熊言林中學化學實驗創(chuàng)新設(shè)計

中學化學實驗創(chuàng)新設(shè)計研究

熊言林

安徽師范大學化學與材料科學學院2015年10月12日淮北師大中學化學教師國培講座提綱1.化學實驗與功能2.化學實驗教學中的問題3.化學實驗創(chuàng)新設(shè)計的原則4.實驗創(chuàng)新設(shè)計的策略和方法5.實驗創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)注意的問題1化學實驗與功能1.1空氣中氧氣體積測定實驗（1）設(shè)計1（2）設(shè)計2（3）設(shè)計3紅磷在密閉容器中燃燒時耗氧量的測定1.2趣味化學實驗設(shè)計（1）大象的牙膏實驗（2）化學振蕩實驗例如，三種無色溶液混合實驗化學反應(yīng)原理：在Mn2+的催化下，5H2O2+2IO3ˉ+2H+→5O2↑+6H2O+I2

淀粉遇I2變藍；

I2+CH2(COOH)2→ICH(COOH)2+Iˉ+H+

I2+ICH(COOH)2→I2C(COOH)2+Iˉ+H+丙二酸控制碘量，溶液呈亮黃色；

I2+5H2O2→2HIO3+4H2O溶液呈無色。1.3化學實驗教育功能(1)感性認識的源泉;(2)理性認識的支架;(3)求證假設(shè)的手段;(4)科學探究的方法;(5)發(fā)展創(chuàng)新能力的途徑;(6)激發(fā)興趣的武器以及培育情感的土壤。

黃綠色、氣體…分子運動、有毒…Cl2Cl-Cl…曲線表征符號表征微觀表征宏觀表征知識與技能過程與方法情感態(tài)度價值觀提升科學素養(yǎng)表征：揭示示；闡明；；也指事物物顯露在外外的征象。。著名的認知知心理學家家西蒙認為為：表征包包含了兩個個方面的含含義，信息息和對信息息的加工。?；瘜W概念的的學習可以以概括為四四種表征形形式：宏觀觀、微觀、、符號和曲曲線四重表表征。2化學實驗教教學中的問問題跟中學化學學實驗教學學有關(guān)的問問題主要來來源于化學學教育教學學實踐。主主要有以下下三個大方方面：(1)教學需要跟跟實驗現(xiàn)狀狀的矛盾；；(2)實驗結(jié)果跟跟理論預(yù)期期的矛盾；；(3)不同實驗方方案之間的的差異。具體教學中中有八個方方面：（1）有理念少少行動；（2）有開發(fā)少少實用；（3）有情境少少建構(gòu)；（4）有教師少少實驗員；；（5）有實驗室室少用品；；（6）有活動少少專題；（7）有內(nèi)容少少課時；（8）有考核少少監(jiān)督。特別是化學學教材中的的實驗問題題(1)實驗原理的的科學性(2)實驗安全性性(3)實驗現(xiàn)象可可見度(4)實驗步驟(5)實驗操作(6)試劑用量(7)實驗裝置(8)實驗裝置圖圖例如乙烯的的制取與性性質(zhì)實驗例如空氣中中氧氣含量量的測定存在著一些些不足：①將點燃的的紅磷伸入入集氣瓶過過程中不僅僅產(chǎn)生對環(huán)環(huán)境有污染染的五氧化化二磷，而而且還會因因為伸入集集氣瓶瞬間間使空氣膨膨脹，使瓶瓶內(nèi)空氣逸逸出，導(dǎo)致致測量結(jié)果果偏大；②裝置中中所用的導(dǎo)導(dǎo)管實驗前前充有空氣氣，紅磷磷火焰熄滅滅倒吸后這這部分空氣氣進入容器器。實驗后后導(dǎo)管充滿滿了水，而而這些水本本應(yīng)該進入入容器中。。這兩種因因素會導(dǎo)致致實驗結(jié)果果偏低；③燃燒匙一一般由金屬屬銅材料制制成，加熱熱條件下磷磷單質(zhì)與銅銅反應(yīng)生成Cu3P，使燃燒燒匙受到腐腐蝕。新的中學化化學教材中中有許多經(jīng)經(jīng)典實驗，，實驗方法法被長期傳傳承和運用用。雖有改改進，但不排除有有的實驗存存在諸如（（1）不便操作作、（2）嚴密性差差、（3）現(xiàn)象不穩(wěn)穩(wěn)固、（4）實驗步驟驟不合理等瑕疵。化學教師應(yīng)應(yīng)以科學創(chuàng)創(chuàng)新的態(tài)度度去審視每每一個實驗驗，勤于反反思、善于于琢磨、精精于研究，，勇于創(chuàng)新新。