培養學生實驗設計和評價能力的一種方法生長法」

培養學生實驗設計和評價能力的

一種方法——「生長法」

實驗設計和評價是中考化學必考的能力，故此如何培養學生的實驗設計和評價能力，必定成為教師研究的課題。新近筆者採用了一種方法——「生長法」，在中考複習課中，對學生實驗設計和評價的能力培養進行強化，受到較好的效果。下面以一道例題的解決為載體來介紹這種方法。

這是乙個開放性很強的問題，放手讓學生自己設計出合理的實驗方案，難度極大，需要老師的引導，才能到達實驗設計目的。為了幫助學生解決這個問題，我先引導學生思考下面的台階性問題:

（1）若白色固體樣品的質量為10.0g，其中na2co3的質量能測出來，那na2co3的質量分數的測定能否達到目的？

（2）如何測出一定量的白色固體樣品中na2co3的質量？

（3）無法直接測定na2co3的質量，那就間接測定。那如何間接測定？

思路一（沉澱法）：把一定量的白色固體樣品中na2co3轉化為沉澱物，通過測定沉澱物的質量，然後根據化學方程式計算出na2co3。

思路二（氣體法）：把一定量的白色固體樣品中na2co3轉化為二氧化碳，把生成的二氧化碳全部吸收，測出生成二氧化碳的質量然後根據化學方程式計算出na2co3。

有了思路，設計就容易了。可讓學生先按思路一，設計方案，畫出簡單的方案圖示。然後教師把有代表性的方案在黑板給呈現出來，讓所有的學生評價反思實驗方案，看有沒有改進的地方，看按照實驗方案進行實驗，得注意什麼問題，得解決什麼問題等。

下面是某學生的設計方案：

上面的設計方案至少有三個值得反思評價的問題：①加石灰水是不是較好的選擇？②為了更準確地測出na2co3的質量分數，第⑵操作中的試劑要少量還是過量？

③如何證實試劑加過量？如果能引導學生去思考上面的問題，學生的實驗設計和評價能力必有所提高。

按思路一，設計方案完成之後，再要求學生按思路二，繼續設計實驗方案（這是乙個更具挑戰性的問題，「生長法」教法的特點在這裡可以得到淋漓盡致的體現）。如何讓學生設計出比較有實用價值的方案，並達到培養強化學生的實驗設計和評價的能力？筆者先站在學生的能力水平上展示出下面的方案（圖1），並拋給學生乙個問題：

該方案有沒有存在不足的地方，有沒有需要改進的地方？從課堂上的互動情況看，學生能積極主動發言，氣氛很濃。有乙個學生馬上指出該方案存在明顯的不足，他的理由是「空氣中的二氧化碳也會溶解在石灰水中，導致測得二氧化碳質量偏高，最終導致樣品中na2co3的質量分數偏高。

」於是我給予他鼓勵和表揚，同時也鼓勵其他同學積極參與方案的反思與評價。現在我把在教師的指引下學生的反思與評價的內容和在每一次評價之後的方案改進圖的呈現出來：

⑴圖1對應的實驗方案中石灰水吸收效果差，且同時吸收空氣的二氧化碳，導致樣品中na2co3的質量分數偏高，在圖1在基礎上改進為圖2。

⑵稀鹽酸具有揮發性，會使生成的二氧化碳混有***氣體，若只考慮這個因素，則會導致樣品中na2co3的質量分數偏低，且上述實驗操作較倉促，很不方便，在圖2在基礎上改進為圖3。

⑶圖3對應的實驗方案中生成的二氧化碳不乾燥，裡面的水分會隨著氣流進入氫氧化鈉溶液中，使氫氧化鈉溶液的質量增重偏大，應把水分除掉，改為圖4。

⑷圖4對應的實驗方案中由於盛樣品固體的廣口瓶原先盛的氣體是空氣，而空氣中含有二氧化碳，這額外的二氧化碳將有可能使樣品中na2co3的質量分數偏高，故應將空氣或空氣中二氧化碳除掉，如何達到這一目的，可在在圖4在基礎上改進為圖5。

⑸圖5中用到n2 教難取得，最好能用空氣代替，但空氣的二氧化碳會對實驗測定造成，故空氣應進行處理。鑑於這點思考，圖5改進為圖6。

⑹氣球中的空氣可以作為空氣**源，除了這種**源之外，還有什麼**源？圖7它提供另外一種方法。

從上面的反思改進過程中，可以看出「生長法」教學的特點：就是從乙個實驗基點開始，以反思為方法，在學生現有的能力基礎上，進行層層深入的思考、評價和改進，有如小苗逐漸長成大樹一樣。這方法的優點是：

能激發學生的創造熱情，又能在較短的時間內薰染學生的創造意識和提高學生的實驗設計和評價的能力，是培養學生實驗設計和評價能力的好方法。