孫麗麗

(江蘇省連云港市城頭高級(jí)中學(xué) 222000)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，最為重要的就是“微”，也就是選擇更加簡易的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中減少化學(xué)試劑，簡化實(shí)驗(yàn)流程的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方式.受實(shí)驗(yàn)中化學(xué)藥品和試劑使用量減少這一因素的影響，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所需的反應(yīng)時(shí)間也明顯減少，但卻能夠達(dá)到安全、準(zhǔn)確、操作簡便、綠色環(huán)保等目標(biāo).微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)于20世紀(jì)80年代起源于美國，并在逐步推廣，80年代末引入我國，并在高等院校的化學(xué)教學(xué)中開展教學(xué)實(shí)踐.自此以后，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式逐漸被認(rèn)可，技術(shù)逐漸成熟，并慢慢推動(dòng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革.所以，在教學(xué)中高中化學(xué)教師應(yīng)重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)教學(xué)改革的需求，積極優(yōu)化與推廣.

1 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

1.1 微小

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)提倡在實(shí)驗(yàn)中盡可能少的使用化學(xué)試劑和藥品，使用微小的儀器開展實(shí)驗(yàn)研究，以減少實(shí)驗(yàn)過程中的材料損耗，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本.比如，在合成實(shí)驗(yàn)操作中，使用容量為10mL的小燒瓶替代傳統(tǒng)儀器，可以有效節(jié)省超過80%的實(shí)驗(yàn)成本，也能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多自主參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì).另外，微小的實(shí)驗(yàn)儀器要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中細(xì)心、認(rèn)真，在不知不覺中培養(yǎng)學(xué)生的耐心、毅力，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度.

1.2 快捷

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作流程簡便，耗時(shí)較少，能夠有效提升實(shí)驗(yàn)效率.比如，與常規(guī)合成阿司匹林的實(shí)驗(yàn)方式相比，微型實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒃袑?shí)驗(yàn)所需的2小時(shí)縮短至1.5小時(shí).傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，只能完成紙層析一?xiàng)實(shí)驗(yàn)，而在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)紙層析、薄層層析兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，留給學(xué)生自主思考和鉆研的時(shí)間較多，能夠靜心觀察實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中的變化情況，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.

1.3 靈活

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的儀器設(shè)備較為靈活，相互之間能夠?qū)崿F(xiàn)巧妙的配合.比如，可以使用玻璃釘、小漏斗組合而成過濾裝置，使用醫(yī)用點(diǎn)滴管替代滴管，將小漏斗與燒瓶組合成簡易裝置以起到回流作用，使實(shí)驗(yàn)過程中加熱產(chǎn)生的溶劑揮發(fā)減少等.小巧輕便的實(shí)驗(yàn)儀器不但能夠激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情，更能夠集中注意力專心實(shí)驗(yàn).并且儀器之間的分配與組合，還鼓勵(lì)學(xué)生積極想象，大膽創(chuàng)造，開展具有創(chuàng)新性的嘗試，這樣可以使學(xué)生的發(fā)散思維得到鍛煉，并且在實(shí)踐中提升動(dòng)手能力.

2 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

2.1 節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本

所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是采用微劑量的試劑盒微型實(shí)驗(yàn)儀器開展的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這樣能夠減少購置化學(xué)試劑的支出，且微型儀器價(jià)格相對(duì)低廉，能夠有效緩解化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的經(jīng)費(fèi)壓力.

2.2 提升實(shí)驗(yàn)效率

由于微型實(shí)驗(yàn)過程中所需的化學(xué)藥品和試劑用量較少，所以能夠明顯縮短實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效率.這樣，就可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中適當(dāng)?shù)卦黾訉?shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生獲得更加豐富的體驗(yàn)，收獲更多的知識(shí).

2.3 增強(qiáng)環(huán)保效果

化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要對(duì)物質(zhì)成分進(jìn)行反應(yīng)、置換等，其中必不可少的會(huì)產(chǎn)生一些有害的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染具有一定負(fù)面影響.而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膽?yīng)用在減少化學(xué)試劑用量的同時(shí)，也能夠有效減少廢棄物的生成.對(duì)于綠色化學(xué)的發(fā)展和推廣具有重要意義.

