普通化學課程微型化學實驗改革探索

雷猛　王帥　王希科　喬建仙　劉妹靜

摘 要 微型化學實驗是綠色化學的組成部分，在實驗教學中優勢明顯，經濟、環保和社會效益較高，有助于樹立學生綠色化學的意識和理念。通過對普通化學課程實驗優化和實踐探索，改進了實驗內容，豐富了實驗教學模式，提高了學生的學習積極性、實驗技能和創新能力。

關鍵詞 普通化學 微型化學 實驗改革 綠色化學

0 引言

微型化學實驗是一種化學實驗的新方法和新技術，[1-3]它具有減少污染、快速、節約、安全等優點，微型實驗的試劑用量少，但可以達到準確、明顯、環保、安全、節能、節時和方便等效果，不僅教學效果顯著，而且有明顯的經濟效益、環保效益和社會效益。在實驗教學中，微型化學實驗的優勢明顯，深受廣大師生的歡迎。通過長期實踐證明，化學實驗教學微型化改革主要優點有：（1）可以滿足一人一臺套的需求，增加學生親手做實驗的機會，學習方式由“被動旁觀”向“主動探索”轉變，真正發揮學生的主體作用，通過學生親自動手做實驗，自己更能感受到化學實驗中物質的轉換，在實踐中加深與理論的結合，在相對輕松的氛圍中獲取知識。（2）可以激發學生對化學的學習興趣。微型實驗由于劑量小既安全又節約，容易滿足學生一人一組做實驗。學生理解和形成化學概念，在做實驗的過程中，得到有力加強，同時也培養了觀察能力，激發了學習興趣。（3）實驗室環境有效改善，實驗室空氣和水體排放污染得到大幅度的減少，有利于教師和學生共同的身體健康。同時自然環境也可以得到改善，有利于社會的可持續發展和社會的進步。

但是，在普通化學課程教學中發現，微型化學實驗中還存在一定的問題和可以進一步改進的空間，主要表現在：（1）由于學生普遍化學基礎較弱，原微型化學實驗單次課程實驗內容過多，學生無法在2個課時內完成規定實驗，需要進一步優化實驗內容；（2）傳統的實驗撰寫紙質實驗預習報告制度已不能完全適應信息化條件下學生的對知識的要求，需要進一步加強化學虛擬實驗的開發或改進現有的實驗預習報告制度；（3）根據微型化學實驗的目標是在減少實驗試劑用量的情況下也能達到實際實驗驗證的效果，部分微型化學實驗的試劑用量還具有改進的空間，可以進一步優化試劑用量，減少對環境的污染。

1 夯實基本知識，提高操作技能

著名學者吳晗指出“要讀好書，必須先打好基礎，打好了基礎，才能在這個基礎上作個別問題的研究”。在微型化學實驗的創新中，基礎也是至關重要的。不管是老師還是學生必須要有較為全面的化學實驗基礎知識和扎實的基本操作技能才能在實驗過程中發現問題，分析問題、解決問題，才能對實驗進行改進和創新。譬如實驗室的規則及安全知識，實驗室用水的規格，化學試劑及相關知識，氣壓表、水銀溫度計的校正等，只有對這些基本知識了如指掌，才能創造穩定的實驗環境，才能為順利開展實驗做好前期準備；玻璃儀器的洗滌干燥，分析天平的操作，滴定、重結晶、過濾、提純、萃取等實驗的基本操作技能，只有熟練掌握了這些基本技能，實驗操作起來才能游刃有余；鹽類水解，化學平衡，膠體及吸附，配合物、醇、酚、醛、酮、羧酸及其衍生物等物質的性質，只有對化學的這些基本原理和常見化合物及官能團的性質熟悉，在實驗的時候才能恰當地選擇試劑，合理地分析與解釋實驗時發生的各種現象。因此，微型化學實驗改革與創新的基礎是扎實的基本功。

2 優化實驗內容，改革實驗方法

為培養學生深入理解化學基本原理，熟悉基本實驗操作，增強學習化學知識的興趣，樹立綠色化學理念。一是優化實驗內容。在合理的范圍內精簡實驗內容，刪除重復性實驗和一些意義不大實驗內容。優化普通化學的十個課程實驗內容，確保學生在2個課時內均能完成實驗，保證學生課堂實驗的工作量，增強學生的實驗動手能力和觀察能力，進一步激發學生對學習化學的興趣；二是改進現有在空白預習報告紙上抄寫實驗預習報告的制度，編寫統一的實驗報告講義，對于不需要手工重復抄寫的文字內容予以打印，使學生的關注點集中到實驗現象的記錄和解釋上，集中到自己對化學知識的體會上，加深對化學背后本質的理解，改善教學質量。三是篩選部分現有的微型化學實驗進行有重點的優化研究，以減少實驗試劑用量但不影響實驗效果為前提，通過課外創新實驗和指導本科生畢業論文的形式保證優化研究的質量和效果，最后再形成固化成果應用到課堂實驗。

3 豐富實驗教學模式，提高教學質量

一是“講做”教學模式。這是是實驗教學中比較典型而又傳統的一種教學模式，即教師先講解實驗目的、原理、操作步驟、重點、難點進行分析，而后由學生按照實驗步驟進行操作，且教師適時進行指導完成實驗。這種方法適用于在實驗難度較大、實驗原理和儀器比較陌生的情況下使用。

二是“做講”教學模式。這種模式適用于實驗原理、儀器及操作過程比較簡單的實驗，該模式是先在老師的指導下，學生預習好實驗內容，寫好預習報告，將操作步驟、程序、可能發生的問題等先進行一些熟悉和了解，然后學生實驗，觀察實驗現象、解釋實驗現象。教師適時進行點撥、引導，同時收集實驗中出現的問題，實驗完畢，由教師進行概括和講評。

三是“問題引導”教學模式。這種模式是教師根據實驗內容的相對獨立性，將其分割成若干塊，先提出教材中隱含的一些關鍵問題，讓學生在實驗中邊做邊思考，互相討論、分析，得出問題的答案，最后由教師做出正確的分析和結論。這種模式使學生實驗目標明確，也使學生對問題的推斷通過實驗得到驗證，有利于提高學生的動手能力、分析解決問題能力和創新能力。

4 小結

微型化學實驗不是常規實驗簡單的縮微或減量，[4-5]而是在微型化的條件下對化學實驗進行創新性的變革實踐，以達到用盡可能少的化學試劑來獲取盡可能多的化學信息的目的。學生通過親自動手做微型實驗不僅學到了微型實驗儀器的操作技能，更學到了設計微型實驗的創新思維方法和綠色化學的理念，這對于培養他們的科學素質是大有裨益的。

參考文獻

[1] 吳婉娥，馮思遠，許國根.化學實驗教學中綠色化與微型化探索[J].軍隊院校實驗室工作研究，2011.11（4）：58-59.

[2] 梁承紅，邢紅宏，金靚婕，孫曉偉.化學實驗微型化探索[J].海軍航空工程學院學報（軍事版），2012.10（4）：59-61.

[3] 易兵，譚正德.微型有機化學實驗的綠色化教學淺談[J].實驗室研究與探索，2011.30（10）：139-141.

[4] 吳新民，榮華，龔良發.基礎化學實驗的開放平臺建設[J].實驗室研究與探索，2011.30（2）：126-128.

[5] 周寧懷，吳連斌.微型實驗與化學創新教育[J].廣西師范大學學報（化學專輯），2002：1-3.