中学微型化学实验的作用及优点

中学微型化学实验的作用及优点

微型化学实验就是用微型化的仪器、装置和极少量的试剂做化学实验的一种方法。从目前的资料来看,微型化学实验的仪器、装置是常规实验的1%～10%,试剂的用量是常规实验的几十分之一至千分之一。微型实验仪器价格低、便于携带、易于实现人手一套仪器,方便人人动手、时时动手、处处动手,从根本上解决了学生动手机会少的问题。此外,微型实验节省经费、节省时间、节省空间,操作简便、安全,现象明显,污染较小,有利于提高学生的学习兴趣和增强学生的动手能力和分析问题的能力,有利于培养学生的创新思维和环保意识。

1.微型化学实验利于进行探究性学习,能够提高教学质量

与常规化学实验相比,微型化学实验是开展探究性学习最有效的工具,是走向探究性学习的现实选择。探究性学习是学生自主地获取知识和技能,体验和了解科学的探究过程、方法,形成和提高创新意识,树立科学的价值观的活动过程。开展探究性学习时,如果使用常规的实验仪器,由于仪器规格比较大、组装麻烦、占用空间大、所需药品量多、操作复杂、实验时间长,一般只能进行分组实验,难以实现人人动手和随时随处做实验的效果,这就给探究性学习带来了一定的局限。相比之下,微型实验仪器小巧、简便、快速、节约、安全等优点,能够方便每位学生随时随处遇到问题就设计实验、做实验,从实验中思考并探讨结论,开展探究性学习。由此不难看出,微型化学实验是开展探究性学习的有效工具。现以白磷和红磷的性质对比实验为例,如何把演示实验改为微型实验,把验证性实验改为探究性实验,从而开展探究性学习呢?

例:白磷和红磷的性质对比实验

实验步骤:如图所示,取2支小试管分别加入白磷和红磷少许塞上塞子并插入充满空气的5mL针筒,将两支试管同时放入装有热水的烧杯中,然后观察现象。(在放白磷的小试管内很快可以看到白烟产生,若将针筒中的空气压入,则可看到白磷继续燃烧,红磷则不燃烧)将装有红磷的试管擦干外壁,放在酒精灯火焰上直接加热,然后观察现象。(可见到红磷燃烧产生白烟,若将针筒中的空气压入,可看到红磷继续燃烧)向两支试管中用针筒同时加入少量的水,振荡后加入紫色石蕊试液观察现象。(可见溶液变红,说明有酸产生)

实验结论:物理性质(白磷呈白色蜡状,红磷呈赤红色粉末状);白磷的着火点比红磷低;白磷和红磷的燃烧产物相同,故互为同素异形体。

实验优点:本实验仪器简单、现象明显、操作简便、试剂用量少。本实验将白磷和红磷的有关性质(色、态、着火点、燃烧现象及产物)综合在一起,既可进行对比实验增强可信度,又可节省实验时间。本实验安全可靠、无污染,符合绿色化学的要求。同时,本实验还能证明白磷和红磷互为同素异形体。

2.微型化学实验有利于减少污染、保护环境

微型实验的优点首先是可减少污染,能起到保护环境的作用。微型实验之所以会在经济、技术都较发达的美国发起,其原因也在此。在平常的化学实验中,确实会产生许多有害气体,会污染环境,危害师生健康。例如:实验室制取氯气及其性质的实验,因在开放的环境下做实验,会造成氯气外逸,危及师生的健康。

3.微型化学实验为第二课堂、化学兴趣小组等活动的开展开辟了新天地

微型化学实验仪器小巧、药品微量、便于学生自己保管和携带,为第二课堂、化学兴趣小组的活动开辟了新天地。在第二课堂、化学兴趣小组开展微型化学实验活动往往要求教师和学生开动脑筋、集思广益,在现有条件下因地制宜地利用我们周围的一些物品(包括一些废弃物品)自行设计一些装置,自己动手制作一些仪器。这些活动的开展,十分有利于培养学生的各种能力,也是对学生进行思想教育的极好形式。