微型化學實驗在創新教育中的應用

馬春紅 朱團

摘要:21世紀是一個創新的世紀,創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。在采用微型化學實驗進行化學教學中對培養學生創新思維和創新能力有很大的作用,同時微型化學實驗對降低實驗經費,減少環境污染有著非常重要的意義。微型化學實驗是在創新教育過程中激發學生學習化學興趣、培養學生綠色化學的理念、提升學生的綜合能力和實施素質教育的有效途徑。

關鍵詞:微型化學實驗創新教學綠色化學理念

中圖分類號:O6-3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0141-01

21世紀是科學技術高速發展的時代,黨的十七大指出要適應時代的發展需要,我們就要提高自主創新能力,建設創新型國家,而創建創新型國家,科技是關鍵,人才是核心,教育是基礎,所以創新教育是我國21世紀教育事業所面臨的重大課題,而對于化學教育過程中化學實驗是培養學生創新思維與創新能力的重要組成部分。尤其微型化學實驗是近20年來興起的一種新的實驗方法,既用最小的量,最小的裝置,獲得比較明顯清晰的反應結果和化學信息。微型化學實驗是在創新教育過程中激發學生學習化學興趣、培養學生綠色化學的理念、提升學生的綜合能力和實施素質教育的有效途徑。

1 微型化學實驗在國內外研究的現狀

20世紀80年代初,美國May和Pike等人在基礎有機實驗中將主要試劑在mmol量級上進行微型制備實驗取得了成功,從而掀起了微型化學實驗研究與應用的浪潮,對微型化學實驗系統的研究也由此開始。

在中國化學會的領導、專家的關心和支持下,通過許多教師的不懈努力,我國的微型實驗也有很大的發展。1989年底,周寧懷教授赴美回國,介紹了微型化學實驗在美國教育中的應用及研究情況。現已有千余所大、中學校不同程度地采取了微型實驗。

2 微型化學實驗的實質及優勢

2.1 微型化學實驗的實質

微型化學實驗是在微型裝置中進行的化學實驗,就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法和技術,其試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、節時和環保等目的。

2.2 微型化學實驗的優勢

(1)試劑用量少,節約實驗經費,減少實驗教師實驗前準備的工作量。(2)式樣裝置小型便攜,儀器構思巧妙、功能多、易掌握,方便在教學實驗中應用。(3)反應迅速,反應現象明顯,縮短了實驗時間,在課堂教學過程中可以滿足在有限學時下能夠很好的完成實驗教學的要求。(4)采用試劑量少從而減少或消除實驗“三廢”符合綠色化學的理念。

3 微型化學實驗在創新教育中的應用

微型化學實驗在化學教育中的應用涉及實驗指導思想、實驗儀器研制、化學反應過程、實驗裝置和步驟的設計等實驗各方面的研究。目前我們主要在以下幾方面進行了應用。

3.1 微型化學實驗在探究性實驗中的應用

常規實驗嚴重限制了學生參與程度,致使學生在化學教學中的絕大部分實驗只停留在觀看老師演示的程度,而微型化學實驗操作簡單,危險性小,方便了學生進行探究活動,有更多的機會進行實驗設計和參與實驗的探究活動中去,因而微型化學實驗在探究性實驗中有著廣泛的應用。

3.2 微型化學實驗在演示性實驗中的應用

微型化學實驗客服了常規化學實驗的儀器要求高、藥品用量大、安全性能差、效果不明顯、對環境污染較大等的缺點,所以微型化學實驗更適合運應用于化學教育中的演示實驗中。

3.3 微型化學實驗在常規性課程中的應用

微型化學實驗在常規性實驗中有著廣泛的應用,如:廢干電池的綜合利用實驗,由廢棄的鋅、錳干電池提取Mn(II)化合物及鋅粒。在這類實驗中,充分發揮學生的“個性”,多樣的設計方案及實施,均采用微型實驗得以順利進行。

3.4 微型化學實驗在綠色環保化學實驗中的應用

根據化學教學需要,應設計和選擇沒有污染而又安全的實驗。微型化學實驗采用盡可能少劑量,減少或消除了實驗“三廢”,引導學生利用各種藥品包裝物,如用速效感冒膠囊包裝板做比色板完成系列比較反應等。微型化學實驗在環保化學實驗的應用也為化學教學過程中營造了良好的實驗教學環境。

4 微型化學實驗在創新教育應用中取得的成效

4.1 微型化學實驗有利于激發學生的學習興趣,增強學生的觀察與操作能力

微型化學實驗以試劑少裝置小,操作危險性小,現象明顯,富有趣味性可以縮短學生心理上與化學之間的距離,從而能夠很好的激發學生對化學的學習興趣,提高創新性思維能力。又由于微型化學實驗反應快,對學生觀察能力要求很高,學生主動集中注意力去觀察,經過反復的磨練學生的觀察能力會大大提高。

4.2 微型化學實驗使學生樹立起牢固的綠色化學理念

應用微型實驗進行化學教育是在實踐中對學生的環保理念最有利的教育。同時微型化學實驗符合了“綠色化學”使用藥品的基本原則:A、不用危險品；B、減少用量；C、循環使用；D、回收利用,這正是微型化學實驗研究的意義所在。

4.3 微型化學實驗有利于提高教學效果

由于微型化學實驗儀器與常規性實驗相比更加簡單實用,并且大大的降低了實驗成本。微型實驗操作簡單,危險性小,為每個同學親手操作提供了很好的機會,使每個學生都有機會通過實踐進行有效的探究,打破了常規實驗“老師操作學生觀察”的局面,從而取得最有效的教學效果。

4.4 微型化學實驗有利于培養學生的創新思維和創新能力

微型化學實驗并非常規性實驗的簡單縮小,而是實驗方法上的演變。在演變中學會如何運用化學原理進行實驗裝置的從新設計、改造,以滿足不同規格實驗的需求。這是一個靈活的過程,學生在實驗過程中會充分的去激發學生學習興趣,在成功和喜悅中提高創新思維和創新能力。

5 微型化學實驗在教學中與常規實驗結合

微型化學實驗在創新教育中作為一種新事物還不完善,存在一定的局限性。例如,要發行與之相配套的教材等。因此,雖然具備很多優越性,但也并不是可以代替一切,在教學過程中,要根據教學實驗內容、現象以及事實依據來進行選擇,很好的將微型化學實驗與常規性教學相結合,才能更有利于學生學習,教學效果也更加明顯。

6 結語

微型化學實驗是在綠色化學理念下具備創新思維的一種新型的實驗教學活動,它在化學創新教育中有著很重要的地位。微型化學實驗不但節約藥品,節省時間,降低污染,而且能更好的讓學生從實踐中學習知識,提高了學生的興趣和創新思維,使學生主動去探索實驗改進創新和設計,也很好的符合了創新教育的理念。因此,利用微型化學實驗對學生進行實驗教學,能啟迪創造思維,使學生逐漸形成一套有價值的創新思路和基本方法,相信這對我們的教育創新改革具有非常重要的意義,并且它是在化學教育中培養出創新型人才的有效途徑。

參考文獻

[1] 孫德四.創新教育理念下的微型無機化學實驗教學[J]江西九江:實驗室研究與探索,2008,27(2):96-97

[2] 張繼成.微型化學實驗的研究與應用[J].清海師范大學學報,2007.