龐力國

【摘 要】本文探討就地取材、廢物利用來匠心獨(dú)運(yùn)地設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)的方法。結(jié)合實(shí)驗(yàn)選修課拓展學(xué)生視野，開展第二課堂，深入探索生活中的化學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 微型實(shí)驗(yàn) 科學(xué)素養(yǎng)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01B-0092-02

微型的含義是多方面的，既可以指實(shí)驗(yàn)的規(guī)模是微型的，又可以說實(shí)驗(yàn)的難度是微型的。微型實(shí)驗(yàn)最大的特點(diǎn)就是貼近學(xué)生，容易操作，并不是像常規(guī)的實(shí)驗(yàn)?zāi)菢有枰按蟮堕煾钡財(cái)[弄試管、儀器。筆者以人教版教材為例，介紹幾種設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)的思路。

一、就地取材，廢物利用

微型實(shí)驗(yàn)在很大程度上指的是實(shí)驗(yàn)器材的易取性，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行不再“大張旗鼓”了，也就具備了“微型”的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，不必只局限于常規(guī)的儀器，就地取材，進(jìn)行廢物利用，降低實(shí)驗(yàn)的“障礙”。

在必修 1 第四章第二節(jié)的“富集在海水中的元素—— 氯”中，我們了解了氯氣的制備過程。學(xué)生看到課本中的制備器材之后，習(xí)以為常地覺得這又是一次演示實(shí)驗(yàn)，又要在老師的謹(jǐn)慎演示當(dāng)中度過了。作為教師，筆者也非常重視這次實(shí)驗(yàn)，也積極思考如何把實(shí)驗(yàn)做得更好。當(dāng)時(shí)正處于冬天，有不少感冒的學(xué)生在教室中攜帶急支糖漿等一類的藥瓶，在教室的垃圾筐中也發(fā)現(xiàn)廢棄的瓶子?？吹竭@些廢棄的瓶子，筆者萌生了一個(gè)利用廢舊藥瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的想法。一來通過廢物利用，以貼近學(xué)生生活，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣。氯氣的制備有很多種方法，以加熱 KClO3 和 MnO2 的混合物為例。在這一實(shí)驗(yàn)中，用到的儀器有酒精燈、試管、燒杯、導(dǎo)管等。在筆者的眼里，這些儀器都可以找到它們的替身。筆者收集了學(xué)生的廢舊藥瓶，找到一個(gè)小口的糖漿瓶子，將它洗刷干凈之后，就讓它變身成為一個(gè)集氣瓶。因?yàn)槭歉忻岸喟l(fā)季，校診所也開始忙碌了起來，診所中多了一些輸液瓶、輸液管、玻璃藥瓶，等等。筆者請?jiān)\所的醫(yī)生幫選擇、消毒并確保衛(wèi)生安全的情況下收集來了一些瓶瓶罐罐，將這些瓶瓶罐罐改造成“化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器”。當(dāng)筆者把廢舊瓶子搬上講臺的時(shí)候，學(xué)生還摸不著頭腦，本來“看演示實(shí)驗(yàn)”的疲勞心理一下子變得活躍起來。在學(xué)生的注視下，筆者將收集來的小輸液瓶和酒精，制成了小酒精燈用于加熱，將廢舊的玻璃針管做成了試管盛上試劑進(jìn)行加熱，連接好輸液管進(jìn)行導(dǎo)氣，將糖漿瓶子放在輸液管末端收集氣體。雖然實(shí)驗(yàn)很“微型”，但是學(xué)生仍然見證了氯氣的制備過程，并且驗(yàn)證了氯氣的性質(zhì)，學(xué)生對氯氣的認(rèn)識更加生動和深刻了。

做實(shí)驗(yàn)就要進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、用儀器是一種固定的思維習(xí)慣和行為習(xí)慣，其實(shí)科學(xué)家在探索科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，并沒有那么多的現(xiàn)成思路和儀器，而是在不斷的嘗試中進(jìn)行的。我們也應(yīng)當(dāng)要有這種探索精神，可以就地取材，發(fā)揮自身的創(chuàng)造性。

二、匠心獨(dú)運(yùn)，巧妙設(shè)計(jì)

在高中的教學(xué)體系當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)占的比例比較小。原因有二，一方面，高考沒有考查學(xué)生的動手操作能力；另一方面，是實(shí)驗(yàn)條件有限。作為化學(xué)教師，應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，為學(xué)生有限的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造條件，匠心獨(dú)運(yùn)，巧妙設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)。

這里的微型實(shí)驗(yàn)就非常接近字面意思了，即用料微型、規(guī)模微型、儀器微型的實(shí)驗(yàn)。通過這樣的實(shí)驗(yàn)，可以達(dá)到節(jié)省用料、保障安全的目的，甚至可以取得常規(guī)實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到的實(shí)驗(yàn)效果。以原電池的實(shí)驗(yàn)為例，在選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第四章電化學(xué)基礎(chǔ)中，第一節(jié)就接觸到了原電池的知識。說起電池我們都不陌生，生活中經(jīng)常用到。大家印象中的電池?zé)o非是長的一根粗棒，或者是薄薄的一個(gè)圓片，只是將其與“電”能聯(lián)系上，卻從未與“池”聯(lián)系上。電池都是帶電的，與水都是“天生相克”，怎么會與盛水的“池”聯(lián)系到一起呢？殊不知這電池的“池”來源于發(fā)生放電反應(yīng)的原電池之中，原電池里可是有貨真價(jià)實(shí)的“電解池”，其中充滿著電解液，而生活中大多用的是干電池，因此與“池”無關(guān)。在原電池的模擬實(shí)驗(yàn)中，有一項(xiàng)新型氫氧原電池的實(shí)驗(yàn)，總是難以成功。加之條件有限，學(xué)生也不好上手操作。因此，筆者設(shè)計(jì)了一項(xiàng)微型實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)六孔井穴實(shí)驗(yàn)板，將實(shí)驗(yàn)的“陣地縮小”以確保實(shí)驗(yàn)安全和操作成功，然后將電解液放置在多用滴管中進(jìn)行精確點(diǎn)滴，之后放置兩個(gè)帶玻璃管的石墨電極，這樣就制作成原電池，產(chǎn)生微弱的放電反應(yīng)，成功達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

