微型化學實驗在高中化學教學中的實踐研究

劉博姣

【關鍵詞】 高中化學;微型化學實驗;概述;步驟;問題;策略

【中圖分類號】 G633.8【文獻標志碼】 A【文章編號】 1004—0463（2020）16—0082—02

在新課改的深入推動下，微型化學實驗逐漸受到教師的重視，在高中化學教學中所占據的比例也越來越多。另外，微型化學實驗能夠讓學生更加直觀地了解化學反應的變化過程，并親自參與到實驗之中，在體驗實驗樂趣的同時能夠鞏固理論知識，提高學習效率，在無形之中還能培養學生的自主探究能力。

一、微型化學實驗的基本概述

1. 內涵。在最開始，微型化學實驗是在上個世紀末被提起的，是建立在綠色化學思想的指導下，不僅有效改變了傳統常規化學實驗所存在的問題，而且還可以利用最少的化學試劑達到最佳實驗效果。

2. 優勢。第一，微型化學實驗傳播了綠色化學的理念，減少了對環境的污染，也在無形之中培養了學生的環保意識，能夠在課堂實驗中給予學生最為實際的環保教育。第二，微型化學實驗過程中可以用最少的化學試劑取得最佳的實驗效果，其操作簡單，能夠節省時間，另外微型化學實驗所使用的儀器設備比較小，所使用的試劑種類以及數量是常規化學實驗的幾十分之一，所以在課堂上便可以完成實驗，無需在化學實驗課上進行講授。第三，微型化學實驗能夠有效解決耗量大、污染嚴重、毒性大的實驗問題，并且微型化學實驗中的排污量比較低，還可以實現對廢棄物的回收。第四，微型化學實驗的有效應用可調動學生的積極性，從屬性上分析，化學是一門以實驗為基礎的課程，微型化學實驗具有微型性，所以讓學生在課堂上動手操作，從而有效提高學生的學習興趣，提高教學質量。

3. 遵循的原則。在微型化學實驗應用過程中需要遵循科學性、綠色性以及主體性的原則，其中對于科學性是指微型實驗的設計、步驟都要符合理論，在潛移默化中提高學生的科學精神以及實事求是的態度。綠色性是指在微型化學實驗過程中需要對各個環節加以考慮，在保證實驗正常運行的同時做好污染控制，避免對環境產生污染。主體性則是指在實驗過程中提高學生的主體性地位，要認識到學生的個體性差異，對學生進行鼓勵。

二、微型化學實驗的實踐步驟

1. 實驗目標。實驗目標是至關重要的，需要加深學生對氯氣制備知識的理解，以此掌握氯氣制備的相關知識，并且還需要對比氯、溴、碘氧化性強弱，并且避免空氣污染，提高學生的環保意識。

2. 實驗原理。主要是通過濃鹽酸與強氧化劑高錳酸鉀發生氧化還原反應，進而制取氯氣。需要注意的是氯氣有毒且具有非常強的氧化性，可以將溴化鈉以及碘化鉀氧化成溴單質以及碘單質。其中在本次實驗中所需要的藥品和器材有： 高錳酸鉀、濃鹽酸、NaOH溶液、干濕花瓣、KI溶液、NaBr溶液以及滴管等。

3. 提出問題。教師需要提出問題，即氯氣用于殺菌與消毒，在生活中如果出現傷口也一般會用碘酒以及紅藥水進行消毒與殺菌，其中便是應用到了氯、溴、碘單質所具備的氧化性原理，但是需要知道氯、溴、碘單質氧化性的強弱。

4. 實驗步驟。由教師為學生準備六孔井穴板，然后在1號孔之中放入高錳酸鉀，然后將有濃鹽酸的針孔安裝在1號孔上，在2號孔中放入鮮花瓣與干花瓣，同時在3號孔中注入NaBr溶液，在4號孔中注入KI溶液，在5號孔中注入NaOH溶液。同時，要將針管中的濃鹽酸注射到孔中，然后讓學生對花瓣以及溶液顏色變化進行觀察。

5. 討論交流。根據實踐證明，該實驗的效果十分明顯，整個實驗過程學生可以自行觀察，包括氯氣的制備、氧化性等，并且通過該實驗還體現出兩方面的優點，第一是在整個實驗中藥品使用量較少，完全滿足綠色化學的理念，實驗中各個環節得以密封。其中最大的亮點是有尾氣處理裝置，從而避免了空氣污染。第二是由于在實驗中所采取實驗裝置簡單且容易操作，所以整個實驗效率較高。

三、微型化學實驗在應用中存在的問題

微型化學實驗具備操作簡便和環保等優勢，其突破了以往傳統化學實驗教學方式，基于此，化學教師必須在高中課程中對微型化學實驗進行合理應用，借助優勢實施化學教學工作。不過高中化學微型實驗教學還處于起步階段，教學模式上存在著較多的問題，這就需要對這些問題進行探究和明確，其中，具體表現在以下幾點：

