在高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證化學(xué)理論，幫助學(xué)生理解與鞏固化學(xué)基礎(chǔ)知識，是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要的組成部分。隨著我國教育改革的不斷推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也迎來了新的變革。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅能夠節(jié)省成本、縮減學(xué)時(shí)，還為學(xué)生增加實(shí)踐操作的機(jī)會，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?；诖?，本文以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)為研究對象，分析了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略。

以新課標(biāo)的要求為導(dǎo)向，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的占比逐漸提高。但是一些學(xué)校由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、化學(xué)試劑等數(shù)量和種類存在限制，導(dǎo)致化學(xué)實(shí)驗(yàn)由教師進(jìn)行演示，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會較少，限制了學(xué)生探究能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展。在課堂教學(xué)中引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能補(bǔ)齊傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的短板。

一、在高中化學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的可行性

（一）基本內(nèi)涵

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的新型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑侵敢员M可能少的化學(xué)試劑獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。與常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，雖然化學(xué)試劑量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但實(shí)驗(yàn)效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。也正是由于化學(xué)試劑用量極低，降低了廢氣與廢液的排放，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想。總之，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征表現(xiàn)在：一是化學(xué)試劑微量化、二是儀器裝置微型化。

（二）主要優(yōu)勢

第一，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高課堂教學(xué)效率。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有操作簡易、反應(yīng)迅速和化學(xué)試劑使用量少的特點(diǎn)，學(xué)生可以通過多次嘗試實(shí)驗(yàn)操作，深入理解化學(xué)原理，從不同角度內(nèi)化所學(xué)知識。由此，在課堂教學(xué)中開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠轉(zhuǎn)變由教師單向輸出知識的傳統(tǒng)教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

第二，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以應(yīng)用于探究式教學(xué)活動(dòng)。教師在講解理論知識的同時(shí)，讓學(xué)生進(jìn)行微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，給他們提供更多親身操作的機(jī)會，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力與觀察能力。此外，教師可以將學(xué)生分組進(jìn)行微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)和家庭化學(xué)小實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的遷移運(yùn)用能力，避免出現(xiàn)“教師一人做、學(xué)生一起看”的傳統(tǒng)教學(xué)形式，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式向探究式學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

第三，有利于引導(dǎo)學(xué)生形成節(jié)約意識與環(huán)保意識。然而，一些學(xué)校受客觀條件限制，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法正常進(jìn)行，而利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，尋求實(shí)驗(yàn)設(shè)備和化學(xué)試劑的替代品，一方面解決了難以開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的問題，另一方面激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力，使其形成節(jié)約意識。此外，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短且化學(xué)試劑用量少，對比常規(guī)實(shí)驗(yàn)降低了廢棄物的排放，減少了環(huán)境的污染，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識。

二、高中化學(xué)課堂教學(xué)中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用策略

（一）借助微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境

問題情境是指教師有目的地創(chuàng)設(shè)用于引導(dǎo)學(xué)生思考、探索和解決問題的場景，能夠使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而提高教學(xué)效率。教師借助微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)所創(chuàng)設(shè)的問題情境，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為開展后續(xù)教學(xué)活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

例如，在高中化學(xué)“氨的性質(zhì)”的教學(xué)中，教師首先做了一個(gè)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)：用滴管取無色酚酞溶液，滴于事先使用濾紙制作的“花瓣”上，將一滴濃氨水滴入塑料杯的杯底，將其倒扣于試紙“花瓣”上。學(xué)生觀察到白色的花瓣變成了粉紅色。其次，教師在另一個(gè)塑料杯的杯底滴加一滴濃鹽酸，將其倒扣在“粉紅色花瓣”上。學(xué)生發(fā)現(xiàn)“花瓣”再次變?yōu)榘咨?，同時(shí)杯口冒出大量的白煙。最后，教師提出的探究性問題：“白色花瓣為什么變成粉紅色花瓣后，又變?yōu)榘咨ò辏俊币l(fā)學(xué)生思考。上述教學(xué)案例涉及的知識是：濃氨水和濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)會生成白煙。教師利用簡單的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，將實(shí)驗(yàn)的趣味性和知識性有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生濃厚的探究興趣。

（二）結(jié)合生活現(xiàn)象構(gòu)建微型實(shí)驗(yàn)

化學(xué)與生活之間的關(guān)系是密不可分的，日常生活中蘊(yùn)藏著許多奇妙的化學(xué)反應(yīng)。教師可以使用生活中的素材構(gòu)建微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以豐富教學(xué)內(nèi)容，也可以讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)科的實(shí)用性，并從現(xiàn)實(shí)角度深入理解知識內(nèi)涵。

