微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐分析

劉景森

（河北省承德縣第一中學(xué)，河北 承德 067400）

化學(xué)是揭示物質(zhì)微觀世界變化的過(guò)程，如果只有書(shū)本的學(xué)習(xí)很難理解其中的過(guò)程和原理，只有通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)才能讓他們做到真正理解和掌握。常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)有很多無(wú)法避免的缺陷，已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)難題。而引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是破解常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)難題的有效方法，讓學(xué)生能全面的參與其中，得到高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)效果。

一、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的概念和基本特點(diǎn)

（一）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的概念

微型化學(xué)指的是在開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，化學(xué)老師運(yùn)用微型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，采用很少的，但又完全滿足實(shí)驗(yàn)要求的樣本或試劑而進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。從這個(gè)簡(jiǎn)潔的概括中可以看到，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是使用少量的樣本或試劑，這充分說(shuō)明這種實(shí)驗(yàn)方式更好的體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念，而且在樣本與試劑都很少的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍然是高質(zhì)量的，不受任何影響，呈現(xiàn)了無(wú)污染性地、安全性高、節(jié)約性好等特征。

（二）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特點(diǎn)

操作復(fù)雜、成本高一直都是常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)普遍存在的弊端，同時(shí)常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)不能讓所有學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，他們只能在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課堂上當(dāng)觀眾，卻不是參與者和操作者。微型實(shí)驗(yàn)則具備了操作容易、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，為高中化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了轉(zhuǎn)變?；瘜W(xué)的微型實(shí)驗(yàn)也實(shí)現(xiàn)了讓每名學(xué)生都可以參與和操作的教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)參與其中學(xué)生可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)的原理和過(guò)程有了真正的理解。特別是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的裝置體積小，方便攜帶，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)的覆蓋范圍得以擴(kuò)大，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性就會(huì)被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。集操作簡(jiǎn)單、高安全性于一體，可以幫助學(xué)生把在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生危險(xiǎn)的程度降到最低，在業(yè)余時(shí)間學(xué)生也可以開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，即使在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤也可以找到錯(cuò)誤的原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)便于以后進(jìn)行高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，而且也能明確學(xué)生的主體地位[1]。

二、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)分析

（一）教學(xué)方式創(chuàng)新

傳統(tǒng)的常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本上都是老師自己操作，以示范的形式向?qū)W生教授實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，學(xué)生只能憑記憶來(lái)學(xué)習(xí)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，基本上沒(méi)有親自參與操作的機(jī)會(huì)，這樣會(huì)嚴(yán)重降低他們對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，對(duì)于培養(yǎng)他們自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ矡o(wú)從談起[2]。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)完全可以彌補(bǔ)常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足和缺陷，讓每名學(xué)生都有了親自參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，可以讓他們對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解能力得到加深。同時(shí)，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師可以針對(duì)一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)采取分組合作的方式開(kāi)展多樣性的操作實(shí)驗(yàn)，通過(guò)良好的交流互動(dòng)有效地解決實(shí)驗(yàn)中遇到的化學(xué)問(wèn)題，把學(xué)生從前的被動(dòng)聽(tīng)見(jiàn)變成如今的主動(dòng)參與，使得他們解決問(wèn)題能力與探索能力得到很大的提高。

（二）開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新思維

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具備了實(shí)驗(yàn)成本低、體積小、便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以在條件差、比較偏僻的地方也能順利地進(jìn)行。儀器裝置雖然先進(jìn)了，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程卻比從前有了更高的要求，運(yùn)用先進(jìn)的儀器裝置再加上老師具有靈活性的操作方法讓整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿了濃濃的趣味性，這也激發(fā)了學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)的熱情，進(jìn)而全神貫注地投入到實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造思維[3]。此外，老師也可以依據(jù)學(xué)生隨著對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟和操作手法熟練程度的增加，引導(dǎo)他們對(duì)這些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展具有創(chuàng)新能力的開(kāi)發(fā)，以清潔環(huán)保為主要研究課題，在學(xué)校的科研過(guò)程中不僅可以讓學(xué)生的創(chuàng)新思維得到拓展，環(huán)保意識(shí)也得到了增強(qiáng)。

（三）降低實(shí)驗(yàn)成本和提高安全性

與傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)先比，所有微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)都采用的是小劑量的樣本或試劑，同時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備也實(shí)現(xiàn)了微小型化，使得實(shí)驗(yàn)的成本得到很大程度的降低，為本身?xiàng)l件差，教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張的偏遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)校開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了極大的便利。此外，由于實(shí)驗(yàn)拍每個(gè)較少的化學(xué)樣本和試劑，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)太多毒性大、耗量大、易燃易爆、燃燒、腐蝕、強(qiáng)光等現(xiàn)象，不會(huì)對(duì)人或環(huán)境造成很大傷害，具有很高的安全性，減少了化學(xué)污染，達(dá)到了綠色節(jié)能環(huán)保的目的。

