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化学实验设计(合集7篇)

时间:2022-03-04 08:49:37
化学实验设计

化学实验设计第1篇

实验评价是根据实验目的和要求,对现有的多种实验方案进行科学论证和对比评判,选择最佳方案,并且加以必要的改进。

1实验设计教学的基本要素

1.1实验设计教学的目的和要求

(1)培养学生实验知识与技能的综合应用能力。

(2)根据实验试题要求,运用掌握的化学知识设计一些基本实验。

(3)能绘制和识别典型的实验仪器装置图。

(4)根据观察到的实验现象,记录、分析和处理(计算)实验数据,作出正确结论。

1.2实验设计的原则

实验设计应遵循科学合理、简便易行、安全环保、节约快捷、效果明显等原则。

(1)符合科学性:科学性是化学实验方案设计的首要原则,要求设计中的实验原理、实验操作方法和程序没有科学性错误,并能出现预期的实验现象,产生正确的实验结果。

(2)安全性:要尽量避免使用有毒药品和进行危险性高的操作。

(3)可行性:所选的化学药品、仪器、设备等在现有的实验条件下能够获得满足。

(4)简约性:采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,能在较短时间内完成实验。在温度和压强方面尽量采取常规的条件,催化剂使用容易得到并且效果显著的。

(5)经济性:在不影响实验效果的前提下,要尽量减少化学药品的用量,一方面可降低实验成本,另一方面也可减少对环境的污染。应用微型实验在这方面有较大优越性。

(6)无污染:在使用易燃、易爆、强腐蚀和有毒药品进行实验时,要考虑尾气和实验废弃物的处理,最大限度地减少对环境的污染。

1.3实验设计的思维模型

实验设计是一个从信息收集整理、加工处理到付诸实践并能预期结果的完整的思维程序,如图所示:

2实验设计的一般过程

化学实验设计重在培养或考查把已有知识和技能运用于新情景的能力,所选择的课题往往是没有直接实践过的。在设计过程中时,能够从题目中接受信息,分析评价信息,选择并整合新信息与已有知识,以解决实验设计的新问题。大致过程与思路如下:

2.1信息的获取

接受、分析和筛选信息,主要是解决以下问题:理解实验课题,了解实验条件,明确设计要求。需要迅速、全面地提取题目中的重要信息,把信息归类,并对各个信息在实现实验设计中的作用进行分析和判断。根据实验目的和要求,阐明实验原理,分析现有仪器和药品的作用,选择合适的仪器和药品。

2.2实验设计构思

根据实验目的和要求,设计实验的基本思路和方法,勾画实验装置草图。通过对新旧信息的加工开发,描述实现指定的实验设计规划。根据实验设计的要求及解决问题的顺序分析,这种构思包含两个层次:一是实验方法的选定,这是从总体上考虑实验方案的设计。实验方法主要取决于实验原理,并受实验条件的制约。二是实验装置和实验操作设计。实验装置和操作的设计都是为了具体实施实验方法,完成预定的实验任务,实际上就是实验方案细节的设计,这部分的设计主要的是体现实验基础知识与基本技能的应用。

根据实验的要求,设计可行的操作步骤和观察重点,分析实验中应注意的事项(如反应过程中是否需要除去杂质及尾气处理等)。

2.3实验设计内容

(1)根据命题要求,说明设计该实验的化学原理,并画出实验装置图。

(2)列出实验所需的仪器和试剂。

(3)确定实验操作步骤,说明实验中应注意的事项。

(4)提示观察、记录实验现象,分析实验结果(包括写出有关的化学方程式)。

(5)提出实验数据的记录和处理及计算方法。

(6)拟定完成实验后对实验结果对照预期目的进行分析、评价及实验报告撰写。

3实验设计与评价能力的训练

3.1根据实验命题设计基本实验方案

设计简单实验方案,通常有:验证某个化学原理;确定某混合物中组分的实验;定性和定量分析;实验操作顺序设计等。这些简单实验的设计,综合性较强,能强化思维训练,要求学生联系所学过的实验知识和技能,进行知识迁移和重组,全面而细致地思考,才能设计出正确的方案。实例:现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸,而没有其它试剂。设计最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否含有Cu2O。

设计思路:Cu2O是碱性氧化物,能跟稀硫酸反应,生成的Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。Cu2+在水溶液中呈蓝色,而Cu不跟稀硫酸反应。因此可以设想,若CuO被H2还原的产物全部是Cu,将其放入稀H2SO4中,将无变化;若红色产物中含有Cu2O,将其放入稀H2SO4中,会生成Cu2+使溶液变成蓝色。

分析所给试剂是否可用,因为浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3以及FeCl3都有较强的氧化性,不论红色产物是否含有Cu2O,在上述物质中均会被氧化为Cu2+,无法检验是否存在Cu2O。而pH试纸也不起作用。所以最简便的检验方法是取少量该红色物质放入稀H2SO4中,振荡,若溶液变为蓝色,说明产物中有Cu2O,否则说明产物中无Cu2O。

