陳祝梅
微型化學(xué)實驗是為減少資源消耗和化學(xué)污染而發(fā)展起來的一種化學(xué)實驗的新方法、新技術(shù),是化學(xué)實驗方法的新變革。微型化學(xué)實驗是在微型的化學(xué)儀器下進行的化學(xué)實驗,其用量比常規(guī)實驗用量節(jié)省90%左右。微型化學(xué)實驗方法和技術(shù)的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益,會讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,不由自主地節(jié)約藥品,培養(yǎng)節(jié)約、環(huán)保意識。
一、中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
實驗教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,獲得化學(xué)知識和實驗技能,培養(yǎng)觀察和實驗?zāi)芰?,還有助于培養(yǎng)實事求是,嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。但目前我國中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀并不樂觀。
新課改后的常規(guī)化學(xué)教學(xué),實驗課的比例相對以前大大增多,實驗的教學(xué)形式是以演示實驗、活動與探究、家庭小實驗等為主。但由于班級生數(shù)較多,實驗儀器和藥品、實驗場所、課堂時間的限制,許多實驗還是以演示實驗為主,往往還是采用驗證性教學(xué)模式。這種模式,缺乏趣味性和生動性,難以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而有些危險性稍大或污染性強的探究性實驗往往被教師刪掉,由于學(xué)生實驗意識的淡薄,家庭小實驗學(xué)生動手做的機會又很少。這樣大大降低學(xué)生對實驗的好奇心,無法調(diào)動學(xué)生動手動腦能力和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新思維。
針對目前中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的狀況和素質(zhì)教育的要求,利用微型化學(xué)實驗改變教學(xué)模式、開展探究性學(xué)習(xí),以充分發(fā)揮實驗的效能,彌補實驗教學(xué)的不足已經(jīng)很有必要。
由于微型化學(xué)實驗儀器具有小巧便攜、不易破碎、液體試劑在多用滴管中不易流出等優(yōu)點,所以每個學(xué)生都有條件裝備自己的化學(xué)實驗箱。這就為改革化學(xué)課堂教學(xué)提供了方便與可能。
二、微型化學(xué)實驗的作用及實驗教學(xué)優(yōu)點
1.微型化學(xué)實驗可使絕大多數(shù)學(xué)生都有動手做實驗的機會
微型實驗改變過去那種“一人做、大家看”的局面;使學(xué)生由過去被動“等待”和“接受式“的學(xué)習(xí)方式,變?yōu)椤爸鲃印焙汀疤剿魇健钡膶W(xué)習(xí)方式;使多年來提倡的“啟發(fā)式”、“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)方法得以實踐。現(xiàn)以“吸入的空氣和呼出的氣體成分有什么不同”實驗為例,微型實驗使學(xué)生人人動手參與,拉近了觀察距離,且零距離的觀察會更仔細、更全面。開展微型實驗探究學(xué)習(xí),有很積極的意義。
2.微型實驗極大地培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣
微型化學(xué)實驗因為儀器小,所有藥品少,所以既安全又節(jié)約,教師可以放心地讓學(xué)生單獨做實驗。每位學(xué)生隨時隨處遇到問題就設(shè)計實驗、做實驗,從實驗中思考并探討結(jié)論,開展探究性學(xué)習(xí)。通過親手做實驗,可以幫助學(xué)生理解和形成化學(xué)概念,培養(yǎng)觀察和實驗?zāi)芰?,也有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
3.微型實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生動腦動手、理論聯(lián)系實際和解決實際問題的能力