使教學學行為將變變得更加有有效，教學學行動將不不斷有所創(chuàng)創(chuàng)新。3化學實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計的的原則要設(shè)計具有有良好教學學功能的化化學實驗，，需要用以以下幾項基基本原則作作為實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計的的指導(dǎo)思想想。3.1目的性原則則目的性是實實驗創(chuàng)新設(shè)設(shè)計要達到到預(yù)期的化化學教學目目標。一般來說，，其目的都都是為了使使化學實驗驗教學效果更理想想。在設(shè)計實驗驗前，首先先要搞清楚楚實驗到底底要達到什什么目的?其目的可歸納3個方面：：①配合課堂講講授內(nèi)容給給學生提供供感性認識識，幫助闡闡明科學概概念和化學學原理，同同時向?qū)W生生示范規(guī)范范的實驗操操作，培養(yǎng)養(yǎng)學生觀察察和描述實實驗現(xiàn)象、、發(fā)現(xiàn)和解解決問題的的能力。②學習和鞏固固相關(guān)的理理論知識，，培養(yǎng)學生生嚴謹?shù)目瓶茖W態(tài)度、、良好的實實驗習慣和和科學探究究能力。③拓寬學生的的知識面，，激發(fā)學生生學習化學學的興趣，，鞏固和提提高學生的的實驗技能能，鍛煉學學生運用化化學知識解解決實際問問題的能力力，培養(yǎng)學學生的創(chuàng)新新意識和實實踐能力。。例如二氧化化碳性質(zhì)實實驗設(shè)計1.燒杯內(nèi)壁上貼貼上干燥的藍藍色石蕊試紙紙和濕潤的石石蕊試紙各一一張，在燒杯杯外壁貼上濕濕潤的藍色石石蕊試紙一張張。2.將2mL澄澄清石灰水倒倒入燒杯底部部，將集氣瓶中二氧氧化碳倒入燒燒杯中并搖晃，觀察變化。3.將燃著的階梯梯形蠟燭緩緩緩地伸進燒杯杯內(nèi)，觀察變變化。4.將已經(jīng)變紅的的石蕊試紙在在酒精燈上烘烘烤片刻，觀觀察觀察它的的變化。實驗設(shè)計優(yōu)點與效果：：（1）實驗設(shè)設(shè)計巧妙，操操作簡便，現(xiàn)現(xiàn)象明顯，成成功率高，有有效彌補了容容易失敗的不不足。（2）幾個實實驗整合在一一起進行，簡簡化了實驗操操作，短時間間內(nèi)即可完成成，節(jié)省了二二氧化碳，也也提高了課堂堂效率。（3）實驗設(shè)設(shè)計過程中應(yīng)應(yīng)用了控制變變量法，改變變了原有的實實驗思維定勢勢，激發(fā)了學學生的創(chuàng)新精精神，培養(yǎng)了了學生的實踐踐能力。本實驗折射出二二氧化碳的四四種性質(zhì)，實實現(xiàn)了教學二二氧化碳物理理性質(zhì)和化學學性質(zhì)的無縫縫對接，有利利于教學目標標落實。3.2科學性原則科學性是化學學實驗創(chuàng)新設(shè)設(shè)計的核心原原則?？茖W性性是指創(chuàng)新設(shè)設(shè)計中的化學學原理、裝置置原理、操作作原理和方法法都必須與化化學理論知識識、實驗方法法相符合。一個優(yōu)秀的化化學實驗創(chuàng)新新設(shè)計，應(yīng)具具有嚴謹?shù)目瓶茖W性。簡言言之，就是合合理性。例如：二氧化化碳的密度比比空氣大實驗驗有不少老師設(shè)設(shè)計了用兩個個氣球(或塑料保鮮袋袋)，分別充滿二二氧化碳和空空氣，置于同同一高度在同同一時刻下落落，觀察氣球球落地的先后后(先落地的是二二氧化碳，后后落地的是空空氣)。殊不知，實驗驗中存在許多多不嚴密的地地方——氣球自身的質(zhì)質(zhì)量不完全相相等；充氣后后氣球的體積積和形狀不完完全相同。這這些因素都直直接影響氣球球落地的先后后。又如：氨的合成實驗驗創(chuàng)新設(shè)計圖11.重鉻酸銨2.玻璃纖維3.酚酞溶液驗證圖21.重鉻酸銨2.玻璃纖維3.