未雨綢繆善權(quán)衡——談科學(xué)探究中實驗設(shè)計與評價能力的培養(yǎng)

1、未雨綢繆善權(quán)衡談科學(xué)探究中實驗設(shè)計與評價能力的培養(yǎng) 孫紅保 實驗是化學(xué)研究的基本手段之一。在科學(xué)探究活動中，實驗方案的設(shè)計與最佳方案的選擇直接關(guān)系到實驗效率的高低，甚至是實驗的成敗。一. 實驗設(shè)計與評價的含義 實驗設(shè)計是指在實施化學(xué)實驗之前，根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵?，運(yùn)用相關(guān)化學(xué)知識和技能，利用現(xiàn)有的實驗條件，對實驗的儀器、裝置和方法所進(jìn)行的一種規(guī)劃。在科學(xué)探究活動中，科學(xué)、合理、周密、巧妙的實驗設(shè)計，是順利完成實驗?zāi)繕?biāo)的重要保障。 實驗評價是指針對實驗?zāi)康暮鸵?，對已有的多種實驗方案進(jìn)行科學(xué)論證和評判，選擇最佳方案，并在必要時提出改進(jìn)意見的過程。二. 實驗設(shè)計與評價的基本原則 對某個探究實驗，同學(xué)

2、們可設(shè)計出多種實驗方案。其中，最佳的實驗方案要具有原理科學(xué)、效果明顯、操作簡便、安全可靠等特點。 1. 科學(xué)性：即實驗原理、實驗操作要正確，這是化學(xué)實驗設(shè)計與評價的首要原則。如在實驗室制備co2時，藥品不宜選擇“石灰石和稀硫酸”，因為微溶；也不宜選擇“石灰石和濃鹽酸”，因為濃鹽酸有很強(qiáng)的揮發(fā)性，會影響co2的純度。 2. 安全性：要盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有危險性的操作。 3. 可行性：所選的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有的實驗條件下能夠得到滿足。 4. 簡約性：要盡可能簡單易行，采用簡單的實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品，并能在較短的時間內(nèi)完成實驗。與“不加熱”相比，“加熱”

3、條件下的反應(yīng)裝置和實驗操作通常比較復(fù)雜。 5. 經(jīng)濟(jì)性：在不影響實驗效果的前提下，要盡量減少化學(xué)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(huán)境的污染。 6. 無污染：在使用易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕和有毒藥品進(jìn)行實驗時，要考慮尾氣和實驗殘渣的處理，最大限度地減少對環(huán)境的污染。如在“co還原cuo實驗”中，可采取點燃或用氣球收集的方法處理有毒尾氣co。三. 實驗設(shè)計的基本程序 1. 根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵?，闡明實驗原理，分析現(xiàn)有儀器和藥品的特點，選擇合適的儀器和藥品。 2. 根據(jù)實驗的特點，設(shè)計實驗裝置，畫出裝置草圖。 3. 根據(jù)實驗的要求，設(shè)計可行的操作步驟和觀察重點，分析實驗中應(yīng)注意的事項（如

4、反應(yīng)過程中是否需要除雜及尾氣處理等）。 4. 實驗結(jié)束后對實驗是否達(dá)到了預(yù)期目的進(jìn)行反思、評價并寫出完整的實驗報告。四. 實驗設(shè)計的類型 初中是化學(xué)學(xué)科的啟蒙階段，因而對同學(xué)們在實驗設(shè)計方面的能力要求比較低，常常是在限定實驗儀器和藥品的條件下，來完成一個或幾個實驗片段；或在已完成了部分實驗步驟的基礎(chǔ)上，補(bǔ)足未完成的步驟。 1. 設(shè)計簡單的實驗方案。 書知實驗?zāi)康募跋嚓P(guān)條件，要求設(shè)計簡單的實驗方案。解答這類問題，首先要根據(jù)題目要求和條件，聯(lián)想與課本相關(guān)的知識點及實驗原理，構(gòu)思相關(guān)的化學(xué)情境，然后設(shè)計便于操作的實驗方案。 例1. h2與co化學(xué)性質(zhì)相似，在高溫下也具有還原性，某同學(xué)欲利用“潔凈的銅

