依托微型实验 优化化学课堂

陈雪琪 广西壮族自治区南宁市邕宁高级中学

化学作为一门由理论教学与实验教学相结合的自然科学类学科，实验在整个课程体系中占据着重要地位，是对理论知识有效的验证、说明或者补充。在高中化学教学中，教师需以微型实验为依托，优化课堂教学形式与流程，为枯燥乏味的化学课堂注入更多活力和生机，有效挖掘学生的化学学习潜能，助推他们在微型实验辅助下更好地学习化学知识及技能。

一、依托微型实验导课，引发学生学习热情

微型化学实验，通常是指使用尽可能少的化学试剂来获取相关信息的实验技术和方法，具有目标明确、主题突出、步骤较少、操作简单、针对性强等特点。在高中化学教学中，要想通过依托微型实验优化化学课堂，教师首先可以从新课导入环节切入，结合具体化学知识精心设计微型实验，据此顺利导入新课主题，这同传统的导入方式相比显得与众不同，利用直观的实验现象吸引学生的注意力，引发他们的学习热情，使其自然而然地学习新知识。

例如，在进行“化学反应与能量变化”教学时，教师先利用多媒体设备播放一些火箭发射的视频，引领学生基于化学视角展开分析，火箭顺利升空所需要的巨大推动力是怎么产生的？使其讨论后知道燃料通过化学反应放出巨大能量，初步引出课题，让他们了解到本节课要研究化学反应和能量变化之间的关系。接着，教师现场演示微型实验：先取一支试管，用滴管往里面滴入2～3滴盐酸，再插入一小段镁条，要求学生描述看到的现象，随机邀请学生走上讲台用手触摸试管，说出自己的感觉，使其共同讨论热量的变化情况，分析能量的转化方式，让他们初步意识到这一化学反应能够产生热量。之后，教师指导学生操作微型实验：常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化，把气球中的氢氧化钡晶体倒入装有氯化铵晶体的锥形瓶中，振荡锥形瓶让两种固体充分混合，并把充分振荡后的锥形瓶放在滴有2滴水的玻璃片上面，静置半分钟。要求学生用手触摸说出感觉，尝试用手拿起锥形瓶，使其发现这是一个吸热反应，推动他们正式进入到新课学习中。

二、设计趣味微型实验，活跃课堂气氛

高中化学教学内容同初中相比，无论是难度，还是深度与广度，均有所提升，再加上化学知识具有一定的抽象性，对学生的各项能力与思维水平要求均较高，他们在课堂上往往表现得不够积极和主动，导致课堂气氛沉闷无趣，使其感到化学知识枯燥乏味。面对这一不利局面，高中化学教师可以微型实验为依托，优化课堂教学形式，根据教学内容设计相应的趣味性微型实验活跃课堂气氛，调动学生的积极性，助推他们在有趣的氛围中探究化学奥秘。

比如，在“氮及其化合物”教学实践中，当学习到“氨”时，为研究氨的水溶性以及氨水具有碱性的性质，教师可以现场操作一个“氨溶于水”的微型实验：先往一个干燥的圆底烧瓶中充满氨，使用带有胶头滴管与玻璃管的塞子将瓶口塞紧，马上将烧瓶倒置过来，让玻璃管插入到盛有适量水的烧杯里面，烧杯中的水要事先加入少量的无色酚酞试液，再将橡皮管上面的夹子打开，用力按压胶头滴管，让少量的水进入到烧瓶里面。这时将会出现一个有趣的现象，烧杯里面的溶液沿着玻璃管进入到烧瓶里面，形成“喷泉”，而且烧瓶中的液体由无色变成红色。教师根据趣味性的微型实验设置问题：为什么在烧瓶内会出现“喷泉”现象？溶液由无色变成红色的原因是什么？组织学生以小组为单位合作分析与探究这一微型实验的原理，使其讨论后得出以下结论：当大量的氨溶到少量的水里面时，使得烧瓶内的气压明显小于外界的气压，根据压强原理，在大气压的作用下，水能够快速进入到烧瓶里面，形成“喷泉”现象。从而让他们在活跃的课堂气氛中验证氨的性质。

三、应用生活微型实验，驱使学生主动思考

虽然化学知识具有一定的抽象性特征，但是同实际生活却有着千丝万缕的关系，高中化学课本中就涉及不少生活化信息，而且生活中也存在着大量的化学现象与问题。在高中化学课堂教学中，教师应当把握好所授内容与现实生活之间的结合点，应用生活素材精心设计微型实验，为学生带来一定的亲切感与熟悉感，驱使学生在生活化氛围中主动思考、积极交流，使其结合生活化微型实验学习化学知识，让他们切实体会到化学与生活的紧密联系。

