微型化學(xué)是在微型化的儀器裝置中進行的化學(xué)實驗,它以其小巧、裝置簡單、用藥量少、成本低、操作方便、現(xiàn)象明顯、污染少、節(jié)約能源和資源、安全可靠、便于攜帶,以其突出的教學(xué)效果和顯著的經(jīng)濟與環(huán)保效益越來越受到教學(xué)界的關(guān)注。
化學(xué)實驗微型化是化學(xué)實驗方法的重大變革。實驗儀器改小后,使許多化學(xué)實驗變得更加容易和方便,而且不受或少受時間、地域和空間的限制。這無疑使化學(xué)實驗十分容易走進實驗室,進入課堂(教室),進入家庭、進入社會、進入人們的日常生活。化學(xué)實驗微型化使學(xué)生隨時隨地都可以進行自己想做的科學(xué)實驗和探索,這是提高和增強學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)意識的有效途徑之一?;瘜W(xué)實驗的微型化,不單是試劑藥品用量由多變少,雖然這也是重要的,而更重要的是根據(jù)微型實驗的特點,對化學(xué)實驗進行一次再認(rèn)識。我們本著微型化學(xué)實驗創(chuàng)新與研究軟件并舉的方針,探索出了化學(xué)實驗節(jié)約資源能源,減少環(huán)境污染的有效途徑和模式,試驗出一批教學(xué)效果顯著的微型化學(xué)實驗,向水的電解和氫氧共鳴、反應(yīng)系數(shù)的確定、氧化反應(yīng)的速率、石油的催化等微型實驗。
微型實驗不僅本身的成本低(一般為常用儀器最小規(guī)格的40%~60%),以中學(xué)每班25套,每套常用規(guī)格儀器200~300元,每套微型儀器最多不超過120元,至少節(jié)約1200元,而且使用微型實驗進行實驗,耗藥量也大為減少。同時還減少污染及有害氣體的排放,甚至不少改進后的微型實驗,經(jīng)尾氣處理后,根本不向環(huán)境排放污染物,達(dá)到了凈化環(huán)境的目的,改善了師生的化學(xué)實驗環(huán)境,加深了學(xué)生對整個化學(xué)實驗的印象。儀器改小后,實驗條件跟實驗現(xiàn)象之間的關(guān)系也發(fā)生了相應(yīng)的變化。隨著大量現(xiàn)象實驗、演示實驗微型化進入課堂讓學(xué)生自己動手操作以后,實劑濃度、溫度、速率、壓強、時限、可見度等一系列因素都將要進行系統(tǒng)的探索。
微型實驗儀器小巧,所需試劑用量少,反應(yīng)快速,安全,這就在很大程度上解除了教師的“后顧之憂”,使他們能把主要精力集中到實驗教學(xué)內(nèi)容的改革、實施和對學(xué)生的因材施教上。我校學(xué)生興趣盎然,普遍都做到認(rèn)真、細(xì)致地操作。可以說,教師的主動作用和學(xué)生的主體作用在微型實驗的教學(xué)中得到了很好的體現(xiàn)。例如,我校2006級的學(xué)生在做了酸、堿、鹽的微型實驗后,自己以一支多用滴管和井穴板巧妙地完成了“檢驗雞蛋殼中有碳酸鹽”的微型實驗,生動地顯示了微型實驗在培養(yǎng)學(xué)生動手能力,啟發(fā)創(chuàng)新意識中的作用。
從環(huán)境污染方面來看,可節(jié)約90%~99%的化學(xué)藥品,相應(yīng)地也將化學(xué)實驗教學(xué)的化學(xué)污染排放量降低了90%~99%,在這樣的低排放下,就一般情況而言,多數(shù)教學(xué)實驗的廢物排放量都不會超標(biāo),若大面積推廣化學(xué)微型實驗,將有利于減少環(huán)境污染,減少治理費用,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對環(huán)境的要求。教師演示實驗或?qū)W生做實驗再也用不著擔(dān)心排放有害物的傷害。再從當(dāng)前國際國內(nèi)普遍要求節(jié)約能源資源,減少環(huán)境污染這一角度看,推廣微型實驗也是有利于人類健康,有利于資源可持續(xù)保護。
由此說明,大面積積極推廣化學(xué)微型實驗是當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的需要,是提高人類生存環(huán)境質(zhì)量的需要,是“綠色化學(xué)教育”的需要。
綜上所述,我認(rèn)為,化學(xué)實驗微型化在實驗教學(xué)中推廣很有必要。