5、片、集氣瓶（盛滿h2）、酒精燈、火柴、坩堝鉗”等實驗用品，探究“氫氣是否也能還原氧化銅”。請你簡述其實驗方案。 思路點撥：本題是“co還原cuo實驗”的延伸，設(shè)計實驗前要對該實驗有較深刻的理解，如高溫條件、還原氣體的氛圍、銅與氧化銅之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等。 答案：用坩堝夾住銅片在酒精燈上灼燒，將灼燒后變黑的銅片迅速插入盛滿氫氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。 2. 設(shè)計實驗步驟。 根據(jù)實驗?zāi)康暮徒o定儀器裝置，設(shè)計或補(bǔ)全實驗步驟。這類問題通常是實驗順序的設(shè)計，如混合物檢驗順序、裝置連接順序、實驗操作步驟順序等。 例2. 明明欲利用下列儀器、裝置（每套裝置限用1次），驗證某混合氣體的成分是co2和co。已知： c

6、o在通常情況下與酸、堿、鹽均不反應(yīng)； 酒精噴燈可作高溫?zé)嵩础?（1）連接裝置導(dǎo)管口的順序：混合氣體_尾氣處理（填導(dǎo)管口代號）。 （2）證明原混合氣體中存在co2和co的現(xiàn)象分別是_、_。 思路點撥：這是一道典型的混合物檢驗順序、裝置連接順序的設(shè)計題。 答案：（1） （2）b裝置中澄清石灰水變渾濁 a裝置的硬質(zhì)玻璃管中黑色粉末變?yōu)榧t色，試管中澄清石灰水變渾濁 3. 設(shè)計實驗改進(jìn)方法。 主要考查實驗設(shè)計的嚴(yán)密性和科學(xué)性，探求解決問題的最佳方法。這類問題常見的是對已有實驗儀器、裝置的改進(jìn)和對原實驗方法的改進(jìn)。 例3. 下圖是實驗室制備co2的裝置圖。該裝置的特點是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接觸，發(fā)生

7、反應(yīng)；關(guān)閉彈簧夾，鹽酸被反應(yīng)產(chǎn)生的co2氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應(yīng)。用該裝置制備co2可起到節(jié)約藥品和取用方便的效果。下圖裝置中哪些可起到與下圖裝置相同的效果？_（填寫裝置代號）。 思路點撥：根據(jù)題給信息，首先要對原裝置的工作原理有深刻理解，然后才能加以改進(jìn)。答案：b、d。五. 實驗評價的基本內(nèi)容 1. 實驗原理是否科學(xué)。 2. 實驗方法是否可行。 3. 裝置和操作是否簡單。 4. 原料利用是否經(jīng)濟(jì)。 5. 實驗過程是否安全環(huán)保等。六. 實驗評價的類型 同實驗設(shè)計類似，初中的實驗評價也主要是對已有實驗的部分或片段進(jìn)行評價。 1. 評價實驗方案的可行性。 對實驗原理、實驗操作的科學(xué)

8、性、合理性進(jìn)行評判。 解題思路：明確實驗?zāi)康臋z查各方案的實驗原理評價其可行性。 例4. 某混合氣體由h2、co、co2組成，對該混合氣體進(jìn)行如下實驗。 （1）為確定該混合氣體中這三種氣體都存在，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗裝置（鐵架臺略去，下同）： 老師看后指出裝置有錯誤，原因是該裝置只能確定_氣體。 （2）該同學(xué)又對實驗裝置改動如下： 老師看后指出裝置仍不正確，原因是該裝置只能確定_氣體。 （3）該同學(xué)又在（2）的實驗裝置中加了某些裝置，從而能將混合氣體中的三種氣體一一確定，請說明他在什么位置加上了什么裝置。 思路點撥：這是一道典型的對實驗方案可行性的評價題： （1）h2 （2）co2 （3）在b裝

