微型化学实验在高中化学教学中的运用研究

孙丽丽

(江苏省连云港市城头高级中学 222000)

微型化学实验，最为重要的就是“微”，也就是选择更加简易的化学实验装置，实验中减少化学试剂，简化实验流程的一种化学实验方式.受实验中化学药品和试剂使用量减少这一因素的影响，化学实验中所需的反应时间也明显减少，但却能够达到安全、准确、操作简便、绿色环保等目标.微型化学实验于20世纪80年代起源于美国，并在逐步推广，80年代末引入我国，并在高等院校的化学教学中开展教学实践.自此以后，微型化学实验的教学模式逐渐被认可，技术逐渐成熟，并慢慢推动中学化学实验教学的改革.所以，在教学中高中化学教师应重视化学实验教学，根据教学改革的需求，积极优化与推广.

1 微型化学实验的特点

1.1 微小

微型化学实验提倡在实验中尽可能少的使用化学试剂和药品，使用微小的仪器开展实验研究，以减少实验过程中的材料损耗，节约实验成本.比如，在合成实验操作中，使用容量为10mL的小烧瓶替代传统仪器，可以有效节省超过80%的实验成本，也能够为学生提供更多自主参与实验的机会.另外，微小的实验仪器要求学生在实验操作中细心、认真，在不知不觉中培养学生的耐心、毅力，以及严谨的实验态度.

1.2 快捷

微型化学实验的操作流程简便，耗时较少，能够有效提升实验效率.比如，与常规合成阿司匹林的实验方式相比，微型实验能够将原有实验所需的2小时缩短至1.5小时.传统实验模式下，只能完成纸层析一项实验，而在微型化学实验模式下，能够同时实现纸层析、薄层层析两项实验内容，留给学生自主思考和钻研的时间较多，能够静心观察实验反应中的变化情况，培养学生良好的实验习惯.

1.3 灵活

微型化学实验所使用的仪器设备较为灵活，相互之间能够实现巧妙的配合.比如，可以使用玻璃钉、小漏斗组合而成过滤装置，使用医用点滴管替代滴管，将小漏斗与烧瓶组合成简易装置以起到回流作用，使实验过程中加热产生的溶剂挥发减少等.小巧轻便的实验仪器不但能够激发学生参与实验的热情，更能够集中注意力专心实验.并且仪器之间的分配与组合，还鼓励学生积极想象，大胆创造，开展具有创新性的尝试，这样可以使学生的发散思维得到锻炼，并且在实践中提升动手能力.

2 微型化学实验的优势

2.1 节约实验成本

所谓微型化学实验就是采用微剂量的试剂盒微型实验仪器开展的化学实验，这样能够减少购置化学试剂的支出，且微型仪器价格相对低廉，能够有效缓解化学实验课的经费压力.

2.2 提升实验效率

由于微型实验过程中所需的化学药品和试剂用量较少，所以能够明显缩短实验所需的时间，提高实验效率.这样，就可以在实验教学的过程中适当地增加实验内容，使学生获得更加丰富的体验，收获更多的知识.

2.3 增强环保效果

化学实验需要对物质成分进行反应、置换等，其中必不可少的会产生一些有害的物质，对环境污染具有一定负面影响.而微型化学实验模式的应用在减少化学试剂用量的同时，也能够有效减少废弃物的生成.对于绿色化学的发展和推广具有重要意义.

2.4 提升学生实践能力

微型化学实验仪器微小、操作简便，实验过程中化学反应快，所以对实验操作的精细度提出更高的要求.只有学生怀有认真严谨的态度才能完成实验任务，所以高中生做好实验课前的预习和准备，在实验过程中精准操作，认真观察十分必要，对于提升学生动手实践能力至关重要.

3 微型化学实验的应用路径

3.1 鼓励创新，增强实验效果

在实践操作中验证猜想是开展高中化学实验教学的主要目的.所以在教学活动中，教师应充分打破传统教学理念和课堂模式对学生的约束，为学生提供亲手操作、亲眼观察、静心思考的机会，在开展实验操作的过程中，通过设计实验、组装实验装置、开展实验操作、观察实验反应、分析实验结果，学生能够更加深刻地认识到化学实验的科学严谨性，对于培养学生正确的科研态度具有重要意义.在高中化学教学中应用微型化学实验模式可以为学生提供更多自主参与实验的机会，并且更具安全性.在教学中结合教材内容引导学生自主设计实验，能够锻炼学生的实践能力，促进培养高中生思维创新.在此过程中，学生更能够发现化学实验的奥秘，通过动手实践证明化学理论，在探究中培养兴趣，获得成就感，可以促使高中生在实验中严格要求自己，养成良好的实验习惯.

例如，在乙酸乙酯的实验教学中，实验伊始，需要做好准备装置准备，即由两支试管相连的导管、酒精灯、铁架台组成.实验中，将乙醇、浓硫酸混合物放置于其中一支试管中，再将放入乙酸.点燃酒精灯加热试剂，并使用连接装置向另一支装有饱和碳酸钠的试管中导入生成的蒸汽，再次加热后振荡试管，分层.通常，这种实验操作较为枯燥，难以激发学生的兴趣.所以，为有效提升实验课堂的教学效率，教师应引导学生发扬创新精神，改进实验装置，比如将传统的实验装置改成W型装置，简化操作程序，节省操作和试剂反应时间，提升实验效率.由此可见，微型化学实验的开展是鼓励学生大胆创新，培养发散思维的良好方式，并有助于提升实验教学的效果.

