微型化学实验在初中教学中的应用

微型化学实验在初中教学中的应用摘要化学是以实验为基础的自然科学，在课堂教学中，学生不但可以从实验中获得化学变化的内在联系与化学反应的实质，同时有助于学生培养科学思考方式以及形成优良的思维习惯，同时从化学的立场对社会与生活进行全面观察，从而进一步发掘学生的学习主观能动性与积极性。初中化学教材包含了一定数量的教师演示实验与学生分组探索实验，利用微型化学实验能够使学校实验费用不足的问题得到较好解决，同时有助于学生提高自己的实际操作水平，并且可以确保操作的安全性和降低所需时间。所以深入探究在化学课堂教学中运用微型实验的实际指导意义重大。关键词：微型实验；化学实验；初中教学一、微型化学实验综述（一）微型化学实验的概念描述微型化学实验指的是借助最少的化学试剂以获得需要的化学数据的实验方式与技术陈义飞，张旭方.开展初中微型化学实验的实践与探索[J].科教文汇（下旬刊），2010，05：118-120.。尽管其使用的化学试剂的量仅为普通实验所需的几十或几千分之一，然而却能够实现精准、显著、安全性高、便捷以及保护环境的目标，与绿色化学的理念相一致，由于其试剂用量较少、对环境的污染较少等优点，所以得到了广泛应用，而且获得了快速发展和普及。陈义飞，张旭方.开展初中微型化学实验的实践与探索[J].科教文汇（下旬刊），2010，05：118-120.（二）微型化学实验的特征描述微型实验的特征可以总结为小：使用的试剂较少，省：节约时间，快：化学反应速度较快，好：化学反应的现象容易观察，易：操作方便，安：安全性高，高：得到高效利用，少：能够较少地污染环境，低：所需费用较低王剑峰，张亚非.微型化学实验在化学教学中的应用[J].当代教育论坛（教学研究），2011，04：113-114.。因为微型仪器经济实惠、投入的成本较低，做实验比较容易确保每个人都配备一套设备，这样所有学生都可以在课堂上进行实验操作。所以对于中学化学教学中实施课堂实验而言，微型仪器的优势比较明显。有助于学生形成和提高探索科学以及创新水平，为学生掌握深入学习以及发展所需的化学基本知识与技能奠定有力基础；指引学生认识到化学推动社会发展与改善人类生活品质的关键功能，利用微型实验使学生提高自己的团队精神与主人翁意识。王剑峰，张亚非.微型化学实验在化学教学中的应用[J].当代教育论坛（教学研究），2011，04：113-114.二、化学教学中微型实验的功能新的课程标准提倡：将学生学习知识的结果作为教学的目标，教学是为了学生掌握更多知识，微型化学实验的教学功能应该涵盖如下内容：（一）彰显化学是建立在实验之上的特点探索教学的一大指导思想就是将实验作为前提，同时这也是化学学科的基本属性。由于教学中的实验与科学研究中的实验的特性、构成、实验对于认识的作用与地位都比较相似，属于探索性行为的一种。微型化学实验彰显了化学比较注重实验的特点，即将微型实验当做分析与探索问题的有效方式，尽量做到教学以问题为基础，利用微型实验来实施教学活动，调动学生的积极性加入到实验中来，借助微型实验发掘和提高学生做实验的趣味性，使学生的实验积极性得到全面激发，指引学生按照实验事实为基础，利用实验方法论对物质的本质与变化的内在联系进行全面探索。（二）能够有效激发学生参与学习的主观能动性微型化学实验的基本要求是所有学生都可以利用独自操作实验得到亲身的实践体验，从而提高学生实验操作过程中的主观能动性。学生学习的独立性一般表现在学生能否不再外在监督的条件下自觉地进行学习，教学过程中，老师一般都发挥启迪与指引的作用，这样有助于最大限度地激发学生学习的主观能动性，从而促使学生积极的构建知识，进一步提高学习的积极性与增强学习效果。（三）较好地突出了教学的探索特点如今，初中化学课堂比较看重教学的探索功能，将培育学生的科学素养放在更加重要的位置，使过去填鸭式的教学方式成为历史。科学的教学过程实际上是一种对未知世界的探索，即学生主动的掌握其所摸索到的事务的过程即是教学的过程，也正是在探索的各个阶段和环节包含着教学的内涵和精髓。于春香.浅议微型实验在化学实验中的应用[J].教育教学论坛，2014，17：242.开展微型化学实验课堂教学时，借助微型化学实验的优势是便于操作、仪器的功能丰富、所需成本较低以及实验自身具有开放、自主的特征，全面实施探索式的教学方式，根据老师的指导，使学生积极主动地找到存在的问题，进行假设猜想，同时利用微型实验使问题的得到较好解决，这样有助于学生提高发现知识与探索科学的能力。于春香.浅议微型实验在化学实验中的应用[J].教育教学论坛，2014，17：242.（四）能够突显学生在化学学习中的主体地位根据建筑主义，其倡导根据老师的指引、以学习人员为主进行学习，即不仅突出学习人员的认知主体地位，同时也看重老师的指引作用，老师是意义建构的助攻者与推动者，并非传授与灌输知识的主体。