劉峰

摘要實驗教學是化學教學的重要組成部分，而微型化學實驗是當今化學實驗發(fā)展的主要趨勢。本文通過分析當今常規(guī)化學實驗存在的諸多弊端和微型化學實驗在中學化學教學中的多方面的優(yōu)勢總結出在中學推行微型化學實驗的必要性，并從宣傳、提高、協(xié)作交流幾個方面給出了開展中學微型化學實驗的有效途徑，結合幾個化學實驗改進的案例及其在課堂上的教學效果，說明了微型化學實驗在中學開展的可行性。

關鍵詞中學化學實驗微型化教學實踐

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗促進了化學科學的形成和發(fā)展。中學化學教學中所包含的教學實驗雖然與科學研究所進行的實驗有所不同，但它們在實驗中的認識過程本質是相同的。

但是，由于各方面的原因，我國的基礎化學教育始終存在著重理論，輕實驗，重知識的積累，輕能力的培養(yǎng)等現(xiàn)象。受高考的影響，中學化學教育仍普遍以傳統(tǒng)實驗教學模式為主，而傳統(tǒng)的常規(guī)實驗教學已經(jīng)不能適應于新的課程理念的要求“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力?！?/p>

微型化學實驗具有采用微型化的實驗儀器裝置和使用盡可能少的試劑這兩個主要特征，因此微型化學實驗具有節(jié)約藥品，節(jié)省時間，反應時間短，現(xiàn)象明顯，便于攜帶等優(yōu)點，且兼具良好的教學效果和教育功能。

1 在中學化學教學中研究和推廣微型化學實驗的意義

1.1 傳統(tǒng)的常規(guī)實驗教學存在的諸多弊端

（1）常規(guī)實驗以演示實驗為主，造成學生的動手能力差。我國傳統(tǒng)的化學實驗教學形式以演示實驗為主，約占實驗總數(shù)量的80%以上，一般都是老師演示實驗，學生觀察實驗現(xiàn)象，然后記結論。極少有同學會主動動手做實驗，出現(xiàn)的現(xiàn)象通常是一人做、大家看。長久下來，大多數(shù)學生都養(yǎng)成了懶動手，害怕動手的壞習慣，更遑論培養(yǎng)學生的實驗技能，科學態(tài)度，科學方法了。

（2）常規(guī)實驗中驗證性實驗占的比例過大，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。不論是演示實驗還是學生分組進行實驗，基本上都是驗證性實驗。教師的演示實驗也大多是按照課本或實驗冊上的實驗步驟，按部就班地進行試驗，程序化過于嚴重，只是單純的驗證所學知識點，并不能引發(fā)學生去思考、創(chuàng)新。就算是學生進行分組實驗，也常常是教師做過演示實驗之后，學生進行模仿、重復，或是教師進行有關的知識點講解之后，學生拿著寫有詳細的實驗原理，操作步驟以及注意事項的實驗手冊進行實驗，做實驗也只是流于形式，完全體現(xiàn)不了實驗教學的功能。

（3）常規(guī)實驗的藥品用量大，不利于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。化學實驗中，常常涉及到三廢的處理，而常規(guī)化學實驗由于儀器設備的體積較大，所需試劑量較大，因此產(chǎn)生的廢氣廢液的量較多。且三廢的處理一直是常規(guī)化學實驗的薄弱區(qū)。這樣就不僅造成了藥品的浪費，也造成了環(huán)境的污染。學生長時間接受著這樣的實驗課程教育，它本身就在進行著環(huán)境的破壞，根本就不存在對環(huán)保意識的培養(yǎng)。

1.2 微型化學實驗具有良好的教學功能和教學效果

（1）有利于培養(yǎng)學生學習化學的興趣。微型化學實驗還能夠密切化學與生活之間的聯(lián)系，進行微型化學實驗所需要的儀器和藥品有很多都能夠從日常生活中找到代用品，如：酒精燈可用青霉素藥瓶做燈體，試管可用無色小藥瓶代替，導管可用廢圓珠筆芯、輸液管代替；碳酸鈣可用雞蛋殼代替，剪下石棉網(wǎng)的一段，刮去油漆即可用于鐵絲在氧氣中燃燒的實驗等。微型實驗儀器價廉，學生可人手一套，且安全性高。

