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實驗評價是根據實驗目的和要求，對現有的多種實驗方案進行科學論證和對比評判，選擇最佳方案，并且加以必要的改進。
1實驗設計教學的基本要素
1.1實驗設計教學的目的和要求
（1）培養學生實驗知識與技能的綜合應用能力。
（2）根據實驗試題要求，運用掌握的化學知識設計一些基本實驗。
（3）能繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。
（4）根據觀察到的實驗現象，記錄、分析和處理（計算）實驗數據，作出正確結論。
1.2實驗設計的原則
實驗設計應遵循科學合理、簡便易行、安全環保、節約快捷、效果明顯等原則。
（1）符合科學性：科學性是化學實驗方案設計的首要原則，要求設計中的實驗原理、實驗操作方法和程序沒有科學性錯誤，并能出現預期的實驗現象，產生正確的實驗結果。
（2）安全性:要盡量避免使用有毒藥品和進行危險性高的操作。
（3）可行性:所選的化學藥品、儀器、設備等在現有的實驗條件下能夠獲得滿足。
（4）簡約性:采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，能在較短時間內完成實驗。在溫度和壓強方面盡量采取常規的條件，催化劑使用容易得到并且效果顯著的。
（5）經濟性:在不影響實驗效果的前提下，要盡量減少化學藥品的用量，一方面可降低實驗成本，另一方面也可減少對環境的污染。應用微型實驗在這方面有較大優越性。
（6）無污染:在使用易燃、易爆、強腐蝕和有毒藥品進行實驗時，要考慮尾氣和實驗廢棄物的處理，最大限度地減少對環境的污染。
1.3實驗設計的思維模型
實驗設計是一個從信息收集整理、加工處理到付諸實踐并能預期結果的完整的思維程序，如圖所示：
2實驗設計的一般過程
化學實驗設計重在培養或考查把已有知識和技能運用于新情景的能力，所選擇的課題往往是沒有直接實踐過的。在設計過程中時，能夠從題目中接受信息，分析評價信息，選擇并整合新信息與已有知識，以解決實驗設計的新問題。大致過程與思路如下：
2.1信息的獲取
接受、分析和篩選信息，主要是解決以下問題：理解實驗課題，了解實驗條件，明確設計要求。需要迅速、全面地提取題目中的重要信息，把信息歸類，并對各個信息在實現實驗設計中的作用進行分析和判斷。根據實驗目的和要求，闡明實驗原理，分析現有儀器和藥品的作用，選擇合適的儀器和藥品。
2.2實驗設計構思
根據實驗目的和要求，設計實驗的基本思路和方法，勾畫實驗裝置草圖。通過對新舊信息的加工開發，描述實現指定的實驗設計規劃。根據實驗設計的要求及解決問題的順序分析，這種構思包含兩個層次：一是實驗方法的選定，這是從總體上考慮實驗方案的設計。實驗方法主要取決于實驗原理，并受實驗條件的制約。二是實驗裝置和實驗操作設計。實驗裝置和操作的設計都是為了具體實施實驗方法，完成預定的實驗任務，實際上就是實驗方案細節的設計，這部分的設計主要的是體現實驗基礎知識與基本技能的應用。
根據實驗的要求，設計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中應注意的事項(如反應過程中是否需要除去雜質及尾氣處理等)。
2.3實驗設計內容
（1）根據命題要求，說明設計該實驗的化學原理，并畫出實驗裝置圖。
（2）列出實驗所需的儀器和試劑。
（3）確定實驗操作步驟，說明實驗中應注意的事項。
（4）提示觀察、記錄實驗現象，分析實驗結果（包括寫出有關的化學方程式）。
（5）提出實驗數據的記錄和處理及計算方法。
（6）擬定完成實驗后對實驗結果對照預期目的進行分析、評價及實驗報告撰寫。
3實驗設計與評價能力的訓練
3.1根據實驗命題設計基本實驗方案
設計簡單實驗方案，通常有：驗證某個化學原理；確定某混合物中組分的實驗；定性和定量分析；實驗操作順序設計等。這些簡單實驗的設計，綜合性較強，能強化思維訓練，要求學生聯系所學過的實驗知識和技能，進行知識遷移和重組，全面而細致地思考，才能設計出正確的方案。實例：現有濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH試紙，而沒有其它試劑。設計最簡便的實驗方法來檢驗CuO經氫氣還原所得到的紅色產物中是否含有Cu2O。
