关于高中化学微型实验的探究オ

化学是一门实验型学科，随着新课改的不断深入实施，教师对学生的化学实验要求也是不断提高.传统的化学课堂演示实验已经难以满足教师的教学要求了，寻求符合高中化学教学规律，有利于培养学生探究性和创新性的微型实验逐渐成为众多化学教师的选择.微型实验是一种优化后的实验方式，通过专门设计的微型仪器装置，将传统化学实验所蕴含的现象和结论展示给学生们.由于微型实验具有绿色环保、现象显著、富含教育意义，已经成为高中实验的主流方向.

一、微型化学实验的教学优势

1.提高化学课堂效率

高中生面临着升学的巨大压力，在平时的化学学习中就必然会涉及到教学效率的问题.在微型实验中，消耗的实验试剂数量减少了，有效地降低了化学实验的演示耗时.同时，利用微型实验也实现了化学实验污染的最小化，实现了绿色化学的要求.例如，在高中化学“乙烯的制取和性质”章节的教学中，通过微型实验的设计，我们将原本的大号实验仪器更换成小号仪器之后，实验试剂剂量比原来减少了一半.原本需要20 mL的乙醇和浓硫酸的混合液被缩减到了5 mL，我们同样得到了预期的实验目的.由于实验仪器的缩小，制取的加热过程、气体收集过程都得到了简化，原本需要十几分钟的化学演示实验，现在只用了5分钟就完成了.当然，化学实验的效率最大化不是教师唯一的目的，保证学生理解了实验过程，掌握了化学知识才是教师的根本目的.

2.提升化学课堂趣味

化学实验教学是有效调动学生化学学习积极性的策略，通过化学实验的实施，学生们对化学知识的兴趣逐渐增强，课堂教学效率也随之提高.与传统的化学实验相比，微型实验更加具备创新性和实践性，有利于培养学生的操作能力和探究能力.例如，在亚铁离子向三价铁离子转化的过程中，伴随着显著的颜色变化.在传统的演示实验中，教师往往是向新制备的FeSO4溶液中注入NaOH溶液，可以发现溶液由白色沉淀变成灰绿色，最终又变成红褐色的现象.对此，教师要求学生自行设计该验证实验的微型实验，要求学生通过小组合作解决.学生们考虑到Fe2+的不稳定性，将原本的实验从试管中转移到了针筒中，如此一来，不仅实验试剂的活性得到了保证，而且该实验的可控性也得到增强.学生们对自己的这种创新很是自豪，在进行课堂展示的环节中，学生们的听课热情高涨，实现了高中化学探究性实验课堂的创设.

3.提高化学课堂参与度

在传统的化学实验中，受到实验仪器、实验试剂、场地等客观条件的限制，学生们难以实现对化学实验课堂的全员参与.虽说已经实施小组合作实验教学，但仍不乏有浑水摸鱼现象的出现.对此，在微型化学实验的帮助下，教师可以实验仪器的人人有份，实现了化学实验课堂的全员参与.学生们得到了亲自参与的机会，对实验操作的步骤和要求就会格外清楚，他们的实践能力也就得到了有效的训练.例如，在进行高中化学的喷泉实验教学中，教师给学生们发放了简易的塑料氨气存放瓶，其中自带简易的吸水管.学生们只要将存放瓶的小开口置于水中，便可以发现喷泉现象.同时，教师事先将蒸馏水中置入几滴酚酞溶液，于是便出现了红色喷泉.通过对实验过程的微型化，学生们得以充分参与化学实验课堂.一旦他们的参与机会增加了，学生的实践操作能力自然会得到锻炼，对实验现象的认识也就会更加深刻.

二、微型化学实验的设计实例

微型化学实验的优势不容置疑，那么在具体的化学实验教学中，教师到底应该如何开展微型化学实验的课堂教学呢？对此，我们不妨以对高中化学硝酸性质的探究实验为例，研究微型化学实验的教学开展策略.

1.常规实验设计

在高中化学对硝酸性质的探究中，教材中给出了如下的实验步骤：为了探究浓硝酸与金属铜的反应，我们在一只干净的试管中置入一块铜片，再滴入少量的浓硝酸，可以观察到有气体产生.此后，再向该试管中滴入5 mL的水，观察溶液的颜色.在进行NO的制取实验中，我们利用稀硝酸和铜反应，在检查装置的气密性良好之后，向烧瓶中加入足以浸没铜片的稀硝酸.之后，再将烧瓶加热，进行生成气体的搜集过程.通过铜片分别与浓硝酸与稀硝酸的反应，我们可以发现前者生成NO2气体，实验过程中产生红棕色气体，溶液变成蓝色；后者实验生成NO气体，实验过程中有无色气体产生.对于该探究实验，实验目的就是通过观察铜与稀硝酸和浓硝酸反应所发生的不同现象、各自生成不同的实验产物，说明硝酸与金属反应不生成氢气，而是受到硝酸浓度影响，生成NO2或是NO气体.

2.微型化学实验设计

在明确了上述实验的目的之后，教师只需要围绕教学目的，利用微型实验将化学现象揭示给学生们即可.于是，教师改进了实验过程，设计了如下的微型实验：在微型试管中置入一小块铜片，向其中滴入5滴浓硝酸，同样得到了红棕色气体.为了达到绿色实验的目的，教师在微型试管口部放置了沾有NaOH溶液的棉球，避免了实验生成的NO2对环境的影响.在进行铜与稀硝酸的微型反应设计中，教师利用医用注射剂代替试管，将小铜片放置在注射器中.然后，利用酒精灯加热稀硝酸，再将加热后的稀硝酸吸入注射器中，堵死注射器针头后发现注射器的活塞被向后推移，产生无色气体.最后再将注射器中的气体和液体射入30%的NaOH溶液中进行尾气处理.通过该微型实验，学生们同样可以得到硝酸的强氧化性，同样可以明确稀硝酸与金属反应不会产生氢气.

3.实验现象对照

首先在实验试剂的消耗上，利用微型实验，整个探究实验过程中只花费了两小块铜片，大概2克左右.传统的探究实验约需要30 mL的稀硝酸，在微型实验中只消耗了5 mL就完成了实验.从实验仪器的角度出发，原本的试管面临清洗困难、易破碎、容易产生尾气泄露等问题.在微型实验中，小试管操作方便，成本也很低，在尾气的处理上也更加高效方便.在稀硝酸性质的探究实验中，由于采用针管作为反应容器，消耗了更少的试剂，且注射器使用方便，回收效率高.通过微型化学实验的设计，学生对化学实验的积极性进一步提高.由于实验仪器简单，学生们的实验操作发挥的更加顺手.

总之，高中化学微型实验的设计还处于起步阶段，还需要化学教师进一步进行改进和提高.微型实验在降低化学教学成本、提高实验环保性和安全性、激发学生实验探究兴趣上存在显著的优势，化学教师必须坚定它的使用，进一步将其推广到化学实验的方方面面.