淺談微型化學實驗研究概況及其教學功能

摘 要：本文在對微型實驗運用于課堂教學的實踐研究進行探討的基礎上，立足微型化學實驗的特點和教學功能，對所在的普通中學學生進行了兩年多的實踐研究，初步探索了微型實驗運用于課堂教學的實施原則、教學模式，經過實證研究取得了一定的成效。

關鍵詞：微型;化學實驗;概況;教學功能

美籍華裔化學家馬圣祖教（Prof.T.S.Ma）提出微型化學實驗就是要用盡可能少的化學試劑獲取所需化學信息，用常規(guī)實驗的幾十分之一到幾千分之一的藥品用量，卻可以達到準確、安全、經濟以及利于環(huán)境保護的目的，達到實驗的綠色化。儀器的微型化和試劑的微量化是微型化學實驗的兩個基本特征。目前微型化學實驗方法在我國大部分中學化學教學中還未普及，但我們可將許多普通實驗朝著微型化方向改進，將部分常規(guī)實驗改為微型實驗。在實驗教學中，開展微型化學實驗可以對實驗進行創(chuàng)新設計，能使盡可能多化學信息的獲取出自更少的化學試劑。微型化學實驗從某種程度上體現(xiàn)出了綠色化學的理念，所以，一線化學教師應該了解并大力研發(fā)微型化學實驗。

一、 微型化學實驗的特點

有人用“小、省、快、好、易、安、多、高、少、低”這十個字概括微型實驗的特點：試劑用得少、節(jié)省時間、反應速率快、現(xiàn)象明顯、操作簡單、安全性好、使用率高、污染少、成本低。微型儀器由于價廉、耗費低，實驗中較易做到人手一套，讓每位學生在課堂上動手實驗便成為可能。因而，微型實驗對于中學化學教學中開展學生隨堂實驗具有獨特的優(yōu)勢。有利于培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新能力，使其獲得進一步學習和發(fā)展所需要的化學基礎知識和基本技能;引導學生認識化學在促進社會發(fā)展和提高人類生活質量方面的重要作用，通過微型化學實驗培養(yǎng)學生的合作精神和社會責任感。

二、 國內微型化學實驗研究概況

1988年底，周寧懷教授在北京大學舉行的全國高等院?；瘜W教育研究中心第二次學術會議上，較詳細地介紹了微型化學實驗在國外化學教育中的應用和研究情況，引起了與會者的重視。1989年我國正式將“微型化學實驗研究”列入了高等學校教育研究中心科研計劃，由華師大及杭州師院帶頭成立課題組，10余所院校參與了課題研究。1992年我國自編出版《微型化學實驗》，由杭州師院承擔研制的微型化學實驗儀器和塑料系列儀器等新產品經國家教委的鑒定，均已投放市場。此后，浙大李明馨教授出版《普通化學實驗》、周寧懷教授主持出版《微型化學實驗》《微型無機化學實驗》以及《微型有機化學實驗》。自1990年以來全國性的微型化學實驗會議已在北京、大連、杭州、武漢等城市成功舉辦了九屆。另外，有關微型化學實驗的網站也相繼出現(xiàn)，如：中國微型化學實驗中心、湛江師范學院微型化學實驗網等。

從目前資料來看，近幾年微型化學實驗（ML）研究與應用在我國化學實驗教學改革領域中引起國內化學教育界的極大關注。同時，我國海峽兩岸也相繼開展了微型化學實驗研究的交流與合作。2003年7月第六屆全國中學微型化學實驗研討會于內蒙古民族大學舉行，促進了微型化學實驗研究的交流與協(xié)作。2011年7月本著“綠色、低碳、創(chuàng)新、和諧”的宗旨，在武漢市召開第七屆中學微型實驗研討會。2011年是聯(lián)合國教科文組織與IUPAC決定的國際化學年，我國ML進展已受到國際關注，此次會議有外國學者參與，為與會者開展國際學術交流和廣大中小學教師從事ML研究與推廣應用提供了良好的契機。