設計思路：Cu2O是堿性氧化物，能跟稀硫酸反應，生成的Cu+在酸性溶液中不穩定，可發生自身氧化還原反應生成Cu2+和Cu。Cu2+在水溶液中呈藍色，而Cu不跟稀硫酸反應。因此可以設想，若CuO被H2還原的產物全部是Cu，將其放入稀H2SO4中，將無變化；若紅色產物中含有Cu2O，將其放入稀H2SO4中，會生成Cu2+使溶液變成藍色。
分析所給試劑是否可用，因為濃H2SO4、濃HNO3、稀HNO3以及FeCl3都有較強的氧化性，不論紅色產物是否含有Cu2O，在上述物質中均會被氧化為Cu2+，無法檢驗是否存在Cu2O。而pH試紙也不起作用。所以最簡便的檢驗方法是取少量該紅色物質放入稀H2SO4中，振蕩，若溶液變為藍色，說明產物中有Cu2O，否則說明產物中無Cu2O。
3.2實驗裝置的創新性設計與評價
對教材中的實驗裝置進行合理的改進，通常都是實驗設計創新的切入點。傳統的氯氣實驗室制法，是用濃鹽酸與MnO2在燒瓶中加熱，加上洗氣和尾氣處理，實驗裝置較復雜，操作麻煩，而且容易泄露尾氣。
本著簡便、節約、省時、環保等原則，將本實驗裝置改進設計如圖：
實驗試劑有:濃鹽酸、飽和食鹽水、氫氧化鈉溶液、高錳酸鉀固體。
反應的化學方程式為:
2KMnO4+16HC1(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O
評價:本實驗設計體現了創新特點:（1）用注射器代替分液漏斗（使用時再連接），更便于濃鹽酸的添加；（2）用廣口瓶代替燒瓶，無需鐵架臺，簡化了裝置，且更易清洗。（3）使用高錳酸鉀固體，不需加熱即可跟濃鹽酸反應；（4）用排水（飽和食鹽水）集氣法收集氣體，氣體凈化，并容易觀察；（5）幾個聯通管的運用便于控制添加濃鹽酸、收集氣體與吸收尾氣，并使整個實驗過程基本形成封閉系統，防止氣體泄露，有利于環保。
3.3不同實驗方法的對比與評價
一般來說，每一個化學實驗都可以設計出不同的實驗方法。采用不同的試劑、不同的反應條件以及實驗步驟順序的改變，都可以得到不同的實驗方案。這就需要按照實驗設計的原則，認真分析影響實驗的各個因素，通過比較和評價，最終確定最佳方案。
例1：對于銀鏡反應實驗，人們以影響實驗結果的關鍵因素為依據提出過多種方案，各方案的要點是：（1）用乙醛作還原劑，強調試管壁的光潔度至關重要。（2）以葡萄糖為還原劑，醛基的濃度影響反應速度，是成敗關鍵。（3）滴加NaOH溶液，適當提高反應溶液的PH。（4）用0.2％氯化亞錫溶液處理試管。設計時開展討論，深入分析實驗原理，并做參照實驗加以驗證，歸納得出，Ag(NH3)+2與還原劑的適當且均勻的反應速度是關鍵因素。對各種方案綜合評價后，確定本實驗的最佳方案是，在試管潔凈、銀氨溶液正確配制的前提下，以10%葡萄糖溶液為還原劑，在Ag(NH3)+2溶液中加入1滴NaOH稀溶液使PH約為9，在水浴加熱中完成反應。運用此方案實驗，成鏡質量好，成功率基本上是100%。
例2：用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，制備一定量的氫氧化鋁。設計3種不同的實驗方法（以化學方程式表示），并指出哪種方案最節約原料，從每生產2molAl(OH)3所耗費的試劑用量來說明。
這是一道實驗設計與評價的訓練題，要點有二：一是依據鋁的性質描述實驗原理設計，二是根據化學方程式的計算比較評價。經討論歸納，設計與評價結果如下：
【關鍵詞】化學實驗實驗設計探究性
一、深刻理解化學基本理論的實驗基礎
掌握化學基本原理和基本技能,初步學會化學研究的實驗方法。掌握基本的操作技能、實驗技術、培養分析問題、解決問題的能力,養成嚴謹的實事求是的科學態度,樹立勇于開拓的創新意識。
二、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;(2)實驗原理;(3)實驗設計;(4)實驗藥品、儀器、裝置;(5)實驗操作及操作規程;(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;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;藥品、儀器、裝置是物質保證,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所進行的檢驗,在解釋實驗現象、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。
