伊良勇

摘要：化學(xué)實(shí)驗微型化是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方法。將微型實(shí)驗引入課堂和課后，不僅提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗素質(zhì)，而且增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。微型化學(xué)實(shí)驗在提供給學(xué)生動手參與機(jī)會、改進(jìn)實(shí)驗、開展家庭實(shí)驗、設(shè)計實(shí)驗等方面都發(fā)揮了積極的作用，促進(jìn)了學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提高。

關(guān)鍵詞：微型化學(xué)實(shí)驗；創(chuàng)新能力；化學(xué)實(shí)驗教學(xué)

中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2020）03-0111

全日制中學(xué)化學(xué)《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出“進(jìn)行微型實(shí)驗、完成實(shí)驗教學(xué)任務(wù)”的要求，為化學(xué)實(shí)驗注入了新活力，開辟了新領(lǐng)域。初中化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中開展微型實(shí)驗，對實(shí)施創(chuàng)新教育、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力提供了有效途徑?；仡櫣P者的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)劺梦⑿突瘜W(xué)實(shí)驗對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點(diǎn)看法。

一、利用微型實(shí)驗，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

為提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，推動從“對話”為中心到“任務(wù)”為中心的課堂改革，實(shí)驗教學(xué)能夠提供有效途徑。正如化學(xué)教育家戴安邦所說：“化學(xué)實(shí)驗是全面化學(xué)教育的一種最有效的教學(xué)形式。”學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰Σ粌H表現(xiàn)在實(shí)驗的正確結(jié)果上，而且更多地體現(xiàn)在實(shí)驗的過程中，因此教師應(yīng)創(chuàng)造條件為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個動手參與和動腦思考的課堂氛圍，盡可能地將一些演示實(shí)驗轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的小組微型實(shí)驗，讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗操作、分析等良好習(xí)慣。還可讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計微型實(shí)驗，改進(jìn)實(shí)驗的材料和方法，使學(xué)生在獲得知識和技能的同時，能夠有效提高學(xué)生的實(shí)驗素養(yǎng)。例如，做水中白磷燃燒的分組實(shí)驗前，讓學(xué)生思考討論用一種簡單的方法如何讓水中的白磷燃燒？實(shí)驗時可把白磷加入裝有水的燒杯中，再用一只空試管伸入到水中白磷的表面，白磷就能在水中燃燒。這樣，學(xué)生不僅知道物質(zhì)燃燒需要氧氣，還為學(xué)生提供了動手實(shí)驗的機(jī)會，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

二、改進(jìn)實(shí)驗微型化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

對于一個實(shí)驗來說，傳統(tǒng)實(shí)驗的可行性是不容置疑的，但實(shí)驗裝置或操作上也存在一些問題，如實(shí)驗裝置組合有缺陷，會產(chǎn)生有毒尾氣，有些在操作上難度較大甚至存在危險等不利于課堂教學(xué)。為了實(shí)驗?zāi)苷＿M(jìn)行，學(xué)生能親身體驗，又能把污染、危險等因素降到最低程度，就要對這些實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，通過對實(shí)驗改進(jìn)可以使學(xué)生設(shè)計新的實(shí)驗方案，使實(shí)驗操作簡便、安全，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生通過創(chuàng)新活動獲得創(chuàng)新思維。例如，在“空氣中氧氣含量的測定”的實(shí)驗中，若按教材中的實(shí)驗進(jìn)行，存在著紅磷用量大，燃燒時間長，還會產(chǎn)生大量的P2O5，會污染環(huán)境和實(shí)驗失敗。為避免以上問題，取一根小鐵片一端壓出一個小凹槽，微型燃燒匙就制成了，再用小藥瓶替作微型反應(yīng)容器。這一實(shí)驗的改進(jìn)，有利于學(xué)生節(jié)約意識和環(huán)保意識的培養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生對實(shí)驗創(chuàng)新的欲望。

