化學實驗微型化教學改革發展趨勢分析

摘要： 本文通過分析微型化實驗的概念和優勢，以教學改革為立足點，探討了建立新型微型化實驗教學體系的具體做法，并對尚需解決的問題進行了闡述。

關鍵詞： 化學實驗 微型化實驗 改革

隨著人們環保意識的增強和教學改革的深入，化學實驗微型化已成為教育改革的一大趨勢，但在實際高職教學中，結合基礎化學實驗的微型化改革工作還未引起充分重視，得到普及和推廣。本文在提出微型化實驗必要性和重要性的基礎上，探討了基礎實驗在課程體系、教學內容和教學方式的革新，并探索了實驗實現微型化的改革發展趨勢。

1.實驗微型化概念的提出

微型化實驗最早是在20世紀80年代由外國學者首先提出的，后來逐漸被大家所熟悉。微型化學實驗就是用極少量的試劑在微型的儀器裝置中進行的化學實驗。其特點是實驗藥品微量化、實驗儀器微型化，可以減少試劑用量，降低實驗排廢量，縮短實驗時間，且比常規實驗安全可靠。因其具有節約資源、現象明顯、安全快速、污染少等優點，是對實驗方法的創新性變革，使得微型化學實驗的研究和推廣成為化學實驗教育改革的趨勢之一，也被越來越多的高校所采用。

2.實驗微型化改革的必要性

微型化實驗有著常規實驗無法比擬的優勢。主要表現在以下幾個方面：

2.1成本降低，教學效果得到提高。相比常規實驗，微型化實驗降低了對場地的要求，原料試劑的用量只相當于常規實驗的幾十到幾千分之一，能耗、設備投入節約能達到70%以上，實驗時間縮短至原來的1/2，使得實驗成本大為降低，教師可以給學生人人動手的機會，改變過去高職院校學生實驗動手率低的局面，從而便于學生的自主探究，真正發揮主體作用，有更多的機會進行實驗設計。

2.2實驗簡化，學生參與的興趣被激發。微型化實驗不是對試劑的簡單意義上的減量，而是一種以此為基礎的創新性的變革，以達到獲取盡可能多的化學信息的目的。有了低成本的微型化實驗，一些探索性的實驗就可以鼓勵學生放開手腳，以充分開發他們的自主研究能力。微型化學實驗還可以大大簡化實驗裝置和實驗操作，指導教師引導學生在周邊就可以找到微型化學實驗中所需要用到的某些儀器的替代品，為實驗的開展提供諸多便利條件。在實驗操作上，微型化學實驗省去了常規實驗中復雜的儀器裝配、拆卸和洗滌，只進行一些簡單的操作就可完成，減少了時間對實驗開展的限制。在教學實踐中教師應用微型化學實驗進行的探究性學習的設計和實施，能夠激發學生參與微型化學實驗的學習興趣，使每一位學生更愿意通過實踐來進行有效的探究。

2.3排廢降低，實驗環境得以優化。常規化學實驗對環境有一定的污染，微型化學實驗反應中產生的廢氣、廢液、廢棄物質的量非常少，“三廢”的處理也更容易，從而大幅度減少了化學實驗對周邊環境的污染，教師對學生進行實驗操作的環境更加放心，學生在實驗時也更加大膽、放松，從而吸引更多的學生參加化學研究。同時由于實驗藥品的用量減少，實驗過程中使用的易燃、易爆、劇毒品的總量明顯減少，有利于保證學生的安全，把危險系數降至最低。所以微型化學實驗能夠使環境污染、實驗設施損耗和安全等問題得到較好的解決，更利于對學生進行環境教育，使學生牢固樹立綠色化學的觀念，其社會效益顯著而長遠。

微型化學實驗具有易于開展、現象明顯、節約時間、節省試劑、減少污染、安全可靠、效果良好等特點，在經濟、環保和教育等方面具有特別重要的意義，發展微型實驗是十分必要的。

3.大力開展微型化學實驗，和常規實驗有機結合，建立新型基礎化學實驗教學體系

微型化學實驗多在點滴板上做點滴實驗，這樣就不能使學生熟練地掌握試管、離心試管及膠頭滴管的取液、滴液、放置等基本操作技能，一些常用的升溫、加熱、攪拌、沉淀分離等操作也仍需做常規實驗。因此，只有把微型實驗和常規實驗有機地結合，才可揚長避短，顯著地提高教學質量及學生的學習興趣，更有利于全面培養學生的綜合素質及將來從事化學研究和科研的能力。我們在分析現用實驗教材的基礎上，用微型實驗替代的實驗編寫成《微型化學實驗》教案，課前向學生予以講解，并要求學生認真探討，寫出預習報告。然后根據教學要求，將原實驗教材分作微型化學實驗、常規化學實驗、小型化實驗。這樣，既能使微型實驗不斷深化，又能使學生熟練地掌握無機實驗中基本操作的技能技巧。同時我們還在微型實驗所需儀器不夠齊全時，讓學生自己動手彎制W管、V型管、U型管，吹制玻璃燃燒匙等，逐步培養學生自己動手設計，進行各種實驗的能力。

在新教學體系中，我們可以增加系統化實驗，開發新型實驗。系統化實驗由一系列既獨立又聯系的微型化學實驗構成，前一個實驗的產物為下一個實驗的反應物，中間穿插分析定量測定，把整個實驗體系設計成系統化新型實驗。在這類實驗中，均采用微型實驗，充分發揮學生的個性，讓學生大膽設計，反復探索。實踐證明，發揮微型實驗特點，建立以學生為中心的教學體系，使學生不僅進行的是繼承性學習，更是創新性學習；也使學生學會學習，學會發展，達到素質教育之目的，從而整體提高實驗教學質量。

實踐表明，實驗效果達到了教學要求。同時對有些現象不明顯的實驗，可以采取討論、重做的形式，積極推動啟發式、討論式、研究式等教學形式的開展，進行微型化實驗的教學改革。

4.開展微型化學實驗尚需解決的問題

微型化學實驗作為一種改革的嘗試，還存在許多局限性，尚需進一步解決和完善。

4.1微型化學實驗制備物質的產率偏低。這是因為儀器粘附等損耗相對于原料用量的比例較大。因此必須注意實驗技巧，否則實驗不易成功。

4.2由于微型化學實驗與一般實驗使用儀器差別較大，教師在指導微型化學實驗時一定要注意實驗條件的選擇。

4.3目前全國微型化學實驗普及還不高，需要宣傳推廣，特別需要出版相應的配套教材。

4.4分層教學、因材施教、個別化指導的教學策略有待在實踐中加強。教學活動中要盡可能給每一位學生提供參與探究的機會，積極進行鼓勵和指導，使他們有信心參加到探究活動中。

5.結語

綜上所述，實驗課程改革必須從實驗課程體系、實驗教學內容和實驗教學方法上進行深刻的變革，整合現有實驗內容，加以歸納總結，既有經典驗證性實驗操作，也有經過優化的綜合性實驗和設計型實驗，這樣才能適應當前教育改革形勢下擴大招生所帶來的迫切要求，培養學生的創新能力和科學素養，訓練他們的科研意識，使他們真正成為優秀化工人才。

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