酚酞溶液(或2%硫酸亞鐵溶液)重鉻酸銨熱分分解產(chǎn)物：重鉻酸銨熱分分解產(chǎn)物主要要是三氧化二二鉻、氮氣和和水(NH4)2Cr2O7＝Cr2O3+N2↑+4H2O另外，還有氨氨氣、氧氣。2(NH4)2Cr2O7＝2Cr2O3+4NH3↑+3O2↑+2H2O3.3安全性原則安全性是指化化學實驗創(chuàng)新新設(shè)計時應(yīng)盡盡量避免使用用有毒藥品或或反應(yīng)生成有有毒氣體物質(zhì)質(zhì)以及具有一一定危險性的的實驗裝置和和實驗操作。。如果必須使用用，應(yīng)在所設(shè)設(shè)計的實驗方方案中詳細寫寫明注意事項項和防護措施施，以防造成成環(huán)境污染和和人身傷害。。例如：二氧化化碳的滅火性性實驗探究教材中沿用了了較為傳統(tǒng)而而又經(jīng)典的二二氧化碳滅燭燭實驗：即在在燒杯內(nèi)點燃燃兩支呈階梯梯形的蠟燭，，然后倒入一一瓶二氧化碳碳，觀察蠟燭燭燃燒的變化化。其實驗本身存存在以下的缺缺陷：①實驗的安安全性差在傾倒二氧化化碳的過程中中，操作者雙雙手被蠟燭火火焰灼烤，苦苦痛難耐，背背離了人性化化的原則；②蠟燭正常常燃燒的火焰焰較旺，在燒燒杯內(nèi)燃燒放放熱使杯內(nèi)氣氣體熱膨脹，，二氧化碳很很難倒入杯底底，導(dǎo)致滅燭燭實驗失??；；③受燒杯自自身口徑的制制約，倒進的的二氧化碳往往往會將高的的火焰撲滅，，從而造成實實驗的負效應(yīng)應(yīng)。例如“8.12”天津港爆炸事事故截至日下午3時，共發(fā)現(xiàn)遇遇難者145人。其中，公公安消防人員員21人，天津港消消防人員67人，民警9人，其他人員員48人。失聯(lián)人員28人，其中包括括公安消防人人員3人，天津港消消防人員13人，民警2人，其他人員員10人。住院治治療人人數(shù)為為474人，其其中危危重癥癥7人，重重癥21人，累累計出出院323人。天津港港瑞海海物流流有限限公司司爆炸炸倉庫庫包括括7大類約約40種?；?，，其中中氰化化鈉大大約700噸左右右，硝硝酸銨銨、硝硝酸鉀鉀1300噸左右右，金金屬鈉鈉和金金屬鎂鎂等易易燃物物總計計約500噸左右右，電電石量量未知知。“我們們在實實驗室室想用用一點點點氰氰化物物必須須要經(jīng)經(jīng)過公公安局局層層層審批批，還還要有有專車車護送送，嚴嚴格得得不得得了，，企業(yè)業(yè)怎么么就那那么容容易呢呢？””上海海交通通大學學生命命科學學技術(shù)術(shù)學院院教授授喬中中東提提出了了這樣樣的詰詰問。。第一次爆炸相當于3噸TNT，第二次爆炸在30秒種后，相當于21噸TNT。生產(chǎn)1千克黃金須耗費4.7噸氰化鈉死亡的荒漠鳥類3.4可行性性原則則可行性性是指指設(shè)計計的化化學實實驗方方案中中所運運用的的化學學原理理、裝裝置原原理、、操作作原理理和實實驗方方法在在實施施時切切實可可行，，所選選用的的化學學實驗驗藥品品、儀儀器、、設(shè)備備和方方法在在現(xiàn)有有的條條件下下能夠夠得到到滿足足，并并在實實驗中中能得得到正正確的的現(xiàn)象象和結(jié)結(jié)論。?？尚行孕允菍崒嶒瀯?chuàng)創(chuàng)新設(shè)設(shè)計的的根本本原則則。例如，，火焰焰層溫溫度高高低探探究蠟燭燃燃燒的的實驗驗探究究中，，把火火柴棒棒放入入火焰焰中，，看哪哪一層層最先先變黑黑。教教師有有沒有有發(fā)現(xiàn)現(xiàn)由于于火柴柴棒表表面很很粗糙糙、易易燃、、易碳碳化，，導(dǎo)致致實驗驗現(xiàn)象象不是是很明明顯。。能不不能改改進？？改用表表面相相對光光滑的的竹質(zhì)牙簽、、濕潤潤的白白紙代代替火火柴棒棒，結(jié)結(jié)果怎怎樣？？3.5簡約性性原則則對于同同一實實驗，，實驗驗越簡簡單越越好，，簡單單就是是美。。所謂簡簡約性性是指指要盡盡量采采用簡簡單的的實驗驗方法法和實實驗裝裝置，，用較較少的的實驗驗步驟驟和實實驗用用品，，在較較短的的時間間內(nèi)可可完成成效果果明顯顯的實實驗。。