三、充分體現化學實驗的探究功能
1.化學的學科特征決定了化學實驗可以作為探究性學習的途徑
“以實驗為基礎”是化學學科的基本特征。即使在由經驗化學向理論化學發展的今天,化學實驗仍然是化學學科發展的最現實、最生動、最有效的物質載體。
學科的基本特征決定了學科的學習特點,在實驗中學習化學,無疑是最有效而又最重要的化學學習方法之一。在化學實驗中,學生通過實驗研究和認識物質,掌握化學基本原理和基本技能,初步學會化學研究的實驗方法。化學科學以實驗為基礎的學科特征,更有利于學生進行化學探究性學習。
2.化學實驗本身就是科學探究的過程
化學實驗,是人們認識和研究物質的一種科學方法,是人們根據研究的對象和研究的目的,創造性地運用科學知識和實驗手段,有計劃地實施探究性實踐活動的過程。因此,化學實驗過程本身就是一個創造性地探究的過程。化學發展的歷史也充分證明,化學科學的任何一項重大的突破,無一例外地是經過化學實驗而取得的。正如波義耳所說,沒有實驗,任何新的東西都不能深知。中學生化學學習中的化學實驗,雖然絕大多數是對物質及其變化的再認識,但從本質上看,這一過程與科學家進行的科學研究中的化學實驗是一致的。當化學實驗被用作探究性學習的途徑時,化學實驗的創造性和探究性便充分顯示出來。學生在實驗過程中積極地動腦動手,體驗科學家科學探究的過程和方法,獲得科學探究的樂趣和成功的喜悅。所以,在學生的化學學習過程中,完全可以利用實驗這個手段進行探究性學習。
3.化學實驗為探究性學習驗證提供了科學方法
和科學家進行的科學探究一樣,探究性學習也具有問題特征、收集信息特征、假設特征、驗證特征和評價反饋特征。學生在探究性學習中,針對發現的問題,在回憶總結已有的知識和經驗、收集和整理信息的基礎上,做出大膽假設或猜想,并通過化學實驗對提出的假設或猜想進行證實或證偽。所以,化學實驗不僅是學生探究性學習時驗證假設或猜想的主要方法,也為學生將來從事科學研究提供了一種方法。
四、創造性是實驗設計的靈魂
愛因斯坦曾說過:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。”經常開展探究性、設計性和創造性實驗研究,有助于學生創新能力的培養和提高。
［關鍵詞］新課改;化學;實驗設計
新一輪課程改革提出要以學生為主體，在日常教學中要注重培養學生的創新素質和實踐能力。在化學教學過程中，教師應選擇與生活結合緊密的教學內容，鼓勵并引導學生獨立自主設計化學實驗，使之進行合理而規范的實驗操作，進而更好地掌握基礎理論知識，提高學生實驗操作能力。逐步以此培養學生提出問題、分析問題、解決問題以及歸納問題的能力，為培養其學科的探究精神和良好素養打下基礎。
一、化學實驗設計的原則
化學實驗設計是指，實驗者在實施化學實驗之前，根據一定的化學實驗目的和要求，運用相關的化學知識和技能，按照一定的實驗方法對實驗的原理、儀器、裝置、步驟和方法等進行合理安排和規劃的過程。在中學化學教學中，化學實驗設計作為學生學習化學的重要內容之一，已引起廣大教師的普遍重視。因此，化學實驗可以作為衡量學生化學實踐素質能力的標準之一。化學實驗設計應遵循以下幾點原則:
(一)科學性原則
科學性原則是進行實驗設計的首要原則。要設計一個化學實驗，就必須在理論上符合實際，設計的實驗原理和操作方法等必須與化學理論知識和化學實驗方法論統一。例如，在設計檢驗SO4－離子的實驗時，就不能向待檢驗的溶液中直接加入鋇鹽，而是必須先對待檢溶液進行稀硝酸酸化，排除SO3－、CO3－等離子的影響。
(二)可行性原則
對于一個化學實驗，我們必須保證設計的方案在實驗原理、化學藥品、儀器設備、實驗方法以及觀察到的實驗現象等方面具有可行性。例如在除去CO氣體中的少量CO2氣體時，有學生選擇使用將混合氣體通過熾熱炭層的方法，目的是想利用炭的還原性將CO2還原為CO氣體。該方案在理論上可以實現，但由于木炭還原CO2是吸熱反應，需要很高的溫度，中學實驗條件下不易實現。
(三)安全性原則
安全性原則是指化學實驗設計過程中應盡量避免使用有毒藥品、有毒氣體物質生成的反應或有一定危險性的實驗裝置和實驗操作。如果必須使用，應在實驗方案中詳細寫明并做好防護措施。如在區分稀溴水和稀碘水(均呈淺黃色溶液)時，因溴和碘的蒸汽含有劇毒，設計實驗時應通過觀察其蒸汽的顏色來加以區分，若采用加熱蒸發的方式則非常不安全。
(四)簡約性原則
