張 宏，曾兵芳

(貴州工程應(yīng)用技術(shù)學院 化學工程學院，貴州 畢節(jié) 551700)

1 問題的提出

80年代初，美國化學工作者于有機實驗中，旨在減少污染，通過最大化的縮減試劑用量組織化學實驗取得了成功，還設(shè)計出一些微型實驗儀器。并以此在大學和中學中廣為宣傳，美國化學教育雜志為此還開辟“微型化學實驗專欄”來推廣微型化學實驗研究的成果，報道微型化學實驗的研究成果，促進了微型化學實驗在世界范圍的推廣[1]。微型化學實驗以其藥劑微量、構(gòu)造簡單、操作方便、省時省力、污染較低等優(yōu)點很快得到廣大師生的認可，于西方國家乃至全球掀起了化學實驗微型化研究和應(yīng)用的熱潮。

我國于九十年代初開始對微型化學實驗進行探索，但開始時主要集中在大學基礎(chǔ)化學實驗中進行微型實驗的研究。1992年，教育部頒布的全日制中學化學教學大綱中已經(jīng)將微型化學實驗作為教學任務(wù)編入實施建議中；1995 年，國家教育委員會在中學理科教學儀器配備目錄中也把微型化學實驗儀器列入其中[2]，標志著微型化學實驗正式列入課堂。2018年版的《高中化學課程標準》明確指出“條件有限的學校,可采取教師演示實驗或利用替代品進行實驗，鼓勵實驗的綠色化設(shè)計，開展微型實驗”[3]，進一步明確了微型化學實驗在中學化學教學的教育價值。從對微型化學實驗的研究摸索至今，很多化學教育專家和化學教育工作者都對微型實驗課題、開發(fā)微型實驗裝置進行了深入的研究，取得了豐碩的成果，有效的推動了我國化學實驗改革的進程。但是，針對微型化學實驗在中學教學中的實施現(xiàn)狀及開展問題的研究很少，特別是針對欠發(fā)達地區(qū)的微型化學實驗實施現(xiàn)狀研究更少。因此，本文主要以欠發(fā)達地區(qū)中學微型化學實驗的實施現(xiàn)狀為出發(fā)點，對微型化學的開展提出相應(yīng)的對策。

2 中學微型化學實驗的價值

2.1 有利于教育均衡發(fā)展，提高欠發(fā)達地區(qū)中學化學實驗的開出率

教育均衡是我國的一項重要的教育政策，目的是縮小城鄉(xiāng)教育差異、發(fā)達地區(qū)與欠發(fā)達地區(qū)教育差異和校校教育不均衡，而城鄉(xiāng)教育差異是教育均衡發(fā)展的重要影響因素。微型化學實驗具有的特點能在中學化學課堂教學中縮小城鄉(xiāng)教育差異、發(fā)達地區(qū)與欠發(fā)達地區(qū)教育差異和校校教育不均衡，提升教育公平。

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗化學學科的靈魂。生動有趣的實驗現(xiàn)象不僅能有效地加強學生對無機元素化合物、有機化學知識等事實性知識的學習，而且能幫助學生理解抽象的化學概念和化學基本原理，提高學生對中學化學知識結(jié)構(gòu)化的形成。因此，教師在進行化學教學時應(yīng)恰當借助實驗活動，幫助學生掌握化學知識的內(nèi)在脈絡(luò)與價值，并應(yīng)用化學知識進行生產(chǎn)生活中的相關(guān)的化學實際問題。而部分傳統(tǒng)化學實驗在教學中卻很難開展，存在著污染大、用量多、成本高及安全性較低等諸多問題。在欠發(fā)達地區(qū)，尤其是在廣大貴州山區(qū)的農(nóng)村中學，由于實驗器材、藥品有限，實驗室配置不完善以及各種其它原因等因素，導(dǎo)致部分中學無法開展或削減實驗課程，“一人做，大家看”、“理論大于實踐”等教學實際。而微型化學實驗具有簡化裝置、減低成本、減少污染、節(jié)省空間、節(jié)約化學藥品等優(yōu)點，可與常規(guī)化學實驗相輔相成，提高了化學實驗在欠發(fā)達地區(qū)開展的開出率，進一步提升了學生的核心素養(yǎng)。

