化学实验设计与数据处理论文

化学是一门以实验为基础的自然科学，化学学科的形成和发展，新物质的发现和发明无处不闪烁着创造性思维的光芒，作为一名化学教育工作者，我们应该把培养学生创造性思维方法渗透到化学教学中。让化学教学过程成为再现式思维和创造性思维有机结合的典范，教师要尽可能把教学过程设计成发现问题——分析问题——解决问题的创造型模式，着力营造“情感共呜沟通，信息反馈畅通，思维活泼流畅，创造精神涌动”的最佳意境。实验在化学教学中起着举足轻重的作用。 化学教学本身并不只是传授给学生一些初步的化学概念和规律，而是通过一系列有效的教育教学手段，全面提高学生的智能，使他们能够掌握和运用一些化学原理和实验手段，学会科学研究的基本方法，学会辩证而客观地认识世界. 从而在将来能够独立地、有创造性地进一步深入学习和从事社会主义现代化建设。运用化学实验，通过一系列有效的方法和手段，能够较好地发展学生的智能。 一、围绕实验的“三大原理”引导学生展开思维活动 化学实验理论的主体内容，可概括为⑴实验原理；⑵装置原理；⑶操作原理。教师应当在具体的化学实验教学过程中，引导学生围绕对上述“三大原理”的探索、理解和辨析，自始至终渗透着思维训练活动。 首先，是实验原理的思维训练。“实验原理”即反应原理，指的是每个具体的化学实验，反映了或说明了或推断了什么样的物质发生何种变化的理论。可以围绕如下的角度引发学生思考：1．变化实质——什么化学物质（有时还应进一步分析为什么要选用这些物质）？2．定量关系——反应物之间采用怎样的物质的量（或质量、或体积、或微粒数目）的关系？为什么要采取此种定量或过量关系？3．反应条件——实验时应选择怎样的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件？ 为何要选择这样的条件？(1)．仪器选用——根据实验原理，对特定的反应物或生成物，应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲（安全）的仪器？为何选用这些仪器更适宜？(2)．配套组合——根据实验需要，选用的仪器之间，大小、规格应怎样协调、搭配？如若不这样组合会出现什么弊端？能否作某种调换或代用？(3)．连接顺序——为达到良好效果，选用的仪器应采取怎样连接的位置顺序和安装与拆除的先后顺序？为什么要安排这种顺序？不遵循此顺序会带来什么不良后果？ 二、养成细心观察的习惯,为创造性思维夯实基础 爱因斯坦说过，他没有特别的天赋，只有强烈的好奇心。在人类认识史上，正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感，从而导致了重大的发明创造。 化学与我们的生活息息相关，各种与化学有关的现象随处可见。用砖砌墙和贴瓷砖时，先要将砖和瓷砖用水湿润；新买的铝锅，烧过自来水后有黑色斑点；经常雷雨交加的地方禾苗长得很茂盛，这些奇妙的现象激起学生的好奇心后，就能促使他们去学习掌握水泥、铝和氮气的性质。 我们也会遇到一些奇特的实验现象。例如：一铝制的盛饮料的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入适量NaOH溶液，立即用胶布将罐口密封，反应一段时间后可能会出现什么现象呢？首先，易拉罐“内凹变瘪”，接着“瘪了的罐重新又鼓起来”。对于前面的现象一般很容易解释。这是因为学生很容易从固有的思维定势出发，即分析物质发生变化时，只从加入的物质来考虑，只分析NaOH溶液与 CO2的反应，就能得出易拉罐“内凹变瘪”的现象。为什么会出现后面的现象呢？深入思考，不难得出这是因为容器本身“铝”与氢氧化钠溶液也会发生反应。对这些现象的好奇，能使学生的情绪亢奋、激动，从而在白热化的思维之中，迸发出创新的火花。 一般说来，学生对化学实验都颇有兴趣，但往往只是好奇心驱使所致，由于观察实验时目的性不明确，不善于集中注意力于那些关键设备的主要现象，加之演示实验时仪器小而教室范围宽、学生多，所以他们观察实验并不准确。