微型实验在高中化学教学中的实践应用探索

郝东旭

（河北省承德县第一中学，河北 承德 067400）

随着科学技术的不断发展，传统化学实验的只有老师自己来做并为学生演示已经不能适应当前高中化学教学的要求，取而代之的是适合学生群体的微型化学实验，它以探索性、启发性为主，能有效地激发学生进行化学实验的兴趣，使得他们更好地收获知识、技巧和主动探究的能力。

一、微型实验介绍

微型实验的概念是上个世纪八十年代在美国多家高校进行的有机化学实验成功后提出来的，是基于绿色化学的理念，提出的有别于传统化学实验的思想、实验技术和方法。它不是传统化学中对常规实践的简单缩小，而是会用最少的实验来实现高质量的实验效果。这种技术和方法迅速得到了推广和普及，到八十年代末期，它已经从有机化学延伸到无机化学以及中学的化学实验方面。对于化学界的这种实验性的改革创新，也引来的国际化学教育界的目光。这种实验技术与方式的环保效益与经济效益比常规化学实验具有更大的优势，故而面世以来得到了广大化学工作者与化学教育工作者的喜爱。在西方一些发达国家的中学化学实验里已经逐渐推广与审定了微型化学实验器材，正朝着规范化和标准化的方向发展。在上个世纪八十年代我国引入了微型化学实验，先应用在大学化学教学之中，后来逐渐地扩展到中学的实验教学。在我国教育工作者的不懈努力下，微型化学实验的理论和实践都得到很大的发展，已经在我国中学化学实验教学中得到很大程度的普及。

尽管微型化学实验拥有很多优点，在中学化学教学中发挥了很大的作用，但实际的应用中还存在一些不足，在教学的实际操作中往往不注重操作的规范性、还没有完全达到绿色环保的要求、无法替代一些重大的级及关键性的传统实验等。所以微型实验的优越性虽然很大，但还没有做到替代所有实验的地步。在高中化学实验过程中，要依据实验的目的、内容、现象以及定量等情况选择是否采取微型实验，要实现微型实验与传统实验的有效融合，两种实验类型互为补充，才能提升化学教学的质量和效果。

二、微型实验在高中化学教学中的作用

（一）激发学生学习兴趣

化学的微型实验的仪器一般都具有精巧制作、设计灵巧、安全好用等特点，这会让学生很喜欢，增加了他们学习化学的浓厚兴趣。微型实验因为节约、安全，老师可以放手让学生进行一人一组的实验。学生亲自操作来做实验，会让他们更好地理解和掌握化学概念，培养他们实验与观察的能力，并且能激发他们学习化学的热情[1]。化学微型实验没有污染，展示现象的特征非常明显，成功率又高，这些会让学生心理障碍消除，进而喜欢做实验，敢于做实验，让实验教学在学生心中的地位大幅提升。这样不但让学生的学习的主动性和积极性增加，实验教学的质量也得到很大的提升。

（二）提升学生安全意识

通过实施微型化改进后的实验装置，在实验时明显降低了危险性。微型实验仪器药品用量少，组装安全，污染低，大大降低了腐蚀、液体飞溅、爆炸、起火等实验事故发生的机率。提升了实验的安全性，可以为学生打造安全、良好的实验氛围，能够培养他们积极参与实验探索的兴趣[2]。

（三）增加了学生亲身实践的机会

在高中化学教学过程中，由于受实验药品、设备等方面的制约，导致学生的很多实验都不能自己亲自完成，大多数情况是，老师代替学生进行操作演示，学生只能在下面观察。因为自己动手的机会减少，培养学生实验操作能力受到了很大的限制。把化学微型实验引入教学之中，其实验装置、实验药品都实现了微型化，让每名学生都具备了亲自操作实验的条件，他们就可以亲自动手进行实验的机会明显增多[3]。例如，周怀宁教授设计的一套塑料制的装置，加上一些微型的玻璃仪器，其中包含微型烧杯和微型试管等，在高中阶段这样一套实验设备就能完成几乎所有的化学实验。学生增加了更多动手实验的机会，他们的操作能力必然会得到大幅提高，确保了高中实验教学的有效性。