例如，，混有有空氣氣的氫氫氣遇遇火可可能會會爆炸炸恰當?shù)牡膶嶒烌瀯?chuàng)新新設(shè)計計既突突出重重點，，又沒沒有冗冗長的的實驗驗步驟驟，充充分體體現(xiàn)出出簡約約性。。一位大家說說：““一個個科學學家最最大的的本領(lǐng)領(lǐng)就是是在于于化復(fù)復(fù)雜為為簡單單，用用簡單單的方方法去去解決決復(fù)雜雜的問問題。?！?.6創(chuàng)新性性原則則創(chuàng)新程程度的的高低低，是是衡量量一個個創(chuàng)新新實驗驗價值值大小小的重重要標標準。。所謂謂創(chuàng)新新性，，是指指實驗驗設(shè)計計要敢敢于突突破陳陳規(guī)，，獨到到于新新穎、、獨特特、巧巧妙之之處，，能反反映新新事物物、新新觀點點、新新理論論、新新方法法和新新思路路等。。一個優(yōu)優(yōu)秀的的化學學實驗驗創(chuàng)新新設(shè)計計必須須反映映實驗驗設(shè)計計者獨獨出心心裁的的構(gòu)思思。例如二二氧化化碳熄熄滅燭燭火的的實驗驗缺口向向下插插入細細沙中中的凹凹形三三合板板細沙子子NO2制備與與噴泉泉實驗驗設(shè)計計3.7趣味性性原則則化學實實驗常常令學學生興興趣盎盎然、、終生生不忘忘的原原因，，是實實驗現(xiàn)現(xiàn)象具具有趣趣味性性。所謂趣趣味性性是指指設(shè)計計的實實驗所所得出出的現(xiàn)現(xiàn)象和和結(jié)果果能夠夠激發(fā)發(fā)學生生的好好奇心心和求求知欲欲，從從而引引起學學生學學習化化學的的興趣趣和動動機。。例如氨的彩彩色噴泉實實驗設(shè)計又如，化學彩虹實實驗化學彩虹實實驗是采用用互不相溶溶的不同溶溶劑構(gòu)建異異相、多層層、不同顏顏色的化學學彩虹，或或者是采用用濃度不同同且具有密密度差的相相同溶劑構(gòu)構(gòu)建同相、、多層、不不同顏色的的化學彩虹虹等等。相同溶劑化化學彩虹實實驗：配制體積分分數(shù)為0%、30%、50%、65%、85%、100%的乙醇水溶溶液。首先將實驗驗所需的藥藥品和儀器器準備好。。藥品：無水乙醇醇，蒸餾水水，水彩筆筆；儀器：10mL量筒，試試管，膠膠頭滴管管，燒杯杯，試管管塞。彩虹顏色色由下至至上分別別是綠、、紫、紅紅、藍、、黃、橙橙色3.8啟發(fā)性原原則所謂啟發(fā)發(fā)性是指指實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計計本身具具有啟迪迪學生思思維的作作用以及及教師對對實驗作作出一系系列富有有啟發(fā)性性的指導(dǎo)導(dǎo)，使學學生在實實驗或?qū)崒嶒炗^察察中能自自覺、深深入地思思考，并并對實驗驗的結(jié)果果進行論論斷和評評價，從從而培養(yǎng)養(yǎng)學生思思維能力力和創(chuàng)新新精神。。例如溶解度教教學實驗驗設(shè)計（1）把把蔗糖逐逐步加入入一杯冷冷水,把把食鹽鹽加入一一杯等量量的熱水水中,直直到二二者不能能再溶解解為止。。（記下蔗蔗糖、食食鹽用量量。下同同）（2）常常溫下,將蔗蔗糖逐步步加入半半杯水中中,把把食鹽逐逐步加入入一杯水水中,直直到二二者不能能再溶解解為止。。（3）常常溫下,在相相同的兩兩杯水中中,分分別加入入1g蔗糖和1g食鹽,都都能完完全溶解解。根據(jù)實驗驗結(jié)果學學生去思思考分析析、判斷斷、歸納納，獲得得什么結(jié)結(jié)論？例如，鐵鐵與氧氣氣反應(yīng)實實驗學生也看看到鐵絲絲在氧氣氣中燃燒燒，發(fā)出出耀眼的的白光，，并有黑黑色的物物質(zhì)落在在集氣瓶瓶中的水水面上。。但教師在在實驗前前后沒有有引導(dǎo)學學生思考考“紅熱熱的鐵絲絲為什么么在瓶外外不燃燒燒而在瓶瓶內(nèi)燃燒燒？瓶外外也有氧氧氣嗎？？”而教教師又不不解釋，，這樣的的實驗教教學怎能能激發(fā)學學生求知知探究的的欲望呢呢？