微型实验在化学教学中的应用

查江涛

【摘 要】化学是一门以实验为基础的自然科学，化学教学过程中离不开实验，实验教学可以很形象、很直观的向学生展示所学的内容，增强学生对知识的记忆与巩固。同时还可以增加课堂的趣味性，调动学生学习的积极性，激发学生学习化学的热情。最主要的是可以培养学生的动手能力、团体协作能力、观察能力等，学会自主探究获取知识、应用知识的能力。因此，在实验教学中，就要求实验操作简单，实验现象明显，实验成本低，同时还要减少对环境的污染。由此，在实验中我们可以寻找日常生活中一些废弃品来代替，比如说用输液管来代替导管、用青霉素瓶作为一些反应的容器、一些用到分液漏斗或胶头滴管的实验可以用注射器来代替等等。本文就高中化学中的三个实验做一下改进。

【关键词】微型实验；化学教学

一、课题研究的意义

1.通过该课题的研究不断的丰富自己的教学理论，创新实验教学理论，大胆地开创微型实验教学新局面，拓宽教师的教学思路和学生的学习思路。

2.通过对实验微型化、生活化和探究化的研究，将研究成果应用于教学实践活动中，有助于激发学生学习化学的热情，创设生动活泼的教学情景，帮助学生更好地掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。

3.通过该课题的研究，教师的教学水平与实验能力与意识也能得到提高，学生的综合素质得到发展。

4.为推动本校及本地区开展创新实验系统化教学提供借鉴。

二、课题研究案例

（一）喷泉实验

该实验在人教版化学必修1第四章第四节，课本97页实验4-8，该装置用到的仪器有圆底烧瓶、烧杯、铁架台、铁圈、胶头滴管、橡胶管、止水夹、玻璃管。具体操作是：在圆底烧瓶中收集满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管预先吸入水）的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛满水的烧杯中（预先烧杯中滴加少量酚酞溶液）。轻轻挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶，气体大量溶解，导致烧瓶中压强迅速减小，烧杯中的水被大气压压入烧瓶中，形成红色喷泉。但是，在实际操作中不少老师反应：胶头滴管蓄满水后倒置，使得一部分水流入胶头中，滴管中就没有充满水，挤压时会出现挤不出水的现象，大大降低了实验的成功率。由此，我进行了如下的改进：把装置中的胶头滴管改成5mL的注射器，实验之前将注射器注满水，实验时，推动注射器柱塞，保证能够喷出水柱。5mL的注射器粗细程度与胶头滴管差不多，不会影响实验装置的效果，而且改进之后的操作也很简单方便，可以提高实验的成功率。

（二）巧用注射器、输液管过滤器

在中学化学实验中经常采用过滤的方法来分离不溶性固体与液体，但是在微型实验中，由于药品的用量很少，所以，如果用常规化学实验中较大的过滤器过滤时，操作起来，既不方便，也不协调。而且过滤速度缓慢，会造成较多的过滤物的粘附，从而降低回收率或产率，所以不能简单地把常规化学实验的过滤方式直接用到微型化学实验中来。鉴于微型化学实验过滤装置不甚理想的现状，我想用一种新的微型化学实验过滤装置，作为微型化学实验过滤操作的补充。

（1）准备1～2支容积为10～20mL的注射器，输液管过滤器若干；

（2）两者连接后，用注射器吸取适量水，润湿过滤器滤芯；

（3）若仅需要收集滤液，把该装置伸入需要过滤的固─液混合物中，缓慢地向上拉出注射器活塞，进行减压过滤，滤液吸入注射器内；若需要把滤液和沉淀物分别收集提纯，则先把需要过滤的固─液混合物转移到上面注射器内，缓慢地向下拉出下部注射器活塞，进行减压过滤，滤液吸入注射器内，固体不溶物留在上面注射器内。

（4）过滤后，将过滤器拔下或更换滤芯。

实验证明，该装置具有如下优点：

（1）过滤装置所用仪器易得、易制、易组装，有利于微型化学实验的实施。

（2）过滤物及滤液的处理操作过程与常规化学实验相同，使实验操作变得方便、简单。

（3）漏斗容积很小，使过滤物由于粘附而造成的损失减少，从而保证了微型化学实验中物质的产率或回收率不会受到影响。

（4）根据不同需要，可把过滤器滤芯进行调整和更换。

（三）浓硫酸与铜的反应

该实验在人教版必修1第四章第四节，课本101页，实验4-9：在一个带导管的胶塞一侧挖一个凹槽，使铜丝从凹槽处伸出，在试管里加入2mL浓硫酸，盖好胶塞，使铜丝与浓硫酸接触，加热。把放出的气体通入品红溶液或紫色石蕊试液中，观察现象。反应结束后，将铜丝抽出液面，反应即停止。

我认为该实验在实际操作时有一点不足之处：在胶塞上挖凹槽时大小不容易把握，铜丝质地软，穿过胶塞后导致气密性不好，导出的气体不足，品红褪色现象不明显。我利用一5ml的注射器将实验作了如下改进：

1.用具支试管代替大试管，由支管导出气体。

2.胶塞选用单孔胶塞，将5ml的注射器插入胶塞。

3.在注射器的柱塞末端系上一段细铜丝，并在细铜丝的另一端系上一段螺旋状的粗铜丝，用于反应。

4.反应时，推动注射器柱塞使粗铜丝浸入液面，发生反应。

5.反应结束后，拉出注射器柱塞，使铜丝与液体分离，反应即停止。

该实验如此改进后有一下优点：

1.装置的气密性很好好：本试验中用到的5ml的注射器正好与我们常用的玻璃管粗细大小一样，插入单孔胶塞保证了气密。

2.可以节约药品，减少对环境的污染：利用推拉柱塞控制铜丝，完全自我操纵反应，做到收放自如。

3.简单方便，效果明显。

中学化学实验微型化是我们中学化学实验教学改革的趋势与方向，特别是在偏僻的农村地区，由于条件的限制，有些实验无法正常进行，这就需要我们老师多动脑、动手，采用一些日常生活中的废旧品来代替，只要我们有心，什么实验都不是难事。

微型化学实验教学可以使学生的综合素质得到提升，所以我们在日常实验教学中进一步拓宽微型化实验，优化微型实验方案，充分发挥微型化实验对科学素质培养方面的积极作用。在微型化学实验过程中还可以贯穿绿色化学思想，有效实现“小剂量、省资源、污染小、成本低”，增强学生的环境保护意识。

【参考文献】

[1]刘正贤.中学化学实验大全[M].上海：上海教育出版社.1992，11

[2]化学实验新法精粹.第五届京津沪川化学实验研讨会秘书处.1994，5