楊俊毅

摘要：微型實驗是一種綠色的化學實驗手段，既環(huán)保，又節(jié)約劑量，倍受國際化學教育界重視。本文主要從化學微型實驗的概念，特點，在教學中的實踐及其教育功能進行闡述，希望廣大教師能夠重視微型實驗的研究和實施，提高化學實驗教學的有效性。

關(guān)鍵詞：化學教學 ； 微型實驗 ； 教學實踐； 教育功能

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）07-006-001

化學實驗教學對提高教學質(zhì)量有著不可替代的作用。但是，目前化學常規(guī)實驗教學大多采用傳統(tǒng)的玻璃儀器，實驗方法也是“照單抓藥”。這種傳統(tǒng)的實驗儀器和方法功能單一，用藥量大，實驗效率低，且污染嚴重，有的甚至危險性大。我在教學中嘗試著進行微型實驗教學，竟發(fā)現(xiàn)了一個意想不到的新天地。

一、微型實驗：課堂實驗教學的首選

1 .初探微型實驗

微型化學實驗就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術(shù)。雖然它的化學試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的，符合“綠色化學”理念，因其試劑用量省、環(huán)境污染少等特點，使其有了更大的生存空間，并迅猛發(fā)展起來。

2 .微型實驗的特點

① 所需藥品的量比較少

一方面，微型實驗的試劑用量平均減少為常規(guī)實驗的十分之一或者更少，另一方面，進行微型實驗時所需的儀器可用生活中的常見物品代替，就地取材，充分利用身邊的器具，組建微型實驗室，實踐“綠色化學”。

② 對環(huán)境影響小

因為試劑量減少了，自然就會減少有毒有害物質(zhì)的排放，有益于師生的健康，而且實驗后產(chǎn)生的尾氣、尾料和廢棄物處理起來也比較的方便。

③ 容易開展，且利于培養(yǎng)探究能力

微型實驗藥劑量少，器材多數(shù)是自制的簡易器材，每生一套，因此，隨堂實驗、實驗室分組實驗、家庭小實驗和課外活動實驗等都得以開展，而且實驗器材每生一套，使絕大多數(shù)學生都有動手做實驗的機會，改變了過去那種“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?yōu)椤爸鲃印焙汀疤骄渴健钡膶W習方式；使多年來提倡的“啟發(fā)式”、“學生為主體、教師為主導”的教學方法得以實驗。

二、開展微型實驗：化學教學實踐的重要途徑

1. 微型實驗需要自制實驗器材

一些簡單的化學儀器可用生活中的常見物品代替。如試管用口服液小瓶代替；燒杯用小玻璃杯代替；量筒用帶刻度的咳嗽糖漿瓶代替；滴管用滴眼液塑料瓶（或開塞露瓶）代替；點滴板用鋁塑藥品包裝板代替；藥匙用不銹鋼小匙代替； 玻棒用竹筷代替；濾紙用棉花或多層紗布代替；導管用飲料吸管代替；廣口瓶用各種藥瓶代替；廢液缸用玻璃罐頭瓶代替。還有的化學儀器需要自己動手制作。例如長滴管用廢圓珠筆芯套在眼藥水瓶口制成；酒精燈用墨水瓶制成；試管夾用晾衣夾綁在牙刷柄上制成；漏斗用塑料飲料瓶截取上半部制成；長頸漏斗用注射器加飲料吸管制成等等。

2. 微型實驗需要改革常規(guī)的實驗裝置

初中化學教材氣體的制備與性質(zhì)實驗一般是分開的，即先制備氣體，再利用制備的氣體進行實驗，這樣的設計方案缺乏連貫性和綜合性，實驗操作不方便、 氣體的利用率較低，在環(huán)保、節(jié)能等方面也同樣會產(chǎn)生一些弊端。若將氣體的制備與性質(zhì)實驗融為一體同時進行，既節(jié)約藥品，又方便操作，還避免對環(huán)境的污染。如二氧化碳氣體的制備及性質(zhì)實驗我們可用如圖1所示的微型化實驗裝置對教材中的實驗進行改進：

該裝置集二氧化碳的制備、收集、性質(zhì)實驗于一體，實驗裝置簡單、便于操作，實驗藥品用量少、實驗現(xiàn)象明顯，能控制反應的發(fā)生或停止。

3 .微型實驗需要對一些特殊實驗大膽嘗試

例如對義務教育九年級化學上（滬教版）鐵冶煉的化學原理的實驗改進① 反應原理

② 改進后的微型實驗裝置（如圖2）和實驗用品

實驗用品：小試管、膠頭滴管、硬質(zhì)玻璃管、尖嘴管、導管、酒精噴燈、酒精燈、鐵架臺、Fe2O3、濃H2SO4、Ca（OH）2溶液、HCOOH（1.2g/ml）。

③ 實驗步驟和操作

Ⅰ 檢查裝置氣密性后，裝入藥品，甲酸只需要一滴管（約2ml），濃硫酸5 ml。

Ⅱ 滴入幾滴甲酸，點燃A處酒精燈，然后點燃C處酒精燈，當A處試管中有大量氣泡時熄滅A處酒精燈。（利用放熱反應）

Ⅲ 當C處澄清的石灰水中有連續(xù)均勻的氣泡冒出時， 點燃B處酒精噴燈加熱，不時從A處滴管滴入甲酸保證穩(wěn)定的氣流。

Ⅳ 3分鐘后熄滅B處酒精噴燈觀察現(xiàn)象，用條形磁鐵在硬質(zhì)玻璃管上壁處移動，黑色粉末則會在硬質(zhì)玻璃管上壁“舞動”。

Ⅴ 待硬質(zhì)玻璃管完全冷卻至室溫后，停止反應， 熄滅D處酒精燈。

Ⅵ 將所得粉末加入稀鹽酸中觀察有何現(xiàn)象。判斷生成的粉末是什么？

④ 實驗評價。該微型裝置：

Ⅰ 設計簡單、巧妙、安全，適合于學生人人動手實驗，提高動手操作能力；

Ⅱ 大大降低了CO和其它試劑的用量，甲酸的用量及反應進程均實現(xiàn)可控；

Ⅲ 時間短（5--8分鐘可完成實驗） ，而且現(xiàn)象明顯；

Ⅳ 學生還可觀察到CO尾氣處理燃燒時發(fā)出的藍色火焰，學生親身體驗了如何消除CO對大氣的污染，增強了環(huán)保意識。

三、創(chuàng)新化學實驗教學：傳播微型實驗的教育功能

1 .傳播綠色化學理念

微型化學實驗具有現(xiàn)象明顯、效果良好、試劑用量少、實驗費用低、污染小、實驗時間短且安全可靠的優(yōu)點，體現(xiàn)了綠色化學的思想。

2. 轉(zhuǎn)變學生的學習方式

化學新課程改革強化科學探究意識，促進學習方式的轉(zhuǎn)變。這實際上是教學重心由教轉(zhuǎn)向?qū)W。它拓寬了學生科學探究的空間，讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程，養(yǎng)成科學態(tài)度，學會科學方法。

總之，微型化學實驗作為一種與常規(guī)實驗相輔相成的實驗方式，能夠開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，提高學生的思維品質(zhì)、創(chuàng)新意識和科學素養(yǎng)。