三、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)用中存在的不足

當(dāng)前，雖然微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)得到了廣泛的普及和應(yīng)用，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，需要引起化學(xué)老師的注意，并加以改進(jìn)，讓微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)更好地服務(wù)教學(xué)任務(wù)。

（一）很難找到最佳設(shè)計(jì)方案

受自身能力與一些條件限制，化學(xué)老師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中很難找到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最佳設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致一些關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行。需要老師緊緊圍繞化學(xué)教材的要求與學(xué)生的特點(diǎn)相結(jié)合，找到最具代表性的和適合微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案。

（二）學(xué)生的參與度不高

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)得到了一定的推廣和普及，但學(xué)生的主觀能動(dòng)性沒(méi)有被激發(fā)出來(lái)，參與的興趣不高,任何一項(xiàng)新的事物都需要一定的時(shí)間才能得到認(rèn)可和普及，高中化學(xué)老師要采取多種教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生參與微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，使得他們接受這種實(shí)驗(yàn)方式和理念，收獲更多的化學(xué)知識(shí)，得到個(gè)性化的發(fā)展，促進(jìn)綜合素質(zhì)的提升。

（三）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)還需要成熟的發(fā)展

盡管微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生實(shí)驗(yàn)操作更加簡(jiǎn)便，加深了對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，但當(dāng)前還是缺少微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一、規(guī)范的教材；還沒(méi)有完全達(dá)到真正意義的環(huán)保，一些實(shí)驗(yàn)廢棄的處理還存在不盡人意的地方，需要未來(lái)不斷的進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

四、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用分析

（一）金屬焰色反應(yīng)

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一些金屬化合物的實(shí)驗(yàn)在金屬和他的化合物遇到開(kāi)始灼燒時(shí)，往往會(huì)有特殊顏色的火焰出現(xiàn)。采用酒精燈對(duì)玻璃棒上的鉑絲進(jìn)行灼燒，如果火焰的顏色與原來(lái)的相同，就用鉑絲蘸下碳酸鈉溶液再放在火焰上灼燒，這時(shí)就出現(xiàn)了黃色。由此可見(jiàn)，常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟相當(dāng)繁瑣，且使用的實(shí)驗(yàn)材料存有一些危險(xiǎn)的隱患。采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)就可以用濾紙取替鉑絲，并且所用濾紙都是經(jīng)過(guò)NaCI 溶液浸泡過(guò)的，通常是十分鐘后從溶液中取出晾干。然后再把干燥的濾紙浸泡在無(wú)水的酒精之中，這樣再放到酒精燈上面灼燒，就可以看到火焰效果呈現(xiàn)出相應(yīng)的顏色。

（二）微型電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是不可或缺的內(nèi)容，在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)里，普遍都是在U 型管中來(lái)開(kāi)展的，由于兩極間遷移距離的過(guò)長(zhǎng)離子而讓這個(gè)實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)了很大的功率，即使換成了鐵棒電極這個(gè)缺陷也不能消除，最為明顯的地方就是電阻產(chǎn)生過(guò)于大，使得實(shí)驗(yàn)中氫氣不足無(wú)法進(jìn)行驗(yàn)證結(jié)果操作。并且常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是只把實(shí)驗(yàn)過(guò)程與原理展示出來(lái)，往往忽略了有效處理尾氣，這是與環(huán)保理念相悖的。采取微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程則表現(xiàn)得十分簡(jiǎn)單、方便。例如，實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備大小相同的兩張濾紙，把其中的一張?jiān)诓ＡО迳线M(jìn)行平鋪，然后用Nacl 的酚酞試劑適量浸潤(rùn)玻璃上的紙張；還要拿一個(gè)舊電池芯進(jìn)行利用，使用鐵絲纏繞在舊電池芯的兩端組成陰陽(yáng)兩極，然后電源接通；展開(kāi)陽(yáng)極端的濾紙，在其上面滴碘化鉀淀粉溶液，如果濾紙立即形成了藍(lán)色，就充分說(shuō)明陽(yáng)極已經(jīng)有氯氣生成；最后把陰極端的濾紙打開(kāi)，氯氣如果變成紅色，就說(shuō)明陰極端已經(jīng)生成了NaoH。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，教學(xué)方式創(chuàng)新；開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新思維，通過(guò)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中實(shí)踐的應(yīng)用，能彌補(bǔ)常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的缺陷，發(fā)揮微型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，讓每名學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，更好的學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)知識(shí)，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果得到有效的提升。