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化学实验设计范文1
一、前言
化学教学离不开科学实验，化学实验更是化学教学的组成部分。在化学实验中应用绿色实验能够有效控制污染。
二、绿色化学的涵义
1.绿色化学的定义
绿色化学或称环境友好化学，是利用化学的技术与方法来降低或消除化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生，使所设计的化学过程和产品更加环保友好，是一门从源头上阻止污染的化学。
2.绿色化学的核心内容
绿色化学主要从原料安全性、工艺过程节能性、反应原子经济性和产物环境友好性等方面评价一个化学反应的优劣。原子利用率、环境因子和“5R”原则是绿色化学的核心内容。
（1）原子经济性。原子经济性是指充分利用反应物中的各个原子，从而既能充分利用资源又能防止污染。原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，环境因子也就小，对环境造成的污染也越少。环境因子则是衡量生产过程对环境的影响程度的参量，是指在一个化学反应过程中，所生成废物质量占目标产物质量的比值。
（2）“5R”原则。就是“减量”（Reduciton），即减少“三废”排放；“循环使用”（Reuse）；“回收”（Recy-cling），实现“省资源、少污染、减成本”的要求；“再生”（Regeneration），即变废为宝；“拒用”（Rejection），指对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学实验过程中使用。
三、绿色化学实验设计的策略和方法
绿色化学实验方案的构思、设计是一种开放的创造性思维活动，因此其策略和方法也没有固定的模式可以遵循，下面仅仅结合绿色化学实验设计与创新的类型进行探讨。
1.优选实验项目策略
根据实验大纲的要求，充分考虑试剂和产物的毒性以及整个实验过程产生的“三废”对环境的污染，尽量排除或减少对环境污染大、毒性大、危害大、三废处理困难的实验项目，如氰化物、砷化物的实验，溴的制备，苯的硝化还原制备苯胺等，以毒性小的实验代替来完成基本操作训练。尽量选择系列化实验，用前一实验的产物作为后一实验的反应物，在合成实验“苯甲酸和苯甲醇的制备”中，学生合成的产品苯甲酸粗品，可以为基本操作实验“重结晶”之用，精制以后的苯甲酸纯品又为基本操作实验“熔点的测定”之用，这不仅可以大大节省试剂和原料，而且可以通过熔点检查学生做的产品是不是合格，一举而多得。设计绿色化学，尽量选择与环境保护密切相关的实验，如大气中SO2含量的测定，废干电池的综合利用，由废铁屑制FeCl3，水中溶解氧的测定等，既锻炼了学生科学实验的能力，又让学生了解了污染物对环境的危害，培养了学生的环保意识。
2.优选反应物质的策略
化学反应原理是实验设计中的核心要素。化学实验中反应物的优选、操作过程的优化、实验装置的改进都与反应原理密切相关，因此研究反应原理，依据反应原理对实验进行绿色化改进和创新，就是抓住了实验的本质和成败的关键，是化学实验改进和创新的重要策略。例如在乙酸乙酯制备实验中，目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反应多、过程复杂、产品损失多、环境污染严重等不足。对此实验的改进与创新可以从酯化反应的实验原理入手：
由反应原理可知，酯化反应的实质是在路易斯酸催化下，酸和醇反应成酯，温度过高或催化剂氧化性过强时易发生副反应。作为优良的酯化催化剂必须满足在非水介质中酸性要足够强，氧化性要弱，以减少副反应。因此，对这个实验的改进就可依据上述实验原理，选用绿色催化剂，以取代浓硫酸。可分别利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。结果表明，用自制的新型催化剂PW12/SiO2代替硫酸催化酯化，不仅产率高，反应温度低，操作简单，无污染，而且催化剂能重复使用，适应绿色化学发展趋势，取得了良好的实验效果。