3.2实验装置的创新性设计与评价

对教材中的实验装置进行合理的改进,通常都是实验设计创新的切入点。传统的氯气实验室制法,是用浓盐酸与MnO2在烧瓶中加热,加上洗气和尾气处理,实验装置较复杂,操作麻烦,而且容易泄露尾气。

本着简便、节约、省时、环保等原则,将本实验装置改进设计如图:

实验试剂有:浓盐酸、饱和食盐水、氢氧化钠溶液、高锰酸钾固体。

反应的化学方程式为:

2KMnO4+16HC1(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O

评价:本实验设计体现了创新特点:(1)用注射器代替分液漏斗(使用时再连接),更便于浓盐酸的添加;(2)用广口瓶代替烧瓶,无需铁架台,简化了装置,且更易清洗。(3)使用高锰酸钾固体,不需加热即可跟浓盐酸反应;(4)用排水(饱和食盐水)集气法收集气体,气体净化,并容易观察;(5)几个联通管的运用便于控制添加浓盐酸、收集气体与吸收尾气,并使整个实验过程基本形成封闭系统,防止气体泄露,有利于环保。

3.3不同实验方法的对比与评价

一般来说,每一个化学实验都可以设计出不同的实验方法。采用不同的试剂、不同的反应条件以及实验步骤顺序的改变,都可以得到不同的实验方案。这就需要按照实验设计的原则,认真分析影响实验的各个因素,通过比较和评价,最终确定最佳方案。

例1:对于银镜反应实验,人们以影响实验结果的关键因素为依据提出过多种方案,各方案的要点是:(1)用乙醛作还原剂,强调试管壁的光洁度至关重要。(2)以葡萄糖为还原剂,醛基的浓度影响反应速度,是成败关键。(3)滴加NaOH溶液,适当提高反应溶液的PH。(4)用0.2%氯化亚锡溶液处理试管。设计时开展讨论,深入分析实验原理,并做参照实验加以验证,归纳得出,Ag(NH3)+2与还原剂的适当且均匀的反应速度是关键因素。对各种方案综合评价后,确定本实验的最佳方案是,在试管洁净、银氨溶液正确配制的前提下,以10%葡萄糖溶液为还原剂,在Ag(NH3)+2溶液中加入1滴NaOH稀溶液使PH约为9,在水浴加热中完成反应。运用此方案实验,成镜质量好,成功率基本上是100%。

例2:用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,制备一定量的氢氧化铝。设计3种不同的实验方法(以化学方程式表示),并指出哪种方案最节约原料,从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量来说明。

这是一道实验设计与评价的训练题,要点有二:一是依据铝的性质描述实验原理设计,二是根据化学方程式的计算比较评价。经讨论归纳,设计与评价结果如下:

化学实验设计第2篇

关键词: 初中化学教学 化学实验 优化设计

新课程标准强调指出:“义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨,把科学探究作为新课改的突破口,转变学生的学习方式,激发学生积极主动地获取知识,培养学生的创新精神和实践能力。”化学是一门以实验为基础的自然科学,通过实验,不仅可以激发学生学习化学的兴趣,培养学生的科学探究能力,而且可以帮助学生亲身体验知识的产生与发展的过程。因此,在新课程改革的背景下,化学老师更应高度重视发挥实验的作用,积极探索,尽力优化实验教学,提高科学素养,促进学生的全面发展。我通过多年的教学实践与摸索,认为在化学的实验教学中除了要注重设计出具有探究性的实验外,还应从以下几个方面去优化设计实验。

一、实验的设计要趋向“生活化”

贴近生活,贴近社会,是化学新课程的一个重要理念。在化学实验教学中为了有效落实这一理念,广大教师就要以学生熟知的化学反应为切入点去设计实验进行新知的教学,从而大大激发学生的学习兴趣和求知欲望。新教材在编写时也特别注意这一点。例如现行的上教版九年级化学教材一开始,就从学生比较熟悉的物质如蜡烛、铁丝、食醋、鸡蛋、铜丝等物质设计了几个实验,探究物质发生的变化,使学生一开始就对化学产生一种亲切感,感到化学就在我们的身边,化学与我们的生活密切相关,使学生从一开始就对化学学习充满了兴趣。而在实际教学中,我们广大化学老师应根据不同的教学内容,巧妙地设计一些与生活密切相关的实验,以维持学生持久的学习兴趣。如在学习了《酸碱盐》的内容之后,可让学生去检测附近河水的酸碱度,设计实验辨别黄金的真伪;学习了材料的相关知识后,可让学生设计实验区别棉线和毛线,塑料包装袋是聚乙烯还是聚氯乙烯……这样的实验不仅可以巩固和落实化学基础知识,而且可以提高学生解决实际问题的能力使其感受化学给个人和社会带来的价值,从而以更积极的态度投入到化学的学习中。

