摘要：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中起著重要作用，既能豐富化學(xué)知識(shí)，又能拓寬學(xué)生視野，利用實(shí)驗(yàn)的趣味性增加課堂的吸引力，降低學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)的難度，促進(jìn)高效化學(xué)課堂建設(shè)。鑒于此，筆者結(jié)合具體實(shí)例探討如何通過微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，通過親身實(shí)踐說明在化學(xué)教學(xué)中引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：微型實(shí)驗(yàn)；化學(xué)教學(xué)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)最大的區(qū)別就是不需要帶領(lǐng)學(xué)生去實(shí)驗(yàn)室，僅需要少量實(shí)驗(yàn)設(shè)備、藥品即可，可以最大程度地保證學(xué)生安全，增加了實(shí)驗(yàn)的可行性。高中化學(xué)課堂上依據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，需要教師全面考慮教材內(nèi)容，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生知識(shí)水平和認(rèn)知特點(diǎn)等選擇實(shí)驗(yàn)方案，切實(shí)利用實(shí)驗(yàn)改善傳統(tǒng)教學(xué)模式的作用，提高化學(xué)課堂的趣味性，打造高效的化學(xué)課堂。

一、化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要性分析

（一）有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

隨著新的課程改革，我國教育事業(yè)正在朝著一個(gè)新的高度邁進(jìn)。新課改要求教學(xué)尊重學(xué)生主體性，側(cè)重培養(yǎng)其綜合素養(yǎng)，例如，化學(xué)教師在進(jìn)行知識(shí)傳授時(shí)，還需要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，傳授好的學(xué)習(xí)方法，而“微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的開展能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，以學(xué)生為主體，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

學(xué)生自身的主觀能動(dòng)性一旦被全面激發(fā)，他們就會(huì)積極地去思考問題，憑借自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來解答心中的疑惑。在興趣的驅(qū)使下，學(xué)生會(huì)更加專心、認(rèn)真地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、技能，對(duì)學(xué)習(xí)展開深入的挖掘、探索，對(duì)于不懂的地方，會(huì)主動(dòng)尋求教師的幫助?？傊?，開展“微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)”不僅能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，也有利于形成科學(xué)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維能力。

（二）有利于拓展化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容

對(duì)于高中生而言，他們通常樂于學(xué)習(xí)相對(duì)簡單的知識(shí)內(nèi)容，很少進(jìn)行深度思考。但隨著社會(huì)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，我國對(duì)于人才的要求越來越高。對(duì)此，在組織高中生開展化學(xué)教學(xué)時(shí)，教師需要根據(jù)實(shí)際開展化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)深入拓展當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容。另外，通過微型實(shí)驗(yàn)向?qū)W生介紹一些最新的相關(guān)科學(xué)研究成果等，幫助其了解和學(xué)習(xí)到更多的與化學(xué)相關(guān)的知識(shí)和技能，有意識(shí)地培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新能力。通過化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)和研究產(chǎn)生興趣，進(jìn)而對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)以外的內(nèi)容萌發(fā)強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，自覺跟隨教師的步伐，進(jìn)入教材以外知識(shí)的學(xué)習(xí)。在此情形下，教師在拓展知識(shí)面時(shí)，學(xué)生就會(huì)更加配合，積極地闡述個(gè)人的想法，與教師進(jìn)行良好的交流和互動(dòng)，從而確保教學(xué)的有效性。以上種種，都充分說明了化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)是拓展課外知識(shí)的良好途徑，更是幫助學(xué)生理解化學(xué)與生活關(guān)系的有效手段[1]。

（三）有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量

縱觀高中階段的學(xué)習(xí)，主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)環(huán)節(jié)，分別是課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)以及課后復(fù)習(xí)。通常情況下，教師布置一些習(xí)題讓學(xué)生去完成，學(xué)生完成這種書面作業(yè)的情緒不會(huì)很高漲。但開展微型實(shí)驗(yàn)后，可以讓學(xué)生課后分組去嘗試一些簡易又安全的實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，發(fā)展高階思維能力。在興趣的推動(dòng)下，學(xué)生會(huì)時(shí)刻保持高昂的狀態(tài)，專心地聽講，認(rèn)真梳理，歸納學(xué)習(xí)需要用到的知識(shí)、技能，主動(dòng)地查找資料，思考、分析以及解決學(xué)習(xí)和微型實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，從而不斷提升自身的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、化學(xué)課堂上有效應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體措施

1.改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)綠色化學(xué)意識(shí)

第一，要做到理由充分。所選主題必須包含一定的社會(huì)實(shí)踐內(nèi)容，能夠幫助學(xué)生將理論知識(shí)和實(shí)踐操作聯(lián)系在一起，確保其中的針對(duì)性和可操作性。第二，具有代表性。每個(gè)主題的選定必須能在教材中找到與之相關(guān)的基礎(chǔ)內(nèi)容，用以啟發(fā)學(xué)生思維，不至于學(xué)生無從下手。

比如，人教版選擇性必修一的課本中學(xué)習(xí)電離平衡的實(shí)驗(yàn)：取體積相同，濃度均為1mol/L的鹽酸和醋酸分別與等量鎂條反應(yīng)，反應(yīng)速率是否相同？為了更直觀地觀察現(xiàn)象，可選用實(shí)驗(yàn)室中的微型U形管，預(yù)先將兩種酸分裝在兩支U形管，封閉U形管一端，另一端套上氣球，氣球中裝有等量且除去氧化膜的鎂條，然后同時(shí)將鎂條倒入U(xiǎn)形管中與酸反應(yīng)，通過觀察氣球鼓起的快慢和氣球的大小，從而讓學(xué)生分析兩種酸電離程度的差異。這個(gè)微型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)可以讓抽象的電離平衡變得肉眼可見。學(xué)生借助課本實(shí)驗(yàn)和已有儀器，開展小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟、流程，確保實(shí)驗(yàn)完整性。微型實(shí)驗(yàn)降低了化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的影響，達(dá)成綠色、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的[2]。改進(jìn)微型實(shí)驗(yàn)不僅可以更好地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，還可以培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約原材料的習(xí)慣和建構(gòu)“綠色化學(xué)”的理念[3]。