3.实验装置改进策略
实验装置是实验的载体，是影响实验的又一个重要因素。一套好的实验装置，不仅能减少实验可能产生的污染又能给人以美的享受，因此对化学实验绿色化改进与创新自然离不开实验装置。实验装置的改进一般有如下策略：
3.1简约化策略（微型实验）。在不影响实验效果的前提下，尽量采用用药少、装置简单或微型的实验装置。微型化学实验具有污染小、节约经费（其试剂用量为常规实验的1/10或1/100）、缩短实验时间（大约为常规实验的40%）的优点，同时降低了水、电资源的消耗。微型化学实验的开设对毒性大、药品贵、耗量大、污染严重、操作复杂的化学实验尤为必要。微型实验除了可以用已经研制成功的井穴板等微型仪器外，还可以把容量瓶、烧瓶、冷凝管等微型化。在微型化带来实验现象不明显时，可以借助现代化教学手段把结果放大。微型化学实验还要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性，例如，对有些颜色变化明显的定性实验可以放在点滴板中进行，如指示剂与酸碱作用实验和Fe3+的显色实验等，而有些定性实验可以放在定性滤纸上完成，如检验醛基、MnO4-离子存在等。
3.2设计封闭实验装置策略。封闭的实验装置应包括气体发生、收集装置，气体性质实验装置，尾气的收集、处理装置和导气装置等。对于气体发生装置可以从密闭和控制反应两方面着手。
四、创新实验方式
1.微型处理
即在保证实验现象明显的前提下，对实验进行重新设计与探索，实验药品微量化或实验装置微型化。例如：在研究氯化钡和硫酸钠反应时，应在试管中加硫酸钠，然后用胶头滴管逐滴加入氯化钡溶液（可溶性的钡盐是有毒的），边加边观察实验现象。这样可以减少氯化钡的使用量，防止过量的氯化钡对环境造成的污染。
2.多媒体演示
有些实验成本昂贵、容易造成浪费；有的实验必须采用有毒、有害的试剂，实验时会排放出有毒气体和有毒废液，或容易引起爆炸，对于中学生来说，存在很大的安全隐患，不便于在普通学生实验室中进行。为了让学生对实验原理、过程、现象和结果有直观的感受，又能规避实验风险，可以利用多媒体技术进行模拟演示。事实上，在国内外已有不少学校采用这种方法进行实验教学，效果很好。
五、结束语
综上所述，绿色化学实验设计具有很大的环保性，但是我国基础化学实验绿色化的道路还很漫长，需要我们持之以恒的探索，才能推动我国绿色化学事业的快速发展。
参考文献
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那么，怎么培养学生的化学实验设计能力呢？结合多年来的实践与研究，笔者谈谈自己的想法。
1 进行化学实验设计的基础
首先，让学生掌握一定的化学基础知识和化学实验的基本操作。这就要求学生熟悉常见元素化合物的性质以及常见物质的制备原理与方法，掌握中学化学常见仪器的规格、用途及使用注意事项。同时在平时的课堂教学中，教师还要尽量引导学生积极参与课堂演示实验和分组实验，使每个学生都有动手操作的机会，从而不断提升他们的动手能力。只有具备了以上条件，才能更好地进行化学实验的设计和探究。
其次，让学生掌握化学实验设计的一般步骤，才能保证实验设计有条不紊的进行。化学实验设计一般包括以下几个步骤：①确定研究内容；②根据内容，设计实验方案；③研究讨论实验方案是否可行；④依据方案进行实验；⑤分析和评价实验方案；⑥确定最佳实验方案。
第三，在平时的教学中，注重培养学生的思维和创新能力。多数情况下，对于我们要探究的内容都可以设计出多种不同的实验方案。这就要求我们学生必须具备一定的思维能力，同时要敢于创新，通过独立思考、探索展现自己个性的实验方案。
第四，在实验方案设计的过程中进行适时指导。
2 实验方案设计的环节