例如，在开展“钠及其化合物”教学时，当学习到“过氧化钠”的特点时，教师先提出一个生活中关于燃烧的问题：二氧化碳能不能用来点火？提倡学生结合生活经验、知识储备与个人认知展开自由交流与讨论，鼓励他们勇于提出各自的猜想、见解与看法，使其思维活跃起来，不知不觉地进入到新课学习中。接着，教师操作微型实验：用玻璃管对着事先包裹有过氧化钠粉末的棉球进行吹气，当吹几下以后，棉球突然燃烧起来，搭配教学语言：大家都知道用嘴吹气吹出的气体含有大量的二氧化碳，为什么二氧化碳能够将棉球点燃？学生观看这一微型实验过程中，当看到二氧化碳可以点火时将会感到异常震惊，他们会迫不及待地想要探寻其中的原理所在。之后，教师引导学生结合物质燃烧的三个条件着重分析产生这一实验现象的原因，首先确定棉球是可燃物，所以可从着火点与氧气接触这两个条件考虑，使其在小组内一起制定实验方案，选择相应的仪器和试剂，让他们在实验中主动思考与互动，最终得出二氧化碳与过氧化钠发生反应生成氧气和释放热量的结论。

四、积极依托微型实验，锻炼学生动手能力

近年来，随着新一轮教育改革的持续推进，在高中化学教学中，以教师演示实验为主的实验教学已经无法适应新时代的要求，慢慢演变成以学生自拟实验方案的探索性、启发性为主的微型实验。这就要求高中化学教师在平常教学中应积极依托微型实验优化课堂教学，明确学生的主体地位，根据实际教学情况给他们提供更多猜想，以及亲自动手设计、操作与完成微型实验的机会，并做好辅助工作，使其创新意识与动手能力均得到很好的锻炼。

在这里，以“电解池”教学为例，本节课中安排有一个电解氯化铜的实验，教师可以鼓励学生基于微型实验视角切入对原实验进行改进，提倡他们大胆动手，如对电源加以改进，常用的电解实验电源是实验室电源，体积较大，携带起来不方便，可以采用直流电和交流电的转化，像手机充电器就可以；改进指示剂，课本上采用的是铜离子自身的颜色，不过只可以指示出一个方向，实验室中通常提供的是无色酚酞试液，能够指示出有无氢氧根离子生成，不过该试剂也只能够指出一个方向，有的学生会想到使用紫甘蓝试剂，这是一种酸碱指示剂，在中性条件下是蓝色，在酸性条件下是红色，且会随着酸性的变化从蓝色变成紫色，再由紫色变成红色，在碱性条件下则是黄色，所以说在电解中使用紫甘蓝试剂能够同时检测出溶液是酸性还是碱性。由此既可以很好地锻炼学生的动手能力，还能够培养他们的创新意识。

五、引入绿色微型实验，优化课堂教学效果

化学实验往往会产生一定的废气、废液与废渣，为改善这一不利局面，绿色实验得以广泛推进，这类实验没有污染与浪费的反应，基本上每种物质都能够派上用场，而且用到的化学试剂较少，同样能够达到明确、准确、方便、安全与防止环境污染等目的。对此，高中化学教学实践中可以结合实际教学需求巧妙引入一些绿色微型实验，带领学生一边探索化学的奥秘，一边培养他们的资源意识、环保意识、安全意识，优化整体课堂教学效果。

举个例子，在“氯及其化合物”教学中，当学习氯气的制作时，教师可以结合实验室中制作氯气的原理带领学生进行微型实验，而在常规的实验室制取氯气中，要用到大量的实验器材，包括烧瓶、铁架台、酒精灯等，实验过程还具有一定的危险性，像使用酒精灯加热烧瓶时，氯气有可能会发生泄漏现象，造成空气污染。经过改良后引入绿色微型实验来制取氯气，只需用点滴板、注射器等简易又常见的器材就能够完成，具体操作步骤如下：（1）把少量的氧化锰放置在点滴板的凹槽里面；（2）往氧化锰周边的点滴板凹槽中分别放置硝酸镁溶液、碳酸氢钠溶液、加入无色酚酞试液的氢氧化钠溶液，以及紫色石蕊试液；（3）使用注射器往点滴板中注入适量的浓盐酸，且马上将点滴板遮盖住。让学生认真观察实验现象，使其在微型实验下同样顺利制取出氯气，不仅能够加深他们对相关理论知识的理解与记忆，而且这样的实验还显得更加安全，不会造成太大的空气污染，实现绿色化学实验理念的渗透，使其学习效果变得更佳。

