時間：2022-04-16 15:47:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇實驗設計能力培養(yǎng)，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
學生和教師在課堂中始終是處于互動的狀態(tài)中，教師在培養(yǎng)學生實驗設計能力時要考慮學生實際年齡特點及認知規(guī)律，讓學生通過觀察、思考、分類、總結發(fā)現(xiàn)實驗合理性、可操作性以及實驗的效果。
如《校園中的植物》一課，學生往往在教師的陪同下了解校園中的各種植物，教師會適時要求學生觀察植物的根、莖、葉、花、果實的形態(tài)、大小、顏色等，學生始終處于被動，能力無法提高，教師不如就讓學生觀察，反問學生你要觀察什么？在這樣的問題下，學生會下意識地觀察植物各個器官，同樣也達成了觀察的效果，而且進一步促成學生實驗設計能力的養(yǎng)成，潛意識中形成實驗設計的意識。
教師在課堂中要以引導為主，讓學生多動手操作，在實驗中學會用自己的假設，設計實驗驗證結論。如《摩擦力》這一課，摩擦力的大小和什么有關？學生通過自己的生活經驗可以脫口而出，跟接觸面的粗糙程度有關，但是這只是一個方面，還有什么因素也會影響摩擦力呢？教師只要提供一個情景：推動講臺和課桌那個用的力氣大？學生自然會聯(lián)想猜測摩擦力的大小和物體的質量有關，通過設計實驗、模擬實驗來佐證自己的猜測。這其實就是實驗設計能力的養(yǎng)成以及科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。學生在不知不覺中已經擁有了實驗設計的能力。
二、實驗環(huán)節(jié)意識缺失影響學生實驗設計能力
實驗的目的并不是完全為了得出所謂“正確的”結論，而是在實驗過程中養(yǎng)成科學習慣，了解科學研究的步驟。對實驗每一環(huán)節(jié)充分地認識其實就能有效提高學生實驗設計的能力。在教學活動中教師有時忽略了讓學生設計實驗這一環(huán)節(jié)，而是直接讓學生上手進行實驗，課堂看似非常熱鬧，但是細細推敲這樣的活動就缺少了目的性。學生對于活動的任務不明確，計劃不充分，實驗過程就會流于形式或者活動雜亂無章。
如《水和冰》一課，水在凝固成冰的過程中溫度是會逐漸下降、保持、繼續(xù)下降，并且每個階段溫度下降的速率也是不一樣的。為了能記錄這些溫度變化的過程，必須要確定記錄的時間間隔，教師直接出示了實驗的要求，盡管學生在整個實驗中執(zhí)行力很強，實驗效果也不錯，但是學生在活動中并沒有提升自己的實驗設計能力。這樣的實驗課學生的設計能力、科學意識和科學素養(yǎng)并沒有提高。
所以在指導學生設計實驗時教師更應該注意自己在課堂中引導者的身份，把生本主義放在心間，以學生的發(fā)展、能力的養(yǎng)成為主要目的。除了注重實驗的環(huán)節(jié)外，更應該創(chuàng)設較為開放的課堂環(huán)境，不要害怕課堂會因為學生實驗設計的討論影響了整節(jié)課原有的設置和安排，其實正相反，學生對于實驗的自主設計正是本堂課的亮點。
三、課堂師生本質交流加速學生實驗設計意識
實驗課的實驗要求是完成實驗的前提，但是實驗要求的讓學生明確的方法有很多，可以是教師直接出示，學生按照實驗的要求進行實驗，從實驗的過程來看，學生主動參與了實驗，但是從本質來看，學生的思考能力并沒有因此得到提高。在師生的本質交流中得出實驗方案更能增強學生實驗設計的意識，對于實驗操作更能領會，實驗設計的目的更為了解。
如2013年全國小學自然優(yōu)質課展評活動中來自廣西南寧的鄧超老師執(zhí)教的《在星空中》一課，學生對于北斗七星知之甚少，僅限于七顆星組成的形狀，那么就利用學生對于北斗七星僅有的這些前概念來建構水平方向上七星的模型。再進一步，這七顆星離地球的距離是不同的，如何構建這七顆星的方位，是需要學生通過計算，測量大概距離，構建準確七星模型，進行擺放的，這個過程教師并沒有過多的要求，而是適時點撥，和學生有效交流，學生通過與教師交流得出建模實驗的方案，在小組內有效實施方案，實驗成功，而且在此過程中學生的實驗設計意識得到提高，部分學生也擁有了實驗設計的能力。
四、有效實驗材料的選擇促進學生實驗設計能力的養(yǎng)成
實驗課必然需要實驗材料來支撐，而實驗課的效果很大程度上也是由使用的材料決定的。在材料的選擇上，教師需要花足夠多的心思，有效的實驗材料是可以給予學生在思維上引導和提示作用，這比教師講述復雜的實驗要求有效很多，也能較好地激發(fā)學生對于實驗的理解，即實驗設計能力。
很多時候我們在執(zhí)教的課堂中實驗材料比較單一，就是一種材料用到底，這也無可厚非，在有些實驗課的確是只需要一種主要的實驗材料，如《磁》這一課，學生對于磁鐵的有效研究，發(fā)現(xiàn)磁鐵兩端的磁性較強，能夠吸引較多磁性材料，以及在磁鐵周圍存在著特殊形態(tài)的磁場。這樣的實驗課是對這種具有特性的材料進行研究，使用這種材料足矣，但是有不排除使用其他形態(tài)的磁鐵，多塊磁鐵共同使用的情況，這樣的設計思路其實又開拓了思維的瓶頸，學生的學習探究興趣會更加濃厚，自然會促成其研究還有怎樣的實驗方法。
那么，怎么培養(yǎng)學生的化學實驗設計能力呢？結合多年來的實踐與研究，筆者談談自己的想法。
1 進行化學實驗設計的基礎
首先，讓學生掌握一定的化學基礎知識和化學實驗的基本操作。這就要求學生熟悉常見元素化合物的性質以及常見物質的制備原理與方法，掌握中學化學常見儀器的規(guī)格、用途及使用注意事項。同時在平時的課堂教學中，教師還要盡量引導學生積極參與課堂演示實驗和分組實驗，使每個學生都有動手操作的機會，從而不斷提升他們的動手能力。只有具備了以上條件，才能更好地進行化學實驗的設計和探究。
其次，讓學生掌握化學實驗設計的一般步驟，才能保證實驗設計有條不紊的進行。化學實驗設計一般包括以下幾個步驟：①確定研究內容；②根據內容，設計實驗方案；③研究討論實驗方案是否可行；④依據方案進行實驗；⑤分析和評價實驗方案；⑥確定最佳實驗方案。
第三，在平時的教學中，注重培養(yǎng)學生的思維和創(chuàng)新能力。多數情況下，對于我們要探究的內容都可以設計出多種不同的實驗方案。這就要求我們學生必須具備一定的思維能力，同時要敢于創(chuàng)新，通過獨立思考、探索展現(xiàn)自己個性的實驗方案。
