化学计量在实验中的应用范文参考-阿南达文事网

化学计量在实验中的应用范文参考

化学计量在实验中的应用范文1

关键词：课堂教学设计；关注概念的建构过程；促进学生的认识发展

中***分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0023-02

化学基本概念和基本理论是学习其他化学知识的基础，是掌握物质变化规律的基础，也是进行化学计算和化学实验的基础，对培养学生能力起着重要作用。新课程改革倡导的是以发现学习、探究学习、合作学习为特征的学生自主学习、知识自我建构的过程。教师在教学中要善于把知识问题化、把问题情境化，捕捉新旧知识的结合点和联系，有意识地在事物之间多建立联系，形成各种联想，凭“联想”向问题情境中迁移，以“质疑”和“创造”认知冲突来激起学生学习的兴趣和动机，使学生在情境学习中达到知识的自主构建。

一、基于教改新理念的教法定位

对于“化学计量在实验中的应用（第一课时）”的教学，通常老师是对“物质的量”是表示含有一定数目的粒子的集合体这一概念进行剖析，用生活中的例子进行类比，注重概念的理解。而在新课程中，教材的前两章为学生提供了一些研究化学的方法和工具。我们在这部分的教学中就是要使学生初步认识这些方法和工具，体会他们的重要性，随着学习的深入，学生在不断的应用中，对这些方法和工具的认识也会逐步地深入。所以，在这一课时的教学中我特别注意转变观念，改变思维方式，改变教学方式，注重学生概念的形成过程和对概念重要性的感悟。

二、教学设计

1.科学诱导：首先拿着五百克的蔗糖和二百五十克的食盐向学生提问，五百克的蔗糖和二百五十克的食盐那个多？学生们的第一感觉是：“这还用问，当然是蔗糖多，它体积又大又重啊！”接下来，我继续引导说：“化学是一门充满神奇色彩的科学，它通过探索那些肉眼看不见的原子、分子、离子的特征和行为，从而引导人们认识整个物质世界。物质间发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的，因此，在化学研究中比较物质的多少，更多的是比较物质的原子、粒子或分子等微观粒子数的多少。”学生这时就会想：“那我们怎么才能比较呢？”原子、离子或分子不仅肉眼看不到，也难以称量。如何比较物质中这些微观粒子呢？那么必须将可称量物质和原子、离子或分子联系起来，这个工具就是“物质的量”。接着就继续引导学生学习“物质的量”的概念，建立“物质的量”与微粒数和质量之间的关系，得到两个计算公式——n=m/M、n=N/NA。得到公式后，继续向学生提问：你们能计算500g的蔗糖和250g的食盐中分别含有的粒子数了嘛？那么算算看，用数据说明五百克的蔗糖比二百五十克的食盐要少。等学生计算后，总结本课时，提示学生在今后的学习中，我们应该知道，由于物质间发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的，所以在化学上得到物质的质量意义不大，将其转换成“物质的量”（本质上是微观粒子的数量），这样才更有价值。

2.重点突破：这一节课，我们回归了化学的本质，把教学的重点落在了引导学生认识“物质的量”这个工具的重要性和概念的形成上，而不是反复地练习，使学生熟练地计算。学生有了这样的认识，在以后的学习中能够自觉、主动地应用这个工具。

3.教学感悟：通过这样的课程设计，跟以前的教学方法对比，我的感受是：以前学生学习“物质的量”总是感觉很难，不能够理解。到了高三很多学生还用质量作计算，怎么强调都不行，而现在大部分学生计算时能够主动应用“物质的量”进行计算。思考其原因：在以前的教学中过分地注重了概念、公式的本身和学生的熟练使用，没有使学生充分认识到“物质的量”是化学研究中一个很重要的工具。

三、结束语

作为新课程的教师，更要深刻地领会课标的要求、教材编写者的意***、教材内容的功能和作用，要把教学的重点从知识的落实转化为能力的培养和方法的建立上。总结起来就是要：改变思维定式，充分体现新教材的特点；改变教学方式，关注概念的建构过程；改变教师角色，体现教师的主导作用；改变学习方式，体现学生的主体作用。

参考文献：

[1]中华人民共和国***.普通高中化学课程标准（实验）[M].人民教育出版社，2003.

[2]毕华林.化学新教材开发与使用[M].高等教育出版社，2003.

[3]课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书化学①（必修）[M].人民教育出版社，2004.

[4]人教课程教材研究中心.高中新课程化学.化学一》培训[M].2010.

[5]化学课程标准研制组.普通高中化学课程标准（实验）解读[M].湖北：湖北教育出版社，2004：35-56.

[6]张华.课程与教学论[M].上海：上海教育出版社，2000：168-179.

[7]陆昌然.小学数学说课的理论与实践[M].宁波：宁波出版社，2001：2-11.

[8]罗晓杰.试论英语说课讲稿的撰写[J].课程教材教法，2002，（5）：35-38.

[9]徐敏，刘春生.在生活中学习化学在化学学习中思考生活[J].化学教学，2006，（1）：40-41.

[10]方洁.基于新课程理念的甘肃省高中化学教学设计研究[D].西北师范大学，2010.

化学计量在实验中的应用范文2

关键词化学实验实验创新优化实验

教师不仅是知识的传播者、崇尚者、使用者，更是知识的创造者、质疑者、完善者。化学教师承担着培养学生化学学科核心素养的重任，而创新实验教学是培养学生核心素养的重要载体。我国一线教师和研究人员为此作了大量工作，并取得了丰硕的研究成果。这些成果主要外显于《化学教学》《化学教育》《中学化学教学参考》等重要期刊、历届全国高中化学优质课展示活动、各级部门组织的仪器创新大赛等。通过对这些外显成果的分类、整理、归纳，我们可以从中得出高中化学实验创新的研究策略。

一、高中化学实验创新的类型

1.生活化

实验教学生活化是指充分借助各种生活资源或自然资源、社区资源来改进化学实验，使实验现象更加明显、直观。目前用于改进实验装置的生活用品主要包括注射器、输液袋/管、笔杆、塑料瓶/盒、丢弃的太空杯、亚力克板、音乐贺卡、橡皮泥、气球、节能灯管、小风扇、计数器等。如华南师大韦新平、钱扬义教授利用带针头的针筒、塑料滴管、试管、药片板、青霉素瓶改进乙炔的制备与性质实验；应用榛子果检验铁元素、醛醛和制作PH试纸；运用饮料瓶完成爆鸣实验、酸性氧化物性质的验证和制作净水器等。生活化的实验创新不但可以节约实验成本、提高实验效率，还能激发学生学习化学的兴趣、培养学生“变废为宝”的学科思想和环保意识。

