中學化學微型實驗設計的必要性

華卉 蘇瓊

中學化學微型實驗設計的必要性

華卉 蘇瓊

隨著化學實驗教學的改革與發(fā)展，微型實驗設計占據(jù)著越來越重要的地位，在化學教育界受到了極大的關注，本文首先介紹了微型化學實驗的概念和地位，其次通過具體的案例來闡述微型化學實驗設計的特點和應用。

中學化學；微型實驗設計；應用

一、微型化學實驗

所謂微型化學實驗，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與技術。盡管其化學藥品的用量為常規(guī)用量的幾十分之一甚至是幾千分之一，但其實施效果能夠達到常規(guī)實驗的要求，并且具備安全、便捷以及減少污染的優(yōu)點。

中學化學實驗在化學教學中扮演著非常重要的角色，而實驗的微型化更是受到化學實驗教學改革極大的青睞。由于目前中小學的課時量、實驗儀器和藥品數(shù)量的限制，使得教材中的很多實驗學生無法親自動手完成，只能由教師來做演示實驗，極大地影響了學生的動手能力和創(chuàng)造能力。而微型實驗的出現(xiàn)則可以改善上述的癥狀。尤其是新課改之后，教學方式、教學內(nèi)容的變化，給實驗教師帶來了一定的挑戰(zhàn)性。倘若課堂上依然完全采取教師講、學生聽的方式，便無法提高教學質(zhì)量，使教學停滯不前。尤其是在實驗教學方面，不能自己動手操作，就會永遠走一條既成的老路，無法實現(xiàn)創(chuàng)新。而且常規(guī)的實驗會需要更多的藥品和儀器，同時造成環(huán)境的污染。因此，在中學化學實驗當中逐步實施微型實驗，節(jié)約資源，提高學生的創(chuàng)造力是相當有必要的。

二、微型化學實驗的特色和實施的必要性

微型化學實驗儀器具有不易破碎、小巧便攜、使用方便等特點，使得無論是學校還是個人都有能力去創(chuàng)建自己的“微型實驗室”，這就為化學實驗課堂教學的改革提供了方便與可能。

實踐證明，微型化學實驗在教學中的實施概括來說主要有以下特點：過去的課堂實驗基本上被演示實驗所占據(jù)，學生們處在一種“被動接受”知識的狀態(tài)中，而微型實驗使得大多數(shù)學生都有機會自己動手參與，使得啟發(fā)式的教學方法能夠得以實現(xiàn)；微型化實驗具有安全性和節(jié)約性的特點，教師可以放心地讓每一個學生獨自動手實驗，親自動手實驗的方式可以促進學生理解和形成化學概念，幫助培養(yǎng)學生實驗觀察和動手能力，同時，極大地促進了學生對于化學實驗興趣的培養(yǎng)；方便了實驗室分組實驗、家庭小實驗尤其是隨堂實驗的展開，培養(yǎng)了學生既動手又動腦、理論聯(lián)系實際和解決實際問題的能力，尤其是對于資源條件較差的農(nóng)村中學，微型實驗的實施對其影響頗深；有利于減少廢氣、廢液以及固體廢品的排放，改善實驗室環(huán)境、降低空氣污染，減少對師生健康的損害。

具體來說，微型實驗可以：

（一）改進演示實驗，激發(fā)創(chuàng)新

演示實驗是課堂教學中最直接、最便捷的一種的實驗教學方式，是探索新知識、學習實驗操作和技能的最基本途徑。因此教師在做課堂演示實驗時，對課本的中實驗進行了合理的微型化改進。如：做“木炭還原氧化銅”實驗時，常常會出現(xiàn)現(xiàn)象不明顯，反應時間較長的現(xiàn)象，影響觀察和判斷，其中碳和氧化銅的質(zhì)量比需要控制在（9~13）：1的范圍內(nèi)，倘若比例過高，氧化銅不能完全反應；比例太低，碳粉的量遮蓋了銅的顏色，現(xiàn)象不易觀察。

對于此實驗，可以做如下改進：為了減少實驗時間，可以在實驗開始之前將碳粉和氧化銅粉末混合均勻，調(diào)成糊狀。取少許均勻涂抹在試管底部內(nèi)壁上，待晾干后，進行還原實驗操作。因為反應物的量非常少，所以加熱較短時間就能觀察到試管內(nèi)壁紫紅色銅鏡的出現(xiàn)。 改進后的實驗節(jié)約藥品、現(xiàn)象明顯，有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新的意識。

（二）設計分組實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、合作精神

設計分組實驗不僅可以幫助學生形成概念、鞏固知識、培養(yǎng)技能，更能訓練其團結(jié)、合作、互助的精神。 在實驗課堂上，一個合理有效的分組實驗，能幫助大家節(jié)約資源、節(jié)約時間。

如”二氧化碳氣體的制取“實驗，教師可以將實驗分為4個小組：

通過上述分組實驗探究，學生可以找出二氧化碳氣體制取的最佳方案，并且能夠舉一反三，了解到其他制取方案的優(yōu)劣性。

（三）展開家庭興趣小實驗，培養(yǎng)學生實驗興趣和實踐能力

實驗課中的教師演示實驗和學生分組實驗，畢竟時間、儀器、藥品選擇有限，不能夠讓每一個學生的興趣和個性得以激發(fā)，課堂中的實驗更多的是訓練學生的實驗方法和實驗思維。此時，家庭興趣小實驗便可以提供廣闊的空間，學生可以依照自己的興趣愛好，進行獨立的微型實驗設計。首先，提出方案設計，通過查閱資料、選擇藥品和儀器，現(xiàn)象觀察與記錄，結(jié)果的交流分析等。整個實驗過程中，都是由學生來主導的，體現(xiàn)了自己的主觀能動性。

如“紙杯燒水”實驗——水的沸點是100℃，加熱沸騰后只吸熱，溫度不再升高，而紙的著火點在150℃以上，所以水可以燒開，紙卻沒事，這樣的實驗材料選擇非常簡單，容易操作。又如”變胖的雞蛋“——醋酸和雞蛋殼的反應，雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，醋酸的主要成分是酸，所用物品在生活中隨處可見，獲取容易，生動有趣，現(xiàn)象明顯易觀察。反應原理是：蛋殼消失是因為與醋酸發(fā)生了反應，被溶解，從雞蛋中冒出來的氣泡，則是反應生成的二氧化碳。

以上微型實驗，不論是課堂演示實驗、學生分組實驗以及家庭小實驗，都具有操作簡單、藥品用量較少，現(xiàn)象明顯的特點。總之，微型實驗不僅可以解決藥品及實驗儀器的短缺問題，同時可以提高學生實驗創(chuàng)新和實踐動手能力，自覺把節(jié)約意識和環(huán)保意識融入到今后每一個實驗當中。

[1]金宏.探討實現(xiàn)無機化學實驗綠色化[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012（13）.

[2]安靜，汪露.微型化學實驗在化學教學中的多元化探討[J]高等函授學報（自然科學版）.2006(4).

(作者單位：西北民族大學）

華卉，西北民族大學2012級碩士研究生；蘇瓊，西北民族大學教授。