宋紅芳

【摘要】在中學化學教學中引入微型化學實驗,不僅可以創(chuàng)新化學教學方法,更重要的是可以激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)和提高學生的探究能力、實驗能力和環(huán)保意識,從而有效地提高化學教學質量。

【關鍵詞】微型化學實驗 教學 作用

微型化學實驗(M.L.)是近年來國際和國內(nèi)化學界,在綠色化學思想下用預防化學污染的新思想對常規(guī)實驗進行改革而發(fā)展起來的化學實驗的新方法、新技術,是以微型的儀器,盡可能少的化學試劑(試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一),以減少試劑在器皿上的附著量而達到準確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等為目的,是化學實驗方法的變革。[1]

著名化學教育家戴安邦先生曾說過,“大力推行微型實驗,使全國中學生的化學教學皆有學生的單人實驗作業(yè),以加強化學教的素質教育作用?！盵1]這說明中學微型化學實驗是中學化學實驗改革的大趨勢。針對目前中學化學實驗教學的不足和素質教育的要求,很有必要利用微型化學實驗培養(yǎng)學生的能力。

1.利用微型實驗,激發(fā)學生的學習興趣?！芭d趣是最好的老師”,興趣是積極探究某種事物或進行某種活動的基礎,是推動學生探索知識,構成學習動機的一種動力。由于微型化學實驗既安全又節(jié)約,教師可以放心地讓學生一人一組實驗,使微型化學實驗在激發(fā)學生學習化學的興趣方面起著傳統(tǒng)化學實驗無可比擬的作用。

學生可以在教師的指導下將生活中的廢舊物進行簡單加工制成各種微型實驗儀器,如用青霉素瓶可以充當集氣瓶、反應器,用50mL的葡萄糖水瓶充當細口瓶,用一次性輸液管的細管可以做導管,用完整的一次輸液管可以做滴定管,用一次性輸液管的大肚部分可以做成滴管,用一次性注射器可以做試管或反應器,還有各種口服液瓶和飲料瓶等都可以作為儀器。在教學過程中,根據(jù)需要讓學生準備一些生活中的物品,以用來做實驗,會使學生充滿好奇,激發(fā)他們的學習興趣。

實驗是化學的靈魂、魅力和激發(fā)學生興趣的主要源泉,在教學中要充分利用微型實驗,發(fā)揮實驗的功能,提高教學效率。

2.利用微型實驗,促進學生的探究學習。探究性學習是學生自主地獲取知識和技能,體驗和了解科學的探究過程、方法,形成和提高創(chuàng)新意識,樹立科學價值觀的過程。探究性學習的核心是改變學生的學習方式,強調學生的全面發(fā)展和終身發(fā)展。[2]而微型化學實驗儀器的小巧、簡便、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點,方便學生遇到問題就設計實驗、做實驗,從實驗中思考并探討結論。因此,微型化學實驗是開展探究性學習最有效的工具。在教學中,可以將驗證性實驗改為探究性實驗,為學生的探究性學習提供平臺。例如,講二氧化碳的實驗室制法時,先讓學生動手做以下實驗:

①碳酸鈉固體與稀鹽酸的反應,觀察反應現(xiàn)象;

②純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反的反應,觀察反應現(xiàn)象;

③石灰石與稀鹽酸的反應,觀察反應現(xiàn)象;

④石灰石與濃鹽酸的反應,觀察反應現(xiàn)象;

⑤石灰石與稀硫酸的反應,觀察反應現(xiàn)象。

學生做完之后,比較幾種實驗現(xiàn)象討論:在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適?為什么?而后得出結論:實驗室制取二氧化碳選用石灰石(或大理石)反應跟稀鹽酸反應最適合。從而使學生牢固地掌握二氧化碳實驗室制法的原理,也使學生學會了對比實驗和優(yōu)化實驗的方法。

在探究性學習過程中,學生會明白實驗不是“照方抓藥”,而是應用所學的知識去設計、組合、改進各種儀器裝置,用實驗去探究現(xiàn)象和結論。由此,微型實驗在促進探究性學習方面有著得天獨厚的條件,在教學中應多加應用。