2.生态化

实验创新的生态化是指在实验创新过程中运用生活化素材优化实验，实现化学实验的无害化、绿色化。目前生态化的实验创新主要有以下几种形式：第一，将有毒气体的制备实验或易被空气氧化的实验由敞开体系改为封闭体系。如利用生活中的输液袋和注射器进行铜和稀浓硝酸反应的对比实验[1]、氢氧化亚铁制备实验的改进等。第二，对有毒气体的制备和性质进行一体化设计，优化实验环节，体现绿色化学理念。如对NOX、Cl2和SO2的制备和性质进行一体化设计[2]，自制环保型防泄漏实验装置验证CO2、SO2、Cl2的性质和进行铜与浓硫酸（或浓硝酸）、H2S与SO2的反应等[3]。第三，对教材中的部分实验进行微量化设计，使现象更加明显。如对石蜡的裂化实验、溴乙烷消去反应、煤的干馏、SO2和Cl2的系列化实验进行的微量化设计[4]。无论采用何种形式，其根本宗旨都是为了实现“绿色化学”，避免环境污染，保护人体健康。

3.生动化

实验创新的生动化是指将传统实验通过趣味实验、魔术化学、游戏化学的方式进行呈现，让学生在实验情境中感受到化学美，并从中感受到乐趣，形成知识的意义建构。无机化合物和有机物的性质实验教学可以采取这种方式进行创新（如表1 所示）。

从表1中可以看出，以趣味实验、魔术化学等为载体的实验创新，是以学生的已有生活经验为背景展开的，以其独特的现象、新颖的实验方法而受到学生的青睐。生动化的实验创新，能够促进学生人文精神和化学素养的发展。

4.微量化

微量化实验能够克服微型实验演示的弊端，它运用微小量的试剂在较常规的仪器中进行化学实验，依然能够得到明显的实验现象。微量化实验不但可以弥补微型实验的不足，而且还具有省时、经济、现象直观生动、易于操作的特点，从而受到一线教师的欢迎。

微量化实验的出现，拓展了中学化学实验创新的新渠道，随着研究的不断深入，已逐渐得到人们的重视和应用。

5.定量化

对高中化学实验进行定量化设计创新，是近年来兴起的一种研究潮流。目前有三种方式：第一，为了获取实验最佳条件而进行正交实验设计。如利用正交实验法研究“黑面包实验”、铁与水蒸汽反应的最佳条件。第二，借助传感器和信息技术对那些抽象难懂的科学理论实验，或需要捕捉实验细节，或需要进行定量研究的科学实验等，进行数字化实验探究。如利用微电流传感器探究原电池产生持续稳定电流的原因、利用色度测定抗贫血药物中铁的含量、亚硝酸钠的含量等。第三，利用控制变量思想研究外界条件对化学反应速度、化学平衡的影响等。如过氧化氢提取海带中碘的实验条件优化等。

二、高中化学实验创新的途径

1.优化实验方式

化学实验方法是根据化学实验目的，通过运用实验仪器、设备、装置等物质手段，在特定实验条件下，改变化学实验对象的状态或性质，通过实验观察获得各种化学科学事实，以探究化学问题的一种科学研究方法[5]。为了适应新课改，已从传统单一的、照单抓药式的实验教学向微型化、系统化、探究式转变，使实验教学更能体现教与学的关系，让学生在实验方式的变革中培养化学素养。目前，以绿色化、生活化、可探性为特征的实验方式主要有：第一，将敞开体系实验改为封闭式实验。如用注射器作容器制备Fe（OH）2、NO2、Cl2等。第二，充分运用控制单一变量思想将教材实验设计成对照性实验。如利用控制变量思想研究乙酸乙酯制备中浓硫酸和饱和碳酸钠溶液的作用或利用不同催化剂研究乙酸乙酯制备的最佳条件等。第三，借助手持技术、传感器、数据采集器等对某些传统实验进行数字化实验设计，以弥补其不足。如利用微电流传感器研究单池单液原电池、双池单液电池、双池双液电池，让学生明确单池单液原电池电流不持续、不稳定，认识双池单液电池、双池双液电池的区别、金桥电池和盐桥电池的区别。近年来，借助于手持技术、各种传感器、数据采集器对化学实验进行数字化探究的成果常见于《化学教学》、《化学教育》、《化学教与学》等专业期刊。这些成果都增强了实验的说服力、拓展了学生视野、提升了学生能力。

2.优化实验装置

对实验装置进行优化、创新是为了更好地体现教与学的关系，使实验现象更加明显，实验结果更易于学生接受。优化实验装置是在不影响实验效果的前提下，对那些现象不明显、可视化差、对比难以形成、现象难以持续、易造成污染的实验进行的创新。对于实验装置的创新方式主要有：第一，利用中学常见仪器对原实验进行优化重组。第二，利用身边的素材、自主设计节约型或环保型的实验装置来替代教材实验装置。如开发多功能燃烧瓶用于铁丝、硫的燃烧和白磷的水下燃烧[6]等；制备封闭U型管完成温度对粒子运动速率的对比、CO2与NaOH溶液反应和CO2溶于水的对比实验[7]等。第三，以某一物质为载体，将其制备与性质实验进行系列化设计，达到优化实验环节的目的。如对SO2、氯气、NOX、CO2等气体的制备性质的一体化设计。

3.优化实验条件

实验条件是指同特定对象相联系，并对状态、性质和变化发生影响的诸因素的总和，是物质发生变化的外在因素。对实验条件进行优化，就是要通过改变条件，运用各种不同的实验比较法来获取最佳条件。从中学实验来看，实验条件优化的主要途径有：第一，将某些实验由敞开体系变为封闭体系。该法主要用于有毒气体的制备和性质实验、部分防氧化实验或用于能够与空气中的成份发生反应的实验等。如制备Fe（OH）2时，为了能较长时间观察到白色沉淀，需要在隔绝空气条件下进行。第二，对某些实验的引发方式进行改进。如测量空气中氧气的含量时将酒精灯加热改为电加热棒密闭环境引燃等。第三，通过控制反应过程的外部条件来优化实验条件（如表3所示）。其中，第三种情况比较普遍。