第四，在實驗方案設計的過程中進行適時指導。
2 實驗方案設計的環(huán)節(jié)
實驗方案的設計對學生各方面能力要求都較高，這就需要教師在熟悉學生的實驗知識水平和設計能力的情況下，具體指導學生實驗方案設計的每一個環(huán)節(jié)。
2.1 創(chuàng)設問題情景，引導學生發(fā)現(xiàn)問題
“實驗設計方案”的題材越新穎，越易引起學生探索的興趣和欲望。所以，在教學中教師要善于為學生創(chuàng)設問題情景。如在學氧化碳的性質時，教師可以向學生演示“一個游客帶著一只小狗進入某個久未有人進入的山洞后，小狗倒地暈倒，而游客卻沒有問題”的視頻片斷，學生在觀看后，產生了問題：“洞內有什么氣體？這些氣體有什么性質？”同時也就確定了研究內容――二氧化碳的性質。
2.2 指導學生分析研究內容，設計實驗方案
確定研究內容后，教師要適當引導學生分析所研究的內容，從實驗的目的、原理、實驗藥品、儀器、裝置、實驗操作、實驗結果的處理等方面進行指導，以幫助學生設計出合理的實驗方案。如：在二氧化碳的實驗室制法的實驗設計中，教師可以提供一些備選的實驗藥品和儀器，并引導學生分析原有氫氣和氧氣的制法以及3種氣體性質的異同，通過對比分析來設計實驗室制取二氧化碳的實驗方案。學生通過對比分析，不但設計出了實驗室制取二氧化碳的方案，同時也對同類氣體的實驗方案設計有了更深的理解。
2.3 分析討論，研究方案的可行性
形成初步的實驗方案后，教師可與學生一起從理論方面、實驗操作方面等進行討論，反復修改，確認最終實驗方案并實施。如在驗證質量守恒定律的實驗設計中，學生設計出磷在密閉容器中燃燒、鎂帶在空氣中燃燒、用硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液反應、稀鹽酸和碳酸鈉粉末反應等實驗方案，教師既要引導學生分析各個方案的理論正確性，又要引導學生分析自己的實驗方案是否能完成，是否能達到驗證質量守恒定律的目的。如果達不到目的，應該怎樣改進，以確保學生的實驗方案確實可行。
2.4 依據方案，進行實驗
實驗過程中，教師要留意每一組學生的實驗情況，并根據具體情況作具體指導。要提醒學生在實驗過程中仔細觀察，及時記錄，并對實驗中出現(xiàn)的問題認真思考，分析原因，然后采取相應的措施，進行必要的改進，逐步培養(yǎng)學生科學的實驗態(tài)度和探究精神。如在空氣中氧氣含量的測定實驗中，學生的錯誤操作會導致實驗失敗，教師要從紅磷的用量、關閉和打開止水夾的時間、實驗現(xiàn)象的觀察等方面進行指導，以保證實驗順利完成。
2.5 指導學生分析、評價實驗方案
實驗完成后，教師要及時指導學生對實驗方案的優(yōu)點和不足進行分析和討論。例如，實驗方案設計的步驟和方法是否完善，實驗設計的內容是否全面，實驗內容是否有針對性，實驗操作理論是否正確，實驗操作是否簡單易行安全可靠，實驗成本是否經濟合理等。
2.6 確定最佳方案
[關鍵詞]實驗設計；能力培養(yǎng)；小學科學
[中圖分類號]G623.8[文獻標識碼]A[文章編號]10079068（2017）12008301
小學科學是以探究為基礎的學科，主張兒童要像科學家一樣研究科學。而科學家在研究科學時一般是先假設，再設計實驗驗證，最后形成結論。也就是說學生要具有實驗設計能力和操作能力。其中設計能力的培養(yǎng)，是讓W生學會設計的方法，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新意識。但是，在教學中學生對要研究的問題有了猜測之后，設計實驗時都比較急躁，不能深入思考，設計出來的方案創(chuàng)新性和操作性都不高。還有些學生根本不參與設計，完全靠別人的方案進行實驗。在此情形下，我們教師應如何組織教學呢？
一、創(chuàng)造探究氛圍，激發(fā)設計興趣
在實驗設計教學中，我們教師首先要創(chuàng)設一種和諧的氛圍，讓學生善于思考、勇于發(fā)言。小學生有自己的年齡特點和思維特點，在引導時教師要從學生身邊常見的、熟悉的現(xiàn)象入手。只有學生對即將探究的實驗內容心生疑惑，才會去自發(fā)思考、自主設計，對問題的思考才會深入。
如在教學《螞蟻》時，教師可以在探究活動前布置任務讓學生思考如何觀察螞蟻（主要解決螞蟻亂爬的問題）。質疑是最佳的學習動力，這一任務的設置可以幫助學生更好地明確實驗目的，更快地設計實驗方案，觀察更加地仔細。像這樣明確實驗目的后自發(fā)的實驗設計，擺脫了傳統(tǒng)實驗教學中學生實驗設計模式僵化的局面，使學生能全方位地參與實驗設計，制訂出自己的實驗方案，提高了學生的創(chuàng)新思維和探究能力，也為后續(xù)的探究實驗提供了保障。
二、立足課堂實驗，培養(yǎng)設計能力
小學科學教材中對學生實驗設計的基本原則和教學方法等沒有專門的系統(tǒng)闡述，但是教材把它們隱含在了課堂實驗和科學發(fā)展史中。作為教師我們應善于發(fā)現(xiàn)這些隱含信息，幫助學生了解和掌握實驗設計的理論知識和實際運用，開發(fā)學生的設計能力，挖掘學生的創(chuàng)新思想。
在教學時，可以讓學生利用課本實驗進行簡單的實驗設計，在初步的“模仿式”設計中訓練學生的思維方式，為實驗設計的可操作性、可成功性奠定良好的心理基礎。比如在 “綠豆的發(fā)芽實驗”中，可以讓學生自己選擇變量因素：水分、溫度、陽光等，這樣學生的選擇面廣，實驗的難易程度可調，符合“優(yōu)秀學生有挑戰(zhàn)、普通學生有信心”的要求。通過這種課堂實驗的“模仿式”設計，可以讓學生更多地體驗實驗設計的過程，提高其設計能力，還可以促使學生主動參與科學探究。
三、貼近生活實際，設計課外實驗
在小學科學教材中，出現(xiàn)了許多探究實驗，由于課堂的局限性（時間、空間等）只能研究某一方面，學生不能系統(tǒng)地理解科學。這時，我們教師可以利用網上作業(yè)、科技活動等平臺，讓學生繼續(xù)探究。這些課外實驗既改變了原有教學的封閉狀態(tài)，又改變了原有教學的互動方式。
如在學習 “溶解” 這一單元知識時，我們可以通過網絡平臺布置課外實驗。比如“白糖和食鹽在水中溶解能力的比較”這一問題，可以由學生先提出猜測，再自主設計不同的方案來驗證之前的猜測。教師對學生的實驗設計等過程不做干涉和限制，可以讓學生從不同的角度去思考問題，找出解決問題的多種方案。除此之外，只要是學生熟悉的、感興趣的問題，我們都可以放手讓學生去設計、探究，引導學生采用不同的設計方案，從而切實提高學生的實驗設計能力。
