微型化學(xué)實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的實踐研究

劉博姣

【關(guān)鍵詞】 高中化學(xué);微型化學(xué)實驗;概述;步驟;問題;策略

【中圖分類號】 G633.8【文獻標志碼】 A【文章編號】 1004—0463（2020）16—0082—02

在新課改的深入推動下，微型化學(xué)實驗逐漸受到教師的重視，在高中化學(xué)教學(xué)中所占據(jù)的比例也越來越多。另外，微型化學(xué)實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生更加直觀地了解化學(xué)反應(yīng)的變化過程，并親自參與到實驗之中，在體驗實驗樂趣的同時能夠鞏固理論知識，提高學(xué)習(xí)效率，在無形之中還能培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。

一、微型化學(xué)實驗的基本概述

1. 內(nèi)涵。在最開始，微型化學(xué)實驗是在上個世紀末被提起的，是建立在綠色化學(xué)思想的指導(dǎo)下，不僅有效改變了傳統(tǒng)常規(guī)化學(xué)實驗所存在的問題，而且還可以利用最少的化學(xué)試劑達到最佳實驗效果。

2. 優(yōu)勢。第一，微型化學(xué)實驗傳播了綠色化學(xué)的理念，減少了對環(huán)境的污染，也在無形之中培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識，能夠在課堂實驗中給予學(xué)生最為實際的環(huán)保教育。第二，微型化學(xué)實驗過程中可以用最少的化學(xué)試劑取得最佳的實驗效果，其操作簡單，能夠節(jié)省時間，另外微型化學(xué)實驗所使用的儀器設(shè)備比較小，所使用的試劑種類以及數(shù)量是常規(guī)化學(xué)實驗的幾十分之一，所以在課堂上便可以完成實驗，無需在化學(xué)實驗課上進行講授。第三，微型化學(xué)實驗?zāi)軌蛴行Ы鉀Q耗量大、污染嚴重、毒性大的實驗問題，并且微型化學(xué)實驗中的排污量比較低，還可以實現(xiàn)對廢棄物的回收。第四，微型化學(xué)實驗的有效應(yīng)用可調(diào)動學(xué)生的積極性，從屬性上分析，化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，微型化學(xué)實驗具有微型性，所以讓學(xué)生在課堂上動手操作，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

3. 遵循的原則。在微型化學(xué)實驗應(yīng)用過程中需要遵循科學(xué)性、綠色性以及主體性的原則，其中對于科學(xué)性是指微型實驗的設(shè)計、步驟都要符合理論，在潛移默化中提高學(xué)生的科學(xué)精神以及實事求是的態(tài)度。綠色性是指在微型化學(xué)實驗過程中需要對各個環(huán)節(jié)加以考慮，在保證實驗正常運行的同時做好污染控制，避免對環(huán)境產(chǎn)生污染。主體性則是指在實驗過程中提高學(xué)生的主體性地位，要認識到學(xué)生的個體性差異，對學(xué)生進行鼓勵。

二、微型化學(xué)實驗的實踐步驟

1. 實驗?zāi)繕?。實驗?zāi)繕耸侵陵P(guān)重要的，需要加深學(xué)生對氯氣制備知識的理解，以此掌握氯氣制備的相關(guān)知識，并且還需要對比氯、溴、碘氧化性強弱，并且避免空氣污染，提高學(xué)生的環(huán)保意識。

2. 實驗原理。主要是通過濃鹽酸與強氧化劑高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，進而制取氯氣。需要注意的是氯氣有毒且具有非常強的氧化性，可以將溴化鈉以及碘化鉀氧化成溴單質(zhì)以及碘單質(zhì)。其中在本次實驗中所需要的藥品和器材有： 高錳酸鉀、濃鹽酸、NaOH溶液、干濕花瓣、KI溶液、NaBr溶液以及滴管等。

3. 提出問題。教師需要提出問題，即氯氣用于殺菌與消毒，在生活中如果出現(xiàn)傷口也一般會用碘酒以及紅藥水進行消毒與殺菌，其中便是應(yīng)用到了氯、溴、碘單質(zhì)所具備的氧化性原理，但是需要知道氯、溴、碘單質(zhì)氧化性的強弱。

4. 實驗步驟。由教師為學(xué)生準備六孔井穴板，然后在1號孔之中放入高錳酸鉀，然后將有濃鹽酸的針孔安裝在1號孔上，在2號孔中放入鮮花瓣與干花瓣，同時在3號孔中注入NaBr溶液，在4號孔中注入KI溶液，在5號孔中注入NaOH溶液。同時，要將針管中的濃鹽酸注射到孔中，然后讓學(xué)生對花瓣以及溶液顏色變化進行觀察。