4.调整实验试剂

对于那些操作困难、易受干扰、有副反应的化学反应，可以通过调整试剂，即寻找新的试剂来替换原有试剂，使现象更加明显，实验结果或结论更具可靠性和说服力（如表4所示）。

5.增补教材实验

为了增强教学的直观性、加强学生对某些抽象原理、概念的理解，有时需要适当增加教材之外的实验来弥补教材本身的不足。如在进行人教版选修4“弱电解质的电离”一节教学时，榱巳醚生在真实的情境中认识弱电解质电离平衡，可增加电离平衡动态演示器演示醋酸的电离和使用PH传感器测定0.01 mol/LNaOH溶液分别滴定20 mL0.100 mol/L HCl、20 mol0.100 mol/L CH3COOH的PH值变化来帮助学生理解电离平衡的概念；在进行人教版必修1中NO2教学时可增加使用气压传感器定量研究NO2溶于水的实验，让学生从定量的角度认识NO2与H2O的反应等。从目前的研究来看，对教材实验的增补主要以数字化实验为主，如使用温度传感器测定自然界的水温、酒精灯火焰温度；用电导率传感器测定电解质的电导率、研究离子反应的本质、稀NaOH和NH4HCO3溶液反应的顺序等；用PH传感器绘制酸碱滴定曲线等。这些增加的实验都不同程度地提高了实验教学的质量，培养了学生的信息素养。

三、对高中化学实验创新的思考

1.用科学方法进行实验创新

在对实验进行创新之前，应采用科学的方法对其作系统研究，千万不可盲目改进。如人教版必修1第三章中“铁与水反应”的实验按教材所给装置，只需对实验条件改进即可成功：脱脂棉用水打湿后挤干，塞入试管底（塞紧），厚度达到1～2cm；还原铁粉用量1g，铁粉中心至棉花外沿1～2cm；然后用酒精灯加热铁粉中心2～3min实验。而有的教师将酒精灯改为酒精排灯、酒精喷灯，将试管改为硬质玻管、玻璃弯管等做法是欠妥当的。

2.慎用微型化实验设计

微型化实验在分组实验、第二课堂教学中有其独特的功能和价值，因而受到一些研究者的重视和青睐。但由于微型实验现象只能近距离观察，如果用于课堂演示，必须借助实物展台才能达到效果，在实验条件相对较差的地区或学校可能就不适用。为了克服微型化实验自身存在的某些缺陷，建议少做微型化实验创新，多作微量化实验研究。

3.实验装置的改进应走向简约化

有的老师追求标新立异，对实验装置进行了盲目改进，使其操作过于复杂。如人教版必修2中氯气与钠的反应实验本身就设计安全、环保，易于操作，无需再作改进就能确保实验成功。如果采用***1所示装置进行改进，其创意令人可敬，但其使实验变得复杂、操作难度加大，不可取。人教版必修1实验4-9铜与浓硫酸的反应实验只需在其盛有的品红溶液的试管口放一团浸过NaOH溶液的棉花就可解决实验环保的问题，无须采用***2所示的创新设计来增加实验难度和成本。

4.慎用数字化实验创新实验内容

对实验的创新主要源于教与学的需要，经济快速、操作简便、现象明显、成功率高是实验创新的目的所在。对于教材中的实验，有无必要进行数字化实验设计，应根据其在教材中所处的地位和现有实验效果来确定。如果滥用数字化实验来改进教材实验，就可能造成实验成本升高、装置复杂、教学效果提升有限等方面的问题。如将NO2溶于水的实验设计成***3所示的数字化探究实验势必会增加实验成本、使实验装置变得更复杂。

参考文献

[1] 张正飞.例析注射器在中学化学实验改进中的妙用[J].化学教与学，2013（9）.

[2] 包朝龙.宁波市高中化学实验创新实验作品荟萃[J].化学教学，2014（11）.

[3] 谭文生.环保型气体防泄漏实验装置[J].化学教学，2013（10）.

[4] 李光珍.五个高中化学实验的微量化改进[J].化学教学，2014（5）.

[5] 赵向***.论高中新课程中的化学实验教学创新[J].化学教育，2011（2）.

化学计量在实验中的应用范文3

关键词：计算机实验室；服务器虚拟技术；高校

服务器虚拟化技术在高校计算机实验室建设中应用能够实现虚拟化实验教学平台，从而显著地降低高校计算机实验室的建设成本。服务器虚拟化技术在高校计算机实验室中应用后，实验室能够合理地分配相关硬件资源，对现有的服务器资源进行有效的利用，最大程度地缩减相关设备的后期维护费用。

1.服务器虚拟化技术的概念

计算机界将一台物理服务器虚拟出多台服务器的技术称之为服务器虚拟化技术。在服务器虚拟化技术的应用过程中，各虚拟服务器被称作虚拟机，各虚拟机中设有***的中央处理器以及内存。不同虚拟机的运行是***的、互相不产生干扰。在高校计算机实验室服务器上应用虚拟化技术后，每个虚拟服务器上都可以安装一个应用，每一台主机都可以虚拟出一定数量的虚拟机。假设某高校计算机实验室原有应用50个，则需要50台服务器来与应用相匹配，这需要花费大量的资金。在服务器虚拟化技术应用后，只需要虚拟化一台物理主机就能实现替代50台物理服务器的目的。

服务器虚拟技术的本质是对中央处理器、内存以及I/O三大基础硬件资源的虚拟。Hypervisor是服务器虚拟化技术的核心，也就是监管程序。在计算机系统中添加虚拟机监控程序软件后，计算机系统便能成功地实现虚拟化。传统的物理服务器中，不同物理服务器相互***并分隔开来，服务器与服务器之间不存着联系，在此情形下，服务器遭受的攻击一般来源于网络。现阶段，市面上有大量的杀毒软件，计算机自身也安设有网络防火墙，防火墙与杀毒软件都能够较为有效地保护服务器。值得注意的是，虚拟化技术在物理服务器中应用后，黑客们更加容易攻击服务器，为此，必须要做好服务器虚拟化技术应用的安全防护工作。