2.2 提高學生的創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是國家發(fā)展和民族進步的靈魂，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是我國基礎(chǔ)教育一直努力的方向。我國第八次新課程改革將學生科學探究能力和創(chuàng)新精神作為理科改革的突破口，而化學實驗是培養(yǎng)學生科學探究能力和創(chuàng)新精神與能力的重要途徑。與傳統(tǒng)的化學實驗相比，微型化學實驗具有更突出的優(yōu)越性。在試劑選擇方面，它以極小的試劑用量，來獲取對應(yīng)的化學信息，優(yōu)化實驗操作、科學合理的配置使得化學現(xiàn)象更加明顯，而且實驗?zāi)茏畲蟪潭鹊臏p少資源浪費，實驗過程環(huán)保、經(jīng)濟，安全性也大幅提高，這是常規(guī)實驗所不具備的優(yōu)勢。在實驗設(shè)計方面，微型化學實驗也表現(xiàn)出極大的能動性，通過教師給定實驗題目，學生小組自擬實驗方案，同時教師積極引導(dǎo)學生轉(zhuǎn)變思維，指出常規(guī)實驗的不足與欠缺，并啟發(fā)學生思考，探究解決方法在器材選擇方面，也鼓勵學生從社會生活中找到一些實驗替代品，個人或小組加以改進創(chuàng)新，讓學生自己動手，在玩中學，極大的激發(fā)學生學習化學的興趣。由此可見，對傳統(tǒng)化學實驗的優(yōu)化、創(chuàng)新，不僅增加了實驗課程開展的能動性，其理論結(jié)合實際方式也使得學生由實驗的參與者，轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒灥慕M織者、設(shè)計者，提升學生科學探究能力和創(chuàng)新精神與能力。

2.3 提高學生的化學學科核心素養(yǎng)

學科核心素養(yǎng)是《普通高中化學課程標準(2017版)》的關(guān)鍵詞，化學學科核心素養(yǎng)是“明確了學生學習該學科課程后應(yīng)達成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”，對知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀三維目標進行了整合[3]?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(2017版)》將化學核心素養(yǎng)分為“宏觀辨識與微觀探析”“科學探究與創(chuàng)新意識”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學態(tài)度與社會責任”五個維度。在中學化學課堂教學中如何踐行化學學科核心素養(yǎng)是中學化學教師的新使命。微型化學實驗作為一種新型的實驗手段，其不僅僅是最大程度的減少化學試劑用量，更多的是最大程度的讓每個學生都走進絢麗多彩的化學世界，了解化學本質(zhì)。微型化學實驗通過降低實驗成本、減少用量、合理選用與創(chuàng)新實驗替代品等方式改進優(yōu)化化學實驗，使學生人人動手，人人參與，促進學生學習方式的轉(zhuǎn)變。由被動式接受學習，轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髂軇拥奶骄渴綄W習，踐行了 “學生主體，教師主導(dǎo)”的教育理念，也符合新課程改革中要求學生學習方式轉(zhuǎn)變?yōu)閺娬{(diào)自主性、合作性、探究性的理念，促進學生化學學科核心素養(yǎng)的提高。

化學實驗不僅是化學科學發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是化學教育核心內(nèi)容和基本方式[4]，有效的實驗教育對學生成長的重要性不言而喻。故此，針對普通化學實驗的不足，實驗的微型化有效的彌補了普通化學實驗的局限性，使實驗因地制宜，能動的開展組織，讓學生積極主動的參與實驗教學，不需要教師的督促，生動活潑的獲取知識，極大的促進學生綜合能力的提高，教學效果事半功倍；同時，教學方式的轉(zhuǎn)變也使得學生快樂學習，從實踐中獲得新知，豐富了學習生活，提高了學生對化學的情感。

3 微型化學實驗在中學化學課堂教學中存在的問題

3.1 中學化學教師對微型化學實驗的教育價值認識不足

在欠發(fā)達地區(qū)，許多學生對微型化學實驗幾乎一無所知，甚至少部分教師對這一概念也比較模糊?；瘜W實驗是化學學科獨有的特征，也是化學教學的基本手段，在某些化學實驗教學中，實驗無法微型化，只能按照書中原有編排實驗進行教學。微型實驗并不是簡單指實驗器材的微小化和實驗試劑微量化，在教育教學中，要求符合學生的認知水平，并且達到教育目的，順利完成教學任務(wù)。在從事教育工作時，有的教師會因常規(guī)實驗困難而退避，而未考慮微型實驗進行教學。教師是學生學習的引導(dǎo)者和促進者，只有在教師對微型實驗熟練掌握的前提下，才能順利開展教學。一方面，體現(xiàn)在微型化學實驗的宣傳度不足，學校師生對微型化學實驗了解度不高；另一方面，由于欠發(fā)達地區(qū)教師數(shù)量有限、缺乏對微型化學實驗方面的研究和實施等因素，導(dǎo)致其對微型化學實驗的價值認識不足，阻礙了微型實驗的開展。

3.2 欠發(fā)達地區(qū)中學化學實驗教學不樂觀

課題組曾經(jīng)對欠發(fā)達地區(qū)的貴州省進行“新課程高中化學實驗教學的現(xiàn)狀”進行了調(diào)查，從學校實驗室條件、師生對對化學實驗的態(tài)度、實驗教學的開展等方面進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其新課程高中化學實驗教學不樂觀。比如，在課堂教學中，“'視頻實驗'的方式占了一定的比例，如甲烷與氯氣的反應(yīng)、鈉與氯氣的反應(yīng)、設(shè)計原電池實驗在視頻實驗中所占的百分比為41.0%、38.5%和28.2%”等；“很多教師也認為進行化學實驗研究對教師的教學能力有很大幫助，但在實際之中，教師很少開展實驗研究”等[5]。

