识的形成，整个过程一气呵成。学生们在探究学习中深切地体会到化学探究的乐趣，学生的学习情绪被激发，提高了学习化学的兴趣，掌握了科学方法，成功完成了预定的教学目标，提高了学生的实践能力。
实验装置的探究 案例四：探究二氧化碳的实验室制法的装置。首先，提出问题：“能不能用制氧装置来制二氧化碳呢？”让学生从反应物的状态和反应条件入手选择所需装置；教师接着展示先辈发明的启普发生器，激起学生的探究实验设计的兴趣；然后，师生一起讨论如何分离二氧化碳的两种反应物，要求在前面几套装置中进行改进，以达到相同效果。此处问题的难度较大，需要递进式思考。最后形成结论：①将固体搁置在液体中间，加一个隔板，使之不能参与反应；②利用变大的气压将液体压回到一个容器中，使固液分离（加一个长颈漏斗，伸入液体中）；③控制气压变化使固液接触或分离（加一个弹簧夹）……实验设计中，教师可引导学生以一个目标作为思维起点，沿着不同方向，提出各种设想，寻找各种途径，设计解决具体问题的实验方法，通过发散思维和集中思考来归纳出一个最优化的答案。要让学生将所学知识运用到在实际应用中去，使学生能够更好地做到学以致用，增强学生的实践能力。
结束语
化学实验设计范文第4篇
本文仅以“盐酸和氢氧化钠溶液能否发生化学反应”为例,来说明在教学中如何有效指导学生进行化学实验设计。
一、发现问题,确立研究内容
实验设计方案的题材新颖,更容易引起学生探索的兴趣和愿望,激发求知欲。所以,在教学中教师要善于为学生创设问题情景,引导学生提问。提问是学生进行探究的动力,鼓励学生多提问,改变“教师问,学生答”的呆板模式,变“学生答”为“学生问”,活跃思维。要借助依据,鼓励学生猜想,培养学生形成假设的能力,从而确立研究内容。
例如,在学习“中和反应”内容时,可先演示趣味小实验“变色的小花”,激发学生学习的兴趣和欲望,再创设真实生动的问题情景:教师向一支试管中加入少量氢氧化钠溶液,再逐渐滴加稀盐酸,振荡,使其充分混合。让学生观察实验现象,教师再提出问题:氢氧化钠溶液和盐酸混合在一起后,我们并没有观察到明显变化,它们之间是否发生了化学反应?同学们就会七嘴八舌,各抒己见:①两者没有发生反应;②两者发生反应了。同时也就确定了研究内容,即盐酸与氢氧化钠能否发生化学反应的实验验证。
二、根据研究内容,设计实验方案
在确定了研究内容的基础上,教师要引导学生分析所研究的内容。首先,对研究的课题所涉及的化学原理,对参加化学反应的各种物质的性质要有全面、较深入的了解和认识,要尽可能估计到在什么样的实验条件下,可能发生什么样的化学反应,以及产生什么样的实验结果。其次,必须按照化学反应原理,根据化学反应物质和生成物质的性质、实验条件的控制、发生反应时可能产生的能量变化,来预选实验方法和手段。然后,确定实验操作的程序和步骤。在实验控制条件方法上,可向学生介绍全面比较法、优选法、正交试验法等探寻最佳实验条件的方法,设计出合理的化学实验方案,以保证化学实验的顺利实施。教师要从实验目的、实验原理、实验步骤设计、实验药品和仪器及装置、实验操作及操作规程、实验结果的处理等六个方面进行指导,以帮助学生设计出自己的实验方案。
例如,在上述“盐酸和氢氧化钠能否发生化学反应”的实验验证中,教师可以提供一些备选的实验药品(盐酸、氢氧化钠、石蕊、酚酞、pH试纸等)和仪器(玻璃杯、温度计、试管、烧杯等),并引导学生分析指示剂与酸、碱反应的颜色异同,酸、碱性溶液的pH异同,化学反应常伴随着能量变化等化学知识,通过对比分析来设计出实验方案:①借助酚酞的变色来验证;②借助石蕊的变色来验证;③通过测溶液的pH来验证;④测溶液的温度变化来验证。 三、讨论实验方案的可行性
实验设计的方案初步形成后,教师要严格把关,与学生一起对实验设计方案的可行性,要从理论应用是否正确、实验方法是否可行、能否达到预期目的等多个方面进行论证,反复修改,最终加以确认并实施。
例如,在上述实验验证中,学生说:可以用紫色石蕊试液。具体操作是:在盛有NaOH溶液的试管中滴加2滴紫色的石蕊试液,石蕊变蓝色,然后逐滴加入盐酸,此时若蓝色变成紫色,说明NaOH与盐酸发生了反应。有的学生会马上反驳:这方法不好,因为“蓝变紫”分辩不清,应改为在盛有盐酸的试管中滴加2滴石蕊,石蕊变红色,然后逐滴加入NaOH溶液,当红色变成紫色,证明它们发生反应。有的学生建议:可以做一个对比实验。其他学生也发表了自己的看法:用酚酞作指示剂,因为NaOH能使无色酚酞试液变红色,滴加盐酸后红色变无色,就证明了NaOH与盐酸发生了反应。
