浅谈初中化学教学中实验的微型化

浅谈初中化学教学中实验的微型化

摘要在国家大力提倡绿色化学、低碳生活、新能源新材料，节能减排的环境下，研究了中学化学几种常规实验的微型设计，对微型实验跟常规实验进行比较后，描述了微型实验具有的不可替代的优点和微型实验在中学化学实验教学中的重要应用价值。

关键词：微型化学实验，常规实验，化学实验教学，绿色化学，药品用量少，污染小，实验安全

引言

微型化学实验，英文名称为micro scale chemical experiment或micro scale laboratory，简写为M.L。美籍华裔化学家马祖圣教授提出微型化学实验是以尽可能少的试剂，获取所需化学信息的实验原理和技术。其试剂用量一般为

常规实验的1/10至1/1000，仪器微型化和试剂微量化是它的两个基本特征。因

而，微型化学实验是指用微量的药品在微型的仪器中进行的实验。

化学是一门探究物质的组成、结构、性质和变化规律且以实验为基础的科学，可见化学实验在中学化学教学中至关重要，最好能给每个学生亲自动手做实验的机会。目前国家大力提倡绿色化学、低碳生活、新能源新材料，节能减排，近几年化学教材改版的特点之一就是大力改革实验内容，使实验生活化、简单化和微型化，以适应21世纪绿色化学的发展到来。例如：教材P

第4（2）小题“寻

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找新的催化剂”探究实验：

（2）设计制取氧气和试验其性质的实验方案（下表可供参考，你也可以利用一些其他代用品自行设计其他方案），征得教师同意后实施你的方案，实验后

容器。两组学生实验后均成功，随后我要求学生对两种方案作比较，通过学生讨论小结出，后者较前者，药品用量少，简便易行，便于实验对比，易清洗等优点。在此基础上我又将学生思维触角伸向生活，寻找替代微型仪器（如盛西瓜霜含片的吹塑板），试验后，效果良好。使用微型仪器实验，可让学生养成节约意识，也可培养他们的创新意识。为了要能在缩短实验时间及节省消耗药品之情况之下，又要能够提高实验的正确性，我觉得微型实验在中学化学实验教学中有着举足轻重的地位。

一、几种常规演示实验的微型化设计

近几年的教学，备课中我始终在思考一个问题，教材中的一些演示实验尤其是一些可能会对环境造成污染的实验，能否使其装置更微型化、实验药品更微型化、实验步骤更简单，实验时间更短等。因此我在课前实验准备中对教材中的一些演示实验，尝试着在保持科学性基础上，做了改进。下面结合本人平时教学中如何使实验微型化与同行进行探讨与交流，谈谈我的一些不成熟的设计想法。

例1：“氧气的性质实验”：用燃烧匙盛硫或红磷进行实验，存在的问题是用

量过大，燃烧时间长，做完实验后仍有剩余物质，同时产生大量的SO

2、P

2

O

5

等

物质污染环境。对这个实验我将燃烧匙进行改进，取一细玻璃棒的一端烧至半融后用镊子压出一个小凹槽，微型燃烧匙就制成了；再用青霉素瓶替作微型反应容器。实验现象明显，节约药品，污染非常小。

例2：“探究分子运动性质”实验：教材设计实验如下左图所示：在A烧杯中倒入约10mL浓氨水，在B烧杯的蒸馏水，滴加数滴酚酞试液，用大烧杯罩住A、B烧杯，观察。一会儿后，可见B烧杯中溶液变红色。该实验现象明显，操作简便，是比较好的实验方案。但缺点是，由于浓氨水有较强的挥发性，大烧杯口不平，环境中会弥漫着难闻的气味。为解决以上问题,我设计了一套进行分子运动实验的微型化装置，如下右图所示：在Y形管左支管中加少量无色酚酞试液，右支管中加少量浓氨水。一会后可见左支管的酚酞试液变红。该实验装置简单,易于操作,实验现象明显，药品用量少，便于携带走动。

例3：“物质溶解时的吸热和放热现象”实验：我先让学生课前设计出新方案，后小组讨论，再由小组长在全班表达设计思路，最后由学生评选出较理想的方案。其中学生设计的常规方案大致如下：

分析完学生设计的各套方案后，我又鼓励并带领学生使用微型仪器（青霉素瓶、输液管、注射器等）设计出下列几种微型实验方案：

例4：“二氧化碳的实验室制取与性质”实验：备课时我曾在某省的一道

中考题中看到一套制取装置（如下左图所示），当时我就在思考教材中有关“二

氧化碳的实验室制取与性质”这一常规实验的改进，经过一段时间的思索与搜寻，

我发现用青霉素瓶、输液管、注射器、塑料袋、娃哈哈饮料瓶、一矿泉水瓶半截、

滴眼液瓶（扎有许多针孔）等仪器可组装二氧化碳的制取装置（如下右图所示），

同时在试验阶段，我还尝试着用下列三套装置组合来验证二氧化碳的性质，

A B C

利用A和B组合来验证二氧化碳的密度比空气密度大、不能燃烧和不支持燃烧的

性质，利用A和C组合来验证二氧化碳与水（紫色石蕊试液）及澄清石灰水的反

应情况，实验中药品用量少且现象明显。

二、微型化学实验的应用价值

通过具体实验的微型实验与常规实验比较可以看出微型化学实验同常规实验相比具有很大的优越性：①药品用量大大地减少；②实验时间明显地缩短；③实验污染大大降低；④实验安全性大大地提高。在中学化学教学中，由于受设备、药品等的限制，大量的实验都无法由学生亲自实践而是由教师演示完成，影响了学生动手及思考能力的发展。因此，采用微型化学实验来辅助中学化学教学，有着很大的应用价值，具体体现在：

1、有利于学生树立环保意识

微型化学实验试剂用量少，这样既节约了药品、保证了实验效果，又减少了环境污染。这本身就是一个很好的保护环境的意识。如果我们再在化学微型实验教学中将节约药品、尾气的吸收、循环利用药品、妥善处理废弃物等思想渗透到实验的每一个过程中，对学生来说这不仅是一节化学课还是一节非常好的环境保护教育课。

2、有利于激发学生学习化学的兴趣

枯燥的书本知识难免不让学生产生厌学情绪，微型化学仪器体积小方便携带，可拿在手上走动，可以将整套仪器带入教室而不用再去实验室上化学课，而且可以人手一套仪器自由设计实验方案，不再受书本实验的约束。这样每个学生都可以动手实验，观察丰富多彩的实验现象，最终提升化学学习兴趣。

3、有利于提高学生的实验能力

微型化学实验能够培养学生的实验能力。在中学化学教学中引入微型实验，将使大多数的演示实验变成学生边听边实验，学生对实验表现出较大的兴趣，在接受新知的同时完成实验。教师对学生进行引导，让他们观察现象、分析问题，增加学生动手操作的机会。同时微型实验仪器体积小、价格低，因此学生可以做到人手一套，再也不用盯着眼睛看实验，听老师“讲实验”。使绝大多数学生都有机会动手做实验，改变过去“一人做，大家看”的局面。

4、有利于加强实验的安全性

化学实验除了有的时候会释放出有害气体以外，有时还可能会引起爆炸，所以许多中学化学教师和学生都觉得实验不安全，减少了实验数量，甚至不做实验，这对实验教学产生了极大的负面影响。采用微型实验就可以把实验的危险系数降低，让学生能近距离的观察实验而无须担心安全。