2.服务器虚拟化技术在高校计算机实验室中的应用

服务器虚拟化技术是一类较为先进的资源虚拟化技术，其分为两种表现形式，一是“多对一”的技术形式，指的是把多台物理服务器虚拟为一台逻辑服务器，二是“一对多”的技术形式，指的是将一台物理服务器虚拟为多台逻辑服务器。通常情况下，高校计算机实验室倾向于应用第二种服务器虚拟化技术。

虚拟化技术在高校计算机实验室中应用后，服务器应用系统与硬件设备将相互分离，服务器将拥有同时运行多个操作系统的能力，如此一来，网络上分散的应用以及服务将被集中起来进行有效的管理，人们可以依据应用或者服务器的实际需求来开展服务器资源的分配工作。经验表明，在高校计算机实验室中应用服务器虚拟化技术后，服务器的应用质量与效率将得到显著的提升。在应用服务器虚拟化技术后，服务器的应用率将明显上升，计算机实验室所需的物理服务器数量将显著下降，如此，实验室的设备成本将显著降低。虚拟机拥有快速复制与部署的优势，因此在服务器虚拟化技术应用后，服务器维护管理工作的工作量将下降，与此同时，服务器的升级与维护工作将更加地便捷与轻松[1]。

笔者所在的高校在计算机实验平台构建工作中采用了VMware workstation软件，成功地提升了计算机实验平台的运行效率与工作灵活性，使得实验室平台具备便于维护与管理的特点。本校在服务器虚拟化工作中应用了VMware软件，顺利地将一台物理服务器虚拟成了多个应用平台，满足了不同专业、不同课程学生的计算机实验要求，既保障了计算机实验教学的质量，又有效地降低了服务器建设成本。

本校将VMware Workstation宿主操作系统安装在计算机实验室的主机上，该操作系统拥有基于LINUX与WINDOWS环境的两大版本，不同版本的操作系统各有千秋，就目前状况而言，国内高校通常选用基于WINDOWS环境的操作系统。笔者所在高校的计算机实验室选用了7.0版本的VM-ware Workstation软件。

在开启虚拟机安装项目前应当做好虚拟机硬件配置工作，主要工作内容是创建以及选择虚拟硬盘、确定虚拟机中央处理器的数量，为虚拟机划拨物理内存等。此外，还需要做好虚拟机声卡、USB以及网卡等硬件的选择工作。在确认虚拟硬件配置工作结束后跟进虚拟机操作系统的安装工作，虚拟机操作系统的安装方法与物理机安装方法一致。最后，应当将相应的应用软件、服务妥善安装至虚拟机的操作系统中。首先，应当启动VMware Workstation，随后操作人员可以进入虚拟机的操作系统当中，在进入操作系统后技术人员便可以将应用软件与各种服务安装于系统之中，高校各专业的课程需要决定了软件与服务的配备数量与种类，服务以及软件的安装方法与物理服务器大致相同。通过研究大量的技术方案与资料，笔者所在的高校成功地建设了满足不同专业学生学习需求的计算机实验平台。服务器虚拟化技术的应用适应了学生基础学习的需要，每一位学生在实验课上都能获得一台虚拟服务器。如此，学生便获得了更多了解网络的机会。虚拟服务的操作具有“傻瓜式”的特点，许多学生反映，其只要在***形界面上圈圈点点便能完成较为复杂的实验工作，服务器虚拟技术极大地降低了他们的实验量，提升了实验学习的质量与效率[2]。

结Z：新的发展形势下做好高校计算机实验室服务器虚拟化技术应用工作具有重要的现实意义，有利于缩减实验室设备建设成本、提升教师的教学质量、降低学生的实验量，为此，高校应当积极引进先进的服务器虚拟化技术，从而实现不断优化计算机实验室教学条件，促进计算机实验教学工作长足进步的目的。

参考文献：

化学计量在实验中的应用范文4

一、分清实验的类型

化学实验分为定性实验和定量实验两种，定性实验就是根据某种物质的性质鉴定该物质的存在与否。定量实验是测定某种物质的各种成分的含量。在整个高中化学的教学中，定性实验比较多，像制取某种物质，物质鉴别、鉴定、推断，物质性质检验，实验操作顺序或装置排列顺序的连接，分离混合物或从混合物中提取某物质。定性要求能排除其他的干扰并有明显的现象；定量实验遇到的比较少，主要像测定物质的纯度，确定物质的组成（某化合物的定量组成、混合物中各组分的质量分数），测定化学反应中的能量变化，测定某些中学化学常用计量（某元素的相对原子质量、阿伏加德罗常数等），定量实验要求准确地测定物质的量。

二、定性实验和定量实验设计的基本步骤

1.提出实验研究课题（实验目的）。实验目的要求是实验的出发点和归宿，因此在实验设计前，必须对实验的目的要求相当明确。

2.确定实验原理。要求在明确实验目的的基础上，综合运用学过的知识，通过类比、迁移、分析，主要是从原理合理、操作简单、原料易得且利用率高、无污染而确定（选择或拟出）实验原理的。

3.选择实验用品。根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件等，合理选择实验所需的仪器和药品。

4.设计装置步骤。根据实验目的和原理，以及选用的实验仪器和用品，设计合理的实验装置和实验操作步骤，并绘制或识别相应的实验装置***。

5.观察现象和数据。根据实验目的原理和过程，预测实验将观察到的现象，以及实现实验目的将要记录哪些数据等。

6.分析得出结论。根据实验观察的现象和数据，通过分析、计算、***表、推理等处理，得出正确的实验结论。

7.对实验方案作出评价。根据题目所要求的实验目的，对实验所采取的原理、实验装置、实验现象、实验过程、实验结果等作出优与劣、好与坏等的分析和评判，并在评价的基础上作出改进。

三、实验设计必须遵循的原则

1.科学性原则。这是实验设计的首要原则。它指设计实验原理、操作顺序、操作方法等时，必须与化学理论知识以及化学实验方***相一致。如验证卤代烃中的卤素原子，不能直接加入硝酸银溶液，因为卤代烃中的卤素原子不是可以自由移动的离子，故必须先加入强碱水溶液或强碱的醇溶液使卤素原子变成卤素离子，再加入稀硝酸中和过量的碱，最后加入硝酸银溶液看沉淀的颜色。