9、置前加一個盛有濃h2so4的洗氣瓶；在a裝置后和c裝置后各加一個盛有澄清石灰水的洗氣瓶。 2. 評價實驗方案的優(yōu)劣。 對原理正確的幾個實驗方案的優(yōu)缺點進(jìn)行評判，選擇最佳方案。解題的思路：明確實驗?zāi)康臋z查各方案的實驗原理評價各方案的優(yōu)劣選出最佳方案。 例5. 康康通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，用石灰石精制caco3的流程圖如下： 經(jīng)過認(rèn)真思考，康康對上述流程進(jìn)行了改進(jìn)： 請你通過比較分析，談?wù)劯倪M(jìn)后方案的優(yōu)點。 思路點撥：兩種方案都能順利制備，但哪個方案更優(yōu)，需進(jìn)一步分析評判。 答案：充分利用原料，提高經(jīng)濟(jì)效益；減少向大氣中排放溫室氣體，有利于保護(hù)環(huán)境。 實驗是探究物質(zhì)奧秘的金鑰匙，“設(shè)計與評價”則是實驗?zāi)?/p>

10、力的最高層次要求。熟練掌握實驗設(shè)計與評價的方法，你才能真正掌控這把金鑰匙，來開啟“科學(xué)探究之門”，去領(lǐng)略精彩的科學(xué)探究的世界。下一講我再給同學(xué)們描繪吧！我的大學(xué)愛情觀1、什么是大學(xué)愛情：大學(xué)是一個相對寬松，時間自由，自己支配的環(huán)境，也正因為這樣，培植愛情之花最肥沃的土地。大學(xué)生戀愛一直是大學(xué)校園的熱門話題，戀愛和學(xué)業(yè)也就自然成為了大學(xué)生在校期間面對的兩個主要問題。戀愛關(guān)系處理得好、正確，健康，可以成為學(xué)習(xí)和事業(yè)的催化劑，使人學(xué)習(xí)努力、成績上升；戀愛關(guān)系處理的不當(dāng)，不健康，可能分散精力、浪費(fèi)時間、情緒波動、成績下降。因此，大學(xué)生的戀愛觀必須樹立在健康之上，并且樹立正確的戀愛觀是十分有必要的。因此

11、我從下面幾方面談?wù)勛约旱膶Υ髮W(xué)愛情觀。2、什么是健康的愛情：1) 尊重對方，不顯示對愛情的占有欲，不把愛情放第一位，不癡情過分；2) 理解對方，互相關(guān)心，互相支持，互相鼓勵，并以對方的幸福為自己的滿足; 3) 是彼此獨立的前提下結(jié)合；3、什么是不健康的愛情：1)盲目的約會，忽視了學(xué)業(yè);2)過于癡情，一味地要求對方表露愛的情懷，這種愛情常有病態(tài)的夸張;3)缺乏體貼憐愛之心，只表現(xiàn)自己強(qiáng)烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大學(xué)生處理兩人的在愛情觀需要三思：1. 不影響學(xué)習(xí)：大學(xué)戀愛可以說是一種必要的經(jīng)歷，學(xué)習(xí)是大學(xué)的基本和主要任務(wù)，這兩者之間有錯綜復(fù)雜的關(guān)系，有的學(xué)生因為愛情，過分的忽視了學(xué)習(xí)，

12、把感情放在第一位；學(xué)習(xí)的時候就認(rèn)真的去學(xué)，不要去想愛情中的事，談戀愛的時候用心去談，也可以交流下學(xué)習(xí)，互相鼓勵，共同進(jìn)步。2. 有足夠的精力：大學(xué)生活，說忙也會很忙，但說輕松也是相對會輕松的！大學(xué)生戀愛必須合理安排自身的精力，忙于學(xué)習(xí)的同時不能因為感情的事情分心，不能在學(xué)習(xí)期間，放棄學(xué)習(xí)而去談感情，把握合理的精力，分配好學(xué)習(xí)和感情。3、 有合理的時間；大學(xué)時間可以分為學(xué)習(xí)和生活時間，合理把握好學(xué)習(xí)時間和生活時間的“度”很重要；學(xué)習(xí)的時候，不能分配學(xué)習(xí)時間去安排兩人的在一起的事情，應(yīng)該以學(xué)習(xí)為第一；生活時間，兩人可以相互談?wù)剳賽?，用心去談，也可以交流下學(xué)習(xí)，互相鼓勵，共同進(jìn)步。5、大學(xué)生對愛情需

