论民族预科微型化学实验课程资源的开发与利用*

容学德

(广西民族大学 预科教育学院，广西 南宁 530008)

高等学校少数民族预科教育是我国高等教育的一个特殊层次，是少数民族高等教育的重要组成部分，肩负着为少数民族地区培养各类高素质人才的使命，为招生院校输送合格大学新生的重任.普通化学实验是通过实验学习普通化学的基本理论、基本原理和基本操作技术的一门基础实践性课程.通过学习，学生既能够进一步深化对普通化学的基本概念、基本原理的理解，又能够获得化学实验的基础知识，掌握基本操作技能，培养科学的实验能力，为直升本科之后的专业课程学习打下坚实的基础.

微型化学实验是指用微量的药品在微型的仪器中进行的化学实验.[1]微型化学实验课程资源是由微型化学实验室与微型仪器(硬件)，微型化学实验内容的设计(软件)，微型化学实验的课程与教学设计(应用)，掌握微型化学实验的教师和学习微型化学实验的学生等诸多要素组成的系统.[2]所谓微型化学实验课程资源的开发和利用，实质上就是以微型化学实验为载体，使其能够广泛地进入化学实验课程，与化学教育教学活动相联系，并充分挖掘已被开发出来的微型化学实验在化学实验课程中的教育教学价值的过程.[2]开展微型化学实验课程资源开发与利用的研究，旨在进一步丰富和完善普通化学实验课程资源，使其更好地用于教学，服务学生.

1 微型化学实验课程资源开发与利用的必要性及可行性

普通化学实验课程教学目前均为常规化学实验的内容、方式和方法.基于标准化仪器的常规化学实验在实验现象显现、实验效果表现以及实验技能培养等方面具有优势，但同时也存在试剂用量大、“三废”问题突出、安全隐患更大等方面的不足.微型化学实验具有节约实验资源、减少实验员课前工作量、降低实验危险性、减少实验“三废”、缩短实验时间等诸多优点.[3]显然，微型化学实验可以弥补常规化学实验的不足.因此，面对民族预科学生人数日益增多和普通化学实验课程资源日趋紧张的实情，在实施常规化学实验教学的基础上，将微型化学实验作为课程资源引入普通化学实验课程中，不断开发和利用微型化学实验课程资源，充分发挥微型化学实验的优势，就显得尤为的重要和迫切.

微型化学实验在实验仪器、实验条件和实验方法上与常规化学实验都不尽相同，其更容易激发学生对实验的积极性、主动性和创造性，这为微型化学实验教学的顺利实施奠定了基础.微型化学实验是在微型化条件下对化学实验进行重新设计和探究，因而常规实验的条件和方法在微型实验中并不完全适用，[4]因此需要教师开发设计微型化学实验过程和方法，补充完善已有的微型化学实验方式方法，但并不需要教师将所有化学实验都开发设计为微型实验，因为微型实验并不是也不可能是对常规实验的完全替代，而是有选择性的对常规实验进行补充和拓展，对教师而言这并非太大困难和挑战，教师完全有能力和精力去完成.随着化学实验室的增加和学生实验条件的不断改善，这为微型化学实验室的建设以及微型实验课程资源的开发和利用提供了重要的保障.

2 微型化学实验课程资源开发与利用的原则

微型化学实验课程教学资源的开发和利用不是随意而为的，需要遵循一定的原则.[5]基于对微型化学实验基本特点和教学需求的考虑，微型化学实验课程教学资源的开发和利用应遵循以下几个原则.

2.1 针对性原则

并非所有的化学实验都适合开展微型实验教学，只有那些在实验仪器的微型化和实验试剂的微量化条件下，仍能达到实验操作方便、实验过程安全、实验现象明显、实验效果良好等教学要求的化学实验，才适合开展微型实验教学.因此微型化学实验课程教学资源的开发和利用必须在明确实验教学目标的前提下，认真分析和研究常规实验与微型实验的差异，认识和掌握实验内容的性质和特点，避免开发和利用的盲目性，这样才能保证课程教学资源开发和利用的针对性及其有效性.

2.2 经济性原则

开展微型化学实验教学的目的之一就是为了节约经费开支、降低实验成本，因此在进行微型化学实验课程教学资源开发和利用的过程中，须充分考虑经济性的问题，发挥微型实验在这方面的优势.微型化学实验所用的微型仪器价格低廉，所用试剂的微量化节省了药品，在实验经费开支上具有经济性.微型化学实验反应快、用时短，在开展实验教学的时间上具有经济性.实验仪器的微型化，有助于缓解因班级人数日益增多而导致学生实验的空间不断被压缩的问题，微型实验在空间上具有经济性.对于习惯了常规实验的学生而言，微型化学实验课程资源的开发和利用，能够激发他们对化学实验的学习兴趣和学习热情，培养其实验观察能力和实验创新意识，因此微型实验在学习上具有经济性.