实验方案的设计对学生各方面能力要求都较高，这就需要教师在熟悉学生的实验知识水平和设计能力的情况下，具体指导学生实验方案设计的每一个环节。
2.1 创设问题情景，引导学生发现问题
“实验设计方案”的题材越新颖，越易引起学生探索的兴趣和欲望。所以，在教学中教师要善于为学生创设问题情景。如在学氧化碳的性质时，教师可以向学生演示“一个游客带着一只小狗进入某个久未有人进入的山洞后，小狗倒地晕倒，而游客却没有问题”的视频片断，学生在观看后，产生了问题：“洞内有什么气体？这些气体有什么性质？”同时也就确定了研究内容――二氧化碳的性质。
2.2 指导学生分析研究内容，设计实验方案
确定研究内容后，教师要适当引导学生分析所研究的内容，从实验的目的、原理、实验药品、仪器、装置、实验操作、实验结果的处理等方面进行指导，以帮助学生设计出合理的实验方案。如：在二氧化碳的实验室制法的实验设计中，教师可以提供一些备选的实验药品和仪器，并引导学生分析原有氢气和氧气的制法以及3种气体性质的异同，通过对比分析来设计实验室制取二氧化碳的实验方案。学生通过对比分析，不但设计出了实验室制取二氧化碳的方案，同时也对同类气体的实验方案设计有了更深的理解。
2.3 分析讨论，研究方案的可行性
形成初步的实验方案后，教师可与学生一起从理论方面、实验操作方面等进行讨论，反复修改，确认最终实验方案并实施。如在验证质量守恒定律的实验设计中，学生设计出磷在密闭容器中燃烧、镁带在空气中燃烧、用硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应、稀盐酸和碳酸钠粉末反应等实验方案，教师既要引导学生分析各个方案的理论正确性，又要引导学生分析自己的实验方案是否能完成，是否能达到验证质量守恒定律的目的。如果达不到目的，应该怎样改进，以确保学生的实验方案确实可行。
2.4 依据方案，进行实验
实验过程中，教师要留意每一组学生的实验情况，并根据具体情况作具体指导。要提醒学生在实验过程中仔细观察，及时记录，并对实验中出现的问题认真思考，分析原因，然后采取相应的措施，进行必要的改进，逐步培养学生科学的实验态度和探究精神。如在空气中氧气含量的测定实验中，学生的错误操作会导致实验失败，教师要从红磷的用量、关闭和打开止水夹的时间、实验现象的观察等方面进行指导，以保证实验顺利完成。
2.5 指导学生分析、评价实验方案
实验完成后，教师要及时指导学生对实验方案的优点和不足进行分析和讨论。例如，实验方案设计的步骤和方法是否完善，实验设计的内容是否全面，实验内容是否有针对性，实验操作理论是否正确，实验操作是否简单易行安全可靠，实验成本是否经济合理等。
2.6 确定最佳方案
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1.深刻理解化学基本理论的实验基础
化学学科中，任何理论（或假设）的提出、发展和完善，都有一定的实验事实作根据，如：原子结构理论中核外电子分层排布的实验根据是电离能的测定；原电池原理的实验根据是铜—锌原电池实验；某些有机物之间反应机理的确定是在实验中利用了示踪原子等。许多类似的实例道出了以下规律：实验事实理论的建立（或假设的提出）再实验理论的发展和完善。这是人类在自然科学中发现真理、认识真理的过程。要让学生明白：化学家就是这样去认识化学世界的。
2.熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质的实验事实以及单质、化合物的制备原理和方法
化学实验是证实某物质是否具有某种性质的唯一手段。中学阶段的大部分化学实验都是定性实验，这些实验虽然简单，但确实可以培养学生透过实验现象（或实验数据）看清反应实质，进而推断物质的微观组成、结构与实验结果的相互关系。物质的制备原理是以物质的性质为基础的，某一物质的制备方法不止一种，但教材上采用的方法则是实验室中最常见的最好方法，熟悉了这些实验，在设计实验时就能够灵活选择实验原理。
