“微”實驗“大”效果

龐力國

【摘 要】本文探討就地取材、廢物利用來匠心獨運地設計微型實驗的方法。結合實驗選修課拓展學生視野，開展第二課堂，深入探索生活中的化學現象，培養學生的科學素養。

【關鍵詞】高中化學 微型實驗 科學素養

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01B-0092-02

微型的含義是多方面的，既可以指實驗的規模是微型的，又可以說實驗的難度是微型的。微型實驗最大的特點就是貼近學生，容易操作，并不是像常規的實驗那樣需要“大刀闊斧”地擺弄試管、儀器。筆者以人教版教材為例，介紹幾種設計微型實驗的思路。

一、就地取材，廢物利用

微型實驗在很大程度上指的是實驗器材的易取性，化學實驗的進行不再“大張旗鼓”了，也就具備了“微型”的特點。在實驗過程中，不必只局限于常規的儀器，就地取材，進行廢物利用，降低實驗的“障礙”。

在必修 1 第四章第二節的“富集在海水中的元素—— 氯”中，我們了解了氯氣的制備過程。學生看到課本中的制備器材之后，習以為常地覺得這又是一次演示實驗，又要在老師的謹慎演示當中度過了。作為教師，筆者也非常重視這次實驗，也積極思考如何把實驗做得更好。當時正處于冬天，有不少感冒的學生在教室中攜帶急支糖漿等一類的藥瓶，在教室的垃圾筐中也發現廢棄的瓶子。看到這些廢棄的瓶子，筆者萌生了一個利用廢舊藥瓶進行實驗的想法。一來通過廢物利用，以貼近學生生活，激發學生參與實驗的興趣。氯氣的制備有很多種方法，以加熱 KClO3 和 MnO2 的混合物為例。在這一實驗中，用到的儀器有酒精燈、試管、燒杯、導管等。在筆者的眼里，這些儀器都可以找到它們的替身。筆者收集了學生的廢舊藥瓶，找到一個小口的糖漿瓶子，將它洗刷干凈之后，就讓它變身成為一個集氣瓶。因為是感冒多發季，校診所也開始忙碌了起來，診所中多了一些輸液瓶、輸液管、玻璃藥瓶，等等。筆者請診所的醫生幫選擇、消毒并確保衛生安全的情況下收集來了一些瓶瓶罐罐，將這些瓶瓶罐罐改造成“化學實驗儀器”。當筆者把廢舊瓶子搬上講臺的時候，學生還摸不著頭腦，本來“看演示實驗”的疲勞心理一下子變得活躍起來。在學生的注視下，筆者將收集來的小輸液瓶和酒精，制成了小酒精燈用于加熱，將廢舊的玻璃針管做成了試管盛上試劑進行加熱，連接好輸液管進行導氣，將糖漿瓶子放在輸液管末端收集氣體。雖然實驗很“微型”，但是學生仍然見證了氯氣的制備過程，并且驗證了氯氣的性質，學生對氯氣的認識更加生動和深刻了。

做實驗就要進實驗室、用儀器是一種固定的思維習慣和行為習慣，其實科學家在探索科學實驗的過程中，并沒有那么多的現成思路和儀器，而是在不斷的嘗試中進行的。我們也應當要有這種探索精神，可以就地取材，發揮自身的創造性。

二、匠心獨運，巧妙設計

在高中的教學體系當中，實驗占的比例比較小。原因有二，一方面，高考沒有考查學生的動手操作能力；另一方面，是實驗條件有限。作為化學教師，應當從設計的角度出發，為學生有限的實驗創造條件，匠心獨運，巧妙設計微型實驗。

這里的微型實驗就非常接近字面意思了，即用料微型、規模微型、儀器微型的實驗。通過這樣的實驗，可以達到節省用料、保障安全的目的，甚至可以取得常規實驗不能達到的實驗效果。以原電池的實驗為例，在選修4《化學反應原理》第四章電化學基礎中，第一節就接觸到了原電池的知識。說起電池我們都不陌生，生活中經常用到。大家印象中的電池無非是長的一根粗棒，或者是薄薄的一個圓片，只是將其與“電”能聯系上，卻從未與“池”聯系上。電池都是帶電的，與水都是“天生相克”，怎么會與盛水的“池”聯系到一起呢？殊不知這電池的“池”來源于發生放電反應的原電池之中，原電池里可是有貨真價實的“電解池”，其中充滿著電解液，而生活中大多用的是干電池，因此與“池”無關。在原電池的模擬實驗中，有一項新型氫氧原電池的實驗，總是難以成功。加之條件有限，學生也不好上手操作。因此，筆者設計了一項微型實驗，用一個六孔井穴實驗板，將實驗的“陣地縮小”以確保實驗安全和操作成功，然后將電解液放置在多用滴管中進行精確點滴，之后放置兩個帶玻璃管的石墨電極，這樣就制作成原電池，產生微弱的放電反應，成功達到實驗目的。