“麻雀雖小，五臟俱全”。微型的小實(shí)驗(yàn)既有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又可以讓每個(gè)學(xué)生都可以上手操作，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。精心設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)，不斷改進(jìn)，化學(xué)的實(shí)驗(yàn)或許可以創(chuàng)造一片新天地。

三、結(jié)合選修，拓展視野

在大多數(shù)高中課程中，一般全部都為必修課，沒有選修課，即使是標(biāo)著“選修”的教材，也是學(xué)校幫學(xué)生選好了的，也成了必修課。但是適當(dāng)開設(shè)選修課，對于發(fā)展學(xué)生的興趣大有裨益。

在學(xué)校開設(shè)的一系列選修課上，筆者開設(shè)了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課。雖然在考試中微型實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的概率很小，但是微型實(shí)驗(yàn)對于提升學(xué)生的化學(xué)（下轉(zhuǎn)第100頁）（上接第92頁）能力具有不可替代的作用。考試的能力可以通過不斷做題來提高，但是總會有一個(gè)瓶頸，那就是化學(xué)素養(yǎng)，化學(xué)素養(yǎng)的突破需要靠扎實(shí)的實(shí)踐和求知的探索積累而來。微型實(shí)驗(yàn)課就是為了培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)而設(shè)，在課上沒有考試大綱的限制，筆者所培養(yǎng)的是學(xué)生實(shí)實(shí)在在的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。選修課上筆者重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和動腦能力，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到報(bào)告編寫，都由學(xué)生自主完成。在電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)電極附近有白色固體析出，但又不知道它的成分是什么？也不知道它為什么會析出？如果這種物質(zhì)有價(jià)值，那么如何增大它的產(chǎn)量呢？這些問題的浮現(xiàn)說明學(xué)生動腦思考了。學(xué)生親自動手實(shí)驗(yàn)并觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，才會花心思去研究，才會像對待自己的事一樣去關(guān)心。雖然研究的結(jié)果有時(shí)不如期待那樣，但學(xué)生已經(jīng)收獲了不可多得的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

高中的學(xué)習(xí)也不能總是緊張的“學(xué)習(xí)—復(fù)習(xí)”，還要留出時(shí)間來動手實(shí)踐，去突破通過做題不能突破的瓶頸。參加微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)選修，學(xué)生受益匪淺。

四、第二課堂，深度探索

第二課堂的概念逐步深入到了各階段的教育體系中，第二課堂的思想引導(dǎo)學(xué)生除了在“知識課堂”之外，還要參加課外活動的“第二課堂”。對于高中這樣的快節(jié)奏階段，學(xué)生參與活動機(jī)會較少，他們的第二課堂可以延伸到生活中。

對于高中生而言，時(shí)間分成了課上和課下兩部分，學(xué)生在課下當(dāng)然主要是進(jìn)行休息，調(diào)整狀態(tài)。但是源于生活的知識豐富多彩，學(xué)生要善于發(fā)現(xiàn)第二課堂中的知識。我們在生活中經(jīng)常見到蘋果吃一半后放著會逐漸變黃，這其中蘊(yùn)含什么化學(xué)知識呢？我們可以將生活中的知識帶到課堂上來，探究蘋果變黃的原因。蘋果作為一個(gè)固體不易研究，我們可以將它榨成果汁。在課上，筆者取一個(gè)青蘋果榨成果汁，果汁呈淡綠色，將它靜置一段時(shí)間后變成了黃色。此時(shí)筆者加入一些維生素粉末，果汁又恢復(fù)為綠色。聯(lián)想到維生素C的還原作用，學(xué)生突然意識到大概的原理。其原理是：青蘋果中含有 Fe2+，二價(jià)鐵離子使果汁溶液呈現(xiàn)綠色，放置一段時(shí)間后，F(xiàn)e2+ 在空氣中被氧化為 Fe3+，溶液變成了黃色。維生素 C 是還原劑，又將 Fe3+ 還原為 Fe2+，溶液又變回綠色。

在課堂上，學(xué)生能夠集中精力去探尋未知的未掌握的知識，可是很多情況下卻對生活中的現(xiàn)象視而不見。微型實(shí)驗(yàn)的開展就是要把化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“戰(zhàn)場”從實(shí)驗(yàn)室中拉出來，讓學(xué)生能夠?qū)ι钪械幕瘜W(xué)現(xiàn)象進(jìn)行深入地探究，活學(xué)活用，提高能力。

總而言之，微型實(shí)驗(yàn)不僅是一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)的模式，而且更是一種對學(xué)生能力的考驗(yàn)。對于學(xué)生來說，課堂上傳授的知識有限，通過實(shí)驗(yàn)鍛煉出的科學(xué)素養(yǎng)才能使其受益終身。實(shí)驗(yàn)雖然是“微型”的，但是收到的效果卻是想象不到的“巨大”。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張瑞建.新課改下微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與思考[J].科教文匯，2008（4）

[2]劉晶晶.微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的研究及應(yīng)用[J].遼寧教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（3）

（責(zé)編 盧建龍）