邱雯慧
(江西省南昌市青山湖區義坊學校,江西 南昌 330012)
微型化學實驗儀器價格低廉,簡化了實驗裝置和實驗操作,學生可以實現人手一套,且實驗安全、成本低、時間短,學生對實驗現象有疑問時,可以在短時間內反復實驗,驗證結果。微型實驗的開展充分體現了學生的主體性,發揮了學生的主觀能動性。增加了學生動手做實驗的機會,使學生由過去被動和接受式的學習方式,變為主動、探究式的學習。學生在實驗中可以大膽去嘗試、操作、反復試驗。同時,儀器裝置微型,藥品量少,反應迅速,這樣也要求學生對實驗原理、儀器裝置的使用方法十分了解,實驗操作時小心謹慎,仔細觀察實驗現象。動手實驗的機會的增多,通過不斷的學習、操作,學生的實驗動手操作能力得到不斷的提高,形成實事求是、積極實踐的科學態度。
常規化學實驗對的實驗操作規范性和儀器的組合上有嚴格的規定,一定程度上限制了學生的創新思維的發展。微型化學實驗因為其自身的優點,允許學生根據實驗目的和原理,利用已有的知識儲備、儀器裝置和實驗技能進行創新。學生可以探索實驗條件的改進和實驗內容的改革,結合微型實驗儀器一器多用的特點,利用生活中一些常見的物品,去發明制作一些簡易實驗替代儀器裝置,設計一些簡單易操作而富有趣味性的實驗。另外,利用微型化學實驗儀器,可以廣泛地開展課外實驗探究、家庭小實驗,建立實驗科學探究小組,不但有效地培養了學生的創新思維和創新精神,而且有利于培養學生理論聯系實際和解決實際問題的能力。
常規化學實驗由于試劑用量較多,實驗中產生的“三廢”對環境的污染不容忽視,在實驗過程中危險性也較高。而微型化學實驗是把常規實驗從實驗技術、方法、儀器等進行重新設計,也可以把一些分散、多步的化學實驗通過微型實驗進行一體化的實驗設計,減少了中間環節,能有效地防止或減少有毒氣體進入空氣,甚至可以做到反應體系的“無害化”。因此,改用微型化學實驗后,由于實驗儀器的微型化以及試劑用量的微量化,實驗所排放的廢水、廢氣、廢渣等污染物數量將大為減少,尾氣、尾料和廢棄物的處理也更容易,從而減少了對環境的污染,具有明顯的環保效應,符合綠色化學從源頭上防止污染的原則。同時也降低了實驗操作過程中的危險性,爆炸、起火、液體飛濺等實驗意外事故發生的可能性也大為降低,從而提高了安全系數,更加有益學生的身心健康,學生在實驗時也會更加大膽、放心。微型化學實驗本身就是一種綠色化學,微型化學實驗的開展是對學生環保意識最生動、最現實的教育,能使學生樹立綠色化學的觀念。
將微型化學實驗應用在中學教育上效果十分突出,它在知識技能、過程方法、情感態度和價值觀等方面都對學生有很好的教育作用。許多常規實驗由微型實驗替代后其實驗現象同樣顯著,加上試劑用量少,有些反應會更為快速。由于實驗是在微型化的條件下進行,學生在操作和觀察中就必須更為小心、認真、仔細,有利于培養他們嚴謹的實驗態度。實驗儀器的微型化,攜帶方便,許多性質實驗就有可能在課堂上讓學生即時驗證改過去那種只講不做,或只看(演示實驗)不做的現象,使學生由過去被動“等待”和“接受式”的學習方式,變為“主動”和“探索式”的學習方式,使多年來提倡的“啟發式”、“學生為主體、教師為主導”的教學方法得以實現。同時在教學環節上,由于節省了時間,在計劃學時內可以讓學生做更多的實驗。還可以把部分演示實驗轉變為邊授課邊實驗,開展學生實驗與教師講授新課相結合的一種課堂教學形式,這樣既可以更好地調動學生學習的積極性,又可以營造一種良好的課堂氣氛,使學生可以真正成為實驗活動的“主體”和“中心”。
微型化學實驗雖然有著常規實驗沒有的一些優點,很多常規實驗可以用微型實驗來代替,但微型化學實驗也存在著一些不足。首先,微型化學實驗容易忽略一些基本操作的規范性,通常情況下不適合作為演示實驗,但可以用來替代一些有毒、危險性高、污染嚴重的常規實驗演示。其次,微型化學實驗在定量實驗中容易造成較大的誤差,常規實驗中要求的一些基本操作技能無法進行訓練。再次,用微型化學實驗合成、制備一些物質時,由于儀器沾附等損耗占原料的比例較大,容易使產率偏低且純度相對較低。因此,微型化學實驗與常規實驗應互相配合,利用各自的特點,實現常規實驗與微型實驗的理想結合,相輔相成地為提高化學教育質量服務。