初中化学微型实验的研究与探索

初中化学微型实验的研究与探索靖江市第二中学（214500）朱彬摘要：尽可能用少的药品获取最有效的实验信息，具体讲就是药品用量少、仪器容量小、基本无污染、实验现象直观明显的化学实验。制作这些仪器的原材料是生活中常见废旧物，人人都易找到，因而也能替学校节省大量实验经费关键词：微型、动手操作、设计实验、能力、兴趣、所谓微型实验，简单地说，就是尽可能用少的药品获取最有效的实验信息，具体讲就是药品用量少、仪器容量小、基本无污染、实验现象直观明显的化学实验，正是有了这四方面的优点，才使微型实验有值得推广的价值。1．关于开展微型化学实验的几点做法微型化学实验经过几年来的研究，已经形成了一系列比较完善的设计思路。微型化学实验既能发展学生的思维，培养学生动手操作和设计实验的能力，也为化学教学质量和学生素质的全面提高起到了积极的促进作用，现结合我们的经验就开展微型实验的做法略谈一二。⑴用微型实验调动学生学习兴趣，激发学生的求知欲兴趣是最好的教师，"教学中要激发学生的学习兴趣"。每学年开始，第一堂课可以是生动活泼、妙趣横生的"化学游艺"课。一是向学生展示上届同学制作的小巧玲珑、精美可爱的微型化学实验仪器"珍品"；二是微型化学实验仪器与常规仪器并用，师生同台表演的化学趣味实验和小魔术，像"仙纸显灵"、"水底火光"、"魔棒点灯"、"清水变牛奶"等……:学生被这些神秘莫测的奇妙现象深深地吸引，好象进入了一个童话世界，如醉如痴：真没想到，用身边的一些废旧物品制出的这些"小东西"竞有如此的魔力。游艺会虽然落下帷幕，但学生学习化学的激动心扉已经打开，他们恨不得立即也制作几件"小东西"显示一下自己的才能。学生深深感到：化学离我们并不远，化学元素就在我们身边。从而学习兴趣高涨，学习化学欲望达到顶潮。⑵利用课外活动，引导鼓励学生开展小制作活动在学生熟悉了化学仪器和化学基本操作后，教师可放手发动学生，引导鼓励他们利用生活中的废弃物开展小制作活动。如用青霉素瓶、小安瓿瓶、一次性注射器、输液管、眼药水瓶、废衣夹、药丸胶瓶等制作微型的试剂瓶、烧杯、水槽、长颈漏斗、试管、试管夹、量筒、点滴板、微型酒精灯等。利用音乐贺卡制作测试物质导电的实验装置，还可把它制成使用方便的"导电笔"。学生制作的这些仪器，虽然粗糙了一些，但能避免常规玻璃仪器的一些弱点，即使碰打也不易破损。在规定的时间内微型仪器制作齐全后，可以再配给学生各种药品和其它的微型仪器，如多用滴管，九孔井穴板等，让其装进各自的微型实验箱中。这样每个学生都可以在教师的指导下，按照自已的意愿去独立开展实验了。小制作活动的经常开展，既培养学生的设计、鉴赏能力和创新精神，又充实丰富了学生活动课的内容。由于制作这些仪器的原材料是生活中常见废旧物，人人都易找到，因而也能替学校节省大量实验经费。2．微型实验及其研究空间目前，微型实验的研究主要进入普及、推广、应用阶段，在应用上多研究、多做文章，研究的范围应在以下几个方面：⑴如何在中学化学实验教学中积极推广多用滴管及井穴板，特别具体到哪些实验可以进行微型实验，哪些实验可以使用微型实验仪器；⑵学生普及使用微型实验箱，箱内存放哪些药品，可以保证开齐常见的边讲边实验、学生实验、家庭小实验等；⑶如何在学生的社会实践活动、特别是活动课中指导学生进行实验代用品的制作，用实验代用品开展微型实验，进行小制作、小发明等。例一：一些关于井穴板的应用方面的常识：⑴应用依据井穴板本身具有许多优点：①井穴板属于高分子材料制品，经久耐用，不易碎，这是试管等其它玻璃仪器所不具有的；②井穴板容积仅为0.7ml或5ml，容量小，耗药品少，但现象十分明显，可以大大节省实验经费开支；③井穴板折光率低，透光性强，投影不变形，可利用井穴板进行投影实验，放大实验现象；④井穴板多孔，可同时进行多个实验，特别适合进行多个对比实验，可使学生在小范围视野内同时观察对比不同实验现象；⑤初中教材改革已经完成，高中阶段教材正在试验阶段，许多实验进入家庭或课后，井穴板、多用滴管可较为经济地进入家庭或书包，较为方便地完成家庭实验及研究性学习；⑥复习阶段教学需要强化，复习效果需要巩固，许多辅助复习的巩固性实验需要集中在一次或少数几次完成，井穴板可以很好地解决这个问题。