在化學實驗設計中，應盡量避免使用復雜的實驗裝置和采用煩瑣的實驗方法，應盡可能地采用簡約裝置，減少實驗步驟和實驗所用的藥品，在較短的時間里完成實驗。如果要除去銅表面的氧化銅，大家很容易想到用還原劑(H2、C或CO)還原的方法，可是這種方法需要高溫條件才能進行，對裝置和操作要求較高，不宜采用。另外，特別是在有機化學物質的制取過程中就應注意簡約性，提高產物產率。
(五)環保性原則
安全性原則是指從實驗者的利益出發，而環保性原則則是從我們生活的環境出發，對化學實驗設計提出要求，這是實現生態課堂，綠色化學的重要表現。
二、化學實驗設計的思路
(一)明確目標
在進行實驗設計之前，設計者必須對實驗題目有全面的認識，知道自己“要做什么”，然后才能知道“該怎么做”。
(二)確定原理并設計裝置
設計者在知道自己要做什么之后，應在查閱大量資料的基礎上，通過篩選，從中確定合理可行的實驗原理，根據實驗設計的原則確定實驗所需的實驗藥品，并設計出可行的實驗裝置。
(三)設計實驗步驟以及實驗報告
設計者須根據實驗裝置和實驗藥品設計出合理的實驗步驟，并預想每一步中可能出現的實驗現象，對要進行設計的實驗做到心中有數，并制定出實驗現象記錄表格，表格可以以實驗報告的格式呈現。
(四)對實驗設計方案做出評價
設計者須在實驗設計的后面附上實驗時的注意事項，如實驗成敗操作的重點、關鍵條件以及安全要素等，以引起實驗者的重視。對于在常規實驗基礎上進行的改進實驗設計，設計者可標明實驗改進的理由，與原實驗進行對比研究，對化學實驗設計方案做出合理的評價。
三、化學實驗設計的策略
(一)根據實驗目的選擇最佳的實驗方法
化學世界中變化多樣，不同實驗有不同的目的和意義，同樣的實驗可以通過不同的方式和途徑來實現。所以，設計者要想選擇最適合的實驗方案，就要從實驗成本、實驗條件、反應速率、可控制性以及產物產率和純度等方面綜合考慮分析。如制取氧氣，可采取高錳酸鉀加熱法，氯酸鉀和二氧化錳加熱法、電解水法、雙氧水分解法等方法。設計者在對比實驗成本、實驗條件、制得氧氣的量和純度幾個方面可知，分解雙氧水法為最佳答案。
(二)根據實驗途徑選擇最佳實驗裝置
設計者在選擇好實驗途徑之后，就要選擇相關的實驗儀器和最佳的實驗裝置。設計者應將反應物溶沸點、反應條件、生成物的狀態和性質、反應劇烈程度以及產物產量大小等因素考慮在內。在檢驗反應生成物時，還應考慮檢驗順序。如檢驗C和濃H2SO4反應的產物———H2O，CO2，SO2，實驗設計時應先將產物通過裝有無水CuSO4的無底試管，依次通入品紅溶液，KMnO4溶液，最后通入澄清石灰水。
(三)根據實驗結果的要求選擇最佳的物料比
實驗設計應根據實驗結果的要求，合理地選擇實驗物料比，以確保實驗現象明顯。如反應原料的不同聚集狀態、不同品質都會影響實驗現象。
(四)根據產物的不同性質設計最佳收集和處理尾氣的方案
在設計實驗時，我們要遵循環保性的原則。其中最主要的一點就是體現在尾氣的處理上，對于有毒、易揮發、易燃、強腐蝕性，易氧化等物質，都要考慮合適的實驗方案才能達到收集或是處理尾氣的目的。設計者可聯系其他學科知識，設計出更好的實驗設計方案，也可以將多個實驗組合在一個實驗中進行系列實驗，如果是無法在現實中進行的實驗，可以通過現代多媒體技術進行仿真模擬實驗。總之，設計者在進行實驗設計之前，都要精心準備，在查閱大量資料的前提下，綜合應用多種策略，這樣才能設計出更好的實驗方案。
參考文獻:
［1］胡艷生．如何進行實驗設計［J］．中國教育技術裝備，2003(10)．
（1）化學實驗設計的意義。化學實驗設計對于發展學生的科學探究能力，提高他們的科學素養也有重要意義。首先，它可以激發學生的化學學習興趣。學生根據自己所學的化學知識，獨立地或在教師啟發下，設計出各種實驗方案，成功地解決化學實驗問題，從而產生成功后的喜悅，激發起更大的學習熱情，成為進一步學習的強勁動力。其次，設計化學實驗方案需要學生靈活地和創造性地運用所學的化學基礎知識和化學實驗基本技能，可以發展他們解決化學實驗問題的能力和創造能力。另外，進行化學實驗設計還需要學生掌握各種科學方法，如實驗、測定、實驗條件的控制、假說等，具有嚴肅認真、一絲不茍和敢于創新的精神，有利于學生認識和掌握科學過程與科學方法，形成正確的化學實驗態度、情感與價值觀。
（2）化學實驗設計的原則。明確化學實驗設計的原則是進行化學實驗設計的前提。進行化學實驗方案的設計時，應遵循以下幾項基本原則：
