无机微型化实验教学现状分析及对策

王丽辉 徐 玲 段莉梅 刘宗瑞 白锁柱

内蒙古民族大学化学化工学院 内蒙古通辽 028043

无机微型化实验教学现状分析及对策

王丽辉 徐 玲 段莉梅 刘宗瑞 白锁柱

内蒙古民族大学化学化工学院 内蒙古通辽 028043

概括了微型化学实验的发展历程，分析了无机微型化实验教学现状和存在的问题，探讨了如何将微型化学实验更好地应用于无机化学实验教学中，有利于培养学生的实验能力和良好的实验素质。

微型化实验；无机化学；现状；问题；对策

1 微型化学实验的意义

20世纪80年代，美国化学家Mayo提出微型化学实验的概念，即用尽可能少的化学药品与试剂获取所需要的化学信息与原理的实验技术。这一实验理念的提出掀起了美国化学界对于化学实验微型化的研究热潮。与此同时，微型化学实验的理念也得到了世界性的关注。1992年，我国微型化学研究中心的周宁怀教授组织编写了《微型化学实验》一书，使得有关微型化学实验的研究与教学在我国得以推广。截至目前，国内近千余所高等院校和中小学校不同程度地开展了有关化学实验微型化的教学与研究。

微型化实验理念迎合了当今世界可持续发展战略和环境保护意识的需求。这是由于与常规化学实验相比，微型化学实验具有以下优点。

（1）化学试剂用量少。微型化学实验所需药品用量为常规化学实验所需药品用量的1/1 000～1/10。

（2）节约空间。微型化学实验器材通常为常规实验器材规格的1/5～1/2，节约了实验空间，有利于缓解高等院校实验室空间紧张的问题。

（3）降低环境成本。化学研究在造福人类的同时，也会对环境带来危害。相比较来说，微型化学实验减少了药品与试剂的使用量，这等于是从源头上降低了由化学实验带来的环境损害。

（4）节约实验成本。相比于常规实验来讲，微型化学实验降低了实验成本，因为微型化学实验中大大降低了药品的使用量，有效地节约了实验成本。

随着微型化实验研究的深入和微型化实验教学的广泛推广，无机微型化实验教学在高校中得到了越来越高的重视。［1］无机化学实验作为高等院校化学专业学生的必修课程，有其自身的特点。

（1）在课程设置中无机化学实验通常是化学专业学生的实验入门课程，承担着培养学生严谨的实验态度和良好的实验素质的任务。

（2）无机化学实验中元素的性质分析与验证部分，所需实验药品不仅种类繁多且数量较大，需要投入较大的实验成本。

（3）无机化学实验中涉及一些浓酸，浓碱及有害气体的制备和使用，易于造成环境污染和损害实验人员的身体健康。［2］基于此我们在教学中推广无机化学实验微型化。随着无机化学实验微型化的推广和教学研究进展，科研人员发现无机化学实验微型化不仅节约实验成本，降低环境污染，同时有利于培养学生节约和环境保护的思想意识。［3］然而不可否认的是，在教学推广中也存在一些问题。例如，混淆了实验微型化和微量化学（微量或者痕量分析化学中采用的微量或这痕量组分的定量测定的理论和技术）的含义。［4］认为实验过程中，药品用量越少越好，器材越小越好。另一方面过于盲目地将所有无机化学实验微型化，不能正确处理微型化实验和常规实验的关系。［5］基于此，本文结合多年无机化学教学经验，对于目前无机微型化实验，从实验选题、教学环节以及实验环节等方面进行了分析，并提出了一些解决当今现状的建议和对策。

2 无机微型化实验的教学现状

2.1 无机微型化学实验教材的编写日趋完善

1986年，美国化学家Mayo等编写了《微型有机化学实验》一书，该书基本覆盖了高等院校基础有机化学实验的教学内容，不仅如此，Mayo等人研制出了微型化学仪器，并在有机化学基础实验中得以使用取得了较好的效果。有机化学实验微型化的研究成果的取得，带动了无机化学微型化实验的研究。20世纪90年代初期，Zvi Szafram和他的合伙人编著并出版了《微型无机化学实验》和《微型普通实验》等一系列教材，使得无机微型化实验教学体系日趋完善。［6］

1992年，我国微型化学研究中心的周宁怀教授组织编写了《微型化学实验》一书，使得有关微型化学实验的研究与教学在我国得以推广，由此有关无机化学实验微型化的研究也相应展开，截至目前正式出版的微型化学实验书籍已经超过20本， 研究性论文超过800余篇。［7］

2.2 微型化学实验理念逐渐被师生所接受

随着有关微型化学实验教学的专著及一系列教材的出版，特别是一些国家级的微型化学实验教学成果的取得，使得微型化学实验理念获得了广大师生的认可。这主要表现在一方面教师在教学过程中不仅热衷于向学生传授微型化学实验的相应技能，而且致力于探讨如何更好地将无机化学实验微型化。另一方面由于微型化学实验更适合于一人一组实验，极大地调动了学生的实验热情，激发了学生的学习兴趣。

2.3 微型化学实验研究交流平台的建立大大加速了微型化实验的研究进展及教学推广

迄今，我国已经召开了九届微型化学实验研讨会，并成立了中国微型化学实验研究中心网站，先后与美国、德国、日本、新加坡、德国等地区的相关学者建立了友好的学术联系。为众多致力于此项研究的学者提供了较为便捷的交流平台。［8］

3 无机微型化学教学中存在的问题

3.1 无机化学实验微型化和微量化学概念的混淆

微量化学是微量或者痕量分析化学中采用的微量或痕量组分的定量测定的理论和技术。然而在无机微型化学实验中，试剂的用量不是要采用微量或者痕量，是在保证实验顺利进行的条件下，试剂用量尽可能的少。例如，五水合硫酸铜结晶水的测定实验，如果采用微量药品进行实验，将对学生观察实验现象和计算实验结果带来很大的困难。

