中學(xué)化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的必要性

華卉 蘇瓊

中學(xué)化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的必要性

華卉 蘇瓊

隨著化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與發(fā)展，微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，在化學(xué)教育界受到了極大的關(guān)注，本文首先介紹了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念和地位，其次通過(guò)具體的案例來(lái)闡述微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和應(yīng)用。

中學(xué)化學(xué)；微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

一、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

所謂微型化學(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)方法與技術(shù)。盡管其化學(xué)藥品的用量為常規(guī)用量的幾十分之一甚至是幾千分之一，但其實(shí)施效果能夠達(dá)到常規(guī)實(shí)驗(yàn)的要求，并且具備安全、便捷以及減少污染的優(yōu)點(diǎn)。

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中扮演著非常重要的角色，而實(shí)驗(yàn)的微型化更是受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革極大的青睞。由于目前中小學(xué)的課時(shí)量、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品數(shù)量的限制，使得教材中的很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生無(wú)法親自動(dòng)手完成，只能由教師來(lái)做演示實(shí)驗(yàn)，極大地影響了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力。而微型實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)則可以改善上述的癥狀。尤其是新課改之后，教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容的變化，給實(shí)驗(yàn)教師帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)性。倘若課堂上依然完全采取教師講、學(xué)生聽(tīng)的方式，便無(wú)法提高教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)停滯不前。尤其是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，不能自己動(dòng)手操作，就會(huì)永遠(yuǎn)走一條既成的老路，無(wú)法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。而且常規(guī)的實(shí)驗(yàn)會(huì)需要更多的藥品和儀器，同時(shí)造成環(huán)境的污染。因此，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中逐步實(shí)施微型實(shí)驗(yàn)，節(jié)約資源，提高學(xué)生的創(chuàng)造力是相當(dāng)有必要的。

二、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特色和實(shí)施的必要性

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器具有不易破碎、小巧便攜、使用方便等特點(diǎn)，使得無(wú)論是學(xué)校還是個(gè)人都有能力去創(chuàng)建自己的“微型實(shí)驗(yàn)室”，這就為化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的改革提供了方便與可能。

實(shí)踐證明，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的實(shí)施概括來(lái)說(shuō)主要有以下特點(diǎn)：過(guò)去的課堂實(shí)驗(yàn)基本上被演示實(shí)驗(yàn)所占據(jù)，學(xué)生們處在一種“被動(dòng)接受”知識(shí)的狀態(tài)中，而微型實(shí)驗(yàn)使得大多數(shù)學(xué)生都有機(jī)會(huì)自己動(dòng)手參與，使得啟發(fā)式的教學(xué)方法能夠得以實(shí)現(xiàn)；微型化實(shí)驗(yàn)具有安全性和節(jié)約性的特點(diǎn)，教師可以放心地讓每一個(gè)學(xué)生獨(dú)自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的方式可以促進(jìn)學(xué)生理解和形成化學(xué)概念，幫助培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀(guān)察和動(dòng)手能力，同時(shí)，極大地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣的培養(yǎng)；方便了實(shí)驗(yàn)室分組實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)尤其是隨堂實(shí)驗(yàn)的展開(kāi)，培養(yǎng)了學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦、理論聯(lián)系實(shí)際和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，尤其是對(duì)于資源條件較差的農(nóng)村中學(xué)，微型實(shí)驗(yàn)的實(shí)施對(duì)其影響頗深；有利于減少?gòu)U氣、廢液以及固體廢品的排放，改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、降低空氣污染，減少對(duì)師生健康的損害。

具體來(lái)說(shuō)，微型實(shí)驗(yàn)可以：

（一）改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)創(chuàng)新

演示實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)中最直接、最便捷的一種的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，是探索新知識(shí)、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作和技能的最基本途徑。因此教師在做課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)課本的中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了合理的微型化改進(jìn)。如：做“木炭還原氧化銅”實(shí)驗(yàn)時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)象不明顯，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的現(xiàn)象，影響觀(guān)察和判斷，其中碳和氧化銅的質(zhì)量比需要控制在（9~13）：1的范圍內(nèi)，倘若比例過(guò)高，氧化銅不能完全反應(yīng)；比例太低，碳粉的量遮蓋了銅的顏色，現(xiàn)象不易觀(guān)察。