3.3 微型化學實驗存在一定的局限性

事物都具有兩面性，有“利”自然也一定存在著“弊”，微型實驗亦是如此。微型實驗的局限性主要有以下幾點：其一，在微型實驗的開展中，由于實驗儀器的小型化微型化，受條件限制，所加試劑必然很難精確量取，因此實驗只能定性分析，而很難進行定量檢測。其二，實驗完成后，對黏度較大的液體或粘附在儀器內(nèi)壁上的固體，清洗操作較為困難，必須配備專用的清洗工具，對微型儀器的維護也提出了挑戰(zhàn)。其三，由于實驗過程中試劑用量較少的原因，部分實驗的現(xiàn)象也不如普通實驗明顯，導(dǎo)致學生在觀察實驗現(xiàn)象時會存在一定的偏差，對實驗現(xiàn)象的概括不夠準確，并且對學生的實驗基本操作訓練還存在一定的局限性。

4 欠發(fā)達地區(qū)中學微型化學實驗實施的建議

4.1 加強對中學化學教師進行集中性的培訓與指導(dǎo)

開展對中學化學教師進行集中性的培訓相當關(guān)鍵。在部分地區(qū)，不少化學教師對微型化學實驗的教育理念并不了解，缺乏對微型化學實驗相關(guān)知識的系統(tǒng)學習，對于常規(guī)實驗與微型實驗的迥異沒有清晰的概念，這在很大程度上限制了微型實驗的開展，造成了“研究者熱，施行者冷”尷尬現(xiàn)象。因此，要從根本上解決微型化學實驗難以開展的問題，關(guān)鍵在于一線教師對這一理念的認可程度，只有教師先理解了，才會有出現(xiàn)在課堂教學中的機會，不然也僅僅是完美的規(guī)范在教材上。而對于教師的培訓，其一轉(zhuǎn)變以往背書式的理論指導(dǎo)，增加操作微型化學的演示實驗，或者直接請教師參觀微型化學實驗室，實際接觸相關(guān)裝置，讓培訓教師有切實的體驗；其二設(shè)置開放性的課題，與培訓教師展開對化學實驗微型化的探討。一線教師有著豐富的從業(yè)經(jīng)驗，在課程的改革上有著不可替代的作用，共同探討不僅有利于培訓教師深入理解微型化學實驗的價值，也可以幫助培訓講師了解微型化學實驗在中學的開展情況。

4.2 轉(zhuǎn)變宣傳方式，加大宣傳力度

微型化學實驗在中學開展效果不佳，很大程度上是由于老師、學生對這一新型實驗方式的認識不足，沒有深入的了解到微型化學實驗的突出優(yōu)勢，以至于認為微型化學實驗可有可無，對學生的學習沒有影響。因此，轉(zhuǎn)變宣傳方式，加大宣傳力度勢在必行；要改變以往僅僅針對專業(yè)教師進行培訓與指導(dǎo)，而忽略對學生的直接溝通，寄希望于教師能將微型化學實驗應(yīng)用于課堂，但總是事與愿違。多數(shù)教師在實際教學中很少開展或直接沒有開展微型實驗課程，以至于絕大多數(shù)學生并不知道微型化學實驗這一概念。所以，可以從以下幾點提高宣傳力度：首先，對教師的指導(dǎo)與培訓必不可少，教師是課堂的組織者與引導(dǎo)著，轉(zhuǎn)變教師育人方式尤為重要；其次，在各大教育雜志開辟專題，對微型化學實驗的成果進行宣傳，引導(dǎo)相關(guān)教育工作者進行了解；最后，由中學推薦學生，于各大高校開辦化學主題周、興趣角、我為化學迷等為主題的化學活動，讓學生觀看或指導(dǎo)學生完成微型化學實驗，通過精彩有趣的化學現(xiàn)象，不僅

提高了學生的化學興趣，也可以向?qū)W生宣傳微型化學實驗概念，再由學生影響教師，促進教師教學觀念的轉(zhuǎn)變。

4.3 舉辦有關(guān)微型化學實驗設(shè)計大賽

可由各大高校或教育機關(guān)牽頭，在本地區(qū)開展有關(guān)微型化學實驗的競賽，附以相應(yīng)的獎勵，提高參賽者的積極性；比賽活動可分為教師組和學生組，按初賽、預(yù)賽、決賽等不同層次，最大程度的讓廣大師生都參與其中，形成一個良性競爭。不僅可以豐富學生的學習生活，也讓學生在活動中獲得知識，同時可在競賽的過程中讓師生們理解微型化學實驗的真正內(nèi)涵，達到宣傳于推廣的目的。