高中新課改中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略.doc

高中新課改中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略徐桂英，何莎，徐土根（杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院,浙江杭州310036）摘要中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施可進(jìn)一步深化化學(xué)新課程改革。改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、將教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化改進(jìn)，成為在中學(xué)化學(xué)課堂實(shí)施微型實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單可行的策略。關(guān)鍵詞中學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；策略中圖分類號(hào)O6-3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1008-5149（2009）04-0147-02我國(guó)從2003年4月開始又進(jìn)行了新一輪的課程改革，新課程以“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展”為宗旨，倡導(dǎo)“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式1。高中化學(xué)新課程還單獨(dú)開設(shè)了“化學(xué)實(shí)驗(yàn)”選修模塊，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性不言而喻。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)(Microscale Laboratory簡(jiǎn)寫為ML)，具有安全、節(jié)約、污染少甚至無污染、現(xiàn)象明顯、操作方便簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)2，與新課程理念很好的吻合。如何在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中實(shí)施微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為中學(xué)化學(xué)教師關(guān)注的焦點(diǎn)。1改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，落實(shí)探究學(xué)習(xí)我國(guó)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式大部分是教師演示，即使是學(xué)生實(shí)驗(yàn)也以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可表示為：在新課程背景下開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可采用實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)模式，如下圖所示：以上面同樣的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探究式微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)片段：【復(fù)習(xí)引入】：堿金屬元素、鹵族元素、同一主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，并分析原因。（通過提問，學(xué)生回答，教師總結(jié)糾錯(cuò)）【學(xué)生提出問題】：既然同一主族元素性質(zhì)遞變有規(guī)律性，那么同一周期元素性質(zhì)變化是否也有規(guī)律呢？如果有，那規(guī)律又是怎樣的呢？【學(xué)生討論】：最好選擇短周期的元素來考查，后確定為第三周期，并且也要從原子結(jié)構(gòu)入手分析。【提出假設(shè)】：經(jīng)分析可初步假設(shè)Na、Mg、Al金屬性依次減弱的?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】：學(xué)生設(shè)計(jì)了各種實(shí)驗(yàn)方案，如分別與鹽酸反應(yīng)、與水反應(yīng)、相互置換、與硫粉反應(yīng)等。然后分析其可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，確定最佳方案。【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】：用每個(gè)同學(xué)座位上的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，自己組裝儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。【得出結(jié)論】：根據(jù)觀察到的反應(yīng)劇烈程度和產(chǎn)生H2的快慢，證明假設(shè)正確?！具w移】：同一周期元素從左到右非金屬性增強(qiáng)。以上教學(xué)中每個(gè)學(xué)生都可以親自設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生非常主動(dòng)參與教學(xué)過程，各種實(shí)驗(yàn)技能得到訓(xùn)練的同時(shí)體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的快樂。2將教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化改進(jìn)一是改進(jìn)涉及有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。有毒氣體的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一直是化學(xué)教學(xué)中非常棘手的問題，微型實(shí)驗(yàn)可有效解決這個(gè)難題。我們可將常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化設(shè)計(jì)，盡可能少用或不用有毒試劑，有毒氣體進(jìn)行密封操作。如氯氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將氯氣收集在注射器內(nèi)備用，因?yàn)樽⑸淦髅芊庑院茫僮魅菀?，氣體量可控制。如在學(xué)習(xí)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響時(shí)，教材3上是利用反應(yīng)NO=2N2O4，NO2是有毒氣體，要在通風(fēng)廚中進(jìn)行。我們可利用身邊的用品設(shè)計(jì)成無毒的演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)。具體操作如下：在20mL的注射器內(nèi)加入約1克碳酸鈣，然后用注射器的針頭吸入5mL廚房用的白醋，趕緊用膠帶將針頭封住。待注射器內(nèi)不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，慢慢地將注射器的活塞外拉，再慢慢地將活塞往里推。要求學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析其中的原理（已知CO2和H2O的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)）。裝置如圖所示：在驗(yàn)證HClO的漂白性時(shí)，教材上要求兩瓶干燥的氯氣和干濕兩塊有色布條。干燥氯氣要使用濃H2SO4（危險(xiǎn)品）且有色布條褪色速度較慢，時(shí)間長(zhǎng)了氯氣泄露嚴(yán)重。如果將該實(shí)驗(yàn)改為：用排水法收集一瓶氯氣，分別用細(xì)線拴住鮮紅玫瑰花瓣和在太陽(yáng)下曬干的干紅玫瑰花瓣，放入集氣瓶中，蓋上玻璃片。可觀察到鮮花很快褪色，而干花幾乎不褪色。二是改進(jìn)現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)。如鎂投入冷水中幾乎看不到氣泡，所以學(xué)生甚至部分教師就認(rèn)為“鎂不跟冷水作用，只能跟沸水起反應(yīng)產(chǎn)生氫氣”。如果將該實(shí)驗(yàn)做如下改進(jìn)，可加深人們對(duì)鎂與水反應(yīng)的認(rèn)識(shí)：“鎂不是不跟冷水反應(yīng)，而是容易與冷水反應(yīng)，更容易與熱水反應(yīng)，鎂是一種活潑金屬”。具體操作如下：取一段擦去表層氧化膜的鎂條，卷成螺旋狀，放入盛滿水的注射器中（最好用大型號(hào)的注射器，并將活塞拔出，用橡膠塞封住針頭），再將其倒扣在盛有水的水槽中，可以很快觀察到氣泡不斷冒出。幾分鐘后,溶液變?yōu)榘咨珳啙?，注射器?nèi)的液面下降。反應(yīng)完成后，打開橡膠塞，將注射器的活塞輕輕內(nèi)推的同時(shí)，將燃著的火柴靠近針頭，H2安靜地燃燒。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：三是改進(jìn)藥品或儀器損耗較大的實(shí)驗(yàn)。鈉燃燒的實(shí)驗(yàn)教材4“觀察與思考”中實(shí)驗(yàn)2是這樣設(shè)計(jì)的：將一小塊鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察現(xiàn)象。經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)后的石棉網(wǎng)不能再次使用，如果其改為銅片5，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也非常明顯，實(shí)驗(yàn)后將銅片洗盡后還可再用。鐵在氧氣中燃燒常規(guī)實(shí)驗(yàn)是在集氣瓶在進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)時(shí)火星四射，集氣瓶隨即炸裂，儀器損耗十分嚴(yán)重，我們可將集氣瓶改為裝維生素E的透明塑料瓶，避免炸裂，造成浪費(fèi)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，每個(gè)學(xué)生都希望自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)艹晒?，所以他們就?huì)很努力的獨(dú)立思考，去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器、探索實(shí)驗(yàn)條件等，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯提高。為了獲得成功的體驗(yàn)，有時(shí)還會(huì)親自發(fā)明制作一些簡(jiǎn)易代用品，創(chuàng)造條件做自己喜歡的實(shí)驗(yàn)，探索自己感興趣的問題，創(chuàng)造發(fā)明新實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)多以探究性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)的目的不僅是為了獲得預(yù)想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更重要的是經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)研究的探索過程，通過親身經(jīng)歷獲得的知識(shí)的理解得最深刻，還會(huì)在