2.可行性原则。可行性原则是指设计实验时，所运用的实验原理在实施时切实可行，而且所选用的化学药品、仪器、设备、实验方法等在现行的条件下能够满足。

3.简约性原则。这是指化学实验的设计要尽可能地采用简单的装置或方法，用较少的步骤及实验药品，在较短的时间内来完成实验的原则。

4.安全性原则。这是指实验设计时应尽量避免使用有毒药品或具有一定危险性的实验操作。如需要点燃可燃性气体应先检验气体的纯度再点燃，防治发生爆炸；需要用到有毒气体的反应，最后一定要进行尾气处理：可燃性气体的点燃，氯气可用氢氧化钠溶液吸收。

四、实验操作的一般步骤

1.连接组装仪器，按照从下到上，从左到右的顺序。

2.检验装置的气密性，先使仪器和大气不再直接相通，然后形成气压差，再根据现象能保持压差的，气密性良好。

3.装入药品进行实验。这一步需要认真观察现象，需要测量数据的要进行几次求平均值以减少误差。

4.拆卸装置，需要注意防止发生倒吸，像用排水制备气体的装置需要先从水中撤出导气管再撤酒精灯。

化学计量在实验中的应用范文5

一、通过绿色化学的理论和方法来设计绿色化学实验

绿色化学作为一门新兴学科，尚有许多不成熟的地方，但经过10年来的研究与探索，该领域的先驱研究者已总结出许多理论和原则。Anastas和Warner曾提出绿色化学12条原则，这些原则可作为化学工作者设计一个化学实验是不是绿色化学实验的指导方针和标准。

氨气的制取和性质实验是高中化学（必修1）一个重要实验。现行教材中的实验都是采用氯化铵与氢氧化钙混合直接加热来制取氨气，然后用另一套装置进行喷泉实验。由于反应有水生成，在加热时或停止加热后，所用大试管极易炸裂，尤其是学生实验，试管破损率达70%以上，造成浪费。从绿色化学原理出发，改用氧化钙和氯化铵反应来制取氨气，并将氨气的制备、收集、性质实验组合为一体，形成半封闭式装置，有效防止传统方法中试管易炸裂、操作时对环境污染和人体危害等弊端。经反复验证及学生实验，这种实验新方法反应速度快、集气量大，喷泉实验持续有力，实验操作简便、时间短、成功率高，是一种无污染、经济易行的绿色化学实验。

二、通过微型化学实验实现化学实验绿色化

微型化学实验（microscale laboratory，ML）是近30年来发展很快的一种化学实验新方法、新技术，被誉为“化学实验的***”。微型化学实验是着眼于环境安全和污染预防的需要，用尽可能少的药品，在微型化的仪器装置中进行的化学实验。微型化学实验不是常规化学实验的简单缩微或减量，而是在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索，达到以尽可能少的试剂来获得尽可能多的化学信息和目标。微型实验试剂用量少，是在微型装置中以少量试剂来进行的实验。

在化学实验中，经常用到或实验过程中经常会产生易燃、易爆和有毒等危险品，从绿色化学的角度出发，化学实验应尽量减少这些危害环境和人身安全的危险品的使用和产生，而这正是微型化学实验的优势所在。例如，气体的制备与性质实验在基础化学实验中占有相当大的比例。如Cl2、HCl、HBr、H2S、NO2、NH3、CO都是有毒气体，排入环境会导致环境污染，在通风设备不良的实验室还可能导致中毒事故的发生。而这些实验如果改为微型实验，由于产生的气体量极小，处理所产生的废气较为方便，即使偶尔散发到环境中也较易控制在安全浓度以下，因而不存在中毒的危险。

微型化学实验的研究着眼于环境保护和化学实验安全的需要，体现了现代科学技术发展水平的要求，是公认的以尽可能少的试剂来获取所需化学信息和实验原理和技术。微型实验除了具有现象明显、操作简单快速、节省经费、减少污染、安全、便于携带等优点外，在培养、提高人的科学素质上也发挥着不可估量的作用。它的兴起和推广虽然早于绿色化学，然而他的理想目标和方法与绿色化学是完全一致的，因此，实验的微型化实际上就是实现实验绿色化的成功的途径之一。

三、通过小量———半微量化学实验实现化学实验绿色化

小量———半微量实验方法采用常规的小量实验仪器和设备，对化学实验的基本操作、基本原理、综合实验采用小量化，元素及其化合物的性质实验采用半微量化。小量———半微量实验方法避免了微型化学实验的一些局限性，是在绿色化学思想的指导下，用预防化学污染的新思想对常规实验进行改革而形成的实验方法。常规实验的小量化是指在不改变实验方法和实验操作技术的前提下，采用常规的小容量仪器，药品用量减量。无论从实践基本操作的规范化，还是强化技能训练，养成良好的科学态度与习惯方面，常规实验都是不可缺少的环节、常规实验的小量化不存在微型实验中的实验室“转型”问题，不用额外的经费投入，反而可以充分利用实验室现有资源，因为成熟的实验技术更容易推广。在实验现象明显、效果显著的前提下，实验中试剂的浓度和用量降至最低限度。半微量实验试剂的用量或浓度仅为常量的1/10~1/5，其试剂用量比对应的常量实验节约80%以上。如焰色反应实验的改进：取一根干净的玻璃棒，在一端缠绕少许脱脂棉使之成球状。先滴2~3滴乙醇于其上，然后滴2滴1mol?L-1的待测溶液，在氧化焰中灼烧，观察火焰的颜色。观察完毕去掉脱脂棉，洗净玻璃棒，用同样的方法进行其它待测金属盐溶液的焰色反应。这种方法是传统铂丝圈（或镍———铬丝圈）的最佳替代方法，其灼烧呈现的焰色与铂丝做的焰色完全一致，而且具有成本低、操作方法简单、火焰持续时间长等优点。对于钾的焰色反应，采用本实验方法，不用蓝色钴玻璃片滤光也能清楚地观察到其焰色，现象明显。实践证明，药品用量的半微量化在实验结果的准确性与严密性上与常量法并无明显差别，反而使学生在做实验时更细心、认真，避免了照方抓药、粗放式的实验方法。小量———半微量化学实验方法在激发学生对化学的兴趣、强化动手能力的训练、培养创造性思维、树立绿色化学观念上同样有着独特的作用。

