微型化学实验在创新教育中的应用

马春红 朱团

摘要:21世纪是一个创新的世纪,创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。在采用微型化学实验进行化学教学中对培养学生创新思维和创新能力有很大的作用,同时微型化学实验对降低实验经费,减少环境污染有着非常重要的意义。微型化学实验是在创新教育过程中激发学生学习化学兴趣、培养学生绿色化学的理念、提升学生的综合能力和实施素质教育的有效途径。

关键词:微型化学实验创新教学绿色化学理念

中图分类号:O6-3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0141-01

21世纪是科学技术高速发展的时代,党的十七大指出要适应时代的发展需要,我们就要提高自主创新能力,建设创新型国家,而创建创新型国家,科技是关键,人才是核心,教育是基础,所以创新教育是我国21世纪教育事业所面临的重大课题,而对于化学教育过程中化学实验是培养学生创新思维与创新能力的重要组成部分。尤其微型化学实验是近20年来兴起的一种新的实验方法,既用最小的量,最小的装置,获得比较明显清晰的反应结果和化学信息。微型化学实验是在创新教育过程中激发学生学习化学兴趣、培养学生绿色化学的理念、提升学生的综合能力和实施素质教育的有效途径。

1 微型化学实验在国内外研究的现状

20世纪80年代初,美国May和Pike等人在基础有机实验中将主要试剂在mmol量级上进行微型制备实验取得了成功,从而掀起了微型化学实验研究与应用的浪潮,对微型化学实验系统的研究也由此开始。

在中国化学会的领导、专家的关心和支持下,通过许多教师的不懈努力,我国的微型实验也有很大的发展。1989年底,周宁怀教授赴美回国,介绍了微型化学实验在美国教育中的应用及研究情况。现已有千余所大、中学校不同程度地采取了微型实验。

2 微型化学实验的实质及优势

2.1 微型化学实验的实质

微型化学实验是在微型装置中进行的化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法和技术,其试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、节时和环保等目的。

2.2 微型化学实验的优势

(1)试剂用量少,节约实验经费,减少实验教师实验前准备的工作量。(2)式样装置小型便携,仪器构思巧妙、功能多、易掌握,方便在教学实验中应用。(3)反应迅速,反应现象明显,缩短了实验时间,在课堂教学过程中可以满足在有限学时下能够很好的完成实验教学的要求。(4)采用试剂量少从而减少或消除实验“三废”符合绿色化学的理念。

3 微型化学实验在创新教育中的应用

微型化学实验在化学教育中的应用涉及实验指导思想、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验各方面的研究。目前我们主要在以下几方面进行了应用。

3.1 微型化学实验在探究性实验中的应用

常规实验严重限制了学生参与程度,致使学生在化学教学中的绝大部分实验只停留在观看老师演示的程度,而微型化学实验操作简单,危险性小,方便了学生进行探究活动,有更多的机会进行实验设计和参与实验的探究活动中去,因而微型化学实验在探究性实验中有着广泛的应用。

3.2 微型化学实验在演示性实验中的应用

微型化学实验客服了常规化学实验的仪器要求高、药品用量大、安全性能差、效果不明显、对环境污染较大等的缺点,所以微型化学实验更适合运应用于化学教育中的演示实验中。

3.3 微型化学实验在常规性课程中的应用

微型化学实验在常规性实验中有着广泛的应用,如:废干电池的综合利用实验,由废弃的锌、锰干电池提取Mn(II)化合物及锌粒。在这类实验中,充分发挥学生的“个性”,多样的设计方案及实施,均采用微型实验得以顺利进行。

3.4 微型化学实验在绿色环保化学实验中的应用

根据化学教学需要,应设计和选择没有污染而又安全的实验。微型化学实验采用尽可能少剂量,减少或消除了实验“三废”,引导学生利用各种药品包装物,如用速效感冒胶囊包装板做比色板完成系列比较反应等。微型化学实验在环保化学实验的应用也为化学教学过程中营造了良好的实验教学环境。

4 微型化学实验在创新教育应用中取得的成效

4.1 微型化学实验有利于激发学生的学习兴趣,增强学生的观察与操作能力

微型化学实验以试剂少装置小,操作危险性小,现象明显,富有趣味性可以缩短学生心理上与化学之间的距离,从而能够很好的激发学生对化学的学习兴趣,提高创新性思维能力。又由于微型化学实验反应快,对学生观察能力要求很高,学生主动集中注意力去观察,经过反复的磨练学生的观察能力会大大提高。

4.2 微型化学实验使学生树立起牢固的绿色化学理念

应用微型实验进行化学教育是在实践中对学生的环保理念最有利的教育。同时微型化学实验符合了“绿色化学”使用药品的基本原则:A、不用危险品；B、减少用量；C、循环使用；D、回收利用,这正是微型化学实验研究的意义所在。

4.3 微型化学实验有利于提高教学效果

由于微型化学实验仪器与常规性实验相比更加简单实用,并且大大的降低了实验成本。微型实验操作简单,危险性小,为每个同学亲手操作提供了很好的机会,使每个学生都有机会通过实践进行有效的探究,打破了常规实验“老师操作学生观察”的局面,从而取得最有效的教学效果。

4.4 微型化学实验有利于培养学生的创新思维和创新能力

微型化学实验并非常规性实验的简单缩小,而是实验方法上的演变。在演变中学会如何运用化学原理进行实验装置的从新设计、改造,以满足不同规格实验的需求。这是一个灵活的过程,学生在实验过程中会充分的去激发学生学习兴趣,在成功和喜悦中提高创新思维和创新能力。

5 微型化学实验在教学中与常规实验结合

微型化学实验在创新教育中作为一种新事物还不完善,存在一定的局限性。例如,要发行与之相配套的教材等。因此,虽然具备很多优越性,但也并不是可以代替一切,在教学过程中,要根据教学实验内容、现象以及事实依据来进行选择,很好的将微型化学实验与常规性教学相结合,才能更有利于学生学习,教学效果也更加明显。

6 结语

微型化学实验是在绿色化学理念下具备创新思维的一种新型的实验教学活动,它在化学创新教育中有着很重要的地位。微型化学实验不但节约药品,节省时间,降低污染,而且能更好的让学生从实践中学习知识,提高了学生的兴趣和创新思维,使学生主动去探索实验改进创新和设计,也很好的符合了创新教育的理念。因此,利用微型化学实验对学生进行实验教学,能启迪创造思维,使学生逐渐形成一套有价值的创新思路和基本方法,相信这对我们的教育创新改革具有非常重要的意义,并且它是在化学教育中培养出创新型人才的有效途径。

参考文献

[1] 孙德四.创新教育理念下的微型无机化学实验教学[J]江西九江:实验室研究与探索,2008,27(2):96-97

[2] 张继成.微型化学实验的研究与应用[J].清海师范大学学报,2007.