高中常规化学实验微型化改进研究

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　　吉林省从2017年开始提倡在高中化学教学中进行学生化学核心素养的培养。化学核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认识、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任五个方面。其中的“证据推理与模型认识、科学探究与创新意识”的培养，化学实验的重要性不言而喻。在高中，常规实验居于化学实验的主导地位，它有一定的局限性。常规实验药品用量大，仪器体积大，在普通高中现有条件下学生的动手操作的机会很少甚至没有。这会造成学生学习化学的积极性降低，化学实验习题的解答困难等问题。而微型化学实验，具有安全、节约、污染少，现象明显，操作方便简单等优点，从一定程度上解决了常规实验的难题。因此，在高中化学教学中常规实验微型化改进成为高中化学教师的一个研究方向。
　　一、常规化学实验微型化改进的途径
　　1.教材中性质实验微型化改进
　　现行教材中的某些性质实验为有毒物质的实验，在普通高中一般实验室没有通风厨的条件下，操作困难、容易造成环境污染，基于以上原因，虽教材中有此性质实验，但实际能够操作演示的不多。因此需要对实验进行微型化、环保化改进。其实许多教学演示实验都可以改成微型实验，如可以借助注射器、点滴板、试纸、废药瓶等做课本中的实验。下面以两个简单的实验来说明教材常规化学实验的微型化改进：
　　（1）氯水的性质实验
　　实验仪器和药品
　　实验仪器：点滴板、镊子、玻璃棒、胶头滴管
　　实验药品：KMnO4、浓盐酸、滤纸、蒸馏水、PH试纸、硝酸银、稀硝酸 氢氧化钠
　　实验步骤：
　　① 在点滴板中的一个孔穴中放入一到两粒KMnO4，加入2滴浓盐酸，用湿润的PH试纸覆盖在点滴板上 观察颜色变化。检验氯水的酸性和漂白性。
　　② 另取一块绞好的滤纸润湿，覆盖在点滴板上，等待片刻取下，放入另一个孔穴中，加入少量的水，取出滤纸，加入一滴稀硝酸，再加入一滴硝酸银，观察现象。检验氯水中存在氯离子。
　　③废物用氢氧化钠处理。
　　（2）氨气与氯化氢的反应实验
　　实验仪器和药品
　　实验仪器：注射器2支、带胶塞废药瓶一个。
　　实验药品：浓氨水、浓盐酸
　　实验步骤：
　　①将浓氨水用注射器注入到小药瓶内，
　　②将浓盐酸用另一只注射器注入小药瓶中，观察实验现象。
　　2.课外补充实验的微型化改进
　　化学是一门以实验为主的学科，想要培养学生的化学核心素养，让他们依据所学知识，利用手中资源，开展课外实验设计活动，让学生自己动手设计微型实验。可大大激发他们学习化学的兴趣，下面是学生在我的指导下设计的一例课外小实验：
　　电解饱和食盐水（氯碱工业）
　　实验目的
　　电解饱和食盐水，观察氢气、氯气的产生
　　实验原理
　　在通电条件下，食盐水电解能够生成氢气和氯气
　　实验仪器和药品
　　实验仪器：废输液管、石墨棒2个、电池4个、点滴板、导线
　　实验药品：饱和食盐水、洗头水、自来水
　　实验步骤：
　　①将饱和食盐水吸入到废输液管的小壶中，插入2个石墨电极
　　②在点滴板中加入少量洗头水并用自来水稀释成发泡液
　　③用导线将电极和电池串联好，并将输液管的管口伸入到点滴板的洗头水中，观察实验现象
　　注意事项
　　電池尽量用电流强度大的，现象才会明显
　　二、微型实验的优越性和局限性
　　微型实验作为近年来发展起来的一种新兴事物，必有其优越性。微型化学实验可以补充常规实验无法演示的空白，可以激发学生探究的兴趣，培养学生的化学核心素养。但事物都具有两面性，微型化学实验也是如此。其局限性表现在：
　　1.在实际实验操作过程中可以发现，高中化学实验试剂用量所能减少的程度是有限的，受到一些因素的制约：
　　①用液体取用仪器（如滴管等）取用试剂，其可控制加液量不能少于1滴。
　　②测量物理量时，由于仪器规格的限制，要求有一定的试剂用量才能有效进行。例如，用pH计测量溶液pH值时，盛放溶液的容器的口径必须足以放入电极，溶液的高度至少要能浸过玻璃电极的玻璃球。
　　③用于称量质量和测量体积的仪器的精度是有限的，为使实验结果具有符合要求的精确性，所用试剂必须达到一定数量。一般而言，在仪器精度一定的情况下，试剂用量越少，实验结果精度越降。
　　④制备实验中，难以避免的操作损失（如仪器沾附等）也限制了试剂用量所能减少的程度。通常试剂用量减少，操作损失比重增大，产率降低。而且还必须要注意实验技巧，否则实验不易成功。
　　⑤因微型实验所用试剂极少，所以用微型实验的方法不能做从大量原料中提取微量成分的实验。
　　2.对于现在的教育，统一性的考试是检验学生学习的一个重要的手段，也是检验教师教学工作优劣的一个重要指标。由于在化学考试中一般是采用常规实验的装置和实验方法，故完全采用微型实验可能会影响学生的学习成绩和教师的教学成果的体现。
　　3.目前微型实验相对于常规实验而言，还是不成熟的，其一是实验的用量科学性的问题；其二是实验仪器标准化的问题；其三是实验的操作规范化的问题；其四是仪器购买是否方便的问题。
　　4.有些教师习惯于做化学实验“照方抓药”，没有领会微型实验的真谛，以为微型就是把实验仪器缩小或者简化，就是把药品的用量减量再减量，而忽视了实验的科学性原则。如：教师在指导微型化学实验时一定要注意实验条件的探索。
　　5.现在全国微型化学实验普及还不高，需要更加广地进行宣传，同时还需要多出版相应的配套书籍。
　　总之，常规实验和微型实验都有其优势和局限性，就目前而言都无法脱离对方而独立存在。微型实验不是常规实验的点缀，也不是要取代常规实验，更不是和常规实验相对立，我认为二者是相辅相成的，互相补充和促进的。要在教学中演示实验以常规实验为主，学生实验以微型实验为主，有毒的、污染较为严重的实验以及适合微型化学实验特点的实验要尽量设计成微型实验，这样我们才能做到常微共存，优势互补。
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