3.能查阅、运用有关图表、数据和其它资料。
4.掌握中学化学常规实验手段，熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项
常规实验手段是化学实验的基础，综合实验是常规实验的综合运用，即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验，因而教材中所有实验（包括教师的演示实验）都要尽可能地让学生在课内或课外一丝不苟地完成。通过动手，一方面达到对常规实验操作（加热、蒸发、过滤、分液、称量、滴定、仪器的组装等）的熟练掌握，同时熟悉常见仪器的应用范围和使用注意事项。
二、设计实验必须有化学实验总体观
任何一个化学实验都包含以下内容：（1）实验目的（2）实验原理（3）实验设计（4）实验药品、仪器、装置（5）实验操作及操作规程（6）实验结果的处理，这六个方面的内容可称为化学实验的六要素。实验目的是核心；实验原理是达到实验目的的理论根据；实验程序是能否完成实验的关键，它的设计以实验原理为基础；药品、仪器、装置是物质保证，这些物质条件的选择是由实验原理和实验程序决定的，同时对实验程序也起着制约作用；实验操作及注意事项是实验得以顺利、安全进行的保证，它的制定要由实验程序和实验用品来决定；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、分析实验误差等项工作中必须对各要素进行综合分析。
三、思维能力是化学实验设计的核心
学生的一切学习活动都离不开思维。化学实验的设计过程实质上是一个探索、创造的过程，对学生思维能力的要求层次较高，而中学生的思维活动还处于从经验型向抽象型过渡的阶段，这就要求教师设法加速这一转化，使学生的思维活动尽快趋于成熟，尽早地具备辩证思维的能力，同时培养出较好的思维品质。
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本文仅以“盐酸和氢氧化钠溶液能否发生化学反应”为例,来说明在教学中如何有效指导学生进行化学实验设计。
一、发现问题,确立研究内容
实验设计方案的题材新颖,更容易引起学生探索的兴趣和愿望,激发求知欲。所以,在教学中教师要善于为学生创设问题情景,引导学生提问。提问是学生进行探究的动力,鼓励学生多提问,改变“教师问,学生答”的呆板模式,变“学生答”为“学生问”,活跃思维。要借助依据,鼓励学生猜想,培养学生形成假设的能力,从而确立研究内容。
例如,在学习“中和反应”内容时,可先演示趣味小实验“变色的小花”,激发学生学习的兴趣和欲望,再创设真实生动的问题情景:教师向一支试管中加入少量氢氧化钠溶液,再逐渐滴加稀盐酸,振荡,使其充分混合。让学生观察实验现象,教师再提出问题:氢氧化钠溶液和盐酸混合在一起后,我们并没有观察到明显变化,它们之间是否发生了化学反应?同学们就会七嘴八舌,各抒己见:①两者没有发生反应;②两者发生反应了。同时也就确定了研究内容,即盐酸与氢氧化钠能否发生化学反应的实验验证。
二、根据研究内容,设计实验方案
在确定了研究内容的基础上,教师要引导学生分析所研究的内容。首先,对研究的课题所涉及的化学原理,对参加化学反应的各种物质的性质要有全面、较深入的了解和认识,要尽可能估计到在什么样的实验条件下,可能发生什么样的化学反应,以及产生什么样的实验结果。其次,必须按照化学反应原理,根据化学反应物质和生成物质的性质、实验条件的控制、发生反应时可能产生的能量变化,来预选实验方法和手段。然后,确定实验操作的程序和步骤。在实验控制条件方法上,可向学生介绍全面比较法、优选法、正交试验法等探寻最佳实验条件的方法,设计出合理的化学实验方案,以保证化学实验的顺利实施。教师要从实验目的、实验原理、实验步骤设计、实验药品和仪器及装置、实验操作及操作规程、实验结果的处理等六个方面进行指导,以帮助学生设计出自己的实验方案。
