用實驗豐富學生直觀體驗

摘 要：化學是高中階段的一門重要課程，也是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，能夠幫助學生更加直觀地掌握知識內(nèi)涵，提升其動手能力、思維能力和學習效率。但高中階段的總體教學時間有限，而實驗教學又需要耗費較多的時間，且有些實驗具有一定的危險性，不能隨意操作，這就需要用到微型實驗。以此激發(fā)學生的參與興趣，使之在科學探究中順利掌握所學，并能夠靈活應用。

關(guān)鍵詞：微型實驗;高中化學;應用策略

在高中化學教育中，實驗是教師向?qū)W生直觀展示各種物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的主要途徑。實驗能夠讓抽象的知識簡單化，便于學生更為準確地掌握所學知識，同時將所學內(nèi)容整合起來建構(gòu)知識體系，然后進行靈活應用。而微型實驗具有操作簡單、耗時耗材少、安全系數(shù)高、直觀明顯的特點，用其代替常規(guī)的實驗，可以節(jié)省教學時間、保障學生人身安全，同時可達到相同的實驗效果，讓學生在良好的氛圍中高效獲取知識，并不斷發(fā)展自身的探索意識、科學精神、邏輯思維，有助于切實提高其學習化學的有效性[1]。

一、微型化學實驗概述

（一）微型化學實驗特點

1.節(jié)省成本

首先，微型化學實驗所用的化學試劑比常規(guī)實驗少得多，而且所用的儀器、裝置也比常規(guī)實驗需要的耗材少，甚至可以用一些生活中的器材直接代替，這有效降低了購置這些器材的成本。其次，在開展微型化學實驗時，需要耗費的時間也比常規(guī)實驗要少。

2.綠色、安全

微型實驗造成的污染非常小，而且產(chǎn)生的各種“實驗垃圾”也比較容易處理，具備綠色環(huán)保的特點。另外，由于參與化學反應的試劑劑量較少，物質(zhì)與物質(zhì)即便發(fā)生劇烈反應，也不會造成安全事故，因而還具有安全系數(shù)高的特征。

3.靈活性強

教師可以利用信息技術(shù)演示，也可以自己先動手演示，然后指導學生自主操作。確保其在實驗中把握知識內(nèi)涵和物質(zhì)規(guī)律，讓學生結(jié)合所學知識，挖掘生活中的各種化學素材和現(xiàn)象，自主構(gòu)思，提出猜想，并設(shè)計驗證方案，通過動手操作來解決問題。

（二）微型化學實驗優(yōu)勢

1.喚醒學生探究積極性

化學核心素養(yǎng)強調(diào)了培養(yǎng)學生科學探究意識和能力的重要性，要求教師在教學實踐中不斷探索，圍繞學生的長遠發(fā)展需求對他們進行引導。通過開展微型實驗活動，為學生提供更多參與探究的機會，有效調(diào)動他們的學習熱情，輔助其建構(gòu)知識，讓學生在動手操作的過程中體驗到學習的樂趣、收獲更多成就感，再將這些積極的情感轉(zhuǎn)化為學習的動力，形成良性循環(huán)，不斷提升他們的學習質(zhì)量。

2.優(yōu)化化學課堂結(jié)構(gòu)

很多教師會受制于教學時間和實驗的安全性，不讓學生參與實驗，而是通過演示教學的方法向他們展示各種化學實驗的全過程，甚至是借助多媒體設(shè)備播放實驗視頻，讓學生去觀看。這種缺乏真實體驗的環(huán)節(jié)很難讓學生產(chǎn)生深刻的印象，也不利于引發(fā)他們的學習興趣。微型化學實驗將教師的顧慮完全消除，因為其本身就很容易操作，也比較節(jié)省時間，還能保證安全性，所以可以讓學生自己動手去體驗、分析和總結(jié)。通過微型實驗不斷觸發(fā)其主體意識，從而優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)，打造教師“主導”、學生“主體”的新型教學體系，輔助強化學生的學科素養(yǎng)。

