關(guān)于高中化學(xué)教學(xué)中微型實(shí)驗(yàn)的作用及相關(guān)應(yīng)用探討

摘 要：所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。高中化學(xué)教學(xué)中，微型實(shí)驗(yàn)的作用不可忽視，他的作用在于：有助于老師們的日常教學(xué)，更能大大提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)和動(dòng)手熱情，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)、安全意識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣也具有重要的意義。本文我們就詳細(xì)進(jìn)行分析高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中微型實(shí)驗(yàn)的相關(guān)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；微型實(shí)驗(yàn)；作用；應(yīng)用

所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。隨著現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的不斷改革創(chuàng)新，以教師個(gè)人演示實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯然已經(jīng)不能適應(yīng)新課程的要求。所以，以啟發(fā)性、探索性為主的個(gè)體微型實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生。它在尊重并促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的前提下極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；在幫助學(xué)生獲得能用的化學(xué)知識(shí)、技能和方法的同時(shí)提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力；在指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐中增強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感；在引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的相互作用的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的價(jià)值觀和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有極高的應(yīng)用價(jià)值。

一、 微型實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

（一） 培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識(shí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開各式各樣的化學(xué)試劑與化學(xué)儀器，多數(shù)試劑是有保質(zhì)期限的，多數(shù)玻璃的或橡膠的儀器也是易損易耗品，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資金投入是一項(xiàng)很大的開支。試劑用量省，實(shí)驗(yàn)成本低是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)最突出的優(yōu)點(diǎn)。微型實(shí)驗(yàn)試劑用量少，儀器簡(jiǎn)易更有利于將教師的演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的大組分組實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為隨堂實(shí)驗(yàn)，讓每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)驗(yàn)或重復(fù)實(shí)驗(yàn)甚至多次試驗(yàn)。例如：常用澄清石灰水來檢驗(yàn)二氧化碳的生成與存在，就可以用在器皿內(nèi)壁涂澄清石灰水或在玻璃片上蘸石灰水的方法來取用澄清石灰水，試劑用量少，效果也很明顯，會(huì)看到一層白膜或白漬。微型的儀器，微量的藥品使用，不僅節(jié)省了實(shí)驗(yàn)的空間，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，節(jié)約讓學(xué)生們明白了化工實(shí)驗(yàn)中“取樣”的意義，也讓學(xué)生們有了更多的時(shí)間去觀察、思考與討論。

（二） 提高學(xué)生的安全意識(shí)

對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行微型化改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)過程的危險(xiǎn)性明顯降低。微型儀器組裝安全，藥品用量少，污染少，液體飛濺、腐蝕、起火、爆炸等實(shí)驗(yàn)事故發(fā)生幾率大為降低。實(shí)驗(yàn)安全性的提高能為學(xué)生營(yíng)造安全的實(shí)驗(yàn)氛圍，有利于培養(yǎng)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)探索的熱情。

（三） 增加學(xué)生親自實(shí)踐的機(jī)會(huì)

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備、藥品等方面的限制，有相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)學(xué)生無法自己完成，很多時(shí)候，只能由教師進(jìn)行演示操作，學(xué)生在下面觀察。由于親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)有限，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)受到了一定的制約。如果引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，由于所用的實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)器材的微型化，使得每個(gè)學(xué)生都有條件充實(shí)實(shí)驗(yàn)裝備，這樣就意味著學(xué)生能夠親自動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)更多。例如，高中階段，一套周懷寧教授設(shè)計(jì)的塑料制儀器，再加上幾種微型的玻璃儀器，包括微型試管、微型燒杯、微型漏斗等，這樣一套實(shí)驗(yàn)器材基本上就可以完成高中階段所有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。一旦學(xué)生有了更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，學(xué)生的實(shí)踐操作能力自然會(huì)大大提高，從而有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