例如，在高中化學(xué)“防治二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染”專題教學(xué)中，教師將酸雨作為微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)對象，通過演示在粉塵催化條件下二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸等化學(xué)反應(yīng)過程，幫助學(xué)生直觀了解酸雨的形成過程。教師還為學(xué)生展示了處理含有二氧化硫廢氣的微型實(shí)驗(yàn)：選取微量的石灰乳與二氧化硫，放置在微型實(shí)驗(yàn)儀器中進(jìn)行反應(yīng)。通過觀察化學(xué)現(xiàn)象，從中得出“Ca（OH）2+SO2=CaSO3+H2O”的結(jié)論，同時(shí)了解到一些生活常識，增進(jìn)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的理解。

（三）結(jié)合學(xué)生的知識經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)微型實(shí)驗(yàn)

微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)就是所用材料簡單。因此，在開始授課之前，教師可以讓學(xué)生自主制作或?qū)ふ覍?shí)驗(yàn)工具和材料。（1）讓學(xué)生利用生活經(jīng)驗(yàn)和已掌握的化學(xué)知識，制作微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)工具，如使用玻璃容器制作微型酒精燈、使用塑料瓶制作量杯與試管等。（2）鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中尋找實(shí)驗(yàn)材料，如食醋、食鹽、小蘇打等。（3）讓學(xué)生以小組為單位，開發(fā)具有趣味性的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如“無字天書”“可燃冰”等。學(xué)生通過小組合作制作微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)工具，并參與化學(xué)材料的準(zhǔn)備過程，鍛煉了動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等，以此達(dá)到學(xué)以致用的效果。

（四）利用微型實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的環(huán)保意識

在化學(xué)教學(xué)中開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠減少實(shí)驗(yàn)過程中的資源浪費(fèi)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本與化學(xué)試劑的使用量。如，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生使用一些廢舊物品進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，或者利用日常生活常見的材料與容器，代替常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的儀器裝置，提高學(xué)生的環(huán)保意識。

例如，在高中化學(xué)“銅與硝酸的反應(yīng)”微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師將常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備替換成注射器，減少了濃硝酸與銅的用量，而封口處使用的材料是眼藥水瓶的瓶塞。注射器內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)且有紅棕色氣體生成，將瓶塞取下并吸入一毫升清水后重新封口，繼續(xù)觀察鹽酸稀釋后與銅片的反應(yīng)，然后用注射器吸入微量空氣觀察內(nèi)部反應(yīng)。教師在實(shí)驗(yàn)最后的階段取下瓶塞，將注射器中混合物推入到氫氧化鈉溶液中，以達(dá)到除去二氧化氮與一氧化氮的目的。在實(shí)驗(yàn)中未曾泄漏產(chǎn)生的氮氧化物，體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”的理念。學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識到試劑減量仍可以進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，生活中的常見物品也可以作為實(shí)驗(yàn)器材，通過科學(xué)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作可以獲得精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。一方面相比常規(guī)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生廢棄物大幅減少，另一方面使學(xué)生感受到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，增強(qiáng)了學(xué)生保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的意識。

三、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例——以“二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)”專題復(fù)習(xí)為例

（一）確定復(fù)習(xí)內(nèi)容，籌備微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教師在編排復(fù)習(xí)課程時(shí)，不一定要按照教材順序進(jìn)行，可以從簡化實(shí)驗(yàn)裝置的視角開展歸類復(fù)習(xí)。例如，在制取裝置內(nèi)進(jìn)行“液+液=氣”與“固+液=氣”的制備實(shí)驗(yàn)，讓氣體順導(dǎo)管流入曲管后檢驗(yàn)氣體的性質(zhì)，教師通過此實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識點(diǎn)。

（二）利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生復(fù)習(xí)

在高中化學(xué)“二氧化硫的性質(zhì)”的復(fù)習(xí)專題中，教師將微量的亞硫酸鈉固體放入青霉素瓶中、用一次性注射器吸入約80%的硫酸，實(shí)驗(yàn)裝置曲管內(nèi)按順序分別加入石蕊試劑、品紅溶液、溴水、高錳酸鉀溶液以及硫化氫溶液，裝置尾部位置由充分浸泡氫氧化鈉溶液的棉球封閉，通過在青霉素瓶中注入注射器中的硫酸，使其和亞硫酸鈉充分反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫。學(xué)生利用所學(xué)知識，結(jié)合對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，總結(jié)各曲管內(nèi)化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象和化學(xué)原理。教師通過開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識點(diǎn)，使其建立完整的知識體系。

