开展微型化学实验 培养学生创新能力

伊良勇

摘要：化学实验微型化是培养学生创新能力的有效方法。将微型实验引入课堂和课后，不仅提高了学生的综合实验素质，而且增强了学生的创新精神和创新能力。微型化学实验在提供给学生动手参与机会、改进实验、开展家庭实验、设计实验等方面都发挥了积极的作用，促进了学生化学核心素养的提高。

关键词：微型化学实验；创新能力；化学实验教学

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）03-0111

全日制中学化学《新课程标准》中指出“进行微型实验、完成实验教学任务”的要求，为化学实验注入了新活力，开辟了新领域。初中化学实验教学中开展微型实验，对实施创新教育、培养学生的创新精神和创新能力提供了有效途径。回顾笔者的教学实践，谈谈利用微型化学实验对学生创新能力培养的几点看法。

一、利用微型实验，培养创新意识

为提升学生的化学学科核心素养，推动从“对话”为中心到“任务”为中心的课堂改革，实验教学能够提供有效途径。正如化学教育家戴安邦所说：“化学实验是全面化学教育的一种最有效的教学形式。”学生的实验能力不仅表现在实验的正确结果上，而且更多地体现在实验的过程中，因此教师应创造条件为学生创设一个动手参与和动脑思考的课堂氛围，尽可能地将一些演示实验转变为学生的小组微型实验，让学生养成实验操作、分析等良好习惯。还可让学生根据实际情况设计微型实验，改进实验的材料和方法，使学生在获得知识和技能的同时，能够有效提高学生的实验素养。例如，做水中白磷燃烧的分组实验前，让学生思考讨论用一种简单的方法如何让水中的白磷燃烧？实验时可把白磷加入装有水的烧杯中，再用一只空试管伸入到水中白磷的表面，白磷就能在水中燃烧。这样，学生不仅知道物质燃烧需要氧气，还为学生提供了动手实验的机会，培养了学生的创新意识。

二、改进实验微型化，培养学生创新思维

对于一个实验来说，传统实验的可行性是不容置疑的，但实验装置或操作上也存在一些问题，如实验装置组合有缺陷，会产生有毒尾气，有些在操作上难度较大甚至存在危险等不利于课堂教学。为了实验能正常进行，学生能亲身体验，又能把污染、危险等因素降到最低程度，就要对这些实验进行改进与创新，通过对实验改进可以使学生设计新的实验方案，使实验操作简便、安全，进一步启发学生通过创新活动获得创新思维。例如，在“空气中氧气含量的测定”的实验中，若按教材中的实验进行，存在着红磷用量大，燃烧时间长，还会产生大量的P2O5，会污染环境和实验失败。为避免以上问题，取一根小铁片一端压出一个小凹槽，微型燃烧匙就制成了，再用小药瓶替作微型反应容器。这一实验的改进，有利于学生节约意识和环保意识的培养，激发了学生对实验创新的欲望。

三、开展家庭微型实验，培养学生探索精神

随着新课改的实行和学科核心素养的培养，化学教学更加重视实验教学，注重对学生探究能力和创新能力的培养。课堂实验教学中不论是教师演示实验还是学生分组实验，在时间、仪器和药品的选择上不一定能满足实验要求，达不到实验的最佳效果和实验的教育功能，这就需要学生通过课外家庭实验进行补充和延伸。开展微型化学实验，能为学生开展课余实验和探究性学习提供一个更为广阔的空间，使实验生活化、微型化、简单化，扩充了学生学习的实验素材，为学生动手实验提供时间和资源的保障及创新的机会，能较大程度地满足学生在化学实验学习的需求，引发学生的探究和创新的兴趣，开阔了学生知识和视野。如在学习了“燃烧”后，利用废弃的透明塑料瓶自制简易粉尘爆炸实验。把塑料瓶剪去顶部，在其中部钻个小孔，小孔里面固定一个剪去部分的小塑料瓶，装上干燥的面粉，外面通过橡皮管与打气筒连通。实验时，先将点燃的蜡烛放入倒置的塑料瓶内，然后通过打气筒向容器内打气，引起面粉飞扬，引爆容器内的粉尘。以上的微型化学实验，操作简单，药品用量少，现象明显，富有趣味性，使学生体验了实验过程、领悟了科学思想，培养了学生的探索精神和实践能力，提高了学生科学素养。

四、设计微型实验，培养学生创新能力

新课程的改革要求以教师演示实验为主的实验教学须逐渐演变成以学生自行设计实验方案为主的微型实验。一些药品用量较大、较危险的或对环境造成污染的课堂实验，可进行重新设计使之微型化，在分组实验时，可做到仪器微型化、试剂微量化，学生能自由选择实验仪器或实验仪器替代品，自行设计，实验方法多样，实验形式灵活，实验的过程中学生主体参与意识强，思维活跃，创造潜力得到了开发。例如，学习微粒的性质后，让学生利用生活废弃物设计“1+1≠2”的微型实验，取注射器从尖嘴口吸入约占体积一半的水，再注入酒精至满，堵住管口，上下顛倒多次，结果注射器中的液体没有满瓶，液面下降了。再如，在学习“二氧化碳的物理性质”时，可让学生小组讨论设计二氧化碳比空气重的实验，设计的方案中有：在半截矿泉水瓶中放进一只充满空气的小气球，小气球沉入瓶底，然后往装有小气球的泉水瓶中倒入CO2气体，气球迅速上升。学生人人动手，从明显的实验现象看到成功的喜悦，活跃了课堂气氛，培养了他们的创新能力。

五、增加开放性微型实验，深化学生创新能力

开展微型化学实验设计，特别是设计开放性实验，能使学生有较大的思考空间，让学生产生多种独创性的想法，体现了化学实验改革的趋势，不仅能使学生在解决问题的过程中体验乐趣、领悟知识，培养学生探究能力、动手能力和社会责任感，更能深化学生的创新能力。例如，在学习“NaOH的化学性质”后，教师让学生利用身边的废旧物品设计一个微型实验，验证CO2与NaOH溶液能发生反应。用软的矿泉水瓶收集满一瓶CO2，用装有NaOH溶液的注射器注入矿泉水瓶中，振荡矿泉水瓶，通过观察到矿泉水瓶变瘪的实验现象，再向变瘪的矿泉水瓶中注入稀盐酸，变瘪的矿泉水瓶恢复到原状，说明CO2与NaOH溶液发生了反应。此实验中学生积极思维，大胆创新，设计出了多种方案，培养了学生的科学态度和创新观念。

总之，随着微型化学实验的不断深入改革，教师要充分挖掘微型化学实验教学的特殊功能，通过对化学实验微型化的改进、设计，将其融合到培养学生动手能力和创新能力的教育中，推动教师教学观念的转变，才能使微型化学实验紧跟时代步伐，培养出新时代的创新人才。

（作者单位：福建省松溪县第三中学353500）