實(shí)驗(yàn)微型化，課堂效率化，學(xué)生主體化

高斌

摘 要： 化學(xué)被神圣地定義為“一門中心的、實(shí)用的、創(chuàng)造性的科學(xué)”，而這門科學(xué)的核心就是實(shí)驗(yàn)。但在中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中由于受到缺乏實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)環(huán)境不允許等多種因素的制約，特別在最近幾年江蘇省高考制度的影響下，很多化學(xué)教師不愿在課堂上演示實(shí)驗(yàn)，更不愿帶學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。在這種形勢下，實(shí)驗(yàn)微型化成為化學(xué)新課改過程中一個必然趨勢，本文就微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 微型實(shí)驗(yàn) 課堂效率

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。各種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)必須通過實(shí)驗(yàn)才能證實(shí)，各種物質(zhì)的性質(zhì)只有通過實(shí)驗(yàn)才能得到驗(yàn)證，化學(xué)基礎(chǔ)理論是人們通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中占有非常重要的地位。而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不受實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。因此在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不但能提高課堂效率，更能改變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

一、什么是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡單縮減或減量，也不是對常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，更不是與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的對立，而是在微型化條件下對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索，實(shí)現(xiàn)以盡可能少的試劑獲取盡可能多的實(shí)驗(yàn)信息的目標(biāo)。雖然它的試劑量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。作為一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)新方法，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具備兩個基本特征：一是實(shí)驗(yàn)中試劑用量很少；二是在微型化儀器裝置中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。同常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)；操作安全、污染小；實(shí)驗(yàn)藥品用量少，危險??；生成的污染性物質(zhì)量少，環(huán)境污染小等。微型實(shí)驗(yàn)具有儀器簡單、反應(yīng)速率快、現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)，所以實(shí)驗(yàn)微型化能節(jié)省實(shí)驗(yàn)時間，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。

二、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對課堂教學(xué)影響

1.節(jié)省課堂實(shí)驗(yàn)時間。

近些年來在江蘇省新高考模式下，很多老師由于教學(xué)內(nèi)容多，而上課課時數(shù)少，砍掉讓學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)的時間。微型實(shí)驗(yàn)同常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比，具有儀器簡單、反應(yīng)速率快、現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)。例如，在針筒中先放入少量亞硫酸鈉，再抽取少量濃硫酸，制得的二氧化硫氣體就收集在針筒中，不僅可以減少有毒氣體的排放造成環(huán)境污染，而且可以集氣利用率高、純度好，而且取用方便，通過推動活塞桿形成二氧化硫可隨意進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。這種方法還可制取氫氣、氯氣、二氧化碳等氣體。所以，微型試驗(yàn)在化學(xué)課堂上的有效運(yùn)用能節(jié)省實(shí)驗(yàn)時間，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

2.節(jié)省課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時間。

由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)員的配備不到位，造成很多學(xué)校如果學(xué)生要做實(shí)驗(yàn)，往往需要任課老師自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，需要耗費(fèi)大量時間和精力，這是很多老師不愿開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)的一個很重要原因。而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)因其所需儀器簡單，消耗藥品量較少，在很大程度上減輕了老師的工作量。如用兩個表面皿就可以完成幾套化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如二氧化硫性質(zhì)的探究（見下圖）

實(shí)驗(yàn)時只需向Na■SO■固體上滴幾滴濃硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。把圖中的Na■SO■固體換成NaOH固體，BaCl■溶液換成濃鹽酸、Na■S溶液換成濃硫酸、KMnO■溶液換成干燥的紅色石蕊試紙、品紅溶液換成濕潤的紅色石蕊試紙，實(shí)驗(yàn)時向NaOH固體上滴加幾滴濃氨水即可探究氨氣的性質(zhì)。如果再把中間藥品換成KMnO■固體，滴加濃鹽酸，周圍試劑再進(jìn)行相應(yīng)變化即可探究氯氣的性質(zhì)。

3.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

微型化學(xué)試驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用可使絕大多數(shù)學(xué)生都有動手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，改變過去那種“一人做、大家看”的局面；使學(xué)生由過去被動“等待”和“接受式”學(xué)習(xí)方式，變?yōu)椤爸鲃印焙汀疤剿魇健睂W(xué)習(xí)方式；使多年來提倡的“啟發(fā)式”、“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)方法得以實(shí)驗(yàn)。極大地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。例如：進(jìn)行高一化學(xué)必修一專題四“二氧化硫的性質(zhì)”教學(xué)時，講述二氧化硫可以溶于水這一性質(zhì)，如果采取傳統(tǒng)的教師演示、學(xué)生觀察并總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，只有少數(shù)靠前排的學(xué)生能清晰地觀察到試管中液面上升現(xiàn)象，后排學(xué)生對整個實(shí)驗(yàn)過程的現(xiàn)象很不清晰，同時學(xué)生被動地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能有效調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。但如果把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，事先用注射器收集好二氧化硫氣體，發(fā)放給每位學(xué)生，把注射器放入小燒杯中，往注射器中吸入少量水，靜置觀察現(xiàn)象，學(xué)生的積極性可有效調(diào)動起來。

4.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

課本知識的獲取最終是為了解決生活生產(chǎn)中遇到的問題，但化學(xué)與生活的結(jié)合以前往受制于儀器和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以利用生活中常見的廢棄物開展實(shí)驗(yàn)，教師可以和學(xué)生一起尋找代用品，鼓勵學(xué)生積極開動腦筋，集思廣益，在現(xiàn)在條件下自行設(shè)計(jì)一些裝置，動手制作一些簡單儀器用于實(shí)驗(yàn)。如用一些廢棄的如蒲地藍(lán)消炎片之類的藥品包裝鋁箔當(dāng)做井穴板，用廢舊的青霉素瓶做集氣瓶；輸液管可改裝成導(dǎo)氣管；用廢棄的塑料眼藥水瓶替代多用滴管等，讓學(xué)生在課外也擁有一套自己的微型實(shí)驗(yàn)儀器。

三、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的缺陷

當(dāng)然，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有其不足之處。例如，較忽視基本操作的規(guī)范性，較少考慮實(shí)驗(yàn)中有關(guān)的安全因素，實(shí)驗(yàn)條件控制精確程度較低，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可見范圍小等。因此，微型實(shí)驗(yàn)雖然具有許多優(yōu)越性，但并不是所有實(shí)驗(yàn)都可代替。教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求等選擇，使常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，兩者取長補(bǔ)短，這樣可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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