2.3 可操作性原则

实验仪器的微型化、实验药品的微量化以及实验过程中反应条件控制难度大，这给学生的实验操作增加了一定难度，对学生实验操作技能的要求更高，因此微型化学实验课程教学资源的开发和利用须充分考虑实验的可操作性，使微型实验教学既能够让学生获得满意的实验结果，又可以强化学生实验操作技能的训练，切忌生搬硬套，否则也就失去了课程资源开发和利用的意义.化学实验中，一些验证性质实验作为微型实验课程资源的开发和利用具有比较优势，而制备实验和分析测试实验仍需坚持常规实验教学.

2.4 主体性原则

微型化学实验课程教学资源的开发和利用要从学生的实验基础、实验能力等实际情况出发，以学生的学习发展需要为导向，以学生化学实验素养的培育为目标，要能够贴近学生的心理特点和兴趣爱好，也要能够充分发挥学生实验的主体作用，还要能够最大限度地激发学生的学习潜能和锻炼学生的实验能力，进一步强化学生的主体意识和创新意识，充分体现出以学生为中心的教学理念，为学生的课程学习服务，为学生的后续发展打好基础.

3 微型化学实验课程资源开发和利用的途径与策略

微型化学实验课程资源的开发和利用需要学校、教师和学生的共同参与，他们各自虽扮演不同的角色，发挥不同的作用，但缺一不可.学校需发挥物质基础和实验条件的保障作用;教师要有课程资源开发与利用的意识和意愿，积极探索课程资源开发和利用的有效方式方法，不断提高课程教学质量;学生的创造性对于微型实验课程资源开发与利用具有重要作用，课程资源开发与利用的出发点和落脚点均为学生.

3.1 普通化学实验教材中引入微型化学实验

教材是极为重要的课程资源，加强对普通化学实验教材的建设，使微型实验进入教材内容体系，这对于开展微型化学实验教学和推广普及微型化学实验具有重要意义.微型化学实验是对常规化学实验的一次实验技术和方法的革新，常规化学实验中的实验仪器、试剂用量、实验设计、实验过程、实验方法等不同于微型化学实验，因此常规化学实验的教材内容并不适用于开展微型化学实验的教学.为此，笔者认为，有必要将微型化学实验的科学理念和方式方法渗透到实验教材中，并在现行的普通化学实验教材的基础上，引入少量精选的微型化学实验内容和实验素材，形成丰富多彩、形式多样的实验教学内容，实现微型实验与常规实验的优势互补，这有利于提高学生对化学实验的兴趣，激发学生的求知欲望，拓展学生的视野，培养学生的实践探究能力，也有利于推动化学实验教学的改革与发展，提高化学实验教学的效果.

3.2 加强对化学实验室的建设和管理

化学实验室是教师开展微型化学实验教学与研究的重要阵地，也是学生进行微型化学实验研究与探索的主要场所，只有不断加强化学实验室建设和管理，才能确保微型化学实验教学的顺利进行，才能使化学实验教学持续发展.

要开展微型化学实验教学，需要提前做好实验室的规划、建设以及教学所需的实验仪器、药品的申报、购置、补充和更新等各项工作，需要学校确保实验经费的投入，配足配齐开展微型化学实验教学必需的资源.微型化学实验的仪器设备不同于常规化学实验，因此原有的常规实验仪器设备并不能直接用于微型实验，需要重新购置一批微型化学实验专用的仪器设备.在实验课堂上只有让每一位学生都拥有一套微型仪器，才能满足教学的要求和学生学习的需要.在实验室的建设和管理过程中，若条件允许应成立专门的微型化学实验室，以便更好地开展教学;若实验室紧张也可与常规化学实验室共用，但在共用过程中，实验员须做好常规实验仪器与微型实验仪器之间的整理、调换和收发工作，以便于学生更好地进行实验.

3.3 发挥学生在微型化学实验课程资源开发利用中的作用

学生作为教学的中心和学习的主体，在课程资源的开发和利用过程中具有不可替代的作用，忽视学生的作用，课程资源的开发和利用将是一句空话，微型化学实验教学的目的也将无法实现，只有重视并发挥学生在课程资源的开发和利用中的作用，课程资源的开发和利用才能明确目标方向，才能找到落脚点.