3.提升學生綜合能力

在參與微型化學實驗的過程中，學生會對所學內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣，主動去思考和發(fā)現(xiàn)問題，從中提取關(guān)鍵信息，通過概括抽象出對應的知識點。為了完成實驗任務，學生必須具備嚴謹?shù)倪壿?，準確使用各種實驗操作方法，嚴格控制實驗試劑用量和實驗溫度，同時記錄物質(zhì)反應時間和反應現(xiàn)象，然后在具體操作時保證規(guī)范、準確，及時發(fā)現(xiàn)不足并改進實驗方案，確保得出合理的結(jié)論。

二、新時期下高中化學實驗教學中常見的問題

（一）實驗設(shè)施不夠完善

充足和完整的實驗器材是開展實驗教學活動的前提，只有器材完整，才能更為準確地開展實驗活動，只有數(shù)量充足，才能滿足教師教學和學生學習的需求。但是，從實際來看，很多高中學校的化學實驗室中總是存在器材不足的問題。要么是現(xiàn)有的實驗器材損壞較多，未及時補貨，要么是器材的種類不全，很多實驗無法操作。這不僅會影響相關(guān)教學活動的開展，也會影響學生的學習成效，不利于實驗教學質(zhì)量的提升。

（二）學生參與度不高

在開展化學實驗教學工作時，教師必須注重演示，讓學生了解更多實驗的方法與技巧，同時形成縝密的思維，能夠把握不同實驗步驟的原理，繼而結(jié)合實驗現(xiàn)象推導出化學結(jié)論，還要給學生提供參與的機會，讓他們自己動手，在操作過程中進行理解。然而，由于教學時間有限，很多化學教師為了追趕教學進度，在實驗教學中總是以“講”和“演示”為主，學生多扮演的是“聽”和“看”的角色，真正能夠參與的機會少之又少，這不僅會導致他們對相關(guān)知識的印象不深，也不利于其學習興趣的提升，對最終的教學成果也會產(chǎn)生消極影響。

（三）化學實驗次數(shù)有限

高中化學知識多數(shù)時候必須借助實驗來呈現(xiàn)，所以在教學實踐中，實驗的次數(shù)非常多。但是，由于開展一次實驗活動需要耗費的時間較多，很多教師會縮減實驗環(huán)節(jié)，甚至會剔除一些教師認為比較簡單的實驗，既不演示，也不讓學生操作，而是讓他們直接通過教材進行理解。

三、微型化學實驗在高中化學教學中的應用策略

（一）在導課環(huán)節(jié)組織微型實驗，有效激發(fā)學生的探究積極性

課堂導入環(huán)節(jié)是一節(jié)課的開端，其效果會影響學生的學習心態(tài)，進而影響其最終的學習成效。高中化學教師可以將微型化學實驗應用于導課環(huán)節(jié)，通過直接操作來吸引學生的注意力，并據(jù)此展開提問，使學生圍繞所觀察到的內(nèi)容積極思考，挖掘各種信息，然后教師可從學生的答案中選取合適的切入點引出新課內(nèi)容，從而提升導課成效，并促使學生結(jié)合導課環(huán)節(jié)的實驗開展深度探索，有助于增強其學習效果。例如，教師在講解蘇教版高一必修第一冊中的“金屬鈉及鈉的化合物”之前，可以利用5分鐘的時間演示一個微型化學實驗，即“鈉與水的反應實驗”：取出1克表面比較新鮮的金屬鈉，將其放入滴了酚酞試劑的集氣瓶中（集氣瓶容積為100毫升，且里面有2/3的水），接著迅速塞緊帶著尖嘴玻璃管的塞子，同時在尖嘴上倒扣一個小試管，借助向下排空氣的方式收集該實驗過程中產(chǎn)生的氣體。當氣體大致充滿試管之后，可以用大拇指堵住試管口，同時保持試管口向下的姿勢，將其移到酒精燈火焰旁邊，再放開大拇指，使得氣體被點燃。之后，化學教師可以提問學生：“實驗中出現(xiàn)了什么聲音？你發(fā)現(xiàn)了哪些現(xiàn)象？為什么？”這時學生會說：“試管放到酒精燈旁邊之后聽到了爆鳴聲，而且集氣瓶中的溶液也變紅了?！边€有的學生會說：“酚酞試劑溶液變紅是因為化學反應產(chǎn)生了堿性物質(zhì)，產(chǎn)生爆鳴聲說明最終的氣體為氫氣?！币灿械膶W生直接列出了化學反應式：“2Na+2H2O=2NaOH+H2↑”由此，教師可借助微型實驗順利引出新課，使學生積極地參與后續(xù)探究活動[2]。

