高中新課改中微型化學實驗實施策略.doc

高中新課改中微型化學實驗實施策略徐桂英，何莎，徐土根（杭州師范大學材料與化學化工學院,浙江杭州310036）摘要中學微型化學實驗的實施可進一步深化化學新課程改革。改變傳統(tǒng)的實驗教學模式、將教材中的實驗進行微型化改進，成為在中學化學課堂實施微型實驗簡單可行的策略。關(guān)鍵詞中學；化學實驗；策略中圖分類號O6-3文獻標識碼A文章編號1008-5149（2009）04-0147-02我國從2003年4月開始又進行了新一輪的課程改革，新課程以“提高學生的科學素養(yǎng)，促進學生全面發(fā)展”為宗旨，倡導“自主、探究、合作”的學習方式1。高中化學新課程還單獨開設(shè)了“化學實驗”選修模塊，化學實驗的重要性不言而喻。微型化學實驗(Microscale Laboratory簡寫為ML)，具有安全、節(jié)約、污染少甚至無污染、現(xiàn)象明顯、操作方便簡單等優(yōu)點2，與新課程理念很好的吻合。如何在中學化學教學中實施微型化學實驗成為中學化學教師關(guān)注的焦點。1改變傳統(tǒng)的教學模式，落實探究學習我國傳統(tǒng)的實驗教學形式大部分是教師演示，即使是學生實驗也以驗證性實驗為主。傳統(tǒng)的實驗教學模式可表示為：在新課程背景下開展微型化學實驗，可采用實驗探究性教學模式，如下圖所示：以上面同樣的教學內(nèi)容進行探究式微型化學實驗教學片段：【復習引入】：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，學生回答，教師總結(jié)糾錯）【學生提出問題】：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?！咎岢黾僭O(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)計實驗方案】：學生設(shè)計了各種實驗方案，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，確定最佳方案?！緦嶒烌炞C】：用每個同學座位上的微型化學實驗箱，自己組裝儀器進行實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象?！镜贸鼋Y(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。【遷移】：同一周期元素從左到右非金屬性增強。以上教學中每個學生都可以親自設(shè)計和動手實驗，學生非常主動參與教學過程，各種實驗技能得到訓練的同時體驗到學習的快樂。2將教材中的化學實驗進行微型化改進一是改進涉及有毒物質(zhì)的實驗。有毒氣體的制取和性質(zhì)實驗一直是化學教學中非常棘手的問題，微型實驗可有效解決這個難題。我們可將常規(guī)實驗進行微型化設(shè)計，盡可能少用或不用有毒試劑，有毒氣體進行密封操作。如氯氣的制備和性質(zhì)實驗時，可將氯氣收集在注射器內(nèi)備用，因為注射器密封性好，操作容易，氣體量可控制。如在學習壓強對化學平衡的影響時，教材3上是利用反應(yīng)NO=2N2O4，NO2是有毒氣體，要在通風廚中進行。我們可利用身邊的用品設(shè)計成無毒的演示或?qū)W生實驗。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，慢慢地將注射器的活塞外拉，再慢慢地將活塞往里推。要求學生仔細觀察實驗現(xiàn)象，并分析其中的原理（已知CO2和H2O的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)）。裝置如圖所示：在驗證HClO的漂白性時，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（危險品）且有色布條褪色速度較慢，時間長了氯氣泄露嚴重。如果將該實驗改為：用排水法收集一瓶氯氣，分別用細線拴住鮮紅玫瑰花瓣和在太陽下曬干的干紅玫瑰花瓣，放入集氣瓶中，蓋上玻璃片?？捎^察到鮮花很快褪色，而干花幾乎不褪色。二是改進現(xiàn)象不明顯的實驗。如鎂投入冷水中幾乎看不到氣泡，所以學生甚至部分教師就認為“鎂不跟冷水作用，只能跟沸水起反應(yīng)產(chǎn)生氫氣”。如果將該實驗做如下改進，可加深人們對鎂與水反應(yīng)的認識：“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，將燃著的火柴靠近針頭，H2安靜地燃燒。實驗裝置如圖所示：三是改進藥品或儀器損耗較大的實驗。鈉燃燒的實驗教材4“觀察與思考”中實驗2是這樣設(shè)計的：將一小塊鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察現(xiàn)象。經(jīng)驗表明，實驗后的石棉網(wǎng)不能再次使用，如果其改為銅片5，實驗現(xiàn)象也非常明顯，實驗后將銅片洗盡后還可再用。鐵在氧氣中燃燒常規(guī)實驗是在集氣瓶在進行，實驗時火星四射，集氣瓶隨即炸裂，儀器損耗十分嚴重，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。微型化學實驗的開展充分體現(xiàn)了學生的主體性，發(fā)揮了學生的主觀能動性，每個學生都希望自己的實驗能成功，所以他們就會很努力的獨立思考，去設(shè)計實驗步驟、改進實驗儀器、探索實驗條件等，學生的學習主動性明顯提高。為了獲得成功的體驗，有時還會親自發(fā)明制作一些簡易代用品，創(chuàng)造條件做自己喜歡的實驗，探索自己感興趣的問題，創(chuàng)造發(fā)明新實驗，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。微型化學實驗多以探究性實驗為主，實驗的目的不僅是為了獲得預想的實驗結(jié)果，更重要的是經(jīng)歷和體驗科學研究的探索過程，通過親身經(jīng)歷獲得的知識的理解得最深刻，還會在