例如,在上述“盐酸和氢氧化钠能否发生化学反应”的实验验证中,教师可以提供一些备选的实验药品(盐酸、氢氧化钠、石蕊、酚酞、pH试纸等)和仪器(玻璃杯、温度计、试管、烧杯等),并引导学生分析指示剂与酸、碱反应的颜色异同,酸、碱性溶液的pH异同,化学反应常伴随着能量变化等化学知识,通过对比分析来设计出实验方案:①借助酚酞的变色来验证;②借助石蕊的变色来验证;③通过测溶液的pH来验证;④测溶液的温度变化来验证。 三、讨论实验方案的可行性
实验设计的方案初步形成后,教师要严格把关,与学生一起对实验设计方案的可行性,要从理论应用是否正确、实验方法是否可行、能否达到预期目的等多个方面进行论证,反复修改,最终加以确认并实施。
例如,在上述实验验证中,学生说:可以用紫色石蕊试液。具体操作是:在盛有NaOH溶液的试管中滴加2滴紫色的石蕊试液,石蕊变蓝色,然后逐滴加入盐酸,此时若蓝色变成紫色,说明NaOH与盐酸发生了反应。有的学生会马上反驳:这方法不好,因为“蓝变紫”分辩不清,应改为在盛有盐酸的试管中滴加2滴石蕊,石蕊变红色,然后逐滴加入NaOH溶液,当红色变成紫色,证明它们发生反应。有的学生建议:可以做一个对比实验。其他学生也发表了自己的看法:用酚酞作指示剂,因为NaOH能使无色酚酞试液变红色,滴加盐酸后红色变无色,就证明了NaOH与盐酸发生了反应。
还可以用pH试纸,从pH>7一直测到pH=7,最后到pH<7。也可以把NaOH与盐酸混合,然后用手摸(或者用温度计测量混合前后溶液的温度变化),如果发烫,说明反应了。教师既要引导学生分析各个方案的理论正确性,又要引导学生分析自己的实验方案是否能完成,是否能达到验证目的,如果达不到目的,应该怎样改进,以确保学生的实验方案确实可行。
四、依据方案,进行实验
在整个操作过程中,教师要密切注视每个学生的实验情况,并作具体指导,确保实验万无一失。引导学生对实验中可能出现的问题要认真思考,分析其中的原因,然后有针对性采取相应的措施,进行必要改进,逐步培养学生的科学实验态度和探究精神。
例如,在上述验证实验中,学生的很多错误操作都会导致实验失败,盐酸和氢氧化钠溶液的量的控制恰当与否,直接影响到溶液的颜色变化。氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿,红色溶液可能变为无色;滴入盐酸后,还可能产生气泡;用手摸试管底部,温度变化可能不明显等现象都有可能发生, 教师要从多方面进行指导,以保证学生能够按自己的实验设计方案完成化学实验。
五、对实验方案进行分析与评价
学生完成自己的实验方案设计,并按实验方案进行实验操作后,教师要引导学生分析和讨论实验方案的优点和不足,再对实验方案进行评价。对于学生设计的实验方案,教师要引导学生从实验方案设计的步骤和方法是否完善、实验设计的内容是否全面、实验内容是否有针对性、实验操作理论是否正确、实验操作是否简单易行安全可靠、实验成本是否经济合理等方面进行全面综合评价,进而分析出自己的实验方案的优点和不足,并加以改进。
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关键词：高中化学；实验设计；实验教学
化学是一门以实验为基础的自然学科，在中学化学教材中有很多实验，中学化学实验的目的是培养学生的科学素养，促进学生的自身发展。为了实现这一目标，我们通常要完善化学实验的设计，加大实验的探究性，增强学生实践的机会，同时改善原有的实验教学方法，使学生由被动学习转变为主动学习，由简单的操作转向能力的培养。
一、对进行科学有效的实验方案设计的探究
1.正确科学实验设计的原则
（1）实验设计的科学性
实验的设计必须遵循实验教学自身的规律性，即实验由简单向复杂过渡，对实验现象的观察、分析、信息的处理能力也是由低到高，循序渐进的，这就要求在设计实验时要根据学生的认知程度，进行不同区别对待。学生在初学阶段应设计一些原理简单、操作方便，安全的可行性实验，随着学生知识的积累，实验设计应由简单到复杂，能力应有所提高，设计出一些综合性的实验。