而学生属于分析与整合信息的加工人员，主动构建意义的主体，并非外部刺激的被动接受与被灌输的人员。实施微型化学实验过程中，所有学生都可以凭借自己的力量完成实验，得到亲身体验，进而使学生成为构建意义的主体。（五）为学生收获化学学习的积极感受与情感奠定基础体验微型化学实验对于学习化学的兴趣与需要不断加强，激发学习的积极性与主动性，而且提高学习化学的趣味性，而且积极的体验需要以民主和谐的学习气氛、学生真正体验到知识的力量、多次成功与进步作为基础，所以，开展微型化学实验课堂教学时应当理解学生所犯的错误，不能采取打击与排斥的态度，应当尊重与保护学生的创造力。（六）能够促使学生养成优良的思维与学习习惯老师在开展微型化学实验课堂教学时，培养学生反思的习惯极为关键，即培养学生反省认识意识，积极引导学生进行反思：我做实验所使用的方法和原理，如此操作所要实现的目标，我所使用的实验方式是否合理，是否存在更合理与科学的实验方法，此节课学到的知识之间是否存在内在联系。利用此种反问方式，长时间下来有助于学生逐步形成反思的良好习惯。在进行教学时，老师应格外重视学生提出善于提出问题的思维模式，宁可打破一成不变的课堂教学方式，第一时间抓住学生思维的亮点，激励学生养成优良的思维与学习习惯。化学学科建立在大量的实验之上，教学一般都依托实验来开展。开展微型化学实验教学是课堂教学的一大转变，可以最大程度地发掘学生实验创新水平与增强学生的探索能力。三、微型化学实验在初中教学中的应用实际（一）通过实验室提出比较普通的气体利用实验室提取O2、CO2、H2等比较普遍的气体在初中时期的化学知识中处于比较重要的地位，我们能够通过这部分实际物质的提取方法推理得到普通气体制取的设计方式，从而使现实中存在的各种问题得到较好解决。众所周知，可以利用固液常温型发生装置来提起O2、CO2、H2等，详见图1所示。对于中学阶段的化学实验而言，制取气体与实验性质占到的比例较大，当前人教版、沪教版所使用的实验全部使用普通实验的实际思想进行排布，这是由于考虑到操作实验的标准性。所以，化学老师的一个重要任务就是设计并成功制作成本较低、效果显著同时操作比较方便的微型气体实验装置。以化学微型实验的设计理想为基础，本论文作者先后收集了医院不再使用的青霉素药瓶、一次性点滴管以及注射器。为了有效预防病菌感染，将材料在纯度为3%的过氧乙酸的溶液中浸泡24小时，之后使用清水冲洗干净。学生收集到了矿泉水瓶以及墨水瓶等。实验正式开始之前，将一段输液管截下当做导管，剪下输液管中部的滴壶一端，按照实验需要，将另一端截下当做长颈漏斗，将滴壶与控液器相连接做成分液漏斗，矿泉水底部被剪掉的可以作为水槽，而墨水瓶与青霉素瓶能够当做反应器、收集气体的瓶子以及酒精灯座。在开展教学过程中，本论文作者曾经考虑过将液体药品加入到注射器中将更加便捷，然而考虑到微型实验需要规范操作，依然使用图2所示的方法。其优点是能够确保所有人都拥有一套微型实验仪器，一人或二人一个小组都可以开展实验。不仅减少了所需药品，而且化学反应的现象也容易观察，同时可以保证实验的规范操作。图1实验装置图2实验装置（二）对空气中氧气的比例进行测量课本使用处于封闭容器中燃烧红磷产生五氧化二磷固体使氧气得到消耗，从而降低容器内的压强，迫使外部的水压到容器内，按照进到容器内税的体积对空气中氧气的体积进行测量，详见图3展示的实验过程。此实验的短处包括：在空气中燃烧的红磷将使环境受到污染，处于燃烧状态的红磷进入收集气体的瓶子时即便速度很快也会造成空气外漏，极易导致实验结构不够精确，同时装置需要较长时间进行降温。对于上述各种问题，学生在本论文作者的指导下进行了改善：提前测定出青霉素瓶内的体积达到15ml，使用容量为20ml的注射器将15ml的水吸入，然后将绿豆大小的白磷放入青霉素瓶内，将瓶塞塞上，然后将阻塞器插好，在热水中放入青霉素药品的底部，短时间后白磷将快速燃烧。实验装置降温以后，注射器内的水将自动往下流，详见图4。经过优化的实验的优势表现为：实验装置简便，便于操作，化学反应一直都在封闭的容器中开展，空气不会受到污染；容易观察注射器中水的体积变化，较为准确，节约实验所需时间，课堂效率显著提升。图3实验装置图4实验装置微型化学实验对常规实验是一种较好的补充和完善，有助于激发学生的创新水平，增强学生的逻辑思维、创造力以及科学涵养。不可否认，微型实验并不是完美无缺的，其缺点和不足包括：实验操作不够标准，存在一定漏洞，不便于搅拌、过滤、控制温度以及高温加热等。所以，在开展课堂教学时应当按照实验的具体内容、目标、现象以及定量要求等作出恰当选择，确保微型实验与常规实验相得益彰，更好地发挥微型实验的特点和它特有的功能。

参考文献[1]陈义飞，张旭方.开展初中微型化学实验的实践与探索[J].科教文汇（下旬刊），2010，05：