基于能力培養(yǎng)的化學微型實驗設計探究

張志全

摘 要：從微型化學實驗的基本特點及常用的器材、初中化學微型實驗創(chuàng)新設計案例、微型化學實驗的優(yōu)點三方面探究，以激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的創(chuàng)新能力。

關鍵詞：初中化學；微型實驗；能力培養(yǎng)；探究性

中圖分類號：G421；G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2016）03-0038-01

化學是一門以實驗為基礎的科學，通過實驗不僅能驗證知識的科學性、可行性，更重要的是能提高學生對知識的實際運用能力和知識的再創(chuàng)造能力。因此，教師在教學中可以根據教學需要和和學生的接受能力來改進一些實驗，以提高學生的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。在目前全球倡導綠色化學、節(jié)約資源的情況下，將常規(guī)實驗微型化是一種很好的選擇。

一、微型化學實驗的基本特點及常用的器材

（1）基本特點。微型化學實驗的兩個基本特征：操作簡便、安全和取材廣泛，制作方便。但是微型實驗不是常規(guī)實驗的簡易縮微或減量，也不是對常規(guī)實驗的補充，更不是與常規(guī)實驗的對立，它是在綠色化學思想下用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規(guī)實驗進行改革和發(fā)展的必然結果。

（2）用于微型實驗的器材。最常用的代用品是青霉素瓶子，它可以做反應容器，也可以用于儲存藥品；其次是注射器，它可以取液、做反應容器等，它的最大優(yōu)勢在于較準確計量和控制反應量，因為注射器上都有精確的刻度。在我們的實驗實踐中，發(fā)現的其他常用的代用品還有：1）酒精燈：可用青霉素藥瓶做燈體，在膠蓋上打一個小孔，插上一段小瓷管， 用棉線做成燈芯， 燈帽用日光燈的舊啟起輝器外殼即可。2）燒杯：可用塑料瓶蓋、透明的照相膠卷盒代替。3）試管：可用無色小藥瓶代替（如葡萄糖注射液小瓶）。4）水槽：可用大小合適的塑料盆或其他玻璃容器。5）集氣瓶：可用大小合適的塑料瓶，也可用青霉素瓶代替，收集氣體后，用原來的橡膠塞塞住。6）量筒：可用不同容積的注射器制成。7）導管：可用廢棄的輸液管、飲料吸管或醫(yī)用橡膠管代替。8）膠管的膠頭：可自制，也可用眼藥瓶做成。9）試劑瓶：在青霉素藥瓶里放入各種固體或液體試劑，貼好標簽即可。10）藥匙：可用硬塑料片或吃冰激凌的小勺經過加工制成。11）漏斗：用輸液器截下其圓錐部分即可。

二、初中化學微型實驗創(chuàng)新設計案例

在新的課程理念下，化學教師應樹立全新的實驗教學資源觀，在實驗教學中創(chuàng)造性地開發(fā)和利用身邊的實驗教學資源，進行實驗改進，自制微型化、環(huán)保型實驗教具，這既是對廢棄生活用品在化學實驗中發(fā)揮的替代作用，又是對學生進行的創(chuàng)新教育和可持續(xù)發(fā)展教育。下面，列舉一個初中比較重要的微型實驗案例。測定空氣中氧氣的含量。在裝有足量紅磷的玻璃管兩端各連接有兩個針筒，內封閉有10ml空氣，加熱玻璃管，同時交替推動兩個針筒的活塞，至玻璃管內的紅磷燃燒變成白煙，且一段時間后無進一步變化時停止。停止加熱后，待冷卻到室溫后將氣體全部推至一個針筒內，觀察針筒內空氣體積的變化。這樣既可避免生成的五氧化二磷排放在空氣中對空氣造成污染，同時還可根據針筒的刻度較準確地測出氧氣的含量。

三、微型化學實驗的優(yōu)點

化學實驗往往把它與環(huán)境污染、有毒、危險等畫上等號，加之偏遠山村實驗器材匱乏，以致不少學校對化學實驗幾乎沒有開展。但是微型化學實驗設計巧妙，操作簡便安全、實驗成功率相對較高。因此，它可以激發(fā)學生對化學學習的興趣，有利于培養(yǎng)學生觀察和動手實踐能力。微型化學實驗具有常規(guī)實驗沒有的以下優(yōu)勢：第一，驗污染小，有利于環(huán)境保護。實驗中化學藥品在反應時，會對環(huán)境造成一定的污染，污染的程度與藥品的用量成正比。而微型實驗試劑用量小，產生的實驗廢物相應減少，減輕了對環(huán)境的污染，對學生的身心健康也有好處。第二，實驗成本低，有利于實驗開展。在微型化學實驗中，試劑的用量一般只為常規(guī)實驗的幾十分之一乃至幾百分之一，且儀器取材廣泛，使實驗的成本較常規(guī)實驗顯著降低，對辦學條件相對較差、缺少儀器和實驗設備的農村學校，可促進對化學實驗代用儀器、藥品的開發(fā)和推廣，從而達到預期的教學效果。第三，試劑用量少，增加實驗安全性。常規(guī)實驗中使用試管、試劑瓶等玻璃儀器較多，而微型化學實驗用注射器、飲料瓶等代替的比較多，能避免儀器炸裂造成的危險。而且，微型化學實驗中使用藥品劑量少，能避免試劑飛濺、中毒、爆炸等造成實驗事故，減輕了對師生健康的危害，使化學實驗變得較為安全。第四，動手設計實驗的機會多，加強學生創(chuàng)新能力。由于常規(guī)實驗忽視了對實驗的探究與創(chuàng)新，不少實驗者按照實驗要求盲目操作，缺乏對實驗的探究與創(chuàng)新。一個微型實驗的設計本身就是進行創(chuàng)造性學習的體現，因此教師指導學生開展微型實驗設計也是創(chuàng)新教育的具體實踐。

四、結束語

微型化學實驗的不足是在實驗中容易忽視基本操作的規(guī)范性，實驗過程中現象不夠直觀、難以多人參與等。因此，教師在教學中應根據實驗的內容、目的，使常規(guī)實驗和微型實驗相結合，有效利用實驗素材組織學生進行科學探究，激發(fā)學生的學習興趣，豐富課堂教學信息，落實新課程標準的實施要求，這有利于培養(yǎng)學生關心自然、關心社會的情感和創(chuàng)新精神，提高學生的創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]周寧懷.微型無機化學實驗[M].北京：科學出版社，2000.

[2]潘鴻章.化學實驗教學中創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)[J].中學化學教學參考，2002（10）.