为此，在可能条件下，教师宜改演示实验成并进实验，或借助CAI软件或VCD光盘、录相带等播放实验录像，尽可能结合并进实验或录像播放，穿插围绕“三大原理”的系列思考题，引导学生有针对性地思考，展开思维训练活动。 三、运用典型实验灌输创造性思维的方法 为了提高化学实验教学中思维训练的效能，教师应当借助典型的化学实验来诱导、激发学生的思维活动，这主要从三个方面着手： 一是教师宏观地把握大纲、教材的整体，通过哪些典型实验对学生进行哪些方面思维训练的规划，分阶段、分层次实施。 例如，物质燃烧时有不同的特征。气体燃烧时产生火焰，固体燃烧时产生火星或火花。而硫在通常状况下是固体，可是，它在空气中燃烧时为什么产生火焰而不产生火星呢？我们只要引导学生仔细观察硫燃烧的特征就能把握其中的奥妙。 原来燃烧时，固态硫先液化后气化，因此硫蒸气在空气中燃烧时产生淡蓝色火焰也就不足为奇了。 二是激发学习者的主观能动作用，将教材规定的某些演示实验或学生实验，改为实验设计或实验习题，让学生根据实验要求自己提出实施方案，以提高其创造性思维的能力. 例如，给初三学生讲铁的性质，做铁钉生锈这 个演示实验时，可先让学生自己找材料，每人在实验前10天准备三支干净的医用针剂小药瓶。按装 满水、少量水、干燥三个不同条件各放入铁钉一枚。让学生每天观察一次并做好记录。等到讲这部 分内容时，让学生带来“成果”。教师讲解与学生讨论结合；直到得出正确结论，效果就比较好。 三是选用一些中考”试卷的典型综合实验题，指导学生解题，乃至跟动手实验结合起来训练，中学教材和历届高、中考试题，不乏优秀的典型化学实验题型，如氢气、氧气、二氧化碳、一氧化碳等的制取与系列性质实验，对于培养学生的思维能力颇有作用。 综上所述，结论十分明显：化学实验教学中的思维训练不容忽视，化学实验活动中的思维训练前景广阔，大有可为。对化学实验的观察一般按下列顺序进行：（1 ）观察装置图，选择所用的仪器，了解它们的用途和用法；（2 ）观察反应物的颜色、状态；（3 ）注意反应发生的条件，同时注意观察发生的现象；（4 ）观察反应后生成物的颜色、状态等。 要依次进行，不遗漏。实践证明，注重观察程序对培养学生的创造性思维确是行之有效的方法。 四、灵活运用演示实验、分组实验，为学生的创造性思维创建展示平台 演示实验是化学教学中经常运用的教学形式，它生动、简捷、有效，是培养学生的观察力、思维能力和动手操作能力最好的教学手段之一。我们在平时实施演示实验教学过程中，将教材中的演示实验分为三种形式教学：（1）对于重要实验，教师演示、学生观察分析得出结论；（2）对一些要求不高的实验，可对学生开放实验室，要求学生设计或改进后上台演示；（3）对一些难度较大，要求较高，现象又不太明显的实验，教师先进行演示，让学生在观察中提出问题，让学生讨论分析实验的缺陷在哪里，使学生始终处于探究的思维状态，进而改进实验。 将 分组实验改为单人实验 ,这样做使每个学生都能亲自动手操作而且独立进行。它有利于培养良好的学习习惯，使学生们懂得：办任何事情都要有目的、有计划，还要有坚持到底的决心。最重要的是有利于培养独立工作的能力，这也是教育本身所急需培养的一种能力。 五、开展科技活动、展现创新能力 创新活动的基础是科技活动，科技活动的开展状况深刻地左右着创新活动。为此在工作中必须千方百计、想方设法开展科技活动。没有条件必须创造条件。从课外兴趣小组开始，建立初步的创新活动的基础。通过教师的指导，充分发挥学生的创新能力，利用现有条件，想方设法开展课外科技活动。比如：可以先让学生完成课本上的家庭小实验；再结合课本，适当补充学习一些课外知识，拓宽知识面，进行一些趣味性而有意义的实验；并引导学生撰写科技小论文。充分展示学生的创新才华。 在培养学生的创新活动中，也要注意联系社会实际。可以让学生进行社会调查，到工厂、农村、商店等地进行参观、访问、调查。写出专题调查报告，并联系社会实际，提出改进意见和措施，条件许可的可以进行研究方案，并帮助实施。