落实高中化学新课程目标 推广微型化学实验实施

崔晓静 刘运生

摘 要 高中化学新课程目标在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面对学生提出要求。高中化学实验在教学中占有重要地位，而常规性化学实验在教学中凸显出一些弊端，微型化学实验凭借环保、成本低、简单易操作、安全等优点得到推广。以具体案例介绍微型化学实验的推广价值，供广大高中化学教师参考。

关键词 高中化学；绿色化学；微型化学实验；实验仪器

中图分类号：G633.8 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）03-0031-03

1 高中化学新课程目标

高中化学新课程标准的设计目标是从学生未来的发展出发，在课程设计和要求上注重基础性、前沿性和选择性，培养学生的科学素养和绿色化学的环保理念[1-2]。高中化学新课程总目标主要涉及知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个大方面。

知识与技能 学生通过学习化学现象的本质，运用化学知识技能，通过化学实验掌握化学基本概念和原理，揭示化学变化的基本规律，最终帮助学生形成化学科学的基本观念，在学习和生活中可以自主解决化学有关的问题[3]。

過程与方法 高中化学新课程标准要求教师在教学过程中，通过科学探究过程培养学生的科学探究能力，鼓励学生在化学实验过程中主动思考问题，运用现代化的教学手段对教学内容进行整合，培养学生的自主学习能力，最终实现化学综合能力的提高。

情感态度与价值观 高中化学新课程要求在高中化学教学中达到德育的最高境界——润物细无声。影响学生情感态度与价值观的因素很多，如学校环境、家庭环境以及社会环境等，都对学生价值观的树立起着直接的重要作用。教师在教学过程中需要激发学生的学习兴趣，培养学生的绿色化学理念，形成正确的学习态度和科学的价值观。

2 微型化学实验的特点

微型化学实验和常规性化学实验的实验原理是一样的，但是在实验过程中用到的实验药品和实验仪器不同，所以实验步骤以及在实验中需要注意的事项均有差异。和常规性化学实验相比，微型化学实验具有独特的优点。

1）微型化学实验仪器比较简单，小巧而容易携带。一些微型化学实验器材来源于平常生活中，如小型注射器、橡胶管、小夹子、矿泉水瓶子等，这些器材便于教师携带到教室，直接在课堂教学中师生共同完成化学实验。常规化学实验大部分是玻璃器材，在搬运过程中很容易碎，所以实验需要在化学实验室里完成。因此，设计微型化学实验可以为学生大大节约时间，提高学生的参与度，培养学学生的动手能力和自己组装器材的技能。尤其是一些办学条件差的学校，缺少实验设备和实验药品，可以采用微型化学实验。

2）微型化学实验本着绿色环保的化学理念，保证对一些危险系数比较高的化学实验进行安全操作，对于一些容易挥发的有毒气体做到空间完全封闭和后期有毒气体充分回收，大大节约实验成本。因此，微型化学实验适用于一些有气味或者有毒气体的制备，如氯气的制备、硫化氢气体的制备、二氧化硫气体的制备、一氧化氮气体的制备等。

3）微型化学实验有利于推广项目化教学、随堂实验、课外活动实验等，丰富高中化学实验形式。传统的化学实验局限于实验室，对学生实验能力考核存在一定的局限性。微型化实验采用多样化的实验教学形式，可以考核学生对化学实验的创新能力、探究能力、动手能力、合作能力等，综合化的考核有利于提高教学质量。

3 微型化学实验教学案例分析

以高中化学“氯气的制备与性质”实验课为例，这节课作为高中化学实验中比较重要的内容，也是每年的高考热点。高中化学新课程目标要求本节课的知识与技能目标：学生通过实验掌握氯气的物理性质和化学性质，同时了解氯水的漂白性质以及氯气的应用。实验过程与方法：采用教师指导、学生主导的实验教学方法，对学生进行分组合作实验，实验过程中注意氯气在制备过程中是否存在泄漏问题，以及如何处理实验中的突发事件。情感态度与价值观：实验中帮助学生树立运用化学知识来解决生产生活中实际问题的能力。下面对比介绍常规性实验和微型化实验两种教学方法，通过对比总结微型实验的好处，总结微型化学实验的推广价值。

实验目标与实验原理 通过氯气的制备，验证氯气的物理性质和化学性质，并且了解氯气的用途。比较常规性化学实验和微型化实验的关系，在实验中培养学生的动手能力、探究能力、思维创新能力和团结合作能力等。实验中化学反应方程式如下：

2MnO2 +4HCl（浓） 2MnCl2+2H2O+Cl2↑

Cl2+H2O==HCl+HClO

Cl2+2KI==2KCl+I2

Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O

常规化学实验设计

1）实验药品：二氧化锰固体、浓盐酸、淀粉-碘化钾溶液、0.1 mol/L氢氧化钠溶液等。实验仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶和烧杯等。高中化学教材中常规性化学实验装置见图1。