微型化学实验与常规化学实验在实验仪器、试剂用量、实验方法、实验操作以及实验现象等方面均有较强的对比性，学生对微型实验自然会产生好奇心，学生在进行微型实验过程中自然会形成新的想法、经验、感受和问题，教师若能抓住时机因势利导，通过鼓励学生自制、改造微型仪器，自主设计、开发和实施实验，为学生创造一个更大的思维空间，搭建一个更广阔的学习平台，充分调动学生的积极性和创造性，让学生在开展微型化学实验的过程中能够融入自己更多的科学精神和学习智慧，则对于激发学生的创新思维以及培养学生的创新能力将具有十分重要的意义.

3.4 重视网络资源的应用

网络资源为课程资源的开发和利用提供了丰富的素材，应重视网络资源在开发微型化学实验教学资源中的作用.例如，名校、名师的课程资源，相关的课程教案、教学课件、实验视频以及教研著作和教改论文等教学资源.网络资源的海量，课程资源的多样，给教师对网络资源的应用增加了难度，教师只有通过对网络资源的挖掘加工、分析筛选，才能从中获取对微型化学实验教学有用的信息，才能使之成为能够丰富实验教学、适合学生学习的课程教学资源.通过对网络课程教学资源的学习应用，可以为教师在微型实验的开发设计、实验教材的选编等教学工作提供借鉴参考和智力支持，有利于促进教师在思想观念、内容方法等方面的转变，提高化学实验教学效果.因此，网络资源的有效利用也是开发利用微型化学实验课程教学资源的重要途径.

4 渗透微型实验的普通化学实验课程内容体系的构建

目前在用的《普通化学实验》为十多年前的自编教材，其内容均由常规化学实验组成，并未包含任何有关微型仪器以及微型化学实验方面的内容.多年来，该教材在化学实验教学中一直发挥着其应有的作用，教师对教材内容的分析理解早已比较全面深刻，尽管如此，但从课程教学和学生学习的发展来看，该教材渐显老旧，已不能完全满足新形势下学生发展的客观需求.因此，通过在普通化学实验教材体系和课程体系中引入微型化学实验的内容，把微型实验与常规实验有机地结合起来，构建“化学实验的基础知识+化学常用仪器及基本操作(常规仪器、微型仪器)+常规化学实验+微型化学实验”四层次课程内容体系，使普通化学实验的课程内容更加科学、系统和完整，更加丰富和多样化，为学生能更有效的获得化学实验的基础知识、基本方法和基本技能提供保障.

“四层次”内容体系中，化学实验的基础知识作为第一层次内容，是让学生在进入化学实验室开始实验之前，须先具备一定的化学实验基础知识，以保证化学实验规范有序、过程安全、处理得当和结论正确;常用仪器及基本操作这部分内容是让学生学习掌握一些常规实验仪器和微型实验仪器的正确使用及规范操作，为能够顺利、高效地完成实验内容奠定基础;常规化学实验与微型化学实验的教学目标主要是帮助学生加深对化学理论知识的理解，巩固对化学理论知识的掌握，培养学生的操作技能和创新意识，因此在坚持以常规化学实验教学为主的基础上，有针对性和对比性的让学生开展微型化学实验，目的就是为了发挥常规实验与微型实验的各自优势，实现优势互补，不断丰富和完善普通化学实验课程的内容体系，落实普通化学实验课程的教学目标.

图1 构建的“四层次”普通化学实验课程内容体系Fig.1 Construction of general chemistry experiment curriculum system of“four levels”

5 结语

在开展常规化学实验教学的基础上，开发和利用微型化学实验课程资源，把微型化学实验与常规化学实验两种课程资源有机地结合起来，使其成为普通化学实验教学的“一体两翼”，对于普通化学实验课程的有效实施具有重要意义.微型化学实验课程资源的开发和利用，应遵循针对性、经济性、可操作性和主体性原则，须充分发挥学校、教师、学生的不同作用，通过在传统普通化学实验教材中引入微型化学实验内容，加强化学实验室建设和管理，加强对网络资源的有效利用，构建“四层次”普通化学实验课程内容体系等途径和策略来实现.教师作为教学的主导者，须具备课程资源开发与利用的观念和意识，充分利用现有的条件，挖掘一切对优化普通化学实验教学有益的课程教学资源，丰富普通化学实验课程资源，从而进一步拓宽化学实验的教学平台，增进化学实验的教学功能，提高化学实验的教学质量.