初中化學實驗設計論文范文

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一、初中化學實驗設計類型和方案

1.初中化學實驗設計類型依據不同的標準，可以對實驗設計進行不同的劃分。根據初中化學實驗內容的不同，可以將初中化學實驗設計分成以下類型：制備實驗、性質實驗、化學原理的驗證、混合物成分的分析、濃度測定、定性與定量結合的實驗等。

2.化學實驗方案的內容實驗設計的成果就是實驗方案。雖然具體的實驗設計的目的、內容和形式不盡相同，但就一個相對完整的實驗方案來說，一般包括：實驗名稱（課題）；實驗目的；實驗原理；實驗用品（試劑、儀器、裝置設備）及規格；實驗裝置圖、實驗步驟和操作方法；注意事項；實驗現象及結果處理；問題和討論等。

3.實驗方案選擇的基本標準同一個實驗課題，每個人的設計和操作過程可能不一樣，結果自然也不會完全相同。根據初中化學實驗設計原則和教學實際，實驗方案選擇的基本標準是：原理正確有科學依據；裝置簡單，在實際中具有可操作性且操作方便；實驗步驟少，需要時間短；藥品用量少、無毒且廉價易得；實驗現象要明顯；反應條件要簡單（最好在常溫下進行）；盡量不用也不產生污染環境的物質，即符合“綠色化學”的要求；制備實驗產率高；性質實驗誤差小；實驗安全無危險；設計要嚴謹等。

二、中學化學實驗設計與創新的一般原則

無論哪一類中學化學實驗設計與創新，一般都應遵循以下原則：

1.科學性原則科學性是指實驗原理、實驗程序和操作方法必須與科學理論和實驗方法論相一致?？茖W性是化學實驗設計與創新的首要原則。例如：實驗室制取氫氣，就不能選用硝酸與金屬鋅反應，因為這個反應很難制得純凈的氫氣。

2.目標性原則目標性是指實驗設計或創新要根據一定的教學目標有所側重與突破。同一個實驗，教學目標（如教師演示與學生操作，為了突出環?；蛉の缎裕┎煌O計所用的原理、用品、方法、裝置、步驟等是有一定區別的。

3.安全性原則安全性是指化學實驗設計時盡量避免使用有毒、有害的化學試劑，以及反應產生有毒害的物質，或者具有一定危險性的實驗裝置與操作?！叭绻仨毷褂玫模瑧撛谒O計的實驗方案中詳細寫明注意事項，以防止造成環境污染和人身傷害?！保?］安全是中學化學實驗教學的第一要務，設計時必須要特別引起重視！

4.新穎性原則新穎性是指實驗設計時在思路、操作方法、器材用品、裝置等方面要有新的突破，使新設計的實驗對教學與研究更加適用或具有指導的意義。

5.可行性原則可行性是指設計實驗時所運用的實驗原理在實施時切實可行，所選用的化學試劑、實驗儀器、設備和方法在現有的條件下能夠得到滿足。例如：實驗室大量制取二氧化碳，不能為了創新而選用碳酸鈉代替碳酸鈣（或石灰石）與鹽酸反應，或者用硫酸替代鹽酸與碳酸鈣（或石灰石）反應。因為前者反應太劇烈，后者反應不完全，很快就停止了。

6.簡約性原則簡約性是指盡量采用簡單的實驗裝置、較少的實驗步驟和試劑，在較短的時間內完成實驗。復雜的裝置與步驟以及時間太長的實驗都會轉移中學生的注意力，容易導致他們產生畏難情緒和疲勞感，影響對實驗過程的觀察、分析與思考。

7.綠色化原則綠色化是指從化學反應的原料、反應的條件、反應的產物和實驗的操作等化學實驗的全過程上進行控制，盡可能地減少甚至消除有毒、有害的化學物質對環境的影響。綠色化學是21世紀化學科學的一個重要發展方向。

8.啟迪性原則啟迪性是指實驗設計與創新對學生的學習起開導作用，能夠啟發學生的思維，促進學生對化學原理及知識的探討和認識，優化學習過程，從而提高教學效益。這是中學化學實驗設計與創新的出發點和歸宿。

三、實驗創新設計的視角

初中化學實驗創新設計是在義務教育化學課程標準的指導下，對現行教材中所涉及的實驗進行改進、優化、增設或創新等，以提高化學實驗在初中化學教學中的效益。在初中化學教學中進行實驗創新設計是提高化學教學有效性的需要，也是義務教育化學課程標準的要求。化學實驗創新設計要與時俱進，必須符合現代化學教育發展的理念，在滿足探究性的條件下，可以從以下視角進行：

1.實驗過程綠色化“綠色化學的理念是在化學反應過程以及化工生產中，不再使用有毒有害物質，不再產生廢物，不再處理廢物，它是一門從源頭上阻止污染的化學。”［5］化學實驗在設計上要體現綠色化，盡可能做到原料（反應物）的綠色化，化學反應的綠色化（采用原子經濟性反應），生成物的綠色化以及催化劑、溶劑的綠色化。例如：在涉及氧氣的制取實驗時采用雙氧水分解來制取，二氧化錳要回收等。

2.實驗裝置微型化“所謂微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術?！保?］雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。例如：在“探究微粒的運動實驗”中，可以用試管代替燒杯進行微型化實驗。在一個單孔橡皮塞上插入一根玻璃導管接近試管底，試管內壁貼一張滴加無色酚酞試液的濾紙，從導管口滴上兩滴濃氨水到試管底部，用透明膠封導管口，可以看到，試管里滴有無色酚酞試液的濾紙由下往上慢慢變紅了。