（2）有利于學生創(chuàng)造思維的發(fā)展?；谖⑿突瘜W實驗能夠有效地激發(fā)學生的好奇心，使學生對化學的學習產(chǎn)生濃厚的興趣，能夠一改往常老師在做常規(guī)實驗演示實驗時，學生無動于衷的現(xiàn)象。利用微型化學實驗，學生可以完全掌握實驗的主導性，通過手、眼、腦并用，牢固地掌握化學知識，重新認識化學實驗內(nèi)容以及方法。

（3）有利于培養(yǎng)學生的觀察能力。對于剛剛接觸化學的初學者來說，首先需要通過觀察來積累對物質的感性認識。微型化學實驗是在微型化的儀器中進行的，需要的藥品非常少，僅為常規(guī)化學實驗藥品用量的十分之一至千分之一，因此大大縮短了化學反應進行的時間，這樣就需要學生有更高的觀察能力和高度集中的注意力。

（4）有利于人文教育。微型化學實驗因其儀器精巧美觀有利于促進學生審美觀念的形成。微型化學實驗是綠色化學實驗的一部分，它是嚴格按照綠色化學思想設計實施的，它并不是對常規(guī)化學實驗的簡單微縮，它在“三廢”的處理，藥品的回收利用方面做得很好，微型化學實驗是影響學生環(huán)保意識的重要手段。

2 開展中學微型化學實驗教學的有效途徑

2.1 做好對國內(nèi)外微型化學實驗進展的宣傳，加強認識

自1990年以來，微型化學實驗一直是ICCE的熱點話題。我國微型化學實驗的研究開始于1988年，1989年我國高等學校化學教育研究中心把微型化學實驗課題列入科研計劃，由華東師范大學和杭州師范學院首先成立微型化學實驗研究課題組。經(jīng)過努力，一些學校成功開發(fā)出了30多個部件的儀器實驗小箱以及40多種初中微型實驗箱，舉辦了多場研討會，出版了論文集《微型實驗》和《師范教育研究文集》等。也有許多論文在《化學教學》、《化學教育》、《化學通報》上發(fā)表。

2.2 加強對中學微型化學實驗的設計與研究

化學實驗的微型化，不單單是指儀器的微型化，試劑的微量化，它更注重的是利用微型化學實驗對化學實驗進行深入的認識和研究，進而獲得更多的化學信息。用微型化學實驗替代常規(guī)化學實驗，由于儀器與試劑用量的變化通常會引起試劑濃度，反應條件的變化，因此并不能完全按照常規(guī)實驗的條件和方法進行實驗，更要在設計實驗時考慮到實驗的可操作性。

2.3 加強對中學微型化學實驗儀器的研究與開發(fā)

微型儀器的生產(chǎn)應有微型、新穎、美觀、規(guī)范、標準、配套、實用性強等特點，且應同時具有組裝靈活，封閉性好等優(yōu)點，生產(chǎn)廠家應及時與一線教育工作者聯(lián)系，了解實驗儀器的使用情況，及時進行相應的改進。一線教育工作者更應該在儀器的選用，組裝方面多做研究，尋求最佳效果，也可以從日常生活中選用合適物品代替某些儀器，密切化學與生活的聯(lián)系，這樣更能提高學生學習化學的興趣。

2.4 促進化學教育工作者之間的合作交流，全面提高

可以通過創(chuàng)建中學微型化學實驗研究協(xié)作網(wǎng)，定期舉辦中學微型化學實驗研討會，創(chuàng)建中學微型化學實驗專欄主頁和網(wǎng)站等途徑，加強各地研究人員，教師，學生之間的交流、合作。特別是相關的網(wǎng)站的建立，能大大地幫助有志于中學微型化學實驗研究與應用的中學化學教育工作者更方便，更有效地查找相關資料。