3.2 渗透问题，深化实验内涵

微型实验要求在实验过程中全面把握实验的目的、步骤、内容、现象以及实验结果，只有这样，才能深入地理解化学知识和原理，达到满意的教学效果.然而，教学问题的设置是引导学生思考，推动学生掌握知识重点，突破知识难点的重要线索，在化学实验教学中也应充分重视起来.所以，在微型实验教学的开展中，教师可以结合教学目标渗透化学问题，鼓励学生带着疑问自主探究，在实验过程中能够认真观察、仔细分析、严密思考，严格把握试剂的用量，明确实验仪器的操作方法，熟练掌握实验流程，使实验过程变成实验问题的求解过程.

比如，在关于采用沉淀法去除粗盐中杂质的微型实验中，教师可以根据教材的内容在实验前提出问题：实验中为什么使用蒸馏水溶解粗盐？怎样确定使用蒸馏水的量？在实验操作中，需要应用到哪些化学方法？怎样用化学语言解释实验现象？这些问题的设置贯穿于实验操作的始终，学生带着这些疑问认真操作、观察和分析，能够循序渐进地引导学生深入思考，加深学生对化学实验的了解，掌握课堂教学的重要知识内容.同时，微型化学实验在高中化学实验教学中所具有的应用价值也被充分地显示出来，能够促使学生提升对微型实验的重视程度.

3.3 巧用实验仪器，提升实验效率

微型化学实验重视简约装置和减量试剂，所以教师应鼓励学生结合实验目的和内容合理选择实验仪器，以达到最佳的实验效果.

比如，在开展物质的制取与性质的探究实验中，可以使用塑料滴管进行操作.W型玻璃管与微型塑料滴管的配合使用能够更加快速地实现实验制取的目的，并且具有重要的环保价值.比如，在二氧化硫、氧气、氯气、氢气等的制取中都十分适用.例如在氧化铜的还原实验中，可以适用微型塑料滴管和W型玻璃管将氢气的制取和性质进行整合实验，将装有稀盐酸的微型塑料滴管与W型玻璃管组合连通成为简易实验装置，W型玻璃管内侧凹点位置放置Zn，外侧凹点部位放置氧化铜，并使用微型酒精灯在下方加热.在实验过程中，应提醒学生细心操作，注意安全，酒精灯加热前先通入氢气，将实验装置中的空气排除，以免实验中出现爆炸情况.

另外，注射器管壁有刻度，且具有良好密闭性，高中化学实验中有许多需要借助注射器进行，所以，值得在教学中充分利用起来.在教学中，教师应先结合实验教学的内容激发学生对实验的兴趣，鼓励学生自主开展实验.比如，在浓氨水和浓盐酸的化学反应实验中，引导学生将制作好的棉花团放置在玻璃管中，并使用注射器向棉花中注射浓盐酸、浓氨水，发现白烟生成后，依据白烟的位置推测HCl、NH3分子运动速率.不但能够通过实验获得教材中说明的实验效果，还可以观察到实验中的趣味现象，使课堂教学更具趣味性，吸引学生积极观察，加强对实验原理的理解，能够自主学习化学知识.

3.4 废物利用，响应环保化学理念

减少化学实验过程中的浪费，节约化学试剂和实验成本是微型实验应用于高中化学实验的重要目的，使用生活中的废旧物品开展化学实验也是微型化学实验提倡的方式.基于此，教师应在化学微型实验教学中鼓励学生收集并利用身边的废旧物品，利用生活中常见的容器、材料等替代常规化学实验装置，以减少化学实验中的仪器损耗，减少不必要的实验支出.比如，使用滴眼液瓶代替滴瓶、使用带有刻度的废旧玻璃奶瓶代替烧杯、使用点滴管替代滴管等.这样能够缩减准备化学实验器材所需的成本和时间，并且可以保证化学实验的顺利开展.这要求高中化学教师能够善于发现生活中的废旧物品，并能够将其应用到微型实验之中，分析利用废物的化学实验与标准化学实验的差别，以免所使用的器材难以满足化学实验的要求.同时，教师还应鼓励学生自主收集废旧物品、制作实验器材，挖掘学生的想象力和创造力.对于学生而言，收集和制作实验器材的过程其实就是对化学实验材料深入了解的过程，不但能够锻炼学生的动手能力，还能够更加系统、全面地理解化学实验的内涵.

化学实验是高中化学的重要组成部分，随着课程改革的推进，实验的作用受到广泛关注.但是，传统的化学实验相对刻板，且实验消耗较大，微型实验的引入突破了传统实验教学的限制，采用简便的化学仪器，少量的化学试剂，能够达到实验准确性和安全性的目的.对此，高中化学教师应优化微型实验教学的设计，结合生活实际，灵活引导学生开展微型化学实验.