1．科學性。科學性是化學實驗方案設計的首要原則。它是指所設計的演示實驗的反應原理、操作程序和方法等，都必須與化學理論知識和實驗方法論相一致。例如：制CO2最好用稀HCl，不能用濃HCl或H2SO4，因為濃HCl具有揮發性，而H2SO4和CaCO3反應生成的CaSO4反而會阻礙反應的進行，若要用H2SO4，則大理石必須研磨成粉末。
2．安全性。實驗設計時應盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。如果必須使用，首先應注意有毒物品的吸收處理，以防造成環境污染和人身傷害。其次，要了解可采取哪些措施消除不安全因素，并詳細說明操作中應注意的事項。再次，還必須注意實驗操作要規范。有些實驗雖然具有一定危險性，但只要按操作規程進行，是不會發生危險的。
3．可行性。設計的實驗方案要切實可行，所選用的藥品、儀器、設備和方法在現有的條件下能得到滿足。例如，制取CO2時就不能用C和CuO高溫加熱來制取，因為這個實驗條件要求較高，有一定的危險性，而且會有CO生成。
4．簡約性。簡約性是指設計的實驗要盡可能采用簡單的裝置或方法，用較少的實驗步驟和藥品，能在較短的時間內完成實驗且能觀察到明顯的現象。例如，盡量采用隨用隨取裝置，像啟普發生器或裝有分液漏斗的制取裝置；物質的鑒別可先通過顏色、氣味、水溶性、密度等物理性質加以區別。
5．經濟性。綜合考慮原料的用量與價格。只要能達到實驗目的，藥品盡量少用，能做微型實驗的盡量做微型實驗等。
（2）化學實驗設計的內容
一個相對完整的化學實驗方案一般包括下述內容：
1．實驗目的。要明確做實驗的目的是什么，為什么要這樣去做，通過實驗要想得到怎樣的效果。
2．實驗原理。對于化學實驗來說，實驗的原理一般是化學反應方程式。對實驗所涉及的化學反應要清楚明了。只有知道實驗的原理，才能對實驗所需的藥品、器材、實驗注意事項等明了。
3．實驗用品。根據實驗原理確定實驗所需的實驗用品，如，藥品、儀器、裝置、設備及規格等。
4．實驗裝置圖、實驗步驟和操作方法。根據原理、用品等確定實驗裝置，先畫一個實驗裝置圖，做實驗的時候根據圖連接實驗儀器。對實驗步驟、操作方法也要明確，實驗開始的時候要預先寫好，不要到做實驗時才去臨時決定。
關鍵詞：初中，化學，實驗，設計
前言
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。以實驗為基礎的化學學科特征決定了化學實驗在化學教學中發揮著不可替代的教育功能。教育部頒布的《初中化學課程標準（實驗）》指出：“以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一。化學實驗對全面提高學生的科學素養有著極為重要的作用。化學實驗有助于激發學生學習化學的興趣，創設生動活潑的教學情景，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養學生的科學態度和價值觀”。[1]實驗在化學教學中占有舉足輕重的地位，是實施素質教育的有效途徑。
化學實驗研究的對象是物質，這里的物質既可以是天然存在的，未經人工改造過的物質，如自然界中的空氣、石油、煤等；也可以是天然存在的，但經過一定的物理或化學方法提取、制備才能得到的物質，如氧氣、鋁、尿素等；還可以是人們用化學方法創造的，在自然界中原本并不存在的新物質，如合成橡膠、塑料等。初中化學作為啟蒙性、基礎性的課程，其實驗內容從化學實驗研究的對象和研究內容的角度分析，大致也包括上述幾個方面。
實驗設計，即是設計實驗。即由原題給出一定的物質材料，由學生自行設計可實行的操作方案，通過實驗現象，得出正確結論，來驗證物質的存在與否或辨別物質。
一、初中化學實驗設計
1、以課程標準的基本要求為根本，合理選擇實驗素材
課程標準從“知識與技能”、“過程和方法”、“情感態度與價值觀”等目標上，對化學實驗有明確的要求，體現了化學以實驗為基礎的思想。新教科書中實驗的設計，以達到課程標準的實驗目標和內容要求。
2、實驗內容貼近學生的實際生活
從日常生活中選取學生熟悉的素材，引導學生從觀察與探究身邊的一些常見事物入手，了解化學對人類生活的影響，體會化學發展對改善和提高人類生活質量的關系。通過五彩繽紛的化學物質和豐富多彩的化學變化，是學生切身感到化學就在身邊，進一步增強學生對化學的好奇心和探究欲望。
