基于绿色理念的“化学微实验”在中职化学教学中的运用

刘明霞

[摘           要]  化学实验是中职化学教学的重要组成部分，在传统的化学实验课堂中，使用较多的化学试剂，不仅造成了药品的浪费，还产生了较多的“三废”，造成环境污染，不符合绿色化学理念。如何寻求一种既能保持化学实验的教学目标，又能降低药品消耗和环境污染的实验策略，成为化学微实验的诞生初衷。探讨了化学微实验在中职化学教学中的应用，彰显了化学微实验的微型化、可操作性强、探究性强的特点，有利于学生更好地开展自主学习，有助于充分提升学生的实践能力和创新能力。

[关    键   词]  绿色理念;化学微实验;中职化学

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A               [文章编号]  2096-0603（2021）05-0156-02

一、引言

绿色化学理念的核心是环境无害化。对于中职学生而言，化学学科的知识体系比较抽象，较难通过课本上面的文字充分掌握化学的知识内核，学生对化学学科的学习兴趣也不甚强烈。而传统的中职化学实验课堂以教师讲解为主，学生处于被动接受的地位。这种传统教学模式既不利于学生创新思维能力的培养，也不利于学生综合素质的提升。由于化学是一门以实验为基础的自然科学，实验知识的学习、实验技能的培养是中职化学教学的重要内容。在常规的化学实验课堂中，需要使用较多的化学试剂，不仅造成了药品的浪费，还导致较多的“废液、废气、废渣”，这些“三废”会造成一定的环境污染。而化学微实验可以用尽量少的化学试剂、简单的仪器设备，依据具体化的实验目标开展实验。此外，由于化学微实验的微型化、安全性强的特点，可以让学生自己动手操作，提升学生的实践能力和创新能力，突出学生的主体地位。

二、传统实验和化学微实验的区别

传统实验和化学微实验的区别大体上可以分为两个方面，一是实验操作本身相关的区别，二是对学生能力培养方面的区别，具体如表1所示：

由表1可知，传统实验模式对试剂的消耗量大，实验成本高，因此后續的“三废”就比较多，一旦发生实验意外，产生的安全隐患就比较大。而化学微实验使用的试剂量小，因此成本小、“三废”少，实验安全隐患依然存在但危害程度要小很多。

另外，传统实验模式中，学生是化学实验课堂的“观众”，被动地接受教师的展示性实验教育，不能亲自动手操作，不能获得“一手”的经验数据。传统实验模式无法调动学生的积极兴趣，缺乏对化学现象的思考和与教师的互动，不利于探究能力的培养。而化学微实验具有让学生分组参与或者人人都参与的能力，通过对化学药品的亲自称量、化学装置的亲自搭建、化学过程的亲自跟踪，获得视觉、嗅觉方面最直接的“一手”经验，从而更好地理解化学反应过程和原理，在参与中真正理解化学反应的过程和原理，充分激发了学生的化学兴趣和积极性。通过直观的操作和观察，学生可借助化学微实验验证书本知识与实验实践，从而形成观察实验现象、触发实验思考、形成知识探究、深化知识体系的良性循环。

三、“化学微实验”在中职化学教学中的作用和价值

（一）激发化学学科兴趣，提高课堂教学效率

化学以实验为基础，并通过对化学现象、结果的总结形成化学科学认识。化学微实验是实验教学模式的改革，是一种新颖的实验策略，可提供学生亲自操作的机会，从而有效激发学生的学习兴趣，并通过切实接触化学实验器材和化学试剂，提升对化学的直观认识，增强学习的积极性和主动性。这种内因层面的转变对于学生化学理论知识的学习和实验技能的提升非常重要，有助于学生构建化学知识体系。在后续的教学中，学生会更加认真地听讲，更加主动地与教师探讨化学科学问题，从而提升课堂教学效率。

（二）提升学生实验操作能力，拓展学生化学思维

化学微实验的仪器重本质功能轻外在特征，可从日常生活用品中就地取材，可在不影响功能的前提下进行巧妙替代，再加上试剂使用上的微量性，因此可以满足整个班级的学生同时开展自主操作，锻炼并提升学生的实验操作能力。通过化学微实验的自主操作，加深了学生对化学的亲切感，降低了化学的神秘感，进一步触发更深层次的思考和探究，从而增强对化学反应现象的思考，对化学反应过程和规律的认识。通过实验探索，不断地锻炼操作能力，不断地积累经验、拓展思维，形成化学学科核心素养。

（三）强化环保意识，树立绿色化学理念，树立使命感和责任感

化学微实验符合绿色化学理念，由于试剂量少，大大降低了实验成本以及“三废”的生成和排放，有助于强化学生保护环境的意识、原子经济性意识。教师在化学微实验开展过程中可适当描述我国化学化工行业的发展现状，使学生了解到我国化学化工行业目前还存在局部粗放性、污染性、附加值低的特点，使学生树立学习报国的使命感和责任感，提升核心素养，促进全面发展。

