基于綠色理念的“化學微實驗”在中職化學教學中的運用

劉明霞

[摘? ? ? ? ? ?要]? 化學實驗是中職化學教學的重要組成部分，在傳統的化學實驗課堂中，使用較多的化學試劑，不僅造成了藥品的浪費，還產生了較多的“三廢”，造成環境污染，不符合綠色化學理念。如何尋求一種既能保持化學實驗的教學目標，又能降低藥品消耗和環境污染的實驗策略，成為化學微實驗的誕生初衷。探討了化學微實驗在中職化學教學中的應用，彰顯了化學微實驗的微型化、可操作性強、探究性強的特點，有利于學生更好地開展自主學習，有助于充分提升學生的實踐能力和創新能力。

[關? ? 鍵? ?詞]? 綠色理念;化學微實驗;中職化學

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2021）05-0156-02

一、引言

綠色化學理念的核心是環境無害化。對于中職學生而言，化學學科的知識體系比較抽象，較難通過課本上面的文字充分掌握化學的知識內核，學生對化學學科的學習興趣也不甚強烈。而傳統的中職化學實驗課堂以教師講解為主，學生處于被動接受的地位。這種傳統教學模式既不利于學生創新思維能力的培養，也不利于學生綜合素質的提升。由于化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗知識的學習、實驗技能的培養是中職化學教學的重要內容。在常規的化學實驗課堂中，需要使用較多的化學試劑，不僅造成了藥品的浪費，還導致較多的“廢液、廢氣、廢渣”，這些“三廢”會造成一定的環境污染。而化學微實驗可以用盡量少的化學試劑、簡單的儀器設備，依據具體化的實驗目標開展實驗。此外，由于化學微實驗的微型化、安全性強的特點，可以讓學生自己動手操作，提升學生的實踐能力和創新能力，突出學生的主體地位。

二、傳統實驗和化學微實驗的區別

傳統實驗和化學微實驗的區別大體上可以分為兩個方面，一是實驗操作本身相關的區別，二是對學生能力培養方面的區別，具體如表1所示：

由表1可知，傳統實驗模式對試劑的消耗量大，實驗成本高，因此后續的“三廢”就比較多，一旦發生實驗意外，產生的安全隱患就比較大。而化學微實驗使用的試劑量小，因此成本小、“三廢”少，實驗安全隱患依然存在但危害程度要小很多。

另外，傳統實驗模式中，學生是化學實驗課堂的“觀眾”，被動地接受教師的展示性實驗教育，不能親自動手操作，不能獲得“一手”的經驗數據。傳統實驗模式無法調動學生的積極興趣，缺乏對化學現象的思考和與教師的互動，不利于探究能力的培養。而化學微實驗具有讓學生分組參與或者人人都參與的能力，通過對化學藥品的親自稱量、化學裝置的親自搭建、化學過程的親自跟蹤，獲得視覺、嗅覺方面最直接的“一手”經驗，從而更好地理解化學反應過程和原理，在參與中真正理解化學反應的過程和原理，充分激發了學生的化學興趣和積極性。通過直觀的操作和觀察，學生可借助化學微實驗驗證書本知識與實驗實踐，從而形成觀察實驗現象、觸發實驗思考、形成知識探究、深化知識體系的良性循環。

三、“化學微實驗”在中職化學教學中的作用和價值

（一）激發化學學科興趣，提高課堂教學效率

化學以實驗為基礎，并通過對化學現象、結果的總結形成化學科學認識。化學微實驗是實驗教學模式的改革，是一種新穎的實驗策略，可提供學生親自操作的機會，從而有效激發學生的學習興趣，并通過切實接觸化學實驗器材和化學試劑，提升對化學的直觀認識，增強學習的積極性和主動性。這種內因層面的轉變對于學生化學理論知識的學習和實驗技能的提升非常重要，有助于學生構建化學知識體系。在后續的教學中，學生會更加認真地聽講，更加主動地與教師探討化學科學問題，從而提升課堂教學效率。

（二）提升學生實驗操作能力，拓展學生化學思維

化學微實驗的儀器重本質功能輕外在特征，可從日常生活用品中就地取材，可在不影響功能的前提下進行巧妙替代，再加上試劑使用上的微量性，因此可以滿足整個班級的學生同時開展自主操作，鍛煉并提升學生的實驗操作能力。通過化學微實驗的自主操作，加深了學生對化學的親切感，降低了化學的神秘感，進一步觸發更深層次的思考和探究，從而增強對化學反應現象的思考，對化學反應過程和規律的認識。通過實驗探索，不斷地鍛煉操作能力，不斷地積累經驗、拓展思維，形成化學學科核心素養。

（三）強化環保意識，樹立綠色化學理念，樹立使命感和責任感

化學微實驗符合綠色化學理念，由于試劑量少，大大降低了實驗成本以及“三廢”的生成和排放，有助于強化學生保護環境的意識、原子經濟性意識。教師在化學微實驗開展過程中可適當描述我國化學化工行業的發展現狀，使學生了解到我國化學化工行業目前還存在局部粗放性、污染性、附加值低的特點，使學生樹立學習報國的使命感和責任感，提升核心素養，促進全面發展。

