高中新课改中微型化学实验实施策略

高中新课改中微型化学实验实施策略

徐桂英，何莎，徐土根

（杭州师范大学材料与化学化工学院,浙江杭州310036）

〔摘要〕中学微型化学实验的实施可进一步深化化学新课程改革。改变传统的实验教学模式、将教材中的实验进行微型化改进，成为在中学化学课堂实施微型实验简单可行的策略。

〔关键词〕中学；化学实验；策略

〔中图分类号〕O6-3〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-5149（2009）04-0147-02 我国从2003年4月开始又进行了新一轮的课程改革，新课程以“提高学生的科学素养，促进学生全面发展”为宗旨，倡导“自主、探究、合作”的学习方式〔1〕。高中化学新课程还单独开设了“化学实验”选修模块，化学实验的重要性不言而喻。微型

化学实验(Microscale Laboratory简写为ML)，具有安全、节约、污染少甚至无污染、现象明显、操作方便简单等优点〔2〕，与新课程理念很好的吻合。如何在中学化学教学中实施微型化学实验成为中学化学教师关注的焦点。

1改变传统的教学模式，落实探究学习

我国传统的实验教学形式大部分是教师演示，即使是学生实验也以验证性实验为主。传统的实验教学模式可表示为：

在新课程背景下开展微型化学实验，可采用实验探究性教学模式，如下图所示：

以上面同样的教学内容进行探究式微型化学实验教学片段：

【复习引入】：碱金属元素、卤族元素、同一主族元素性质递变规律，并分析原因。（通过提问，学生回答，教师总结纠错）

【学生提出问题】：既然同一主族元素性质递变有规律性，那么同一周期元素性质变化是否也有规律呢？如果有，那规律又是怎样的呢？

【学生讨论】：最好选择短周期的元素来考查，后确定为第三周期，并且也要从原子结构入手分析。

【提出假设】：经分析可初步假设Na、Mg、Al金属性依次减弱的。

【设计实验方案】：学生设计了各种实验方案，如分别与盐酸反应、与水反应、相互置换、与硫粉反应等。然后分析其可行性和优缺点，确定最佳方案。

【实验验证】：用每个同学座位上的微型化学实验箱，自己组装仪器进行实验，仔细观察实验现象。

【得出结论】：根据观察到的反应剧烈程度和产生H2的快慢，证明假设正确。【迁移】：同一周期元素从左到右非金属性增强。

以上教学中每个学生都可以亲自设计和动手实验，学生非常主动参与教学过程，各种实验技能得到训练的同时体验到学习的快乐。

2将教材中的化学实验进行微型化改进

一是改进涉及有毒物质的实验。有毒气体的制取和性质实验一直是化学教学中非常棘手的问题，微型实验可有效解决这个难题。我们可将常规实验进行

微型化设计，尽可能少用或不用有毒试剂，有毒气体进行密封操作。如氯气的制备和性质实验时，可将氯气收集在注射器内备用，因为注射器密封性好，操作容易，气体量可控制。

如在学习压强对化学平衡的影响时，教材〔3〕上是利用反应NO=2N2O4，NO2是有毒气体，要在通风厨中进行。我们可利用身边的用品设计成无毒的演示或学生实验。具体操作如下：在20mL的注射器内加入约1克碳酸钙，然后用注射器的针头吸入5mL厨房用的白醋，赶紧用胶带将针头封住。待注射器内不再产生气泡时，慢慢地将注射器的活塞外拉，再慢慢地将活塞往里推。要求学生仔细观察实验现象，并分析其中的原理（已知CO2和H2O的反应是一个可逆反应）。装置如图所示：

在验证HClO的漂白性时，教材上要求两瓶干燥的氯气和干湿两块有色布条。干燥氯气要使用浓H2SO4（危险品）且有色布条褪色速度较慢，时间长了氯气泄露严重。如果将该实验改为：用排水法收集一瓶氯气，分别用细线拴住鲜红玫瑰花瓣和在太阳下晒干的干红玫瑰花瓣，放入集气瓶中，盖上玻璃片。可观察到鲜花很快褪色，而干花几乎不褪色。

二是改进现象不明显的实验。如镁投入冷水中几乎看不到气泡，所以学生甚至部分教师就认为“镁不跟冷水作用，只能跟沸水起反应产生氢气”。如果将

该实验做如下改进，可加深人们对镁与水反应的认识：“镁不是不跟冷水反应，而是容易与冷水反应，更容易与热水反应，镁是一种活泼金属”。具体操作如下：取一段擦去表层氧化膜的镁条，卷成螺旋状，放入盛满水的注射器中（最好用大型号的注射器，并将活塞拔出，用橡胶塞封住针头），再将其倒扣在盛有水的水槽中，可以很快观察到气泡不断冒出。几分钟后,溶液变为白色浑浊，注射器内的液面下降。反应完成后，打开橡胶塞，将注射器的活塞轻轻内推的同时，将燃着的火柴靠近针头，H2安静地燃烧。实验装置如图所示：

三是改进药品或仪器损耗较大的实验。钠燃烧的实验教材〔4〕“观察与思考”中〔实验2〕是这样设计的：将一小块钠放在石棉网上加热，观察现象。经验表明，实验后的石棉网不能再次使用，如果其改为铜片〔5〕，实验现象也非常明显，实验后将铜片洗尽后还可再用。铁在氧气中燃烧常规实验是在集气瓶在进行，实验时火星四射，集气瓶随即炸裂，仪器损耗十分严重，我们可将集气瓶改为装维生素E的透明塑料瓶，避免炸裂，造成浪费。

微型化学实验的开展充分体现了学生的主体性，发挥了学生的主观能动性，每个学生都希望自己的实验能成功，所以他们就会很努力的独立思考，去设计实验步骤、改进实验仪器、探索实验条件等，学生的学习主动性明显提高。为了获得成功的体验，有时还会亲自发明制作一些简易代用品，创造条件做自己

喜欢的实验，探索自己感兴趣的问题，创造发明新实验，从而培养学生的创新意识和创新能力。微型化学实验多以探究性实验为主，实验的目的不仅是为了获得预想的实验结果，更重要的是经历和体验科学研究的探索过程，通过亲身经历获得的知识的理解得最深刻，还会在这个过程中受到科学过程和方法的训练，形成科学的态度、情感和价值观。正如戴安邦先生指出的：“学生在化学实验室的作业中，不仅学到第一手化学知识和动手技术；由于教师的指导得法，循循善诱，严格要求，更受到科学方法和思维的训练，还得到科学精神。”