中学化学实验设计的视角分析

摘 要：初中化学实验教学指的是教师根据教材内容设计相应的实验方法，引导学生通过化学实验学习化学知识。为了保证化学实验教学的有效性，教师要科学、合理地设计化学实验方案，让学生在实验中深入研究知识，提高其运用化学知识的能力。具体而言，教师可基于教师实操视角、学生观察视角及问题视角进行化学实验设计，以提高课堂教学效率。

关键词：初中化学;实验设计;视角分析

中图分类号：G427                       文献标识码：A                 文章编号：2095-624X（2021）16-0075-02

引 言

初中化学课程的教学目的是通过讲解物质的基本性质、特征并结合生活中实际存在的化学问题，促使学生掌握基本化学知识，具备学习化学的能力，为学生的高中化学学习打下坚实的基础。为了有效提高学生的化学学习效率，教师要利用化学实验教学帮助学生消化、应用所学到的化学知识，加深学生的记忆[1]。教师在设计化学实验教学前，要结合教材内容及学生的兴趣，让化学实验方案既符合新课程改革的要求，又能激发学生的学习兴趣，营造良好的学习氛围，从而使其积极地参与到化学实验中，保证实验教学效果。

一、中学化学实验设计的原则

初中化学教师要想有效开展化学实验教学，在设计实验教学方案时要遵循以下原则。

其一，科学性。科学设计化学实验，指的是教师要根据具有科学依据的事实设计化学实验。科学性是化学实验设计的首要原则。教师要具备科学的思维及严谨的构思，在确定的概念及充分的实验原理的指导下设计化学实验，并在实验过程中培养学生的科学意识及科学思维[2]。

其二，导向性。导向性指的是教师所设计的化学实验要为学生的化学学习提供指引的方向，避免学生在学习的过程中走弯路。总体上讲，教师设计的化学实验过程应包括了解实验器具、全面把握实验注意事项、按照步骤进行实验、分析观察现象、总结实验结果。这样完整的实验流程可以让学生逐步对实验过程有所了解，进而使学生完成化学实验，并掌握相应的知识。

其三，探究性。教师在设计化学实验时，要考虑到实验的探究意义，要让实验具有探究的价值，以便学生能围绕其进行研究、讨论。同时，教师在设计实验时要把握好角度，不能过于简单，否则学生一眼便可看到结论;也不能过难，否则实验超出学生的认知，会打击其学习自信心。

其四，方法性。教师要丰富教学方式，采用相应的教学方法促使学生正确地进行实验。常用的实验方法有不完全归纳法、控制变量法、比较实验法和演绎推理法等。不同的实验方法会产生不同的教学效果[3]。教师选择合适的方法指导学生进行实验，可以激发学生对实验的兴趣，使其主动参与到实验过程中，并逐渐掌握正确的化学实验方法，进而提升其化学学习水平。

二、中学化学实验设计的几个视角

（一）基于教师实操视角，提高实验教学设计能力

要想有效开展化学实验教学，首先，教师要深入分析、研究实验内容及教学方式，结合学校实验室现有的实验设备及学生的化学学习情况进行科学、合理的化学实验设计。教师在设计化学实验教学方案时，要在符合科学性的基础上对教学内容进行补充，从而丰富教学内容，调动学生参与化学实验的积极性，使其主动地进行化学实验[4]。其次，教师必须提高自身的实验操作能力，并深入地探究化学实验教学设计要点，改革化学实验设计、教学方法。最后，教师在设计化学实验时，要突出实验的研究性意义，可以按照以下步骤进行设计：发现问题、提出问题、做出假设、设计方案、进行实验、交流讨论、归纳总结、得出结论。教师只有严格按照以上步骤设计化学实验，才可以帮助学生养成良好的化学实验习惯，进而提高化学实验教学效率。

以镁元素的教学为例，这部分的教学重难点在于让学生充分掌握镁元素的化学性质及特征。据此，教师可设计如下化学实验：（1）给每位学生发一根镁条，让他们观察镁条的颜色、形状等外在特征，并弯曲镁条;（2）让学生用砂纸摩擦镁条的表面，将观察到的现象记录下来;（3）将镁条用坩埚钳夹住，放置于酒精灯上燃烧，让学生对燃烧过程进行观察，并记录气味、颜色。待学生做完实验后，教师要让学生分析实验中观察到的各种现象，结合教材中写到的镁元素的性质及特征，掌握其具有的化学性质。教师如此设计化学实验，可以提高学生的观察能力、实验操作能力，促使其在实验中学到相关的化学知识，有利于提高化学实验教学效率。

（二）基于学生观察视角，开展探究性实验教学

化学是一门以实验为基础的学科。在初中化学学习中，学生要通过观察实验现象验证、解释、总结化学知识，这样才能充分掌握化学知识。因此，化学学习的基础是化学实验，而学生要想充分掌握实验现象，就离不开观察。在化学教学中，观察占据着重要的地位。因此，教师在开展化学实验设计及教学时，要注意培养学生的观察力。初中阶段的学生尚未形成完整的知识体系，缺乏实验的经验，在观察实验现象时，可能存在实验结果与客观事实不一致的情况。为了帮助学生消除这种错觉，教师要引导学生联系理论与实际，使其养成客观观察的习惯[5]。