2011年最新修訂的義務教育階段的化學課程的目標要求：“以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨，激發(fā)學生學習化學的興趣，幫助學生了解科學探究的基本過程和方法，發(fā)展科學探究能力，獲得進一步學習和發(fā)展所需要的化學基礎知識和基本技能”研制微型化學實驗儀器，以及微型化學實驗的新設計，這是新時代的中學化學教學中面臨的問題。使用微型化的儀器，進行小劑量的化學實驗，不僅教學效果明顯，促使學生多動腦動手，增強環(huán)保意識，而且有較好的教學效益，應在中學里大力推廣應用它。

三、 微型化學實驗的教學功能

新課程倡導“以學論教，教是為了促進學”，微型化學實驗的教學功能體現(xiàn)以下六個方面。

（一） 微型化學實驗突出了化學是以實驗為基礎的

以實驗為基礎是探究教學的一個重要指導思想，也是化學學科的最基本特點。因為教學中的實驗與科研中的實驗在實驗性質、實驗結構以及實驗在認識中的作用和地位等方面具有一致性，是一種探究性活動。微型化學實驗充分突出了以實驗為基礎，就是把微型實驗作為提出問題、探究問題的重要途徑和手段，要求教學盡可能從問題出發(fā)，通過微型實驗來展開，讓學生親自參與微型實驗活動，通過微型實驗本身來激發(fā)和培養(yǎng)學生的實驗興趣，充分發(fā)揮學生的實驗能動性，引導學生根據實驗事實，運用實驗方法論來探究物質的本質及其變化規(guī)律。

（二） 微型化學實驗可以引導學生積極主動地參與學習

微型化學實驗要求每個學生通過獨立操作實驗而獲得親身的實踐體會，學生在實驗時的積極性和主動性得到加強。新課程教學觀把教學過程看成是師生交往、積極互動、共同發(fā)展的過程。微型化學實驗是教與學的交往、互動，師生之間雙方相互交流、溝通、補充，在這個過程中師生彼此之間可以分享各自的知識、經驗以及觀念和思考，可以進行情感與體驗的交流，豐富教學的內容，獲取新發(fā)現(xiàn)，從而達到共享和共進，甚至達成共識，教學相長，實現(xiàn)共同發(fā)展。學生學習的自主性首先體現(xiàn)在學生是否積極主動地參與體驗學習過程，教師在教學過程中是啟發(fā)、引導的角色，充分發(fā)揮了學生的自主性，調動了學生學習的積極性，促進學生對知識的主動建構，使學生由被動學習轉向主動學習，使教學由教學生學會轉到教學生會學。

（三） 微型化學實驗強調了教學的探究性

現(xiàn)代初中化學課堂強調教學的探究性，培養(yǎng)學生的科學學素養(yǎng)，是針對傳統(tǒng)的填鴨式教學而言的?？茖W教學過程也應當看作是一種探究過程，就是說，“兒童自主地掌握他所探究的事物的過程就是教學過程。正是在探究的過程中蘊含著教育的本質。”由于現(xiàn)代科學技術迅猛發(fā)展，教師不可能在幾年時間中把所教學科全部知識教給學生?，F(xiàn)在學生可以通過多渠道獲取知識信息，教師的教學工作更為復雜化了。教師不再是教科書上知識傳授者，而是學生如何去獲取所需知識的指導者，要引領學生如何掌握認知工具及信息處理方法。教師應把主要精力放在對學生的檢查、激發(fā)、指導方面，從而真正實現(xiàn)教是為了不需要教。微型化學實驗課堂教學過程中，利用微型化學實驗操作簡捷、儀器功能多、經濟省時及實驗本身的開放性、自主性等特點，積極開展探究教學法，在教師的引導下，讓學生自己去發(fā)現(xiàn)問題、做出假設猜想并設計微型實驗解決問題，使他們成為知識的發(fā)現(xiàn)者，科學的探究者。

