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关于有效指导学生进行化学实验设计

2012-11-21

实验设计的方案初步形成后,教师要严格把关,与学生一起对实验设计方案的可行性,要从理论应用是否正确、实验方法是否可行、能否达到预期目的等多个方面进行论证,反复修改,最终加以确认并实施。

例如,在上述实验验证中,学生说:可以用紫色石蕊试液。具体操作是:在盛有NaOH溶液的试管中滴加2滴紫色的石蕊试液,石蕊变蓝色,然后逐滴加入盐酸,此时若蓝色变成紫色,说明NaOH与盐酸发生了反应。有的学生会马上反驳:这方法不好,因为“蓝变紫”分辩不清,应改为在盛有盐酸的试管中滴加2滴石蕊,石蕊变红色,然后逐滴加入NaOH溶液,当红色变成紫色,证明它们发生反应。有的学生建议:可以做一个对比实验。其他学生也发表了自己的看法:用酚酞作指示剂,因为NaOH能使无色酚酞试液变红色,滴加盐酸后红色变无色,就证明了NaOH与盐酸发生了反应。

还可以用pH试纸,从pH>7一直测到pH=7,最后到pH<7。也可以把NaOH与盐酸混合,然后用手摸(或者用温度计测量混合前后溶液的温度变化),如果发烫,说明反应了。教师既要引导学生分析各个方案的理论正确性,又要引导学生分析自己的实验方案是否能完成,是否能达到验证目的,如果达不到目的,应该怎样改进,以确保学生的实验方案确实可行。

四、依据方案,进行实验

在整个操作过程中,教师要密切注视每个学生的实验情况,并作具体指导,确保实验万无一失。引导学生对实验中可能出现的问题要认真思考,分析其中的原因,然后有针对性采取相应的措施,进行必要改进,逐步培养学生的科学实验态度和探究精神。

例如,在上述验证实验中,学生的很多错误操作都会导致实验失败,盐酸和氢氧化钠溶液的量的控制恰当与否,直接影响到溶液的颜色变化。氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿,红色溶液可能变为无色;滴入盐酸后,还可能产生气泡;用手摸试管底部,温度变化可能不明显等现象都有可能发生, 教师要从多方面进行指导,以保证学生能够按自己的实验设计方案完成化学实验。

五、对实验方案进行分析与评价

学生完成自己的实验方案设计,并按实验方案进行实验操作后,教师要引导学生分析和讨论实验方案的优点和不足,再对实验方案进行评价。对于学生设计的实验方案,教师要引导学生从实验方案设计的步骤和方法是否完善、实验设计的内容是否全面、实验内容是否有针对性、实验操作理论是否正确、实验操作是否简单易行安全可靠、实验成本是否经济合理等方面进行全面综合评价,进而分析出自己的实验方案的优点和不足,并加以改进。

例如,在上述验证实验中,学生通过设计实验方案,并亲身进行实验探究,对实验结果进行交流,得出结论。判断无明显现象的中和反应是否发生的方法很多,如用pH试纸,但操作时间长,数据不准确;根据热量的变化来判断也不是最佳方案,因为中和反应是放热反应,但如果浓度太稀或量太少,热量变化也不明显;如果用紫色石蕊判断,由于蓝色到紫色的变化不是很明显,因此最佳的方案还是用酚酞作指示剂,从而确定出最合适的实验方案。

总之,这样的实验教学设计虽然费时费力,但能较好地激起学生自主学习的欲望。学生不但掌握了实验设计的方法,更能让学生学会从不同的角度、不同的方位对同一问题进行认识,拓展了学生的思维空间。

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