基于微型化實驗的化學(xué)教學(xué)策略探究

姬建俊

摘 要：微型化實驗引入化學(xué)教學(xué)具有重要意義。微型化實驗具有節(jié)約資源、環(huán)保、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，學(xué)生通過微型化實驗可以提升自主學(xué)習(xí)的效率，提高實驗探究的效果。文章闡述了微型化實驗的優(yōu)勢和具體應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：自主學(xué)習(xí)模式;初中化學(xué);微型化實驗;教學(xué)策略

中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2019）07-0093-01

近年來，化學(xué)學(xué)科的自主創(chuàng)新教育研究趨勢發(fā)展迅速，被視為一項重要的教學(xué)科研活動，并在教學(xué)模式、化學(xué)實驗等方面進(jìn)行了深入研究。許多具有影響力的中學(xué)化學(xué)教學(xué)類期刊，都專門開設(shè)了實驗改進(jìn)或自主創(chuàng)新設(shè)計等欄目，為化學(xué)的實驗教學(xué)提供了重要的參考。本文對基于自主學(xué)習(xí)模式的化學(xué)實驗教學(xué)策略進(jìn)行研究。

一、基于自主學(xué)習(xí)模式的微型化實驗的優(yōu)勢

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗是化學(xué)的核心，在化學(xué)教學(xué)中也有重要的地位。相對于傳統(tǒng)實驗，微型化實驗的開展給中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)帶來了新的生機(jī)。傳統(tǒng)實驗由于實驗儀器設(shè)備、實驗藥品、實驗場所等限制導(dǎo)致學(xué)生不能親自動手完成實驗，微型化實驗的出現(xiàn)極大地改善了上述問題。微型化實驗是以盡量少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗方法與技術(shù)，即化學(xué)試劑用量一般只是常規(guī)實驗用量的幾十分之一甚至幾千分之一，但是微型化實驗的效果不僅準(zhǔn)確、明顯，還安全、綠色環(huán)保。微型化學(xué)實驗儀器具有小巧便攜、不易打碎、操作方便等特點(diǎn)，許多中學(xué)和高校都逐漸把微型化實驗運(yùn)用到課堂實踐當(dāng)中，甚至創(chuàng)建專門的“微型實驗室”，這就為中學(xué)化學(xué)實驗的改革創(chuàng)新提供了有利的途徑。中學(xué)化學(xué)實驗的微型化可以使學(xué)生的自主創(chuàng)新意識、環(huán)保意識、安全意識、資源意識都得到提高。

二、加強(qiáng)微型化實驗的應(yīng)用，提升環(huán)保意識

傳統(tǒng)的化學(xué)實驗操作過程中，藥品試劑用量大，給環(huán)境帶來了不少負(fù)面的影響。為了減少環(huán)境的污染和節(jié)約化學(xué)藥品，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識和資源意識，一個理想的方法就是開展微型化實驗。微型化實驗操作過程中，使用的藥品劑量很少，這就使得化學(xué)實驗的排污量極大地減少，回收處理也比較容易，這樣能大大減少對環(huán)境的污染。更重要的是，學(xué)生通過操作微型化實驗提升了資源意識和環(huán)保意識。

中學(xué)化學(xué)實驗的比重較大，其中一半以上的實驗具有不同程度的毒性。一般學(xué)校實驗室對于實驗后有毒的廢液體處理是將廢液倒進(jìn)指定容器，統(tǒng)一回收處理，對于一些危害性大的、有腐蝕性的實驗廢料進(jìn)行填埋。對于某些不好回收的有毒氣體，大多數(shù)學(xué)校實驗室配備通風(fēng)罩，把有毒氣體抽到教室外。如果采用微型化實驗，就可以把污染物的毒性降到最低程度，從而保證師生的身體健康。

三、通過微型化實驗引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題

下面介紹一個微型化實驗的具體操作過程，該實驗強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主參與觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象并解決問題。教師依據(jù)自主探究式實驗教學(xué)模式設(shè)計了以下6個教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)金屬鈉與水的反應(yīng)，掌握相應(yīng)的化學(xué)原理。

（1）創(chuàng)設(shè)情境。播放一則新聞視頻：用水撲火，火勢卻變大。用水滅火導(dǎo)致火勢更大，旨在引起學(xué)生的思考，激發(fā)求知欲。（2）明確問題。進(jìn)行設(shè)疑和追問：為什么越用水滅火，火勢卻越大？鈉與水反應(yīng)生成了什么物質(zhì)？讓學(xué)生結(jié)合元素組成以及燃燒的條件進(jìn)行假設(shè)。（3）提出假說。引導(dǎo)學(xué)生說出他們的假設(shè)。假設(shè)一：鈉與水反應(yīng)生成氫氣與氫氧化鈉，氫氣是可燃物，會使火勢變大;假設(shè)二：鈉與水反應(yīng)生成氧氣與氫氧化鈉，氧氣是助燃物，會使火勢變大。（4）驗證假說。針對學(xué)生的猜想，教師讓學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，驗證猜想是否正確，并派小組代表說出他們的方案。檢驗氫氣：收集一試管的氣體，點(diǎn)燃?xì)怏w，如果有爆鳴聲，則證明有氫氣生成;檢驗氧氣：收集一試管的氣體，用帶火星的木條伸入試管，若帶火星的木條復(fù)燃，則證明有氧氣生成。金屬鈉與水的實驗設(shè)置為教師的演示實驗，一是考慮讓教師為學(xué)生做示范性的操作;二是考慮到實驗安全性，金屬鈉與水反應(yīng)劇烈，需要控制用量，否則會有爆炸事故出現(xiàn)。在演示實驗前，教師會強(qiáng)調(diào)金屬鈉的用量，并在實驗過程中讓學(xué)生帶著問題去觀察，提示學(xué)生要注意觀察：有沒有氣體產(chǎn)生，反應(yīng)是否放出熱量，是否有聲響等。取一小塊金屬鈉吸干表面的煤油，放入裝有水的燒杯中，用一支試管收集氣體，隨后進(jìn)行氣體驗證，再加入幾滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。（5）得出結(jié)論。分析金屬鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，驗證出假設(shè)一正確，產(chǎn)生了氫氣，教師解釋現(xiàn)象發(fā)生的原因，學(xué)生寫出反應(yīng)方程式，從宏觀角度過渡到微觀角度，教師用微觀動畫展示其反應(yīng)過程，讓學(xué)生更清晰地觀察金屬鈉與水反應(yīng)的微觀變化。（6）交流與討論。學(xué)生在自主探究過程中，明白了金屬起火的原理，教師再讓學(xué)生自主探究金屬起火應(yīng)如何滅火，之后講解用黃沙進(jìn)行隔絕氧氣等滅火常識。

總之，中學(xué)化學(xué)教材中的大多數(shù)實驗屬于驗證性實驗，有些實驗現(xiàn)象不明顯，如果采用傳統(tǒng)實驗的方法，學(xué)生會忽略實驗過程中的一些細(xì)微現(xiàn)象、反常現(xiàn)象，這會阻礙學(xué)生觀察能力、思維能力的提高。采用微型化實驗，實驗的精確程度就大大提升，從而達(dá)到實驗?zāi)康摹?/p>

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