微型化学实验在高中化学教学中的实践研究

刘博姣

【关键词】 高中化学;微型化学实验;概述;步骤;问题;策略

【中图分类号】 G633.8【文献标志码】 A【文章编号】 1004—0463（2020）16—0082—02

在新课改的深入推动下，微型化学实验逐渐受到教师的重视，在高中化学教学中所占据的比例也越来越多。另外，微型化学实验能够让学生更加直观地了解化学反应的变化过程，并亲自参与到实验之中，在体验实验乐趣的同时能够巩固理论知识，提高学习效率，在无形之中还能培养学生的自主探究能力。

一、微型化学实验的基本概述

1. 内涵。在最开始，微型化学实验是在上个世纪末被提起的，是建立在绿色化学思想的指导下，不仅有效改变了传统常规化学实验所存在的问题，而且还可以利用最少的化学试剂达到最佳实验效果。

2. 优势。第一，微型化学实验传播了绿色化学的理念，减少了对环境的污染，也在无形之中培养了学生的环保意识，能够在课堂实验中给予学生最为实际的环保教育。第二，微型化学实验过程中可以用最少的化学试剂取得最佳的实验效果，其操作简单，能够节省时间，另外微型化学实验所使用的仪器设备比较小，所使用的试剂种类以及数量是常规化学实验的几十分之一，所以在课堂上便可以完成实验，无需在化学实验课上进行讲授。第三，微型化学实验能够有效解决耗量大、污染严重、毒性大的实验问题，并且微型化学实验中的排污量比较低，还可以实现对废弃物的回收。第四，微型化学实验的有效应用可调动学生的积极性，从属性上分析，化学是一门以实验为基础的课程，微型化学实验具有微型性，所以让学生在课堂上动手操作，从而有效提高学生的学习兴趣，提高教学质量。

3. 遵循的原则。在微型化学实验应用过程中需要遵循科学性、绿色性以及主体性的原则，其中对于科学性是指微型实验的设计、步骤都要符合理论，在潜移默化中提高学生的科学精神以及实事求是的态度。绿色性是指在微型化学实验过程中需要对各个环节加以考虑，在保证实验正常运行的同时做好污染控制，避免对环境产生污染。主体性则是指在实验过程中提高学生的主体性地位，要认识到学生的个体性差异，对学生进行鼓励。

二、微型化学实验的实践步骤

1. 实验目标。实验目标是至关重要的，需要加深学生对氯气制备知识的理解，以此掌握氯气制备的相关知识，并且还需要对比氯、溴、碘氧化性强弱，并且避免空气污染，提高学生的环保意识。

2. 實验原理。主要是通过浓盐酸与强氧化剂高锰酸钾发生氧化还原反应，进而制取氯气。需要注意的是氯气有毒且具有非常强的氧化性，可以将溴化钠以及碘化钾氧化成溴单质以及碘单质。其中在本次实验中所需要的药品和器材有： 高锰酸钾、浓盐酸、NaOH溶液、干湿花瓣、KI溶液、NaBr溶液以及滴管等。

3. 提出问题。教师需要提出问题，即氯气用于杀菌与消毒，在生活中如果出现伤口也一般会用碘酒以及红药水进行消毒与杀菌，其中便是应用到了氯、溴、碘单质所具备的氧化性原理，但是需要知道氯、溴、碘单质氧化性的强弱。

4. 实验步骤。由教师为学生准备六孔井穴板，然后在1号孔之中放入高锰酸钾，然后将有浓盐酸的针孔安装在1号孔上，在2号孔中放入鲜花瓣与干花瓣，同时在3号孔中注入NaBr溶液，在4号孔中注入KI溶液，在5号孔中注入NaOH溶液。同时，要将针管中的浓盐酸注射到孔中，然后让学生对花瓣以及溶液颜色变化进行观察。

5. 讨论交流。根据实践证明，该实验的效果十分明显，整个实验过程学生可以自行观察，包括氯气的制备、氧化性等，并且通过该实验还体现出两方面的优点，第一是在整个实验中药品使用量较少，完全满足绿色化学的理念，实验中各个环节得以密封。其中最大的亮点是有尾气处理装置，从而避免了空气污染。第二是由于在实验中所采取实验装置简单且容易操作，所以整个实验效率较高。

三、微型化学实验在应用中存在的问题

微型化学实验具备操作简便和环保等优势，其突破了以往传统化学实验教学方式，基于此，化学教师必须在高中课程中对微型化学实验进行合理应用，借助优势实施化学教学工作。不过高中化学微型实验教学还处于起步阶段，教学模式上存在着较多的问题，这就需要对这些问题进行探究和明确，其中，具体表现在以下几点：