在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)重視學(xué)生的主體地位，在做完演示實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生親手操作、自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中復(fù)習(xí)所學(xué)知識，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力，讓學(xué)生在活學(xué)活用知識的過程中，提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

在本次實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的物質(zhì)并未發(fā)生泄漏。教師在引導(dǎo)學(xué)生對專題進(jìn)行復(fù)習(xí)時(shí)，向?qū)W生傳輸“綠色化學(xué)”的理念，讓學(xué)生認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)試劑減量也能夠完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并且學(xué)會將一些生活中的簡易物品當(dāng)作化學(xué)器材。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)明確只有操作規(guī)范才能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，減少廢棄物產(chǎn)生，在保證安全的前提下完成實(shí)驗(yàn)，并掌握本專題的相關(guān)知識，讓學(xué)生意識到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在復(fù)習(xí)中的優(yōu)勢和價(jià)值。學(xué)生通過在課后觀看教師錄制的實(shí)驗(yàn)視頻，可以對本課的疑難點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，鞏固實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)和知識要點(diǎn)，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效果。

（三）借助微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置開展歸類復(fù)習(xí)

學(xué)生對各曲管內(nèi)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和化學(xué)原理進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)不同的曲管內(nèi)溶液均出現(xiàn)褪色現(xiàn)象。為了進(jìn)一步研究其涉及的化學(xué)原理是否相同，學(xué)生將二氧化硫和氯氣結(jié)合對比分析各自的漂白性，對不同化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)機(jī)理作出總結(jié)。

該案例中使用的實(shí)驗(yàn)裝置滿足檢驗(yàn)硫化氫與二氧化硫等氣體的化學(xué)性質(zhì)，教師將不同的授課內(nèi)容放在同一專題復(fù)習(xí)中，使學(xué)生通過復(fù)習(xí)學(xué)會舉一反三，高效記憶知識點(diǎn)，并形成清晰的知識框架，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提高。

四、高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

（一）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具備實(shí)效性

隨著新課程改革的進(jìn)一步深入，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的推廣和使用范圍也在不斷擴(kuò)大，其在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。但是一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯，教師應(yīng)該思考如何使微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀清晰。此外，制備物質(zhì)產(chǎn)率相對較低的問題，一般是由于儀器黏附，導(dǎo)致原料損耗超過原料用量，這一點(diǎn)也需要教師格外注意實(shí)驗(yàn)技巧。因此，教師應(yīng)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，注重實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)態(tài)度，以此提高微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。

（二）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)要突出教育功能

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)相對一些常規(guī)實(shí)驗(yàn)具有一定的優(yōu)勢，因此受到教師的青睞。在新課程改革背景下，教師在利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)應(yīng)重視以下三個(gè)方面：第一，基于可持續(xù)性發(fā)展視角，注重培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。第二，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，注重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)新方法。第三，在提高學(xué)生實(shí)踐操作能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

化學(xué)教師應(yīng)認(rèn)識到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)絕非簡易微縮的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，也不是對常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，而是在綠色化學(xué)思想的指導(dǎo)下，通過運(yùn)用防范化學(xué)污染的新技術(shù)，革新常規(guī)實(shí)驗(yàn)的必然結(jié)果，旨在培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約品質(zhì)和環(huán)保意識。

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器存在差異，因此在開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師不僅要注意實(shí)驗(yàn)條件，也要觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，對于問題部分及時(shí)引導(dǎo)改正，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)操能力。教師將常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可以充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)語

綜上所述，化學(xué)教師應(yīng)以教材為切入點(diǎn)，結(jié)合單元、課時(shí)主題開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，一方面引導(dǎo)學(xué)生深入探究知識內(nèi)涵，另一方面讓學(xué)生從被動(dòng)地學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)地探究。教師科學(xué)運(yùn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)新問題與新知識的同時(shí)，獲得更多的新技能和新方法，進(jìn)而鍛煉高中學(xué)生的綜合能力，為提高他們的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)創(chuàng)造條件。

注：本文系南平市“十四五”中小學(xué)學(xué)科骨干教師培養(yǎng)對象教育科研課題“基于核心素養(yǎng)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)實(shí)踐研究”（課題號：zxhxgg2023018）階段性研究成果。

（劉" 蕓）