例：“常見的酸和堿”實驗的探究，將班級種植的花卉的花瓣如月季花、蘿卜蓮和生活中的蔬菜如卷心菜、胡蘿卜等在研缽中搗爛并加酒精浸泡成為指示劑，分別加到食醋、石灰水、鹽酸和氫氧化鈉溶液中的現象進行記錄。比較所制得的指示劑中，那些在酸或堿溶液中的遠射變化效果較好。該案例中的實驗探究就是利用學生身邊長江的各種花朵、食醋等進行探究活動的例子。
化學科學的發展增進了人類對自然的認識，促進了社會的進步。但是化學在給人類社會帶來巨大福利的同時，也出現了一些與化學有關的社會問題，如環境、能源、健康等，甚至有些化學現象可能影響到了人類的生活和社會的可持續發展。因此，在新教材中化學實驗內容的選擇注意用具體的真實的事件引導學生正確認是化學與社會發展的關系，“使學生知道自然資源并不是取之不盡、用之不竭的，人類要合理地開發和利用資源，樹立保護環境，與自然和諧相處的意識”[2]。讓學生學會從化學的角度來解釋和解決現實中與化學有關的社會問題。
例：在“鐵的性質”的教學中，需要用到鐵釘生銹的演示實驗，可先讓學會自己找材料，每人在實驗前10天準備三只干凈的醫用針劑小藥瓶。按裝滿水、少量水、干燥三個不同條件各放入一枚鐵釘。讓學生每天觀察一次并做好記錄。最后讓學生展示成果。教師講解與學生討論結合，直到得出正確結論，效果較好。
3、實驗內容更加注重實驗的趣味性
以生動、形象、鮮明、新奇的實驗現象激發學生興趣的化學實驗，稱之為興趣實驗[3]。針對初中具有強烈的好奇心，對新奇的事物具有強烈的探究和求知欲望的特點，增加了趣味性實驗。一方面，可以增加學生對學習化學的興趣；另一方面，引導學生通過趣味實驗的新奇現象，進一步分析產生現象的原因，從而將學生對實驗現象的表面興趣轉化為對學習、探究化學知識本身的興趣。
例：“燒不壞的手帕”
在課前事先用一塊棉手帕，在盛有乙醇的體積分數為70%酒精的燒杯中浸泡，待均勻濕透后取出，在課上將浸透的手帕舒展開，用鑷子夾住兩角，請學生幫忙點燃手帕，讓它燃燒。當火焰熄滅后，手帕完好無損。追問這是為什么？點出原理以增加學生學習化學的興趣。
4、科學合理減少污染，使實驗綠色化
綠色化學就是環境友好化學，它的核心內涵式在反應過程和化工生產中，盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。綠色化學的著眼點是使污染消滅在生產的源頭，使整個生產過程和生產工藝對環境友好，這是從根本上消除污染的對策。新教材對實驗的綠色化非常重視，主要體現在：①盡量做到選擇的實驗其反應物和生成物無污染或污染小。②如果是污染性較強的反應物，則在密閉的裝置內進行實驗；如無法進行密閉實驗時，在通風櫥進行或采取其他防護措施。③對產生的污染物做到有效地回收和處理。④為了防止學生操作不熟練而造成污染，對一些有污染性而有需要制備的物質，由教師在實驗前制備好分給學生。[4]
二、如何培養初中生化學實驗設計能力
1、化學實驗以探究為主，引導學生主動實踐
要培養學生的化學實驗設計能力，在實驗教學過程中，教師必須引導學生認真分析實驗設計方法，使學生從中體會實驗設計思想，掌握實驗設計方法，從而達到培養實驗設計能力的目的。
例：“二氧化碳氣體制取”的實驗教學中，如果按照過往的課本要求，就是提供了特定的裝置給學生選用，另外，藥品也是一般指定選用大理石與稀鹽酸的反應，這樣做限制了學生的實驗設計能力的發揮，不利于對該知識點的完全掌握。在二氧化碳實驗室制法的教學中，事先準備了如下幾組實驗：（一）碳酸鈉與稀鹽酸反應；（二）純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應；（三）石灰石與稀鹽酸反應；（四）石灰石與濃鹽酸反應；（五）石灰石與稀硫酸反應。讓學生依次分別做這五個實驗，然后共同討論：在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適？為什么？在經過討論得出共同的結論：實驗室應用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應制取二氧化碳最適合。
實驗設計關鍵在于學生能熟練掌握基本的實驗操作，熟悉實驗過程中產生的現象，從而確定出所需的步驟方案，推導出正確的實驗結論。5覆蓋面廣，組織性強，側重于考察學生對于知識的綜合應用，而開放式的答題形式，又大大拓寬了學生的思維層面，調動了學生興趣，對提高學生綜合組織能力起到很大作用.
