探究微型化學(xué)實(shí)驗，提高學(xué)生科學(xué)素養論文
摘要：化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的學(xué)科，微型化學(xué)實(shí)驗較常規實(shí)驗具有較大的優(yōu)越性。筆者結合自己的教學(xué)經(jīng)驗選用一些廢棄物品和儀器，制作多種微型實(shí)驗器材。用微型實(shí)驗探究調動(dòng)學(xué)習興趣，積極參與，發(fā)展創(chuàng )新思維，提高嚴謹治學(xué)的科學(xué)態(tài)度，培養勤儉節約的良好習慣和環(huán)保意識，提高學(xué)生科學(xué)素養。
關(guān)鍵詞：微型實(shí)驗；探究實(shí)驗；綠色化學(xué)；實(shí)驗設計；科學(xué)素養
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的自然科學(xué)。１９９８年諾貝爾獎授予科恩（美）和波普爾（英），以表彰他們在理論化學(xué)領(lǐng)域作出了重大貢獻。他們的工作使實(shí)驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)，引起整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域正在經(jīng)歷一場(chǎng)革命性的變化。未來(lái)化學(xué)的發(fā)展方向不再是經(jīng)驗化，也不再是純實(shí)驗科學(xué)，而是兩者的有機結合，在理論的指導下進(jìn)行實(shí)驗，在實(shí)驗中不斷地完善理論。
微型實(shí)驗是近２０年發(fā)展較快的新的化學(xué)實(shí)驗模式，就是以盡可能少的化學(xué)試劑在微型化學(xué)儀器裝置中進(jìn)行實(shí)驗來(lái)獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗方法與技術(shù)。其試劑用量是常規實(shí)驗用量的十分之一至千分之一。在初中化學(xué)教學(xué)中，采用微型實(shí)驗進(jìn)行探究，既能發(fā)展學(xué)生的思維，培養學(xué)生動(dòng)手操作和設計實(shí)驗的能力，也能全面提高學(xué)生的科學(xué)素養。筆者就這一方面，結合自己的經(jīng)驗和做法略談一二。
一、利用微型實(shí)驗調動(dòng)學(xué)習興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲
興趣是最好的教師，化學(xué)實(shí)驗是激發(fā)學(xué)習興趣的最佳途徑。每學(xué)年開(kāi)始，第一堂課可以是生動(dòng)活潑、妙趣橫生的“化學(xué)游戲”課。本人首先向同學(xué)們展示各屆同學(xué)制作的小巧玲瓏、精美可愛(ài)的微型化學(xué)實(shí)驗儀器“珍品”；再利用微型化學(xué)實(shí)驗儀器和常規儀器，師生同臺表演的化學(xué)趣味實(shí)驗和小魔術(shù)，像“仙紙顯靈”、“水火相容”、“魔棒點(diǎn)燈”、“清水變牛奶”、“星星點(diǎn)燈”、“點(diǎn)石成金”等……學(xué)生被這些神秘莫測的奇妙現象深深吸引， 好像進(jìn)入了一個(gè)神話(huà)世界，如醉如癡：真沒(méi)想到，用身邊的廢舊物品制出的這些“小東西”竟有如此的魔力。游戲會(huì )雖然落下帷幕，但學(xué)習化學(xué)的心靈已經(jīng)打開(kāi)，他們恨不得立即找來(lái)一些廢棄的物品，制作幾件“小東西”顯示一下自己的威力。學(xué)生深深地感到：化學(xué)并不遙遠，就在我們身邊。
二、利用微型實(shí)驗探究發(fā)展思維，提高學(xué)生創(chuàng )新意識
