宋紅芳

【摘要】在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),不僅可以創(chuàng)新化學(xué)教學(xué)方法,更重要的是可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)和提高學(xué)生的探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰铜h(huán)保意識,從而有效地提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】微型化學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué) 作用

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)(M.L.)是近年來國際和國內(nèi)化學(xué)界,在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新思想對常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而發(fā)展起來的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法、新技術(shù),是以微型的儀器,盡可能少的化學(xué)試劑(試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一),以減少試劑在器皿上的附著量而達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等為目的,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的變革。[1]

著名化學(xué)教育家戴安邦先生曾說過,“大力推行微型實(shí)驗(yàn),使全國中學(xué)生的化學(xué)教學(xué)皆有學(xué)生的單人實(shí)驗(yàn)作業(yè),以加強(qiáng)化學(xué)教的素質(zhì)教育作用?！盵1]這說明中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的大趨勢。針對目前中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足和素質(zhì)教育的要求,很有必要利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的能力。

1.利用微型實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！芭d趣是最好的老師”,興趣是積極探究某種事物或進(jìn)行某種活動的基礎(chǔ),是推動學(xué)生探索知識,構(gòu)成學(xué)習(xí)動機(jī)的一種動力。由于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)既安全又節(jié)約,教師可以放心地讓學(xué)生一人一組實(shí)驗(yàn),使微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣方面起著傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)無可比擬的作用。

學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下將生活中的廢舊物進(jìn)行簡單加工制成各種微型實(shí)驗(yàn)儀器,如用青霉素瓶可以充當(dāng)集氣瓶、反應(yīng)器,用50mL的葡萄糖水瓶充當(dāng)細(xì)口瓶,用一次性輸液管的細(xì)管可以做導(dǎo)管,用完整的一次輸液管可以做滴定管,用一次性輸液管的大肚部分可以做成滴管,用一次性注射器可以做試管或反應(yīng)器,還有各種口服液瓶和飲料瓶等都可以作為儀器。在教學(xué)過程中,根據(jù)需要讓學(xué)生準(zhǔn)備一些生活中的物品,以用來做實(shí)驗(yàn),會使學(xué)生充滿好奇,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂、魅力和激發(fā)學(xué)生興趣的主要源泉,在教學(xué)中要充分利用微型實(shí)驗(yàn),發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能,提高教學(xué)效率。

2.利用微型實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)。探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識和技能,體驗(yàn)和了解科學(xué)的探究過程、方法,形成和提高創(chuàng)新意識,樹立科學(xué)價值觀的過程。探究性學(xué)習(xí)的核心是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全面發(fā)展和終身發(fā)展。[2]而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的小巧、簡便、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點(diǎn),方便學(xué)生遇到問題就設(shè)計實(shí)驗(yàn)、做實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)中思考并探討結(jié)論。因此,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是開展探究性學(xué)習(xí)最有效的工具。在教學(xué)中,可以將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),為學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)提供平臺。例如,講二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法時,先讓學(xué)生動手做以下實(shí)驗(yàn):

①碳酸鈉固體與稀鹽酸的反應(yīng),觀察反應(yīng)現(xiàn)象;

②純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反的反應(yīng),觀察反應(yīng)現(xiàn)象;

③石灰石與稀鹽酸的反應(yīng),觀察反應(yīng)現(xiàn)象;

④石灰石與濃鹽酸的反應(yīng),觀察反應(yīng)現(xiàn)象;

⑤石灰石與稀硫酸的反應(yīng),觀察反應(yīng)現(xiàn)象。

學(xué)生做完之后,比較幾種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論:在實(shí)驗(yàn)室條件下制取二氧化碳選用哪組實(shí)驗(yàn)最合適?為什么?而后得出結(jié)論:實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳選用石灰石(或大理石)反應(yīng)跟稀鹽酸反應(yīng)最適合。從而使學(xué)生牢固地掌握二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法的原理,也使學(xué)生學(xué)會了對比實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的方法。

在探究性學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生會明白實(shí)驗(yàn)不是“照方抓藥”,而是應(yīng)用所學(xué)的知識去設(shè)計、組合、改進(jìn)各種儀器裝置,用實(shí)驗(yàn)去探究現(xiàn)象和結(jié)論。由此,微型實(shí)驗(yàn)在促進(jìn)探究性學(xué)習(xí)方面有著得天獨(dú)厚的條件,在教學(xué)中應(yīng)多加應(yīng)用。

