基于能力培養(yǎng)的化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究

張志全

摘 要：從微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特點(diǎn)及常用的器材、初中化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)三方面探究，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；微型實(shí)驗(yàn)；能力培養(yǎng)；探究性

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

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)不僅能驗(yàn)證知識(shí)的科學(xué)性、可行性，更重要的是能提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力和知識(shí)的再創(chuàng)造能力。因此，教師在教學(xué)中可以根據(jù)教學(xué)需要和和學(xué)生的接受能力來改進(jìn)一些實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。在目前全球倡導(dǎo)綠色化學(xué)、節(jié)約資源的情況下，將常規(guī)實(shí)驗(yàn)微型化是一種很好的選擇。

一、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特點(diǎn)及常用的器材

（1）基本特點(diǎn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)基本特征：操作簡(jiǎn)便、安全和取材廣泛，制作方便。但是微型實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易縮微或減量，也不是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，更不是與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的對(duì)立，它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新實(shí)驗(yàn)思想、新方法和新技術(shù)對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革和發(fā)展的必然結(jié)果。

（2）用于微型實(shí)驗(yàn)的器材。最常用的代用品是青霉素瓶子，它可以做反應(yīng)容器，也可以用于儲(chǔ)存藥品；其次是注射器，它可以取液、做反應(yīng)容器等，它的最大優(yōu)勢(shì)在于較準(zhǔn)確計(jì)量和控制反應(yīng)量，因?yàn)樽⑸淦魃隙加芯_的刻度。在我們的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)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(gè)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(dǎo)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(biāo)簽即可。10）藥匙：可用硬塑料片或吃冰激凌的小勺經(jīng)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(xué)微型實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例

在新的課程理念下，化學(xué)教師應(yīng)樹立全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源觀，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)造性地開發(fā)和利用身邊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，自制微型化、環(huán)保型實(shí)驗(yàn)教具，這既是對(duì)廢棄生活用品在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的替代作用，又是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的創(chuàng)新教育和可持續(xù)發(fā)展教育。下面，列舉一個(gè)初中比較重要的微型實(shí)驗(yàn)案例。測(cè)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(gè)針筒，內(nèi)封閉有10ml空氣，加熱玻璃管，同時(shí)交替推動(dòng)兩個(gè)針筒的活塞，至玻璃管內(nèi)的紅磷燃燒變成白煙，且一段時(shí)間后無進(jìn)一步變化時(shí)停止。停止加熱后，待冷卻到室溫后將氣體全部推至一個(gè)針筒內(nèi)，觀察針筒內(nèi)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(duì)空氣造成污染，同時(shí)還可根據(jù)針筒的刻度較準(zhǔn)確地測(cè)出氧氣的含量。

三、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往把它與環(huán)境污染、有毒、危險(xiǎn)等畫上等號(hào)，加之偏遠(yuǎn)山村實(shí)驗(yàn)器材匱乏，以致不少學(xué)校對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)幾乎沒有開展。但是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙，操作簡(jiǎn)便安全、實(shí)驗(yàn)成功率相對(duì)較高。因此，它可以激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察和動(dòng)手實(shí)踐能力。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有常規(guī)實(shí)驗(yàn)沒有的以下優(yōu)勢(shì)：第一，驗(yàn)污染小，有利于環(huán)境保護(hù)。實(shí)驗(yàn)中化學(xué)藥品在反應(yīng)時(shí)，會(huì)對(duì)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(shí)驗(yàn)試劑用量小，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)廢物相應(yīng)減少，減輕了對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)學(xué)生的身心健康也有好處。第二，實(shí)驗(yàn)成本低，有利于實(shí)驗(yàn)開展。在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，試劑的用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的幾十分之一乃至幾百分之一，且儀器取材廣泛，使實(shí)驗(yàn)的成本較常規(guī)實(shí)驗(yàn)顯著降低，對(duì)辦學(xué)條件相對(duì)較差、缺少儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的農(nóng)村學(xué)校，可促進(jìn)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)代用儀器、藥品的開發(fā)和推廣，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。第三，試劑用量少，增加實(shí)驗(yàn)安全性。常規(guī)實(shí)驗(yàn)中使用試管、試劑瓶等玻璃儀器較多，而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(xiǎn)。而且，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用藥品劑量少，能避免試劑飛濺、中毒、爆炸等造成實(shí)驗(yàn)事故，減輕了對(duì)師生健康的危害，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)變得較為安全。第四，動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)多，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力。由于常規(guī)實(shí)驗(yàn)忽視了對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究與創(chuàng)新，不少實(shí)驗(yàn)者按照實(shí)驗(yàn)要求盲目操作，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究與創(chuàng)新。一個(gè)微型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)本身就是進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的體現(xiàn)，因此教師指導(dǎo)學(xué)生開展微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也是創(chuàng)新教育的具體實(shí)踐。

四、結(jié)束語

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足是在實(shí)驗(yàn)中容易忽視基本操作的規(guī)范性，實(shí)驗(yàn)過程中現(xiàn)象不夠直觀、難以多人參與等。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目的，使常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，有效利用實(shí)驗(yàn)素材組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富課堂教學(xué)信息，落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施要求，這有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會(huì)的情感和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

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