關于高中化學教學中微型實驗的作用及相關應用探討

摘 要：所謂微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。高中化學教學中，微型實驗的作用不可忽視，他的作用在于：有助于老師們的日常教學，更能大大提高學生們的學習和動手熱情，同時對培養學生的節約意識、安全意識，激發學生學習興趣也具有重要的意義。本文我們就詳細進行分析高中化學實驗教學中微型實驗的相關應用。

關鍵詞：高中化學；微型實驗；作用；應用

所謂微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。隨著現代教學發展的不斷改革創新，以教師個人演示實驗為主的實驗教學顯然已經不能適應新課程的要求。所以，以啟發性、探索性為主的個體微型實驗應運而生。它在尊重并促進學生個性發展的前提下極大地激發了學生學習化學的興趣；在幫助學生獲得能用的化學知識、技能和方法的同時提高了學生的科學探究能力；在指導學生動手實踐中增強了學生的社會責任感；在引導學生理解科學、技術、社會與環境的相互作用的同時，培養學生科學的價值觀和實事求是的科學態度，在高中化學實驗教學中有極高的應用價值。

一、 微型實驗在高中化學實驗教學中的作用

（一） 培養學生的節約意識

化學實驗離不開各式各樣的化學試劑與化學儀器，多數試劑是有保質期限的，多數玻璃的或橡膠的儀器也是易損易耗品，因此，實驗教學的資金投入是一項很大的開支。試劑用量省，實驗成本低是微型化學實驗最突出的優點。微型實驗試劑用量少，儀器簡易更有利于將教師的演示實驗與學生的大組分組實驗改進為隨堂實驗，讓每個學生都能參與實驗或重復實驗甚至多次試驗。例如：常用澄清石灰水來檢驗二氧化碳的生成與存在，就可以用在器皿內壁涂澄清石灰水或在玻璃片上蘸石灰水的方法來取用澄清石灰水，試劑用量少，效果也很明顯，會看到一層白膜或白漬。微型的儀器，微量的藥品使用，不僅節省了實驗的空間，也節約了實驗的時間，節約讓學生們明白了化工實驗中“取樣”的意義，也讓學生們有了更多的時間去觀察、思考與討論。

（二） 提高學生的安全意識

對實驗裝置進行微型化改進，實驗過程的危險性明顯降低。微型儀器組裝安全，藥品用量少，污染少，液體飛濺、腐蝕、起火、爆炸等實驗事故發生幾率大為降低。實驗安全性的提高能為學生營造安全的實驗氛圍，有利于培養學生參加實驗探索的熱情。

（三） 增加學生親自實踐的機會

在中學化學教學中，受到實驗設備、藥品等方面的限制，有相當多的實驗學生無法自己完成，很多時候，只能由教師進行演示操作，學生在下面觀察。由于親自動手的機會有限，學生動手實踐能力的培養受到了一定的制約。如果引入微型化學實驗，由于所用的實驗藥品、實驗器材的微型化，使得每個學生都有條件充實實驗裝備，這樣就意味著學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實驗。一旦學生有了更多的動手機會，學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的有效性。

（四） 激發學生的學習興趣

微型化學實驗的儀器因其設計靈巧、制作精巧、安全易用的特點而使學生愛不釋手，極大地培養了學生學習化學的興趣。由于微型實驗既安全又節約，教師可以放心地讓學生一人一組做實驗。通過親手做實驗，以可幫助學生理解和形成化學概念，可以培養觀察和實驗能力，同時，有效地激發了學生學習化學的興趣。微型化學實驗無污染，現象明顯并且成功率高，使學生解除了心理障礙，敢于做實驗，喜歡做實驗，改變了學生在實驗教學中的被動地位。這樣充分調動了學生的積極性和主動性，也大大提高了實驗教學的質量。

二、 微型實驗在高中化學實驗教學中的具體應用

下面，我們就以一個常見的中學實驗——硝酸的性質，分別用中學的常規實驗法和改進微型實驗法兩種方法進行實驗和比較，來闡述后者在教學中的實際應用價值。

（一） 常規實驗

1. 濃硝酸和銅的作用。在一支干凈的試管中放入一片銅片，再滴入幾滴濃硝酸，觀察放出氣體的顏色。向這支試管里加入5mL水，同時觀察溶液的顏色。

2. 稀硝酸和銅的作用。將所用儀器安裝好，檢查裝置的氣密性。在試管里放3～4片銅片，再倒入稀硝酸直到浸沒銅片為止。把燒瓶加熱，用排水法收集一試管NO氣體。

（二） 微型實驗

1. 濃硝酸和銅的作用。微型試管中放入少許銅和5滴濃硝酸，觀察出現的現象。當看到液面上出現棕色氣體時，加入蒸餾水。注意不讓NO逸出管外以免造成環境污染。可在試管口蓬松地塞上以少許NaOH溶液潤濕過的棉花，觀察試管中溶液的顏色。

2. 稀硝酸和銅的作用。在注射器中放入一片銅片（大約比管的截面小點），燒杯里裝稀硝酸，加熱片刻，然后拉動活塞，吸入一些稀硝酸，并迅速用膠帽塞住注射頭。仔細觀察，發現活塞被向后推，有氣體產生，觀察溶液顏色。片刻，取下膠帽，吸入空氣，然后將氣體注入30%的NaOH溶液內。

（三） 試驗結果對比

1. 試劑用量對比。常規實驗：約5片銅片，約30mL稀硝酸。

微型實驗：約2片銅片，約5mL稀硝酸。

2. 儀器損耗對比。常規實驗：試管很大，使用不方便，且容易摔破。圓底燒瓶也容易燒破，也不易清洗。

微型實驗：試管較小，使用方便，也不易摔破。用小型注射器方便操作，不需組裝。

3. 實驗安全對比。常規實驗：產生的NO氣體容易溢出來，污染實驗室空氣，對老師和學生身體有害。

微型實驗：由于微型試管管口小，很容易用棉花堵住。且產生氣體少，不易溢出。用小型注射器不用組裝，操作起來也很安全，對人體沒有傷害。

4. 學生興趣對比。常規實驗：由于實驗會產生有毒氣體，而且儀器易碎且組裝麻煩，所以興趣不大，不愛參與。

微型實驗：儀器操作簡單安全，學生發揮更自由自主，所以興趣濃厚。

三、 結論

綜上所述，我們在高中化學實際教學過程中，應根據實驗的內容、目的、現象和定量要求等進行選擇，使常規實驗和微型實驗相結合，兩者取長補短，充分發揮各自的教學價值。我們在積極研究、推廣微型化學實驗時不應過大的夸大其作用，而應實事求是地逐步引用，以便充分發揮它應有的作用。

作者簡介：

馬聯文，青海省西寧市，青海省西寧市沈那中學。