例如，鐵鐵與硫粉粉反應(yīng)實實驗新設(shè)設(shè)計圖64實驗創(chuàng)新新設(shè)計的的策略和和方法由于中學學化學實實驗創(chuàng)新新設(shè)計的的具體對對象、內(nèi)內(nèi)容、目目的和方方法的不不同，因因此其創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計計沒有固固定的模模式和方方法可循循。但是是，通過過對眾多多創(chuàng)新實實驗案例例的分析析，可以以發(fā)現(xiàn)已已有不少少行之有有效、可可借鑒的的策略和和方法。。4.1組合策略略組合策略略就是將將一些相相關(guān)的化化學實驗驗按某種種關(guān)聯(lián)因因素或特特征進行行新的組組合，構(gòu)構(gòu)成新的的實驗方方案的實實驗創(chuàng)新新方式。。愛因斯坦坦曾說過過：“我我認為，，為了滿滿足人類類的需要要而找出出已知裝裝置的新新的組合合的人就就是發(fā)明明家?！薄蓖瑯?，將將已有的的化學實實驗按一一些共同同特征或或功能進進行合理理組合，，使其具具有某種種新的功功能也是是對原有有化學實實驗的一一種創(chuàng)新新。例如，CO2密度和化性組組合實驗取一只燒杯，，注入少量澄澄清的石灰水水(做顯示劑劑)，振蕩、、觀察；然后后向燒杯內(nèi)傾傾倒一瓶二氧氧化碳(持續(xù)續(xù)約6s)，蓋上毛玻玻片，振蕩。。非常清晰地地觀察到澄清清的石灰水變變渾濁。此現(xiàn)象表明二二氧化碳的密密度比空氣大大；接著順勢勢揭示二氧化化碳能和氫氧氧化鈣起反應(yīng)應(yīng)的化學性質(zhì)質(zhì)。該實驗的最大大創(chuàng)新之處在在于，徹底排排除了傳統(tǒng)實實驗中的諸多多不確定因素素，穩(wěn)固性、、可操作性以以及可見性極極強。又如，二氧化化硫的制取及及性質(zhì)實驗4.2顛倒策略顛倒策略是指指沿著事物的的相反方向，，用反向探求求的思維方式式對現(xiàn)有的實實驗程序、儀儀器和藥品的的使用方法等等顛倒過來，，以產(chǎn)生新的的用途，從而而達到實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計的目目的和要求。。例如，CO2的密度和滅火火實驗設(shè)計(變“靜態(tài)”的的蠟燭為動態(tài)態(tài)，變“動態(tài)態(tài)”的二氧化化碳為靜態(tài))4.3替代策略替代策略是利利用相同或相相似功能的其其他物品來替替代現(xiàn)有實驗驗規(guī)定的物品品，從而達到到實驗教學效果更理想，，實驗更安全全，或者使實實驗更加簡便便等目的的一一種實驗創(chuàng)新新設(shè)計的方式式。例如，氧氣制制取的實驗H2O2分解制氧氣選選用了MnO2做催化劑，但但是MnO2催化分解H2O2存在很多缺陷陷：（1）所選的催化化劑MnO2價格比較貴，，使用起來不不劃算。（2）生成的氣體體速度太快，，不便于收集集。（3）采用滴液法法，由于燒瓶瓶內(nèi)壓強太大大，液體難以以滴入，必須須采用液封法法，滴液的速速度也不易控控制，操作的的過程比較麻麻煩。（4）H2O2分解時放出熱熱量，分解的的自發(fā)傾向很很強，有催化化劑MnO2存在時分解反反應(yīng)迅速進行行，當加熱到到426K以上便會猛烈烈分解，甚至至爆炸。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，一些金屬屬氧化物：如如CuO、Cr2O3、Fe2O3、Fe3O4和基本上無價價值的土壤、、香煙灰、稻稻草灰或麥桿桿灰(下面統(tǒng)稱草木木灰)、細沙對該反反應(yīng)均能起到到很好的催化化作用，不但但節(jié)約藥品，，而且克服了了MnO2催化分解的一一些缺點。八種代用品與與過氧化氫在在制取氧氣時時生成氣體的的平均速率由由大到小的順順序是：土壤＞Fe2O3＞CuO＞香煙灰＞Fe3O4＞草木灰＞Cr2O3＞細沙土壤、香煙灰灰、草木灰，，它們不僅具具有良好的催催化性能而且且取之不盡、、用之不竭，，在大量制備備氧氣和學生生分組實驗或或開展課外活活動時，它們們不失為價廉廉物美的代用用品。