四、綜合多元評價，提高設計能力
為了切實提高小學生的實驗設計能力，我們教師要及時對學生的實驗設計進行評價，而且學生的實驗設計活動中應該一直貫穿著評價。我們要清楚評價的目的在于診斷學生已有的能力水平及存在的問題，改善教學質量和提高學生相關能力，要擯棄以往過分重視成績的評價系統(tǒng)。
同時我們要明白任何一種評價方法都有其特殊性和局限性。因此在教學時，我們教師應該采用多元化的評價方式，根據實際需要選擇合適的評價方法。教師評價、自我評價、小組互評等評價方式也可以結合使用，以實現(xiàn)多方位評價，充分調動學生設計實驗的興趣，從而提高設計能力。
一、生物教學中實驗設計的重要意義
新教材的實驗以探究為主，著重培養(yǎng)學生的自主學習能力。培養(yǎng)學生的生物設計實驗能力，是中學生物新課標明確提出的培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、實驗能力和自學能力等四種能力之一。生物實驗設計能力既是實驗能力的重要內容，也是實驗能力的最高層次，其本身具有較強的綜合性、創(chuàng)造性和靈活性等特點。
二、實驗設計的基本原則
1.科學性原則
科學探究的過程本身就是科學，并不是說研究的結論才是科學。因此，在實驗設計中必須有充分的科學依據，把方方面面因素考慮周全再設計實驗，從而保證實驗設計比較全面、科學，充分體現(xiàn)了邏輯思維的嚴密性。
2.單因子變量原則
實驗變量，或稱自變量，指實驗假設中涉及的給定的研究因素。反應變量，或稱因變量，指實驗變量所引起產生的結果或結論。遵循單因子原則，既便于對實驗結果進行科學的分析，又增強實驗結果的可信度和說服力。
3.對照性原則
實驗中的無關變量很多，必須嚴格控制，要平衡和消除無關變量對實驗結果的影響，設計對照實驗是消除無關變量影響的有效方法。根據實驗目的要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關系的實驗中，一般都需要設計對照組實驗。
現(xiàn)行的教學大綱與各年的高考《考試說明》對生物實驗的教學要求（或考查要求）均作了明確規(guī)定，其中的理解實驗目的、原理、方法和操作步驟；掌握相關的操作技能，能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理；能對一些簡單的實驗方案做出恰當的評價和修訂等均屬于實驗設計能力形成的基礎。對實現(xiàn)這一基礎的教學途徑學界有詳細論述，我近年閱讀了很多同行的相關論著，他們的觀點可概括為如下四點：1.加強平時訓練，明確目的，嚴格要求；2.創(chuàng)造條件，讓學生多做實驗（含補充演示與分組實驗等）；3.充分發(fā)揮實驗室的作用（含定期開放生物實驗室等）；4.積極開展生物課外實驗活動，等等。
但是，在縱觀各同行分析的基礎上，我認為：生物實驗創(chuàng)造能力是各種生物實驗能力的綜合體現(xiàn)，生物實驗設計能力是其高級表現(xiàn)形式，其形成基礎的核心在于實驗的創(chuàng)造性思維能力是否得到了培養(yǎng)，包括思維的自由聯(lián)想，變通求異性與獨特性是否實現(xiàn)，因此，其實施的途徑應該包括
：1.平時實驗教學（含演示及學生實驗）應充分探究其實驗思維，并適當將教材內的驗證性實驗改為探索性實驗；
2.結合學生實際對與教學同步的教材實驗方案進行改進（含實驗內容、目的、操作過程與操作方法等）；3.重視教材里的實驗習題的教學，這是教材依據大綱設計的培養(yǎng)學生實驗設計能力的實驗課題，其教學過程應含：（1）學生依據教材實驗習題設計出實驗方案（有目的、操作步驟、方法）；（2）教師批閱該方案的科學性（確保實驗安全及修改不規(guī)范、不科學的步驟）；（3）學生分實驗小組討論多方案實施同一實驗課題；（4）學生分組實驗（教師巡視指導）與完成實驗報告；（5）教師批閱實驗報告并總結評析最佳試驗方案。
4.重視教材里的配套練習中的實驗習題的實驗思維與操作訓練。在教師指導下，利用課外實驗小組對練習內的實驗習題精選后擬定實驗方案進行必要操作，對不需或無法操作的也在實驗思維方面引導學生積極思考。
5.平常實驗注意引導學生進行實驗思維及操作技能的擴展與延伸，注意與各種實驗思維及技能和生產、生活實際相聯(lián)系、相交融。
二、進一步提高學生實驗設計能力的途徑
生物教學大綱及高考《考試說明》對實驗知識與技能均有綜合應用能力的要求，這也就需要中學生物實驗教學在實驗設計能力方面有質的升華階段。要實現(xiàn)這一目標，離開實驗單元綜合與總復習綜合而僅靠平時實驗教學的能力培養(yǎng)還是不夠的，只是，在這一項目中，目前中學的實驗教學卻存在顯著缺陷，這個缺陷就是當生物進入現(xiàn)行流行的總復習階段時，就缺少作為總復習用的現(xiàn)成實驗操作方案（以綜合實驗思維為主）的用書及軟件，這樣，此一階段的具體實驗復習也就由任教老師各行其是，而有的則干脆放棄具體實驗操作教學，僅用解實驗題代替，也因此，各年高考生物科實驗題考生得分率低也就不足為奇了。創(chuàng)造力是智力的高級表現(xiàn)形式，知識與一般技能不能等同于智力，知識與技能轉化為智力是有條件的，這個條件是由教師起主導作用，學生起主體作用的。
能力與知識技能既互相聯(lián)系又有本質區(qū)別，能力的發(fā)展離不開具體實踐，創(chuàng)造力的發(fā)展更是不能離開具體的實踐。生物是一門以實驗為基礎的科學，對于實驗教學離不開實踐—理論—實踐的循環(huán)反復過程。總復習階段，離開具體的實驗操作，而僅停留在解實驗題這個“實踐”形式上，對學生實驗創(chuàng)造性思維的發(fā)展十分不利。我認為：中學生物實驗設計能力的形成上的質的升華的途徑應包括：
1.結合大綱，認真鉆研高考《考試說明》對實驗能力的要求，特別是：觀察記錄實驗現(xiàn)象、分析實驗結果和處理實驗數據，得出正確結論的能力；初步處理實驗過程中的有關安全問題的能力；能繪制簡圖的能力；根據實驗試題的要求，設計簡單的實驗方案的能力（含各部分知識與技能的綜合應用）等。