“麻雀雖小，五臟俱全”。微型的小實驗既有明顯的實驗現象，又可以讓每個學生都可以上手操作，具有很強的應用性。精心設計微型實驗，不斷改進，化學的實驗或許可以創造一片新天地。

三、結合選修，拓展視野

在大多數高中課程中，一般全部都為必修課，沒有選修課，即使是標著“選修”的教材，也是學校幫學生選好了的，也成了必修課。但是適當開設選修課，對于發展學生的興趣大有裨益。

在學校開設的一系列選修課上，筆者開設了微型化學實驗課。雖然在考試中微型實驗出現的概率很小，但是微型實驗對于提升學生的化學（下轉第100頁）（上接第92頁）能力具有不可替代的作用。考試的能力可以通過不斷做題來提高，但是總會有一個瓶頸，那就是化學素養，化學素養的突破需要靠扎實的實踐和求知的探索積累而來。微型實驗課就是為了培養學生的化學素養而設，在課上沒有考試大綱的限制，筆者所培養的是學生實實在在的實驗能力。選修課上筆者重點培養學生的動手能力和動腦能力，從實驗設計到報告編寫，都由學生自主完成。在電解飽和食鹽水的實驗過程中，學生發現電極附近有白色固體析出，但又不知道它的成分是什么？也不知道它為什么會析出？如果這種物質有價值，那么如何增大它的產量呢？這些問題的浮現說明學生動腦思考了。學生親自動手實驗并觀察到實驗現象，才會花心思去研究，才會像對待自己的事一樣去關心。雖然研究的結果有時不如期待那樣，但學生已經收獲了不可多得的實驗能力。

高中的學習也不能總是緊張的“學習—復習”，還要留出時間來動手實踐，去突破通過做題不能突破的瓶頸。參加微型化學實驗選修，學生受益匪淺。

四、第二課堂，深度探索

第二課堂的概念逐步深入到了各階段的教育體系中，第二課堂的思想引導學生除了在“知識課堂”之外，還要參加課外活動的“第二課堂”。對于高中這樣的快節奏階段，學生參與活動機會較少，他們的第二課堂可以延伸到生活中。

對于高中生而言，時間分成了課上和課下兩部分，學生在課下當然主要是進行休息，調整狀態。但是源于生活的知識豐富多彩，學生要善于發現第二課堂中的知識。我們在生活中經常見到蘋果吃一半后放著會逐漸變黃，這其中蘊含什么化學知識呢？我們可以將生活中的知識帶到課堂上來，探究蘋果變黃的原因。蘋果作為一個固體不易研究，我們可以將它榨成果汁。在課上，筆者取一個青蘋果榨成果汁，果汁呈淡綠色，將它靜置一段時間后變成了黃色。此時筆者加入一些維生素粉末，果汁又恢復為綠色。聯想到維生素C的還原作用，學生突然意識到大概的原理。其原理是：青蘋果中含有 Fe2+，二價鐵離子使果汁溶液呈現綠色，放置一段時間后，Fe2+ 在空氣中被氧化為 Fe3+，溶液變成了黃色。維生素 C 是還原劑，又將 Fe3+ 還原為 Fe2+，溶液又變回綠色。

在課堂上，學生能夠集中精力去探尋未知的未掌握的知識，可是很多情況下卻對生活中的現象視而不見。微型實驗的開展就是要把化學實驗的“戰場”從實驗室中拉出來，讓學生能夠對生活中的化學現象進行深入地探究，活學活用，提高能力。

總而言之，微型實驗不僅是一種化學實驗的模式，而且更是一種對學生能力的考驗。對于學生來說，課堂上傳授的知識有限，通過實驗鍛煉出的科學素養才能使其受益終身。實驗雖然是“微型”的，但是收到的效果卻是想象不到的“巨大”。

【參考文獻】

[1]張瑞建.新課改下微型化學實驗在高中化學教學中的實踐與思考[J].科教文匯，2008（4）

[2]劉晶晶.微型化學實驗在化學教學中的研究及應用[J].遼寧教育行政學院學報，2016（3）

（責編 盧建龍）