3.2 微型化实验和常规化学实验在教学中的比重问题

相比于常规化学实验，微型化学实验具有化学试剂用量少，节约空间，降低环境成本，节约实验成本和教学效果好等优点。但是在看到其优点的同时，微型化学实验也存在一些难以避免的缺陷。例如一些常规的基本操作，学生利用微型化学实验仪器很难掌握。［9］且仪器的微型化和较少的药品用量不利于初学者学习实验技能和观察实验现象。特别是无机化学实验通常为高等院校化学系学生所开设的第一门实验课程，必须要注重学生实验技能和实验素质的培养。所以不能盲目地将所有实验都改为微型化实验。这就需要教师根据学生的掌握程度及具体实验题目的性质进行灵活掌握，将微型化实验和无机化学常规实验较好都结合起来。

4 无机微型化实验需要完善的地方

4.1 微型化实验内容设置要考虑学生的素质

相比于常规化学实验，微型化实验药品用量少，仪器型号小，所以需要实验人员在操作过程中具有较高的精度和较好的实验习惯。但是无机化学实验课程所面对的学生大多为初学者，较难精准的掌握所需实验技巧和掌控实验流程。所以基于此，我们在设计微型实验课程时，尽可能地将一些较容易进行操作，现象明显的化学反应进行微型化实验。而涉及复杂操作过程的化学实验应尽量使用实验常规化学实验方法。

4.2 教师应深刻理解微型化学实验的内涵

微型化学实验理念之所以受到了人们的广泛关注，不仅仅是由于其具有药品用量少和仪器规格小的优势，更主要是其在节约了实验成本的同时减少了环境污染，适应了21世纪对于资源的可持续发展战略和加强环境保护的理念的重视。 所以要充分利用微型化实验的优势，实现无机化学实验的绿色化教育。

4.3 加强对高校教师微型实验技能的培训

微型化学仪器不仅仅是常规化学仪器的缩小后的产品，有些仪器的使用方法，连接方式以及注意事项与常规实验仪器有很大不同。目前，由于微型化实验推广时间短，部分高校教师并没有熟练掌握微型化学仪器的实验技能，因此有必要组织相关的培训和指导。

4.4 编写无机微型化实验仪器操作规范的讲义

由于我国对于微型化学实验的研究历史并不长，部分高校微型化学实验仪器的操作与使用偏离于规范化和标准化，这就需要全面提高教师的微型化学实验操作素质，提高教师的微型化学实验操作规范化意识和加强对学生微型化实验技能的培养。我校化学化工学院无机化学教研室准备编写适合无机微型化仪器规范化操作的讲义，并通过实际教学对讲义内容逐步修正和总结，尽快使无机微型化实验操作规范化和标准化。

4.5 合理设置微型实验操作和常规操作的考评比重

由于目前各个高校的实验课的考评内容以常规实验操作为主，使得部分学生不重视掌握微型化学实验仪器的操作技能，学习积极性不高，不利于微型化学实验的推广。所以在结业考试时适当地添加微型实验仪器操作内容，迫使学生重视微型化学实验技能的掌握也是改进无机微型化实验教学的必要方式。

5 结束语

本文概括了微型化学实验的发展历程，总结了微型化学实验所具有的优势，揭示了无机化学微型实验的发展现状及存在的问题，并对无机微型化实验教学提出了一些建议。希望无机化学实验教学朝着微型化和绿色化的方向发展。

［1］ 师素芳.推广微型化学实验，深化中中学教学改革［D］.武汉:华中师范大学，2005-05-01.

［2］ 李长声.微型化学实验运用于课堂教学的实践研究［D］.苏州:苏州大学，2013-11.

［3］ 胡益民.探究式微型化学实验设计与研究［D］.南京:南京师范大学，2005.

［4］ 王丽辉，徐玲，段莉梅，白锁柱.有机化学实验教学现状分析与对策［J］.中国现代教育装备，2014（5）:59-61.

［5］ 唐劲军，黄瓅，王凡.中学微型化学实验的实施现状及对策研究［J］.化学教育，2014（3）:69-72.

［6］ 刘宗瑞，李增春.树立绿色化学理念，推广微型化学实验［J］.内蒙古民族大学学报，2009，15（4）:6-8.

［7］ 吴文华，史同娜，施镇江，朱冰洁，罗伟强，杨伟.微型实验在材料加工中探索与实践［J］.实验室研究与探索，2015，34（1）:48-51.

［8］ 张海舰，苗深花，韩庆奎.微型实验中几个问题探析［J］.临沂师范学院学报，2014，26（6）:137-139.

［9］ 崔玉，王志玲，刘志莲，刘思全，杨春霞.探究式有机化学实验教学体系的研究与实践［J］.化工高等教育，2011（6）:44-45.

Analysis and Solution on Teaching System of Inorganic Chemistry Mini-Experiments

Wang Lihui， Xu Ling， Duan Limei， Liu Zongrui， Bai Suozhu
College of Chemistry and Chemical Engineering， Inner Mongolia University for Nationalities，Tongliao， 028043， China

This paper gaves a brief development history of Mini-experiments， exhibits the current situation and the current problem of inorganic chemistry Mini-experiments， discusses how to use Min-experiments in the inorganic chemistry teaching， which will benefcial for students to improve the ability and quality of experiments.

mini-experiments； inorganic chemistry； current situation； problem； suggestion.

2015-04-19

王丽辉，在读博士研究生，副教授。徐玲，博士，教授。

内蒙古民族大学校级精品课程建设项目；内蒙古民族大学教育教学研究课题（编号：MDYB2013040）。