2、創設興趣小實驗，激發學生主動參與
興趣是最好的老師，是主動學習的最初動因，它能推動學生去探索真理，并帶有情緒體驗色彩的意向，會產生強烈的參與意識，進行創新實踐。因此，在教學中引導學生把枯燥呆板易懂的實驗設計成生動活潑的興趣小實驗，也不失為激勵學生主動參與，培養學生創新能力的好途徑。
例如：在學習了可燃物燃燒的條件后，我給學生巧妙的提出了這樣一個問題，水中的白磷能燃燒嗎？問題剛提出，學生迷惑，甚至回答“否”，但一經點撥，許多同學馬上恍然大悟，于是我要求他們先討論怎樣設計操作步驟？還需用到哪些儀器和藥品？還要講出創作設計的理由。最后，人人舉手，欲上臺表演。
創設新穎有力的實驗問題情境，激勵學生分析問題、積極思維、主動思考。實際上，書上的有些實驗存在著不合理性或難以操作性等不妥之處，引導學生主動思考對某些實驗進行設疑，讓學生籌劃，以培養學生的創新情感。
結論
經過一年來對初中化學實驗設計的探討研究和對學生的實驗能力設計的培養，在各方面都取得了一定的成績，但不足之處還是存在的，例如，課堂的時間控制問題和實驗設計的方向問題還是不夠完善，希望在不久的將來，可以做得更好。而我們教師更要及時分析和總結并拿出相應的計劃和措施給學生輔導，使學生的化學素質得到根本的提高。
參考文獻
[1] 中華人民共和國教育部.2001.全日制義務教育化學課程標準.北京： 北京師范大學出版社
[2] 劉克文.初中化學新課程教學法.2002.南京：南京師范大學出版社
[3] 胡滿成.2001.化學基礎實驗.北京：科學出版社
關鍵詞：綠色化學 涵義 實驗設計
一、前言
化學教學離不開科學實驗，化學實驗更是化學教學的組成部分。在化學實驗中應用綠色實驗能夠有效控制污染。
二、綠色化學的涵義
1.綠色化學的定義
綠色化學或稱環境友好化學，是利用化學的技術與方法來降低或消除化學產品設計、制造與應用中有害物質的使用與產生，使所設計的化學過程和產品更加環保友好，是一門從源頭上阻止污染的化學。
2.綠色化學的核心內容
綠色化學主要從原料安全性、工藝過程節能性、反應原子經濟性和產物環境友好性等方面評價一個化學反應的優劣。原子利用率、環境因子和“5R”原則是綠色化學的核心內容。
（1）原子經濟性。原子經濟性是指充分利用反應物中的各個原子，從而既能充分利用資源又能防止污染。原子利用率越高，反應產生的廢棄物越少，環境因子也就小，對環境造成的污染也越少。環境因子則是衡量生產過程對環境的影響程度的參量，是指在一個化學反應過程中，所生成廢物質量占目標產物質量的比值。
（2）“5R”原則。就是“減量”（Reduciton），即減少“三廢”排放；“循環使用”（Reuse）；“回收”（Recy-cling），實現“省資源、少污染、減成本”的要求；“再生”（Regeneration），即變廢為寶；“拒用”（Rejection），指對一些無法替代又無法回收、再生和重復使用的，有毒副作用及污染作用明顯的原料，拒絕在化學實驗過程中使用。
三、綠色化學實驗設計的策略和方法
綠色化學實驗方案的構思、設計是一種開放的創造性思維活動，因此其策略和方法也沒有固定的模式可以遵循，下面僅僅結合綠色化學實驗設計與創新的類型進行探討。
1.優選實驗項目策略
根據實驗大綱的要求，充分考慮試劑和產物的毒性以及整個實驗過程產生的“三廢”對環境的污染，盡量排除或減少對環境污染大、毒性大、危害大、三廢處理困難的實驗項目，如氰化物、砷化物的實驗，溴的制備，苯的硝化還原制備苯胺等，以毒性小的實驗代替來完成基本操作訓練。盡量選擇系列化實驗，用前一實驗的產物作為后一實驗的反應物，在合成實驗“苯甲酸和苯甲醇的制備”中，學生合成的產品苯甲酸粗品，可以為基本操作實驗“重結晶”之用，精制以后的苯甲酸純品又為基本操作實驗“熔點的測定”之用，這不僅可以大大節省試劑和原料，而且可以通過熔點檢查學生做的產品是不是合格，一舉而多得。設計綠色化學，盡量選擇與環境保護密切相關的實驗，如大氣中SO2含量的測定，廢干電池的綜合利用，由廢鐵屑制FeCl3，水中溶解氧的測定等，既鍛煉了學生科學實驗的能力，又讓學生了解了污染物對環境的危害，培養了學生的環保意識。
2.優選反應物質的策略
化學反應原理是實驗設計中的核心要素。化學實驗中反應物的優選、操作過程的優化、實驗裝置的改進都與反應原理密切相關，因此研究反應原理，依據反應原理對實驗進行綠色化改進和創新，就是抓住了實驗的本質和成敗的關鍵，是化學實驗改進和創新的重要策略。例如在乙酸乙酯制備實驗中，目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應多、過程復雜、產品損失多、環境污染嚴重等不足。對此實驗的改進與創新可以從酯化反應的實驗原理入手：
由反應原理可知，酯化反應的實質是在路易斯酸催化下，酸和醇反應成酯，溫度過高或催化劑氧化性過強時易發生副反應。作為優良的酯化催化劑必須滿足在非水介質中酸性要足夠強，氧化性要弱，以減少副反應。因此，對這個實驗的改進就可依據上述實驗原理，選用綠色催化劑，以取代濃硫酸。可分別利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。結果表明，用自制的新型催化劑PW12/SiO2代替硫酸催化酯化，不僅產率高，反應溫度低，操作簡單，無污染，而且催化劑能重復使用，適應綠色化學發展趨勢，取得了良好的實驗效果。