三、開展家庭微型實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生探索精神

隨著新課改的實(shí)行和學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，化學(xué)教學(xué)更加重視實(shí)驗教學(xué)，注重對學(xué)生探究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課堂實(shí)驗教學(xué)中不論是教師演示實(shí)驗還是學(xué)生分組實(shí)驗，在時間、儀器和藥品的選擇上不一定能滿足實(shí)驗要求，達(dá)不到實(shí)驗的最佳效果和實(shí)驗的教育功能，這就需要學(xué)生通過課外家庭實(shí)驗進(jìn)行補(bǔ)充和延伸。開展微型化學(xué)實(shí)驗，能為學(xué)生開展課余實(shí)驗和探究性學(xué)習(xí)提供一個更為廣闊的空間，使實(shí)驗生活化、微型化、簡單化，擴(kuò)充了學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)驗素材，為學(xué)生動手實(shí)驗提供時間和資源的保障及創(chuàng)新的機(jī)會，能較大程度地滿足學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗學(xué)習(xí)的需求，引發(fā)學(xué)生的探究和創(chuàng)新的興趣，開闊了學(xué)生知識和視野。如在學(xué)習(xí)了“燃燒”后，利用廢棄的透明塑料瓶自制簡易粉塵爆炸實(shí)驗。把塑料瓶剪去頂部，在其中部鉆個小孔，小孔里面固定一個剪去部分的小塑料瓶，裝上干燥的面粉，外面通過橡皮管與打氣筒連通。實(shí)驗時，先將點(diǎn)燃的蠟燭放入倒置的塑料瓶內(nèi)，然后通過打氣筒向容器內(nèi)打氣，引起面粉飛揚(yáng)，引爆容器內(nèi)的粉塵。以上的微型化學(xué)實(shí)驗，操作簡單，藥品用量少，現(xiàn)象明顯，富有趣味性，使學(xué)生體驗了實(shí)驗過程、領(lǐng)悟了科學(xué)思想，培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神和實(shí)踐能力，提高了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

四、設(shè)計微型實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

新課程的改革要求以教師演示實(shí)驗為主的實(shí)驗教學(xué)須逐漸演變成以學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗方案為主的微型實(shí)驗。一些藥品用量較大、較危險的或?qū)Νh(huán)境造成污染的課堂實(shí)驗，可進(jìn)行重新設(shè)計使之微型化，在分組實(shí)驗時，可做到儀器微型化、試劑微量化，學(xué)生能自由選擇實(shí)驗儀器或?qū)嶒瀮x器替代品，自行設(shè)計，實(shí)驗方法多樣，實(shí)驗形式靈活，實(shí)驗的過程中學(xué)生主體參與意識強(qiáng)，思維活躍，創(chuàng)造潛力得到了開發(fā)。例如，學(xué)習(xí)微粒的性質(zhì)后，讓學(xué)生利用生活廢棄物設(shè)計“1+1≠2”的微型實(shí)驗，取注射器從尖嘴口吸入約占體積一半的水，再注入酒精至滿，堵住管口，上下顛倒多次，結(jié)果注射器中的液體沒有滿瓶，液面下降了。再如，在學(xué)習(xí)“二氧化碳的物理性質(zhì)”時，可讓學(xué)生小組討論設(shè)計二氧化碳比空氣重的實(shí)驗，設(shè)計的方案中有：在半截礦泉水瓶中放進(jìn)一只充滿空氣的小氣球，小氣球沉入瓶底，然后往裝有小氣球的泉水瓶中倒入CO2氣體，氣球迅速上升。學(xué)生人人動手，從明顯的實(shí)驗現(xiàn)象看到成功的喜悅，活躍了課堂氣氛，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力。

五、增加開放性微型實(shí)驗，深化學(xué)生創(chuàng)新能力

開展微型化學(xué)實(shí)驗設(shè)計，特別是設(shè)計開放性實(shí)驗，能使學(xué)生有較大的思考空間，讓學(xué)生產(chǎn)生多種獨(dú)創(chuàng)性的想法，體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗改革的趨勢，不僅能使學(xué)生在解決問題的過程中體驗樂趣、領(lǐng)悟知識，培養(yǎng)學(xué)生探究能力、動手能力和社會責(zé)任感，更能深化學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，在學(xué)習(xí)“NaOH的化學(xué)性質(zhì)”后，教師讓學(xué)生利用身邊的廢舊物品設(shè)計一個微型實(shí)驗，驗證CO2與NaOH溶液能發(fā)生反應(yīng)。用軟的礦泉水瓶收集滿一瓶CO2，用裝有NaOH溶液的注射器注入礦泉水瓶中，振蕩礦泉水瓶，通過觀察到礦泉水瓶變癟的實(shí)驗現(xiàn)象，再向變癟的礦泉水瓶中注入稀鹽酸，變癟的礦泉水瓶恢復(fù)到原狀，說明CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)。此實(shí)驗中學(xué)生積極思維，大膽創(chuàng)新，設(shè)計出了多種方案，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新觀念。

總之，隨著微型化學(xué)實(shí)驗的不斷深入改革，教師要充分挖掘微型化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的特殊功能，通過對化學(xué)實(shí)驗微型化的改進(jìn)、設(shè)計，將其融合到培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的教育中，推動教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，才能使微型化學(xué)實(shí)驗緊跟時代步伐，培養(yǎng)出新時代的創(chuàng)新人才。

（作者單位：福建省松溪縣第三中學(xué)353500）