2.依據各能力要求點精選現(xiàn)行的實驗試題并在此基礎上精選綜合實驗試題，要求學生研究并掌握其實驗思維，且分類選擇典型實驗練習題確立與高考有關的課題，要求學生設計實驗方案（含對應的操作步驟），教師審批符合科學性后利用課內或課外活動實施實際操作，最后進行實驗思維分析小結，對能反映學生實驗設計能力欠佳的實驗題類型由教師組織演示實驗。
3.在實驗過程中，充分重視學生發(fā)散思維訓練，增強實驗設計能力，重視實驗方案的改進，提高信息遷移能力。
4.高考生物實驗總復習，還應注意提高學生解高考實驗題的能力，做到理論與實踐相結合，應注重培養(yǎng)學生的實驗綜合思維，即注重提高學生的解實驗題思維能力，同時，形式上應有書面題測驗相輔，以利發(fā)現(xiàn)學生的解題缺陷，并利用課外活動等做好及時的補缺補漏。
三、總結
由于學生從小學到初中做的實驗并不多，學生的動手能力很弱，什么都要等待老師告訴才能操作。所以，培養(yǎng)學生的實驗能力要從基本的、簡單的實驗開始，讓學生先熟悉一下實驗過程。我們從第一個實驗“用打點計時器測速度”開始，就有針對性地指導學生進行實驗設計。在實驗課前進行布置，讓他們思考怎么樣去驗證，大概寫一下思路，上課時找?guī)讉€同學講一講。例如，在觀察手拉紙帶的運動是不是勻速運動，事先提出“你怎么樣能驗證你手(拉紙帶）的速度是勻速運動的？如果你能驗證的話你打算怎么做？用什么儀器？”（上實驗課時讓同學講一下）
2在做實驗時，還要讓學生知道做物理實驗的幾個關鍵環(huán)節(jié)
（1）“實驗目的”就是對一個現(xiàn)象或是一個規(guī)律（定理、定律等）進行再驗證；（2）“實驗原理”就是驗證物理現(xiàn)象、規(guī)律所依據的理論根據；（3）“實驗儀器”就是再現(xiàn)物理現(xiàn)象或規(guī)律時所用的設備；（4）“實驗步驟”就是驗證物理規(guī)律時的操作過程，做實驗要按著實驗的步驟一步一步進行操作；（5）“記錄與計算”就是通過實驗所測得的數據進行記載，根據數據進行計算或繪圖，由此可得到結論；（6）“實驗結論”就是通過實驗得到的結論，與理論、規(guī)律應該是一致的，不一致要找原因……通過實驗，使學生對物理實驗過程產生一個初步的認識。讓學生知道，驗證物理現(xiàn)象、規(guī)律要有一定的理論根據，要用實驗設備按照實驗步驟去進行……
3引導學生對物理實驗進行初步設計
首先，根據實驗目的、原理，引導學生去研究、討論，想辦法設計一個實驗來驗證物理現(xiàn)象或結論。例如，我們把“驗證力的平行四邊形定則”“驗證彈力與彈簧伸長的關系”“測定木塊動摩擦因數”等簡單實驗，讓學生根據學到的知識去設計實驗，驗證一下“力的平行四邊形定則”“胡克定律”等規(guī)律是不是正確的……開始設計時，為了讓學生有個大致的方向，我們把傳統(tǒng)的實驗報告改了一下，印刷后發(fā)給學生預習。例如，我們把原來的實驗題目“驗證力的平行四邊形定則”改成了“設計并驗證力的平行四邊形定則”。把實驗目的增加了一項“能設計出驗證力的平行四邊形定則方案”。實驗儀器除原來的儀器外，增加了一些相近的或無關的儀器供學生選擇。例如，（可選）“圖板、木塊、測力計、橡皮筋、線繩、直尺、天平、彈簧、鉤碼、秒表、直尺、天平”等。實驗步驟改成了“實驗過程與方法”，讓學生填寫、并寫出他們設計的想法和步驟。其他的實驗要根據具體情況進行適當的調整，在實驗設計前發(fā)給學生，讓學生按要求完成對該實驗的設計。為了設計實驗的可行性，我們先分小組進行設計，學生們以小組為單位進行設計。同學們各抒己見，說出設計思路和所用儀器，經過小組全體成員討論，意見達成一致后寫出設計方案，交給教師審閱。教師對學生設計的實驗方案進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題的要給予糾正，啟發(fā)他們設計出更合理、更完善的方案。對切實可行的設計方案，教師就讓他們進行實驗驗證。經過四、五個實驗設計，學生就能對實驗進行初步設計了。學生通過討論，經過交流與合作，也學會了“在合作中既堅持原則又尊重他人的合作精神”。
4進一步提高學生的實驗設計能力，讓學生自己獨立設計實驗
學生對前面的實驗設計有了一定的基礎之后，教師要進一步提高實驗設計目標，讓學生自己獨立想辦法設計實驗，對物理現(xiàn)象進行驗證。如在講授完成安培力之后，兩根平行放置的通電導線的相互作用力如何？是相互吸引的還是相互排斥的？讓學生設計一個實驗，對導線的相互作用力進行驗證。這是一個簡單的實驗，讓學生自己想辦法進行設計。學生們根據所學習的知識，結合前面設計實驗時的思路，大多數同學都能夠寫出較合理的設計方案。比如，實驗目的、實驗原理、所用設備、實驗過程、方法等。經過教師指點，選擇一些合理的設計讓其進行驗證……對于這個實驗，大多數學生設計的思路是正確的，而真正能驗證成功的不多。學生設計實驗時，設計方法是正確的，但是很多沒有效果，原因是學生沒有考慮到安培力的大小，也沒有考慮導線之間的距離。他們用的導線往往太粗，導線的距離放置得又太遠，以至于導線間的相互作用力不明顯，觀察不到實驗現(xiàn)象，這一點學生往往想不到……這時教師要對學生設計的實驗進行指導。告訴學生：導線間的作用力很小，因此，導線距離不能太遠；選用導線時，用細、軟導線效果明顯一些；使用電源時，避免過載，要用一個滑動變阻器，限制電流過載……通過教師的指導，學生就能看到實驗現(xiàn)象，從而提高學生的興趣，加深對物理現(xiàn)象的理解，同時也進一步培養(yǎng)了學生的實驗設計能力。同樣，根據電阻串并聯(lián)規(guī)律，讓學生設計“擴大電流表量程”“擴大電壓表的量程”的實驗設計方案，經過教師指導，學生也能夠進行設計。除此，我們本著“嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產和生活相關的問題”，讓學生完成了“水火箭設計與發(fā)射”“靜電屏蔽”“用傳感器控制溫度”“用電解法測定元電荷”“研究彈簧振子的周期與小球質量的關系”等項實驗設計。這樣，學生們根據已學習到的知識和教師的指導，就可以設計多個物理實驗了。
5建立一套激勵機制，激發(fā)學生設計實驗的積極性