（二）挖掘生活現(xiàn)象設(shè)計微型實驗，輔助學生理解化學知識

化學與現(xiàn)實生活關(guān)系密切，且有些生活現(xiàn)象就是化學物質(zhì)反應形成的。因而在教學實踐中，高中化學教師要善于挖掘生活中的相關(guān)素材來設(shè)計微型實驗，一方面可有效激發(fā)學生的學習興趣，使之感受到化學的實用性，另一方面能夠使學生立足現(xiàn)實更為高效地理解化學知識內(nèi)涵，并學會靈活應用，進而提升教學的有效性。例如，在講授蘇教版高一必修第一冊中的“防治二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染”時，就可以以學生常聽的酸雨為例設(shè)計微型實驗，演示“2SO2+O22SO3”，以及“SO3+H2O=H2SO4”或者是“SO2+H2OH2SO3”“2H2SO3+O2=2H2SO4”這兩個物質(zhì)反應過程，從而使學生直觀地了解酸雨的形成過程，且可以設(shè)計處理含有“SO2”廢棄的微型實驗，即：取少量的石灰乳和少量的SO2，將其放置于微型實驗裝置中進行反應，并得出“Ca（OH）2

+SO2=CaSO3+H2O”的結(jié)論，從而使學生掌握更多生活常識。經(jīng)過觀察和分析微型化學實驗，學生能夠更為直觀、生動地了解與現(xiàn)實生活有關(guān)的各種化學知識，明確其形成的原理，同時掌握相應的生活經(jīng)驗，有助于深化其印象，促使他們將課程學習工作與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，在良好的氛圍中提高他們的學習質(zhì)量。

（三）設(shè)計微型實驗主題，引導學生在小組中合作操作

高中化學教師在組織教學活動時，也可以設(shè)計實驗主題，并為學生提供適量的化學試劑和微型化學實驗裝置，要求他們在小組中合作操作，以此鍛煉學生的實驗技能，促使他們在探究中自主構(gòu)建知識，同時不斷強化其動手能力、思維能力，輔助增強學生的學習成效。例如，教師可以根據(jù)蘇教版高一必修第一冊中的“氯氣及氯的化合物”來設(shè)計實驗主題，即“探究氯氣的性質(zhì)”，然后為學生提供相應的實驗器具和試劑，要求他們在小組中合作操作。這時，學生會將溴化鉀溶液、含淀粉的碘化鉀溶液、含酚酞的氫氧化鈉溶液、含有硫氰化鉀的硫酸亞鐵溶液各滴一滴在玻璃片（下襯白紙）的不同位置上，使之形成一個圓形，且每種溶液的濃度應提前調(diào)好，為0.1摩爾每升，然后可在圓形中心放入兩粒小一些的氯酸鉀晶體，再向氯酸鉀晶體上滴一滴濃鹽酸，然后將玻璃片蓋上，并觀察實驗現(xiàn)象。這時，學生會率先發(fā)現(xiàn)黃綠色氣體，這是因為氯酸鉀與濃鹽酸發(fā)生了反應，即“KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O”，接著繼續(xù)觀察，不斷記錄其他的反應現(xiàn)象，觀察溶液顏色變化，并在組內(nèi)分析、討論，逐步推導出各種化學反應式。在此期間，學生的動手能力、觀察能力和邏輯思維能力會不斷發(fā)展，而且也會在與其他人交流的過程中受到啟發(fā)，將實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為具體的知識點，有助于完善其學習思路、提升其學習效率，切實發(fā)揮出微型實驗的優(yōu)勢和價值。

