微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新教育中的應(yīng)用

馬春紅 朱團(tuán)

摘要:21世紀(jì)是一個(gè)創(chuàng)新的世紀(jì),創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。在采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行化學(xué)教學(xué)中對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力有很大的作用,同時(shí)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)降低實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),減少環(huán)境污染有著非常重要的意義。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在創(chuàng)新教育過(guò)程中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的理念、提升學(xué)生的綜合能力和實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。

關(guān)鍵詞:微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)綠色化學(xué)理念

中圖分類(lèi)號(hào):O6-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0141-01

21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代,黨的十七大指出要適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需要,我們就要提高自主創(chuàng)新能力,建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家,而創(chuàng)建創(chuàng)新型國(guó)家,科技是關(guān)鍵,人才是核心,教育是基礎(chǔ),所以創(chuàng)新教育是我國(guó)21世紀(jì)教育事業(yè)所面臨的重大課題,而對(duì)于化學(xué)教育過(guò)程中化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的重要組成部分。尤其微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是近20年來(lái)興起的一種新的實(shí)驗(yàn)方法,既用最小的量,最小的裝置,獲得比較明顯清晰的反應(yīng)結(jié)果和化學(xué)信息。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在創(chuàng)新教育過(guò)程中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的理念、提升學(xué)生的綜合能力和實(shí)施素質(zhì)教育的有效途徑。

1 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代初,美國(guó)May和Pike等人在基礎(chǔ)有機(jī)實(shí)驗(yàn)中將主要試劑在mmol量級(jí)上進(jìn)行微型制備實(shí)驗(yàn)取得了成功,從而掀起了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用的浪潮,對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究也由此開(kāi)始。

在中國(guó)化學(xué)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家的關(guān)心和支持下,通過(guò)許多教師的不懈努力,我國(guó)的微型實(shí)驗(yàn)也有很大的發(fā)展。1989年底,周寧懷教授赴美回國(guó),介紹了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在美國(guó)教育中的應(yīng)用及研究情況?，F(xiàn)已有千余所大、中學(xué)校不同程度地采取了微型實(shí)驗(yàn)。

2 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)及優(yōu)勢(shì)

2.1 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在微型裝置中進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn),就是以盡可能少的化學(xué)試劑來(lái)獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù),其試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一至幾千分之一,但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、節(jié)時(shí)和環(huán)保等目的。

2.2 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

(1)試劑用量少,節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),減少實(shí)驗(yàn)教師實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備的工作量。(2)式樣裝置小型便攜,儀器構(gòu)思巧妙、功能多、易掌握,方便在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用。(3)反應(yīng)迅速,反應(yīng)現(xiàn)象明顯,縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間,在課堂教學(xué)過(guò)程中可以滿(mǎn)足在有限學(xué)時(shí)下能夠很好的完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。(4)采用試劑量少?gòu)亩鴾p少或消除實(shí)驗(yàn)“三廢”符合綠色化學(xué)的理念。

3 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新教育中的應(yīng)用

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教育中的應(yīng)用涉及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)思想、實(shí)驗(yàn)儀器研制、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)裝置和步驟的設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)各方面的研究。目前我們主要在以下幾方面進(jìn)行了應(yīng)用。

3.1 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在探究性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

常規(guī)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重限制了學(xué)生參與程度,致使學(xué)生在化學(xué)教學(xué)中的絕大部分實(shí)驗(yàn)只停留在觀看老師演示的程度,而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單,危險(xiǎn)性小,方便了學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng),有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和參與實(shí)驗(yàn)的探究活動(dòng)中去,因而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在探究性實(shí)驗(yàn)中有著廣泛的應(yīng)用。

3.2 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在演示性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)客服了常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器要求高、藥品用量大、安全性能差、效果不明顯、對(duì)環(huán)境污染較大等的缺點(diǎn),所以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)更適合運(yùn)應(yīng)用于化學(xué)教育中的演示實(shí)驗(yàn)中。