还可以用pH试纸,从pH>7一直测到pH=7,最后到pH<7。也可以把NaOH与盐酸混合,然后用手摸(或者用温度计测量混合前后溶液的温度变化),如果发烫,说明反应了。教师既要引导学生分析各个方案的理论正确性,又要引导学生分析自己的实验方案是否能完成,是否能达到验证目的,如果达不到目的,应该怎样改进,以确保学生的实验方案确实可行。
四、依据方案,进行实验
在整个操作过程中,教师要密切注视每个学生的实验情况,并作具体指导,确保实验万无一失。引导学生对实验中可能出现的问题要认真思考,分析其中的原因,然后有针对性采取相应的措施,进行必要改进,逐步培养学生的科学实验态度和探究精神。
例如,在上述验证实验中,学生的很多错误操作都会导致实验失败,盐酸和氢氧化钠溶液的量的控制恰当与否,直接影响到溶液的颜色变化。氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿,红色溶液可能变为无色;滴入盐酸后,还可能产生气泡;用手摸试管底部,温度变化可能不明显等现象都有可能发生, 教师要从多方面进行指导,以保证学生能够按自己的实验设计方案完成化学实验。
五、对实验方案进行分析与评价
学生完成自己的实验方案设计,并按实验方案进行实验操作后,教师要引导学生分析和讨论实验方案的优点和不足,再对实验方案进行评价。对于学生设计的实验方案,教师要引导学生从实验方案设计的步骤和方法是否完善、实验设计的内容是否全面、实验内容是否有针对性、实验操作理论是否正确、实验操作是否简单易行安全可靠、实验成本是否经济合理等方面进行全面综合评价,进而分析出自己的实验方案的优点和不足,并加以改进。
化学实验设计范文第5篇
1.加强实验思路和方法的初步训练
1.1充分利用基础实验，强化实验技能训练，强调基本操作及其应用
能力的培养不是孤立的,而是知识的积淀、转化、升华和运用.没有知识的积累就谈不上能力,没有基础就谈不上提高.[1]在开始设计性实验之前，应遵循认知规律,符合循序渐进的科学培养方法，对学生进行基本实验技能的训练，使学生掌握基础实验原理、基本操作及利用各种操作所能达到的实验目的.如对蒸馏、分馏、萃取、重结晶、熔点和沸点测定等操作，不但使学生了解其原理，更进一步地能规范操作，并且明确在什么情况下应选用何种操作方法.
1.2通过综合性实验训练，明晰实验思路与方法，培养学生综合考虑问题的思维方式
综合性有机化学实验往往以简单的原料合成复杂的分子，当中涉及制备、分离、分析测试、性能研究等环节，会用到各种实验方法和手段.因此，可以借助实验内容和实验要求，使学生明晰实验思路与方法，并通过对实验方法和实验手段的综合应用，培养学生综合考虑问题的思维方式以及运用综合的方法、手段分析问题、解决问题的能力，进而使学生具有初步的实验设计能力.例如乙酰水杨酸的制备实验，可以通过问题式教学和实际操作，使学生在了解实验原理的基础上，要清楚怎样才能减少副产物、主副产物应该采取什么样的办法才能得以分离，依据什么选择合理的实验装置、如何减少产物的损失以及怎样验纯等等，实验中哪些操作对结果至关重要，又当如何进行？实验方案的设计基于哪些方面进行，有无其他可行的方案？通过课堂实验有意识地启发学生思维，才能使学生逐渐掌握实验设计思路，具备初步的实验设计思维能力，为后期设计性实验奠定基础.
2.联系生活实际，创设情境，在问题驱动下激发学生的实验设计兴趣
美国心理学家布鲁纳指出：“学习的最好剌激乃是对所学知识的兴趣.”精心创设情境，将学生置于乐观的学习情境中能够很好地激发学生学习兴趣.比如提取茶叶中咖啡因的实验，首先将大家熟悉的茶叶和白色的针状咖啡因晶体摆放在一起，让学生观察两者在外形、色泽上的区别，在学生惊诧于暗绿色的茶叶中竟然藏有针状晶体咖啡因的时候，顺势启发学生思考咖啡因都有哪些性质？能通过什么办法来获得茶叶里的咖啡因？平日沏茶是否是将咖啡因提取到水中的一种操作？此外都还有哪些提取方法？又如何提高提取效率并最终得到白色针状晶体？在一连串问题的驱动下要求学生分组去查阅相关资料，了解索氏提取、微波提取、溶剂回流提取、超声波提取以及超临界CO2提取和升华法纯化的原理、操作方法及操作要点，比较各种方法的优缺点以及各种不同溶剂的提取效果，写出可能的实验预案，探讨实验可行性.之后在老师的指导下，进一步明确各种方法的特点，梳理设计思路，细化实验设计并付诸实验.为了使学生实验设计兴趣能够真正地被激发出来，指导教师在这一过程中要扮演好“点拨者”和“引领者”的角色，在学生的理解能力和已掌握的知识基础上有针对性地、有目的和有意识地设置问题，并帮助学生解决一些症结难点，提升学生的思维能力，切忌将一大堆问题完全交于学生去完成，使学生产生“畏难”情绪，影响学生探究兴趣和实验进程.
