微型實驗在高中化學教學中的應用探究

楊超英

【摘 要】微型實驗：“實驗藥品微量化，實驗儀器微型化”。根據微型實驗的特點和要求，將課本中的一些常規(guī)實驗設計改進成微型實驗，降低了實驗成本，減少了對環(huán)境的污染，體現了綠色化學的思想，也提高了學生學習化學的興趣和參與課堂的積極性。

【關鍵詞】高中化學;化學教學;微型實驗;實驗教學;探究

化學是一門以實驗為基礎的基礎學科，在化學教學中，許多概念、原理、規(guī)律的引入都是從實驗開始研究展開，并最終由實驗加以驗證結論的。所以，實驗是化學教學中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，同時，實驗也是吸引學生注意力，激發(fā)學習化學興趣的一個重要手段，并且在實驗過程中能激發(fā)學生的思維火花，提高動手能力，讓學生由傳統(tǒng)的填鴨式學習轉化成主體式學習，這也正體現了新課程的學生為主體的地位。

一、微型實驗在高中化學教學中的現狀和發(fā)展背景

傳統(tǒng)實驗以教師演示實驗為主，學生很難親身參與其中，很難培養(yǎng)學生的動手能力，“高分低能”由此而生;傳統(tǒng)實驗另一顯著缺點就是化學試劑用量大、損耗多、污染嚴重、廢棄物處理麻煩等等缺點。因此，微型實驗應運而生。

微型化學實驗是實驗改革的一個前沿方向和熱點，是在新課程背景下，以綠色化學思想為指導，逐漸發(fā)展起來的一種減少污染的新的化學實驗方法和技術。在化學教學過程中，應用微型實驗的教學方式，既可以降低實驗成本，減少污染物的排放，符合綠色化學的思想，更能提升學生積極參與課堂，成為課堂的主體的新課改思想，也有利于激發(fā)學生學習化學的興趣。興趣是最好的老師，感興趣了，才會想更好的學習化學，能逐步改善江蘇學生選修化學人數少的現狀。

二、在高中化學教學中微型實驗改進的案例分析

微型實驗是以盡可能少的試劑，獲取所需化學信息的實驗原理和技術。少量試劑要能顯現出與常規(guī)相同甚至更明顯的現象，就必須選擇合適的微型儀器，才能真正實現實驗的“微型化”。常見的微型儀器有微型試管、微型燒杯、點滴板、井穴板等，當然微型儀器全靠“定做”是不現實的，所以我們要善于發(fā)現生活中物品用作微型儀器，比如注射器就是一種應用非常廣泛的“微型儀器”，在許多微型化學實驗中充當著重要的角色，不光現象明顯而且還能避免很多常規(guī)實驗無法避免的干擾。比如，注射器可以代替分液漏斗進行液體的取用;通過抽動針筒活塞檢查裝置的氣密性;代替量筒進行液體體積的量取;獲得較為真空的反應裝置等等。接下來，我們就以必修中幾個重要實驗來說明微型實驗的優(yōu)點以及注射器在其中的重要運用。

案例1：蘇教版專題二第二單元中鈉和水的反應。課本中的實驗操作是：向一只盛有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞溶液，然后投入一小塊金屬鈉。

利用注射器改進裝置：將一小塊吸干煤油的金屬鈉放入50mL塑料注射器中，擠壓注射器活塞，將金屬鈉“壓扁”在注射器內，盡量排除其中的空氣。然后抽取滴有酚酞的水溶液10mL于注射器中。可以觀察到注射器活塞被推動，筒內溶液變成紅色。待反應停止后，針頭對準酒精燈火焰，慢慢推動注射器活塞，能聽到輕微的爆鳴聲。本實驗的關鍵是：取用的鈉塊要小，一方面避免鈉塊過大反應過快產生氣體過多而使注射器活塞被沖出，二是體現微型實驗的劑量小的特點。這個利用注射器的微型實驗不光能觀察到明顯現象，而且能方便的驗證鈉和水反應產生的氫氣，同時避免常規(guī)實驗中帶來的因反應劇烈導致堿液濺出的危險。