我們有完善的制度來督促學生進行實驗設計，在學生剛一入校時，就給他們介紹物理實驗的重要性和我校要求很高的實驗技能。要求所有物理實驗的一半以上由學生獨立設計；對學生的實驗設計和實驗完成情況要有記錄，對能設計出實驗的提出表揚，對不能設計的加以督促、并給與鼓勵，促使他們進一步去設計實驗；要求學生必須設計四個（大約學生應設計實驗的一半）以上的，實驗成績才能合格，六個以上才是良好；八個以上是優(yōu)秀……我們要求實驗設計成績合格的學生才能參加實驗會考；實驗設計達到良好和優(yōu)秀的才能評選優(yōu)秀班干部和優(yōu)秀畢業(yè)生等，這樣就激發(fā)了學生設計實驗的興趣。
6要持之以恒抓設計，促進學生的實驗設計能力
一、結合課本實驗，理解實驗相關知識，形成實驗方案設計的思維導向
化學實驗方案設計能力的培養(yǎng)，不可能一蹴而就，所謂“冰凍三尺，非一日之寒”，必須潛移默化，由量變促成質變，應根據學生的認知規(guī)律，由淺入深，由簡到繁，循序漸進。在教學實踐中，筆者結合教材中的典型實驗，引導學生理解實驗目的、原理，掌握實驗設計的基本原則和方法，加強實驗設計思維的培養(yǎng)。
【案例1】離子檢驗或物質檢驗型實驗方案的設計
《化學必修1》第21頁“活動與探究”欄目：氯化銨、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀均可用作化肥，它們都是白色可溶于水的固體，探究這幾種鹽中所含離子的檢驗方法。
教學過程：
問題1：這些物質中有哪幾種離子？
問題2：■、Cl- 、■選用什么試劑檢驗？有什么現(xiàn)象？如何把實驗過程用文字描述出來？
問題3：K+用什么方法檢驗？具體操作如何？
問題4：檢驗離子應從哪幾個方面分析？
拓展：四種鹽如何區(qū)分？請畫出流程圖。
[方案]
延伸：如何驗證白色固體是NH4Cl？請寫出實驗方案。
離子檢驗或物質檢驗實驗方案的設計，要根據各種離子或物質的某些特性對離子或物質進行檢驗，熟練把握各種離子或物質的性質，并把握實驗方案設計的技巧，進而設計合理的方案。
【案例2】物質制備型實驗方案的設計
《化學選修6：實驗化學》硫酸亞鐵銨的制備
實驗方案設計流程如下：鐵屑的凈化制取硫酸亞鐵溶液制備硫酸亞鐵銨晶體計算產率。
設計這類實驗的整體思路：從原料出發(fā)，通過控制反應條件，如對溫度的控制，先得到目標產物，即粗產品，接著對粗產品進行分離提純，是這類實驗的重點所在。尋找分離提純的最佳方案，使所得產品純度高，產率大。
【案例3】原理驗證型實驗方案的設計
《化學選修6：實驗化學》硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素
設計方案見表1。
這類原理驗證型實驗方案的設計，是在明確反應原理的基礎上，通過控制一定的實驗條件，控制單因子變量，最終設計可行的實驗方案。
從以上這些典例中，我們不難發(fā)現(xiàn)，化學教材中蘊含著豐富的實驗設計思想方面的素材，教師應深入挖掘，在日常教學中不斷滲透實驗方案設計思想。每一個成功的實驗其設計思想總是包含著對已有知識的靈活應用與創(chuàng)造性的科學構想。
二、結合課本實驗，了解化學實驗方案設計的一般流程和基本原則
化學實驗方案設計的流程包括：知識鋪墊提出問題小組討論形成方案方案優(yōu)化規(guī)范表達。“以鋁為原料制備氫氧化鋁實驗方案的設計”，通過小組討論，各小組形成的方案大致可以分為以下兩種類型。
第一類制備方法：酸堿法
第二類制備方案：電化學法
方案8：電解法――Al為陽極，Cu為陰極，電解氯化鈉溶液。
方案9：原電池法――Al、Cu為電極，浸沒在通入空氣的NaCl溶液中。
各小組在個人意見的基礎上，對各自的實驗方案進行評價，對比方案1～7，從制備1mol氫氧化鋁消耗酸堿量來看，方案7消耗酸堿量最少，從實驗室操作的便利性看，通入氣體的操作較為煩瑣。對比方案8、方案9，從反應速率來看：方案8>方案9，從能源消耗來看，方案8>方案9。綜合以上這些因素，方案7為最佳方案。
由此看出實驗方案設計應該遵循以下基本原則：
三、充分挖掘課本中的實驗素材，加以適當的指導和訓練，提高實驗設計能力
1.變驗證性實驗為探究性實驗，提高實驗設計能力
驗證性實驗是用以驗證已學過知識的正確性，學生處于被動接受知識的狀態(tài)，而探究性實驗是指在實驗的基礎上，通過科學的分析、綜合等思維來獲取知識，學生處于一種主動探索知識的狀態(tài)，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力十分有利。因此，教師應精心安排，積極鉆研，變驗證性實驗為探究性實驗，通過探究實驗來獲取新知識。
在一次優(yōu)質課評比中，有位教師很巧妙地將課本中的驗證性實驗轉變?yōu)樘骄啃詫嶒灒盏搅撕芎玫恼n堂效果。當時的課題是“影響鹽類水解的因素”，給我印象深刻的是這位教師在處理書本中“活動與探究”這個欄目時設計了這樣一張實驗報告單：
實驗目的：探究影響鹽類水解的因素
實驗方案的設計
這位教師充分利用課本資源，很巧妙地處理了“活動與探究”這個欄目的教學。既可以有效地改變學生的學習方式，調動學生學習的積極性，又能起到提高學生科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生科學探究能力的作用，對學生適應新課程教學活動起到很好的引領作用，達到最佳的教學效果。
2.將課本中相關結論轉化為實驗，提高實驗設計能力
實驗是人們認識和研究物質變化規(guī)律或驗證某一結論的常用科學方法。書本上的知識凡是能夠通過實驗來驗證或探究的，都應啟發(fā)學生思維，認真引導學生進行實驗設計，甚至還可嘗試讓學生親自動手做實驗，從而提高學生的探究和設計能力。
【案例】第三周期元素性質變化規(guī)律
【實驗一】Na、Mg、Al和水的反應：分別取一小段鈉、鎂、鋁，用砂紙磨掉表面的氧化膜，放入三支小試管中，加入2～3 mL水，并滴入兩滴酚酞溶液。觀察現(xiàn)象。
過一會兒，分別用酒精燈給三支試管加熱至沸騰，并移開酒精燈，再觀察現(xiàn)象。
【實驗二】 Mg、Al與稀鹽酸反應比較
總結：Na、Mg、Al與水反應越來越 ，對應氧化物水化物的堿性越來越 ，金屬性逐漸 。
關鍵詞：實驗能力；觀察能力；操作能力；實驗設計能力
