B师生共同设计实验。如在设计渗析实验时，我们提前组织学生寻找半透膜代用品，然后用学生找来的蛋壳内膜、鱼鳔之类进行实验，效果极佳。学生看到自己的设计和创造，喜滋滋乐盈盈，树立了创造的信心，培养了学生动手动脑及创造的能力。
C学生独立设计实验。学生独立设计实验对培养学生各方面能力起着重要作用。要设计好实验，学生要钻研教材、查阅资料，培养了学生的自学能力、思维能力。学生亲自动手操作，动手能力大大提高。
例如，学生对原电池组成进行摸索，组装的装置分别以C-Cu，Zn-Cu，Ag-Cu，玻棒-玻棒作电极，用导线连接后，放入稀硫酸中，然后探讨电流是怎样产生的，电流的方向，通过讨论学生对原电池的构成条件及原电池反应的知识掌握得比较牢固。又如一天一位学生(他父亲是医院检验师)从家中拿来一块ETA(酶标)反应板，上面有许多井穴，该板透明性、稳定性较好，这位学生把该板处理后代替试管做起了微型实验，既节省了药品，又不易破碎，很适合做学生实验。
结果和讨论
(1)几年来我们在平行班中进行试验，结果是实验班与对照班相比，学生的自学能力、思维能力、观察能力、动手能力及意志品质等方面均强于对照班。中考、高考中实验班的同学实验题失分率明显降低。
(2)实验设计给学生创造了一个良好的学习氛围和最佳的学习心境，大大提高了学习效率。
尤其是设计“失败实验”，经过“失败-成功”的多次反复，对学生的震撼力深刻、持久。
在这一过程中，学生获得了化学知识，培养了能力，促进了身心发展，培养了良好的意志品质和实事求是勇于探索的精神。同时使学生受到科学研究方法的训练，对他们以后的工作和学习打下了一定的基础。
(3)在实验设计过程中，利用了生活及工业废弃物，如废塑料瓶、废干电池等，来代替化学仪器和药品，这样既减少了环境污染，又做了化学实验，变废为宝，一举两得。
这一做法对改善偏远、落后的农村中学的办学条件和实验条件，提高实验的开课率，无疑是一条可行的路子。
可见，在中学化学教学中，加强实验设计，是培养学生能力的有效途径，我们应予以重视、研究和发展，以培养更多的既掌握一定化学知识，又具备一定能力的社会主义建设人才，从而使化学教育更好地为祖国的科学事业和经济建设服务。
化学实验设计能力的培养(二)
实验设计的定义界定和作用
实验设计是根据实验课题所提出的实验目的，让学生在学得的化学知识和实验技能技巧的基础上，选择恰当的实验方案来解决问题的过程。
实验设计的课题一旦提出，学生作为认识主体必定要经历思考步骤(想法)和操作步骤(做法)两个科学认识过程，即首先需要分析课题所希求得到的科学事实是什么，再依次选取欲得到这些事实应采取的正确方法，所使用的仪器设备，应控制的外界条件，对实验结果的分析评估等等，这一系列的思考步骤为认识主体指明和制定正确的认识方向和道路，是主体顺利达到科学认识目的的主观手段和工具，而作为操作步骤则为主体提供具体的行为方法途径，是主体顺利达到科学目的的现实手段和工具，因此，实验设计这一方法的实施恰恰就是借助于问题情境下，思考步骤和操作步骤两方面的强化实践，使学生在化学知识的学习中有效地提高解决问题的能力，从而也就有效地落实中学化学教学大纲中所提出的“要重视能力培养和科学方法教育”的要求。
对传统化学实验的分析
现行传统化学教材中安排的实验对学生形成、理解、巩固和验证所学的化学知识有一定的作用，但由于实验安排始终处于概念理论的依附地位，仅仅作为验证化学知识的手段，而缺乏对知识信息作纵向和横向的反馈，因此有可能抑制学生创造思维的发展，对于培养跨入新世纪的一代新人来说，应该说是极为不利的消极因素；其次，现行化学教材的实验的系统性较为欠缺，分布欠均衡，影响化学实验教学整体功能的发挥；再之，实验模式单一，学生做化学实验似照方抓药，对学生的学习兴趣的激发有影响，且偏重于学科效益，而忽视实验的社会效益和学生个性发展需要，与学生的生活及社会需求有距离。
实验设计方法的运用，可在继承和发扬传统实验作用的基础上进行改革，以求在全面提高学生素质方面得到最佳效益。
实施实验设计的准备
根据化学学科的性质及其认识规律，实施实验设计，应该是学生由学习实验逐步发展到设计实验的过程，教师或学生在心理或思维方式上，都应有充分的准备。