土壤中含有許許多金屬（如如Mg、Fe、、Al等）和非金屬屬的氧化物(如SiO2等)，所以以土壤也具有有較好的催化化作用，不過過反應(yīng)過程中中放出氣體的的速率較快且且不平衡，當當然，不同類類型的土壤，，由于所含礦礦物質(zhì)的成分分不同，作為為催化劑的效效果也不一樣樣。所選的部分催催化劑代用品品不用花錢，，為廣大農(nóng)村村中學帶來了了方便，同時時便于開展探探究，激發(fā)學學生的學習興興趣、提高實實驗操作技能能和培養(yǎng)創(chuàng)造造性思維。又如，氫氣的的燃燒與還原原CuO組合實實驗再如CO2和H2制備裝裝置設(shè)設(shè)計儀器藥藥品：：粗玻璃璃注射射器(去掉活活塞)、雙孔孔橡皮皮塞、、分液液漏斗斗、多多孔的的圓形形塑料料片、、膠皮皮管、、止水水夾、、鐵架架臺、、塊狀狀石灰灰石(或大理理石)、稀鹽鹽酸，，鋅粒粒、稀稀硫酸酸等。。4.4缺點列列舉策策略指通過過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)有有化學學實驗驗的缺缺陷，，把現(xiàn)現(xiàn)有化化學實實驗的的缺點點一一一列舉舉出來來，然然后提提出改改進或或革新新方法法的一一種方方式。。列舉舉缺點點就是是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題題，而而創(chuàng)新新就是是要解解決問問題，，每發(fā)發(fā)現(xiàn)一一個缺缺點、、提出出一個個問題題，也也就是是找到到了一一個創(chuàng)創(chuàng)新的的課題題。利用缺缺點列列舉策策略創(chuàng)創(chuàng)新化化學實實驗的的一般般步驟驟為：：（1）選定定化學學實驗驗（可可以是是整體體也可可以是是局部部）；；（2）確定定與實實驗有有關(guān)的的信息息種類類如材材料、、功能能、結(jié)結(jié)構(gòu)等等；（3）根據(jù)據(jù)確定定的信信息一一一列列出缺缺點；；（4）針對對缺點點（可可以是是全部部也可可以是是其中中的一一個或或幾個個）研研究改改進方方案。。例如，，初中教教材上上“白白磷的的燃燒燒”實實驗驗，因燃燒燒產(chǎn)物物P2O5(白煙煙)與與冷水水(空空氣中中水蒸蒸氣)生成成劇毒毒的HPO3(偏磷磷酸)會對對環(huán)境境造成成污染染；“白磷磷燃燒燒前后后質(zhì)量量測定定”實實驗驗，很很難保保證沒沒有空空氣進進入錐錐形瓶瓶以及沒有有P2O5(白煙煙)逸逸出，，以致致達不不到質(zhì)質(zhì)量守守恒的的目的的?？蓪蓚€個實驗驗合二為一，設(shè)設(shè)計如如下圖圖：4.5拓展策策略是指化化學實實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)設(shè)計為為促進進學生生的知知識拓拓展和和實驗驗、思思維、、創(chuàng)新新等能能力的的發(fā)展展，但但符合合學生生的認認知結(jié)結(jié)構(gòu)知知識和和能力力水平平。因因此，，教師師在實實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)設(shè)計中中應(yīng)讓讓學生生在富富有啟啟迪作作用的的“難難度適適中的的實驗驗問題題”中中由易易到難難、循循序漸漸進地地進行行實驗驗設(shè)計計。例如，，蠟燭燭燃燒燒產(chǎn)物物的檢檢驗及及二氧氧化碳碳的非非常規(guī)規(guī)滅火火原因因?qū)嶒烌炋骄烤俊皩ο炏灎T及及其燃燃燒的的探究究”是是人教教版初初中化化學中中的一一個實實驗，，它是是學生生接觸觸到的的第一一個活活動與與探究究實驗驗，是是中學學化學學的基基礎(chǔ)實實驗之之一。。