⑵应用范围①家庭小实验根据教材或教学需要设计家庭小实验内容，为学生配发装有常用药品的井穴板和多用滴管，供学生在课后或家庭使用，家庭小实验分为两类，一是教材安排的，为必做实验，一是教师设计的，供学生开阔视野之用，初中化学主要以前者为主；②演示实验演示实验也分为教材安排与教师设计两类，主要用在边讲边实验的课堂教学中，每人配发一块九孔井穴板和若干个多用滴管，学生按要求进行单个实验或多个平行实验，除需要加热之外的所有试管实验均可照此进行，教师也可以用六孔井穴板在投影仪上进行实验，由学生在银幕上观察实验结果，主要适合于试剂剧毒、污染大等实验，一些颜色变化明显的实验尤其适合投影实验；③对比实验 教材中多处涉及到需要对相关的不同实验进行现象对比，有时教师可根据需要设计一些对比实验，用井穴板实验效果好；④复习教学中的组合实验 复习课是枯燥无味的，特别是元素化合物知识或某些理论知识的复习，更是如此。在复习中可以穿插一些精心设计的组合实验，不仅复习效果好，还可以激发学习兴趣，而井穴板是组合实验的最理想工具。例二：在滤纸上进行微型实验的研究洁白的滤纸是中学化学实验室中一种重要的实验用品，由于其具有丰富的毛细管能吸载本身质量20-100%的液体，决定了许多中学化学实验可在滤纸上进行，特别适合于有颜色变化的微型实验。滤纸上进行的化学实验，有诸多优点，主要为：一、因有白色底衬，颜色变化明显，现象直观；二、试剂用量少；三、操作简单，安全奏效。笔者经过多年实践，把以下实验搬到了滤纸上。⑴制成试纸，检验气体将滤纸裁成条状（2x1cm）,平放在玻璃板上，用滴管缓慢滴上试液，使滤纸充分湿润，用镊子夹起，放于相应的集气瓶口或导气管出口处。常见试纸吸载溶液检验气体现象说明石蕊试纸石蕊NH3、CO2、SO2实验室有成品，变蓝或变红品红试纸品红SO2、褪色酚酞试纸酚酞酒精NH3变红淀粉-KI试纸淀粉-KI溶液Cl2、NO2实验室有成品，变蓝溴试纸溴水SO2、C2H4、C2H2褪色乙酸铅试纸乙酸铅溶液H2S实验室有成品，变黑优点：试纸容易制做，节省药品，操作简单，现象直观。⑵用作微型容器，进行微量实验①盐酸与浓氨水发烟取条状滤纸（5x3cm）两块，使其分别充分吸载浓盐酸与浓氨水，沿短边夹起，使其保持平行并相对靠近，在夹缝之间可见大量白烟出现。优点：滤纸吸载溶液较多，相对面积大，白烟浓而多。②钠与水反应将滤纸片（4x6cm）把一块绿豆大小吸干煤油的钠及细玻璃管卷入其中，系住两端，手持玻管一端浸入内含5ml酚酞水溶液的试管中（恰好浸干为适），立即在玻管口点燃，证明有H2放出，反应停止后，解开滤纸，内层呈红色，证明有NaOH生成。优点：操作简单安全，反应过程、产物检验一次完成，现象明显。3．微型实验研究中注意的问题微型实验研究，既要注意的方法问题，也要注意借鉴他人的研究成果，同时还不能违反中学化学实验常规。因此，在进行微型实验研究过程应该注意以下几方面问题。⑴微型实验不能仅仅作为获取直观化学现象的手段，还要作为培养动手能力、创造能力的手段，不仅在课堂上开展，更需要的是通过开展活动课在课下开展，从实验仪器的自制到实验课题的选择及实验的进行和结果分析，都要在教师的指导下充分调动学生的积极性来完成。⑵微型实验研究要时刻关注国际国内的研究动向，一般不要再进行新的微型实验仪器的研制与开发，避免造成研究的重复劳动或无效劳动，主要精力放在现成实验成果的应用与普及，当然微型实验研究到今天，更需要实用性更强，功能更多，应用价值更高的微型实验用品，但必须投入更多的时间与精力。⑶不能丢开常规仪器和基本实验操作搞实验