“微”实验“大”效果

庞力国

【摘 要】本文探讨就地取材、废物利用来匠心独运地设计微型实验的方法。结合实验选修课拓展学生视野，开展第二课堂，深入探索生活中的化学现象，培养学生的科学素养。

【关键词】高中化学 微型实验 科学素养

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）01B-0092-02

微型的含义是多方面的，既可以指实验的规模是微型的，又可以说实验的难度是微型的。微型实验最大的特点就是贴近学生，容易操作，并不是像常规的实验那样需要“大刀阔斧”地摆弄试管、仪器。笔者以人教版教材为例，介绍几种设计微型实验的思路。

一、就地取材，废物利用

微型实验在很大程度上指的是实验器材的易取性，化学实验的进行不再“大张旗鼓”了，也就具备了“微型”的特点。在实验过程中，不必只局限于常规的仪器，就地取材，进行废物利用，降低实验的“障碍”。

在必修 1 第四章第二节的“富集在海水中的元素—— 氯”中，我们了解了氯气的制备过程。学生看到课本中的制备器材之后，习以为常地觉得这又是一次演示实验，又要在老师的谨慎演示当中度过了。作为教师，笔者也非常重视这次实验，也积极思考如何把实验做得更好。当时正处于冬天，有不少感冒的学生在教室中携带急支糖浆等一类的药瓶，在教室的垃圾筐中也发现废弃的瓶子。看到这些废弃的瓶子，笔者萌生了一个利用废旧药瓶进行实验的想法。一来通过废物利用，以贴近学生生活，激发学生参与实验的兴趣。氯气的制备有很多种方法，以加热 KClO3 和 MnO2 的混合物为例。在这一实验中，用到的仪器有酒精灯、试管、烧杯、导管等。在笔者的眼里，这些仪器都可以找到它们的替身。笔者收集了学生的废旧药瓶，找到一个小口的糖浆瓶子，将它洗刷干净之后，就让它变身成为一个集气瓶。因为是感冒多发季，校诊所也开始忙碌了起来，诊所中多了一些输液瓶、输液管、玻璃药瓶，等等。笔者请诊所的医生帮选择、消毒并确保卫生安全的情况下收集来了一些瓶瓶罐罐，将这些瓶瓶罐罐改造成“化学实验仪器”。当笔者把废旧瓶子搬上讲台的时候，学生还摸不着头脑，本来“看演示实验”的疲劳心理一下子变得活跃起来。在学生的注视下，笔者将收集来的小输液瓶和酒精，制成了小酒精灯用于加热，将废旧的玻璃针管做成了试管盛上试剂进行加热，连接好输液管进行导气，将糖浆瓶子放在输液管末端收集气体。虽然实验很“微型”，但是学生仍然见证了氯气的制备过程，并且验证了氯气的性质，学生对氯气的认识更加生动和深刻了。

做实验就要进实验室、用仪器是一种固定的思维习惯和行为习惯，其实科学家在探索科学实验的过程中，并没有那么多的现成思路和仪器，而是在不断的尝试中进行的。我们也应当要有这种探索精神，可以就地取材，发挥自身的创造性。

二、匠心独运，巧妙设计

在高中的教学体系当中，实验占的比例比较小。原因有二，一方面，高考没有考查学生的动手操作能力；另一方面，是实验条件有限。作为化学教师，应当从设计的角度出发，为学生有限的实验创造条件，匠心独运，巧妙设计微型实验。

这里的微型实验就非常接近字面意思了，即用料微型、规模微型、仪器微型的实验。通过这样的实验，可以达到节省用料、保障安全的目的，甚至可以取得常规实验不能达到的实验效果。以原电池的实验为例，在选修4《化学反应原理》第四章电化学基础中，第一节就接触到了原电池的知识。说起电池我们都不陌生，生活中经常用到。大家印象中的电池无非是长的一根粗棒，或者是薄薄的一个圆片，只是将其与“电”能联系上，却从未与“池”联系上。电池都是带电的，与水都是“天生相克”，怎么会与盛水的“池”联系到一起呢？殊不知这电池的“池”来源于发生放电反应的原电池之中，原电池里可是有货真价实的“电解池”，其中充满着电解液，而生活中大多用的是干电池，因此与“池”无关。在原电池的模拟实验中，有一项新型氢氧原电池的实验，总是难以成功。加之条件有限，学生也不好上手操作。因此，笔者设计了一项微型实验，用一个六孔井穴实验板，将实验的“阵地缩小”以确保实验安全和操作成功，然后将电解液放置在多用滴管中进行精确点滴，之后放置两个带玻璃管的石墨电极，这样就制作成原电池，产生微弱的放电反应，成功达到实验目的。