對該實實驗進進行拓拓展——蠟燭燃燃燒產(chǎn)產(chǎn)物的的檢驗驗和二二氧化化碳非非常規(guī)規(guī)滅火火原因因的實實驗探探究，，對提提高實實驗教教學水水平以以及培培養(yǎng)創(chuàng)創(chuàng)新意意識和和動手手能力力都有有重要要意義義。二氧化化碳常常規(guī)滅滅火實實驗的的現(xiàn)象象是低低處蠟蠟燭火火焰比比高處處蠟燭燭火焰焰先熄熄滅。。其原理是二氧氧化碳的密度度比空氣的密密度大，并沉沉降在容器底底部，使得低低處蠟燭火焰焰周圍的二氧氧化碳濃度過過高，進而導(dǎo)導(dǎo)致蠟燭火焰焰的熄滅。二氧化碳非常常規(guī)滅火實驗驗的現(xiàn)象則是是高處蠟燭火火焰比低處蠟蠟燭火焰先熄熄滅，但是由由于該現(xiàn)象的的原理不易用用實驗驗證，，所以近年來來很少有人對對這方面的實實驗研究比較較少。另外，在一個個相對封閉環(huán)環(huán)境中，蠟燭燭燃燒產(chǎn)物二二氧化碳的濃濃度大小的直直觀檢驗方法法至今還沒有有文獻報道過過。檢驗產(chǎn)物的方方法：檢驗CO2濃度變化的方方法圖3檢驗CO2濃度裝置CO2濃度變化的原原因5實驗創(chuàng)新設(shè)計計時應(yīng)注意的的問題中學化學實驗驗創(chuàng)新設(shè)計，，無論使用用何種策略和和方法，都應(yīng)應(yīng)該遵循一定定的原則和要要求，除了以以上提到的一一些原則和要要求外，在進進行實驗創(chuàng)新新設(shè)計時還應(yīng)應(yīng)注意以下一一些問題。5.1實驗創(chuàng)新設(shè)計計不能僅僅為為了“出新””而設(shè)計一般來說其目目的都是為了了使實驗效果果更理想，實實驗更安全，，或者使實驗驗更加簡便等等。所以在實實驗創(chuàng)新設(shè)計計時應(yīng)避免這這種現(xiàn)象：那那就是僅僅為為了“出新””而進行設(shè)計計。這類實驗設(shè)計計的目的只是是為了對原有有的實驗進行行改造，并不不考慮改造后后實驗的效果果，甚至改造造后的實驗還還不如原實驗驗。例如國外氫氣氣還原氧化銅銅實驗設(shè)計實驗現(xiàn)象鮮明明、直觀，氧氧化反應(yīng)、還還原反應(yīng)可重重復(fù)進行，安安全、可靠，，有很強的啟啟發(fā)性。我國義務(wù)教育育化學課程標標準的本次修修訂，力求降降低實驗探究究活動的難度度，使之更適適合初中教學學實際。刪去去了“活動與與探究建議””中一些操作作難度較大的的實驗（如““在加熱條件件下氫氣與氧氧化銅反應(yīng)””等）。5.2實驗創(chuàng)新設(shè)計計應(yīng)以教學為為中心在進行實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計時應(yīng)應(yīng)緊緊圍繞““教與學”這這個中心，不不僅要涵蓋教教學的知識點點，還要充分分考慮到學生生的實際情況況，使學生在在實驗中達到到相應(yīng)的知識識和能力。所所以在設(shè)計時時要找到調(diào)動動學生興趣和和完成教學任任務(wù)兩者之間間的平衡點。。要注意避免下下面兩種情況況：一是為了調(diào)動動學生的興趣趣而忽略了教教學任務(wù)；二是為了單純純的完成教學學任務(wù)而忽視視了實驗的趣趣味性和教育育功能。5.3實驗創(chuàng)新設(shè)計計應(yīng)融入先進進的教育理念念實驗在化學教教學中的作用用是不可替代代的，但要在在教學中充分分發(fā)揮它的作作用還需要在在實驗創(chuàng)新設(shè)設(shè)計時融入先先進的教育理理念。改變傳統(tǒng)化學學實驗教學過分以演示實驗和和驗證實驗為為主，強調(diào)演演示和驗證，，注重探究結(jié)結(jié)果，忽略探探究過程，從從而造成學生生直接參與實實驗的機會不不多，缺少親親身體驗和直直觀感知，不不利于培養(yǎng)學學生的創(chuàng)新意意識和動手能能力的狀況。。