摘要：实验是研究问题最有效的途径和基本方法，实验准备前，必须对整个实验原理和教学目标做全面系统的分析和研究，找出最有效的实验方法，实验设计要考虑其合理性和适用性，使其能更好地体现教学需要。
关键词：中职；化学；演示实验设计；合理性
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2012）06-0134-02
实验是研究问题最有效的途径和基本方法，也是在教学过程中最直观的教学手段，在实验演示过程中，学生能够通过教师的实验操作和在实验过程产生的现象来理解所学的知识，可激发学生的学习兴趣，培养学生的科学品质和解决问题的能力。演示实验的教学作用和示范性表明，实验过程与实验的结果必须准确且具有说服力，要达到这个目的，实验前教师就必须对整个实验原理和教学目标做全面系统的分析和研究，作出最能体现教学效果的实验设计方案。
在职业学校化学教学中，实验教学大多不被重视，实验设计与研究存在很多问题，表现为：教师的设计意识不强，教师不愿意花时间和精力去设计或改进实验，特别在一些非化学专业中，教师考虑用实验的方法来阐述和分析问题的不多，由于缺乏实验的支撑，学生学习兴致不高，效率低下；部分实验设计的水平不够高，设计理念落后，没有规划性，表现在实验设计的科学方法上存在的问题太多，很多教师不善于利用科学理论和原理对实验设计进行指导，在确定实验内容上存在依赖性和主观性，设计中的方法简单粗糙，有的寻找实验方案盲目又不具体；化学实验设计的设计理论不适合教学要求，实验教学目的不明确，实验设计的内容和要表达的思想不是从职业学校的各专业特点来考虑，适用性不明确。要让实验在教学中发挥作用，就必须在实验设计过程中明确设计思路，了解各实验要素的作用，并考虑其内容的合理性、适应性与针对性。
了解演示实验设计各要素及其目的要求
化学演示实验方案的设计，是在实验演示操作前对要演示的内容按目的和要求综合运用相关的化学知识和一定的操作技能，对实验的药品、仪器、装置、顺序、方法、条件控制、安全措施等进行的科学完整的规划。化学实验设计没有固有的步骤和方案，设计前必须全面分析了解实验的基本要素，即要了解演示的目的、实验原理、实验药品、实验设计、仪器装置、实验操作及操作规程、实验结果的处理。这些要素互相关联，任何一个因素发生变化，都会影响实验演示的效果，其中，实验目的是核心，是设计前首先应该考虑的因素；实验原理是实现实验目的的理论根据，决定药品与仪器装置的选择；实验程序的设计以实验原理为基础，是能否完成实验的关键；仪器装置与药品是实验的物质基础，仪器药品的选择是由实验原理和实验程序决定的；实验操作及注意事项是实验得以顺利、安全进行的保证，它由实验程序和实验用品来确定；实验结果的处理是对实验是否达到预期目的所进行的检验，在解释实验现象、处理所测得的数据等方面进行综合分析。设计实验的主要目的是为了提高教学效果，激发学生的学习热情，培养学生分析问题的能力和方法。设计的基本要求是：科学、简洁、现象明显，便于学生观察与分析。
考虑和分析演示实验各环节的合理性
化学实验的设计包括对教材上原有的实验进行改进，使之在原来的基础上更加完善，或是自己根据教学需要设计实验来佐证一个知识点，不管哪一种情况，都应该遵守实验设计的基本原则，在实验的设计过程中要特别注意分析各环节的合理性，具体应该从以下几个方面来考虑：
实验原理的合理性实验设计要根据所学的知识机构及化学原理来分析和构思，演示实验的原理必须正确且在学生掌握的知识范围内，简单来说，设计的实验应该指向明确，设计原理准确，如果设计的原理错误或者有瑕疵，就是一个失败的实验，因为它没有科学性来作保证，演示这样的实验会对学生造成理解上的负面影响，例如，小教大专化学教材，在验证金属铜与稀硝酸的氧化还原反应的实验中，教材介绍的方法是：把铜片放进试管稀硝酸中，再用透明的塑料袋套紧试管口进行实验观察。这个设计操作简单，但存在设计缺陷，演示这个实验要说明两个问题：一是铜与硝酸发生了反应，这个可以通过观察溶液的颜色得知；二是要说明反应产生了无色的一氧化氮。在这个装置中，因为试管和塑料袋存在空气，把产生的一氧化氮氧化成棕色的二氧化氮了，观察到试管中的气体是棕色而不是无色，让学生产生了误解。
实验时间安排的合理性即理论讲授的时间与实验演示需要的时间安排要有合理性。有时设计一个实验是为了验证一个基本原理或是说明一个问题，这就必须把时间控制在一定的范围内，如果一个实验在操作上占用的时间过多，师生分析和讨论的时间就不够，教学达不到理想效果，因而在实验设计时应该充分评估并合理分配课堂实验时间。