（四） 微型化學實驗可以突出學生的主體性

建構主義提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習，也就是說，既強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的指導作用，教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。這就要求教師的教育和教學要適應他們的情況、條件、要求和思想認識的發(fā)展規(guī)律，而不能把自己的意志強加給學生以免挫傷他們的主動性、積極性?！皩W生是學習的主體，學生的學習是教師無法替代的，教師只能讓學生自己讀書、自己感受事物、自己進行思維活動，教師只能為學生提供外部的影響與支持?！睆姆蓚惱斫嵌瓤?，學生是責權主體，學校和教師要保護學生的合法權利，引導學生學會對學習、對生活、對自己、對他人負責，學會承擔責任。學生是信息加工的主體、是意義的主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸的對象。微型化學實驗中每個學生獨立完成實驗獲得體驗讓學生真正成為意義的主動建構者。

（五） 微型化學實驗可以使學生獲得對該學科學習的積極體驗與情感

微型化學實驗的體驗會使學生不斷產生濃厚的興趣和需要，對學習表現(xiàn)出極大的熱情，并從中獲得興奮和快樂，而積極的體驗建立在民主和諧的學習氛圍之上，建立在學生感受到知識的力量之上，建立在不斷的成功與進步之上。教學的重要目的之一，就是使學生理解和掌握正確的結論，所以必須重結論。但是，如果不經過學生一系列的質疑、判斷、比較、選擇，以及相應的分析、綜合、概括等認識活動，結論就難以獲得，也難以真正地理解和鞏固。更重要的是，沒有以多樣性、豐富性為前提的教學過程，學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維就不可能培養(yǎng)起來，所以不僅要重結論，更要重過程與方法。因此，在微型化學實驗課堂教學過程中學生的錯誤應該得到允許和理解，而不是排斥和打擊，學生的創(chuàng)造性應該得到尊重和保護，而不是忽略和抹殺。

（六） 微型化學實驗可以促進學生形成良好的思維品質和學習方式

在微型化學實驗課堂教學過程中，學生反思習慣的培養(yǎng)很重要，也就是反省認知意識的培養(yǎng)，教師要引導學生思考：“我是怎么做實驗的？”“這樣做的目的是什么？”“我的實驗方法是否科學？”“會不會還有更好的實驗方法？”“這節(jié)課上學的一些知識之間有關聯(lián)嗎？”等等。通過這樣的反問，時間久了學生就會慢慢養(yǎng)成反思的意識和習慣。同時要關注學生身心發(fā)展，教師要深入學習，認識不同年齡階段學生身心發(fā)展的特點，以此為依據開展教學活動，從而有效促進學生身心健康發(fā)展。教師應知道每一個學生都能積極成長，是有培養(yǎng)前途的，是可以獲得成功的，因而對教好每一位學生充滿信心。學生又是一個發(fā)展還不成熟的人，是一個正在成長的人，這意味著學校和教師對學生的成長負有極大的責任。

化學學科是一門以實驗為基礎的學科之一，化學實驗是教學的基礎。經考察，2011年我省初中化學優(yōu)課評比暨觀摩活動中共有14節(jié)課參加了評比，其中10節(jié)開設了實驗，且10節(jié)課均安排有學生分組實驗;2012年全國第二次初中化學教師優(yōu)質課觀摩展示暨教學改革研討會上共開設了30節(jié)現(xiàn)場課，有27課做了實驗，其中安排有學生分組實驗的課為22節(jié)。而實施微型化學實驗教學正是課堂教學的一次轉型，能夠極大地激發(fā)學生實驗創(chuàng)新能力和探究能力的發(fā)展。采用微型化學實驗，一方面可以緩解學校實驗經費的問題;另一方面可以實現(xiàn)安全操作，節(jié)約時間，并培養(yǎng)學生的動手實驗能力。因此，怎樣將微型實驗更好地與化學教學，尤其是化學課堂教學結合起來是每個化學老師應該努力的方向。

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作者簡介：李長聲，江蘇省蘇州市，蘇州市吳中區(qū)臨湖第一中學。