二、实验的设计要趋向“简约化”

现行教材中实验设计与以往教材相比应该说有了较大的改进,但是个别实验仍然存在一些不足。如有些实验装置太复杂,需要的实验仪器和药品太多,很难在课堂上开展学生探究活动。为此,我们要在遵循“科学、安全、可行”的原则下,大胆创新,积极探索,设计出合理的简约装置。

例如,现行教材中的固液制气装置一般用试管或锥形瓶、分液漏斗或长颈漏斗和导气管组成的,这些装置由于无法去除其中的空气,因此所制的气体是不纯的。浙江盐海高级中学的左其明老师对其加以改进,改用医疗葡萄糖注射液的塑料包装袋作为主要反应容器,配合上合适的橡皮塞、注射器、带针头的输液管。改进后的装置不仅连接简单,操作方便,而且由于塑料袋质软,可变形,能排尽其中的空气,故可以制取到几乎不含空气的纯净气体。

再比如,对于上教版九年级化学第60页证明“微粒在不断地运动”的实验,教材中是用一只大烧杯将两只分别盛有浓氨水和滴有酚酞的蒸馏水的小烧杯罩住。由于有的学校(特别像我们这些实验条件比较差的学校),一方面很难找到大小合适的烧杯,即使有,由于烧杯空间较大,导致实验时间长,现象不明显,而且由于装置不便移动,教室后面的学生也不便观察。另一方面本实验还会挥发出具有刺激性气味的氨气而污染环境。为此,我对其改进如下:取一只大小适中的试管,先向其中滴入适量的浓氨水,然后立即塞上插有细铁丝(下端系着沾有酚酞试液的湿润滤纸)的橡皮塞。教师可拿起试管在教室内走动,指导学生观察滤纸的变化,改进后的实验不仅现象明显,实验所需时间短,而且装置简单,避免了对环境的污染,效果非常好。

三、实验的设计要趋向“绿色化”

近年来,全球范围内的环境污染愈来愈严重,保护环境,提高人们的环保意识是当代教育义不容辞的责任。而以实验为基础的化学学科,由于在某些实验过程中会产生一些有害物质,对校园环境造成了一定的污染,因此化学老师更应该从自身做起,积极探索,主动创新。除了要抓住契机,更新观念,将绿色意识融入到平时的教学中,不断地对学生渗透“绿色化学理念”之外,更重要的是对一些产生污染物的实验要千方百计地加以改进,尽量减少或彻底消除有害物质,将污染消灭在源头,使化学实验对环境友好,即实现化学实验的“绿色化”。

例如,现行上教版九年级化学第119页中“一氧化碳与氧化铁的反应”实验中由于一氧化碳不能完全反应掉,直接排放会对空气造成污染。但如果用酒精灯将其点燃使其转化成二氧化碳放掉,则是一种对资源的浪费。因此,通过我的引导,同学们重新设计出如下的实验装置:

经过如此改进,该装置不仅可以防止一氧化碳直接污染空气,而且可以循环利用一氧化碳,节约能源,从根本上实现了“绿色化”。

四、实验的设计要趋向“微型化”

所谓微型化学实验,是指用微量化的药品在微型的仪器中进行的实验。其特点是实验药品微量化及实验仪器微量化。与常规实验相比,由于微量实验使用的试剂量少,故降低了实验的三废排放,减少了对环境的污染,也缩短了实验时间,并且安全系数更高。微型实验不仅激发了学生的学习兴趣,而且培养了学生的实验、观察、思维、自学等多方面的综合能力,培养了学生良好的节约意识和环保意识,对提高学生的科学素养有非常重要的作用。特别是在一些条件比较差的农村中学,为了正常地开展化学实验教学,化学老师一方面可以发动学生收集生活中一些微型化学用品来替代常规实验用品,另一方面应该认真开发研制出微型实验装置来完成一些演示实验。

例如,同样是上教版九年级化学第60页证明“微粒在不断运动”的实验,除了可以设计成上文所说的那种“简约化”的实验以外,也可以设计成如下的微型化学实验:将两支不带针头的注射器的内管暂时抽出,分别放入一团沾有浓氨水的棉花和一块井穴中依次盛有滴加了酚酞的蒸馏水的药穴板,再放入内管,两注射器之间用短的胶皮管相连后水平放置。结果学生可以看到井穴中的酚酞依次先后变红,真切地体会微粒是在不断运动的,可收到较好的效果。

总之,中学化学实验教学应走出过去的误区,化学老师要汲取新课程理念,加强业务学习,不断提高自身的知识修养,进行大胆的改革和尝试,用心设计出现象明显,操作安全简约,污染更小的创新型实验,以满足教学需要,从而全面地提高当代学生的科学素养。

参考文献:

[1]毛杨林.例谈化学实验简约设计的策略.