（2）实验设计要有利于学生素质的全面提高
科学探究是新《课程标准》的重要内容，它对学生的科学素养提高具有不可替代的作用。正因为如此，我们要根据学生的知识、能力，设计出有利于学生综合素质提高的实验，主要是从增强实验的探究性入手，从而培养学生研究问题的思维方式。
（3）实验设计的可行性、简约性、安全性
实验的设计，首先要符合教学内容的需要，有利于调动学生的学习兴趣和积极性，与此同时还要考虑到实验的装置简单，而且效果还要明显，直观性要强，另外，实验设计过程中教师还要注意环保意识的培养，确保实验的安全性。
2.科学实验设计的方法
在新课改的背景下，对实验的设计，我们要体现出科学探究的重要性，所以有很多的实验设计是在探究中去实现的，这就要求我们在设计时要有巧妙的构思与新意。
（1）设计实验习题，让学生亲身体验实验的探究过程
在以往的教学过程中，学生实验一般为验证性实验，也就是让学生先知道结论然后再去验证。这样的学生实验缺乏实验的探究性，因为学生是在固定的框框中去完成实验，所以我在带领学生做学生实验时，我们要改变教学的方式，让学生自己去做、自己去探究，从而增强实验的探究性。
（2）走向创新、体现探究
科学探究是新课程改革所大力倡导的一种学习方式，是指学生仿照科学研究的过程来学习科学内容，主要依靠自己去探索问题和解决问题的学习方法，在掌握书本知识的同时能体验、理解和应用科学研究方法，从而形成科研能力，主动去探究，它是探索性学习和研究性学习的有机整合。科学探究主要就是要求学生根据已有的信息去探究，在实验设计中可以让同学们先进行假设，然后再根据自己的假设去用实验进行验证，这就能够引导学生主动地去探究知识，感受探究的过程，有利于培养学生的探究精神。
（3）注意开放性实验设计，体现个体
随着新《课程标准》的实施，素质教育的不断深入，化学探究的开放性实验是新课程改革的必然产物。通过这类实验，能够充分培养学生的创新能力和发散性思维。
二、开展高效的实验课堂教学
1.实验教学中注意引导学生自主探究，体现实验活动情境
实验能帮助学生认识和理解科学的发现过程，培养学生的创造性思维。因此，教师要尽可能地创设实验，引导学生自主探究。教师应该多去发现和思考一些创新性的教学方式，并在课堂上进行有效运用，这样才能有利于调动学生的创造性思维和积极性。在学生自主探究过程中，要经常提出一些能激发学生创造欲望和创造兴趣的问题，尽量给学生多一些动手的机会，让学生在手脑并用的活动中迸发出创造的火花来。
2.适当增加规律、趣味性实验，提高学生探究能力
在实际教学中，可以根据需要，适当补充一些实验，既可以增加学生的动手机会，激发学生学习的兴趣，又可以提高实验的探索性。我们在实验教学中可以对课本上的实验多增加一些相关的补充性实验，增加一些实验的趣味性，反而可以让学生容易明白一些简单明了的规律。同时有些实验又可以渗透环保教育，强化学生环保意识。对于这样生动有趣的课堂教学，既激起了学生学习兴趣，又能使学生所学知识更系统化、深刻化，效果非常好。
3.开展学生的合作探究学习活动
新课程要求我们改变学生的学习方式，大力提倡学生自主学习、合作探究学习。在初中化学新课程的教学中，教师要以改变学生的学习方式为突破口，从而提高教学的有效性。合作探究学习不仅能使学生掌握化学知识与原理，而且能培养学生的合作意识、合作交流能力与创新能力。在组织学生进行探究学习的时候，要选择适合的课堂，尤其要注重学生思维能力的锻炼。
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一、课堂上教师设计探究性小实验，培养学生探究学习的兴趣
