基于能力培养的化学微型实验设计探究

张志全

摘 要：从微型化学实验的基本特点及常用的器材、初中化学微型实验创新设计案例、微型化学实验的优点三方面探究，以激发学生的学习兴趣，提高学生的创新能力。

关键词：初中化学；微型实验；能力培养；探究性

中图分类号：G421；G633.8 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2016）03-0038-01

化学是一门以实验为基础的科学，通过实验不仅能验证知识的科学性、可行性，更重要的是能提高学生对知识的实际运用能力和知识的再创造能力。因此，教师在教学中可以根据教学需要和和学生的接受能力来改进一些实验，以提高学生的兴趣，培养创新精神。在目前全球倡导绿色化学、节约资源的情况下，将常规实验微型化是一种很好的选择。

一、微型化学实验的基本特点及常用的器材

（1）基本特点。微型化学实验的两个基本特征：操作简便、安全和取材广泛，制作方便。但是微型实验不是常规实验的简易缩微或减量，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。

（2）用于微型实验的器材。最常用的代用品是青霉素瓶子，它可以做反应容器，也可以用于储存药品；其次是注射器，它可以取液、做反应容器等，它的最大优势在于较准确计量和控制反应量，因为注射器上都有精确的刻度。在我们的实验实践中，发现的其他常用的代用品还有：1）酒精灯：可用青霉素药瓶做灯体，在胶盖上打一个小孔，插上一段小瓷管， 用棉线做成灯芯， 灯帽用日光灯的旧启起辉器外壳即可。2）烧杯：可用塑料瓶盖、透明的照相胶卷盒代替。3）试管：可用无色小药瓶代替（如葡萄糖注射液小瓶）。4）水槽：可用大小合适的塑料盆或其他玻璃容器。5）集气瓶：可用大小合适的塑料瓶，也可用青霉素瓶代替，收集气体后，用原来的橡胶塞塞住。6）量筒：可用不同容积的注射器制成。7）导管：可用废弃的输液管、饮料吸管或医用橡胶管代替。8）胶管的胶头：可自制，也可用眼药瓶做成。9）试剂瓶：在青霉素药瓶里放入各种固体或液体试剂，贴好标签即可。10）药匙：可用硬塑料片或吃冰激凌的小勺经过加工制成。11）漏斗：用输液器截下其圆锥部分即可。

二、初中化学微型实验创新设计案例

在新的课程理念下，化学教师应树立全新的实验教学资源观，在实验教学中创造性地开发和利用身边的实验教学资源，进行实验改进，自制微型化、环保型实验教具，这既是对废弃生活用品在化学实验中发挥的替代作用，又是对学生进行的创新教育和可持续发展教育。下面，列举一个初中比较重要的微型实验案例。测定空气中氧气的含量。在装有足量红磷的玻璃管两端各连接有两个针筒，内封闭有10ml空气，加热玻璃管，同时交替推动两个针筒的活塞，至玻璃管内的红磷燃烧变成白烟，且一段时间后无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却到室温后将气体全部推至一个针筒内，观察针筒内空气体积的变化。这样既可避免生成的五氧化二磷排放在空气中对空气造成污染，同时还可根据针筒的刻度较准确地测出氧气的含量。

三、微型化学实验的优点

化学实验往往把它与环境污染、有毒、危险等画上等号，加之偏远山村实验器材匮乏，以致不少学校对化学实验几乎没有开展。但是微型化学实验设计巧妙，操作简便安全、实验成功率相对较高。因此，它可以激发学生对化学学习的兴趣，有利于培养学生观察和动手实践能力。微型化学实验具有常规实验没有的以下优势：第一，验污染小，有利于环境保护。实验中化学药品在反应时，会对环境造成一定的污染，污染的程度与药品的用量成正比。而微型实验试剂用量小，产生的实验废物相应减少，减轻了对环境的污染，对学生的身心健康也有好处。第二，实验成本低，有利于实验开展。在微型化学实验中，试剂的用量一般只为常规实验的几十分之一乃至几百分之一，且仪器取材广泛，使实验的成本较常规实验显著降低，对办学条件相对较差、缺少仪器和实验设备的农村学校，可促进对化学实验代用仪器、药品的开发和推广，从而达到预期的教学效果。第三，试剂用量少，增加实验安全性。常规实验中使用试管、试剂瓶等玻璃仪器较多，而微型化学实验用注射器、饮料瓶等代替的比较多，能避免仪器炸裂造成的危险。而且，微型化学实验中使用药品剂量少，能避免试剂飞溅、中毒、爆炸等造成实验事故，减轻了对师生健康的危害，使化学实验变得较为安全。第四，动手设计实验的机会多，加强学生创新能力。由于常规实验忽视了对实验的探究与创新，不少实验者按照实验要求盲目操作，缺乏对实验的探究与创新。一个微型实验的设计本身就是进行创造性学习的体现，因此教师指导学生开展微型实验设计也是创新教育的具体实践。

四、结束语

微型化学实验的不足是在实验中容易忽视基本操作的规范性，实验过程中现象不够直观、难以多人参与等。因此，教师在教学中应根据实验的内容、目的，使常规实验和微型实验相结合，有效利用实验素材组织学生进行科学探究，激发学生的学习兴趣，丰富课堂教学信息，落实新课程标准的实施要求，这有利于培养学生关心自然、关心社会的情感和创新精神，提高学生的创新能力。

参考文献：

[1]周宁怀.微型无机化学实验[M].北京：科学出版社，2000.

[2]潘鸿章.化学实验教学中创造性思维能力的培养[J].中学化学教学参考，2002（10）.