学生需具有较为扎实的基础知识、较准确规范的基本操作能力和较为敏锐的观察能力，当然实验设计的实施又必然地对学生的诸方面能力有相应的促进。
教师在实验设计的实施中更体现出其主导作用，平时的指导方式要以培养学生能力为前提，在日常教学中注意提出启发诱导性的问题，启迪指导他们以正确的思维方法，全面综合地考虑及解决问题，并通过一些具体例证的分析让学生对实验设计的难度有一定的思想准备。
如在高一现行教材卤素一章中，对《氯气的实验室制法及性质》演示实验教学，教师应从科学方法的角度帮助学生分析理解该实验整体设计的思路：从对氯气产生后依次通过的装有水及浓硫酸的两个洗气瓶的作用，以及氯气先通过装有干燥红布条的集气瓶再通过潮湿红布条集气瓶的目的，让学生理解实验设计中控制反应条件，对比试验等科学方法的运用，在学生做浓硫酸性质实验时，让学生考虑为什么安排铜与稀硫酸、铜与浓硫酸两个实验；又为什么先观察常温又观察加热条件下的反应现象等问题，由学生对实验设计的科学性作思考，类似的情况教师应经常地有意识地让学生去体会，从而为学生的实验设计作铺垫，更重要的是在这样的心理准备中，学生会逐渐地认识到：掌握解决问题的科学方法比单纯地、孤立地掌握科学知识更具有相对的历史稳定性，且将长期受益。
在实验设计的实施准备中，教师最感困难的是实验设计命题的选择，既要从化学科学的发展、社会需求、学生个性发展的规律三个方面进行整体构思；又要根据国情、师资设备、学生知识基础的实际进行改革和创新。
实验设计实施的操作
实验设计的教学过程，是教师对学生诱发引导，逐步提高，直到学生能独立完成设计的过程，在教学的各个阶段都应从学生的具体情况出发，命题的难度要恰当，应该由简单到复杂、由已知到未知、由定性到定量、由基本到综合，循序渐进，让学生逐步适应。
(1)实验设计的实施范围应由小到大，从兴趣小组到课外提高班，取得一定经验后，再推向教学班、年级。
(2)一般方法：布置课题，由学生阅读教材和查阅有关资料，写出设计方案，教师根据方案设计内容的可行性、可靠性及安全性，与设计者进行必要的交流和讨论修改后，才可允许学生进行实验。
(3)设计方案准备时间应有从长到短的过渡，可从初始引导阶段提前一个月布置统一的实验课题，逐渐过渡到一周前分小组布置不同课题；提高阶段后期及独立完成阶段当堂一人一个命题(可采用抽签决定)，使学生的知识、技能、能力根据一定的教学阶梯程度得到相应的提高和发展。
(4)实验设计教学阶段的大致划分及例证分析：
①引导阶段：从教学阶梯来看，本阶段以初三年级及高一上学期为主，由于学生化学知识基础的局限，实验设计的比重不宜过大，以占整个实验内容的20%-30%为宜，应选择可靠性、可行性、安全性均有保证且与学生知识基础相适应的实验作为实验设计的命题。例如可考虑空气成份的测定；粉尘爆炸；氯酸钾制氧后氯化钾和二氧化锰的回收；碳粉、氧化铜、铁粉三种黑色粉末的鉴别等等课题。
例证分析：
碳粉、氧化铜、铁粉三种黑色粉末的鉴别。
命题下达后，教师应根据学生所学过的化学知识，设计一系列的问题让学生思考讨论设计实验的内容，通过分析引导学生确定正确的设计。
设计的基本方案在教师的引导下确定后，可通过命题变换开拓学生的思路：
A怎样证实一包黑色粉末是由碳粉、氧化铜、铁粉混合而成的。(多种成分混合要考虑一定条件下相互反应的可能性，难度加大)。
B怎样证实一包黑色粉末是由碳粉、氧化铜、铁粉中的一种或几种组成的(由已知到部分未知，考虑更深化)。
C怎样证实一包黑色粉末可能是什么物质(未知物检测需考虑因素更复杂，高一学生可限定在二氧化锰、铁粉、硫化亚铁、氧化铜、碳粉)。
利用一题多变，让有限的命题发挥更大效益，从而使学生解决问题的能力得到相应的提高，为实验设计教学的深入开展奠定基础。
②提高阶段：本阶段从高一下学期到高二结束，学生的化学知识及技能水平都已有一定程度的提高，实验训练时间安排也比初中阶段充裕，从而给实验设计教学的开展提供了充分的条件，设计实验的比重可占60%左右，实验设计的命题范围和难度都可相应扩大和提高，诸如实验室制取各种气体时有关装置的选择、连接、操作(包括制取、除杂、干燥、收集、验证性质、余气处理的综合考虑)；环境保护的“三废”处理；阴离子、阳离子的鉴定鉴别；物质鉴别；物质的净化分离等等课题都可作为实验设计的命题，在这个阶段可允许学生自由结合开展研究。