化学教学中有很多让学生惊讶的化学实验现象或化学事实，这些新奇的事物刺激着学生，让学生产生好奇心，从而再将这种好奇心转化为学习的兴趣和进一步探究的动力。例如，讲“碳的几种单质”一课，教师可设计如下一组小实验：（1）将冷的瓷盘罩在蜡烛火焰上方，利用蜡烛不完全燃烧产生的碳写出一个“C”字；（2）用玻璃刀裁玻璃；（3）用石墨在纸上迅速画出一张金刚石晶体模拟图；（4）用石墨把电路接通，电灯泡亮了。
以上实验激起了学生的好奇心，让学生产生了“为什么”的悬念。为了进一步激发学生深层次探究的兴趣，紧接着介绍“金刚石与石墨的异同”，教师又可讲故事的方式描述三个事实：（1）17世纪意大利佛罗伦萨科学院的院士们在观察金刚石怎样反射阳光时，突然价值千金的金刚石变成一股青烟消失了，这出乎意料的变化把院士们弄得惊诧不已。以后，化学家们进行了很多实验，他们把金刚石放在充满氧气的密闭容器里燃烧，然后测定容器内的生成物，发现竟然全部都是二氧化碳。（2）煤放在隔绝空气的条件下很快加热，使杂质挥发，剩下的纯炭就成了石墨。（3）1797年法国化学家谈拉德做了一个成功的实验，他称取等质量的金刚石和石墨，分别使之充分燃烧，结果得到了相等质量的气体，该气体都能使澄清石灰水变浑浊。
在这堂课中，将有关碳单质的有趣小实验和故事安排进去，在知识教学中注意培养学生的兴趣和对科学的情感，且小故事又再现了科学发现的过程。这对于培养学生探索真理的科学态度有着重要的作用，大大激发了学生探究学习的兴趣。
二、改变传统的化学实验观点，培养学生科学探究的方法
我国传统的化学实验教学的目的是让学生学会、学懂相关的知识和技能，教师往往是先讲授理论知识，然后进行实验演示，把实验现象、结果与新知识作对应比较，最后由教师作概括和总结。通过实验教学，学生学会实验的操作，记住仪器的名称，学会观察和记录，学懂相关的化学基础知识，会对实验现象进行合理的解释。学生全都学会、学懂、记住，教学任务也就完成了，至于化学学科中的科学方法，以及为什么这样做实验，实验是怎样设计出来的，似乎很少引起师生的共同关注。
现代教学观点认为，教学的方法应该与思维的方法一致，思维过程与化学学科的探究性实验的教学过程是相当一致的，化学实验应以探究性实验为主。因此，实验教学应变演示实验为学生实验或边讲边实验，变验证性实验为探究性实验，尽量让学生自己探索，得出结论。例如学生在做二氧化碳与石灰水反应的实验时，发现用嘴通过吸管向澄清石灰水底部吹二氧化碳气体而产生沉淀的过程，是一个反应较慢的过程，而且发现吹入的二氧化碳气体会很快地、无多大变化地溢出溶液表面。同学们由此联想到一个问题：教材上为什么规定不能用排水集气发来收集二氧化碳气体呢？针对这一问题，有的学生就开始探索，他们查找了二氧化碳气体在常温下的溶解度等资料，并做了大量的对照性实验，如用排水法和排空气法在同等条件下分别收集二氧化碳气体，再比较收满气体所花的时间及所收集气体的纯度等。结果他们发现，二氧化碳气体不仅可以用排水法收集，而且收集的二氧化碳气体更纯、更快，从而更正书本上的结论。对于这种大胆质疑，勇于探索并进行科学探究的精神，教师应大加鼓励。由此可见，在中学化学实验教学中，有一部分内容可以设计成让学生自己发现真理、不断更新知识、探求结果的过程，设计成有利于学生掌握学习方法、科学研究方法的过程，设计成有利于发展学生智能、培养学生探究精神及探索思维的过程。
三、鼓励学生自己设计实验方案，形成和发展学生科学探究的能力
科学地选择实验方法和设计实验方案的能力是组成化学实验能力的重要因素，也是形成和发展学生科学探究能力的重要手段。实验方案的设计包括以下几个步骤：（1）提出问题、选择并明确研究课题；（2）对问题提出自己的假设，然后验证假设；（3）设计实验方案，设法让预想的事人为的发生，以便于进一步的观察，对提出的问题进行探索研究；（4）对设计方案进行实验验证，探索研究；（5）对设计的实验方案进行评价，评价其实验的效果，评价实验方案是否具备一定的合理性。周密性、技巧性和可行性；（6）对实验方案进行改进，使其更加完善、合理。
案例：实验设计——CO■和Na■O■的反应是否和水的存在有关。