13、要認(rèn)識與理解，主要涉及到以下幾個方面：（1） 明確學(xué)生的主要任務(wù)“放棄時間的人，時間也會放棄他?！贝髮W(xué)時代是吸納知識、增長才干的時期。作為當(dāng)代大學(xué)生，要認(rèn)識到現(xiàn)在的任務(wù)是學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)做人、學(xué)習(xí)知識、學(xué)習(xí)為人民服務(wù)的本領(lǐng)。在校大學(xué)生要集中精力，投入到學(xué)習(xí)和社會實踐中，而不是因把過多的精力、時間用于談情說愛浪費(fèi)寶貴的青春年華。因此，明確自己的目標(biāo)，規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)道路，合理分配好學(xué)習(xí)和戀愛的地位。（2） 樹林正確的戀愛觀提倡志同道合、有默契、相互喜歡的愛情：在戀人的選擇上最重要的條件應(yīng)該是志同道合，思想品德、事業(yè)理想和生活情趣等大體一致。擺正愛情與學(xué)習(xí)、事業(yè)的關(guān)系：大學(xué)生應(yīng)該把學(xué)習(xí)、事業(yè)放在首位，擺正愛

14、情與學(xué)習(xí)、事業(yè)的關(guān)系，不能把寶貴的大學(xué)時間，鍛煉自身的時間都用于談情說有愛而放松了學(xué)習(xí)。 相互理解、相互信任，是一份責(zé)任和奉獻(xiàn)。愛情是奉獻(xiàn)而不時索取，是擁有而不是占有。身邊的人與事時刻為我們敲響警鐘，不再讓悲劇重演。生命只有一次，不會重來，大學(xué)生一定要樹立正確的愛情觀。（3） 發(fā)展健康的戀愛行為 在當(dāng)今大學(xué)校園，情侶成雙入對已司空見慣。抑制大學(xué)生戀愛是不實際的，大學(xué)生一定要發(fā)展健康的戀愛行為。與戀人多談?wù)剬W(xué)習(xí)與工作，把戀愛行為限制在社會規(guī)范內(nèi)，不致越軌，要使愛情沿著健康的道路發(fā)展。正如馬克思所說：“在我看來，真正的愛情是表現(xiàn)在戀人對他的偶像采取含蓄、謙恭甚至羞澀的態(tài)度，而絕不是表現(xiàn)在隨意流露熱

15、情和過早的親昵?！保?） 愛情不是一件跟風(fēng)的事兒。很多大學(xué)生的愛情實際上是跟風(fēng)的結(jié)果，是看到別人有了愛情，看到別人幸福的樣子（注意，只是看上去很美），產(chǎn)生了羊群心理，也就花了大把的時間和精力去尋找愛情（5） 距離才是保持愛情之花常開不敗的法寶。愛情到底需要花多少時間，這是一個很大的問題。有的大學(xué)生愛情失敗，不是因為男女雙方在一起的時間太少，而是因為他們在一起的時間太多。相反，很多大學(xué)生戀愛成功，不是因為男女雙方在一起的時間太少，而是因為他們準(zhǔn)確地把握了在一起的時間的多少程度。（6） 愛情不是自我封閉的二人世界。很多人過分的活在兩人世界，對身邊的同學(xué)，身邊好友漸漸的失去聯(lián)系，失去了對話，生活中只有彼此兩人；班級活動也不參加，社外活動也不參加，每天除了對方還是對方，這樣