（四） 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器因其設(shè)計(jì)靈巧、制作精巧、安全易用的特點(diǎn)而使學(xué)生愛不釋手，極大地培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。由于微型實(shí)驗(yàn)既安全又節(jié)約，教師可以放心地讓學(xué)生一人一組做實(shí)驗(yàn)。通過親手做實(shí)驗(yàn)，以可幫助學(xué)生理解和形成化學(xué)概念，可以培養(yǎng)觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)無污染，現(xiàn)象明顯并且成功率高，使學(xué)生解除了心理障礙，敢于做實(shí)驗(yàn)，喜歡做實(shí)驗(yàn)，改變了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的被動(dòng)地位。這樣充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，也大大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

二、 微型實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

下面，我們就以一個(gè)常見的中學(xué)實(shí)驗(yàn)——硝酸的性質(zhì)，分別用中學(xué)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)法和改進(jìn)微型實(shí)驗(yàn)法兩種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和比較，來闡述后者在教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

（一） 常規(guī)實(shí)驗(yàn)

1. 濃硝酸和銅的作用。在一支干凈的試管中放入一片銅片，再滴入幾滴濃硝酸，觀察放出氣體的顏色。向這支試管里加入5mL水，同時(shí)觀察溶液的顏色。

2. 稀硝酸和銅的作用。將所用儀器安裝好，檢查裝置的氣密性。在試管里放3～4片銅片，再倒入稀硝酸直到浸沒銅片為止。把燒瓶加熱，用排水法收集一試管NO氣體。

（二） 微型實(shí)驗(yàn)

1. 濃硝酸和銅的作用。微型試管中放入少許銅和5滴濃硝酸，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。當(dāng)看到液面上出現(xiàn)棕色氣體時(shí)，加入蒸餾水。注意不讓NO逸出管外以免造成環(huán)境污染?？稍谠嚬芸谂钏傻厝弦陨僭SNaOH溶液潤(rùn)濕過的棉花，觀察試管中溶液的顏色。

2. 稀硝酸和銅的作用。在注射器中放入一片銅片（大約比管的截面小點(diǎn)），燒杯里裝稀硝酸，加熱片刻，然后拉動(dòng)活塞，吸入一些稀硝酸，并迅速用膠帽塞住注射頭。仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)活塞被向后推，有氣體產(chǎn)生，觀察溶液顏色。片刻，取下膠帽，吸入空氣，然后將氣體注入30%的NaOH溶液內(nèi)。

（三） 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

1. 試劑用量對(duì)比。常規(guī)實(shí)驗(yàn)：約5片銅片，約30mL稀硝酸。

微型實(shí)驗(yàn)：約2片銅片，約5mL稀硝酸。

2. 儀器損耗對(duì)比。常規(guī)實(shí)驗(yàn)：試管很大，使用不方便，且容易摔破。圓底燒瓶也容易燒破，也不易清洗。

微型實(shí)驗(yàn)：試管較小，使用方便，也不易摔破。用小型注射器方便操作，不需組裝。

3. 實(shí)驗(yàn)安全對(duì)比。常規(guī)實(shí)驗(yàn)：產(chǎn)生的NO氣體容易溢出來，污染實(shí)驗(yàn)室空氣，對(duì)老師和學(xué)生身體有害。

微型實(shí)驗(yàn)：由于微型試管管口小，很容易用棉花堵住。且產(chǎn)生氣體少，不易溢出。用小型注射器不用組裝，操作起來也很安全，對(duì)人體沒有傷害。

4. 學(xué)生興趣對(duì)比。常規(guī)實(shí)驗(yàn)：由于實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，而且儀器易碎且組裝麻煩，所以興趣不大，不愛參與。

微型實(shí)驗(yàn)：儀器操作簡(jiǎn)單安全，學(xué)生發(fā)揮更自由自主，所以興趣濃厚。

三、 結(jié)論

綜上所述，我們?cè)诟咧谢瘜W(xué)實(shí)際教學(xué)過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求等進(jìn)行選擇，使常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的教學(xué)價(jià)值。我們?cè)诜e極研究、推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)不應(yīng)過大的夸大其作用，而應(yīng)實(shí)事求是地逐步引用，以便充分發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

作者簡(jiǎn)介：

馬聯(lián)文，青海省西寧市，青海省西寧市沈那中學(xué)。