在化學教學中如何開展微型化學實驗

陳祝梅

微型化學實驗是為減少資源消耗和化學污染而發展起來的一種化學實驗的新方法、新技術，是化學實驗方法的新變革。微型化學實驗是在微型的化學儀器下進行的化學實驗，其用量比常規實驗用量節省90%左右。微型化學實驗方法和技術的經濟效益和環保效益，會讓學生在學習的過程中，不由自主地節約藥品，培養節約、環保意識。

一、中學化學實驗教學的現狀

實驗教學可以激發學生學習化學的興趣，幫助學生形成化學概念，獲得化學知識和實驗技能，培養觀察和實驗能力，還有助于培養實事求是，嚴肅認真的科學態度和科學的學習方法。但目前我國中學化學實驗教學現狀并不樂觀。

新課改后的常規化學教學，實驗課的比例相對以前大大增多，實驗的教學形式是以演示實驗、活動與探究、家庭小實驗等為主。但由于班級生數較多，實驗儀器和藥品、實驗場所、課堂時間的限制，許多實驗還是以演示實驗為主，往往還是采用驗證性教學模式。這種模式，缺乏趣味性和生動性，難以激起學生的學習興趣。而有些危險性稍大或污染性強的探究性實驗往往被教師刪掉，由于學生實驗意識的淡薄，家庭小實驗學生動手做的機會又很少。這樣大大降低學生對實驗的好奇心，無法調動學生動手動腦能力和發揮學生創新思維。

針對目前中學化學實驗教學的狀況和素質教育的要求，利用微型化學實驗改變教學模式、開展探究性學習，以充分發揮實驗的效能，彌補實驗教學的不足已經很有必要。

由于微型化學實驗儀器具有小巧便攜、不易破碎、液體試劑在多用滴管中不易流出等優點，所以每個學生都有條件裝備自己的化學實驗箱。這就為改革化學課堂教學提供了方便與可能。

二、微型化學實驗的作用及實驗教學優點

1.微型化學實驗可使絕大多數學生都有動手做實驗的機會

微型實驗改變過去那種“一人做、大家看”的局面;使學生由過去被動“等待”和“接受式“的學習方式，變為“主動”和“探索式”的學習方式;使多年來提倡的“啟發式”、“學生為主體、教師為主導”的教學方法得以實踐。現以“吸入的空氣和呼出的氣體成分有什么不同”實驗為例，微型實驗使學生人人動手參與，拉近了觀察距離，且零距離的觀察會更仔細、更全面。開展微型實驗探究學習，有很積極的意義。

2.微型實驗極大地培養了學生學習化學的興趣

微型化學實驗因為儀器小，所有藥品少，所以既安全又節約，教師可以放心地讓學生單獨做實驗。每位學生隨時隨處遇到問題就設計實驗、做實驗，從實驗中思考并探討結論，開展探究性學習。通過親手做實驗，可以幫助學生理解和形成化學概念，培養觀察和實驗能力，也有效地激發了學生學習化學的興趣。

3.微型實驗有利于培養學生動腦動手、理論聯系實際和解決實際問題的能力

如在“測定空氣中氧氣含量”的實驗中，很多學生不能真正理解其原理是內外形成一定的壓強差。所以當談到能否用木炭、硫磺代替紅磷時，他們把沒生成五氧化二磷當作是否定的理由，對消耗了氧氣又產生了二氧化碳、二氧化硫氣體，瓶內氣壓沒有明顯變化難以理解。通過集體研討和親手操作，本人啟發學生用兩只一樣大的注射器一推一抽瓶子中的氣體（進出氣體一樣多），再看水倒吸的情況。學生終于明白了道理。

4.微型化學實驗激發學生關注生活，把化學融入生活

對辦學條件較差，缺少儀器藥品和實驗設備的學校，微型實驗促進了其對化學實驗代用儀器藥品的開發和推廣。如醫用的皮條、鹽水瓶及配套的橡皮塞、注射器、眼藥水瓶、飲料瓶、吸管等都可使用。

5.微型化學實驗有利于新課改的深化

新課改要求對學生實施素質教育，研究性學習就是其中的一個重要課題，他有利于全面培實驗方式等方面的獨特性為研究性學習的開展提供了豐富的內容。

6.微型化學實驗培養和提高學生“自主學習”的能力，有利于培養學生關心自然、關心社會的情感和創新精神

微型化學實驗中試劑的用量只相當于常規實驗的幾十分之一到幾千分之一。實驗所排放的廢水、廢氣、廢渣等污染物數量大大減少，從而對環境的污染大為減少。以往的氣體實驗不可避免有些氣體逸散到空氣中，那些有毒、惡臭的氣體危害著教師和學生的健康，造成無法控制的空氣污染。

比如在講授銅與稀硝酸反應的時候，產生的NO會立即與氧氣反應生成NO2，不易觀察現象，且產生有毒氣體。教師可以鼓勵學生針對這些問題進行改進，將書中的實驗改進為注射器實驗：事先將螺旋好的細銅絲放入注射器中，吸取稀硝酸，讓反應在注射器中進行，產生的氣體可以將注射器的活塞頂起，由于注射器內無空氣，可以觀察到無色的氣體，抽動活塞，讓空氣進入，則可以明顯地觀察到氣體的顏色變化。此實驗經改進后，不僅實驗現象明顯，而且極大地減少了有毒氣體的排放。實驗微型化、藥品微量化使化學實驗的排污量大大減少，尾氣吸收、尾料和廢棄物回收處理也比較容易，因此能減少對環境的污染。重要的是微型化學本身是一種綠色化學，是對學生環保意識最生動、最現實的教育，能使學生從自身樹立起關心自然關心社會的意識。

總之，微型化學實驗以它獨特的“多、快、好、省、少”的自身優勢和教學特點，被引進課堂，改善了原有的課堂教學模式，節省大量課堂教學時間，促進了學生對知識的掌握和吸收，鍛煉了學生的各種能力，提高了課堂教學效益，在教學中發揮了積極的優勢和作用。

三、微型化學實驗的不足之處

當然微型化學實驗尚不完善，還有待發展。它的方法本身還存在一定的局限性，所以在微型化學實驗中必須注意幾個問題：（1）實驗中有關的安全因素考慮較少。（2）微型化學實驗制備物質的量偏少。（3）容易忽視基本操作的規范性。教學中不能丟開常規儀器和基本實驗操作搞實驗微型化，正確的做法是必須在保證基本操作規范、準確的前提下開展微型實驗，這是學習化學的關鍵所在，也是進一步升學應具備的素質和基礎。

微型化學實驗并不是所有實驗都可用之代替的。在教學中，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，這樣可以發揮更好的教學效果，讓學生在潛移默化中樹立節能減排、關愛美好家園的綠色化學理念，實現向素質教育的轉變。