2.發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，引?dǎo)學(xué)生自主開展探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其自主探究能力?？茖W(xué)探究的過程大致包括：提出問題、猜想與假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等。大部分實(shí)驗(yàn)都是可以采取小組合作模式，在這個(gè)過程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力，促使學(xué)生在科學(xué)探究中不斷提升化學(xué)學(xué)科能力和思維能力[4]。

下面以探究SO2的漂白性實(shí)驗(yàn)為例，說明如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力：

【科學(xué)過程】提出問題：SO2使品紅水溶液褪色，說明SO2具有漂白性。

猜想與假設(shè)：是二氧化硫還是二氧化硫水溶液使溶液褪色？

【科學(xué)方法】控制變量：使SO2分別在有水和無水環(huán)境下與品紅混合。

【科學(xué)過程】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將干燥的SO2通入品紅的無水乙醇溶液。收集證據(jù)：品紅的無水乙醇溶液始終不褪色。

通過上述“探究SO2漂白性實(shí)驗(yàn)”活動(dòng)，我們可以認(rèn)識(shí)到，在科學(xué)探究的提出問題、猜想假設(shè)、獲取證據(jù)等過程中，都滲透和融合了比較、類比、變量控制、分析推理等科學(xué)方法，顯然，科學(xué)探究活動(dòng)是科學(xué)過程與科學(xué)方法的統(tǒng)一[5]。

這種探究活動(dòng)學(xué)生并不陌生，在課本中學(xué)習(xí)氯氣的性質(zhì)時(shí)，氯氣分別通入裝有濕潤的有色布條和干燥的有色布條的兩個(gè)集氣瓶中，通過觀察紅色是否褪去，來判斷究竟是哪個(gè)化學(xué)成分起到漂白作用，與SO2漂白性的探究有著異曲同工之妙。

相似的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)于學(xué)生思維模式的建構(gòu)很有幫助。為了這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谡n堂上更好的展示，可以將SO2預(yù)先收集在干燥的礦泉水瓶中，用瓶蓋蓋緊，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)使用注射器將溶液注入礦泉水瓶中，從而保證實(shí)驗(yàn)的安全性。

3.使用新穎的實(shí)驗(yàn)儀器，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)

教師可以根據(jù)課本上的實(shí)驗(yàn)，嘗試?yán)眯路f的實(shí)驗(yàn)儀器，活躍課堂氣氛，啟發(fā)學(xué)生思維。人教版必修第二冊(cè)課本乙醇與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，在盛有少量無水乙醇的試管中，加入一小塊新切的用濾紙吸干表面煤油的鈉，在試管口迅速塞上帶尖嘴導(dǎo)管的橡膠塞，用小試管收集氣體并檢驗(yàn)其純度，然后點(diǎn)燃。

該實(shí)驗(yàn)涉及的儀器均為玻璃儀器，在點(diǎn)燃H2時(shí)，存在安全隱患。為了能更安全地在課堂上展示，對(duì)儀器做了一些改進(jìn)，在預(yù)先抽空的鹽水袋中注入無水乙醇，如右圖所示，將一個(gè)干燥的注射器的活塞拉出，再把切好的鈉粒放入其中，向內(nèi)推動(dòng)注射器的活塞，趕走注射器中的空氣，使鈉粒位于注射器的前端。反應(yīng)物各自準(zhǔn)備好后，用注射器的針頭扎入鹽水袋的橡膠塞中，將鹽水袋中的乙醇吸入注射器，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使鹽水袋慢慢鼓起。另用一個(gè)注射器將鹽水袋中的氣體抽出，把注射器的針頭放在酒精燈火焰上，推動(dòng)注射器的活塞，氣體立即燃燒，將干燥的小燒杯罩在火焰上，檢驗(yàn)H20的生成。實(shí)驗(yàn)儀器改進(jìn)后，點(diǎn)燃時(shí)不用擔(dān)心會(huì)發(fā)生爆炸了，實(shí)驗(yàn)更具有可行性。用生活中的物品替代化學(xué)儀器，讓學(xué)生感受到化學(xué)與生活緊密相連，體驗(yàn)到化學(xué)知識(shí)的實(shí)用性和價(jià)值性，體會(huì)到化學(xué)就在身邊，身邊處處有化學(xué)，可以大大提高學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性[6]，以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的樂趣。

三、結(jié)語

總而言之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)課程的重要內(nèi)容，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要手段，還是人類識(shí)別和創(chuàng)造物質(zhì)的重要方法。化學(xué)課堂上結(jié)合情景素材和學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，開展探究活動(dòng)，激發(fā)其化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提升化學(xué)學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，化學(xué)教師要有意識(shí)地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，建立起審視科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境關(guān)系的視角，既要教會(huì)學(xué)生熟練掌握課本知識(shí)，也要全面提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。從課堂教學(xué)以及課外項(xiàng)目式作業(yè)中實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)高效的化學(xué)教學(xué)效果，以期達(dá)到新課程標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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