2.4 提升學(xué)生實(shí)踐能力

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器微小、操作簡便，實(shí)驗(yàn)過程中化學(xué)反應(yīng)快，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的精細(xì)度提出更高的要求.只有學(xué)生懷有認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度才能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，所以高中生做好實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，在實(shí)驗(yàn)過程中精準(zhǔn)操作，認(rèn)真觀察十分必要，對(duì)于提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力至關(guān)重要.

3 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用路徑

3.1 鼓勵(lì)創(chuàng)新，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果

在實(shí)踐操作中驗(yàn)證猜想是開展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的.所以在教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)充分打破傳統(tǒng)教學(xué)理念和課堂模式對(duì)學(xué)生的約束，為學(xué)生提供親手操作、親眼觀察、靜心思考的機(jī)會(huì)，在開展實(shí)驗(yàn)操作的過程中，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、組裝實(shí)驗(yàn)裝置、開展實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)反應(yīng)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生能夠更加深刻地認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生正確的科研態(tài)度具有重要意義.在高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢詾閷W(xué)生提供更多自主參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，并且更具安全性.在教學(xué)中結(jié)合教材內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能夠鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，促進(jìn)培養(yǎng)高中生思維創(chuàng)新.在此過程中，學(xué)生更能夠發(fā)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的奧秘，通過動(dòng)手實(shí)踐證明化學(xué)理論，在探究中培養(yǎng)興趣，獲得成就感，可以促使高中生在實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格要求自己，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.

例如，在乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)伊始，需要做好準(zhǔn)備裝置準(zhǔn)備，即由兩支試管相連的導(dǎo)管、酒精燈、鐵架臺(tái)組成.實(shí)驗(yàn)中，將乙醇、濃硫酸混合物放置于其中一支試管中，再將放入乙酸.點(diǎn)燃酒精燈加熱試劑，并使用連接裝置向另一支裝有飽和碳酸鈉的試管中導(dǎo)入生成的蒸汽，再次加熱后振蕩試管，分層.通常，這種實(shí)驗(yàn)操作較為枯燥，難以激發(fā)學(xué)生的興趣.所以，為有效提升實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效率，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，比如將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置改成W型裝置，簡化操作程序，節(jié)省操作和試劑反應(yīng)時(shí)間，提升實(shí)驗(yàn)效率.由此可見，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展是鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，培養(yǎng)發(fā)散思維的良好方式，并有助于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果.

3.2 滲透問題，深化實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵

微型實(shí)驗(yàn)要求在實(shí)驗(yàn)過程中全面把握實(shí)驗(yàn)的目的、步驟、內(nèi)容、現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只有這樣，才能深入地理解化學(xué)知識(shí)和原理，達(dá)到滿意的教學(xué)效果.然而，教學(xué)問題的設(shè)置是引導(dǎo)學(xué)生思考，推動(dòng)學(xué)生掌握知識(shí)重點(diǎn)，突破知識(shí)難點(diǎn)的重要線索，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也應(yīng)充分重視起來.所以，在微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展中，教師可以結(jié)合教學(xué)目標(biāo)滲透化學(xué)問題，鼓勵(lì)學(xué)生帶著疑問自主探究，在實(shí)驗(yàn)過程中能夠認(rèn)真觀察、仔細(xì)分析、嚴(yán)密思考，嚴(yán)格把握試劑的用量，明確實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法，熟練掌握實(shí)驗(yàn)流程，使實(shí)驗(yàn)過程變成實(shí)驗(yàn)問題的求解過程.

比如，在關(guān)于采用沉淀法去除粗鹽中雜質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)中，教師可以根據(jù)教材的內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)前提出問題：實(shí)驗(yàn)中為什么使用蒸餾水溶解粗鹽？怎樣確定使用蒸餾水的量？在實(shí)驗(yàn)操作中，需要應(yīng)用到哪些化學(xué)方法？怎樣用化學(xué)語言解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？這些問題的設(shè)置貫穿于實(shí)驗(yàn)操作的始終，學(xué)生帶著這些疑問認(rèn)真操作、觀察和分析，能夠循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生深入思考，加深學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的了解，掌握課堂教學(xué)的重要知識(shí)內(nèi)容.同時(shí)，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所具有的應(yīng)用價(jià)值也被充分地顯示出來，能夠促使學(xué)生提升對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的重視程度.

