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在實驗化學教學中倡導微型化學實驗
在實驗化學教學中倡導微型化學實驗
【摘要】蘇教版高中《實驗化學》專題3火柴頭中硫元素檢驗實驗作為學生實驗，采用課本的實驗方案，在具體操作中會產生大量的有毒氣體二氧化硫。我根據具體問題對實驗裝置進行了改進，使實驗裝置微型化，空氣污染的問題得到改善。學生的興趣也大大激發了。
【關鍵詞】環保 微型化實驗
蘇教版高中《實驗化學》教材根據實驗設計的特點和一般要求，在充分考慮學生的認知水平和思維特點的基礎上，加大了實驗設計的比例。比起老教材，所選用的實驗關注探究性主題。實驗化學有別與化學實驗，真正體現了實驗是化學的基礎。這都是值得肯定的。但有的實驗 作為學生實驗，在具體操作中，發現存在的問題很多。比如蘇教版《實驗化學》專題3：火柴中硫元素的檢驗的實驗，根據課本給出了兩個方案進行操作，每組學生大概要用掉半盒火柴產生大量的有毒氣體二氧化硫，不利于師生身體健康，對環境造成污染，不符合綠色化學的理念。
我根據具體問題對實驗裝置進行了改進，使實驗裝置微型化，空氣污染的問題得到改善。學生的興趣也激發了。
一、課本實驗方案操作注意點，及存在的問題 。
方案1：取兩只潔凈的大小不一的燒杯，小的為甲、大的為乙，在乙燒杯中加入10mL淺紅色0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液，如圖所示。
將多根安全火柴伸入甲燒杯中，再用一根燃著的火柴點燃火柴頭，待火柴頭完全燒完，即將火柴移出，迅速將甲燒杯倒扣在乙燒杯上，輕輕振蕩乙燒杯。
操作注意點：1、將多根（3-4根）安全火柴伸入甲燒杯中，再用一根燃著的火柴點燃火柴頭，待火柴頭完全燒完，即將火柴移出，迅速將甲燒杯倒扣在乙燒杯上，輕輕振蕩乙燒杯。2、酸性高錳酸鉀濃度應配制的較低，教材中0.01mol/L的酸性高錳酸鉀濃度偏高，建議使用0.001mol/L的酸性高錳酸鉀溶液。
缺點：所用的燒杯容積太大，火柴燃燒所得SO2量較少。要酸性高錳酸鉀溶液褪色需3-4根火柴，所需的時間較長。
方案2：用漏斗、試管、注射器、導管等組成如圖所示裝置。將多根安全火柴放在漏斗下面，用一根燃著的火柴點燃火柴頭，使火柴燃燒。慢慢拉動注射器的活塞進行抽氣，讓火柴頭燃燒產生的氣體通過淺紅色的0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液。
操作注意點：
（1）、可根據氣泡的快慢來判斷抽氣的快慢，抽氣不宜過快；
（2）、每次引燃4根火柴，兩次即可；
（3）、酸性KMnO4用量不宜多。
缺點：
（1）、實驗裝置太過于復雜，作為學生實驗不適合
（2）抽氣的速度很難控制
（3）、實驗需兩人合作
（4）、所需的火柴的量太多，大約需10根火柴
二、實驗裝置的改進——微型化學實驗
實驗方案：采用醫用小藥瓶，往小藥瓶加0.001mol·L-1KMnO4酸性溶液.，（也可以用花瓣代替0.001mol·L-1KMnO4酸性溶液）點燃一根火柴，迅速伸入小藥瓶中，并快速蓋上瓶蓋，震蕩小藥瓶。KMnO4酸性溶液顏色很快褪去。整個實驗只需用一根火柴，操作也非常的簡單。（醫用小藥瓶可以從校醫室拿，比如青霉素瓶，把外面的鋁殼用剪刀撬去，藥瓶有個橡膠瓶塞，整個形狀猶如縮小版的集氣瓶，學生非常喜歡。）
從學生實驗的情況看，這個實驗經過裝置改進后，達到的效果非常理想。
1、試劑和火柴的用量大大減少，既環保又節約。
2、小藥瓶非常容易震蕩，操作簡單，用時很短，現象明顯。
3、極大地激發了學生學習化學的興趣。所用的小藥劑瓶，就來自生活中，學生覺得化學和生活分不開，化學非常有趣，學好化學非常有用。
三、蘇教版《實驗化學》教學實踐存在的問題及解決的方法