3.3 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在常規(guī)性課程中的應(yīng)用

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在常規(guī)性實(shí)驗(yàn)中有著廣泛的應(yīng)用,如:廢干電池的綜合利用實(shí)驗(yàn),由廢棄的鋅、錳干電池提取Mn(II)化合物及鋅粒。在這類(lèi)實(shí)驗(yàn)中,充分發(fā)揮學(xué)生的“個(gè)性”,多樣的設(shè)計(jì)方案及實(shí)施,均采用微型實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。

3.4 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在綠色環(huán)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

根據(jù)化學(xué)教學(xué)需要,應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇沒(méi)有污染而又安全的實(shí)驗(yàn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用盡可能少劑量,減少或消除了實(shí)驗(yàn)“三廢”,引導(dǎo)學(xué)生利用各種藥品包裝物,如用速效感冒膠囊包裝板做比色板完成系列比較反應(yīng)等。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在環(huán)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用也為化學(xué)教學(xué)過(guò)程中營(yíng)造了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

4 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新教育應(yīng)用中取得的成效

4.1 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生的觀察與操作能力

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)以試劑少裝置小,操作危險(xiǎn)性小,現(xiàn)象明顯,富有趣味性可以縮短學(xué)生心理上與化學(xué)之間的距離,從而能夠很好的激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,提高創(chuàng)新性思維能力。又由于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)快,對(duì)學(xué)生觀察能力要求很高,學(xué)生主動(dòng)集中注意力去觀察,經(jīng)過(guò)反復(fù)的磨練學(xué)生的觀察能力會(huì)大大提高。

4.2 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生樹(shù)立起牢固的綠色化學(xué)理念

應(yīng)用微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行化學(xué)教育是在實(shí)踐中對(duì)學(xué)生的環(huán)保理念最有利的教育。同時(shí)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)符合了“綠色化學(xué)”使用藥品的基本原則:A、不用危險(xiǎn)品；B、減少用量；C、循環(huán)使用；D、回收利用,這正是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的意義所在。

4.3 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于提高教學(xué)效果

由于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器與常規(guī)性實(shí)驗(yàn)相比更加簡(jiǎn)單實(shí)用,并且大大的降低了實(shí)驗(yàn)成本。微型實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單,危險(xiǎn)性小,為每個(gè)同學(xué)親手操作提供了很好的機(jī)會(huì),使每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行有效的探究,打破了常規(guī)實(shí)驗(yàn)“老師操作學(xué)生觀察”的局面,從而取得最有效的教學(xué)效果。

4.4 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)并非常規(guī)性實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單縮小,而是實(shí)驗(yàn)方法上的演變。在演變中學(xué)會(huì)如何運(yùn)用化學(xué)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的從新設(shè)計(jì)、改造,以滿(mǎn)足不同規(guī)格實(shí)驗(yàn)的需求。這是一個(gè)靈活的過(guò)程,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)充分的去激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,在成功和喜悅中提高創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

5 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中與常規(guī)實(shí)驗(yàn)結(jié)合

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)新教育中作為一種新事物還不完善,存在一定的局限性。例如,要發(fā)行與之相配套的教材等。因此,雖然具備很多優(yōu)越性,但也并不是可以代替一切,在教學(xué)過(guò)程中,要根據(jù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、現(xiàn)象以及事實(shí)依據(jù)來(lái)進(jìn)行選擇,很好的將微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與常規(guī)性教學(xué)相結(jié)合,才能更有利于學(xué)生學(xué)習(xí),教學(xué)效果也更加明顯。

6 結(jié)語(yǔ)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)理念下具備創(chuàng)新思維的一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),它在化學(xué)創(chuàng)新教育中有著很重要的地位。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不但節(jié)約藥品,節(jié)省時(shí)間,降低污染,而且能更好的讓學(xué)生從實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識(shí),提高了學(xué)生的興趣和創(chuàng)新思維,使學(xué)生主動(dòng)去探索實(shí)驗(yàn)改進(jìn)創(chuàng)新和設(shè)計(jì),也很好的符合了創(chuàng)新教育的理念。因此,利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),能啟迪創(chuàng)造思維,使學(xué)生逐漸形成一套有價(jià)值的創(chuàng)新思路和基本方法,相信這對(duì)我們的教育創(chuàng)新改革具有非常重要的意義,并且它是在化學(xué)教育中培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

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