[2]周宁怀.微型无机化学实验[M].北京科学出版社,2000.

[3]上教版义务教育课程标准实验教科书化学(九年级).

化学实验设计第3篇

高中化学实验教学质量受很多因素影响,例如化学教师的教学水平等,因此,高中化学实践教学中,怎样使学生积极主动的进行学习,提高学生对化学实验的乐趣,是每个教师应认真思考的问题。研究发现,高中化学实验教学设计采取以下策略可达到较好的教学效果。

1.明确实验教学目标实验教学目标是实验教学得以顺利实施的保障,只有目标明确,才能保证设计的化学实验具有较强的针对性,使学生更好的掌握学习的重点。这就要求高中化学教师在开展化学实验教学时,明确每个实验设计的目的,使帮助学生理解所学的重点知识,还是加深学生对某个实验过程的记忆,做到有的放矢。例如,在讲解元素周期律内容时,为使学生对金属性质有个全面的认识与理解,教师可以碱金属元素为例设计相关的实验。如在课堂上教师可分别取适量钠、钾放入水中,让学生观察反应现象,并要求学生认真思考两者现象的不同,由此得出钾比钠活泼的结论。同时,通过设计该实验,学生对元素周期律有更深的认识,为其他元素性质的学习做好铺垫。当然,实际教学过程中教师可将教学目标,板书在黑板上更好的指导学生学习。

2.合理融入实验内容化学实验教学设计还应注重实验内容融入的合理性。所谓合理一方面要确保融入时间的合理,另一方面确保融入内容的合理。众所周知,高中化学内容较多,牢牢把握两个合理,才能充分发挥化学实验在教学中的优势。例如,在讲解影响化学反应速率的因素一节内容时,需要学生对化学反应速率准确认识的基础上实施(确保实验融入时间的合理性)。教师可设计H2O2分解实验,即,实验过程中分别将实验条件放置在热水中、常温以及冷水中,要求学生观察实验现象的剧烈程度。很显然处于热水条件下的反应比较剧烈产生气泡的速率比较快,由此使学生理解温度给化学反应速率的影响。当学生理解后,再设计反应物浓度大小给反应速率影响的实验(即握融入内容的合理性),如此循序渐进能更好的帮助学生掌握该章节知识。

3.及时评估实验教学效果高中化学实验教学实践中,为保证实验教学效果教师还应及时评估实验教学情况,更好的了解学生实验内容的掌握状况,进行针对性的优化与改进,使设计的实验教学各个环节更加合理,为更好实现教学目标创造良好条件。例如,在讲解化学反应进行方向一节内容时,部分学生无法准确判断化学反应进行方向,教学效果并不理想。为此,教师可设计N2O4与NO2转化的实验,通过改变反应温度使学生观察反应容器中浓度的变化,提高学生准确判断化学反应方向的能力。高中化学教学实践中,教师采用上述实验进行教学后,与学生进行充分的交流,了解其对设计实验的意见,并对学生的意见加以汇总,在条件允许的情况下对设计的实验进行改进和优化,为后期实验的设计及实验教学的开展奠定基础。例如在该章节实验教学环节中部分学生反映教学进度有点快,教师可因此专门留出一段时间供学生讨论、消化与吸收,使学生彻底搞清化学实验知识点,扎实走好每一步。

二、总结

化学实验设计第4篇

关键词: 《化学实验装置的设计与优化》 化学实验 设计优化 二轮复习

一、考纲分析

浙江省普通高考考试说明中对化学实验部分明确有12点考试意见。其中大部分是针对具体实验提出的基本要求,比如:中和滴定、常见分离提纯方法、常见气体制备方法,等等。这些在一轮复习中应该都已经打好坚实的基础了。而第11点的要求是:能绘制和识别简单的实验仪器装置图;能根据具体情况设计解决化学问题的方案,并能对设计的实验方案进行分析、比较、优化和改进。这应该是对能力要求的进一步提升。二轮复习的目的应该在于提升学生的这一部分能力,教学生一种思考方式,给学生一个思维方向。

二、教学设计思路

实验装置的选择与分析是实验成功的关键,是实验分析的关键环节,也是最能体现实验能力的一个环节。本节课就以实验装置的选择与分析作为中心任务,以三个基础课题为出发点,从试剂选择、气体净化、气压变化三个方面,由浅入深地分三个步骤分别锻炼学生基础原理剖析、分析改善装置,以及对已有装置进行设计改进的能力。

三、授课流程

课题一:1.制气试剂的选用:与亚硫酸钠反应的酸是盐酸还是硫酸?

2.净化试剂的选择:干燥使用浓硫酸还是碱石灰?