例证分析：
A氯化铁、氯化铝中混有少量氯化亚铁及硫酸银，进行净化后分离氯化铁和氯化铝。
该命题中设置的障碍是少量微溶于水的硫酸银的存在，因而完整的设计方案中，必须考虑用钡离子来除去硫酸根离子，还包括Fe2+Fe3+氧化程度的检验；过滤时沉淀的洗涤步骤等等，完成这样一个实验设计，学生必须突破学习基础中的薄弱环节，才能发现和解决命题中的错综复杂的隐含条件，学生在认真钻研查阅书本及资料的过程中，思维活动积极活跃，能力得以提高。
B有硝酸银、碳酸铵、碳酸钠、碳酸氢钠等四种不同的固体，不用任何试剂进行鉴别。
命题的要求是不用任何试剂(当然也包括水)，这样不同于某些命题中溶解后相互反应，况且四者相互反应也难以鉴别，应当侧重于操作方法的选择上。
四种物质中有三种会受热分解，但具体操作不当，或观察不当均会导致设计方案的流产，这些问题的出现也可体现出实验设计思考过程与具体操作过程是有机的整体，认识问题和解决问题能力的提高是思维和操作两个科学过程的综合。
学生在实验过程中，几经挫折，最后设计了用空气浴(石棉网上置盛有物质的表面皿)间接加热，操作简便，现象明显而获得了成功，这项独特的设计确实是难能可贵的，知识的运用在此已得到升华。
③独立设计阶段高三年级以实验设计为主，要求学生独立完成，可作为实验考核的试题，如某些理论性问题的验证实验；饮用水中几种离子存在的鉴定；有机物的综合鉴别；亚铁离子与铁离子相互转化反应试剂的选择等等综合性较强的课题可作为命题选择。
该阶段的命题由于学生学习内容的综合性强(尤其是复习阶段)，综合命题的出现虽比较难或牵涉面较广，但也最能暴露学生平时学习中知识方面和能力方面的弱点，因此往往在提高学生解决问题能力上得到更为有效的收益。
例证分析：
亚铁离子与三价铁离子相互转化反应试剂的选择。
命题表面上是反应试剂的选择，实际上涉及氧化-还原理论知识、元素及其化合物性质等一系列知识的综合考虑。
A亚铁离子溶液的配制及防止氧化的措施；转化前用硫氰化钾试剂进行检测。
B亚铁离子转化为三价铁离子的试剂选择原则：可选用如氯水、次氯酸、漂白粉、高锰酸钾溶液、稀硝酸、过氧化钠、过氧化氢等氧化剂，但必须避免选用溴水之类干扰现象的试剂；反应后需用硫氰化钾试剂证实亚铁离子已转化为三价铁离子。
C三价铁离子转化为亚铁离子的试剂选择原则：可选用如铁粉、锌粉、铜粉、碘化钾溶液、亚硫酸(二氧化硫)、氢硫酸(硫化氢)等还原剂；但因考虑到环境污染问题，硫化氢及二氧化硫须慎用，反应后仍需用硫氰化钾试剂证实三价铁离子已被还原。
根据上述思路选择最佳操作步骤完成实验，学生的知识得以前后联系，解决问题能力综合体现于实验方案之中。
综上所述，实验设计教学的实施，能激发学生学习的兴趣，发挥学生的主观能动性，培养学生的探索精神；在发展学生求异的发散思维，创造思维方面都是有益的，通过实验设计确能提高学生解决问题的能力。
存在问题简析首先，由于仅限于现行化学教材实验进行探讨，缺乏对国内外各种有关资料的收集、验证及筛选工作，因此从培养学生素质的高度来看，尚缺乏整体研究。
其次，升学率的牵制，大面积推广受阻。
再者，课时安排，教师的承受能力及实验室的配置也存在矛盾。
尽管如此，鉴于实验设计这一教学方法对提高学生解决问题能力的实际作用，它应该是化学实验教学方法的改革方向之一。
实验复习中学生设计能力的培养
化学是以实验为基础的科学，实验在中学化学教学中有着特殊重要的位置。近几年的高考实验已逐渐由单一、基本的形式向多元化、综合性、标准化、高层次的方向发展，在考查知识的基础上，更注重了观察、操作、分析、设计等能力的考查。如何培养学生的实验设计能力，在高三复习阶段显得特别重要，江苏省盐城市龙冈中学陈玉乔老师总结介绍的做法如下：
狠抓基础，使学生牢牢掌握实验的基础知识和基本技能一切事情成功之处在于基础。在中学实验中都离不了具体的基本操作，所以必须使学生牢固掌握基本知识和基本技能。一方面让学生结合仪器进行操作发现问题及时解决；另一方面，从理论上让学生通过笔试回答，总结出学生经常容易出现错误的地方，集中演示、分析，切中要害，使学生认识到错误的原因。经过多次反复的练习、操作，当需要解决实际问题时，学生自然会运用“双基”进行综合分析，设计实验方案，从而推出正确结论。