傳統的課堂演示實(shí)驗，很多學(xué)生既看不清楚，也說(shuō)不明白，只是“聽(tīng)”實(shí)驗。由于老師的“代勞”，不利于學(xué)生創(chuàng )新能力的培養。微型實(shí)驗探究改變了“一人做、大家看”的局面，使絕大多數學(xué)生都有動(dòng)手實(shí)驗的機會(huì )，使“被動(dòng)等待”的學(xué)習方式，變?yōu)椤爸鲃?dòng)探究”的學(xué)習模式。讓學(xué)生在課堂上手腦并用，不僅增強了學(xué)生的感性認識，有利于對新知識的理解、記憶，而且發(fā)展學(xué)生思維，開(kāi)拓學(xué)生視野，提高了創(chuàng )新意識。
如利用雙氧水和二氧化錳混合制取氧氣時(shí)，一位同學(xué)不小心將雙氧水滴在地上，發(fā)現有大量的氣泡產(chǎn)生，提出“尋找催化劑分解雙氧水”的課題。同學(xué)們紛紛響應，積極行動(dòng)起來(lái)，利用廢棄的塑料眼藥水瓶（內吸雙氧水）和青霉素瓶為儀器，四處尋找催化劑。在興趣小組總結會(huì )上，同學(xué)們踴躍發(fā)言，并用實(shí)驗證明自己的想法，既活躍了課堂氣氛，又形成了科學(xué)的探究方法�，F將部分同學(xué)的探究結果匯報如下：
李華同學(xué)應用點(diǎn)滴板和塑料眼藥水瓶（內吸雙氧水）找出多種催化分解雙氧水的物質(zhì)。
張明明同學(xué)說(shuō)：去年我患牙痛病時(shí)，醫生讓我喝少量的雙氧水消毒，結果口腔內充滿(mǎn)了氣泡�？谇粌仁裁次镔|(zhì)使雙氧水分解呢？我請教醫生知道：血液中的組織酶與雙氧水相遇時(shí)，使其分解產(chǎn)生氧氣，氧化細菌體內活性基團而發(fā)揮殺菌作用。人體內的組織酶——過(guò)氧化氫酶也是其分解的催化劑。
帥磊同學(xué)說(shuō)：既然人體內的組織酶能分解雙氧水的分解，動(dòng)物體內是否含有過(guò)氧化氫酶呢？我們用動(dòng)物內臟——豬肝來(lái)檢驗一下吧�。ㄔO計實(shí)驗的過(guò)程）（通過(guò)實(shí)驗可得出結論：豬肝也可作其分解的催化劑）。
葛天懌同學(xué)說(shuō)：我上網(wǎng)查閱材料知道硫酸銅溶液、氯化鐵溶液也能催化分解雙氧水，我們能不能驗證哪個(gè)催化效果更好一些呢？……
三、利用微型實(shí)驗探究積極參與，提高動(dòng)手操作意識
傳統的實(shí)驗教學(xué)不是靠學(xué)生大量的實(shí)驗操作（表象）去體驗，去掌握，去思維，而是由老師演示，學(xué)生記憶，生搬硬套去應用。學(xué)生不做實(shí)驗，更談不上動(dòng)手能力的培養。而微型實(shí)驗探究可使每個(gè)學(xué)生都可在教師的指導下，按照自已的意愿去獨立開(kāi)展實(shí)驗，提高動(dòng)手操作意識，培養實(shí)驗能力。
在學(xué)生熟悉了化學(xué)儀器和化學(xué)基本操作后，筆者曾放手發(fā)動(dòng)學(xué)生，引導鼓勵他們利用生活中的廢棄物開(kāi)展小制作、小探究活動(dòng)。如利用廢舊的塑料眼藥水瓶、塑料吸管（或耗完油的圓珠筆芯）制成多用滴管；利用草珊瑚含片的透明真空硬塑板制成微型井穴板；利用小號具支試管、塑料眼藥水瓶、塑料吸管、小號離心試管等制成一套試驗白磷與氧氣反應的裝置；利用裝青霉素的小藥瓶、塑料眼藥水瓶、塑料吸管、裝新簧片的小藥瓶等制成一套制取二氧化碳的實(shí)驗裝置；利用音樂(lè )賀卡制作測試物質(zhì)導電的實(shí)驗裝置，還把它制成使用方便的“導電筆”。學(xué)生制作的這些儀器，雖然粗糙了一些，但能避免常規玻璃儀器的一些弱點(diǎn)，即使碰打也不易破損。在規定的時(shí)間內微型儀器制作齊全后，再適當地配給學(xué)生各種藥品，讓其裝進(jìn)各自的微型實(shí)驗箱中。在空余時(shí)間內，甚至在家中都可進(jìn)行實(shí)驗探究，增強了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗的機會(huì )，提高了學(xué)生設計、鑒賞能力和創(chuàng )新精神，又充實(shí)豐富了學(xué)生活動(dòng)課的內容。