3.进行对比实验，引导学生多方位思考，拓展思维
有机化学实验无论是化合物的制备还是天然产物的提取，大部分都可以利用多种方法去完成，因此设计性实验在实施过程中可以采用不同方法进行对照，在指导教师有目的的组织下让学生从实验原理出发，通过对实验药品、实验条件、实验装置、实验安全性、实验过程的繁简程度以及实验结果等方面进行比较分析，自己发现问题并得出结论.这样做一方面可以加深学生的印象，另一方面更能启发学生进行多角度思考，在实验设计中考虑问题更加全面，更为严谨，从而潜移默化地培养学生分析能力和实验设计能力.同时，也能通过一次实验设计引导学生进行丰富的理性的联想思维，拓展他们的思维空间.例如提取茶叶中的咖啡因实验，依照先前设计好的实验方案，我们通过分组并分别采取超声波提取、溶剂回流提取、微波提取、索氏提取四种不同方法，利用水或酒精作为提取溶剂，在溶剂不同，溶剂的加入量和提取时间也不同的情况下让学生进行实验，最后利用升华的方法获得白色针状晶体咖啡因.实验中，要求学生注意观察提取装置的搭建、提取液的颜色，比较实验的难易和快慢程度、最终的产量，并分析各种影响因素.同时，引发出新的问题启发学生思考，如是否可以利用这样的装置和方法得到花椒、橘皮、玫瑰等精油呢？精油的成分主要是什么？提取中又应当注意些什么？通过在教学设计中始终注意融入开启学生思维的理念，不仅能活跃课堂气氛，调动学生积极思考，增加课堂知识容量，训练学生发散思维能力，并且使学生逐步养成科研思考的习惯.
4.分阶段分层次，由浅入深指导学生进行实验设计
实验设计能力的培养是一个渐进的过程，只有当学生储备了一定的理论基础知识，掌握了一定的设计思路，学会了综合考虑问题，才有可能设计出一个较为合理可行的实验方案.因此在教学过程中，我们一是根据学生已有的知识水平；二是保证实验课题的内容在学生的能力范围之内；三是最大限度地调动学生的知识储备，分阶段分层次遵循由简到难的原则优化设计性实验内容，由浅入深指导学生进行实验设计，尽量使学生在实验过程中少走弯路，犯不必要的错误而浪费时间以及挫伤实验积极性，以达到逐步提高学生的实验设计能力的目的.对于化学专业学生，我们把设计性实验按照由易到难的顺序安排在两个学期来完成。由于前期实验阶段学生实验设计思路和技巧得到了初步训练，因此在进行实验设计时，学生普遍感觉难度并不是很大，比较乐于去完成，而指导教师在学生的主动配合下，也能较为满意地获得预期教学效果.
5.培养绿色环保意识，在实验设计中融入绿色化学理念
环境污染问题是当今社会发展中的一个重要问题，我国各高等院校中所产生的实验室污染物，已成为我国环境污染的一个重要来源，而有机化学实验又是实验室污染中的一个重点.在有机化学的实验教学中有意识地培养学生的“绿色化学”观念，有利于从源头上消除污染，使化学和环境能够协调发展.在每一次实验前，要求学生必须明确实验过程中所要接触到的各种药品的物理常数、毒性、对环境会造成的影响等，了解相关的防护措施；实验过程中，通过对实验药品的实际接触，进一步明确实验药品、实验过程对环境和实验人员安全的影响；实验后，培养正确的实验室“三废”处理观念，杜绝乱丢乱放的习惯.向学生介绍绿色化学的5R原则，培养学生用绿色化学的眼光来适应新形势下的有机化学实验，通过逐渐增强学生的绿色环保意识，把绿色化学理念融入到设计性实验中.在不影响实验效果的情况下我们采取了一系列的绿色化学实验方法.例如，在制备乙酰苯胺和甲基橙等的实验中采用试剂用量减半的方法，减少有害物质的使用；在柱色谱实验中，利用填充长5cm内径1cm的较短的Al2O3柱床，分别以酒精和水为溶剂，对甲基橙和亚甲蓝混合物进行分离，既保证了明显的实验效果又节约了试剂和时间；利用绿色的微波辐照合成技术制备肉桂酸，缩短时间的同时也提高了产率.在萃取实验中，利用水作为萃取溶剂对乙酸乙酯中的冰醋酸进行萃取，避免乙醚的使用；己二酸的合成则以H2O2代替教材中的硝酸，副产物是水，避免了用硝酸氧化氮氧化物的产生.正是在实验过程中不断地向学生渗透绿色化设计理念，因此，学生在设计实验方案时会很自然地从实验原料、试剂、反应条件、废物回收利用、能源消耗以及是否是原子经济性反应等诸多方面进行考虑，教学结果表明在设计的实验方案中总是会体现出学生在这一方面付出的努力.
6.充分发挥教师的主导作用，突出学生的主体性，鼓励学生大胆思考、勇于探索
