用实验丰富学生直观体验

摘 要：化学是高中阶段的一门重要课程，也是一门以实验为基础的课程，能够帮助学生更加直观地掌握知识内涵，提升其动手能力、思维能力和学习效率。但高中阶段的总体教学时间有限，而实验教学又需要耗费较多的时间，且有些实验具有一定的危险性，不能随意操作，这就需要用到微型实验。以此激发学生的参与兴趣，使之在科学探究中顺利掌握所学，并能够灵活应用。

关键词：微型实验;高中化学;应用策略

在高中化学教育中，实验是教师向学生直观展示各种物质结构、性质和变化规律的主要途径。实验能够让抽象的知识简单化，便于学生更为准确地掌握所学知识，同时将所学内容整合起来建构知识体系，然后进行灵活应用。而微型实验具有操作简单、耗时耗材少、安全系数高、直观明显的特点，用其代替常规的实验，可以节省教学时间、保障学生人身安全，同时可达到相同的实验效果，让学生在良好的氛围中高效获取知识，并不断发展自身的探索意识、科学精神、逻辑思维，有助于切实提高其学习化学的有效性[1]。

一、微型化学实验概述

（一）微型化学实验特点

1.节省成本

首先，微型化学实验所用的化学试剂比常规实验少得多，而且所用的仪器、装置也比常规实验需要的耗材少，甚至可以用一些生活中的器材直接代替，这有效降低了购置这些器材的成本。其次，在开展微型化学实验时，需要耗费的时间也比常規实验要少。

2.绿色、安全

微型实验造成的污染非常小，而且产生的各种“实验垃圾”也比较容易处理，具备绿色环保的特点。另外，由于参与化学反应的试剂剂量较少，物质与物质即便发生剧烈反应，也不会造成安全事故，因而还具有安全系数高的特征。

3.灵活性强

教师可以利用信息技术演示，也可以自己先动手演示，然后指导学生自主操作。确保其在实验中把握知识内涵和物质规律，让学生结合所学知识，挖掘生活中的各种化学素材和现象，自主构思，提出猜想，并设计验证方案，通过动手操作来解决问题。

（二）微型化学实验优势

1.唤醒学生探究积极性

化学核心素养强调了培养学生科学探究意识和能力的重要性，要求教师在教学实践中不断探索，围绕学生的长远发展需求对他们进行引导。通过开展微型实验活动，为学生提供更多参与探究的机会，有效调动他们的学习热情，辅助其建构知识，让学生在动手操作的过程中体验到学习的乐趣、收获更多成就感，再将这些积极的情感转化为学习的动力，形成良性循环，不断提升他们的学习质量。

2.优化化学课堂结构

很多教师会受制于教学时间和实验的安全性，不让学生参与实验，而是通过演示教学的方法向他们展示各种化学实验的全过程，甚至是借助多媒体设备播放实验视频，让学生去观看。这种缺乏真实体验的环节很难让学生产生深刻的印象，也不利于引发他们的学习兴趣。微型化学实验将教师的顾虑完全消除，因为其本身就很容易操作，也比较节省时间，还能保证安全性，所以可以让学生自己动手去体验、分析和总结。通过微型实验不断触发其主体意识，从而优化教学结构，打造教师“主导”、学生“主体”的新型教学体系，辅助强化学生的学科素养。

3.提升学生综合能力

在参与微型化学实验的过程中，学生会对所学内容产生浓厚的兴趣，主动去思考和发现问题，从中提取关键信息，通过概括抽象出对应的知识点。为了完成实验任务，学生必须具备严谨的逻辑，准确使用各种实验操作方法，严格控制实验试剂用量和实验温度，同时记录物质反应时间和反应现象，然后在具体操作时保证规范、准确，及时发现不足并改进实验方案，确保得出合理的结论。

二、新时期下高中化学实验教学中常见的问题

（一）实验设施不够完善

充足和完整的实验器材是开展实验教学活动的前提，只有器材完整，才能更为准确地开展实验活动，只有数量充足，才能满足教师教学和学生学习的需求。但是，从实际来看，很多高中学校的化学实验室中总是存在器材不足的问题。要么是现有的实验器材损坏较多，未及时补货，要么是器材的种类不全，很多实验无法操作。这不仅会影响相关教学活动的开展，也会影响学生的学习成效，不利于实验教学质量的提升。

（二）学生参与度不高

在开展化学实验教学工作时，教师必须注重演示，让学生了解更多实验的方法与技巧，同时形成缜密的思维，能够把握不同实验步骤的原理，继而结合实验现象推导出化学结论，还要给学生提供参与的机会，让他们自己动手，在操作过程中进行理解。然而，由于教学时间有限，很多化学教师为了追赶教学进度，在实验教学中总是以“讲”和“演示”为主，学生多扮演的是“听”和“看”的角色，真正能够参与的机会少之又少，这不仅会导致他们对相关知识的印象不深，也不利于其学习兴趣的提升，对最终的教学成果也会产生消极影响。

（三）化学实验次数有限

高中化学知识多数时候必须借助实验来呈现，所以在教学实践中，实验的次数非常多。但是，由于开展一次实验活动需要耗费的时间较多，很多教师会缩减实验环节，甚至会剔除一些教师认为比较简单的实验，既不演示，也不让学生操作，而是让他们直接通过教材进行理解。

三、微型化学实验在高中化学教学中的应用策略

（一）在导课环节组织微型实验，有效激发学生的探究积极性

课堂导入环节是一节课的开端，其效果会影响学生的学习心态，进而影响其最终的学习成效。高中化学教师可以将微型化学实验应用于导课环节，通过直接操作来吸引学生的注意力，并据此展开提问，使学生围绕所观察到的内容积极思考，挖掘各种信息，然后教师可从学生的答案中选取合适的切入点引出新课内容，从而提升导课成效，并促使学生结合导课环节的实验开展深度探索，有助于增强其学习效果。例如，教师在讲解苏教版高一必修第一册中的“金属钠及钠的化合物”之前，可以利用5分钟的时间演示一个微型化学实验，即“钠与水的反应实验”：取出1克表面比较新鲜的金属钠，将其放入滴了酚酞试剂的集气瓶中（集气瓶容积为100毫升，且里面有2/3的水），接着迅速塞紧带着尖嘴玻璃管的塞子，同时在尖嘴上倒扣一个小试管，借助向下排空气的方式收集该实验过程中产生的气体。当气体大致充满试管之后，可以用大拇指堵住试管口，同时保持试管口向下的姿势，将其移到酒精灯火焰旁边，再放开大拇指，使得气体被点燃。之后，化学教师可以提问学生：“实验中出现了什么声音？你发现了哪些现象？为什么？”这时学生会说：“试管放到酒精灯旁边之后听到了爆鸣声，而且集气瓶中的溶液也变红了。”还有的学生会说：“酚酞试剂溶液变红是因为化学反应产生了碱性物质，产生爆鸣声说明最终的气体为氢气。”也有的学生直接列出了化学反应式：“2Na+2H2O=2NaOH+H2↑”由此，教师可借助微型实验顺利引出新课，使学生积极地参与后续探究活动[2]。

（二）挖掘生活现象设计微型实验，辅助学生理解化学知识

化学与现实生活关系密切，且有些生活现象就是化学物质反应形成的。因而在教学实践中，高中化学教师要善于挖掘生活中的相关素材来设计微型实验，一方面可有效激发學生的学习兴趣，使之感受到化学的实用性，另一方面能够使学生立足现实更为高效地理解化学知识内涵，并学会灵活应用，进而提升教学的有效性。例如，在讲授苏教版高一必修第一册中的“防治二氧化硫对环境的污染”时，就可以以学生常听的酸雨为例设计微型实验，演示“2SO2+O22SO3”，以及“SO3+H2O=H2SO4”或者是“SO2+H2OH2SO3”“2H2SO3+O2=2H2SO4”这两个物质反应过程，从而使学生直观地了解酸雨的形成过程，且可以设计处理含有“SO2”废弃的微型实验，即：取少量的石灰乳和少量的SO2，将其放置于微型实验装置中进行反应，并得出“Ca（OH）2

+SO2=CaSO3+H2O”的结论，从而使学生掌握更多生活常识。经过观察和分析微型化学实验，学生能够更为直观、生动地了解与现实生活有关的各种化学知识，明确其形成的原理，同时掌握相应的生活经验，有助于深化其印象，促使他们将课程学习工作与现实生活联系起来，在良好的氛围中提高他们的学习质量。