3.利用微型實驗,增強學生的實驗能力。實驗能力是知識、技能和各種能力的綜合表現(xiàn)。許多概念的形成比較抽象,學生難以理解,而借助化學實驗能取得事半功倍的效果。學生通過自己的實驗活動,能夠熟練掌握基本實驗技能,而且學生親自動手操作,有利于養(yǎng)成良好的學習習慣。如果將一些演示實驗改為學生操作的微型實驗,讓學生人人動眼、動手、動腦去認識變化,解決實驗問題,可以從根本上改變老師做學生看的傳統(tǒng)演示實驗教學模式,還能增強學生動手實驗的能力。例如,在講碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學性質時,讓學生動手做以下兩個實驗:

①分別將飽和碳酸鈉溶液與飽和碳酸氫鈉溶液逐滴加入稀鹽酸中,觀察反應現(xiàn)象;

②將稀鹽酸分別逐滴加入飽和碳酸鈉溶液與飽和碳酸氫鈉溶液中,邊加邊振蕩,觀察反應現(xiàn)象;

通過實驗,學生掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應的快慢程度以及反應的機理,知道在碳酸鈉溶液中邊加邊振蕩的滴加鹽酸一開始不會有氣體生成,只有將碳酸鈉大部分轉化為碳酸氫鈉后才會有氣體生成。因為親自做了實驗,學生會對實驗現(xiàn)象及結論都記憶猶新,對教學內(nèi)容的理解也比較透徹。因此,通過微型實驗可以使學生在實驗中獲取知識和技能,而且還能在實驗中增強實事求是、勇于探索、勇于實踐的精神,訓練學生的基本實驗技能,掌握實驗的基本方法,進而培養(yǎng)學生的實驗能力。

4.利用微型實驗,提高學生的綠色化學意識。綠色化學的目的是依靠科技發(fā)展創(chuàng)造污染系數(shù)低、資源和能源消耗少的化學反應和生產(chǎn)工藝,其理想是不再使用有毒、有害物質,不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物,是一門從源頭阻止污染的化學。微型化學實驗由于化學試劑用量少,實驗產(chǎn)生的有害物質(廢水、廢氣、廢渣等)大大減小,使得污染達到最小化。[3]例如,銅與硝酸的反應,改為用一次性注射器作的微型實驗,效果會更好。實驗過程如下:

①在10mL注射器中加少量銅片,吸入約0.5mL濃硝酸,用橡膠帽(眼藥水瓶塞)封住,觀察銅與濃硝酸的反應。

②當生成2mL～3mL的紅棕色氣體時,取下橡膠帽,吸入1mL左右的水,重新套上橡膠帽,觀察銅與稀硝酸的反應(其中的二氧化氮已與水反應,而且反應液中剛稀釋的硝酸是熱的,反應不再需要加熱)。

③在注射器中吸入少量空氣,可以觀察一氧化氮被氧化的反應。

④取下橡膠帽,把液體與氣體的混合物注入氫氧化鈉溶液中,可以除去一氧化氮和二氧化氮。整個實驗過程中無氮的氧化物泄漏,而且實驗簡單可行,效果明顯,無污染,能達到實驗過程“綠色化”的目標。在實驗過程中潛移默化地讓學生在頭腦中樹立綠色化學的思維方法,從環(huán)保的角度去思考反應的綠色性,進而在平時的教學中樹立和提高學生的環(huán)保意識。

微型化學實驗是在綠色化學理念下,在微型化的條件下對化學實驗的創(chuàng)新性變革。中學微型化學實驗在激發(fā)學生的學習興趣、強化動手能力、提高科學素質、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、樹立綠色化學觀念等方面有獨特功效,因此,在中學化學教學中應盡可能的推廣微型實驗,充分利用其優(yōu)越性,培養(yǎng)學生能力。

參考文獻:

[1]劉一兵,沈戮.微型化學實驗的課程資源開發(fā)與利用[EB/OL].http://www.studa.net/Education/080606/16202770.html

[2]莊素英.化學探究式學習的教學策略[J].中學化學教學參考,2006,(6):13.

[3]謝志剛,宋仲容,王家平.無機化學教學中綠色化學理念的滲透[J].化學教育,2006,(8):21.