《普通高中物理課程標準》已頒布了幾年，新課改理念也漸入人心，但從一些物理教育文獻和教學實踐來看，物理實驗方面的教學及研究重點集中在實驗教學方法與組織形式等方面，而忽視對學生實驗能力的培養(yǎng)與研究。普通高中畢業(yè)學業(yè)水平考試物理實驗考查卷I“用單擺測定重力加速度”，卷II“用安培計和伏特計測定電池的電動勢和內電阻”這兩個實驗，都是高中物理實驗的重要部分。從卷面上看，只考查了兩個實驗課題，但內容卻包括了很多的知識點。分析這兩份考查試卷可知，全試卷融會貫通了中學物理實驗中的絕大部分基本操作內容，同時也反映出了中學物理教學中最基本的實驗能力的培養(yǎng)目標。物理是一門實驗性科學，研究物理是以實驗現(xiàn)象為基礎的。在中學物理教材里，有近兩百個演示實驗和40多個學生實驗。物理實驗能力和其他能力一樣也是多種特性的綜合，在這些實驗知識考查的背后滲透著對于學生們能力的考查，即學生們的觀察能力、動手操作能力、數據和現(xiàn)象總結分析能力和實驗的設計能力。新課程下的課堂教學是以學生為核心的素質教育，強調我們的課堂教學要實現(xiàn)三維目標：知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀。學生的能力培養(yǎng)是素質教育的重要內容。那么，在物理實驗教學過程中我們怎樣來培養(yǎng)學生的能力呢？
一、觀察能力
我們所說的觀察能力，是指學生們通過觀察、了解事物，能夠全面、準確、深入地認識事物的一種能力。物理學科作為自然科學的一門基礎學科，它的很多知識都是我們對于生活中的一些現(xiàn)象的觀察、總結、概括后得出的一些規(guī)律性的結果，是需要學生通過感性的觀察了解之后，才能夠真正地了解知識本身的，所以在物理實驗教學的過程中，一定要重視學生觀察能力的培養(yǎng)。我們可以通過下面幾種途徑來培養(yǎng)學生的觀察能力。
1.全面觀察法。所謂的全面觀察就是對實驗進行全面地、認真地、細致地觀察。例如，在實驗中對實驗裝置的觀察，要先從整體上進行，有一個大概的了解，然后再進行局部觀察，對于裝置的每一部分進行細致的觀察，最后再回到整體上。
2.重點觀察法。所謂的重點觀察法就是按照教學的重點和難點進行有目的、有重點的觀察。例如，在進行電學實驗中，其目的就是找出電學的規(guī)律，需要重點掌握的是電表的認識，記錄數據。因此，需要對這一方面進行重點觀察。而其他的則做一般學習即可。
3.對比觀察法：這種方法適用于一些實驗相似的現(xiàn)象。通過對比突出事物和現(xiàn)象之間的區(qū)別，從而揭示其本質特征。如觀察某一物質的熔化和凝固前后的溫度變化；觀察柴油機模型與汽油機模型，通常可采用縱向對比和橫向對比。正反對比等方法。觀察能力是實驗中的基礎能力。具體的培養(yǎng)目標：注意教師演示實驗時規(guī)范化的操作技能。會觀察儀器裝置，掌握全面觀察法、重點觀察法、對比觀察法。會利用實驗手段，使觀察的現(xiàn)象比較清晰地呈現(xiàn)出來。
二、操作能力
操作能力是指一系列實驗動作的合理、完善、協(xié)調的活動能力，要在活動中形成，在活動中體現(xiàn)，在活動中發(fā)展，操作能力包括掌握各種物理儀器的用途，性能和使用，掌握儀器、藥品的選擇，做實驗離不開動手。學生通過親自做實驗可強化記憶，加深理解，提高認識。在操作示范時，只有考慮到操作的特點、教學目標以及學生的實際情況，靈活地選擇示范的方式，才能起到事半功倍的效果。作為物理實驗操作示范，應注意正誤對比示范、分步示范和慢速示范等示范方式的運用。
三、分析實驗現(xiàn)象和處理數據的能力
分析實驗現(xiàn)象和處理數據的能力是指從實驗中觀察到的現(xiàn)象，記錄的數據出發(fā)進行分析、綜合、判斷、概括等一系列思維過程，得出實驗結論，解釋實驗原理。最簡潔、最準確的物理語言表達的能力，它包括實驗報告的設計，實驗現(xiàn)象的解釋，實驗數據的處理等。卷I、卷II的實驗報告的填寫正是這樣一個過程。它是實驗能力的重點，又是難點，這是中學物理實驗能力中的主要能力。
四、實驗設計能力
實驗設計能力是根據實驗目的、方法、步驟等實驗因素進行獨立設計實驗方案的能力。它不僅需要掌握一定的物理基礎知識和前三個實驗能力，還必須具有創(chuàng)造意識，所以實驗設計能力是中學物理能力中的較高層次的能力。
通過上述分析可知，這四種能力是組成中學物理實驗能力的主要支架。學業(yè)水平考試物理實驗考查試卷則集中體現(xiàn)了在前三種能力的基礎上而綜合體現(xiàn)第四種能力。提高學生的實驗能力，可加大實驗的力度，把一些較為簡單的演示實驗讓學生自己動手去做。學生自己做實驗比觀察教師的演示實驗更為清楚。怎樣才能把演示實驗轉化為學生的操作？可采用“邊講邊實驗”的教學方法，這種教學方法是將學生實驗和演示實驗融為一體，實驗證明，該教學方法能激發(fā)學生的學習興趣，增強動手能力，提高感知能力。從而增強了學生的動手能力，培養(yǎng)了學生的操作能力。
參考文獻：
1.陳芳桂，《中學生物理實驗能力的調查與研究》，2004.5
新課改提倡通過探究性學習，構建一種積極、生動、自主合作探究的學習方式。因此，教師們越來越注重對學生的探究能力的培養(yǎng)，重視實驗教學在科學課程中的地位和作用，盡可能地讓學生參與探究的過程。例如，在課堂教學(特別是公開課)中盡量穿插大量的實驗內容或將演示實驗改成學生實驗、小組實驗。教學實踐中的這一系列變化引起了教育工作者們的關注和肯定。然而，演示性實驗強調學生對實驗的觀察，如果將大量的演示實驗改成學生實驗，無疑大幅提高了對學生的實驗要求，加大了實驗難度。這反而使學生無法站在一定的高度自信地思考，增加了實驗的盲目性，達不到探究的目的。
因此，實驗教學應按照由簡單到復雜，由教師扶著走到逐步放開，由模仿到獨立的過程逐步進行。在教學中我們還發(fā)現(xiàn)學生實驗大都強調實驗技能的訓練、實驗結果的分析、知識性結論的獲得，對于這些驗證性的學生實驗，學生早已習慣于記憶實驗結果和結論，很少有利用實驗數據進行必要的分析和總結，以完成作業(yè)的心態(tài)用已知的實驗結論解決任何問題或解答習題。從學生的作業(yè)等學習反饋情況來看，似乎這部分內容已經達到了教學目標，然而如果以跳出題目等傳統(tǒng)的評價方式來考察學生的話，會發(fā)現(xiàn)其實學生并沒有真正掌握這些內容和技能。學生學習過程中出現(xiàn)的應付現(xiàn)象，除了一部分學生的惰性使然外，更深層次的原因在于學生不知如何探究，如何有條理、有步驟地對實驗過程中的各個步驟和現(xiàn)象進行分析和歸納，最終又不得不求助于死記硬背或題海戰(zhàn)術。這無疑有悖于新課改的理念，也很難達到對學生探究能力的培養(yǎng)。