3.防倒吸方法讨论。

4.气密性检验。

设计意图:本实验为制气基础实验,原理、装置和讨论点都不难,其意有三:起步简单,让学生尽快进入角色,思维复苏;锻炼学生基础原理剖析以及绘制、识别简单实验仪器装置的能力;从中总结出实验分析的常见切入点。

课题二:

已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,请从下图中挑选所需仪器(可重复选用),完成实验。(依次为ABCD)

具体讨论点:

1.在C―B―D(基础原理分析)的基础上讨论头尾的空气中杂质气体的净化装置,将其完善成B―C―B―D―D。

2.讨论测定二氧化碳还可以采用排水量气法。

3.比较两种量气方法优劣。

4.针对排水量气法二氧化碳可能溶于水的弊端,讨论改善方案(采用有机溶剂覆盖法)

设计意图:本实验为定量测量实验,主要想借此题锻炼和提升学生分析完善实验装置的能力,并引导学生可以对原有装置做简单的调整改进和比较。

最终两种成功装置如下:

课题三:

实验室可用氯气与金属铝反应制备无水三氯化铝,该化合物遇水蒸气发生强烈水解,100℃左右时升华。(金属与酸蒸气高温下不作用)

具体讨论点:

1.分析装置中各仪器的作用(其实就是基础原理分析)。

2.思考实验装置中尚缺的装置(尾气处理、气体净化)。

3.针对上一点提出的氯化氢气体是否需要净化进行讨论。(不是所有的非目标气体都需要出去,要紧密关注实验目的,我们的一切操作都是为了它而服务的。)

4.现有实验装置的完善(制氯气装置该用分液漏斗+圆底烧瓶,易于控制制气进程)。

5.两种产品接收装置的比较(图如下)。

6.采用了防堵塞装置后仍有可能堵塞,如何设计才能实时监控?(安全瓶的使用)

最后完整装置如下:

设计意图:本题涉及的物质虽较为陌生,但有明确的信息提示,近年来高考原题也有涉及类似物质制备。与前两题相比,此题起点稍高,原理也稍复杂,是一个思维提升。另外,此题主要锻炼学生分析完善和设计改进的能力,所涉及的知识点也比前两题难一些,尤其是安全瓶的设计,三个课题是一个循序渐进的过程。希望在具体授课时能达到这样的层次。

最后一个综合性题目:

设计一套实验装置,在实验室中利用空气、铁粉、稀硫酸及其他必要试剂来制取氨气。

四、板书设计

实验装置的分析与设计

(一)基本思路

基本原理剖析―分析改善―设计改进

(二)主要着眼点

试剂选择:减少杂质、不减少目标物、降低反应条件,等等。

气体净化:尾气吸收、紧扣试验目的、全面分析杂质来源,等等。

化学实验设计第5篇

随着现代化教育的深入,大学化实验教学设计性实验对学生观察力、实践能力、全面发展具有重要作用,也是科研教学活动的重要方法。设计性实验中,教师应注重教学方法的创新,立足于多角度考察方式;实行开放式实验教学设计,能够提升实验教学效率与质量。对此,笔者根据多年实践教学经验,就大学化学实验中的设计性实验进行简要分析。

关键词:

大学;化学实验;设计性实验;研究分析

根据化学实验能够将化学理论与实践进行有效融合、整合、应用,对化学实验效果提升具有重要作用。设计性实验将实验方法作为中心,继而创新化学实验模式,并做好综合性研究。设计性实验对学生能力的提高具有重要作用,同时具有较大研究价值。

1设计性实验特点

1.1全面性

设计性实验涉及学科内容众多,化学实验应凸显科学、综合、灵活性思维形式,使学生能够在实验中得到能力的提升,寻找到解决问题的方法,创新思维模式。如:在无机制备与有机合成知识融合中,进行表征任务分析或是利用催化剂与性能检测融合等方法。

1.2研究性

不同实验中包含一个实验课题,学生在实验过程中需自主进行资料搜集;同时结合设计实验方案与操作性书写论文。在课题研究中,学生应自主、独立进行课题探究,掌握实验过程遇到的问题,制定解决方法。利用这种模式,打破了传统实验教学模式,实现了创新,对学生自主学习能力、化学实验研究性具有重要影响。

1.3创新性

大学实验教学中,应立足多样化、创新、环保项目内容,扩大学生知识视角与创新思维。在设计性实验内,教师应将科研成果转为设计性实验,使学生能够接受到最先进的实验知识,对后续学习具有帮作用。

2大学化学实验中设计性实验不足

一些院校在化学实验教学中,主要为有机实验与无机实验、分析设备监测、物理化学实验等,使得学科项目被分解,缺少学科有效连接、实验教学内容缺乏特点体现,多为验证性实验。种种原因造成教学资源使用效率平平、缺少完善的管理制度。随着新课程教育教学的落实,多数院校开始致力于教学革新中,增加设计性实验教学课时。不过在事实教学中,并未有明显教学体现,仍然存在诸多问题。