安全措施的合理性这是一个实验首先应该考虑的问题，要尽量防止带有危险性的操作、避免与有毒有腐蚀性的物质接触，若无法避免则应采取安全措施。如戴防护镜，在排气设备好的环境中操作；有毒物质必须处理，以避免对环境造成污染。
用品选择的合理性设计的实验方案要切实可行，所选用的药品、仪器、设备和方法在学校现有的条件下能得到满足，有些实验的设计原理可能尽乎完美，但实验成本太高，或者是对仪器有特殊要求，学校现有条件无法满足设计要求。因此，实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤在较短的时间内完成实验，且效果明显。
注意实验内容的适用性和针对性
一个实验设计的好与坏是相对的，实验在教学中的适用性主要是指设计的实验要适合学生观察与思考，设计的内容符合专业需求。对不同的教学群体，设计的目的手段和方法应有所不同，实验设计的适用性与针对性应主要考虑以下几方面。
产生的现象要适合学生的观察演示实验与个人分析与研究实验对可见度要求不同。在演示实验中，教师的操作过程及产生的实验现象要让全体学生都能观察清楚，而大多数实验在演示的过程中很难做到这一点，特别是在试管中反应的演示实验，其可见性都不太理想。这就要求教师在实验前先有预知，找出行之有效的办法来解决。提高实验可见度的方法有很多，可以根据具体演示的实际情况来选择，如可考虑把演示放在学生中心位置；观察透明溶液颜色时，选择能让较强光线透过的位置（如窗台边，灯光下）；选择合适的仪器与材料，或者借助多媒体来辅助演示。
演示方式方法要适合专业特点不同专业对化学知识的要求各不相同，实验设计应考虑到不同专业的实用性和实践性，突出专业特点。例如，学前教育专业要求学生了解一些基本的化学常识，能用所学知识分析生活中的化学问题，因而，化学实验设计选择的材料应尽可能来自于生活中常见物品，演示方法上可以增加一些趣味性，如学习酸与盐的反应时，就可以设计成一个“鸡蛋游泳”的游戏实验，将“清水”（盐酸）倒入大玻璃杯中，然后在里面放一个鸡蛋，由于盐酸与碳酸钙产生大量的气泡，使鸡蛋上浮到液面，产生的气体减少了，浮力降低就又下沉了，如此反复。学生对该实验现象会产生浓厚的兴趣。通过这样的演示，学生不但能够通过实验现象了解所学的知识点，而且能够学会一些实验的方法和技巧，对他们日后从事的工作起到引导和示范作用。而模具设计专业要求学生能用化学知识解决在实际机械制造过程中的一些问题，如金属的腐蚀与防护，设计实验时，可选择学生加工的零件，可设计不同材质的钢铁在相同环境中的腐蚀情况比较实验；同一材质的钢铁在不同的环境（水、酸、碱、油等）中的腐蚀情况比较；同一材质的零件与不同金属（活泼性不同铜、锌、铝等）接触在一起的腐蚀情况比较等实验，让学生通过观察这些实验结果，分析金属腐蚀的原因，找出解决问题的方法。
对实验现象的观察应具有针对性适合学生集中注意力观察，产生的现象能直观地说明和分析我们设定的问题，忌把实验设计得花里胡哨，让学生看得云里雾里，例如，在氨气的喷泉实验中，一位教师在圆底烧瓶的喷嘴处引出了两根导线，再在外面连接一个红色的灯泡，产生喷泉的同时，灯泡也发亮了，结果是很多学生只看到灯泡发亮，而没有注意喷泉的形成，分散了学生的注意力，没有达到预定的实验目标。这个实验的观察点在于：滴管中挤出少量的水，形成喷泉；烧杯中溶液的颜色与喷泉的颜色变化，而这个发光装置在本实验中是多余的。同时，在实验演示过程中，教师应该注意指导学生观察，提示学生观察什么，怎样观察。有时我们为了让学生观察其中的一个现象，可以采用遮蔽物（如书、纸片等）挡住其他次要现象，以便学生集中注意力。
如何设计一个完美的实验，让实验在教学中发挥作用，是每个化学教学工作者应该思考的问题，教师除了要了解本学科的特点外，还应该了解职业学校的各个专业的教学需要和学生的具体情况，并进行综合分析。同时，教师在平时的教学和教研中应该多总结、多学习，因为一个好的实验设计是建立在教师扎实的专业知识和丰富的实验经验基础上的。
参考文献：
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作者简介：
阳平（1966—），男，湖南衡南人，湖南省耒阳师范学校高级讲师，主要从事基础化学、金属材料与模具设计等课程教学。
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