微型化學實驗實施的途徑

梁慶妮

微型化學實驗是指在微型化的儀器中進行的化學實驗，其試劑用量比對應的常規實驗少90%以上。微型化學實驗省時省錢、安全、現象明顯、效果好、少污染、易開展、易做到人手一套儀器等特點使其在高中化學實驗教學中有著廣闊的應用前景。在高中化學教學中采用微型實驗主要有以下幾種途徑。

一、微型實驗與投影教學相結合

在推行微型化學的今天，也不可避免地必須在課堂上進行演示實驗。如何使化學實驗微型化，且使其具有更清晰的實驗現象呢？將微型實驗與投影教學相結合是解決這一矛盾的重要而有效的手段之一。

運用投影儀把化學實驗的現象放大投影來觀察，這是對實驗教學的發展。過去為了提高演示實驗的觀察效果，常使用一些較大的儀器如大試管、燒杯等，而坐在后面的學生對實驗中產生的一些細微的現象仍然看不清楚。開展微型化學實驗教學，利用投影儀，進行實物投影，大大增強了實驗效果；學生實驗過程中利用投影儀列出指導提綱、相關內容等對學生的微型實驗進行指導，可以增大單位時間內學生接受的信息量，達到最優化教學，實現最佳教學效果。

如金屬鈉與水的反應：切取芝麻粒大小的鈉，用濾紙吸干煤油后，將鈉置于一表面光滑的紙片上，然后將鈉放入盛有水（滴有一滴酚酞）的微型燒杯中，從屏幕上可看到鈉與水反應劇烈，鈉很快熔化成一個小球，在水面上四處游動，滴有酚酞的水溶液變紅色。學生實驗中，每位學生都可以聽到發出的“嘶嘶”聲。

此實驗的優點：①藥品用量減少；②現象明顯；③安全；④可用于演示實驗，也可用于學生實驗。鈉與水反應用微型實驗進行，結合實物投影儀，可讓課堂上所有學生觀察到明顯的現象，不再出現常規實驗中后邊學生“視而不見”的現象。而學生實驗采用微型實驗則更適合，常規實驗一組所需的金屬鈉可以在微型實驗中供近十組使用，這樣既安全，又可節約藥品，學生動手的機會也多了。微型化學實驗與投影教學相結合，增強了實驗現象，加深了學生的印象，收到的教學效果也更好[1]。

二、微型實驗與常規實驗相結合

微型化學實驗主要注重實驗現象和結果，實驗操作往往比較簡單，可“以盡可能少的試劑獲取盡可能多的化學信息”，為培養學生動手動腦能力提供了一個大舞臺。下面是銅與濃硫酸反應（必修1第四章第4節實驗4-8）進行的常規實驗與微型實驗的比較。

實踐表明，常規實驗和微型實驗現象都比較明顯，但微型實驗所需試劑和藥品少，比常規實驗節省了90%或90%以上；產生的有毒氣體少，對環境污染少，符合綠色化學要求；微型實驗還可節約時間，單位時間內可完成更多實驗。

微型實驗有許多優越性，但不是所有的實驗都可

以微型化，因為有的實驗基本操作和基本技能在微型實驗中無法體現。它們主要是一些定量實驗，如一定物質的量濃度溶液的配制，這是規范基本操作技能的實驗，用微型實驗就達不到預期效果。因此，在化學教學中大力推行微型實驗，又必須將微型實驗和常規實驗有機結合，實現優勢互補，并存發展，才可能實現教學途徑和教學效果的最優化，充分發揮實驗教學在化學教學中的作用，全面提高學生化學學科的科學素質[2]。