如在“測定空氣中氧氣含量”的實驗中,很多學(xué)生不能真正理解其原理是內(nèi)外形成一定的壓強差。所以當(dāng)談到能否用木炭、硫磺代替紅磷時,他們把沒生成五氧化二磷當(dāng)作是否定的理由,對消耗了氧氣又產(chǎn)生了二氧化碳、二氧化硫氣體,瓶內(nèi)氣壓沒有明顯變化難以理解。通過集體研討和親手操作,本人啟發(fā)學(xué)生用兩只一樣大的注射器一推一抽瓶子中的氣體(進出氣體一樣多),再看水倒吸的情況。學(xué)生終于明白了道理。
4.微型化學(xué)實驗激發(fā)學(xué)生關(guān)注生活,把化學(xué)融入生活
對辦學(xué)條件較差,缺少儀器藥品和實驗設(shè)備的學(xué)校,微型實驗促進了其對化學(xué)實驗代用儀器藥品的開發(fā)和推廣。如醫(yī)用的皮條、鹽水瓶及配套的橡皮塞、注射器、眼藥水瓶、飲料瓶、吸管等都可使用。
5.微型化學(xué)實驗有利于新課改的深化
新課改要求對學(xué)生實施素質(zhì)教育,研究性學(xué)習(xí)就是其中的一個重要課題,他有利于全面培實驗方式等方面的獨特性為研究性學(xué)習(xí)的開展提供了豐富的內(nèi)容。
6.微型化學(xué)實驗培養(yǎng)和提高學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會的情感和創(chuàng)新精神
微型化學(xué)實驗中試劑的用量只相當(dāng)于常規(guī)實驗的幾十分之一到幾千分之一。實驗所排放的廢水、廢氣、廢渣等污染物數(shù)量大大減少,從而對環(huán)境的污染大為減少。以往的氣體實驗不可避免有些氣體逸散到空氣中,那些有毒、惡臭的氣體危害著教師和學(xué)生的健康,造成無法控制的空氣污染。
比如在講授銅與稀硝酸反應(yīng)的時候,產(chǎn)生的NO會立即與氧氣反應(yīng)生成NO2,不易觀察現(xiàn)象,且產(chǎn)生有毒氣體。教師可以鼓勵學(xué)生針對這些問題進行改進,將書中的實驗改進為注射器實驗:事先將螺旋好的細銅絲放入注射器中,吸取稀硝酸,讓反應(yīng)在注射器中進行,產(chǎn)生的氣體可以將注射器的活塞頂起,由于注射器內(nèi)無空氣,可以觀察到無色的氣體,抽動活塞,讓空氣進入,則可以明顯地觀察到氣體的顏色變化。此實驗經(jīng)改進后,不僅實驗現(xiàn)象明顯,而且極大地減少了有毒氣體的排放。實驗微型化、藥品微量化使化學(xué)實驗的排污量大大減少,尾氣吸收、尾料和廢棄物回收處理也比較容易,因此能減少對環(huán)境的污染。重要的是微型化學(xué)本身是一種綠色化學(xué),是對學(xué)生環(huán)保意識最生動、最現(xiàn)實的教育,能使學(xué)生從自身樹立起關(guān)心自然關(guān)心社會的意識。
總之,微型化學(xué)實驗以它獨特的“多、快、好、省、少”的自身優(yōu)勢和教學(xué)特點,被引進課堂,改善了原有的課堂教學(xué)模式,節(jié)省大量課堂教學(xué)時間,促進了學(xué)生對知識的掌握和吸收,鍛煉了學(xué)生的各種能力,提高了課堂教學(xué)效益,在教學(xué)中發(fā)揮了積極的優(yōu)勢和作用。
三、微型化學(xué)實驗的不足之處
當(dāng)然微型化學(xué)實驗尚不完善,還有待發(fā)展。它的方法本身還存在一定的局限性,所以在微型化學(xué)實驗中必須注意幾個問題:(1)實驗中有關(guān)的安全因素考慮較少。(2)微型化學(xué)實驗制備物質(zhì)的量偏少。(3)容易忽視基本操作的規(guī)范性。教學(xué)中不能丟開常規(guī)儀器和基本實驗操作搞實驗微型化,正確的做法是必須在保證基本操作規(guī)范、準(zhǔn)確的前提下開展微型實驗,這是學(xué)習(xí)化學(xué)的關(guān)鍵所在,也是進一步升學(xué)應(yīng)具備的素質(zhì)和基礎(chǔ)。
微型化學(xué)實驗并不是所有實驗都可用之代替的。在教學(xué)中,應(yīng)根據(jù)實驗的內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求等進行選擇,使常規(guī)實驗和微型實驗相結(jié)合,兩者取長補短,這樣可以發(fā)揮更好的教學(xué)效果,讓學(xué)生在潛移默化中樹立節(jié)能減排、關(guān)愛美好家園的綠色化學(xué)理念,實現(xiàn)向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變。