利用微型實驗進行探究性學習的實踐和探索

摘要：普通高中課程標準實驗教科書(化學)(人教版)中實驗與課堂內容有機地穿插結合，不區分教師演示實驗與學生分組實驗。因此希望引入微型實驗，減化實驗過程，提高實驗效率，給學生提供更多親自動手做實驗的機會：同時減少藥品用量，減少污染物質排放，倡導綠色化學，讓實驗真正成為學生學習化學的有效工具。

關鍵詞：新課程改革；微型實驗；探究性學習；綠色化學

隨著新一輪的課程改革的實施，普通高中課程標準實驗教科書(化學)

(人教版)的試用也在穩步進行中。這次化學課程改革以科學探究作為課堂教學改革的突破口，更側重于知識的實用性，而化學實驗是學生認識化學科學知識的重要認識工具，也是科學探究的主要表現形式。因而如何高效合理地開展化學實驗在一定程度上影響著新課程改革的效果，開發與探討實驗新模式也成為新的研究課題。本人認為近年來逐漸興起的微型實驗非常適合應用于化學新課程改革的學生實驗中，并嘗試利用微型實驗給學生進行探究性學習，收到了一定的成效。

1.引入微型實驗的背景

新教材實驗部分改革的特點是：強調實驗在學習化學中的重要性。新教材第一章內容是“從實驗學化學”，首次以實驗叩響化學之門，讓學生體驗化學實驗在化學學習中所起到的重要作用。不再具體劃分教師演示實驗還是學生分組實驗，而是把實驗與課堂內容有機地穿插結合，使實驗合理地貫穿于整個課堂教學中。增加科學探究內容，利用實驗充分激發學生探索求知、創新科研的熱情。

新教材實驗內容有所增加，新教材(一、二兩冊合計)中普通實驗42個，科學探究實驗13個，合計55個實驗。且實驗不再具體劃分教師演示實驗還是學生分組實驗，具體實施起來有一定困難。如果過多教師演示，則不能鍛煉學生實踐能力；如果大幅增加學生實驗，而繼續使用常規實驗方法，儀器藥品將需要大量投入，也給實驗準備帶來很大困難。因此不少老師為了節省時間，也相應減少了學生實驗，也就體現不了新課程中實驗的優勢了。因此我們希望能把微型實驗引入課堂，特別是作為學生探究性學習的手段，增加實驗趣味性，提高實驗效率，以適應新課程的模式。

2.微型實驗的優點

微型化學實驗是指以少量試劑在微型裝置中進行的實驗。它是國際公認的一種在微型化的條件下對化學實驗創新性變革的新技術和新方法，近20年來在國內外發展很快。微型化學實驗有兩個基本特征：儀器微型化和試劑用量少。微型化學實驗使用試劑為常規量的1／10

1／100，既可節約開支，又能避免污染環境，同時又保證了實驗室的安全，體現了綠色化學、預防化學污染的原則。許多微型實驗簡單快捷，可以節省時間，提高課堂效率。因此在中學倡導微型化學實驗很有現實意義。

微型實驗儀器簡單、實用性強，容易實現學生人手一套，達到人人動手實驗的目的。微型實驗最基本的儀器是井穴板和塑料滴管(容積4m1)

。井穴板主要有九孔條型井穴板(孔穴容積0，7m1)(如圖2)和六孔井穴板(孔穴容積5m1)兩種。塑料滴管的基本用途是：溶液試劑瓶，可長期存放一般濃度的無機酸、堿、鹽溶液。反應容器，可用于溫度低于80％的反應。集氣瓶，可暫時儲存少量氣體。井穴板可充當燒杯、試管的功能。此套儀器非常適用于課堂上邊講邊實驗，可以達到較好教學效果。學生在校內課外話動或回到家中也可以利用微型儀器進行興趣實驗或探索性實驗。另外還可以利用其他常見、方便的小儀器完成微型實驗，如點滴板、u型管、膠頭滴管等。

3.應用微型實驗的可行性

參考近年來中學微型實驗研究成果，結合新課程改革，我們組織學生成立了一個興趣小組，做了一些微型實驗的研究與探索。經簡單統計，新教材55個實驗中，約35％的實驗是簡單的試管實驗，可以直接通過基本微型實驗儀器，即井穴板或點滴板和塑料滴管完成；約15％的實驗改進后可以進行微型實驗。

4.微型實驗實例 例如課本實驗2—1：離子反應，可用黑色點滴板代替試管。分別在黑色點滴板的兩個凹槽中滴人一至兩滴CuSo，再分別滴入一至兩滴NaCI、和BaCk，生成BaSo白色沉淀的凹槽實驗現象非常明顯，也節約了大量藥品。

例如：萃取這一實驗，按常規方法每組學生需要量取10ml碘水和4ml四氯化碳，用量大，廢液難處理，容易污染環境，通常這一實驗只由教師做演示實驗。怎樣才能盡可能讓每位學生都能親自做這一實驗而又能解決浪費和環保的問題呢?我們最后嘗試利用塑料滴管把萃取實驗改成以下微型實驗：

①輕輕擠壓塑料滴管吸入約半滴管的飽和碘水；

②繼續小心擠壓塑料滴管，彎曲滴管細長徑管部分伸入四氯化碳溶液中吸取四氯化碳；

③輕輕振蕩塑料滴管使溶液混合均勻，靜置片刻，此時可清楚看見溶液分層及顏色變化；

④倒轉塑料滴管，輕輕擠壓滴管可讓下層溶液流出、分離。

此實驗改進后，操作簡單、省時有趣，合計使用溶液約3ml，大大減少藥品用量，減輕環境污染，也利于師生健康。最重要的是實現了每位學生能親自動手做實驗，增加實踐機會。

5.微型實驗的局限性及展望

誠然，在探索實踐過程中，我們也認識到雖然微型實驗值得推廣，但其本身也存在著一些局限性：如微型實驗儀器不能用于高溫加熱的反應、由于藥品用量少，有些實驗現象不明顯、較忽視基本操作的規范性等等。因此，微型實驗并不能取代常規實驗，應與常規實驗相結合，互相取長補短，希望更多教育工作者參與研究微型實驗方法及開發微型實驗儀器，使微型實驗的引入能豐富課堂實驗教學，為實施新課程改革和探究性學習研究增添亮點。