2.1实验管理制度问题

设计性实验对实验设备、教师水平要求较为严格;同时,相对于传统基础化学实验,设计性实验成本投入高于普通化学实验。受经济因素限制,使得设计性实验一直未得到推广与普及。一些院校为达到基础评估需求,而选择进行一些设计性实验;但在实际实验教学中,缺少化学实验教学的融合,较为形式化,缺少完整的管理机制。现阶段多数院校化学实验管理制度存在诸多问题,实验教师无法充分发挥作用优势,实验教学报酬得不到有效保证,理论知识教学较多而影响实验管理,造成设计性实验难以继续开展下去。

2.2教学内容落后

在设计性实验中,教学内容落后成为重要教学问题。通常状态下,设计性实验主要是增加综合实验内容,而缺少有机、无机等学科融合,课程教学缺少直接连接,以及有效教学形式进而达到全面培养目标。尽管多数学校已经致力于设计性实验教学内容中,但缺少有效的成果转变机制,使得学生难以达到学以致用目的,造成学习兴趣的降低。

3大学化学设计性实验方法

3.1调动学生学习兴趣

大学阶段,学生对化学知识已经有一定基础,了解有关化学理论知识与实验。对此,在这一过程中应科学应用设计性实验,为学生创造更多知识运用机会。学生进行自主设计实验,对能力的提升、兴趣的激发具有重要作用。学生在实验任务探究阶段,能够运用所学化学知识内容进行方案设计,进而找到有效方法与结论。在其过程中,学生完全自主独立解决问题,当学生找到解决问题的方法与结论则会油然而生一种成就、自豪感。这对化学知识深入研究具有重要推动作用,提升学生学习兴趣进而将更多精力投入到化学设计性实验中。

3.2提升学生实践能力、创新意识

在设计性实验中,能够将被动科研学习转变为主动学习。设计性实验中涉及众多化学概念原理,学生可以通过无限的空间遐想创新思维。在实际操作过程中,学生利用创新型思维与探究性思维,将所思所想体现在实验设计中。当学生完成实验阶段,创造思维得到了启发,提升实践能力进而发挥教学主体作用。学生在设计性实验过程中,需要自主进行方案设计与资料搜集,结合实验目的选择有关实验设备与方案。在其设计阶段,学生需要独立面对实验过程中可能出现的问题,要灵活运用思维得到实验答案。在这一形式下,对学生主观能动性的发挥具有重要作用,提高实践能力。在实验结束后,学生进行论文写作,论文写作是一个将实践转变知识概念的过程,需要学生有严谨的思维模式与总结思维,对实验中的不足与解决方法转换为文字形式。在这一阶段中,学生发现问题、探究问题、方法总结能力将得到有效培养,对学生综合素养的的提升也具有一定推动作用。

3.3完善学生化学知识结构

设计性实验包含众多学科内容,例如:二级学科操作技能和理论知识;在其实验阶段,学生运用多个学科知识融合过渡至实验中进而解决问题。在其过程中,扩大了学生知识视角、完善学生知识结构。材料、环境概念知识融入至实验教学内能够有效弥补以往实验教学学科内容两极化问题,提升了学生综合能力。

4结语

综合分析,设计性实验是现代教育教学改革下的产物,对学生能力的提升具有重要作用。因此,需要有关院校引起高度重视,提倡应用设计性实验教学。笔者着重对大学化学实验设计性实验进行分析,希望各院校充分发挥理论与实践融合理念进而做好化学人才的培养。

参考文献:

[1]吴肖,熊建文.微信企业号支持下的设计性实验教学——以“大学物理设计性实验”课程为例[J].现代教育技术,2017(01).

[2]郭俊青,李佳,吕国伟,王海霞.甲基橙插层水滑石的制备及表征——一个大学化学开放性实验设计[J].大学化学,2017(01).

[3]李子强,张圆.PBL与异法同步设计性实验结合模式的建立和应用——天然药物化学实验教学[J].新课程研究(中旬刊),2017(01).

化学实验设计第6篇

关键词:大学;化学实验;设计性实验;研究分析

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.246

根据化学实验能够将化学理论与实践进行有效融合、整合、应用,对化学实验效果提升具有重要作用。设计性实验将实验方法作为中心,继而创新化学实验模式,并做好综合性研究。设计性实验对学生能力的提高具有重要作用,同时具有较大研究价值。

1 设计性实验特点

1.1 全面性

设计性实验涉及学科内容众多,化学实验应凸显科学、综合、灵活性思维形式,使学生能够在实验中得到能力的提升,寻找到解决问题的方法,创新思维模式。如:在无机制备与有机合成知识融合中,进行表征任务分析或是利用催化剂与性能检测融合等方法。

1.2 研究性

不同实验中包含一个实验课题,学生在实验过程中需自主进行资料搜集;同时结合设计实验方案与操作性书写论文。在课题研究中,学生应自主、独立进行课题探究,掌握实验过程遇到的问题,制定解决方法。利用这种模式,打破了传统实验教学模式,实现了创新,对学生自主学习能力、化学实验研究性具有重要影响。