案例2：蘇教版專題二第一單元中氯氣的性質實驗。課本中是通過多次分組實驗來分別驗證氯氣的性質的。

利用注射器改進實驗：在一玻璃棒上用雙面膠分別將濕潤的紅紙，淀粉碘化鉀試紙粘貼住，將之置于單孔橡膠塞內，插入底部放有高錳酸鉀的試管中。橡膠塞上插入兩個針頭，其中一個放置抽取濃鹽酸的注射器，另一針頭放置抽取氫氧化鈉的注射器。先將濃鹽酸注入試管，待反應完全后再將氫氧化鈉注入。通過一次實驗可以明顯觀察到濕潤的紅紙褪色，淀粉碘化鉀試紙變藍等現象，同時簡化了尾氣處理裝置。

案例3：蘇教版專題四第二單元中銅和稀硝酸反應產物的驗證

課本中的實驗操作是：將銅片置于具支試管的底部，通過分液漏斗加入稀硝酸，將反應產生的氣體通入倒置于水槽中充滿水的集氣瓶中。

改進實驗：在干燥管中放入兩小塊銅塊，粗口端用插有玻璃導管的單孔橡膠塞塞緊，導管另一端連接帶止水夾的橡膠管，細口插入盛有稀硝酸的燒杯中，橡膠管的另一端連接玻璃注射器，打開止水夾，緩慢抽動注射器，使稀硝酸充滿整個干燥管后關閉止水夾，拔出注射器。將干燥管置于熱水浴中，以加快反應速率。可以觀察到產生的無色氣體將干燥管內的液體排出。再將玻璃注射器連接橡膠管，打開止水夾，抽取干燥管內氣體于注射器內，關閉止水夾。輕輕抽動活塞，將空氣抽入注射器內，可以觀察到無色氣體變成紅棕色。再將氣體注入裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中，另取一塑料注射器抽取氫氧化鈉溶液，從橡膠管注入干燥管中。本實驗的關鍵是：利用注射器抽取稀硝酸以獲得真空狀態(tài)，避免裝置內空氣干擾產物的驗證。這個實驗中注射器的使用不光較容易的獲得了真空狀態(tài)，而且能有效避免產生的NO泄露到空氣中造成環(huán)境污染，體現了微型實驗的綠色化。

三、微型實驗在高中化學教學中價值分析

由這些簡單例子可以看出，微型實驗采用的裝置和操作都相對而言更簡單，所需的試劑用量更少，配制起來相對更容易，同時也縮短了時間，使有限的課堂時間內容納更多的知識含量，節(jié)省了時間，也使學生分組實驗更易開展。當然還有很多課本實驗有待我們去研究探索如何充分利用身邊的儀器改裝成我們所需要的微型儀器，以實現化學實驗的微型化。在這個研究過程中，改變了傳統(tǒng)實驗教學中的照搬照套，人云亦云等現象，也改變了實驗試劑、器材不足，教師演示為主的現狀，使更多的學生親自動手參與課堂，真正體現了化學是一門實驗科學的特征。同時也有利于增強學生對新知識、新技能的領悟能力，也培養(yǎng)了學生的動腦、動手能力，更突出了新課程標準下以學生為主體，教師為輔的新型教學模式。

四、微型實驗在高中化學教學中存在的劣勢分析

雖然微型實驗有它獨特優(yōu)點，推動著化學教學研究的發(fā)展，但目前還存在一些缺陷：不利于學生掌握化學實驗基本操作的規(guī)范性，對實驗操作的技巧和要求較高;實驗過程中生成物量少，相對誤差大;微型儀器的種類不完全，嚴密性不好，不容易得到預期的效果等等。所以微型實驗的發(fā)展仍然是個長期的過程，需要我們不斷的去探索創(chuàng)新，并和傳統(tǒng)實驗有效結合，以期達到最完善的教學效果。

總之，高中化學教師要根據教材本身的特點和學生的學情，充分利用好微型實驗，讓學生更快更好地掌握高中化學實驗知識和操作技能，以此達到融會貫通，學以致用，培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力，促進學生成為全面發(fā)展的人。

【參考文獻】

[1]馬有良，畢吉利.關于微型化學實驗在化學教學中的應用探究[J].廣州化工，2014.12

[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，2016.03

[3]薛臨桃.微型化學實驗及其在教學中的應用[J].實驗教學研究，2015.12

[4]田利，徐冬梅，王彬彬.自制微型實驗儀器在化學實驗教學中的應用[J].長春師范學院學報，2012.06

（江蘇省溧陽中學，江蘇 常州 213300）