為此，我們可以基于學生實驗的實驗設計為實驗教學的切入點，通過對學生的引導，培養(yǎng)其實驗設計能力，從而提高其實驗探究能力，這也解決了學生在學習過程中不自覺地出現(xiàn)的敷衍心態(tài)。下面以一個典型的教學實例加以說明。
從教師在實驗課中對進行引導前后學生對實驗內容的理解的變化可以發(fā)現(xiàn)，通過對學生實驗的合理引導，學生在實驗設計的體驗過程中，對“熟知的實驗”有了一個積極主動的思考和解讀的過程，從而更加明確了實驗目標，這樣的教學過程也體現(xiàn)了學生的主體性和教師的主導作用，調動了學生學習科學的積極性和主動性，實現(xiàn)了實驗課堂教學的有效性。當然，在加強教師對學生實驗的指導性、學生學習和思維的導向性時，教師對學生實驗設計的難度要求要適宜，引導要階梯層次分明。若教師要求過高，學生在難以辦到學好的情況下，反而容易產生消極對待，甚至抵觸的心理。
在對學生的實驗評價和學生的實驗報告中還可以發(fā)現(xiàn)，在通過教師的合理引導，學生在實驗課后的積極反思和對實驗的改進，以及教師對整個實驗的及時的評價和總結，學生的實驗設計能力和歸納能力有不斷進步的趨勢。通過讓學生參與實驗設計的教學，使學生的探究能力得到培養(yǎng)，最終將學生的科學素養(yǎng)落到實處。
* 2009年度寧波市江東區(qū)教育科研招標課題。
一、新課程理念下的高中化學實驗教學策略
1.將化學實驗課堂歸還到學生手中在傳統(tǒng)的高中化學實驗教學中，較多采用的是教師演示實驗的教學方法。在這樣的教學模式下，學生只是化學實驗課堂的參觀者，扮演的多是觀眾的角色。學生看再多次的演示實驗也不如親自動手來得印象深刻。學生只有親自參與其中，才能熟記實驗操作步驟和實驗注意事項。新課程理念對學生的化學實驗操作能力提出了全新的要求，將實驗課堂歸還到學生手中已迫在眉睫。教師可以選取一些簡單、方便、安全性較高的化學實驗，放手讓學生操作，將學生的實驗積極性充分調動起來，提升學生的實驗操作技能。當學生掌握了一定的化學實驗基礎后，再一步步拓展到其他難度更大的化學實驗。在實驗過程中，教師更多的是起引導作用。
2.實施開放性實驗，培養(yǎng)學生的實驗設計能力在傳統(tǒng)的高中化學實驗教學中，化學實驗內容一般是針對課本上的化學規(guī)律進行實驗驗證，或者是演示課本上的化學實驗。這樣的實驗教學不能達到培養(yǎng)學生實驗創(chuàng)新能力的要求，只是片面地鍛煉了學生的實驗操作技能，這對于高中化學實驗教學還是遠遠不夠的。在新課程理念的要求下，教師需要創(chuàng)設開放性實驗課堂，培養(yǎng)學生的實驗設計能力。例如，在教學“氧氣的性質”時，可采取實驗化的教學策略。從氧氣的制備、氧氣的收集、氧氣的性質探究等方面進行研究，安排學生小組合作，自行設計實驗。在這個過程中，不對實驗內容作刻意規(guī)定，只要學生能夠得出一定的實驗研究成果即可。這只是培養(yǎng)化學實驗設計能力的初級階段，在學生的化學實驗素養(yǎng)有了一定的積累之后，再進行難度更大的實驗探究。
3.采用生活化實驗教學策略，貫徹應用理論一切知識學習的最高境界是“來源于生活，回歸至生活”，這是教育的終極目標。對于高中化學實驗教學，教師可以采取生活化的實驗教學策略，選取生活中常見的實驗材料，將常見的生活現(xiàn)象轉化為課堂化學實驗內容，激發(fā)學生的化學學習興趣。通過生活化的化學實驗教學，降低化學實驗教學門檻，激發(fā)學生探究意識。新課程理念對學生的知識應用能力提出了全面的要求，而生活化的化學實驗教學是實現(xiàn)知識應用的最有效的途徑。例如，在茶瓶坑的酸洗現(xiàn)象中，實施酸性化學實驗反應教學;在鐵釘銹蝕現(xiàn)象中，實施金屬腐蝕與防護教學……只要細心觀察，就可以發(fā)現(xiàn)生活中的各種現(xiàn)象與化學學科息息相關。
二、結語
總之，在新課程理念的要求下，化學實驗教學必須大膽創(chuàng)新，實驗改革對學生化學素養(yǎng)的形成至關重要。化學實驗教學是化學教學的關鍵，對培養(yǎng)學生的化學實驗素養(yǎng)作用顯著。作為高中化學教職人員，我們必須積極貫徹新課程理念，轉變傳統(tǒng)化學實驗教學觀念，實現(xiàn)化學實驗的素質教育。
作者：王森林單位：江蘇射陽縣高級中學
【關鍵詞】中學化學;實驗;自我設計能力
【中圖分類號】G811.2
【文獻標識碼】A
【文章編號】1236-3619(2009)11-30-0288
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,通過課堂演示實驗或學生實驗,學生可獲得生動的感性知識,從而更好地理解、鞏固所學化學知識,形成化學概念,促進觀察、分析和解決問題等各方面能力的提高,進而最大限度地激發(fā)學生學習化學的興趣。如何完成一個出色的化學實驗呢?答案是多種多樣的。這里僅就中學化學實驗的自我設計能力簡述一下個人的淺見,以資共商。
1.中學化學實驗自我設計能力既是素質教育倡導的方向,又是新課標的基本要求
學生自我設計實驗能使學生獲得直觀生動的感性知識,把難以理解的化學理論知識或現(xiàn)象更好地理解、鞏固,更好地將所學化學知識形成化學概念,從而促進觀察、分析和解決問題等各方面能力的提高。從中學化學教學實際來看,學生自我設計實驗還具有調動學生學習化學積極性、發(fā)展智力和培養(yǎng)能力、培養(yǎng)學生優(yōu)良個性品質等功能。在具體的教學實踐中我認識到以下幾點:
(1)化學基本理論來源于化學實驗又指導化學實驗。化學中任何理論(或假設)的提出、發(fā)展和完善,都是以一定的實驗事實做基礎,都遵循著以下規(guī)律:從實驗到理論的建立(或假設的提出),再到最后使理論得到不斷發(fā)展和完善。這是人類認識自然科學一般過程。要讓學生知道發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,但也不可墨守成規(guī)。
熟練掌握常見元素及其化合物的物理性質、化學性質的實驗事實以及單質、化合物的制備原理和方法。化學實驗是驗證某物質是否具有某種性質的唯一手段。中學階段的大部分化學實驗都屬于定性實驗,這些實驗雖然簡單,但可培養(yǎng)學生透過實驗現(xiàn)象(或實驗數據)看清反應實質,進而推斷物質的微觀組成、結構與實驗結果的相互關系。物質的制備原理是以物質的性質為基礎的,某一物質的制備方法不止一種,但教材上采用的方法則是實驗室中最常見的最好方法,熟悉了這些實驗,在設計實驗時就能夠靈活選擇實驗原理。