以硫酸、铁元素的教学为例，教师可以设计如下实验：给每位学生发一块铁皮，将其放入稀硫酸中，让学生观察实验现象。学生通过实验可以观察到，铁片逐渐溶解、有气泡冒出、溶液变成淡绿色，反应原理为Fe+H2SO4=FeSO4+H2。这时，教师可以引导学生进行思考：“将铁片放入浓硫酸中，会发生什么现象？”学生回答：“铁片溶解，放出氢气。”接着，教师播放事先拍好的视频。視频中，教师在浓硫酸中放入铁片，但铁片并未溶解。这时，教师可以让学生思考：“为什么两个实验的材料都是铁片和硫酸，但实验现象完全不同呢？为什么铁片在稀硫酸中溶解，在浓硫酸中却没有溶解？”这两个结果激发了学生对实验极大的兴趣，也加深了他们对化学理论知识的理解。铁的性质活泼，能与稀硫酸发生化学反应，置换出其中的氢，并被溶解;而浓硫酸具有氧化性，将铁片放入浓硫酸中，铁片表面的铁会发生氧化反应，形成一层致密的氧化物薄膜，隔绝浓硫酸与铁片的内部，因而铁片在浓硫酸中不会溶解。通过以上实验，学生对硫酸、铁元素的知识有了深入的了解，并且能在实验过程中养成良好的观察习惯。

（三）基于学生问题视角，引导学生自主探究化学知识

初中化学课程的重要内容是化学实验。化学实验有利于培养学生的观察能力、实验操作能力、分析判断能力，进而促进其核心素养的发展。在传统的化学实验教学中，学生会依据教师预设的实验目的，严格按照教师的实验设计流程进行实验，通过观察实验现象得出实验结论。这容易导致学生不会自主分析、论证实验过程及结果，对实验中出现的错误或异常情况视而不见，认为只要实验结果与教材内容一致便是成功的实验。这不仅无法提升学生学以致用的能力，也会影响学生的学习效率。因此，教师在设计化学实验时，要考虑到此方面，将培养学生善于发现问题、敢于质疑作为实验教学的目的之一，注重培养学生的问题意识，通过问题提高学生的化学学习水平。

以二氧化碳的性质教學为例，教师先让学生按照以下步骤进行实验：将几滴石蕊试剂加至石灰水中，然后在其中通入CO2，观察实验现象。学生可以观察到，石蕊溶液逐渐变红。接着，教师可以顺势提出以下问题：“如何确定使石蕊变色的是碳酸，而不是水或者二氧化碳呢？”这可以激发学生的问题意识。学生会主动地思考如何设计对比实验，从而探究出问题的本质，确定使石蕊变色的物质。学生结合学过的化学知识，经过思考后，设计如下对比实验：将干燥的小纸花用石蕊溶液浸润，将CO2加入其中，发现纸花未变色，这说明CO2不是使石蕊变色的物质;接着将水喷洒至纸花上，发现纸花同样未变色，这说明水不是使石蕊变色的物质;再向其中通入CO2，这时可以观察到纸花变为红色，这说明碳酸是使石蕊变色的物质。由此可见，教师在设计化学实验时应重视培养学生的问题意识，可以通过问题引导学生进行自主思考，养成正确的化学实验习惯，进而提升学生学以致用的能力，提高其实验学习效率。

结    语

总之，初中化学是中学课程的重要组成部分，要想提高学生的化学学习效率，教师必须利用好化学实验课程，在开展实验教学前，明确实验设计的原则，根据教学中存在的问题，找出实验设计的视角，有效地设计化学实验教学方案。教师可基于教师实操视角，提高实验教学设计能力;基于学生观察视角，开展探究性实验教学;基于学生问题视角，引导学生自主探究化学知识。由此，促使化学实验教学的作用得到有效发挥，让学生通过实验对化学知识有进一步的理解，并能熟练运用化学知识，进而提高其化学水平。

[参考文献]

张瑞东.谈初中化学实验教学的创新开展[J].学周刊，2019（02）：91-92.

武荣清.谈初中化学实验教学中存在的问题与相应对策[J].课程教育研究，2019（03）：172-173.

刘廷婷.论初中化学小实验的价值及其实现[J].化学教与学，2019（12）：77-80.

张莹.初中化学实验教学资源开发的整合研究[J].科教文汇，2013，14（12）：159-161.

郑志壮.高中新课程化学实验教学弱化的思考[J].宁德师范学院学报，2012，24（01）：93-95.

作者简介：邱明华（1981.2—），男，江苏苏州人，本科学历，中学高级教师，教导主任。