無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課的教學(xué)創(chuàng)新

陜西學(xué)前師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院(710100) 趙大洲

1 前言

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是基于對(duì)元素及其化合物的組成、性質(zhì)以及反應(yīng)等方面的實(shí)驗(yàn)研究的一個(gè)分支學(xué)科，也是對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的應(yīng)用和拓展。組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)是無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重要內(nèi)容，它是教師在向?qū)W生傳授無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本的技能時(shí)不可缺少的教學(xué)手段。目前，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中所編寫的演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)，主要是為了驗(yàn)證無(wú)機(jī)化學(xué)的理論知識(shí)，幫助學(xué)生理解和鞏固所學(xué)知識(shí)。但是對(duì)發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力來(lái)說(shuō)，卻不能起到良好的促進(jìn)作用，而且無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生步入大學(xué)后接觸的第一門實(shí)驗(yàn)必修課，沒(méi)有相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣并不高。為了解決以上問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，很多高校開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)微課的教學(xué)，效果較好。但是，實(shí)驗(yàn)微課教學(xué)本身也存在著一些問(wèn)題，本文就無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課的教學(xué)創(chuàng)新進(jìn)行了的分析和研究。

2 改進(jìn)微課中的實(shí)驗(yàn)儀器

人們?cè)诶矛F(xiàn)有儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)，卻忽略了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器自身的漏洞或使用時(shí)帶給實(shí)驗(yàn)者的安全隱患。在常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往會(huì)不自覺(jué)地將實(shí)驗(yàn)經(jīng)典看作是權(quán)威，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器缺乏創(chuàng)新，這也是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在的弊病。科學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)該是在不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，而不是一味的安于現(xiàn)狀，回避實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題。其實(shí)，每一種實(shí)驗(yàn)食品所存在的弊端，無(wú)疑是為未來(lái)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn)指明了方向。

以酒精燈為例，有人奇思妙想設(shè)計(jì)出了 “安全酒精燈”，他用單孔橡膠塞將酒精燈的瓶口塞住，將一只內(nèi)部裝有燈芯的玻璃管插入橡膠塞中，并將其插到酒精燈的底部。通過(guò)簡(jiǎn)單的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，輕松的解決了酒精燈密封性不好的問(wèn)題，這樣的新型酒精燈就可以相互引燃，且可以用嘴吹滅了，甚至可以實(shí)現(xiàn)將酒精燈倒置進(jìn)行燃燒，不擔(dān)心酒精會(huì)灑出。把這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器創(chuàng)新的思路應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)微課的設(shè)計(jì)中，是非常行之有效的。未來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也從中深受啟發(fā)，傳統(tǒng)思維可以打破，不斷創(chuàng)新才會(huì)成功，只要我們開(kāi)拓思路，創(chuàng)新之路就會(huì)越走越遠(yuǎn)。

3 優(yōu)化微課中的實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)是無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心組成部分，但是，在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中，有很多實(shí)驗(yàn)裝置存在問(wèn)題。以環(huán)境污染為例，我們?cè)谶M(jìn)行無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不可避免的產(chǎn)生污染物，那么如何進(jìn)行無(wú)污染物的實(shí)驗(yàn)操作，這就必須要從改造實(shí)驗(yàn)裝置入手。教師注意引導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地解決問(wèn)題，主要考慮對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行創(chuàng)新性的改造。例如，可以控制反應(yīng)發(fā)生和停止的實(shí)驗(yàn)裝置，能防止倒吸的實(shí)驗(yàn)裝置，能吸收或收集有害尾氣的實(shí)驗(yàn)裝置等。如 “一氧化碳還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中為了避免對(duì)學(xué)生身體造成危害，一般會(huì)先組裝一氧化碳的發(fā)生裝置或用氣囊儲(chǔ)存好一氧化碳，接著連接還原氧化銅的硬質(zhì)玻璃管，最后連接尾氣處理裝置 (將有毒氣體回收或者轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì))，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置較為復(fù)雜，操作步驟繁瑣，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，并且存在一定的安全隱患。鑒于此類問(wèn)題，有人改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)裝置，首先提前制取1瓶一氧化碳?xì)怏w，并用橡膠塞密封。在微課教學(xué)中，取1根螺旋狀的銅絲，在酒精燈上燒至變黑，趁熱迅速地將其插入盛有一氧化碳的錐形瓶中，銅絲又變紅了，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置更加簡(jiǎn)單，且易操作，環(huán)保無(wú)污染。雖然傳統(tǒng)教材中的實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)十分成熟，具有一定的可靠性和固定性，但絕對(duì)不是最優(yōu)方案。只有在實(shí)驗(yàn)中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維，就一定能設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方法。