3.利用微型實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侵R、技能和各種能力的綜合表現(xiàn)。許多概念的形成比較抽象,學(xué)生難以理解,而借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苋〉檬掳牍Ρ兜男ЧW(xué)生通過自己的實(shí)驗(yàn)活動,能夠熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)技能,而且學(xué)生親自動手操作,有利于養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。如果將一些演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生操作的微型實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生人人動眼、動手、動腦去認(rèn)識變化,解決實(shí)驗(yàn)問題,可以從根本上改變老師做學(xué)生看的傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,還能增強(qiáng)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)的能力。例如,在講碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)時,讓學(xué)生動手做以下兩個實(shí)驗(yàn):

①分別將飽和碳酸鈉溶液與飽和碳酸氫鈉溶液逐滴加入稀鹽酸中,觀察反應(yīng)現(xiàn)象;

②將稀鹽酸分別逐滴加入飽和碳酸鈉溶液與飽和碳酸氫鈉溶液中,邊加邊振蕩,觀察反應(yīng)現(xiàn)象;

通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的快慢程度以及反應(yīng)的機(jī)理,知道在碳酸鈉溶液中邊加邊振蕩的滴加鹽酸一開始不會有氣體生成,只有將碳酸鈉大部分轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉后才會有氣體生成。因?yàn)橛H自做了實(shí)驗(yàn),學(xué)生會對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論都記憶猶新,對教學(xué)內(nèi)容的理解也比較透徹。因此,通過微型實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲取知識和技能,而且還能在實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)實(shí)事求是、勇于探索、勇于實(shí)踐的精神,訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,掌握實(shí)驗(yàn)的基本方法,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

4.利用微型實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識。綠色化學(xué)的目的是依靠科技發(fā)展創(chuàng)造污染系數(shù)低、資源和能源消耗少的化學(xué)反應(yīng)和生產(chǎn)工藝,其理想是不再使用有毒、有害物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)由于化學(xué)試劑用量少,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有害物質(zhì)(廢水、廢氣、廢渣等)大大減小,使得污染達(dá)到最小化。[3]例如,銅與硝酸的反應(yīng),改為用一次性注射器作的微型實(shí)驗(yàn),效果會更好。實(shí)驗(yàn)過程如下:

①在10mL注射器中加少量銅片,吸入約0.5mL濃硝酸,用橡膠帽(眼藥水瓶塞)封住,觀察銅與濃硝酸的反應(yīng)。

②當(dāng)生成2mL～3mL的紅棕色氣體時,取下橡膠帽,吸入1mL左右的水,重新套上橡膠帽,觀察銅與稀硝酸的反應(yīng)(其中的二氧化氮已與水反應(yīng),而且反應(yīng)液中剛稀釋的硝酸是熱的,反應(yīng)不再需要加熱)。

③在注射器中吸入少量空氣,可以觀察一氧化氮被氧化的反應(yīng)。

④取下橡膠帽,把液體與氣體的混合物注入氫氧化鈉溶液中,可以除去一氧化氮和二氧化氮。整個實(shí)驗(yàn)過程中無氮的氧化物泄漏,而且實(shí)驗(yàn)簡單可行,效果明顯,無污染,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)過程“綠色化”的目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)過程中潛移默化地讓學(xué)生在頭腦中樹立綠色化學(xué)的思維方法,從環(huán)保的角度去思考反應(yīng)的綠色性,進(jìn)而在平時的教學(xué)中樹立和提高學(xué)生的環(huán)保意識。

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)理念下,在微型化的條件下對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性變革。中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)化動手能力、提高科學(xué)素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、樹立綠色化學(xué)觀念等方面有獨(dú)特功效,因此,在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)盡可能的推廣微型實(shí)驗(yàn),充分利用其優(yōu)越性,培養(yǎng)學(xué)生能力。

參考文獻(xiàn):

[1]劉一兵,沈戮.微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程資源開發(fā)與利用[EB/OL].http://www.studa.net/Education/080606/16202770.html

[2]莊素英.化學(xué)探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)策略[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2006,(6):13.

[3]謝志剛,宋仲容,王家平.無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)理念的滲透[J].化學(xué)教育,2006,(8):21.