三、微型實驗儀器與自制儀器相結合

在對微型化學實驗的研討和推廣中，國內外原有的微型化學實驗儀器雖然取得了可喜的成果，但還沒有形成通用化、系列化、標準化和實用化的儀器箱。目前國內主要有兩類材料的微型儀器箱，一類是塑料的，另一類是玻璃的。塑料儀器價廉、便攜、好用，易推廣，可做到人手一箱，但不耐熱，不耐某些有機溶劑；玻璃儀器價貴，難做到人手一箱。而且目前可以購買成套儀器的地方不多，購買儀器很不方便。因此，一方面對定型的微型實驗儀器要進一步開發其功能，另一方面還應開展對實驗代用品的選擇和設計。例如：可以利用廢棄的藥片模板代替井穴板；用注射器代替量筒；青霉素小瓶（帶瓶蓋）、輸液吊瓶、輸液管等都可運用到微型化學實驗中。自制儀器來源廣泛，途徑多，既環保又經濟，降低儀器生產成本，也減輕學校、家庭負擔。學生通過實際操作，還可增強學生的動手能力、思維能力和創造能力。關于利用廢棄物自制實驗藥品、微型實驗儀器現已有專門的書籍出版，自制的藥品和儀器已基本能滿足初中化學實驗的需要，對經濟相對落后的地區的高中開齊化學實驗課有很大的幫助。

四、微型實驗與化學實驗改進相結合

微型化學實驗具有兩個基本特征：一是實驗儀器裝置的微型化，二是在微型化條件下對實驗進行改進。微型化學實驗和化學實驗改進有著共同的特點：①增強實驗的安全性。中學化學課本中有不少實驗存在安全隱患，這些實驗對服務于教學必不可少，但學生對這些實驗存在恐懼感，容易損害學生學習化學的興趣。②增強實驗的可視性。有些實驗的效果不明顯，特別是某些演示實驗，由于觀察角度、教室或實驗室光線、距離講臺的遠近不同，實驗效果有顯著差異，同樣這些實驗也必不可少。如果這些實驗采用微型實驗，且邊講邊實驗，或通過現代教學技術放大實驗效果，可取得理想的效果。③減少藥品用量或污染。節約藥品或減少實驗產生的廢物污染，在不影響實驗效果的前提下，采用微型實驗。如進行有明顯顏色變化的實驗，演示時可以在實物投影儀上將實驗過程與結果放大。④提高實驗的趣味性。學生對中學化學課本中的實驗興趣是學生的好奇心引起的。提高實驗的趣味性，微型實驗是一股強大的主流，它可使學生感覺到“化學就在我們身邊，我們周圍處處都有化學”，從而增強學生的學習欲望和學習興趣。對于一些不能將常規實驗簡單“微型化”的實驗，必須進行實驗改進，對實驗方案、所需儀器、實驗裝置等進行相應改進，才能進行。因此，微型實驗與實驗改進相結合，可以使實驗操作更方便、效果更明顯、方法更簡單、過程更簡捷、步驟更合理、實驗的安全性更好、實驗結果更明晰，同時也有助于提高學生適應未來社會生存和發展所必備的科學素養，發展學生各方面的能力。

在高中化學教學中，通過多種途徑采用微型實驗，為學生提供大量動手動腦的機會，能充分調動全體學生積極參與教學活動，是化學教學中實施素質教育可行而有效的途徑，為化學教學質量的提高和學生素質的全面發展起了積極重要的促進作用。正如戴安幫院士對微型化學實驗的題詞：“要大力推行微型化學實驗，使全國中學的化學教學皆有學生的單人實驗作業，以加強化學教學的素質教育作用。因為學生在化學實驗室的作業中，不僅學到第一手化學知識和動手技術，由于教師指導得法，循循善誘，嚴格要求，學生更能受到科學方法和思維的訓練，還得到科學精神和品德的培養。”

參考文獻

[1]范志華，姜文星.中學微型化學實驗與素質教育[J].中小學教學研究，2000（增刊）.

[2]曾凡明，袁光宏.淺談微型實驗在化學教學中的作用[J].湖北中小學實驗室，2001（6）.

（責任編輯 羅 艷）