(3)掌握中學化學常規(guī)實驗手段,熟悉常見儀器的規(guī)格、用途及使用注意事項。常規(guī)實驗手段是化學實驗的基礎,綜合實驗是常規(guī)實驗的綜合運用,即使那些高、精、尖的實驗也離不開常規(guī)實驗,因而教材中所有實驗(包括教師的演示實驗)都要盡可能地讓學生在課內或課外一絲不茍地完成。通過動手,一方面達到對常規(guī)實驗操作的熟練掌握,同時熟悉常見儀器的應用范圍和使用注意事項。
(4)引導學生在學好化學基礎知識的同時,能初步學會查閱、運用有關圖表、數據和其它資料。擴大閱讀的范圍,增加化學知識面,緊跟化學發(fā)展的腳步。
2.學生自我設計實驗必須有化學實驗總體觀
任何一個化學實驗都包含以下內容:(1)實驗目的實驗原理(3)實驗藥品、儀器(4)實驗過程設計和裝置圖(5)實驗操作及操作規(guī)程(6)實驗結果的處理,這六個方面的內容可稱為化學實驗的六要素。實驗目的是核心;實驗原理是達到實驗目的的理論根據;藥品、儀器是物質保證,這些物質條件的選擇是由實驗原理和實驗程序決定的,同時對實驗程序也起著制約作用;實驗程序是能否完成實驗的關鍵,它的設計以實驗原理為基礎;實驗操作及注意事項是實驗得以順利、安全進行的保證,它的制定要由實驗程序和實驗用品來決定;實驗結果的處理是對實驗是否達到預期目的所進行的檢驗,在解釋實驗現(xiàn)象、處理所測得的數據、分析實驗誤差等項工作中必須對各要素進行綜合分析。
3.學生的思維能力是化學實驗設計的核心
學生的一切學習活動都離不開思維。化學實驗的設計過程實質上是一個探索、創(chuàng)造的過程,對學生思維能力的要求層次較高,而中學生的思維活動還處于從經驗型向抽象型過渡的階段,這就要求教師設法加速這一轉化,使學生的思維活動盡快趨于成熟,盡早地具備辯證思維的能力,同時培養(yǎng)出較好的思維品質和嚴謹的科學態(tài)度。
4.學生的創(chuàng)造性是實驗設計的靈魂
學生在設計實驗時,首先是通過模仿、移植現(xiàn)有的實驗方案,然后通過獨立思考、探索摸索,逐步在設計 中體現(xiàn)自己的個性,具有一定的創(chuàng)造性。教師在組織學生開展課外活動時,可引導學生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗藥品及儀器的代用品、實驗裝置的改進等有關資料,以開闊學生的視野,啟迪學生進行創(chuàng)造性思維。同時也應經常提出一些能激發(fā)學生創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造興趣的問題,盡量給學生一些動手的機會,讓學生在手腦并用的活動中迸發(fā)出創(chuàng)造的火花。
一、指導學生從生活中搜集實驗替代品完成實驗，培養(yǎng)學生的實驗能力
生活中有許多物品都可以作為實驗儀器或藥品的替代品。教師可根據實際實驗教學內容指導學生搜集并完成一定的實驗。
例如，搜集生活中的青霉素藥瓶、塑料藥板代替試管、點滴板完成一些簡單的實驗；在學氧化碳的制取和性質時，讓學生利用廚房中的純堿、食醋，以及家中的水杯、蠟燭等設計實驗制取二氧化碳并驗證熄滅蠟燭的實驗；在學習酸堿指示劑時，讓學生利用紫蘿卜皮或花瓣自制指示劑測定食醋、肥皂水的酸堿性等。在化學教學中讓學生利用生活中的替代品來完成一定的實驗，既有助于解決農村學校實驗儀器、藥品缺乏問題，又可充分調動學生學習化學的積極性和主動性，同時也提高了學生觀察和設計實驗的能力。
二、增設家庭小實驗，培養(yǎng)學生的實驗能力
化學教學中，教師可根據教學內容將部分簡單易行的演示實驗改為家庭小實驗，讓學生利用家中的物品來完成。
例如，在《溶液》的教學中，教師可將演示實驗“蔗糖、食鹽、植物油、泥土四種物質在水中的分散情況”課前布置學生在家完成，并將觀察到的情況寫成報告交上來。這樣就會促使學生課前動手操作，親身實踐，給課堂教學節(jié)省時間，也給學生留下足夠的時間思考討論，同時培養(yǎng)了學生的觀察能力和動手能力，使學生的實驗能力在不知不覺中得到提高。
三、教師的演示實驗向學生實驗轉變，培養(yǎng)學生的實驗能力
在傳統(tǒng)的演示實驗中，由于多數學生的距離較遠，可觀察性差，甚至存在一定的盲目性，教學效果不是很好。為此教師在教學過程中要將一些操作比較簡單、所需儀器和藥品不多的演示實驗改為學生實驗。
例如，在《質量守恒定律》的教學中，教師根據學生的預習情況，給學生提供一定的儀器和藥品，讓學生分組討論，設計出實驗方案，經師生討論再進行實驗。在教學中，經常進行這樣的訓練，既可調動學生的學習興趣，又能使學生的動手能力、分析能力、實驗設計能力得到逐步提高，養(yǎng)成自主學習、合作學習、探究學習的良好習慣。
四、將驗證性實驗改為探索性實驗，培養(yǎng)學生的實驗能力
將驗證性實驗改為探索性實驗，突出實驗的創(chuàng)造性，可以使學生在獲得知識和技能的同時受到科學方法的訓練，使學生學會研究與探索的方法，提高實驗能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
例如，在學完酸、堿、鹽的性質后，教師提出怎樣驗證鋅、鐵、銅三種金屬活動性順序的問題，讓學生分組討論，設計多種實驗方案，經師生共同分析確定其可行性后，再進行實驗驗證。再如：二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應沒有明顯的現(xiàn)象，教師可鼓勵學生設計多種方案來驗證反應的發(fā)生，學生通過討論篩選出合理的方案進行驗證。對學生進行這樣的訓練可提高學生的實驗設計能力，啟迪學生的科學思維，使學生學會探究的方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，為學生終身學習打下良好的基礎。
五、巧設化學活動課程內容，培養(yǎng)學生的實驗能力
化學活動課程是化學課堂教學的延伸，是培養(yǎng)學生實驗能力和實踐能力的第二課堂。教師要巧妙設計化學活動課程的內容。初中學生由于受知識水平的限制，因此教師在安排化學活動課內容時，要盡量少設計理論知識，多安排一些有趣味性的實驗。