（四）鼓勵學生基于生活經(jīng)驗和知識，自主研發(fā)微型化學實驗

學生是學習的主體，所以在組織微型化學實驗教學活動時，教師除了操作、演示和指導以外，還可以為學生提供廣闊的平臺，要求他們自主操作和實踐，從而不斷激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，使之在良好氛圍中活用知識、發(fā)展能力，輔助強化他們的綜合素養(yǎng)。例如，教師可以要求學生基于個人的生活經(jīng)驗和化學知識，自主創(chuàng)新一些微型實驗器材，既可以使用透明的玻璃瓶制作微型的酒精燈，也可以使用比較結(jié)實的塑料瓶制作小型量杯、小型試管等，也可以鼓勵學生從生活中提取實驗材料，如鹽、小蘇打、醋等，以此培養(yǎng)其創(chuàng)新意識。另外，化學教師可以鼓勵學生結(jié)合所學知識和現(xiàn)實生活中的化學現(xiàn)象，自主開發(fā)一些有趣的微型實驗，如“無字天書”“神筆馬良”“可燃冰”等。鼓勵學生在家中操作，利用各種簡單的微型實驗用具和比較少的試劑進行驗證，同時錄制具體的實驗過程，上傳到班級群中，便于教師、同學給出評價，并互相交流實驗心得，在分享的同時受到更多啟發(fā)。教師也可以讓學生到化學實驗室中操作這些趣味實驗，并對其實驗過程進行觀摩，了解他們的實驗方法和路徑，同時鼓勵其講述個人的實驗思路、實驗原理和實驗結(jié)論等，提升他們學以致用的能力。

（五）滲透情感教育，依托微型化學實驗培養(yǎng)學生的環(huán)保意識

在微型化學實驗教學中，高中化學教師還要注重滲透情感教育，借助實驗的器材、過程和結(jié)果，以及后續(xù)處理實驗產(chǎn)物等環(huán)節(jié)，向?qū)W生傳遞“綠色化學”的理念，確保有效增強其環(huán)保意識。例如，教師可以在指導學生學習蘇教版高一必修第二冊中的“金屬材料的性能及應用”時，可以借助“銅與硝酸的反應”微型實驗來滲透“綠色環(huán)?！崩砟睢＜磳嶒炂骶吒某闪艘淮涡缘淖⑸淦鳎覍嶒炦^程中所用的銅片、濃硝酸量都比較少，最后封口時用的還是眼藥水的瓶塞，而當注射器內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生反應并產(chǎn)生紅棕色氣體之后，則可以取下眼藥水瓶塞，吸入1毫升的水，再重新封口，觀察銅片和稀釋過的鹽酸之間的反應，此后可繼續(xù)向注射器內(nèi)吸入少量的空氣，再次觀察相關(guān)反應。實驗的最后，教師可以將眼藥水的瓶塞取下，把注射器內(nèi)的液體和氣體混合物直接注入NaOH溶液中，以此除去NO、NO2。在此過程中，所有實驗產(chǎn)生的氮的氧化物都沒有泄漏，教師就以此為例向?qū)W生傳輸“綠色化學”的理念，讓他們明白實驗試劑減量之后依然可以完成化學實驗任務，而且很多簡易的物品也可以用作化學器材，只要規(guī)范操作依然可以得出正確的實驗結(jié)論，有助于減少實驗產(chǎn)生的廢棄物，保證無害性、安全性，繼而不斷強化學生的實驗素養(yǎng)，輔助其掌握教材中的相關(guān)知識，同時讓他們認識到微型實驗的優(yōu)勢和價值，有效增強學生節(jié)省資源、保護環(huán)境的意識。

結(jié)束語

高中化學教師要依托教材內(nèi)容，不斷開發(fā)各種微型實驗，將其合理滲透于各個章節(jié)之中，幫助學生有序地挖掘知識內(nèi)涵，促使他們變被動為主動，自覺完成各種實驗任務，同時積極創(chuàng)新。在微型實驗中挖掘新問題、新知識，并掌握新技能，從而不斷完善學生的學習思路、提升他們的學習能力，為學生化學核心素養(yǎng)的發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

參考文獻

[1]何英英.微型實驗在高中化學教學中的應用研究[J].智力，2021（23）：109-110.

[2]孫小飛.微型化學實驗在高中化學教學中的實踐[J].讀寫算，2020（36）：101-102.

作者簡介：邱學惠（1985— ），女，漢族，福建福州人，福建省連江華僑中學，中學化學二級，本科。研究方向：高中化學教學。