3.3 巧用實(shí)驗(yàn)儀器，提升實(shí)驗(yàn)效率

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)重視簡約裝置和減量試劑，所以教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容合理選擇實(shí)驗(yàn)儀器，以達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果.

比如，在開展物質(zhì)的制取與性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)中，可以使用塑料滴管進(jìn)行操作.W型玻璃管與微型塑料滴管的配合使用能夠更加快速地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)制取的目的，并且具有重要的環(huán)保價(jià)值.比如，在二氧化硫、氧氣、氯氣、氫氣等的制取中都十分適用.例如在氧化銅的還原實(shí)驗(yàn)中，可以適用微型塑料滴管和W型玻璃管將氫氣的制取和性質(zhì)進(jìn)行整合實(shí)驗(yàn)，將裝有稀鹽酸的微型塑料滴管與W型玻璃管組合連通成為簡易實(shí)驗(yàn)裝置，W型玻璃管內(nèi)側(cè)凹點(diǎn)位置放置Zn，外側(cè)凹點(diǎn)部位放置氧化銅，并使用微型酒精燈在下方加熱.在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)提醒學(xué)生細(xì)心操作，注意安全，酒精燈加熱前先通入氫氣，將實(shí)驗(yàn)裝置中的空氣排除，以免實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)爆炸情況.

另外，注射器管壁有刻度，且具有良好密閉性，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有許多需要借助注射器進(jìn)行，所以，值得在教學(xué)中充分利用起來.在教學(xué)中，教師應(yīng)先結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn).比如，在濃氨水和濃鹽酸的化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生將制作好的棉花團(tuán)放置在玻璃管中，并使用注射器向棉花中注射濃鹽酸、濃氨水，發(fā)現(xiàn)白煙生成后，依據(jù)白煙的位置推測(cè)HCl、NH3分子運(yùn)動(dòng)速率.不但能夠通過實(shí)驗(yàn)獲得教材中說明的實(shí)驗(yàn)效果，還可以觀察到實(shí)驗(yàn)中的趣味現(xiàn)象，使課堂教學(xué)更具趣味性，吸引學(xué)生積極觀察，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，能夠自主學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí).

3.4 廢物利用，響應(yīng)環(huán)保化學(xué)理念

減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的浪費(fèi)，節(jié)約化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)成本是微型實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要目的，使用生活中的廢舊物品開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)提倡的方式.基于此，教師應(yīng)在化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生收集并利用身邊的廢舊物品，利用生活中常見的容器、材料等替代常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，以減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的儀器損耗，減少不必要的實(shí)驗(yàn)支出.比如，使用滴眼液瓶代替滴瓶、使用帶有刻度的廢舊玻璃奶瓶代替燒杯、使用點(diǎn)滴管替代滴管等.這樣能夠縮減準(zhǔn)備化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材所需的成本和時(shí)間，并且可以保證化學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展.這要求高中化學(xué)教師能夠善于發(fā)現(xiàn)生活中的廢舊物品，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到微型實(shí)驗(yàn)之中，分析利用廢物的化學(xué)實(shí)驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的差別，以免所使用的器材難以滿足化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求.同時(shí)，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自主收集廢舊物品、制作實(shí)驗(yàn)器材，挖掘?qū)W生的想象力和創(chuàng)造力.對(duì)于學(xué)生而言，收集和制作實(shí)驗(yàn)器材的過程其實(shí)就是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)材料深入了解的過程，不但能夠鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，還能夠更加系統(tǒng)、全面地理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵.

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要組成部分，隨著課程改革的推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)的作用受到廣泛關(guān)注.但是，傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)相對(duì)刻板，且實(shí)驗(yàn)消耗較大，微型實(shí)驗(yàn)的引入突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的限制，采用簡便的化學(xué)儀器，少量的化學(xué)試劑，能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性和安全性的目的.對(duì)此，高中化學(xué)教師應(yīng)優(yōu)化微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)，結(jié)合生活實(shí)際，靈活引導(dǎo)學(xué)生開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn).