微型实验在高中化学教学中的应用探究

杨超英

【摘 要】微型实验：“实验药品微量化，实验仪器微型化”。根据微型实验的特点和要求，将课本中的一些常规实验设计改进成微型实验，降低了实验成本，减少了对环境的污染，体现了绿色化学的思想，也提高了学生学习化学的兴趣和参与课堂的积极性。

【关键词】高中化学;化学教学;微型实验;实验教学;探究

化学是一门以实验为基础的基础学科，在化学教学中，许多概念、原理、规律的引入都是从实验开始研究展开，并最终由实验加以验证结论的。所以，实验是化学教学中必不可少的一个重要环节，同时，实验也是吸引学生注意力，激发学习化学兴趣的一个重要手段，并且在实验过程中能激发学生的思维火花，提高动手能力，让学生由传统的填鸭式学习转化成主体式学习，这也正体现了新课程的学生为主体的地位。

一、微型实验在高中化学教学中的现状和发展背景

傳统实验以教师演示实验为主，学生很难亲身参与其中，很难培养学生的动手能力，“高分低能”由此而生;传统实验另一显著缺点就是化学试剂用量大、损耗多、污染严重、废弃物处理麻烦等等缺点。因此，微型实验应运而生。

微型化学实验是实验改革的一个前沿方向和热点，是在新课程背景下，以绿色化学思想为指导，逐渐发展起来的一种减少污染的新的化学实验方法和技术。在化学教学过程中，应用微型实验的教学方式，既可以降低实验成本，减少污染物的排放，符合绿色化学的思想，更能提升学生积极参与课堂，成为课堂的主体的新课改思想，也有利于激发学生学习化学的兴趣。兴趣是最好的老师，感兴趣了，才会想更好的学习化学，能逐步改善江苏学生选修化学人数少的现状。

二、在高中化学教学中微型实验改进的案例分析

微型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。少量试剂要能显现出与常规相同甚至更明显的现象，就必须选择合适的微型仪器，才能真正实现实验的“微型化”。常见的微型仪器有微型试管、微型烧杯、点滴板、井穴板等，当然微型仪器全靠“定做”是不现实的，所以我们要善于发现生活中物品用作微型仪器，比如注射器就是一种应用非常广泛的“微型仪器”，在许多微型化学实验中充当着重要的角色，不光现象明显而且还能避免很多常规实验无法避免的干扰。比如，注射器可以代替分液漏斗进行液体的取用;通过抽动针筒活塞检查装置的气密性;代替量筒进行液体体积的量取;获得较为真空的反应装置等等。接下来，我们就以必修中几个重要实验来说明微型实验的优点以及注射器在其中的重要运用。

案例1：苏教版专题二第二单元中钠和水的反应。课本中的实验操作是：向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液，然后投入一小块金属钠。

利用注射器改进装置：将一小块吸干煤油的金属钠放入50mL塑料注射器中，挤压注射器活塞，将金属钠“压扁”在注射器内，尽量排除其中的空气。然后抽取滴有酚酞的水溶液10mL于注射器中。可以观察到注射器活塞被推动，筒内溶液变成红色。待反应停止后，针头对准酒精灯火焰，慢慢推动注射器活塞，能听到轻微的爆鸣声。本实验的关键是：取用的钠块要小，一方面避免钠块过大反应过快产生气体过多而使注射器活塞被冲出，二是体现微型实验的剂量小的特点。这个利用注射器的微型实验不光能观察到明显现象，而且能方便的验证钠和水反应产生的氢气，同时避免常规实验中带来的因反应剧烈导致碱液溅出的危险。

案例2：苏教版专题二第一单元中氯气的性质实验。课本中是通过多次分组实验来分别验证氯气的性质的。

利用注射器改进实验：在一玻璃棒上用双面胶分别将湿润的红纸，淀粉碘化钾试纸粘贴住，将之置于单孔橡胶塞内，插入底部放有高锰酸钾的试管中。橡胶塞上插入两个针头，其中一个放置抽取浓盐酸的注射器，另一针头放置抽取氢氧化钠的注射器。先将浓盐酸注入试管，待反应完全后再将氢氧化钠注入。通过一次实验可以明显观察到湿润的红纸褪色，淀粉碘化钾试纸变蓝等现象，同时简化了尾气处理装置。

案例3：苏教版专题四第二单元中铜和稀硝酸反应产物的验证

课本中的实验操作是：将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入稀硝酸，将反应产生的气体通入倒置于水槽中充满水的集气瓶中。

改进实验：在干燥管中放入两小块铜块，粗口端用插有玻璃导管的单孔橡胶塞塞紧，导管另一端连接带止水夹的橡胶管，细口插入盛有稀硝酸的烧杯中，橡胶管的另一端连接玻璃注射器，打开止水夹，缓慢抽动注射器，使稀硝酸充满整个干燥管后关闭止水夹，拔出注射器。将干燥管置于热水浴中，以加快反应速率。可以观察到产生的无色气体将干燥管内的液体排出。再将玻璃注射器连接橡胶管，打开止水夹，抽取干燥管内气体于注射器内，关闭止水夹。轻轻抽动活塞，将空气抽入注射器内，可以观察到无色气体变成红棕色。再将气体注入装有氢氧化钠溶液的烧杯中，另取一塑料注射器抽取氢氧化钠溶液，从橡胶管注入干燥管中。本实验的关键是：利用注射器抽取稀硝酸以获得真空状态，避免装置内空气干扰产物的验证。这个实验中注射器的使用不光较容易的获得了真空状态，而且能有效避免产生的NO泄露到空气中造成环境污染，体现了微型实验的绿色化。

三、微型实验在高中化学教学中价值分析

由这些简单例子可以看出，微型实验采用的装置和操作都相对而言更简单，所需的试剂用量更少，配制起来相对更容易，同时也缩短了时间，使有限的课堂时间内容纳更多的知识含量，节省了时间，也使学生分组实验更易开展。当然还有很多课本实验有待我们去研究探索如何充分利用身边的仪器改装成我们所需要的微型仪器，以实现化学实验的微型化。在这个研究过程中，改变了传统实验教学中的照搬照套，人云亦云等现象，也改变了实验试剂、器材不足，教师演示为主的现状，使更多的学生亲自动手参与课堂，真正体现了化学是一门实验科学的特征。同时也有利于增强学生对新知识、新技能的领悟能力，也培养了学生的动脑、动手能力，更突出了新课程标准下以学生为主体，教师为辅的新型教学模式。

四、微型实验在高中化学教学中存在的劣势分析

虽然微型实验有它独特优点，推动着化学教学研究的发展，但目前还存在一些缺陷：不利于学生掌握化学实验基本操作的规范性，对实验操作的技巧和要求较高;实验过程中生成物量少，相对误差大;微型仪器的种类不完全，严密性不好，不容易得到预期的效果等等。所以微型实验的发展仍然是个长期的过程，需要我们不断的去探索创新，并和传统实验有效结合，以期达到最完善的教学效果。

总之，高中化学教师要根据教材本身的特点和学生的学情，充分利用好微型实验，让学生更快更好地掌握高中化学实验知识和操作技能，以此达到融会贯通，学以致用，培养学生动手能力和创新能力，促进学生成为全面发展的人。

【参考文献】

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（江苏省溧阳中学，江苏 常州 213300）