（三）设计微型实验主题，引导学生在小组中合作操作

高中化学教师在组织教学活动时，也可以设计实验主题，并为学生提供适量的化学试剂和微型化学实验装置，要求他们在小组中合作操作，以此锻炼学生的实验技能，促使他们在探究中自主构建知识，同时不断强化其动手能力、思维能力，辅助增强学生的学习成效。例如，教师可以根据苏教版高一必修第一册中的“氯气及氯的化合物”来设计实验主题，即“探究氯气的性质”，然后为学生提供相应的实验器具和试剂，要求他们在小组中合作操作。这时，学生会将溴化钾溶液、含淀粉的碘化钾溶液、含酚酞的氢氧化钠溶液、含有硫氰化钾的硫酸亚铁溶液各滴一滴在玻璃片（下衬白纸）的不同位置上，使之形成一个圆形，且每种溶液的浓度应提前调好，为0.1摩尔每升，然后可在圆形中心放入两粒小一些的氯酸钾晶体，再向氯酸钾晶体上滴一滴浓盐酸，然后将玻璃片盖上，并观察实验现象。这时，学生会率先发现黄绿色气体，这是因为氯酸钾与浓盐酸发生了反应，即“KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O”，接着继续观察，不断记录其他的反应现象，观察溶液颜色变化，并在组内分析、讨论，逐步推导出各种化学反应式。在此期间，学生的动手能力、观察能力和逻辑思维能力会不断发展，而且也会在与其他人交流的过程中受到启发，将实验现象转化为具体的知识点，有助于完善其学习思路、提升其学习效率，切实发挥出微型实验的优势和价值。

（四）鼓励学生基于生活经验和知识，自主研发微型化学实验

学生是学习的主体，所以在组织微型化学实验教学活动时，教师除了操作、演示和指导以外，还可以为学生提供广阔的平台，要求他们自主操作和实践，从而不断激发他们的创新意识，使之在良好氛围中活用知识、发展能力，辅助强化他们的综合素养。例如，教师可以要求学生基于个人的生活经验和化学知识，自主创新一些微型实验器材，既可以使用透明的玻璃瓶制作微型的酒精灯，也可以使用比较结实的塑料瓶制作小型量杯、小型试管等，也可以鼓励学生从生活中提取实验材料，如盐、小苏打、醋等，以此培养其创新意识。另外，化学教师可以鼓励学生结合所学知识和现实生活中的化学现象，自主开发一些有趣的微型实验，如“无字天书”“神笔马良”“可燃冰”等。鼓励学生在家中操作，利用各种简单的微型实验用具和比较少的试剂进行验证，同时录制具体的实验过程，上传到班级群中，便于教师、同学给出评价，并互相交流实验心得，在分享的同时受到更多启发。教师也可以让学生到化学实验室中操作这些趣味实验，并对其实验过程进行观摩，了解他们的实验方法和路径，同时鼓励其讲述个人的实验思路、实验原理和实验结论等，提升他们学以致用的能力。

（五）渗透情感教育，依托微型化学实验培养学生的环保意识

在微型化学实验教学中，高中化学教师还要注重渗透情感教育，借助实验的器材、过程和结果，以及后续处理实验产物等环节，向学生传递“绿色化学”的理念，确保有效增强其环保意识。例如，教师可以在指导学生学习苏教版高一必修第二册中的“金属材料的性能及应用”时，可以借助“铜与硝酸的反应”微型实验来渗透“绿色环保”理念。即实验器具改成了一次性的注射器，而且实验过程中所用的铜片、浓硝酸量都比较少，最后封口时用的还是眼药水的瓶塞，而当注射器内的物质发生反应并产生红棕色气体之后，则可以取下眼药水瓶塞，吸入1毫升的水，再重新封口，观察铜片和稀释过的盐酸之间的反应，此后可继续向注射器内吸入少量的空气，再次观察相关反应。实验的最后，教师可以将眼药水的瓶塞取下，把注射器内的液体和气体混合物直接注入NaOH溶液中，以此除去NO、NO2。在此过程中，所有实验产生的氮的氧化物都没有泄漏，教师就以此为例向学生传输“绿色化学”的理念，让他们明白实验试剂减量之后依然可以完成化学实验任务，而且很多简易的物品也可以用作化学器材，只要规范操作依然可以得出正确的实验结论，有助于减少实验产生的废弃物，保证无害性、安全性，继而不断强化学生的实验素养，辅助其掌握教材中的相关知识，同时让他们认识到微型实验的优势和价值，有效增强学生节省资源、保护环境的意识。

结束语

高中化学教师要依托教材内容，不断开发各种微型实验，将其合理渗透于各个章节之中，帮助学生有序地挖掘知识内涵，促使他们变被动为主动，自觉完成各种实验任务，同时积极创新。在微型实验中挖掘新问题、新知识，并掌握新技能，从而不断完善学生的学习思路、提升他们的学习能力，为学生化学核心素养的发展创造有利的条件。

参考文献

[1]何英英.微型实验在高中化学教学中的应用研究[J].智力，2021（23）：109-110.

[2]孙小飞.微型化学实验在高中化学教学中的实践[J].读写算，2020（36）：101-102.

作者简介：邱学惠（1985— ），女，汉族，福建福州人，福建省连江华侨中学，中学化学二级，本科。研究方向：高中化学教学。