高中化學微型實驗的開發和應用研究

王如蘭

摘 要 隨著新課改的實施，人們對于化學微型實驗的開發和應用越來越重視。化學實驗不僅是中學化學課程中必不可少的組成部分，其教育功能更是不容忽視。但在化學教學過程中普及實驗的現狀并不樂觀。由于受實驗設備、實驗藥品、實驗課題和實驗經費等諸多原因的限制造成了化學實驗形式單一，常以教師的演示實驗為主，學生能夠實際操作的機會和時間較少，很難有機會可以在課堂教學中進行探究性實驗活動。微型化學實驗在此情況下應運而生。實踐研究發現，微型化學實驗教學在促進學生對知識的理解和掌握、增加同學的之間交流討論和課堂參與度、提升學生的學習化學的興趣等方面都有較好的效果。

關鍵詞 高中化學；微型實驗；開發；應用

中圖分類號：C963，B027 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）06-0235-01

微型實驗是近20多年來迅速發展的一種化學實驗新方法和新技術，它因綠色化學而誕生，隨綠色化學而發展。生活中有很多器材也為在教學中得以開展微型化學實驗提供了保障，在高中化學教學中，應注重開發和應用微型化學實驗。

一、高中化學微型實驗的內涵及特點

（一）化學微型實驗的內涵

微型化學實驗是在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗，其實際用量比對應的常規實驗節約90%以上。微型化學實驗是在綠色化學理念指導下所大力推廣的，通過微型化的儀器設備和少量的試劑來獲得有效信息的的一種新型實驗方法和技術。在保障實驗有效性的同時最大程度上減少藥品用量，從而減少了實驗所產生的廢氣、廢液和廢物等對環境的污染，是全球可持續發展戰略在化學實驗中的具體體現。微型化學實驗并不是簡單地對常規化學實驗進行縮小，而是選擇在微型化的條件下對整個化學實驗進行重新設計與探究，以期達到用最少的用量得到最多化學信息的效果。

（二）化學微型實驗的特點

（1）儀器的微型化。相較于常規實驗來說，微型化學實驗的儀器的規格偏小，有著專門的微型化學實驗儀器。我國也自主研發出關于微型化學實驗的成套玻璃儀器（微型化學制備儀）和塑料系列微型儀器（多用滴管和井穴板）等實驗器材。這套儀器能替代部分常規化學試驗中的試管、燒杯、離心管、試劑瓶等，單獨或經組合使用可完成大學普化、無機和中學化學的許多實驗，達到微型化的目的，并取得良好的實驗效果而且價格低廉易普及。（2）試劑的微量化。微型化學實驗的試劑用量少，但不同于微量化學實驗。微型化學實驗所涉及的領域較多，它起源于有機實驗試劑的微量化，后來試劑用量小對環境危害較小，因此推廣于無機化學實驗。微型化學實驗運用了一定的微量化學技術，但其實驗對象和內容卻遠遠超出了微量化學的領域。在實驗內容方面，微型化學實驗包括物質的制備與合成，物質性質的定性檢測和定量或半定量檢測等。因此，微型化學實驗的試劑用量其實并不需要一個具體的數值去限定它，重要的是相較于常規實驗，微型化學實驗試劑最大量的減少用量仍然可以獲得準確的化學信息。

二、化學微型實驗教學的優越性

1.提高了學生的學習興趣及求知欲。化學是一門豐富多彩的學科，學生對化學實驗充滿好奇，但又對做某些實驗產生顧慮，擔心反應生成有毒物質，會發生危險等等，所以部分學生總是只看不動，實驗操作能力較差。有些實驗中試劑由于操作不當還會發生爆炸、燒傷等事故，因而老師減少了實驗量，對個別實驗只是進行了理論的講解，只說不做，采取死記硬背的方式應付考試，不利于學生知識點的理解，思維發展受到局限。微型實驗儀器小巧便攜，趣味性強，使用方便，安全，學生做實驗時興趣盎然；另外，學生還可以改進實驗過程，進行一些探索性的實驗及設計，采用自己設計的方法去觀察現象、分析問題和解決問題。當實驗設計成功時，將會更加有效地激發學生的學習積極性及求知欲。2.有利于培養學生創新意識和環保意識。微型化學實驗的推廣改變了傳統化學實驗對實驗儀器設備的大量需求，使經濟條件較差的的地區和學校提高開展化學實驗的機會。研究表明，有效整合技術發明或新經驗，獲得對于自己生活實用的產品或發現對于自己來說能高效學習的活動。微型化學實驗儀器代用品的開發可以讓學生應用所學的化學原理在此過程中，需要對知識與技能靈活應用，從而開闊了學生的思路，且極大地培養其創新思維。3.推動化學教育改革。微型化學實驗的普及推廣，將有利于化學實驗教學的課程結構、教學內容、實驗室管理體制等方面的改革。打破了人們對化學實驗認識的傳統模式，給受教育者和教育者一個新的重新認識。

三、微型化學實驗的推廣應用

（一）氣體的制備及性質的聯合實驗

氣體的制取、干燥、凈化及性質驗證，是無機、有機化學實驗的重要內容，是整個中學化學貫穿始終的主基線，也是造成化學實驗室空氣污染的根本原因。微型實驗采用成套的玻管反應儀器，使用方便、操作簡單、氣密性好，實現了有關氣體制備及性質實驗的系列化、系統化、全封閉、全吸收、無污染的微型化。

（二）無機定量實驗的微型化研究

無機化學實驗中有許多定量實驗。如：鎂的物質量測定、銅的物質量測定、分子量測定、化學反應速度和活化能、中和滴定、配位數的測定、常數Ka、Kb、Kf、Ksp等的測定。它對于培養學生的定量概念，嚴禁的思維和操作是十分重要的。

（三）無機電化學的微型化實驗

原電池、電解水、電解食鹽水、電泳現象等試驗微型化。

四、結語

微型化學實驗的開展是一個非常必要卻又艱巨的任務，對此要有充分的認識。既要努力形成微型實驗的完整體系，還要做長期的努力，不斷地總結經驗，廣泛地開展國際及國內交流，使微型實驗在課內外開花結果，實現真正綠色化學的藍圖。

參考文獻：

[1]周懷寧.微型無機化學實驗[M].北京：科學出版社，2000.