3.實驗裝置改進策略
實驗裝置是實驗的載體，是影響實驗的又一個重要因素。一套好的實驗裝置，不僅能減少實驗可能產生的污染又能給人以美的享受，因此對化學實驗綠色化改進與創新自然離不開實驗裝置。實驗裝置的改進一般有如下策略：
3.1簡約化策略（微型實驗）。在不影響實驗效果的前提下，盡量采用用藥少、裝置簡單或微型的實驗裝置。微型化學實驗具有污染小、節約經費（其試劑用量為常規實驗的1/10或1/100）、縮短實驗時間（大約為常規實驗的40%）的優點，同時降低了水、電資源的消耗。微型化學實驗的開設對毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴重、操作復雜的化學實驗尤為必要。微型實驗除了可以用已經研制成功的井穴板等微型儀器外，還可以把容量瓶、燒瓶、冷凝管等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時，可以借助現代化教學手段把結果放大。微型化學實驗還要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性，例如，對有些顏色變化明顯的定性實驗可以放在點滴板中進行，如指示劑與酸堿作用實驗和Fe3+的顯色實驗等，而有些定性實驗可以放在定性濾紙上完成，如檢驗醛基、MnO4-離子存在等。
3.2設計封閉實驗裝置策略。封閉的實驗裝置應包括氣體發生、收集裝置，氣體性質實驗裝置，尾氣的收集、處理裝置和導氣裝置等。對于氣體發生裝置可以從密閉和控制反應兩方面著手。
四、創新實驗方式
1.微型處理
即在保證實驗現象明顯的前提下，對實驗進行重新設計與探索，實驗藥品微量化或實驗裝置微型化。例如：在研究氯化鋇和硫酸鈉反應時，應在試管中加硫酸鈉，然后用膠頭滴管逐滴加入氯化鋇溶液（可溶性的鋇鹽是有毒的），邊加邊觀察實驗現象。這樣可以減少氯化鋇的使用量，防止過量的氯化鋇對環境造成的污染。
2.多媒體演示
有些實驗成本昂貴、容易造成浪費；有的實驗必須采用有毒、有害的試劑，實驗時會排放出有毒氣體和有毒廢液，或容易引起爆炸，對于中學生來說，存在很大的安全隱患，不便于在普通學生實驗室中進行。為了讓學生對實驗原理、過程、現象和結果有直觀的感受，又能規避實驗風險，可以利用多媒體技術進行模擬演示。事實上，在國內外已有不少學校采用這種方法進行實驗教學，效果很好。
五、結束語
綜上所述，綠色化學實驗設計具有很大的環保性，但是我國基礎化學實驗綠色化的道路還很漫長，需要我們持之以恒的探索，才能推動我國綠色化學事業的快速發展。
參考文獻
一、教材資源的再開發，是優化實驗設計的基礎
優化實驗設計是在傳統實驗基礎上的延續和發展，需要學生自己探索實驗方法，選擇實驗器材和藥品，評估實驗成敗，這對提高學生的實驗技能和素質，培養獨立探索精神和分析問題、解決問題的能力無疑是有益的。
通過優化實驗方案設計，讓學生體驗創新發現的樂趣，使思維受阻的學生豁然開朗，并激起思維的共鳴，提高學生思維的發散性。從調查結果中得出，優化化學實驗能抓住學生的心弦，設立疑問、激發興趣，可使學生以積極的態度、振奮的狀態投入到化學的學習中。
二、準確運用知識遷移，是優化實驗設計的途徑
小到知識點之間，大到整個章節，關鍵是教師怎樣利用學生已掌握的知識，去搭橋開路。在進行知識遷移發散過程中，應遵循由已知到未知，由具體到抽象的原則，注意培養學生運用已有知識，促進知識的遷移，要從學生實際出發，合理安排聯系。無數成功的實踐告訴我們，聯系學生以前或正在學習的其他學科知識，能使學生反應更快，教學效益更好。
以點帶面，用一個實驗設計帶動了許多知識的綜合鞏固應用，涉及知識面較廣，包括酸的性質、二氧化碳的性質、質量守恒定律及壓強等相關的物理知識，設計出許多精彩的實驗方案。通過學生的自主思考，主動探索，就能順利地實現知識的遷移，并設計出較優的實驗方案，充分促進知識、能力、思想三方面的和諧發展。
三、運用問題生成設計情境，是優化實驗設計的核心
在化學實驗設計中，要合理設置、引導學生提出核心問題，牢牢把握核心問題，把它作為貫穿實驗的思維主線，圍繞它進行猜想和假設、實驗和分析，達到實驗最優化的目的。
學生在自主探索的基礎上，發表自己的見解，個體學識與智慧為整個集體所共享，經過與其他學生的交流、修正，使實驗設計達到最優化，也使學生體會到成功的喜悅。
四、重視對實驗異常的再探索，是優化實驗設計的提升
有些實驗會出現預料之外的現象，此現象往往包含學生還沒有認識的事物規律，我們可以抓住這些難得機會，追根溯源獲得突破。
實驗異常現象的探索孕育著創新，也孕育著優化實驗的機遇。學生在獲得化學知識和技能的同時，不僅能體驗探究的樂趣，還能有效培養學生的創新精神和實驗探究能力。
五、實驗報告的科學準確，是優化實驗設計的體現