四、通过计算机辅助设计与多媒体仿真实现化学实验绿色化

化学计量在实验中的应用范文6

关键词：关注未来发展；多维一体化；化学实验设计；探索

化学实验设计是指在实施化学实验前，根据相关实验目的和要求，运用化学知识与技能，按照一定的实验原理对实验仪器、装置、步骤和方法等进行统筹安排与规划。化学实验设计是连接教师教学理念和教学实践的桥梁，也是构成实验课堂教学设计的核心。通过实验设计活动可以重新整合教学内容、改变教学方式、提高教学效率、培养学生实践能力、达成多维教学目标。探索新型化学实验设计，对于学科学性与创造性、调整教师课堂教学行为、深化课堂教学改革、促使课堂教学从“有效”走向“高效”都有重要的实践意义。

一、设计隔裂化：当今高中化学实验设计之形

关注学生未来发展的教学背景下，高中化学教学应重在帮助学生构建化学基本观念、教会科学研究的方法、培养学生的思维能力、养成实事求是的科学态度。那么，化学实验设计应呈现多样化学习方式，以满足学生亲身经历实验探究活动，激发学习兴趣并产生学科情感、掌握基础知识并理解学科的本质、获得化学研究方法并形成综合实践能力。然而，审视当今高中化学教学却发现，多数实验设计将形式、内容、方法彼此隔裂，滞后于课堂教学改革的需求。

（一）实验设计仅以知识为轴心导致实验教学目标单一化

帮助学生形成化学概念、获取理论知识、训练操作技能仅仅是化学实验教学目标的重要组成部分，而不是全部，固守传授知识为中心，就会导致实验设计的内容陈旧单一、设计的操作“照方抓药”、执行设计的过程缺少思维含量，实验教学目标就不能得到全面落实。如“喷泉实验”是高中化学最重要的实验之一，依据传统实验设计，教学活动的程序是：“用美丽喷泉吸引学生引导分析释疑得出‘氨气极易溶入水且氨水显碱性’的知识结论”。从表面上看，这种紧盯兴趣培养与知识落实的实验设计没有什么问题，但仔细斟酌即可发现，这里只是关注了知识与技能、情感与态度的教学目标，没有动手操作机会，也未激起学生深层次思维活动，缺失过程与方法教学目标的落实。若从已学的C02和S02的性质入手，让学生完成***1（a）所示的对比实验，随之探讨出***1（b）实验，经历操作后，优化设计出***1（c）所示的“喷泉”实验，不仅能让学生获得更宽泛的知识，还能将实验操作兴趣转化为探索兴趣，无痕地引诱学生提出假设、设计方案、置身于实验创新活动。

此可见，引导学生参与实验设计过程，能把实验教学从单纯地、简单地传授知识，自然地、潜移默化地引入“感知―深化―内化―拓展―操作―评价”的学习过程，促成多维教学目标的融合。

（二）实验设计仅依课本为内容使致实验探究过程碎片化

高中化学教科书上每一个实验都有现成的实验设计，若照搬教科书的实验内容，实验的探究性、驱动性、趣味性的整体功能就会被撕裂，学生仅能学到零星琐碎的知识，并随时间的推移而遗忘，学生未来发展所需的思维方法与实践能力就难以形成。如浓度对化学平衡的影响，《化学反应原理》（苏教版）中实验设计是依据反应：2CrO42-（黄色）+2H+ Cr2O72-（橙色）+H2O，加入NaOH溶液以减少H+浓度和加入HNO3以增加H+浓度进行对比实验，通过观察溶液颜色变化而得出浓度对化学平衡移动的影响。若完全按课本设计实施，学生不需思考即可完成实验，只能帮助学生记住化学知识。若利用加入NaOH溶液颜色变化疑似被稀释而引起的事实，让学生感到实验信度不够，引起认识冲突，并紧扣变量控制的思想，给予更宽泛的知识信息，鼓励学生提出假设、设计实验方案、置身于创新研究活动之中，使实验探究更有过程系统性，充分展示探索的魅力。

（三）实验设计仅靠操作来支撑却致实验教学过程形式化

实验操作不是万能的，熟练的操作并不等于综合实践能力。实验设计孤立地强调实验操作，舍去实验方案产生的过程，学生知其然而不知其所以然，就不能对其未来发展带来启示。实验设计应让学生有***的想法，并有所改进有所发现，想一百条路，只要对了有一条，就是了不起。如“配制一定物质的量浓度溶液”所涉及的实验仪器名称、用途、构造、操作方法以及和药品颜色、状态、浓度、性质、存放、取用等知识都需要记忆。于是，许多教师就严格要求学生按***3所示的程序去操作，以实现“做中记”。

这是照本宣科，机械模仿式实验，只能让学生进行无意义记忆，难以激起学生的创造思维活动。高尔基说：“如果学习只在模仿，那么我们就不会有科学，就不会有技术。”这种形式化的实验设计对学生明天的启示作用不会很大。其实可以从容量瓶、量筒等仪器特征入手，制造探究点，让学生去思考仪器制作特征，并规划实验，不仅可以强化知识的记忆，而且还激发学生不断追求卓越的创新意识。

（四）实验设计仅凭结果论成败引致实验教学方法格式化

通过化学实验得出相关结论是必要的，但仅为结论而设计实验就会衍生“实验操作观察现象知识结论”格式化的教学方法。化学实验能为学生展示鲜活事实，不仅能让学生看到“是什么？”还能激发学生去探究“为什么？”况且化学实验过程往往也会产生新生变量，致使实验现象出现诸多变数，当真实的实验现象与预期结果不一致时，这种格式化教学方法或回避或自圆其说，失去了学生探索化学规律的契机。如Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的鉴别，向Na2CO3溶液与NaHCO3溶液中分别滴入CaCl2溶液，却发现均产生了白色沉淀。多见教师用“药品含杂质实验失败”加以修饰后就不了了之，却没有引导学生从溶液中各离子的行为着手去深入探究，浪费了非预设生成的教学资源。若设置问题：①CaCl2溶液为什么既能与Na2CO3溶液反应，又能与NaHCO3溶液反应？②用MgCl2溶液替换CaCl2溶液是否可行呢？③若用盐酸分别与NaHCO3和NaHCO3溶液反应鉴别可行吗？应注意哪些事项？那将会激起更多波澜，也显得教学方法灵活多变。

