摘 要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了問題情境，學(xué)生在自我思考、相互討論、教師引導(dǎo)下逐步解決一系列問題，從而獲得“真知”并由此激發(fā)研究的興趣。所以在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，已逐漸成為廣大化學(xué)教師的共識(shí)，但在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際操作中，還存在著一些不盡人意的地方，因此，有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；實(shí)驗(yàn)；自主探究

眾所周知，實(shí)驗(yàn)是開展化學(xué)教學(xué)的“法寶”。特別是在中學(xué)階段，學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)仍舊以感性內(nèi)容為主，而實(shí)驗(yàn)則可以給學(xué)生提供近距離觀察的機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是學(xué)生探究知識(shí)、驗(yàn)證原理、提高實(shí)踐能力的重要途徑。筆者從事化學(xué)教學(xué)工作多年，再就化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求、基本思路、解題方法、方案評(píng)價(jià)等方面談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?/p>

一、 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求

（一） 科學(xué)性

所謂科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法必須正確。

（二） 安全性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作。

（三） 可行性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)切實(shí)可行，所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下能夠得到滿足。

（四） 簡(jiǎn)約性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單易行，應(yīng)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)藥品，并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。

（五） 經(jīng)濟(jì)性

在能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯卤M量選用常見、容易得到的、低價(jià)格的儀器和藥品。

二、 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本思路

（一） 明確目的原理

首先必須認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學(xué)過的知識(shí)，通過類比、遷移、分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理。

（二） 選擇儀器藥品

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡皮、反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。

（三） 設(shè)計(jì)裝置步驟

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，以及所選用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟，學(xué)生應(yīng)具備識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力，實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡(jiǎn)明。

（四） 記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)

認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，全面準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。

（五） 分析得出結(jié)論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計(jì)算、圖表、推理，得出正確的結(jié)論。

三、 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的解題方法

（一） 中學(xué)化學(xué)常見氣體制備的三種基本裝置

1. 固—固加熱制氣裝置：制O2、NH3、CH4等。2. 固—液常溫制氣裝置：制H2、CO2、H2S、C2H2等。3. 固—液加熱制氣裝置：制Cl2、HCl、SO2、NO等。

根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)以及反應(yīng)條件是否需要加熱來選擇制氣裝置，把氣體制備的化學(xué)反應(yīng)與氣體制備的裝置相聯(lián)系，有利于提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

（二） 藥品選擇的知識(shí)

1. 檢驗(yàn)水蒸氣的有無用無水硫酸銅粉末，除去氣體中的水蒸氣常用濃硫酸，也可用硫酸銅粉末，有時(shí)也用堿石灰或氯化鈣。2. 檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w用澄清石灰水，除去二氧化碳?xì)怏w常用氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳中的氯化氫常用飽和碳酸氫鈉溶液。3. 檢驗(yàn)氯化氫氣體用硝酸銀溶液，除氯化氫氣體可用硝酸銀溶液，也可用堿溶液或水。4. 檢驗(yàn)一氧化碳和氫氣的混合物，因?yàn)樗鼈兊男再|(zhì)非常類似，需要灼熱的氧化銅把它們轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，通過生成物加以驗(yàn)證。

（三） 儀器連接的順序

1. 所用儀器是否恰當(dāng)，所給儀器是全用還是選用。2. 儀器是否齊全。例如，制有毒氣體及涉及有毒氣體的實(shí)驗(yàn)是否有尾氣吸收裝置。3. 安裝順序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，從左到右”；氣體凈化裝置中應(yīng)先經(jīng)過水溶液洗氣，后干燥。4. 儀器連接順序是否正確。例如：洗氣時(shí)“進(jìn)氣管長(zhǎng)，出氣管短”；干燥管除雜質(zhì)時(shí)“大進(jìn)小出”等。

四、 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

注意事項(xiàng)：

1. 藥品和裝置是部分給出或剛好還是有多余。若藥品和裝置只部分給出，則應(yīng)需要作必要的補(bǔ)充，若有多余，則應(yīng)進(jìn)行篩選和淘汰。

2. 題設(shè)條件有無特殊要求。

3. 實(shí)驗(yàn)過程中的隱蔽性操作。如某些必要的干燥除雜、冷凝等，這些都是實(shí)驗(yàn)中必不可少的，但容易被忽略。

4. 藥品的規(guī)格。有些題目要求指出藥品的名稱，這類問題學(xué)生最難答準(zhǔn)確，如一些藥品的準(zhǔn)確描述為：硫酸銅粉末、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸等。

5. 會(huì)畫簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置。

6. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)還要考慮因素：

（1）凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防液體倒吸；（2）進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸（如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃先驗(yàn)純等）；（3）防氧化（如H2還原CuO后要“先滅燈后斷氫”，白磷切割宜在水中進(jìn)行等）；（4）防吸水（如實(shí)驗(yàn)、取用、制取易吸水、潮解的物質(zhì)，須采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

五、 化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)

分析這類題目首先要明確所設(shè)計(jì)的題目目的是什么，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕嵌仍u(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性，也就是判斷這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“行”，還是“不行”。例如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的反應(yīng)：用大理石與稀鹽酸反應(yīng)就可行，而用碳單質(zhì)燃燒的反應(yīng)就不可行（這是因?yàn)闊o法選擇在某裝置中反應(yīng)一定產(chǎn)生二氧化碳一種氣體，且能分離出來）。一般能達(dá)到同一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)計(jì)方案有多種，每種方案均可行。這類題目要求我們判斷哪個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得“好”或“最好”。判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的原則有哪些呢？

選擇較好的實(shí)驗(yàn)方案要考慮的原則有：

1. 選擇的實(shí)驗(yàn)裝置、步驟應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。

2. 選擇的實(shí)驗(yàn)與反應(yīng)過程一定盡量安全。

3. 選擇的反應(yīng)有利于節(jié)約藥品。

4. 選擇的反應(yīng)有利于環(huán)境保護(hù)。

5. 選擇的反應(yīng)過程節(jié)約能源。

6. 最好選擇容易控制速率的反應(yīng)。

7. 選擇的反應(yīng)現(xiàn)象要明顯。

總之，實(shí)驗(yàn)是中學(xué)階段培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維能力的實(shí)踐能力的重要途徑。作為一名高中化學(xué)教師，我們要以新課標(biāo)為指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生在掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的前提下通過實(shí)驗(yàn)幫助構(gòu)建化學(xué)知識(shí)體系，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為學(xué)生了解化學(xué)奧秘、了解化學(xué)原理的樂園。

參考文獻(xiàn)：

[1]饒琴，吳鑫德.中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性初探[J].教育教學(xué)論壇，2012（43）.

作者簡(jiǎn)介：

王雷，河北省廊坊市，永清縣第一中學(xué)。