六、实时引用微型实验，发散学生化学思维

化学本身就是一门由理论教学和实验教学共同组成的科目，理论知识的学习离不开实验的辅助与支持，要想通过依托微型实验优化高中化学课堂，教师就需充分考虑到理论教学与微型实验之间的关系，实时引用微型实验为学生的学习提供更多助力，进一步启迪与发散他们的思维。因此，在高中化学课堂上，当讲到疑难点与重点知识时依托微型实验，促使学生全身心地参与到思考与探究中，并做好点拨与指导工作，培养他们的思维能力。

例如，在讲授“乙醇的分子结构式”时，教师可以借机引入微型实验，指导学生利用微型实验“金属钠和乙醇的反应”完成探究，助推他们顺利辨别出乙醇的分子结构式。具体来说，教师演示这一微型实验：（1）先往一个试管中加入适量的无水乙醇，再往试管里面加入一小块刚刚切下、且用滤纸擦干表面煤油的钠块；（2）在试管口处快速塞上一个带有医用注射针头的单孔塞，把一个小试管倒扣在针头上面，收集和验纯气体；（3）将收集到的气体点燃，且把一个干燥的小烧杯罩在火焰上方，等出现水滴以后将小烧杯快速倒转过来，往里面添加适量的澄清石灰水。在整个微型实验过程中，教师要求学生认真观看发生的现象，与之前已做过的“钠与水的反应”实验进行比较，引领他们总结与归纳，使其发现乙醇同金属钠反应也可生成氢气，乙醇分子中含有同水分子类似的结构，即为O—H键，分子结构式是CH3CH2OH。这样教师讲解难点知识时应用微型实验，引导学生顺利推导出乙醇的分子结构式，帮助他们消除疑惑。

七、开发课外微型实验，拓展课堂教学空间

从广义视角来看，课堂并非纯粹指在教室内的授课时间与空间，还包括课前备课与课后巩固、练习，以及课下观察、调查与实践等活动。针对高中化学教学来说，要想极力发挥出微型实验的优势与功能，教师除做好课内微型实验教学工作外，还需依据教学主题积极开发一系列课外微型实验，拓展课堂教学的空间，这样既能够弥补课内教学的不足，还可以优化学生的课外生活，把课余时间充分利用起来，进一步训练他们的实验操作技能。

比如，在实施“基本营养物质”教学时，当学完课本中的理论知识后，教师安排学生回到家中进行微型实验“检验豆腐中的蛋白质与钙质”，使其利用一些常见的试剂与生活用品完成实验，让他们拥有更多亲自动手实验的机会，有效拓展微型实验的空间。部分同学可能会这样设计微型实验：（1）把100 g的白豆腐放入到玻璃杯中，加入10 mL的蒸馏水，用筷子用力搅拌，一直捣碎至没有块状的豆腐存在，用滤网过滤后得到澄清无色的白色滤渣与滤液；（2）取少量的白色豆腐滤渣放入到小瓷碗中，滴入适量的浓硝酸，用手触摸碗壁，感到有热量放出，而白色豆腐滤渣慢慢变成黄色，待冷却以后，再滴入适量的氨水，能够看到黄色豆腐滤渣变成橙色，说明蛋白质在发生黄色反应；（3）取5 mL左右的滤液放在小瓷碗中，往里面滴入适量的草酸钠溶液，能够看到小瓷碗中快速出现明显的白色沉淀，由此验证豆腐中存在着丰富的钙质，还不能溶于水，不会同蛋白质结合在一起。这样微型实验从课内顺延到课外，学生将课内所学运用至课下，增强了他们的化学认知。

总之，在新时期下的高中化学课堂教学中，教师要切实认识到微型实验的重要性与价值，根据化学学科的特色及知识规律灵活多变地设计微型实验，以微型实验为依托优化课堂教学中的各个环节，创新知识呈现形式，为学生带来新颖的学习体验，使其拥有更多观察、参与、设计和操作实验的机会，让他们在微型实验辅助下高效学习，提升自身化学素养。