落實高中化學新課程目標 推廣微型化學實驗實施

崔曉靜 劉運生

摘 要 高中化學新課程目標在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面對學生提出要求。高中化學實驗在教學中占有重要地位，而常規性化學實驗在教學中凸顯出一些弊端，微型化學實驗憑借環保、成本低、簡單易操作、安全等優點得到推廣。以具體案例介紹微型化學實驗的推廣價值，供廣大高中化學教師參考。

關鍵詞 高中化學；綠色化學；微型化學實驗；實驗儀器

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）03-0031-03

1 高中化學新課程目標

高中化學新課程標準的設計目標是從學生未來的發展出發，在課程設計和要求上注重基礎性、前沿性和選擇性，培養學生的科學素養和綠色化學的環保理念[1-2]。高中化學新課程總目標主要涉及知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個大方面。

知識與技能 學生通過學習化學現象的本質，運用化學知識技能，通過化學實驗掌握化學基本概念和原理，揭示化學變化的基本規律，最終幫助學生形成化學科學的基本觀念，在學習和生活中可以自主解決化學有關的問題[3]。

過程與方法 高中化學新課程標準要求教師在教學過程中，通過科學探究過程培養學生的科學探究能力，鼓勵學生在化學實驗過程中主動思考問題，運用現代化的教學手段對教學內容進行整合，培養學生的自主學習能力，最終實現化學綜合能力的提高。

情感態度與價值觀 高中化學新課程要求在高中化學教學中達到德育的最高境界——潤物細無聲。影響學生情感態度與價值觀的因素很多，如學校環境、家庭環境以及社會環境等，都對學生價值觀的樹立起著直接的重要作用。教師在教學過程中需要激發學生的學習興趣，培養學生的綠色化學理念，形成正確的學習態度和科學的價值觀。

2 微型化學實驗的特點

微型化學實驗和常規性化學實驗的實驗原理是一樣的，但是在實驗過程中用到的實驗藥品和實驗儀器不同，所以實驗步驟以及在實驗中需要注意的事項均有差異。和常規性化學實驗相比，微型化學實驗具有獨特的優點。

1）微型化學實驗儀器比較簡單，小巧而容易攜帶。一些微型化學實驗器材來源于平常生活中，如小型注射器、橡膠管、小夾子、礦泉水瓶子等，這些器材便于教師攜帶到教室，直接在課堂教學中師生共同完成化學實驗。常規化學實驗大部分是玻璃器材，在搬運過程中很容易碎，所以實驗需要在化學實驗室里完成。因此，設計微型化學實驗可以為學生大大節約時間，提高學生的參與度，培養學學生的動手能力和自己組裝器材的技能。尤其是一些辦學條件差的學校，缺少實驗設備和實驗藥品，可以采用微型化學實驗。

2）微型化學實驗本著綠色環保的化學理念，保證對一些危險系數比較高的化學實驗進行安全操作，對于一些容易揮發的有毒氣體做到空間完全封閉和后期有毒氣體充分回收，大大節約實驗成本。因此，微型化學實驗適用于一些有氣味或者有毒氣體的制備，如氯氣的制備、硫化氫氣體的制備、二氧化硫氣體的制備、一氧化氮氣體的制備等。

3）微型化學實驗有利于推廣項目化教學、隨堂實驗、課外活動實驗等，豐富高中化學實驗形式。傳統的化學實驗局限于實驗室，對學生實驗能力考核存在一定的局限性。微型化實驗采用多樣化的實驗教學形式，可以考核學生對化學實驗的創新能力、探究能力、動手能力、合作能力等，綜合化的考核有利于提高教學質量。

3 微型化學實驗教學案例分析

以高中化學“氯氣的制備與性質”實驗課為例，這節課作為高中化學實驗中比較重要的內容，也是每年的高考熱點。高中化學新課程目標要求本節課的知識與技能目標：學生通過實驗掌握氯氣的物理性質和化學性質，同時了解氯水的漂白性質以及氯氣的應用。實驗過程與方法：采用教師指導、學生主導的實驗教學方法，對學生進行分組合作實驗，實驗過程中注意氯氣在制備過程中是否存在泄漏問題，以及如何處理實驗中的突發事件。情感態度與價值觀：實驗中幫助學生樹立運用化學知識來解決生產生活中實際問題的能力。下面對比介紹常規性實驗和微型化實驗兩種教學方法，通過對比總結微型實驗的好處，總結微型化學實驗的推廣價值。

實驗目標與實驗原理 通過氯氣的制備，驗證氯氣的物理性質和化學性質，并且了解氯氣的用途。比較常規性化學實驗和微型化實驗的關系，在實驗中培養學生的動手能力、探究能力、思維創新能力和團結合作能力等。實驗中化學反應方程式如下：

2MnO2 +4HCl（濃） 2MnCl2+2H2O+Cl2↑

Cl2+H2O==HCl+HClO

Cl2+2KI==2KCl+I2

Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O

常規化學實驗設計

1）實驗藥品：二氧化錳固體、濃鹽酸、淀粉-碘化鉀溶液、0.1 mol/L氫氧化鈉溶液等。實驗儀器：鐵架臺、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、集氣瓶和燒杯等。高中化學教材中常規性化學實驗裝置見圖1。