對(duì)于此實(shí)驗(yàn)，可以做如下改進(jìn)：為了減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可以在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前將碳粉和氧化銅粉末混合均勻，調(diào)成糊狀。取少許均勻涂抹在試管底部?jī)?nèi)壁上，待晾干后，進(jìn)行還原實(shí)驗(yàn)操作。因?yàn)榉磻?yīng)物的量非常少，所以加熱較短時(shí)間就能觀(guān)察到試管內(nèi)壁紫紅色銅鏡的出現(xiàn)。 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)節(jié)約藥品、現(xiàn)象明顯，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新的意識(shí)。

（二）設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、合作精神

設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生形成概念、鞏固知識(shí)、培養(yǎng)技能，更能訓(xùn)練其團(tuán)結(jié)、合作、互助的精神。 在實(shí)驗(yàn)課堂上，一個(gè)合理有效的分組實(shí)驗(yàn)，能幫助大家節(jié)約資源、節(jié)約時(shí)間。

如”二氧化碳?xì)怏w的制取“實(shí)驗(yàn)，教師可以將實(shí)驗(yàn)分為4個(gè)小組：

通過(guò)上述分組實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生可以找出二氧化碳?xì)怏w制取的最佳方案，并且能夠舉一反三，了解到其他制取方案的優(yōu)劣性。

（三）展開(kāi)家庭興趣小實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)課中的教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，畢竟時(shí)間、儀器、藥品選擇有限，不能夠讓每一個(gè)學(xué)生的興趣和個(gè)性得以激發(fā)，課堂中的實(shí)驗(yàn)更多的是訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)思維。此時(shí)，家庭興趣小實(shí)驗(yàn)便可以提供廣闊的空間，學(xué)生可以依照自己的興趣愛(ài)好，進(jìn)行獨(dú)立的微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。首先，提出方案設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱資料、選擇藥品和儀器，現(xiàn)象觀(guān)察與記錄，結(jié)果的交流分析等。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，都是由學(xué)生來(lái)主導(dǎo)的，體現(xiàn)了自己的主觀(guān)能動(dòng)性。

如“紙杯燒水”實(shí)驗(yàn)——水的沸點(diǎn)是100℃，加熱沸騰后只吸熱，溫度不再升高，而紙的著火點(diǎn)在150℃以上，所以水可以燒開(kāi)，紙卻沒(méi)事，這樣的實(shí)驗(yàn)材料選擇非常簡(jiǎn)單，容易操作。又如”變胖的雞蛋“——醋酸和雞蛋殼的反應(yīng)，雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，醋酸的主要成分是酸，所用物品在生活中隨處可見(jiàn)，獲取容易，生動(dòng)有趣，現(xiàn)象明顯易觀(guān)察。反應(yīng)原理是：蛋殼消失是因?yàn)榕c醋酸發(fā)生了反應(yīng)，被溶解，從雞蛋中冒出來(lái)的氣泡，則是反應(yīng)生成的二氧化碳。

以上微型實(shí)驗(yàn)，不論是課堂演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)以及家庭小實(shí)驗(yàn)，都具有操作簡(jiǎn)單、藥品用量較少，現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)?？傊?，微型實(shí)驗(yàn)不僅可以解決藥品及實(shí)驗(yàn)儀器的短缺問(wèn)題，同時(shí)可以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和實(shí)踐動(dòng)手能力，自覺(jué)把節(jié)約意識(shí)和環(huán)保意識(shí)融入到今后每一個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。

[1]金宏.探討實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（13）.

[2]安靜，汪露.微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的多元化探討[J]高等函授學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2006(4).

(作者單位：西北民族大學(xué)）

華卉，西北民族大學(xué)2012級(jí)碩士研究生；蘇瓊，西北民族大學(xué)教授。