（五）实验设计仅把兴趣作落点招致实验教学效果空泛化

化学实验是激发学生学习兴趣最活跃、最现实的因素，没有不喜欢做化学实验的学生，也没有学生不喜欢做的化学实验，只要能给学生带来适宜感官刺激的实验，都能带来愉悦的学习心情。但没有必要一味地强调利用实验激发兴趣，化学实验本身就能让学生积累直观感性经验，获取直观兴趣。如高中化学涉及到的Na2O2性质实验，许多教师用镊子夹上沾有Na2O2的棉花团，伸入Na2C03与HCl反应的小烧杯口处，发现C02与水不但不能灭火，反而使棉花燃烧起来。就此吸引学生，激发兴趣，分析释疑，得出“Na2O2与C02和水反应生成02”的结论。看似成功之举，可仔细斟酌就会发现这里有许多疑点，难道棉花自发燃烧就一定有02生成吗？显然，这是把知识看成了定论，把学习看成是知识从外到内输入的过程，缺少实验创新设计及实验研究，仅仅让学生获得了Na2O2性质的知识，实验被置于辅助地位，充当了服务性角色，教学过程也表现为空泛化，低估了学生的认知能力及学习过程的能动作用，忽略了化学实验诱导学生发挥想象力的功能。

二、理念静态化：割裂高中化学实验设计之因

化学实验设计具有动态发展性，只有走在实验教学发展之前的设计才能引领实验教学的创新，但如如何把握实验设计发展的方向？怎样让实验设计贴近真实的教学追求？对高中化学教师的经验与智慧都是挑战。这也是导致实验设计滞后于教学需求的根本原因。

（一）受制于化学课本实验的诱导作用

编写教科书必须依据课程标准，反映课程的基本理念，教科书中的实验设计具有普适性、基础性、权威性，为教师提供了示范和启示，也必然对教师的实验设计产生诱导作用。但教科书存在相对静止性，也不一定完全适应特定的学生，如果不从“教教材”转向“用教材教”，就会把教科书看成唯一的信息来源，必会遮挡视野，就不可能产生优秀的实验设计。

（二）缺乏对实验教学功能的动态理解

化学实验教学功能又是动态的，随着教学改革的深化而逐步升级，过去人们重点关注了化学实验教学激发“感知兴趣、操作兴趣”的功能，而在未来发展视域下，更关注激发“探究兴趣、创造兴趣”的教学功能。高中化学实验设计只有为学生制造手脑并用的机会，让感知与思维相结合，理论和实践相结合，才能促使化学实验教学激发学习热情、提高学习能力、萌发创新意识、培养勇于实践精神、形成未来发展所必备的***工作和***思考综合实践能力。可是，当今高中化学教师能够全面认识者较少，能够综合考虑各个因素精心实际实验者更少。

（三）没做到实验探究环节的科学组合

实验探究是实施新课程课堂教学改革的重点，也是亮点。探究性实验以其探索性、发现性和创造性对促进学生未来发展起到直接地启迪作用。实验探究应包括“提出问题猜想和假设制定计划进行实验收集证据解释与结论反思与评价表达与交流”等基本环节，具有全程性。可很多教师片面地固守“实验乃知识之源”、“实验是获取知识的重要手段”、“实验可以激发学生学习兴趣”等教学观念，实验设计只青睐于探究形式，却在关键环节上“虚晃一***”，导致学生在课堂上热热闹闹而没有感悟，实验做过而大脑还是空空荡荡而没有思维。思维是核心，是学生未来发展的基础。而对猜想、假设、筛选等环节科学组合起来，是培养思维活动的最有效的载体，实验设计不能将这些重要环节有效落实，就难以激起思维活动，也不会碰擦出创造的火花。

三、多维一体化：优化高中化学实验设计之路

所谓“多维一体化”是指以关注学生未来发展为目标，优化重组化学实验教学资源，改变实验呈现方式或实验活动程序，促成高中化学多重实验教学功能融合为一体的实验设计。执行“多维一体化”实验设计，不仅让实验教学成为弄清化学知识本源、激发学生学习兴趣、帮助学生构建化学观念的载体，而且成为体验化学研究过程及科学探究方法载体，还成为培养思维能力及综合实践能力的载体。

（一）巧用课本完善实验设计促成多维目标融合

首先，对课本中过于简单的实验设计进行重组，以延伸实验教学曲度，将深层次问题暴露给学生，激起思维砥砺，实现立体式学习目标。如“温度对化学平衡影响”的实验设计，教科书中（苏教版）依托反应：

粉红色蓝色

通过对比实验，让学生观察改变温度时溶液颜色变化，进而探讨温度对化学平衡的影响。而人教版与鲁科版延续了过去全国统一“高级中学化学课本”的设计思路，如***3所示。

可见，前者设计过于简单，后者设计没有考虑到温度升高烧瓶内气体的压强增大，引起多个变量，不严密。引导学生从设计不合理之处着手，提出改进方案，逐步筛选与评价得出合理实验设计，将能有效地带领学生完成一个完整的探究活动过程。

其次，正确对待课本上有缺陷的实验设计，从某种意义上讲，没有完美无缺的实验设计，正因为存有缺陷，才使化学实验教学变得更富有挑战性，才能找到培养学生创新思维的时机。抓住实验设计缺陷，引导学生合理改进可延伸探究的空间。如探究不同催化剂对H2O2分解反应具有不同催化作用的实验，最早版课本设计为***4（甲）所示实验装置，后来版本中考虑到注射器有阻力，会造成实验误差，演进为***4（乙）所示的实验设计装置。

其实，***4（乙）所示实验装置仍然存在诸多问题，教师可以引导学生从新生变量角度去分析，即发现两个装置均未考虑到分液漏斗放下的H2O2溶液体积对产生O2体积的影响，会造成较大的误差。进一步引导学生讨论，最终进化为***5所示实验设计。

实践表明，课堂中引导学生对教材实验设计进行改进，最易激活思维，会使教学活动成了智力体操、成为理解掌握知识的试金石、成为帮助学生释放强烈求知欲望和创造激情的工具。对课本中实验进行重组、延伸、改进、优化，扩展了实验活动的空间，制造了手脑并用的机会，获取了知识、学会了方法、增加了乐趣，最大限度地融合了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的三维教学目标。