1.3 创新性

大学实验教学中,应立足多样化、创新、环保项目内容,扩大学生知识视角与创新思维。在设计性实验内,教师应将科研成果转为设计性实验,使学生能够接受到最先进的实验知识,对后续学习具有帮作用。

2 大学化学实验中设计性实验不足

一些院校在化学实验教学中,主要为有机实验与无机实验、分析设备监测、物理化学实验等,使得学科项目被分解,缺少学科有效连接、实验教学内容缺乏特点体现,多为验证性实验。种种原因造成教学资源使用效率平平、缺少完善的管理制度。随着新课程教育教学的落实,多数院校开始致力于教学革新中,增加设计性实验教学课时。不过在事实教学中,并未有明显教学体现,仍然存在诸多问题。

2.1 实验管理制度问题

设计性实验对实验设备、教师水平要求较为严格;同时,相对于传统基础化学实验,设计性实验成本投入高于普通化学实验。受经济因素限制,使得设计性实验一直未得到推广与普及。一些院校为达到基础评估需求,而选择进行一些设计性实验;但在实际实验教学中,缺少化学实验教学的融合,较为形式化,缺少完整的管理机制。现阶段多数院校化学实验管理制度存在诸多问题,实验教师无法充分发挥作用优势,实验教学报酬得不到有效保证,理论知识教学较多而影响实验管理,造成设计性实验难以继续开展下去。

2.2 教学内容落后

在设计性实验中,教学内容落后成为重要教学问题。通常状态下,设计性实验主要是增加综合实验内容,而缺少有机、无机等学科融合,课程教学缺少直接连接,以及有效教学形式进而达到全面培养目标。尽管多数学校已经致力于设计性实验教学内容中,但缺少有效的成果转变机制,使得学生难以达到学以致用目的,造成学习兴趣的降低。

3 大学化学设计性实验方法

3.1 调动学生学习兴趣

大学阶段,学生对化学知识已经有一定基础,了解有关化学理论知识与实验。对此,在这一过程中应科学应用设计性实验,为学生创造更多知识运用机会。学生进行自主设计实验,对能力的提升、兴趣的激发具有重要作用。学生在实验任务探究阶段,能够运用所学化学知识内容进行方案设计,进而找到有效方法与结论。在其过程中,学生完全自主独立解决问题,当学生找到解决问题的方法与结论则会油然而生一种成就、自豪感。这对化学知识深入研究具有重要推动作用,提升学生学习兴趣进而将更多精力投入到化学设计性实验中。

3.2 提升学生实践能力、创新意识

在设计性实验中,能够将被动科研学习转变为主动学习。设计性实验中涉及众多化学概念原理,学生可以通过无限的空间遐想创新思维。在实际操作过程中,学生利用创新型思维与探究性思维,将所思所想体现在实验设计中。当学生完成实验阶段,创造思维得到了启发,提升实践能力进而发挥教学主体作用。学生在设计性实验过程中,需要自主进行方案设计与资料搜集,结合实验目的选择有关实验设备与方案。在其设计阶段,学生需要独立面对实验过程中可能出现的问题,要灵活运用思维得到实验答案。在这一形式下,对学生主观能动性的发挥具有重要作用,提高实践能力。在实验结束后,学生进行论文写作,论文写作是一个将实践转变知识概念的过程,需要学生有严谨的思维模式与总结思维,对实验中的不足与解决方法转换为文字形式。在这一阶段中,学生发现问题、探究问题、方法总结能力将得到有效培养,对学生综合素养的的提升也具有一定推动作用。

3.3 完善学生化学知识结构

设计性实验包含众多学科内容,例如:二级学科操作技能和理论知识;在其实验阶段,学生运用多个学科知识融合过渡至实验中进而解决问题。在其过程中,扩大了学生知识视角、完善学生知识结构。材料、环境概念知识融入至实验教学内能够有效弥补以往实验教学学科内容两极化问题,提升了学生综合能力。

4 结语

综合分析,设计性实验是现代教育教学改革下的产物,对学生能力的提升具有重要作用。因此,需要有关院校引起高度重视,提倡应用设计性实验教学。笔者着重对大学化学实验设计性实验进行分析,希望各院校充分发挥理论与实践融合理念进而做好化学人才的培养。

参考文献:

[1]吴肖,熊建文.微信企业号支持下的设计性实验教学――以“大学物理设计性实验”课程为例[J].现代教育技术,2017(01).

[2]郭俊青,李佳,吕国伟,王海霞.甲基橙插层水滑石的制备及表征――一个大学化学开放性实验设计[J].大学化学,2017(01).