四、利用微型實(shí)驗探究凸顯實(shí)驗現象，提高勤儉節約意識
微型化學(xué)實(shí)驗不是常規實(shí)驗的縮減或減量，也不是對常規實(shí)驗的補充，更不是與常規實(shí)驗的對立，而是在微型化的條件下對實(shí)驗進(jìn)行重新設計與探索，達到以盡可能少的試劑來(lái)獲取盡可能多的實(shí)驗信息。具有實(shí)驗藥品用量少，反應產(chǎn)物少，實(shí)驗中不會(huì )造成危險，使用儀器簡(jiǎn)單、反應速率快、實(shí)驗現象明顯等特點(diǎn)，既節省了時(shí)間、提高了效率，又能精確獲取實(shí)驗中的信息，更能提高學(xué)生勤儉節約的意識。下面是近幾年來(lái)，筆者指導學(xué)生設計的幾組微型實(shí)驗探究化學(xué)知識的圖示。
五、利用微型實(shí)驗探究減少污染，提高學(xué)生環(huán)保意識
綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)，通俗來(lái)說(shuō)就是無(wú)污染的化學(xué)，其根本就是杜絕污染源，實(shí)現零排放和零污染。在化學(xué)實(shí)驗中常常會(huì )產(chǎn)生一些物質(zhì)污染實(shí)驗環(huán)境，影響師生的身心健康。而利用微型實(shí)驗進(jìn)行探究時(shí)，試劑用量少，儀器微型化，反應時(shí)產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢棄物質(zhì)的量就少，而且尾氣、廢液等吸收和處理也較容易。特別是有機實(shí)驗中易燃、易爆、有毒物質(zhì)特別多，利用微型實(shí)驗進(jìn)行探究，可大大降低實(shí)驗時(shí)燃燒、爆炸、中毒的危險，確保人身和實(shí)驗的安全，而且能大大地減少了化學(xué)實(shí)驗對整個(gè)周?chē)h(huán)境的污染，提高學(xué)生的環(huán)保意識。
如濃硝酸與銅的實(shí)驗中，由于產(chǎn)生較多的劇毒氣體ＮＯ２無(wú)法消除而嚴重地污染環(huán)境。通過(guò)下圖甲組的四個(gè)實(shí)驗可將反應中產(chǎn)生的ＮＯ２被限制在微型氣體發(fā)生器內，被ＮａＯＨ溶液吸收，可從根本上解決了對環(huán)境的污染問(wèn)題。再如探究燃燒的條件時(shí)，由于白磷燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的白煙——五氧化二磷對空氣有污染，與水結合成生成偏磷酸，導致肺氣腫等疾病，用下圖乙組實(shí)驗可有效控制污染物的排放，保護師生的健康。
參考文獻
�。郏保菝蠎梻�，李春香．微型化學(xué)實(shí)驗的發(fā)展及其意義［Ｊ］．生物磁學(xué)，２００５，（３）
�。郏玻菟螐V治．微型化學(xué)實(shí)驗在課改中的實(shí)踐［Ｊ］．教學(xué)儀器與實(shí)驗，２００４，（１）
�。郏常萁鸨螅h(huán)境化學(xué)的回顧與展望［Ｊ］．化學(xué)通報，１９９９，（１１）：１４～１５
【探究微型化學(xué)實(shí)驗，提高學(xué)生科學(xué)素養論文】相關(guān)文章：
高中化學(xué)實(shí)驗論文05-18
高中化學(xué)實(shí)驗論文12-19
化學(xué)實(shí)驗教學(xué)探討論文10-14
初中化學(xué)的自主探究教學(xué)策略的系統化探究論文06-06
在化學(xué)教學(xué)中積極開(kāi)展探究式教學(xué)論文04-07
化學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題及對策論文11-06
高中化學(xué)實(shí)驗論文15篇（必備）05-19
高中化學(xué)實(shí)驗論文優(yōu)選15篇05-19
化學(xué)實(shí)驗心得11-28
化學(xué)實(shí)驗作文10-31