（四）培养学生节约意识

所有的化学实验都需要化学仪器和试剂，而大多数的试剂都是有保质期的，很多的橡胶、玻璃等材质仪器也是易耗件，可见化学实验是投入资金较大的教学活动。微型实验的试剂用量很小，仪器简单体积小，无形中降低了实验成本，让本来的学生分组实验与老师的演示实验都可以变成随堂课上的实验操作，让每名学生都能进行实验并可以重复多次。微量的用品、微型的仪器的投入使用，大大节省了实验的时间，也节省了大量的空间，再加上实验成本降低，这些节约让学生懂得了化学实验取样的意义，也明白节约的意义，进而能树立他们良好的节约意识。

三、微型实验高中化学实验教学中的应用

对于微型实验在高中化学实验教学的应用，就以硝酸的性质实验为例，分别采取中学里常规实验与微型实验两种实验方式进行对比，来展示微型实验的优越性。

（一）常规实验

1.浓硝酸与铜的作用。在很干净的一支试管里放进去一片铜片，然后滴进去几滴浓硝酸，对放出的颜色进行观察。5 毫升水注入这个试管内，然后观察溶液的颜色。

2.稀硝酸与铜的作用。安装好所用仪器，并对装置进行气密性检查。向试管内放入3 到4 个铜片，然后把稀硝酸倒入试管内，以把铜片浸没为止。加入烧瓶，运用排水法进行试管NO 气体的收集。

（二）微型实验

1.浓硝酸与铜的作用。把少许铜放入微型试管内，然后滴入5滴浓硝酸，仔细观察出现的现象。当看到棕色气体出现在液面时，立即把蒸馏水加入。需要注意的是不要把NO 溢出到试管之外，防止出现环境污染。然后用棉花在少许 NaOH 溶液里润湿，再蓬松地塞在试管口，观察试管里溶液的颜色。

2.稀硝酸与铜的作用。把一片铜片放入注射器里，铜片的横截面积要略小于试管的横截面积，把稀硝酸装进烧杯中，进行片刻的加热，随后拉动活塞，把稀硝酸吸入，同时用胶帽快速地堵住注射头。认真观察发现活塞向后移动，说明有气体产生，对溶液颜色进行观察。稍后取消胶帽，把空气吸进去，随后把气体注入只有30%的NaOH 溶液里。

（三）两种实验结果对比

1.对比试剂用量

常规实验：铜片约5 片，稀硝酸约30 毫升。

微型实验：铜片约2 片，稀硝酸约5 毫升。

2.对比仪器损耗

常规实验：需要很大的试管，使用时很不方便，而且很容易被摔坏。烧瓶的圆底也容易被烧坏，清洗不易，需要有步骤的组装。

微型实验：采用很小的试管即可，十分方便使用，也不容易摔坏，小型的注射器操作方便，不需要组装。

3.对比实验安全

常规实验：容易溢出产生的NO 气体，对实验室空气造成污染，对人的身体有害。

微型实验：很少产生气体，也不容易溢出。使用小型的注射器不需要组装，操作安全可靠，对人体无损害。

4.对比学生兴趣

常规实验：在实验过程中会有毒气出现，同时仪器组装起来繁琐，容易碎裂，故而参与兴趣不高，不愿做实验。

微型实验：操作仪器简单并且安全，让学生有了更多自主自由发挥的空间，故而参与兴趣极大。

结束语：综上所述，激发学生学习兴趣；提升学生安全意识；增加了学生亲身实践的机会，通过在高中化学教学中的应用微型实验，能充分发挥其实验教学价值，让学生更好地理解化学实验的过程和原理，培养了学生的综合素质能力，提升了实验教学效益。