（二）对比思维植于实验设计坐实探究活动过程

对比思维是既能关注事物共性，又能考虑事物个性的思维过程，具有挑战性和思想博弈的，是达成多维学习目标的自然过程。运用对比思维帮助学生建立新旧知识之间的联系，促进知识迁移，实现信息融合，进而丰富学习过程、优化认知结构、推进实验设计创新。如“盐类水解”课本实验设计是测定NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3等盐溶液的pH值，再让学生找出规律，得出结论，这样的实验设计还是以知识为中心的一维设计，并未实现多维学习目标的融合。若改用“钠与同浓度FeCl3、CuCl2溶液及水反应进行对比”，诱导学生产生对比思维，即可诱发学生质疑：都是与水反应，为什么剧烈程度不同呢？ FeCl3溶液与CuCl2溶液的浓度相同，为何FeCl3溶液反应更加剧烈呢？等问题，教师顺势引导学生剖析实验现象，即可深刻理解盐类水解知识，得出盐类水解规律。

可见，通过直观清晰的对比，学生自然会在实验活动过程中透过现象想本质，获取了化学知识，增强了探究力度，掌握了研究方法。

（三）简单装置引发实验设计有效整合教学资源

化学仪器的种类屈指可数，但这些仪器按不同的方式组合起来，可使化学实验教学变得丰富多彩。象***6所示的装置，借用奥斯本检核表法给学生以强制性思考，看能否颠倒？能否他用？能否替换？能否改变？能否借用？能否组合？等等。从一个简单装置入手，开发多种装置实现一物多用，可以发展学生的求异思维，在求异思维活动过程中整合教学资源。如***7所示，习惯上被看成是两类防倒吸装置，在实验设计过程中，可引领学生共同探讨出许多重要用途，且稍加该变，两类装置还可以互通，如***8所示。

显然，从一个简单装置出发，可让学生身临变换过程，提出多种合理、不合理或部分合理的设想，并发散联想，就会激励学生将相近的、相似的、相反的化学知识联系起来，加以对比，实现教学资源自动整合。这就让化学实验成为巩固知识载体，成为领悟过程与方法的载体。

（四）磁性问题渗透实验设计提升主体参与效度

问题是课堂教学的灵魂，是引起认知矛盾冲突前提，学生有了认知矛盾冲突就会产生学习内驱力，就会积极主动的思考。在实验设计过程中，不失时机地设置一些磁性问题吸引学生去思考，激起学生纵横联系化学知识，可帮助学生将理论知识转化为实践能力。如将SO2气体通入BaCl2溶液中会有什么现象？是学生易错点，也是需要设计化学实验得以证实，若仅就单一问题设计实验进行操作，显得平淡，不会引起学生认知矛盾，若配置磁性问题设计实验：

①将CO2气体通入BaCl2溶液中会有什么现象？请设计实验实证。

当学生经历“猜想实验分析得出结论”后，教师就提出问题②：

②将SO2气体通入BaCl2溶液中会有什么现象？

按常理分析，上述两种情况类似，两者应该都不能发生反应，可无论是教师实验还是学生在每次实验中均能发现有沉淀产生，这种意外实验现象，最易引起认知冲突。教师抓住契机，提出问题③：

③将SO2气体通入BaCl2溶液为什么会生成沉淀呢？沉淀物是什么？请设计实验找到原因。

引导学生从“+4价硫的还原性”出发，提出假设，设计实验，合理地用化学知识去解决，并发现此沉淀为BaS04。

由此可见，将磁性问题渗透在实验设计活动中，能帮助学生明确实验探究的内容和方向，为制定探究计划、设计实验方案奠定了基础，充分发挥主体参与的作用。

（五）预设生成创新实验设计促进学生心行相溶

在化学实验教学中往往会遇到异常实验现象，捕捉这些见怪不怪的现象，引导学生从不同的角度去揭示内涵，改进或优化实验设计，自然会增加实验设计的思维含量，延长实验活动刺激的时间，促进化学实验活动与学习情感的融合。

如“乙醛与氢氧化铜反应和银镜反应”两个实验，可能会出现前者看不到有红色沉淀生成，后者是黑色沉淀也看不到银镜出现。预设实验现象与课本上不一致时，应引导学生质疑：为什么与课本上不同？导致原因是什么？引学生入愤悱状态，就会产生种种假设：

①可能由于实验中温度过高，导致Cu（OH）2分解产生了黑色的氧化铜沉淀。

②课本要求强碱NaOH溶液应过量，现在不出现红色沉淀可能是由于强碱不足。

③按操作要求使用2%CuSO4溶液很稀，且用量才几滴，很显然是控制生成氢氧化铜的沉淀量。若是硫酸铜溶液用量多，生成氢氧化铜的量自然多，在加热时，氢氧化铜部分分解而出现黑色沉淀。

④l0%NaOH溶液要用到2 ml左右，跟2%CuSO4 溶液用量相比，碱液明显要过量，说明Cu（OH）2对醛基的氧化性，必须是在碱性介质中才能发生。所以配置氢氧化铜悬浊液时，NaOH溶液要过量，才有红色的氧化亚铜生成。

⑤在实验操作中，乙醛的用量为0.5 ml。若用量多了，产生的氧化亚铜再被乙醛还原，生成的铜附在试管内壁而形成铜镜。如果乙醛的用量太少了，在反应中则生成黄色的氢氧化亚铜沉淀了

可见，通过对实验活动过程的非预设现象的分析、探究，更能唤起了学生的强烈的求知欲，进而培养了学生的学习兴趣，激发了学习动机，将“苦学”变为“好学”、“乐学”，学生会有更多的思维活动，视野也会更加开阔。

总之，将化学实验的激趣功能、认知功能、方法功能、能力功能、人文功能等融合在同一探究过程之中，把知、情、意、行统一在不可拆分的课堂教学活动之中是实验设计的追求。

参考文献：

[1]王先锋.例谈高中化学实验从“幕后”推向“台前”的教学策略[J].化学教学，2013，（10）

[2]王祖浩.高中选修模块教材《化学反应原理》[M].江苏教育出版社，2009.第2版