3 微型化學實驗的設計和改進

3.1 中學微型化學實驗設計的思維方法

在進行微型化學實驗設計前，首先要先掌握該項化學實驗所遵循的反應原理，參加反應的各種物質的物理、化學性質，然后猜想，在什么樣的化學條件下，可能會產(chǎn)生什么樣的化學反應與實驗現(xiàn)象。例如，設計一個簡易的實驗裝置來進行噴泉實驗，該實驗設計應該明確以下幾個方面的問題：（1）噴泉實驗是利用某種氣體極易溶于某種溶劑，從而引起盛裝該種氣體的器皿內(nèi)的壓強驟減，外界大氣壓大于瓶內(nèi)大氣壓的原理制成的，水可作為溶劑物質的首選，所以就可從極易溶于水的多種氣體中選擇一種相對容易制備且水溶性較大的氣體，一般選擇氨氣。（2）若選擇的氣體為氨氣時，可以利用氨氣溶于水后，溶液顯堿性，能夠使指示劑變色的特點做出彩色的噴泉。（3）設計時，可充分利用氣體的體積（壓強）因外界溫度的改變會產(chǎn)生很大的變化這一特點。

3.2 分子的性質實驗的改進

人教版九年級化學上冊對探究分子總是在不斷運動著的這一性質時，所設計的實驗是這樣的：向盛有約40mL蒸餾水的燒杯中加入5~6滴的酚酞溶液，攪拌均勻，觀察其溶液的顏色。然后將燒杯中的酚酞溶液分別倒入A、B兩個大小均勻的小燒杯中，另外取一個小燒杯C，加入約5mL的濃氨水。用一個大燒杯罩住A、C兩個小燒杯，B燒杯放在大燒杯外面，然后觀察現(xiàn)象。經(jīng)過幾分鐘后發(fā)現(xiàn)A燒杯中的溶液變紅，而B燒杯中的溶液不變色。

此探究實驗需要用到4個燒杯，不易開展學生實驗。改進后的實驗為將A、B、C三個小燒杯改為載玻片或是玻璃片，在載玻片上分別滴上一滴相應的溶液，然后用小燒杯罩住A、B兩載玻片，可以很快地發(fā)現(xiàn)A載玻片上的酚酞液滴變成紅色，而B載玻片上的液滴不變色。這樣設計的實驗能夠大大地節(jié)省實驗試劑，并能縮短反應時間。

3.3 氧氣的制取及其性質實驗的改進

人教版九年級化學上冊中對用加熱氯酸鉀制取氧氣的實驗的設計為：把少量氯酸鉀和二氧化錳按照質量比3:1混合，混合均勻后將其平鋪于試管底部，用帶有導管的塞子塞緊試管，然后對試管底部進行加熱，用向下排水法收集氧氣，后用帶火星的木條，鐵絲等進行氧氣的性質驗證實驗。

改進后的試驗為：取一干燥潔凈短試管放入大約1.0g氯酸鉀和少量二氧化錳的混合物，用帶有尖嘴管的橡膠塞塞住試管口，放在酒精燈上加熱，然后將帶有火星的木條放在尖嘴口處，木條復燃；從廢舊的石棉網(wǎng)上剪下一條細長的鐵絲，刮去表面油漆涂層，在火柴棍上纏上4~5圈鐵絲，在酒精燈上點燃火柴棍，燒到近鐵絲時將其放在尖嘴管處，可觀察到鐵絲燃燒起來了，火星四射（做此實驗時應盡量遠離反應裝置）。

4 結論

微型實驗作為一種實驗方法有很多的優(yōu)點，但它在中學化學教學中的推廣應用仍存在困難之處。微型實驗儀器本身精致小巧，操作靈活自由，較忽略操作的規(guī)范性且在攪拌、抽濾、分液、萃取、控溫加熱等操作上難度較大，不適合低年級的學生；微型化學實驗大大節(jié)省了實驗時間，有些實驗現(xiàn)象轉瞬即逝，不易觀察，不適于進行演示實驗；學生的實驗水平相差較大，進行實驗教學時不易組織管理。我們應該采取常規(guī)實驗與微型化學實驗相結合的方法，在常規(guī)實驗中訓練學生的實驗規(guī)范操作能力，利用微型化學實驗培養(yǎng)學生的探究性學習、創(chuàng)新思維能力。

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