4 關(guān)注微課中的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題

當(dāng)教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)微課方案的時(shí)候，一定要善于發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，積極引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出問(wèn)題解決的方案，并鼓勵(lì)學(xué)生不斷嘗試，去解決這些問(wèn)題。在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橛行┗瘜W(xué)物質(zhì)本身具有特殊的性質(zhì)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難度增加，甚至存在一定的危險(xiǎn)性。教師為了保證學(xué)生安全，往往會(huì)選擇不做此類實(shí)驗(yàn)，僅僅教授學(xué)生正確使用的技巧。其實(shí)，此時(shí)正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維的絕佳時(shí)機(jī)，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，蘊(yùn)藏著大量的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等待著學(xué)生去思考，去解決。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生的創(chuàng)造性思維就會(huì)得到有效的培養(yǎng)。同時(shí)，學(xué)生可以據(jù)此來(lái)設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)裝置，這對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)微課有很強(qiáng)的啟發(fā)性。

在實(shí)驗(yàn) “稀釋濃硫酸”中，若實(shí)驗(yàn)者誤將水倒入濃硫酸中就會(huì)引起沸騰，導(dǎo)致液滴飛濺，十分危險(xiǎn)。為了解決這一問(wèn)題，在微課教學(xué)中，教師可以嘗試引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)保護(hù)裝置。例如，可以向培養(yǎng)皿中加入濃硫酸，再將一只內(nèi)壁緊貼濕潤(rùn)石蕊試紙的大漏斗倒扣在培養(yǎng)皿中，密封實(shí)驗(yàn)裝置，然后用滴管吸取少量水，通過(guò)漏斗管口滴入培養(yǎng)皿中，即使飛濺的液滴不是很多，但是漏斗內(nèi)壁試紙上留下了紅色的斑點(diǎn)，可以 “證明”液滴的飛濺。這個(gè)裝置不僅證明了錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作存在危險(xiǎn)，而且可以使學(xué)生安全的觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

5 設(shè)計(jì)創(chuàng)新型的演示實(shí)驗(yàn)

教師可以根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不同，設(shè)計(jì)一些趣味性強(qiáng)，現(xiàn)象生動(dòng)，能夠體現(xiàn)化學(xué)生活化的實(shí)驗(yàn)微課。不僅能豐富課堂資源，活躍課堂氣氛，還能有效提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。學(xué)習(xí) “乙酸”時(shí)，可以這樣設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：取1支圓底燒瓶，向其中加入飽和的碳酸氫鈉溶液，再倒入一定量的濃醋酸，立即塞上帶有長(zhǎng)尖嘴玻璃管的橡膠塞，學(xué)生會(huì)看到高達(dá)3m多的噴泉。通過(guò)該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，既驗(yàn)證了乙酸具有酸的通性，又證明了乙酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)富有趣味性且具有很強(qiáng)的啟發(fā)性，嘗試將物理知識(shí)融入到無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，就能設(shè)計(jì)出不一樣的趣味實(shí)驗(yàn)方案。

6 結(jié)論

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課的教學(xué)創(chuàng)新是一個(gè)涵蓋面比較廣的寬泛性課題，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的項(xiàng)目很多。隨著新課改的落實(shí)，高校愈發(fā)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，倡導(dǎo)教師轉(zhuǎn)變思想，提升自身素質(zhì)，提高微課實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)模式單一，教學(xué)內(nèi)容缺乏趣味性，導(dǎo)致教學(xué)效果欠佳。利用微課平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)貫穿到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，可以有效提高課堂教學(xué)的質(zhì)量，增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和解決問(wèn)題的能力。