5. 討論交流。根據(jù)實踐證明，該實驗的效果十分明顯，整個實驗過程學(xué)生可以自行觀察，包括氯氣的制備、氧化性等，并且通過該實驗還體現(xiàn)出兩方面的優(yōu)點，第一是在整個實驗中藥品使用量較少，完全滿足綠色化學(xué)的理念，實驗中各個環(huán)節(jié)得以密封。其中最大的亮點是有尾氣處理裝置，從而避免了空氣污染。第二是由于在實驗中所采取實驗裝置簡單且容易操作，所以整個實驗效率較高。

三、微型化學(xué)實驗在應(yīng)用中存在的問題

微型化學(xué)實驗具備操作簡便和環(huán)保等優(yōu)勢，其突破了以往傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)方式，基于此，化學(xué)教師必須在高中課程中對微型化學(xué)實驗進行合理應(yīng)用，借助優(yōu)勢實施化學(xué)教學(xué)工作。不過高中化學(xué)微型實驗教學(xué)還處于起步階段，教學(xué)模式上存在著較多的問題，這就需要對這些問題進行探究和明確，其中，具體表現(xiàn)在以下幾點：

1. 化學(xué)教師找尋微型實驗最佳設(shè)計方案期間存在著相關(guān)的問題，大多數(shù)教師無法找尋最佳的設(shè)計方案。

2. 雖然微型化學(xué)實驗操作的開展可以加深學(xué)生對于知識點的掌握和了解，也能夠讓學(xué)生操作十分的便利，可是從實際情況可以看出，微型化學(xué)實驗的落實并沒有統(tǒng)一性的教材。

3. 當應(yīng)用微型化學(xué)實驗實施教學(xué)工作期間，難以確保所有的學(xué)生全部參與進來，大多數(shù)學(xué)生主觀能動意識非常弱，學(xué)生參與程度有待增強。

4. 微型化學(xué)實驗的環(huán)保意義沒有真正體現(xiàn)出來，雖然使用的劑量不多，不過在處理實驗廢棄物方面還有待關(guān)注和重視[1]。

四、微型化學(xué)實驗的應(yīng)用策略

通過對上文的分析得知，微型化學(xué)實驗有著非常多的優(yōu)勢，在高中化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮了重要的作用，在應(yīng)用過程中需要做到三點。第一，要做好前期準備工作，化學(xué)教師要對教材內(nèi)容加以鉆研，對細節(jié)加以把握，積極做好實驗準備工作，包括藥品、實驗器材，然后針對可能會發(fā)生的危險做好預(yù)防工作，以此保證實驗的安全性。第二，要做好引導(dǎo)工作，提高整體質(zhì)量，在微型化學(xué)實驗過程中教師需要引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗，然后鼓勵學(xué)生結(jié)合所學(xué)習(xí)到的內(nèi)容進行思考，尤其是要對重點與難點進行講解，讓學(xué)生掌握實驗原理以及化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)，以此提高教學(xué)效率。第三，要做好總結(jié)與優(yōu)化，需要注重經(jīng)驗的總結(jié)，或者請教其他有經(jīng)驗的教師，要從多個角度出發(fā)，針對實驗步驟、實驗器材進行歸納，進一步優(yōu)化實驗細節(jié)，如此才能真正提高實驗質(zhì)量。除此之外，在微型化學(xué)實驗期間，實驗組織形式也是必須進一步優(yōu)化的，化學(xué)教師應(yīng)當以教材要求和學(xué)生特征為主，設(shè)計出最佳的實驗組織形式。一般來講，微型化學(xué)實驗包含了五種類型，分別是演示實驗、學(xué)生實驗、一邊講一邊做實驗、家庭實驗和多媒體實驗，對于這幾種類型的實驗來講，既有相應(yīng)的特征又有著明顯的優(yōu)勢，教師教學(xué)時務(wù)必謹慎進行探究，科學(xué)的應(yīng)用將微型實驗?zāi)Ｊ降膬?yōu)勢更好地體現(xiàn)出來，以此提高學(xué)生自主實驗?zāi)芰?，讓學(xué)生仔細進行觀察和探究。