四、“化學微實驗”在中職化學教學中的運用策略

（一）明確化學微實驗的教學目的

在中職化學教學中，首先要明確化學微實驗設計和開發的目的，要明確化學微實驗的設計初衷，想要闡述什么化學知識點，想要通過化學微實驗讓學生明白什么化學原理、觀察什么化學現象、啟迪何種化學思維以及如何借助化學微實驗培養學生的實驗動手能力，塑造何種情感態度和價值觀等。

例如，在進行“酸堿中和滴定”的化學微實驗設計時，教師可以根據教學目的提出實驗目標：（1）掌握酸堿中和滴定的原理和有關計算;（2）學會酸堿中和滴定的實驗操作方法;（3）掌握指示劑的使用和判定。在此原則指導下培養學生宏觀辨識和微觀探析能力，能夠樹立動態的變化觀和平衡思想，能夠通過觀察個體實驗現象，總結歸納本質規律認識，強化探究意識。同時將綠色環保的理念灌輸進化學微實驗之中，提升學生的科學態度和社會責任感，實現中職學生的知識、技能、科學態度和責任感的全面提升。

（二）圍繞教材實驗內容進行科學設計

《中職化學課程標準（2020）》的課程結構表明中，化學實驗占據了相當一部分比例，是化學知識體系的重要組成部分。因此，化學微實驗的設計應當在中職化學課程標準這個框架內，積極涵蓋化學知識和實驗操作技能，科學預估實驗風險，合理設計實驗的難度和類型。在充分保障學生安全的前提下，引導學生主動操作化學微實驗，通過視覺、觸覺觀察實驗現象，探究實驗原理，積累實驗智慧。

例如，《中職化學課程標準（2020）》中的“溶液、膠體和滲透壓”“滴定分析法”“雜環化合物和生物堿”“糖的性質”等，就比較適合進行微型化學實驗設計及創新。在對課程標準規定實驗進行微型化設計時，應充分考慮教學目的和學校客觀情況，從實驗素材的選擇、實驗裝置的替代、實驗過程的思維拓展等維度進行綜合考慮，既能強化學生的動手能力，樹立綠色化學意識，又能激發學生的實驗興趣，拓展探究思維。

（三）創新及巧用微型儀器

微型實驗裝置和使用微量實驗試劑的是化學微實驗的主要特征。在微型實驗裝置的開發和研究方面已經有許多一線教師和學者參與其中，或對常規實驗儀器的體積進行了同比例縮小，或對實驗儀器的功能進行了一體化設計，也有對教材實驗的思路進行了創新。為了實現節約試劑、減少“三廢”、綠色環保等理念，有的教師對微型儀器進行了巧妙替代或改造。例如，利用醫療上的水溶性藥物包裝瓶清洗后作為反應瓶，藥用玻璃具有較好的結構強度和耐熱性，雖然不具備傳統的茄形瓶流線型的曲線，但其棱角對化學反應過程沒有明顯影響;使用帶控制閥的輸液軟管作為恒壓滴液裝置代替蠕動泵，實現了雜環化合物制備過程中的連續加料、恒速加料操作，降低了實驗成本，也避免了一次性加料導致的熱量集中釋放，降低了實驗風險。

（四）以學生為本，實驗安全放在第一位

安全問題是化學實驗要考慮的首要問題，化學微實驗教學手段因其所用的化學藥品劑量很小，在提供學生操作和探究機會的同時有效降低了實驗風險，在常規實驗服、口罩、手套的防護下，可為學生的實驗安全提供可靠保障。在化學微實驗教學模式下，大范圍燃燒、中毒、爆炸等危險事故的發生概率基本為0，可有效保障學生安全，提供給學生探究實驗過程、提升實驗技能的機會。

五、結論與建議

（一）結論

綠色理念下的化學微實驗，具有低成本、低污染和高安全性的特點，填補了傳統化學課堂實驗的不足，受到中職教師和學生的普遍接受和認可。有效提升了中職學生的主體地位，拓展了化學實驗教學的方式，讓中職學生成為實驗的主人。通過中職學生親自操作實踐和積極探究，有效地促進了中職學生化學知識體系的構建，促進了學生化學學科核心素養的培養、環保意識的強化，具有較好的理論意義和實踐價值。

（二）建議

化學微實驗在中職化學教育中的運用和研究剛剛起步，相關理論體系和技術環節還不夠成熟、不夠系統、不夠完善，教師、實驗設計、教學管理方面還存在一些問題需要深入挖掘，廣大中職化學教師應在化學教學中不斷探索和完善，切實提高化學微實驗在中職化學教學中的作用和成效，促進中職化學人才的培養和輸送。

參考文獻：

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◎編輯 王亞青