微型實(shí)驗(yàn)在探究式教學(xué)中的作用

周丹

討論微型實(shí)驗(yàn)是近十幾年來國內(nèi)外化學(xué)界在綠色化學(xué)指導(dǎo)下迅速發(fā)展起來的，面對新一輪基礎(chǔ)教育改革，結(jié)合實(shí)踐談?wù)勗谥袑W(xué)化學(xué)引入微型實(shí)驗(yàn)的必要性。

微型實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)綠色化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)于80年代末介紹到我國，國內(nèi)廣大化學(xué)工作者對他的興趣有增無減。面對新一輪基礎(chǔ)教育改革，根據(jù)實(shí)踐談?wù)勗谔骄渴綄W(xué)習(xí)中的作用。

一、理論基礎(chǔ)

（一）探究式教學(xué)理論與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

最早提出在教學(xué)中使用探究方法的是杜威。他認(rèn)為，科學(xué)教育不僅僅是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)大量的知識，更重要的是要學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程或方法，重視學(xué)生的“親身經(jīng)歷和體驗(yàn)”；強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)設(shè)生動活潑的學(xué)習(xí)情境”。這些理念的落實(shí)，都離不開化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而微型實(shí)驗(yàn)則是其中一個引人注目的亮點(diǎn)。

（二）常規(guī)實(shí)驗(yàn)與微型實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

當(dāng)前中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，究其原因，既有教學(xué)理念的落后，化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制，又有化學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)本身的因素。如學(xué)生用啟普發(fā)生器制取氫氣時，存在著較大的不安全因素。且鹽酸的一次用量至少要250ml，浪費(fèi)大，許多學(xué)校難以實(shí)現(xiàn)一人一套儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)90%均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這種形式的實(shí)驗(yàn)失去了深層次的價值。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)以一種全新的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法使學(xué)生帶著問題做實(shí)驗(yàn)，即便是很熟悉的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也可根據(jù)現(xiàn)有儀器來選擇設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，而不是照方抓藥。綜觀傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的條件，因此，我們認(rèn)為微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是革新傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個重要手段，是化學(xué)新課程改革的必然選擇。

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生創(chuàng)造一個特定的探究學(xué)習(xí)環(huán)境。我們的許多學(xué)校，要么化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器不足，要么許多實(shí)驗(yàn)儀器閑置，學(xué)生不能隨意使用，從而不能發(fā)揮其有效的功能，教師要在這種情況下實(shí)施探究教學(xué)，其難度可想而知。

二、微型實(shí)驗(yàn)在探究式教學(xué)中的應(yīng)用

（一）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于節(jié)約藥品，降低實(shí)驗(yàn)成本

常用的實(shí)驗(yàn)儀器在日常生活中很容易找到替代品，如可以用注射器進(jìn)行液體的移取，滴加或者改做啟普發(fā)生器；青霉素瓶作廣口瓶等等。類似于這樣的開發(fā)，在取得同樣教學(xué)效果的同時，既可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)的經(jīng)費(fèi)投入，又可以較好的培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的思想觀念，為建立資源節(jié)約型社會做貢獻(xiàn)。例如，焰色反應(yīng)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)程序復(fù)雜，而且需要貴重金屬鉑，現(xiàn)可采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如下。具體操作：

1.配制NaCl、KCl、CuCl2、BaCl2的飽和溶液；

2.將濾紙裁成小條&用筆在下端寫上對應(yīng)的名稱。再將其分別泡到對應(yīng)的溶液中，約5分鐘后取出，晾干；

3.將干燥的濾紙條放入無水酒精中浸泡，然后分別放在酒精燈上燒，會有對應(yīng)的焰色出現(xiàn)。

（二）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于環(huán)境保護(hù)，減少污染

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)后一些剩余的酸、堿、有毒氣體等，不能及時處理，師生會很難受，而微型實(shí)驗(yàn)的推廣，使得試劑用量大大減少，這樣就會減少有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生。例如，根據(jù)鹽失水后顏色變化可驗(yàn)證濃硫酸的氧化性和吸水性，用CuSO4和CoCl2的含結(jié)晶水的鹽做一組對比實(shí)驗(yàn)可以很好的驗(yàn)證濃硫酸的這兩個性質(zhì)。原理：CuSO4.5H2O失去結(jié)晶水后，由藍(lán)色變成白色；CoCl2.7H2O失水后由紫色變成藍(lán)紫色，而且Cl-易被氧化，具體操作：

1.分別在兩個六孔井穴板中加入CuSO4.5H2O和CoCl2.7H2O；

2.再分別加入3ml濃硫酸，然后分別在上面放一張濕潤的淀粉碘化鉀試紙；

3.可以看到硫酸銅由藍(lán)變白，淀粉碘化鉀試紙不變色，而氯化鈷由紫色變成藍(lán)紫色，淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)

（三）微型實(shí)驗(yàn)易于操作，有利于培養(yǎng)學(xué)生探究式創(chuàng)新能力

在課程改革中推廣微型實(shí)驗(yàn)，可以為學(xué)生提供新的學(xué)習(xí)平臺；增加實(shí)驗(yàn)化學(xué)的選擇范圍、趣味性、靈活性。而且由于常用實(shí)驗(yàn)儀器在日常生活中很容易找到替代品，有利于學(xué)生開展家庭實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生發(fā)展思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的技能、環(huán)保意識等方面的提高都有較好的效果。

三、微型實(shí)驗(yàn)在探究式教學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)和前景

（一）微型實(shí)驗(yàn)面臨的挑戰(zhàn)

1.各級各類考試都以常規(guī)實(shí)驗(yàn)為命題依據(jù)，以常規(guī)實(shí)驗(yàn)作為規(guī)范。因而教師擔(dān)心開展微型實(shí)驗(yàn)會影響學(xué)生對常規(guī)實(shí)驗(yàn)的掌握，影響學(xué)生的考試成績。

2.隨著基礎(chǔ)教育投入的增加，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展很快。在已經(jīng)具備了實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)校，教師一般不會置常規(guī)儀器不用，再去搞微型實(shí)驗(yàn)。

3.微型實(shí)驗(yàn)可見度小，微型儀器本身有所不足。井穴板和多用滴管用高分子材料制成，價格便宜但難買到，而玻璃儀器較貴。

基于以上原因，微型實(shí)驗(yàn)要在中學(xué)取得立足之地，須揚(yáng)長避短，主動適應(yīng)的方針。具體說來，一是要盡快開發(fā)適應(yīng)中學(xué)教學(xué)的微型儀器，二要解決好微型實(shí)驗(yàn)同常規(guī)實(shí)驗(yàn)的配合與銜接問題。

（二）微型實(shí)驗(yàn)的前景展望

微型實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的一大趨勢，如果在化學(xué)新課程改革中加大其應(yīng)用和推廣的力度，將來必定會掀起中學(xué)師生共同開發(fā)和研究微型實(shí)驗(yàn)的熱潮。當(dāng)然推廣微型實(shí)驗(yàn)并不是用微型實(shí)驗(yàn)完全取代常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而是要將微型實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效組合，優(yōu)勢互補(bǔ)，取“二者之所長”更好地為化學(xué)新課程改革出力；為我國化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高和化學(xué)素質(zhì)教育的更好實(shí)施作出更大的貢獻(xiàn)，使得探究式教學(xué)更多地融入微型實(shí)驗(yàn)的元素。

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