3.實驗設計環?；白罴训沫h境保護方法是在源頭上防止污染的產生，而不是污染產生后再去處理?！保?］實驗設計中我們應該采取一些有效措施使化學實驗對實驗場所和環境的污染降低到最低限度。這些措施主要是：實驗裝置密閉化，避免敞口操作，防止有關物質散佚到周圍環境中；采取收集辦法，回收有關物質；對有毒物質進行無毒害處理；加強實驗場所的通風或采取其他的防護措施等。例如：一氧化碳還原性實驗，對多余的一氧化碳可以回收，也可以燃燒進行無毒害處理等。

4.實驗操作安全化保證實驗安全，是化學實驗教學的原則要求。有一些實驗，由于物質化學性質的特殊性，給實驗增加了難度甚至危險性。在點燃氫氣的導管和氫氣發生器之間，用一個小塑料瓶裝上大約四分之三的水制成一個“安全裝置”連接起來，這樣，即使點燃不純凈的氫氣，爆炸也只是在“安全裝置”中發生，氫氣很少威力小，氫氣發生裝置不會發生爆炸，因此不會發生安全事故。

5.實驗趣味化化學實驗具有動機功能，增加化學實驗的趣味性，可以激發學生的化學學習興趣。例如：在研究燃燒與滅火的條件時，增加演示“燒不壞的手帕”［8］實驗，可以激發學生的興趣。在此基礎上讓學生繼續進行實驗，探討手帕燒壞的條件，則能夠使學生深化對有關知識的認識。

6.利用儀器功能轉化儀器本身沒有限定它只能用于什么而不能用于什么，只是主要適用于什么?！胺此純x器的別樣用途，可以幫助我們加深對實驗儀器和實驗原理的認識，進行化學實驗的創新?！保?］例如：漏斗可以充當集氣與尾氣吸收裝置，在鈉與水反應氣體產物的驗證實驗中，將漏斗置于水中，倒扣在鈉塊上，產生的少量氣體可順利地富集到試管中。

7.利用學科知識遷移我們往往習慣于使用教材的實驗儀器和裝置，很少重視儀器的笨拙和實驗時的效率，這種視經典為權威的思想往往就是教師缺乏創新的癥結所在。實際上，科學的實驗方法就是應該不斷地發現問題，傳統裝置的不當之處無疑給我們提供了實驗創新的課題。例如：學習“質量守恒定律”內容時，在使用托盤天平稱量氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應前后的質量時，在18×200的中型試管里裝入大約1mL稀鹽酸與酚酞的混合溶液，球形滴管吸入NaOH溶液后，將球形滴管放在試管口，把上述帶有球形滴管的試管放入盛水的100mL量筒中，讓學生通過觀察比較反應前后試管浸在液面中的高度即可（試管作上標記）。改進后的實驗操作起來方便有趣，不用天平而是利用物理上的浮力知識，體現了學科之間的聯系，有利于學生知識的遷移。

8.實驗裝置簡單化教材所選用的實驗方案未必都是最好的，有時候會產生現象不明顯、實驗不容易成功、結果不準確等問題，影響了實驗教學的效果。例如：測定“空氣中氧氣的體積分數”實驗，由于教材提供的實驗裝置密封性和燃燒匙放入不易控制，加上導氣管內尚留有空氣導致誤差因素較多，有時氧氣顯示超過五分之一，讓教師無法自圓其說?？勺鋈缦赂倪M：將小顆白磷放在1.5cm×2.5cm的薄銅片上，置于硬質大試管中部，塞緊橡皮塞，用酒精燈對準銅片加熱使白磷充分燃燒，待試管冷卻后浸入水中，在水面下拿掉橡皮塞，待液面上升穩定后再塞上橡皮塞，拿出水面觀察。改進后的實驗所用儀器少，誤差因素少，結果比較準確。

9.儀器、藥品生活化采用學生熟悉的身邊物品或一些廢品作為化學實驗的藥品，就會使學生產生一種親切感，覺得化學并不神秘，就在自己身邊，有利于調動學生的學習積極性，激發他們進行實驗探究的興趣。例如：用蛋殼代替碳酸鈣制取二氧化碳；測試肥皂水、食鹽水、泥水、蔗糖水、洗發水、食醋、蘇打水的pH值等。許多生活用品甚至廢棄物品也可以用做化學實驗的儀器，這種“物盡其用”的實驗活動能夠充分拓展學生的思維空間，使他們更加關注身邊的化學現象，增強愛護環境、節約資源的意識，更好地學以致用。例如：用小氣球收集氣體，礦泉水瓶做容器，廢棄的醫用注射器做量筒、集氣瓶等。

10.手段現代化現在很多學校的初中化學實驗教學還是以演示實驗為主，在一個幾十人的班級里，按常規的演示實驗方法，要讓每個學生都能看清楚整個實驗過程是很困難的。“為了提高演示實驗的效果，充分發揮化學實驗的功效，可以運用現代化的教學設備，如普通投影儀、實物投影儀、電腦攝像頭等把演示實驗的過程投影在屏幕上，將化學實驗的現象放大，或采用多媒體課件形式來演播疑難實驗等，讓每個學生都能清楚看到實驗的全過程，或者點播學習一些疑難實驗內容”［10］，使學生感受到化學實驗的樂趣，從而增強學生的主動參與意識。

作者：潘國榮劉俊單位：貴州省雷山縣第三中學貴州省雷山縣教育局