农村初中微型化学实验教学研究

微型化学实验的教学研究

本课题重点尝试回答微型化学实验是什么和探讨农村初中微型化学实验中实验仪器的替代研究、开发与应用。

一、微型化学实验是什么

（一）微型化学实验的起源与发展

微型化学实验（大多数资料上也称微型化学实验），就是以尽可能少的化学试剂、化学仪器（或使用仪器替代品）来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般较少（有的资料介绍，只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一）、所使用的仪器少甚至是替代品，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便、熟悉仪器使用和防止环境污染、培养学生自主、合作、探究等目的。

微型化学实验80年代初起源于美国几所高等院校基础有机化学实验室。此后，这种方法和技术得到迅速推广。到80年代未，其应用范围已经由有机化学扩展到无机化学、普通化学和中学化学的实验教学中。化学实验改革的这个重要趋势引起国际化学教育界的重视。因为这种实验方法和技术的经济效益和环保效益显而易见，所以，一经采用，就受到化学工作者的青睐。美国、联邦德国等国家已逐步在中学化学实验中审定和推广了微型化学实验仪器。我国是从80年代未，先在大学化学教学中引入微型化学实验的。后来，这项实验方法与技术又渗透和结合进部分省市中学化学实验教学改革领域,进入普通学校的实验教学改革、发展、研究与运用之中。

（二）微型化学实验进入农村初中的可能性与必要性

由于农村初中条件的限制，教师演示实验和学生分组实验，在时间、空间及仪器选择上都十分有限，甚至捉襟见肘；化学教师不仅忙

教育教学也忙着准备实验疲于应付。所以学生的个性不能充分展示和张扬，学生思维难以完全打开；而设计开放性实验，使学生有充分的思考空间，产生多种创造性的想法，有利于培养他们的创新能力。因此，微型实验的展开及实验仪器的替代品的开发、研究就非常必要。但是实验仪器、实验准备、实验时间能够完全满足学生的需要吗？答案是否定的。这就要求我们教师创造出较好的条件满足学生的求知需求，由于微型化学实验仪器具有小巧便携、不易破碎、经济环保、液体试剂在多用滴管中不易流出等优点，使每个学生都有条件装备自己的化学实验箱；从而微型实验的展开及实验仪器的替代品的开发、研究就在一定程度上使学生的实验需求成为了可能。

二、农村初中微型化学实验中实验仪器的替代研究、开发与应用。

（一）实验仪器的替代研究、开发与运用

根据近十余年来我校对初三化学实验的教学实践，我们从学校实情出发结合农村具体情况，在不影响实验的准确、安全、较规范的前提下努力寻找实验仪器的替代品。以下几种替代品就是我们在化学实验教学中经常使用的。

1、用钢笔中带胶管的内芯代替滴管。我们知道滴管易碎，但实验中使用频率较高，同学们的操作也容易出错。因此我就让他们把钢笔中带胶管的内芯代替滴管来练习。在平时吸墨水中、洗笔时、有空时就多加练习，同时也注意回忆滴管的正确的规范操作。

2、用带节的小竹筒或废圆芯筒代替试管。试管也是实验中常常使用的玻璃仪器。我们可用替代用品练习装药品，固体药品可以液体药品也行；从而减少了农村初中实验教师人手少、经费紧张的困境。给同学们创造了一个更广阔的开放的的实验天地，也能增加他们的动手动脑能力。

3、用半截矿泉水瓶代替烧杯、漏斗。把一个矿泉水瓶用刀子切下一半就制得了一个烧杯，而另一部分呢做一个漏斗。这样我们就有了烧杯和漏斗，你看我们要做过滤的实验不就可以啦。

4、用一根小棍代替玻璃棒。

5、用纱布代替滤纸。滤纸是一种特殊的纸，小分子的物质能通过它的分子间隙（形成滤液），大颗粒的物质不能通过（就留在滤纸上）。滤纸的作用不是和我们农村的制作豆腐、苕粉时沥渣的包袱（农村叫包袱，就是一大张纱布）很相似吗？

当然，也还有一些仪器可以找到替代品，这里就不一一赘述。

（二）我校初中微型化学实验的成功应用案例

实践表明，大多数的学生常量实验都可以在不影响实验性能的前提下朝着微型化方向改进，许多演示实验也可以改成微型实验或补充微型实验，发挥常规实验难以发挥的教育功能。通过我校近几年的探索与初三实验考试的检测成绩，充分证明在化学实验教学中，开展“微型化学实验”的研究与实践具有很大的积极意义。

1、演示实验融入微型实验元素，激发学生学习兴趣

如电解水及氢氧爆鸣演示实验，现象不明显，我们引入微型实验。取一支废输液管，从壶腹（中间膨大处）一端剪去小塑管并在酒精灯火焰上烧熔密封，另一端留有15cm长的小塑管，如此做成一支塑料滴管，用手挤压塑料滴管的胶囊吸入10%的氢氧化钠溶液并将其正放于小烧杯内（溶液量以即将充满胶囊为宜）。再取两根大头针，末端拴上导线，插入胶囊内，通过导线将装置与6～9V直流电源连接。接通电源，可观察到塑料滴管内的水发生电解，产生的气体通过小塑

料管排出。用手捏住小塑管口片刻（约5～10秒），再将小塑管口接近烛焰，松开手，会发出清脆的爆鸣声，小塑管内会产生火花，现象明显，趣味性强。

2、改进学生实验方式，利用微型实验培养学生创新思维

传统的学生实验由于常规实验条件的限制，一组多人，很难做到人人动手完成实验。同时实验时学生往往是“照方抓药”，无需太多的思考。如果引入微型实验，由于仪器的微型化和试剂的微量化，给实验方法的重新设计、改造和组合创造了一个很大的思维空间，便于让每一个学生亲自动手，去完成更多的实验，研发简易代用的仪器，改进繁难污染的实验，激发创造欲望，培养创新能力。例如：在学完二氧化碳制取及性质后，我们改变了课本上的学生实验方案，自行设计了一套微型实验方案。取一支废输液管，从壶腹（中间膨大处）一端剪去小塑料管，另一端留有20cm长的小塑料管；在六孔井穴板中的其中的一孔加入2~3ml盐酸，再将大理石颗料塞入壶腹中，当盐酸进入时，此反应激烈进行。再在另几孔分别加2ml蒸馏水和两滴紫色石蕊试液，2ml澄清石灰水，输液管另一端分别插入其中，片刻，就观察到紫色石蕊试液变红色，澄清石灰水变浑浊。利用随处可得的废旧材料，仅用及少量药品，人手一套实验装置，实现了人人亲自动手，个个都能享受到成功的乐趣。

3、开拓课外实验，利用微型实验深化学生创新能力

由于条件的限制，教师演示实验和学生分组实验，在时间、空间及仪器选择上都十分有限，学生的个性不能充分展示和张扬，学生思