關于化學微型實驗的探討

靳力

摘 要： 如今，微型化實驗在化學實驗中的應用越來越廣泛，如何有效開展微型實驗成為化學教學活動的重要關注問題。本文結合實例探討了化學微型實驗的實施技巧和優點體現。

關鍵詞： 化學教學 微型實驗 實驗能力鑒于化學實驗產生的污染較強、污染危害較大、污染治理較困難等特點，在化學實驗教學中，遵循“綠色化”的原則已經成為廣大師生的共識。在實驗教學中貫徹“綠色實驗”，減少實驗污染的具體措施有哪些呢？化學實驗產生的污染途徑一般分成兩大類，一類是具有一定毒害性的實驗藥品殘留問題，另一類是化學反應產生的一些有害氣體、固體。由此可見，化學實驗的污染主要來源于實驗原料和實驗生成物。面對污染的特點，我們在治理污染時主要有兩大思路，一是盡量選擇無污染或者污染性小的實驗原料和實驗方案，二是對于一些無法避免的污染性實驗，可以采用減少藥品用量，選用微型實驗器材的方式開展實驗活動，而這就是我們今天要探討的“微型實驗”。微型實驗簡單來說就是實驗器材和實驗藥品用量的微型化，微型化的實驗必然會使得污染物的產生量有所減少，從而實現一定的環保性。對于教師來說，如何才能將微型實驗貫徹于初中化學實驗教學中，有效培養學生微型化學實驗的能力呢？

一、教會學生掌握實驗原理

無論是什么內容的實驗，無論是什么形式的實驗，實驗原理都是實驗開展的基本依據，只有對實驗原理做到心中有數，對實驗原理理解得透徹清楚，才能科學地開展接下來的實驗操作。而在實施微型實驗的過程中，由于按照教材設計，其中的實驗內容基本上都是常規的實驗，因此大多數微型實驗都是要經過一定的改良才能得以實施的。在微型實驗中，常常需要用其他儀器和藥品對常規的儀器和藥品、化學試劑進行替代，選擇什么儀器和藥品進行替代，必須符合基本的實驗原理和規律，例如，碳酸鈉就可以用堿面子替代，這樣的替代要建立在對碳酸鈉的性質和對實驗反應原理充分了解的基礎上。由此可見，只有了解背后的原理，才能為微型實驗的設計和開展打下理論基礎。

二、積極對演示實驗進行改進

在初中階段，大部分實驗類型都屬于演示實驗活動。在眾多演示實驗中，有相當一部分實驗具備微型實驗的條件。例如，“氧氣的性質實驗”就是初中化學中一個十分重要的演示實驗，按照傳統的演示方式，這個實驗具有明顯的污染性，如在用燃燒匙裝入硫或者紅磷進行實驗的時候，藥品用量會比較大，并且燃燒時間也非常長，同時，在做完實驗以后，常常會殘留很多化學物質，且不容易熄滅，這樣，即使在實驗結束以后，依然會產生很多污染物，如二氧化硫、P2O5等，給環境帶來很大損害。面對這樣一個不夠環保的傳統演示實驗，我們怎樣對它進行恰當改進，實行微型化處理呢？首先，可以從裝載實驗藥品的燃燒匙進行改進：將一個細長的玻璃棒的一端放在酒精燈上燃燒，待玻璃棒變軟以后用鑷子壓下一個凹槽，這個凹槽就可以替代傳統實驗中的燃燒匙。接下來，選用青霉素瓶作為反應容器，儀器變小了，在實驗中取用的藥品用量也會大大減小，相應的，藥品殘留和化學反應的生成物也會減少。這樣一來，整個實驗就變得環保多了。并且，由于藥品取用量減小，還能降低實驗成本，對學生節約意識和環保意識都具有重要的培養作用。

三、科學開展學生分組實驗

分組實驗是化學實驗教學中的重要實驗形式，采取分組方式開展實驗活動，一方面可以降低實驗條件和成本，另一方面能有效培養學生合作創新能力，提高實驗活動的有效性。在分組實驗中，教師可以讓學生嘗試著設計一些微型化的實驗方案，讓學生以組為單位進行探討。這樣不僅提高了微型實驗的實施水平，還讓學生在共同討論和探究中實現了創新意識的提升。例如，筆者在講“物質在溶解過程中的吸熱和放熱現象”時，就采取分組形式讓每個組的學生都設計一套實驗方案，待方案確定以后，由每個小組的負責人向班級里的其他學生闡釋設計思路，最后由全體學生進行評選，選出最佳實驗方案。這種以團隊形式開展微型實驗，可以讓學生在成員間的相互合作與支持中更大膽進行開拓創新，從而更可能創造出好的實驗作品。

四、鼓勵學生自制微型實驗儀器

化學實驗當然離不開各種大型的、專業的實驗儀器，但還有很多實驗，對實驗儀器的要求也沒有那么高，尤其是微型實驗活動，很多實驗儀器通過自己動手完全可以制作出來。自制的實驗儀器不僅可以有效節約實驗成本，使得實驗活動不再局限于專業的實驗室，同時，自制實驗儀器的過程本身也可以有效鍛煉學生動手能力。不僅如此，因為所制作的實驗儀器是為了實驗活動而做的，在制作實驗儀器之前，學生必然要對實驗原理、實驗步驟有足夠清晰的認識，因此實驗儀器的自制過程往往也是踐行實驗原理、熟悉實驗過程的有效途徑。例如，在講到“酸堿溶液的導電性”時，筆者鼓勵學生根據實驗原理和方案自己設計制作了一個微型的溶液導電測定儀，用藥品膠囊塑料板做出了多變點滴板，用塑料酸奶杯替代常規實驗中的小燒杯，用玻璃藥水瓶做成酒精燈，等等，以上所有實驗儀器的制作原料都來源于現實生活中隨手可得的廢棄物品，這些看似無用的廢物物品經過學生的一改裝，立刻變成了可以進行實驗的專業的實驗器材。這樣的轉變不僅可以讓學生體會到濃厚的成就感，更重要的是可以讓化學實驗活動變得更“接地氣”，讓學生認識到，化學實驗不是只有在實驗室中才能操作，在實驗室以外，也可以開展各種有趣的實驗活動，從而讓學生的實驗活動場所變得更開放。

目前來看，化學實驗微型化已經變成了該學科實驗教學的一大重要發展趨勢，這是因為它既符合綠色環保理念，又利于學生多方面能力的培養，如創新能力、操作能力等。因此，作為化學教師，我們一定要重視微型化實驗理念的培養和實踐鍛煉，努力通過有效的微型化實驗優化整個化學實驗教學活動。

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