5.4實驗創(chuàng)新設(shè)計計應(yīng)利用身邊邊教學資源化學實驗教學學資源是指有有利于實現(xiàn)化化學教學目標標，在實驗教學設(shè)設(shè)計、實施、、評價過程中中可以利用的的各種資源的的總和。通過化學實驗驗教學資源的的開發(fā)利用，，可以有效地地拓展和完善善實驗教學內(nèi)內(nèi)容，彌補化化學教科書的的不足。（1）利用課外的的實驗資源利用學生身邊邊的物品和器器具，同樣是是重要的實驗驗教學資源。。學生可以在在課外，合理理利用日常器器具或廢棄物物進行化學實實驗或進行微微型實驗，以以實現(xiàn)每個學學生都動手做做實驗。例如：用廢棄的飲料料瓶制取氣體體及探究二氧氧化碳的化學學性質(zhì)；用注射器進行行呼出氣體中中二氧化碳含含量測定實驗驗；用鋁塑包裝的的藥片凹槽代代替試管（點點滴板）進行行微型實驗，，可節(jié)約大量量藥品；用廢棄電池、、電線制作常常用的化學藥藥品，如碳棒棒、鋅片、銅銅粉等；另外，利用雞雞蛋殼、貝殼殼甚至大理石石、鐘乳石代代替碳酸鈣；；用食用堿代替替碳酸鈉；用用食醋代替酸酸；用一些花瓣、、果皮、紫甘甘藍作酸堿指指示劑等。讓學生隨時可可以完成自己己感興趣的實實驗，培養(yǎng)學學生的學習興興趣，提高學學生動手操作作能力、觀察察能力以及科學探究的的能力。生活中常常有酸堿堿鹽的身身影———例如家家用清潔潔劑使用用（潔廁廁靈、84消毒毒液和廚廚房重油油污凈等等）（1）潔潔廁靈是是酸性洗洗滌劑，，主要成成分是鹽鹽酸（HCl），呈藍藍色；（2）84消毒毒液是堿堿性洗滌滌劑，主主要成分分是次氯氯酸鈉（（NaClO)；（3）廚廚房重油油污凈中中含有Na+，是堿性性洗滌劑劑。以問題為為線索，，進行教教學：（1）你認為為潔廁靈靈（廚房房重油污污凈、84消毒液））的酸堿堿性如何何？（2）潔廁靈靈中的鹽鹽酸能與與哪些物物質(zhì)反應(yīng)應(yīng)呢？（3）主要成成分是鹽鹽酸的這這種潔廁廁靈為什什么呈藍藍色呢？？從外表表看可能能有什么么離子？？（4）如果有有銅離子子，那就就不會有有什么離離子呢？？（5）廚房重重油污凈凈中含有有Na+，根據(jù)你你的知識識儲備，，你認為為要發(fā)揮揮除油功功效其中中應(yīng)該有有什么物物質(zhì)？（6）你認為為廚房重重油污凈凈不能與與哪些家家用清潔潔劑共用用？潔廁廁靈、84消毒液呢呢？（7）潔廁靈靈能與廚廚房重油油污凈共共用？（8）潔廁靈靈能與84消毒液共共用？（2）關(guān)注身身邊的化化學物質(zhì)質(zhì)新課標注注重化學學與社會會的聯(lián)系系，在平平時的教教學中，，把化學學物質(zhì)與與身邊物物質(zhì)聯(lián)系系起來，，使學生生學以致致用。如在學習習硫在氧氧氣中燃燃燒時，，聯(lián)系到到有人用用硫磺來來薰饅頭頭、銀耳耳、草帽帽、中藥材材等，蒸出出的饅頭頭、銀耳耳、草帽帽等很白白，但白白饅頭、、銀耳對對人有害害。學習碳酸酸鈉時啟啟發(fā)學生生為什么么蒸饅頭頭或燒稀稀飯時堿堿放多了了，倒入入適量的的醋就可可以了。?；瘜W源于于生活，，服務(wù)于于生活。?！白⒁庖鈴膶W生生已有的的經(jīng)驗出出發(fā)，讓讓他們在在熟悉的的生活情情景和社社會實踐踐中感受受化學的的重要性性?！边@就需要要教師要要在平時時的教學學中引導(dǎo)導(dǎo)學生以以化學視視角觀察察生活，，挖掘恰恰當?shù)纳钯Y源源并應(yīng)用用到實驗驗教學中中，滲透透從生活走走進化學學，從化化學走向向社會的理念。。5.5教師應(yīng)有有親自試試做實驗驗的行動動“紙上得得來終覺覺淺，曉曉知此事事須實踐踐”。一一切真知知來源于于實踐。。在讓學學生探究究之前，，化學教教師對自自己積累累的化學學實驗創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計計案例應(yīng)應(yīng)親自動動手試做做一下，，這樣既既能得到到意想不不到的收收獲，又又能完善善其方案案和掌握握其操作作關(guān)鍵，，還能更更有效地地指導(dǎo)教教學。教教師只有有