化学实验设计第7篇

关键词:高中化学;实验教学;教学策略

化学是一门实验性较强的学科,许多化学知识都是从实验中总结出来的.因此,在化学教学中运用实验教学可以把抽象的化学知识变得更加直观、形象,使微观的化学知识变得更加宏观.实验教学法更便于学生获取化学知识,在激发学生化学学习兴趣的同时,提高学生的求知欲望.因此,化学教师要认识到实验教学法在化学学习中的重要作用,充分利用实验教学法提高课堂教学的效率.

一、利用化学实验特性,引起学生求知兴趣

化学是一门以实验为基础的学科。由于学生的好奇心与求知欲较强,对于变幻莫测的化学实验现象,往往产生浓厚的兴趣。所以实验在化学教学中的作用是其他教学手段不可取代的。在化学实验中,引起学生认知兴趣的是实验中产生的现象,如颜色变化、产生气体及气味的变化、沉淀生成、燃烧、爆炸等,这些现象能引起学生强烈的兴趣,能激发学生心灵深处的探索欲望。在教材中有的实验例子现象不是很明显,或是会产生环境污染。例如在讲分子的运动时,课本中有一个演示实验,在两个小烧杯中分别加入浓氨水和酚酞溶液,然后在两个小烧杯的上方罩一个大烧杯,观察现象。这样一来整个教室里的气味很难闻,又浪费溶液,为此我设计了一个“铁树开花”的实验,事先截取了几段铁丝分别在不同的位置缠上了棉花,在棉花上滴入了少许酚酞溶液(留一个棉花不滴酚酞溶液),然后把铁丝固定在胶塞上,演示时在不滴酚酞溶液的棉花滴入少量的浓氨水,打开集气瓶迅速放入集气瓶内,不一会儿棉花团一一变红,视觉效果很好,学生惊叹不已,学习的积极性大大的提高,激发了学生进一步学习的兴趣和欲望。除了做好演示实验外,教师还必须开拓学生的思路,想方设法把教材中的验证性实验变为探究性实验,让学生们边做、边看、边想,再经过分析、归纳和总结,促使他们在深切感知的基础上理解化学反应本质。例如在学习《常见的酸和碱》一节,可结合教材内容,针对学生易犯的错误设计下列实验:氧化铜加水,再稍稍加热,不反应;氧化铜加酸,加热,反应发生,生成蓝色溶液。通过这一实验,学生可得到氧化铜不溶于水但溶于酸的正确结论。

二、适当运用多媒体进行实验教学

教师可在课前制作多媒体课件,搜集实验内容视频等,通过这些多媒体工具将化学课程展开,不仅可以节省化学实验素材,还可以避免实验操作失误而引发安全问题,使学生可以在轻松自在的情境下进行学习。例如,在钠和水反应的教学中,钠是很活跃的金属元素,暴露在空气中很快就会被氧化,而且很容易和水发生反应,由于反应过程程度激烈,会引发安全问题。但如果使用多媒体视频教学,只需将实验器具放在投影仪的摄像头下,让学生清楚观看反应现象即可。教师可以向学生边提问边播放视频,教师问:在水里滴入什么溶液会变红色?学生回答:酚酞溶液;然后教师将视频播放,学生就可以清晰的看到水由透明白色,慢慢变成红色,再把钠放进去就可以看到发出闪耀白色光芒的光球在液体上面浮动,这就会引起学生好奇,学生就会思考:为什么水会变红色?为什么把钠放进红色的液体中,钠会变成刺眼的光球?接下来,教师就可以进行知识的传授,学生在渴望解决疑问的心情驱使下,学习的热情也会增强。

三、实验教学刺激学生求知化学的渴望,培养观察能力

教科书只是提供理论知识和概念,真正实践起来学生才会吸收。因此,在高中化学中使用实验教学来将书本的化学概念、化学理论实际化,可以加深学生对概念、理论的理解。实验教学具有趣味性,学生在课堂接受理论不免会乏味,化学实验教学就是缓解乏味的学习方式。教师可以根据实际选择实施量小、实验难度不大、污染较小的实验给学生做。教师提供器具和材料,让学生自己发挥,用自己的知识和经验设计实验方案,这不仅可以调动学生主动性,还可以培养学生探索精神。例如,在讲解浓硫酸和铜发生反应时的现象时,一般硫酸和铜放在一起,溶液会逐渐变成蓝色,但是浓硫酸和铜在一起却没有发生反应,没有变成蓝色现象。教师此时就可以提出疑问:为什么浓硫酸和铜放在一起没有变化呢?然后指导学生做接下来的实验做验证,找明原因所在。学生在产生疑问后就会想着解决,这是一种求知欲望,通过观察后产生疑问自然就会将后面的课程认真听完。实验不只是动作熟练的操作,更多是围绕知识让学生吸收。

总之,化学教学离不开实验,化学知识需要化学实验来验证,它是传递知识,培养能力的好帮手,它以其特有的魅力在化学教学中发挥其独特的功用,所以在化学教学过程中,教师要特别重视实验并充分发挥化学实验的作用。

作者:张宝军 单位:江苏省如皋中学

[参考文献]