蘇教版《實驗化學》教材在教材結構、實驗課題編排和內容選擇等方面都作了精心設計。與傳統教材比較，實驗化學教材的出現無論從形式上還是從實質上，都是一次重大的變化。其教材編寫具有鮮明特點。教材注重實驗的精選和設計，關注生活，倡導綠色化和探究性主題，是以往老教材所缺少的。老教材中更多的是有關性質的實驗，操作非常程序化、機械化。學生覺得很枯燥。但是通過教學實踐，蘇教版《實驗化學》在具體實施過程中存在很多問題： 1、根據教材的要求，每個星期至少開出一節實驗課。學校的實驗老師及實驗室的配備根本達不到要求，我們學校每個年級段十八個班級，但只有一個實驗老師，三個學生實驗室。沒有能力單為了高二每個星期開出實驗課。這種情況在臺州學校里非常普遍。
2、學校的實驗用品不能滿足教材的要求。實驗化學中有十個左右的實驗是全新的，所需的試劑和儀器學校根本沒有或只有少量。如制取阿司匹林用的乙酸酐我們學校的實驗室就沒有，縣里的化學試劑店也沒有。再比如減壓過濾所需的裝置，我們學校也只有幾套，根本不能滿足實驗的需要。
3、有些實驗作為學生實驗浪費嚴重，對環境造成污染。如上火柴中硫元素檢驗的實驗，一堂學生實驗課下來，整個房間全是二氧化硫氣體，對師生的身體造成一定的傷害，也污染了環境。
4、有的實驗操作步驟太多，實際操作困難，不適合作為高中學生實驗。比如阿斯匹林的制備。
5、課時安排不夠。實驗化學總共36課時，如果每個實驗都做，那根本沒有時間講解實驗和評價實驗。
實驗化學在具體教學中存在的問題確實非常多，但是實驗是化學的基礎，如果不讓學生自己動手做實驗，那么實驗化學也失去了意義。用只動腦實驗來代替動手實驗，那是非�？杀�。學生變成了機械的記憶機器，失去了動手動腦的機會;或者變成一個看客，旁觀老師的演示實驗。對化學的興趣也減弱了。那么如何去解決這個問題呢？我覺得在實驗化學的教學中可以采用微型化學實驗。微型化學實驗就是用盡可能少的化學試劑得到比較明顯的實驗結果的一種實驗方法。微型化學實驗所需的一部分儀器可以通過老師學生共同努力去尋找、去改進。比如減壓過濾的裝置可以改用普通的漏斗和洗耳球，改裝的過程中學生不僅開動了腦筋，而且也真正懂得減壓過濾的原理。最主要的是解決了實驗裝置供給問題，學生可以親自動手做實驗了。這比起按照課本內容死記減壓過濾的要點有趣多了 。這些簡易的微型化裝置也大大激發了學生對化學的興趣，使學生從被動的學習變成了主動學習。有利于培養學生既動腦又動手、理論聯系實際和解決實際問題的能力。微型化學實驗儀器使每個學生都有條件裝備自己的化學實驗箱，這就為改革化學課堂教學提供了方便與可能。
微型化學實驗所用化學試劑用量一般只為常規實驗的幾十分之一乃至幾百分之一，但其效果卻可以。這就節省了大量的試劑，符合新課改所倡導的節約理念。也使學校有能力開出盡可能多的學生實驗課。由于所用的試劑少，有些微型化學實驗比常規實驗的安全系數可能會更高一點，一些老師演示實驗也可以放手讓學生來做。也可以把實驗帶進課堂，跟教材同步，真正做到探究學習。有些實驗的儀器可以由學生自制，這樣可以讓學生自己在課外、在家里做一些探究性實驗。
微型化學實驗操作更簡單、更方便，所需的時間短。這樣一節化學實驗課里就可以做好幾個實驗，大大提高了效率，節省了時間。
雖然微型化學實驗有很多優點，也能解決實驗化學在教學中存在的一些問題。但是它也有許多缺點，比如實驗裝置微型化后，一些實驗基本操作的規范性被忽略了。而常規實驗可以培養學生的各種基本實驗操作技能。所以決不能丟開常規儀器和基本實驗操作來搞微型化學實驗，在實驗化學的教學中應根據實驗的內容、目的、現象和量的要求等進行選擇，揚長避短，把兩者有機結合起來，這樣才能符合實驗化學的要求，達到實驗化學教學的根本目的。
參考文獻：
【1】王祖浩，普通高中課程標準實驗教科書·《實驗化學》 [M].南京:江蘇教育出版社,2005.28
【2】曹錫章、宋天佑，《大學無機化學》，武漢大學出版社，2000
【3】.微型化學實驗與創新教育.化學通報.1999.No.5. 4 。
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