關(guān)于高中化學(xué)微型實驗的探究

楊衛(wèi)琴

摘 要： 微型實驗是近年來一個頗為熱門的話題，原因在于這種實驗方法在實際的操作中具有很多常規(guī)實驗所無法替代的優(yōu)勢，包括實驗成本降低、實驗安全性提升、實驗污染減少等。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要大力倡導(dǎo)這種新型的實驗方式，努力通過微型實驗優(yōu)化化學(xué)實驗教學(xué)。本文簡單介紹了微型實驗的一些特點和在實施過程中的諸多優(yōu)勢體現(xiàn)，希望廣大教師能夠重視微型實驗的研究和實施，提高化學(xué)實驗教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué)教學(xué) 微型實驗 綠色環(huán)保

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在化學(xué)學(xué)習(xí)中，實驗是不可或缺的內(nèi)容和工具。然而，化學(xué)實驗的開展不但需要耗費大量的化學(xué)藥品，很多化學(xué)實驗藥品殘留和反應(yīng)生成物還會給環(huán)境帶來一定的污染。雖然在學(xué)校中開展的實驗多為一些小型實驗，然而，由于學(xué)校眾多，實驗總量巨大，再加上很多學(xué)校都缺乏對化學(xué)污染的處理能力，因此，學(xué)校化學(xué)實驗帶來的污染問題是不容小覷的。鑒于學(xué)校化學(xué)實驗的污染問題，近年來，微型化學(xué)實驗逐漸走入了人們的視線。事實上，微型實驗并不是一個新生事物，早在上世紀(jì)八十年代，微型實驗就已經(jīng)在美國實驗成功了，而在我國，微型實驗的歷史比較短，還處于摸索階段。所謂微型實驗，是一種在專門設(shè)計的小于常規(guī)實驗器材的微型化的儀器裝置中進(jìn)行的化學(xué)實驗，在這種微型的實驗裝置中，可以運用少于常規(guī)量的化學(xué)試劑獲取需要的化學(xué)信息，實現(xiàn)實驗?zāi)康摹ｋm然微型化實驗中化學(xué)試劑用得非常少，很多甚至僅僅相當(dāng)于常規(guī)實驗用量的幾十分之一，甚至是幾千分之一，但它的實驗現(xiàn)象卻很明顯，實驗效果很好，正因為如此，微型實驗近年來才廣受化學(xué)教師的歡迎。那么，在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，微型實驗具體存在哪些優(yōu)勢呢？

一、有利于降低實驗成本

在微型實驗中，很多實驗器材尺寸會大大減小，藥品用量也會大大減少，這無疑會降低實驗成本。例如，在“乙烯的制取和性質(zhì)”實驗中，我們在改換了小號的反應(yīng)容器以后，將乙醇與濃硫酸的混合液由18ml的常規(guī)用量降到僅有2到3ml的微小用量，這樣藥品用量會大大減少，從而有效節(jié)約藥品成本。另外，在微型實驗中，我們還可以從日常生活中尋找一些物品替代實驗器材，例如，我們可以用青霉素藥瓶替代試劑瓶、集氣瓶，也可以用一次性的輸液器替代導(dǎo)氣管，這樣僅是在儀器上就可以節(jié)約很多成本。除了藥品和器材方面的成本下降，與實驗配套的一系列的能耗也會大大降低。由于微型實驗儀器體積小，藥品用量少，我們對實驗進(jìn)行加熱、攪拌時所用的時間、冷卻回流的時間會大大縮短，這樣整體的實驗過程的時間就會有效縮短。以“乙烯的制各和性質(zhì)實驗”為例，按照常規(guī)的實驗方式，整個實驗完成至少需要十分鐘以上，而采用微型實驗的方法則可以將實驗時間縮短至三分鐘左右，實驗時間的大量縮減會大大降低水、電等資源的消耗，這是節(jié)約實驗整體成本的有效途徑。

二、有利于減少實驗污染

在各學(xué)科的實驗中，化學(xué)實驗無疑是污染最嚴(yán)重的實驗，很多化學(xué)實驗從藥品到反應(yīng)物再到排放物都會給環(huán)境帶來很多污染，而在化學(xué)實驗中實施微型化的實驗卻可以將這種污染降到最低。在微型實驗中，很多試劑用量都是非常微型化的，這樣會有效減少試劑、藥品的殘留污染，與此同時，由于參與到化學(xué)反應(yīng)中的藥品量減少，一些反應(yīng)的生成物，乃至實驗過程中所排放的廢棄、廢水、廢渣的數(shù)量也會大大減少。從藥品到反應(yīng)生成物再到實驗排放等，各個環(huán)節(jié)的污染量都在大大減少，這種微型化的實驗相較于常規(guī)的實驗顯然更加綠色、環(huán)保，與當(dāng)前提倡的環(huán)保實驗理念相契合。

三、有利于實驗安全性的提升

在化學(xué)實驗中，很多實驗都帶有一定的危險性，由于操作不當(dāng)引起的爆炸、起火、藥品飛濺等會給實驗者帶來很大的危險性，并且很多化學(xué)實驗本身就存在有毒氣體排放、爆炸等危險的現(xiàn)象，因此，如何提高實驗的安全性，維護(hù)教師和學(xué)生的生命、健康始終是化學(xué)實驗非常關(guān)注的一個課題。微型實驗可以在實驗安全性方面作出很大貢獻(xiàn)。在微型實驗中，由于實驗藥品的用量很少，在化學(xué)反應(yīng)中，有毒氣體的排放量會大大減少，一些危險的實驗反應(yīng)現(xiàn)象如著火、爆炸等傷害程度會大大降低。以“氯氣的制取”實驗為例，在常規(guī)條件下，氯氣的制取會產(chǎn)生大量的有毒氣體，而在微型實驗下，有毒氣體的排放量會大大減少，從而有效保證實驗的安全性。由于微型實驗在安全性上大大提升了，使得很多原本不具備課堂實驗條件的實驗可以重新在課堂上演示，不僅如此，很多實驗還可以讓學(xué)生課外做，開展一些家庭小實驗，而不會存在過多的風(fēng)險性，這樣就可以有效增加實驗數(shù)量。

四、有利于增加學(xué)生親自實踐的機(jī)會

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，受到實驗設(shè)備、藥品等方面的限制，有相當(dāng)多的實驗學(xué)生無法自己完成，很多時候，只能由教師進(jìn)行演示操作，學(xué)生在下面觀察。由于親自動手的機(jī)會有限，學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)受到了一定的制約。如果引入微型化學(xué)實驗，由于所用的實驗藥品、實驗器材的微型化，使得每個學(xué)生都有條件充實實驗裝備，這樣就意味著學(xué)生能夠親自動手操作的實驗更多。例如，高中階段，一套周懷寧教授設(shè)計的塑料制儀器，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，這樣一套實驗器材基本上就可以完成高中階段所有的化學(xué)實驗。一旦學(xué)生有了更多的動手機(jī)會，學(xué)生的實踐操作能力自然會大大提高，從而有效提高實驗教學(xué)的有效性。

總之，微型實驗在降低實驗成本、提高實驗安全性、減少環(huán)境污染等多方面都存在常規(guī)實驗所不具備的優(yōu)勢，因此，高中化學(xué)教師一定要在工作學(xué)習(xí)中多花心思和精力研究微型化學(xué)實驗，并且?guī)ьI(lǐng)學(xué)生大膽嘗試微型實驗方法。可以說，微型實驗是未來學(xué)校實驗發(fā)展的一個重要趨勢，在微型實驗下，學(xué)校實驗會變得更加科學(xué)、高效、綠色環(huán)保。

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