1. 化學教師找尋微型實驗最佳設計方案期間存在著相關的問題，大多數教師無法找尋最佳的設計方案。

2. 雖然微型化學實驗操作的開展可以加深學生對于知識點的掌握和了解，也能夠讓學生操作十分的便利，可是從實際情況可以看出，微型化學實驗的落實并沒有統一性的教材。

3. 當應用微型化學實驗實施教學工作期間，難以確保所有的學生全部參與進來，大多數學生主觀能動意識非常弱，學生參與程度有待增強。

4. 微型化學實驗的環保意義沒有真正體現出來，雖然使用的劑量不多，不過在處理實驗廢棄物方面還有待關注和重視[1]。

四、微型化學實驗的應用策略

通過對上文的分析得知，微型化學實驗有著非常多的優勢，在高中化學教學中發揮了重要的作用，在應用過程中需要做到三點。第一，要做好前期準備工作，化學教師要對教材內容加以鉆研，對細節加以把握，積極做好實驗準備工作，包括藥品、實驗器材，然后針對可能會發生的危險做好預防工作，以此保證實驗的安全性。第二，要做好引導工作，提高整體質量，在微型化學實驗過程中教師需要引導學生觀察實驗，然后鼓勵學生結合所學習到的內容進行思考，尤其是要對重點與難點進行講解，讓學生掌握實驗原理以及化學物質性質，以此提高教學效率。第三，要做好總結與優化，需要注重經驗的總結，或者請教其他有經驗的教師，要從多個角度出發，針對實驗步驟、實驗器材進行歸納，進一步優化實驗細節，如此才能真正提高實驗質量。除此之外，在微型化學實驗期間，實驗組織形式也是必須進一步優化的，化學教師應當以教材要求和學生特征為主，設計出最佳的實驗組織形式。一般來講，微型化學實驗包含了五種類型，分別是演示實驗、學生實驗、一邊講一邊做實驗、家庭實驗和多媒體實驗，對于這幾種類型的實驗來講，既有相應的特征又有著明顯的優勢，教師教學時務必謹慎進行探究，科學的應用將微型實驗模式的優勢更好地體現出來，以此提高學生自主實驗能力，讓學生仔細進行觀察和探究。

五、微型化學實驗的實踐探究

1. 在化學教學中進行實踐探究。新課改背景下的高中化學教學比較重視學生實驗能力和動手以及觀察能力的提升，可是以往單一的常規實驗流程有著極高的復雜性，并且對于實驗環節要求極高，這就完全阻礙了實驗工作的正常實施，不過在高中化學教學中應用微型化學實驗可以解決該種局面，將化學實驗教學變成可能。微型化學實驗期間使用的器械設備非常簡便和安全，質量較高，教師對學生講解有關化學知識點的過程中，可以為每個學生配備一套，讓學生一邊聽從教師講解一邊開展實驗操作，從根本上提高學生實踐操作能力，或者是把以往污染性大和操作復雜的化學實驗重新移到課程中。以新型燃料電池中的氫氧燃料電池為例說明，當采取常規類型實驗方式的話，成功機率不大，而引進了微型實驗方式以后，可以使用六孔井穴板、多用的滴管以及有著玻璃管的石墨電極進行實驗操作。再者講解電解飽和食鹽水期間，學生提前準備大小相同的濾紙，將其鋪設到玻璃板中，用NaCl酚酞試劑浸潤，鐵釘處于舊電池芯周圍纏繞，做成陰陽極，連接電源兩分鐘左右，開啟陽極端濾紙，滴上碘化鉀和淀粉溶液以后，試紙變成藍色，這從一定程度上表明了陽極形成了氯氣。最后打開陰極端濾紙，發現試紙變為了紅色，表示陽極形成了NaOH[2]。

2. 在探究式學習中進行實踐探究。以往高中化學教學是以灌輸式教學模式為主，通常是教師代替學生進行思考，學生處于被動接受知識的狀態，長時間下來的話，學生的學習興趣較低，學習效果無法發揮出來。在這一背景下，探究式學習受到了化學教學的廣泛重視和應用，此種類型的教學模式優勢極高，除了可以轉變被動式學習狀態之外，還可以激發學生的積極性，使其主動參與到化學探究中，提升和培養自身的學習能力，構建最佳的學習氛圍。微型化學實驗可以結合探究式學習方式共同開展，為學生后期探究創建良好的平臺。比如，當開展藍瓶子操作實驗工作的時候，教師可以對學生進行規范性指導，讓學生將堿溶液和葡萄酸添加到亞甲基藍中，變化成藍色以后晃動瓶子，發現溶液無顏色。不過靜置一段時間以后，溶液還會轉變成藍色。學生以小組為單位，共同討論和探究，思考是什么原因造成該種反應，以微型實驗為主實施化學探究式學習，讓學生更加全面地掌握化學知識點。

3. 在實驗教學中進行實踐探究。在高中化學教學中，實驗教學是非常重要的一方面，本身屬于化學教學中的主要形式，實施實驗教學有利于培養學生的動手能力，對于教師來講，可以摒棄單一的實驗教學方式，引進微型實驗教學方法，加深學生對微型化學實驗設計、應用儀器和實驗過程的掌握，讓學生更好地了解化學實驗。教師可以和學生共同制作微型實驗期間所需的儀器，比如使用藥劑瓶制作微型酒精燈，利用滴管制作反應器，止咳糖漿的瓶子制作成微型洗瓶，處于該項范圍內有利于延伸學生的思維，幫助學生樹立正確的環保意識，學生還可以應用微型儀器制作電解飽和食鹽水，處于該項范圍中，學生除了能夠產生氣體之外，還可以發現電解液內的沉淀物，微型化學實驗的開展使學生“要我學”演變成了“我要學”，通過實踐表明，經常參與到微型化學實驗教學中的學生無論是發現問題還是解決問題等，都占據著極高的優勢。

綜上所述，在新課改的深入推動下，高中化學實驗教學需要一改傳統模式，加強應用微型化學實驗，如此不僅可以有效地提高實驗效果，而且還能夠讓學生積極參與其中，提高學習效率。同時，化學教師需要在日常教學中加強總結與優化，不斷改進與完善，真正發揮出微型化學實驗的作用與價值。

參考文獻

[1] 張瑞建. 新課改下微型化學實驗在高中化學教學中的實踐與思考[J].科教文匯（下旬刊），2008（04）：91.

[2] 董立芹. 新課改下微型化學實驗在高中化學教學中的實踐與思考[J].中學化學教學參考，2017（06）：42.

編輯：張 昀