四、“化学微实验”在中职化学教学中的运用策略

（一）明确化学微实验的教学目的

在中职化学教学中，首先要明确化学微实验设计和开发的目的，要明确化学微实验的设计初衷，想要阐述什么化学知识点，想要通过化学微实验让学生明白什么化学原理、观察什么化学现象、启迪何种化学思维以及如何借助化学微实验培养学生的实验动手能力，塑造何种情感态度和价值观等。

例如，在进行“酸碱中和滴定”的化学微实验设计时，教师可以根据教学目的提出实验目标：（1）掌握酸碱中和滴定的原理和有关计算;（2）学会酸碱中和滴定的实验操作方法;（3）掌握指示剂的使用和判定。在此原则指导下培养学生宏观辨识和微观探析能力，能够树立动态的变化观和平衡思想，能够通过观察个体实验现象，总结归纳本质规律认识，强化探究意识。同时将绿色环保的理念灌输进化学微实验之中，提升学生的科学态度和社会责任感，实现中职学生的知识、技能、科学态度和责任感的全面提升。

（二）围绕教材实验内容进行科学设计

《中职化学课程标准（2020）》的课程结构表明中，化学实验占据了相当一部分比例，是化学知识体系的重要组成部分。因此，化学微实验的设计应当在中职化学课程标准这个框架内，积极涵盖化学知识和实验操作技能，科学预估实验风险，合理设计实验的难度和类型。在充分保障学生安全的前提下，引导学生主动操作化学微实验，通过视觉、触觉观察实验现象，探究实验原理，积累实验智慧。

例如，《中职化学课程标准（2020）》中的“溶液、胶体和渗透压”“滴定分析法”“杂环化合物和生物碱”“糖的性质”等，就比较适合进行微型化学实验设计及创新。在对课程标准规定实验进行微型化设计时，应充分考虑教学目的和学校客观情况，从实验素材的选择、实验装置的替代、实验过程的思维拓展等维度进行综合考虑，既能强化学生的动手能力，树立绿色化学意识，又能激发学生的实验兴趣，拓展探究思维。

（三）创新及巧用微型仪器

微型实验装置和使用微量实验试剂的是化学微实验的主要特征。在微型实验装置的开发和研究方面已经有许多一线教师和学者参与其中，或对常规实验仪器的体积进行了同比例缩小，或对实验仪器的功能进行了一体化设计，也有对教材实验的思路进行了创新。为了实现节约试剂、减少“三废”、绿色环保等理念，有的教师对微型仪器进行了巧妙替代或改造。例如，利用医疗上的水溶性药物包装瓶清洗后作为反应瓶，药用玻璃具有较好的结构强度和耐热性，虽然不具备传统的茄形瓶流线型的曲线，但其棱角对化学反应过程没有明显影响;使用带控制阀的输液软管作为恒压滴液装置代替蠕动泵，实现了杂环化合物制备过程中的连续加料、恒速加料操作，降低了实验成本，也避免了一次性加料导致的热量集中释放，降低了实验风险。

（四）以学生为本，实验安全放在第一位

安全问题是化学实验要考虑的首要问题，化学微实验教学手段因其所用的化学药品剂量很小，在提供学生操作和探究机会的同时有效降低了实验风险，在常规实验服、口罩、手套的防护下，可为学生的实验安全提供可靠保障。在化学微实验教学模式下，大范围燃烧、中毒、爆炸等危险事故的发生概率基本为0，可有效保障学生安全，提供给学生探究实验过程、提升实验技能的机会。

五、结论与建议

（一）结论

绿色理念下的化学微实验，具有低成本、低污染和高安全性的特点，填补了传统化学课堂实验的不足，受到中职教师和学生的普遍接受和认可。有效提升了中职学生的主体地位，拓展了化学实验教学的方式，让中职学生成为实验的主人。通过中职学生亲自操作实践和积极探究，有效地促进了中职学生化学知识体系的构建，促进了学生化学学科核心素养的培养、环保意识的强化，具有较好的理论意义和实践价值。

（二）建议

化学微实验在中职化学教育中的运用和研究刚刚起步，相關理论体系和技术环节还不够成熟、不够系统、不够完善，教师、实验设计、教学管理方面还存在一些问题需要深入挖掘，广大中职化学教师应在化学教学中不断探索和完善，切实提高化学微实验在中职化学教学中的作用和成效，促进中职化学人才的培养和输送。

参考文献：

[1]陈元安.绿色化学理念在化学教学中的具体应用[J].化工管理，2020（5）：21-22.

[2]王素芳.浅谈化学微实验与学生问题意识的培养[J].中学化学教学参考，2017（4）：53-54，75.

[3]董海峰.化学实验教学改革研究[J].化工设计通讯，2020，46（4）：180，202.

[4]李志锋，张树巧，王晓峰，等.化学实验教学与实践中的环保策略及途径探讨[J].实验室科学，2019，22（2）：206-209.

◎编辑 王亚青