2）實驗步驟：首先檢查各個裝置的氣密性；由上到下、由左到右進行裝置安裝；全套裝置進行氣密性檢查；先加固體，再加液體，進行藥品添加；開始化學實驗并收集氣體。

3）實驗中注意事項：二氧化錳為難溶于水的黑色粉末，實驗前需要對其進行研磨，保證充分快速地進行化學反應；反應中需要用到濃鹽酸（稀鹽酸不參加化學反應），由于濃鹽酸具有揮發性，因此在滴加過程中不宜過快；另外，氯氣制備實驗反應過程中必須加熱，但是加熱溫度不宜太高。

4）實驗中存在的不足：實驗過程中整套裝置處于半封閉狀態，有毒氣體的排放會污染環境；實驗裝置比較煩瑣；玻璃儀器很容易碎，學生操作過程中存在不安全因素；安裝實驗裝置比較耗時，一般學生需要大半時間進行氣密性檢查，浪費寶貴時間；氯氣的制備實驗和性質的檢測實驗裝置分開后浪費大量實驗藥品；裝置比較復雜，且有一定的成本，需要實行小組化實驗，不能保證所有學生都參與實驗。

微型實驗設計

1）實驗藥品：濃鹽酸、高錳酸鉀固體、淀粉-碘化鉀溶液、0.1 mol/NaOH溶液、無水氯化鈣固體等。實驗儀器：小型注射器一支、微型試管、小夾子一個、微型干燥室、微型反應室等。自主設計的微型實驗裝置見圖2。

2）實驗步驟：首先檢查裝置的氣密性；在微型干燥室中放入無水氯化鈣固體，在微型反應室中加入紅紙和淀粉-碘化鉀試紙，并且用夾子把橡膠管夾緊，用橡膠塞或者木塞塞緊出口；在微型處理室中加入0.1 mol/NaOH溶液；在微型制取室中加入三匙高錳酸鉀固體，并用橡膠塞塞緊；用小型注射器往微型反應室中緩慢加入濃鹽酸，同時觀察微型反應室中紅紙和淀粉碘化鉀試紙的變化；實驗結束后，打開止水夾，產生的氯氣進入微型處理室，吸收比較完全。

3）實驗中注意事項：實驗過程中橡膠塞一定塞緊；往微型反應室中滴加鹽酸要緩慢；實驗最后打開止水夾，氯氣完全吸收。

4）實驗創新性表現：實驗過程中整套裝置處于完全封閉狀態，防止有毒氣體氯氣逸出，微型化學實驗過程中無污染，比較環保；實驗裝置比較簡單，便于攜帶且操作起來方便，大大節約課堂時間，提高了實驗效率；整套裝置設置大方美觀，學生可實現零死角觀看；實驗器材生活中都有，節約了實驗成本；實驗尾氣處理中連接很多帶有細小孔的塑料瓶子，可以保證尾氣吸收完全。

4 微型化學實驗推廣價值

以“氯氣的制備與性質”這節實驗課程為例，分別介紹常規性化學實驗和微型化學實驗的實驗藥品和實驗儀器、實驗步驟、實驗中的注意事項、實驗不足與創新性等，對比兩種實驗。總結微型化學實驗有以下推廣價值：

1）微型化學實驗在制備氯氣過程中實現氣體制備、氣體性質實驗和有毒氣體尾氣處理，減少了實驗環節，節約了實驗時間，實驗教學課堂效率大大提高；

2）微型化學實驗實現氣體制備、性質檢驗和后期處理一體化，既鞏固了系統化的知識體系，又培養了學生良好的環保意識和實驗素養[4]；

3）微型化學實驗對于一些有氣味、有毒的氣體（氯氣、二氧化硫、硫化氫、一氧化氮等）制備都比較實用，操作裝置在封閉環境中，沒有氣味，沒有污染，符合高中化學新課程標準中提倡的綠色化學理念；

4）微型化學實驗裝置簡單，便于師生攜帶，操作起來簡單安全，學生可以獨立操作，培養自主學習能力；

5）微型化學實驗實驗藥品用量少，實驗儀器簡單，大大降低實驗成本[5]。

落實高中化學新課程教學目標，微型化學實驗得到應用和推廣。但是目前很多高中學校中應用微型化學實驗的并不多，主要是其除了存在上述優點之外，還有一些問題需要在推廣中不斷進行改進：部分化學實驗微型化之后，尤其是定量實驗誤差比較大；微型實驗設備多是比較常見的塑料制品，不適用于一些需要高溫加熱的實驗；微型實驗中一些操作不是特別規范，不利于培養學生嚴謹的科學精神。

總之，微型化學實驗的推廣需要教師、學校和有關教育部門的共同支持，充分利用微型化學實驗的優點，如實驗成本低、實驗簡單易操作、實驗過程環保等。微型化學實驗不是對常規性化學實驗的縮小，更不能完全取代常規性化學實驗，其可以和常規性化學實驗在教學中發揮相輔相成的作用，各自發揮優點，共同提高教學質量。

參考文獻

[1]師素方.推廣微型化學實驗 深化中學教學改革：對武漢市高中微型化學實驗實施現狀的調查及其思考[D].武漢：華中師范大學，2005：5.

[2]唐勁軍，黃瓅，王凡.中學微型化學實驗的實施現狀及對策研究[J].化學教育，2014，35（3）：69-72.

[3]彭實，劉鴻.中學化學實驗綠色化研究[M].北京：人民教育出版社，2013：73.

[4]王艷，杜君.微型化學實驗課程資源的開發策略[J].山西大同大學學報：自然科學版，2008，24（6）：91-93.

[5]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，2016，33（3）：65-67.