“麻雀虽小，五脏俱全”。微型的小实验既有明显的实验现象，又可以让每个学生都可以上手操作，具有很强的应用性。精心设计微型实验，不断改进，化学的实验或许可以创造一片新天地。

三、结合选修，拓展视野

在大多数高中课程中，一般全部都为必修课，没有选修课，即使是标着“选修”的教材，也是学校帮学生选好了的，也成了必修课。但是适当开设选修课，对于发展学生的兴趣大有裨益。

在学校开设的一系列选修课上，笔者开设了微型化学实验课。虽然在考试中微型实验出现的概率很小，但是微型实验对于提升学生的化学（下转第100页）（上接第92页）能力具有不可替代的作用。考试的能力可以通过不断做题来提高，但是总会有一个瓶颈，那就是化学素养，化学素养的突破需要靠扎实的实践和求知的探索积累而来。微型实验课就是为了培养学生的化学素养而设，在课上没有考试大纲的限制，笔者所培养的是学生实实在在的实验能力。选修课上笔者重点培养学生的动手能力和动脑能力，从实验设计到报告编写，都由学生自主完成。在电解饱和食盐水的实验过程中，学生发现电极附近有白色固体析出，但又不知道它的成分是什么？也不知道它为什么会析出？如果这种物质有价值，那么如何增大它的产量呢？这些问题的浮现说明学生动脑思考了。学生亲自动手实验并观察到实验现象，才会花心思去研究，才会像对待自己的事一样去关心。虽然研究的结果有时不如期待那样，但学生已经收获了不可多得的实验能力。

高中的学习也不能总是紧张的“学习—复习”，还要留出时间来动手实践，去突破通过做题不能突破的瓶颈。参加微型化学实验选修，学生受益匪浅。

四、第二课堂，深度探索

第二课堂的概念逐步深入到了各阶段的教育体系中，第二课堂的思想引导学生除了在“知识课堂”之外，还要参加课外活动的“第二课堂”。对于高中这样的快节奏阶段，学生参与活动机会较少，他们的第二课堂可以延伸到生活中。

对于高中生而言，时间分成了课上和课下两部分，学生在课下当然主要是进行休息，调整状态。但是源于生活的知识丰富多彩，学生要善于发现第二课堂中的知识。我们在生活中经常见到苹果吃一半后放着会逐渐变黄，这其中蕴含什么化学知识呢？我们可以将生活中的知识带到课堂上来，探究苹果变黄的原因。苹果作为一个固体不易研究，我们可以将它榨成果汁。在课上，笔者取一个青苹果榨成果汁，果汁呈淡绿色，将它静置一段时间后变成了黄色。此时笔者加入一些维生素粉末，果汁又恢复为绿色。联想到维生素C的还原作用，学生突然意识到大概的原理。其原理是：青苹果中含有 Fe2+，二价铁离子使果汁溶液呈现绿色，放置一段时间后，Fe2+ 在空气中被氧化为 Fe3+，溶液变成了黄色。维生素 C 是还原剂，又将 Fe3+ 还原为 Fe2+，溶液又变回绿色。

在课堂上，学生能够集中精力去探寻未知的未掌握的知识，可是很多情况下却对生活中的现象视而不见。微型实验的开展就是要把化学实验的“战场”从实验室中拉出来，让学生能够对生活中的化学现象进行深入地探究，活学活用，提高能力。

总而言之，微型实验不仅是一种化学实验的模式，而且更是一种对学生能力的考验。对于学生来说，课堂上传授的知识有限，通过实验锻炼出的科学素养才能使其受益终身。实验虽然是“微型”的，但是收到的效果却是想象不到的“巨大”。

【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].科教文匯，2008（4）

[2]刘晶晶.微型化学实验在化学教学中的研究及应用[J].辽宁教育行政学院学报，2016（3）

（责编 卢建龙）