1. 化学教师找寻微型实验最佳设计方案期间存在着相关的问题，大多数教师无法找寻最佳的设计方案。

2. 虽然微型化学实验操作的开展可以加深学生对于知识点的掌握和了解，也能够让学生操作十分的便利，可是从实际情况可以看出，微型化学实验的落实并没有统一性的教材。

3. 当应用微型化学实验实施教学工作期间，难以确保所有的学生全部参与进来，大多数学生主观能动意识非常弱，学生参与程度有待增强。

4. 微型化学实验的环保意义没有真正体现出来，虽然使用的剂量不多，不过在处理实验废弃物方面还有待关注和重视[1]。

四、微型化学实验的应用策略

通过对上文的分析得知，微型化学实验有着非常多的优势，在高中化学教学中发挥了重要的作用，在应用过程中需要做到三点。第一，要做好前期准备工作，化学教师要对教材内容加以钻研，对细节加以把握，积极做好实验准备工作，包括药品、实验器材，然后针对可能会发生的危险做好预防工作，以此保证实验的安全性。第二，要做好引导工作，提高整体质量，在微型化学实验过程中教师需要引导学生观察实验，然后鼓励学生结合所学习到的内容进行思考，尤其是要对重点与难点进行讲解，让学生掌握实验原理以及化学物质性质，以此提高教学效率。第三，要做好总结与优化，需要注重经验的总结，或者请教其他有经验的教师，要从多个角度出发，针对实验步骤、实验器材进行归纳，进一步优化实验细节，如此才能真正提高实验质量。除此之外，在微型化学实验期间，实验组织形式也是必须进一步优化的，化学教师应当以教材要求和学生特征为主，设计出最佳的实验组织形式。一般来讲，微型化学实验包含了五种类型，分别是演示实验、学生实验、一边讲一边做实验、家庭实验和多媒体实验，对于这几种类型的实验来讲，既有相应的特征又有着明显的优势，教师教学时务必谨慎进行探究，科学的应用将微型实验模式的优势更好地体现出来，以此提高学生自主实验能力，让学生仔细进行观察和探究。

五、微型化学实验的实践探究

1. 在化学教学中进行实践探究。新课改背景下的高中化学教学比较重视学生实验能力和动手以及观察能力的提升，可是以往单一的常规实验流程有着极高的复杂性，并且对于实验环节要求极高，这就完全阻碍了实验工作的正常实施，不过在高中化学教学中应用微型化学实验可以解决该种局面，将化学实验教学变成可能。微型化学实验期间使用的器械设备非常简便和安全，质量较高，教师对学生讲解有关化学知识点的过程中，可以为每个学生配备一套，让学生一边听从教师讲解一边开展实验操作，从根本上提高学生实践操作能力，或者是把以往污染性大和操作复杂的化学实验重新移到课程中。以新型燃料电池中的氢氧燃料电池为例说明，当采取常规类型实验方式的话，成功机率不大，而引进了微型实验方式以后，可以使用六孔井穴板、多用的滴管以及有着玻璃管的石墨电极进行实验操作。再者讲解电解饱和食盐水期间，学生提前准备大小相同的滤纸，将其铺设到玻璃板中，用NaCl酚酞试剂浸润，铁钉处于旧电池芯周围缠绕，做成阴阳极，连接电源两分钟左右，开启阳极端滤纸，滴上碘化钾和淀粉溶液以后，试纸变成蓝色，这从一定程度上表明了阳极形成了氯气。最后打开阴极端滤纸，发现试纸变为了红色，表示阳极形成了NaOH[2]。

2. 在探究式学习中进行实践探究。以往高中化学教学是以灌输式教学模式为主，通常是教师代替学生进行思考，学生处于被动接受知识的状态，长时间下来的话，学生的学习兴趣较低，学习效果无法發挥出来。在这一背景下，探究式学习受到了化学教学的广泛重视和应用，此种类型的教学模式优势极高，除了可以转变被动式学习状态之外，还可以激发学生的积极性，使其主动参与到化学探究中，提升和培养自身的学习能力，构建最佳的学习氛围。微型化学实验可以结合探究式学习方式共同开展，为学生后期探究创建良好的平台。比如，当开展蓝瓶子操作实验工作的时候，教师可以对学生进行规范性指导，让学生将碱溶液和葡萄酸添加到亚甲基蓝中，变化成蓝色以后晃动瓶子，发现溶液无颜色。不过静置一段时间以后，溶液还会转变成蓝色。学生以小组为单位，共同讨论和探究，思考是什么原因造成该种反应，以微型实验为主实施化学探究式学习，让学生更加全面地掌握化学知识点。

3. 在实验教学中进行实践探究。在高中化学教学中，实验教学是非常重要的一方面，本身属于化学教学中的主要形式，实施实验教学有利于培养学生的动手能力，对于教师来讲，可以摒弃单一的实验教学方式，引进微型实验教学方法，加深学生对微型化学实验设计、应用仪器和实验过程的掌握，让学生更好地了解化学实验。教师可以和学生共同制作微型实验期间所需的仪器，比如使用药剂瓶制作微型酒精灯，利用滴管制作反应器，止咳糖浆的瓶子制作成微型洗瓶，处于该项范围内有利于延伸学生的思维，帮助学生树立正确的环保意识，学生还可以应用微型仪器制作电解饱和食盐水，处于该项范围中，学生除了能够产生气体之外，还可以发现电解液内的沉淀物，微型化学实验的开展使学生“要我学”演变成了“我要学”，通过实践表明，经常参与到微型化学实验教学中的学生无论是发现问题还是解决问题等，都占据着极高的优势。

综上所述，在新课改的深入推动下，高中化学实验教学需要一改传统模式，加强应用微型化学实验，如此不仅可以有效地提高实验效果，而且还能够让学生积极参与其中，提高学习效率。同时，化学教师需要在日常教学中加强总结与优化，不断改进与完善，真正发挥出微型化学实验的作用与价值。

参考文献

[1] 张瑞建. 新课改下微型化学实验在高中化学教学中的实践与思考[J].科教文汇（下旬刊），2008（04）：91.

[2] 董立芹. 新课改下微型化学实验在高中化学教学中的实践与思考[J].中学化学教学参考，2017（06）：42.

编辑：张 昀