2）实验步骤：首先检查各个装置的气密性；由上到下、由左到右进行装置安装；全套装置进行气密性检查；先加固体，再加液体，进行药品添加；开始化学实验并收集气体。

3）实验中注意事项：二氧化锰为难溶于水的黑色粉末，实验前需要对其进行研磨，保证充分快速地进行化学反应；反应中需要用到浓盐酸（稀盐酸不参加化学反应），由于浓盐酸具有挥发性，因此在滴加过程中不宜过快；另外，氯气制备实验反应过程中必须加热，但是加热温度不宜太高。

4）实验中存在的不足：实验过程中整套装置处于半封闭状态，有毒气体的排放会污染环境；实验装置比较烦琐；玻璃仪器很容易碎，学生操作过程中存在不安全因素；安装实验装置比较耗时，一般学生需要大半时间进行气密性检查，浪费宝贵时间；氯气的制备实验和性质的检测实验装置分开后浪费大量实验药品；装置比较复杂，且有一定的成本，需要实行小组化实验，不能保证所有学生都参与实验。

微型实验设计

1）实验药品：浓盐酸、高锰酸钾固体、淀粉-碘化钾溶液、0.1 mol/NaOH溶液、无水氯化钙固体等。实验仪器：小型注射器一支、微型试管、小夹子一个、微型干燥室、微型反应室等。自主设计的微型实验装置见图2。

2）实验步骤：首先检查装置的气密性；在微型干燥室中放入无水氯化钙固体，在微型反应室中加入红纸和淀粉-碘化钾试纸，并且用夹子把橡胶管夹紧，用橡胶塞或者木塞塞紧出口；在微型处理室中加入0.1 mol/NaOH溶液；在微型制取室中加入三匙高锰酸钾固体，并用橡胶塞塞紧；用小型注射器往微型反应室中缓慢加入浓盐酸，同时观察微型反应室中红纸和淀粉碘化钾试纸的变化；实验结束后，打开止水夹，产生的氯气进入微型处理室，吸收比较完全。

3）實验中注意事项：实验过程中橡胶塞一定塞紧；往微型反应室中滴加盐酸要缓慢；实验最后打开止水夹，氯气完全吸收。

4）实验创新性表现：实验过程中整套装置处于完全封闭状态，防止有毒气体氯气逸出，微型化学实验过程中无污染，比较环保；实验装置比较简单，便于携带且操作起来方便，大大节约课堂时间，提高了实验效率；整套装置设置大方美观，学生可实现零死角观看；实验器材生活中都有，节约了实验成本；实验尾气处理中连接很多带有细小孔的塑料瓶子，可以保证尾气吸收完全。

4 微型化学实验推广价值

以“氯气的制备与性质”这节实验课程为例，分别介绍常规性化学实验和微型化学实验的实验药品和实验仪器、实验步骤、实验中的注意事项、实验不足与创新性等，对比两种实验。总结微型化学实验有以下推广价值：

1）微型化学实验在制备氯气过程中实现气体制备、气体性质实验和有毒气体尾气处理，减少了实验环节，节约了实验时间，实验教学课堂效率大大提高；

2）微型化学实验实现气体制备、性质检验和后期处理一体化，既巩固了系统化的知识体系，又培养了学生良好的环保意识和实验素养[4]；

3）微型化学实验对于一些有气味、有毒的气体（氯气、二氧化硫、硫化氢、一氧化氮等）制备都比较实用，操作装置在封闭环境中，没有气味，没有污染，符合高中化学新课程标准中提倡的绿色化学理念；

4）微型化学实验装置简单，便于师生携带，操作起来简单安全，学生可以独立操作，培养自主学习能力；

5）微型化学实验实验药品用量少，实验仪器简单，大大降低实验成本[5]。

落实高中化学新课程教学目标，微型化学实验得到应用和推广。但是目前很多高中学校中应用微型化学实验的并不多，主要是其除了存在上述优点之外，还有一些问题需要在推广中不断进行改进：部分化学实验微型化之后，尤其是定量实验误差比较大；微型实验设备多是比较常见的塑料制品，不适用于一些需要高温加热的实验；微型实验中一些操作不是特别规范，不利于培养学生严谨的科学精神。

总之，微型化学实验的推广需要教师、学校和有关教育部门的共同支持，充分利用微型化学实验的优点，如实验成本低、实验简单易操作、实验过程环保等。微型化学实验不是对常规性化学实验的缩小，更不能完全取代常规性化学实验，其可以和常规性化学实验在教学中发挥相辅相成的作用，各自发挥优点，共同提高教学质量。

参考文献

[1]师素方.推广微型化学实验 深化中学教学改革：对武汉市高中微型化学实验实施现状的调查及其思考[D].武汉：华中师范大学，2005：5.

[2]唐劲军，黄瓅，王凡.中学微型化学实验的实施现状及对策研究[J].化学教育，2014，35（3）：69-72.

[3]彭实，刘鸿.中学化学实验绿色化研究[M].北京：人民教育出版社，2013：73.

[4]王艳，杜君.微型化学实验课程资源的开发策略[J].山西大同大学学报：自然科学版，2008，24（6）：91-93.

[5]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，2016，33（3）：65-67.