五、微型化學(xué)實驗的實踐探究

1. 在化學(xué)教學(xué)中進行實踐探究。新課改背景下的高中化學(xué)教學(xué)比較重視學(xué)生實驗?zāi)芰蛣邮忠约坝^察能力的提升，可是以往單一的常規(guī)實驗流程有著極高的復(fù)雜性，并且對于實驗環(huán)節(jié)要求極高，這就完全阻礙了實驗工作的正常實施，不過在高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用微型化學(xué)實驗可以解決該種局面，將化學(xué)實驗教學(xué)變成可能。微型化學(xué)實驗期間使用的器械設(shè)備非常簡便和安全，質(zhì)量較高，教師對學(xué)生講解有關(guān)化學(xué)知識點的過程中，可以為每個學(xué)生配備一套，讓學(xué)生一邊聽從教師講解一邊開展實驗操作，從根本上提高學(xué)生實踐操作能力，或者是把以往污染性大和操作復(fù)雜的化學(xué)實驗重新移到課程中。以新型燃料電池中的氫氧燃料電池為例說明，當采取常規(guī)類型實驗方式的話，成功機率不大，而引進了微型實驗方式以后，可以使用六孔井穴板、多用的滴管以及有著玻璃管的石墨電極進行實驗操作。再者講解電解飽和食鹽水期間，學(xué)生提前準備大小相同的濾紙，將其鋪設(shè)到玻璃板中，用NaCl酚酞試劑浸潤，鐵釘處于舊電池芯周圍纏繞，做成陰陽極，連接電源兩分鐘左右，開啟陽極端濾紙，滴上碘化鉀和淀粉溶液以后，試紙變成藍色，這從一定程度上表明了陽極形成了氯氣。最后打開陰極端濾紙，發(fā)現(xiàn)試紙變?yōu)榱思t色，表示陽極形成了NaOH[2]。

2. 在探究式學(xué)習(xí)中進行實踐探究。以往高中化學(xué)教學(xué)是以灌輸式教學(xué)模式為主，通常是教師代替學(xué)生進行思考，學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，長時間下來的話，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較低，學(xué)習(xí)效果無法發(fā)揮出來。在這一背景下，探究式學(xué)習(xí)受到了化學(xué)教學(xué)的廣泛重視和應(yīng)用，此種類型的教學(xué)模式優(yōu)勢極高，除了可以轉(zhuǎn)變被動式學(xué)習(xí)狀態(tài)之外，還可以激發(fā)學(xué)生的積極性，使其主動參與到化學(xué)探究中，提升和培養(yǎng)自身的學(xué)習(xí)能力，構(gòu)建最佳的學(xué)習(xí)氛圍。微型化學(xué)實驗可以結(jié)合探究式學(xué)習(xí)方式共同開展，為學(xué)生后期探究創(chuàng)建良好的平臺。比如，當開展藍瓶子操作實驗工作的時候，教師可以對學(xué)生進行規(guī)范性指導(dǎo)，讓學(xué)生將堿溶液和葡萄酸添加到亞甲基藍中，變化成藍色以后晃動瓶子，發(fā)現(xiàn)溶液無顏色。不過靜置一段時間以后，溶液還會轉(zhuǎn)變成藍色。學(xué)生以小組為單位，共同討論和探究，思考是什么原因造成該種反應(yīng)，以微型實驗為主實施化學(xué)探究式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更加全面地掌握化學(xué)知識點。

3. 在實驗教學(xué)中進行實踐探究。在高中化學(xué)教學(xué)中，實驗教學(xué)是非常重要的一方面，本身屬于化學(xué)教學(xué)中的主要形式，實施實驗教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，對于教師來講，可以摒棄單一的實驗教學(xué)方式，引進微型實驗教學(xué)方法，加深學(xué)生對微型化學(xué)實驗設(shè)計、應(yīng)用儀器和實驗過程的掌握，讓學(xué)生更好地了解化學(xué)實驗。教師可以和學(xué)生共同制作微型實驗期間所需的儀器，比如使用藥劑瓶制作微型酒精燈，利用滴管制作反應(yīng)器，止咳糖漿的瓶子制作成微型洗瓶，處于該項范圍內(nèi)有利于延伸學(xué)生的思維，幫助學(xué)生樹立正確的環(huán)保意識，學(xué)生還可以應(yīng)用微型儀器制作電解飽和食鹽水，處于該項范圍中，學(xué)生除了能夠產(chǎn)生氣體之外，還可以發(fā)現(xiàn)電解液內(nèi)的沉淀物，微型化學(xué)實驗的開展使學(xué)生“要我學(xué)”演變成了“我要學(xué)”，通過實踐表明，經(jīng)常參與到微型化學(xué)實驗教學(xué)中的學(xué)生無論是發(fā)現(xiàn)問題還是解決問題等，都占據(jù)著極高的優(yōu)勢。

綜上所述，在新課改的深入推動下，高中化學(xué)實驗教學(xué)需要一改傳統(tǒng)模式，加強應(yīng)用微型化學(xué)實驗，如此不僅可以有效地提高實驗效果，而且還能夠讓學(xué)生積極參與其中，提高學(xué)習(xí)效率。同時，化學(xué)教師需要在日常教學(xué)中加強總結(jié)與優(yōu)化，不斷改進與完善，真正發(fā)揮出微型化學(xué)實驗的作用與價值。

參考文獻

[1] 張瑞建. 新課改下微型化學(xué)實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的實踐與思考[J].科教文匯（下旬刊），2008（04）：91.

[2] 董立芹. 新課改下微型化學(xué)實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的實踐與思考[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（06）：42.

編輯：張 昀