(會議論文)關(guān)于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)與利用的思考

1、關(guān)于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)和利用的思考劉一兵 沈 戮（湛江師范學(xué)院 化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 湛江 524048）摘要：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)和利用就是研制以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，使其能夠進(jìn)入化學(xué)課程，與化學(xué)教育教學(xué)活動相聯(lián)系，并充分挖掘已開發(fā)出來的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程中的教育教學(xué)價(jià)值。可以從國家、地方、學(xué)校三個(gè)層面對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源進(jìn)行開發(fā)和利用。關(guān)鍵詞：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)；課程資源；開發(fā)和利用The Development and Use of Curriculum ResourcesBased on Micro Scale Chemical ExperimentLIU Yibing，

2、SHEN Lu（Chemistry Science and Technology School，ZhanJiang Normal university ，ZhanJiang Guangdong 524048，China）Abstract：The development and use of curriculum resources on micro scale chemical experiment is to study micro scale chemical experiment and make them go into chemical curriculum and instruct

3、ion, and fully make use of their value of the education and instruction. The curriculum resources on micro scale chemical experiment can be developed and used by country、local government and school.Key words：micro scale chemical experiment；curriculum resources；development and use從系統(tǒng)角度看，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源是由微

4、型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器（硬件），微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)（軟件），微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程與教學(xué)設(shè)計(jì)（應(yīng)用），掌握微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教師和學(xué)生等多個(gè)要素組成的系統(tǒng)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)和利用就是以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，使其能夠廣泛地進(jìn)入化學(xué)課程，與化學(xué)教育教學(xué)活動相聯(lián)系，并充分挖掘已開發(fā)出來的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程中的教育教學(xué)價(jià)值。其開發(fā)的價(jià)值取向是有利于學(xué)生對化學(xué)物質(zhì)世界探究的學(xué)習(xí)化課程資源，把重心放在為學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)筑一個(gè)意義建構(gòu)的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生“學(xué)”的進(jìn)程提供顯性和隱性的資源支持。目前，我國微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)研究已經(jīng)取得一定的成效，但是遠(yuǎn)沒有發(fā)揮其作為課程資源應(yīng)有的作用。1 我國微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源

5、開發(fā)和利用的現(xiàn)狀分析崛起于20世紀(jì)80年代末的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)至今已成為國際化學(xué)教育發(fā)展重要趨勢的一個(gè)標(biāo)志。我國的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究在周寧懷教授的倡導(dǎo)與推動下，從上世紀(jì)90年代初開始進(jìn)行研究至今，已經(jīng)取得了重要成果。1989年微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課題研究協(xié)作組成立；1992年教育部頒布的全日制中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱中特別指出“可通過微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)來完成教學(xué)任務(wù)”；1995年國家教委已將微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器列入中學(xué)理科教學(xué)儀器配備目錄，2000年配備目錄又增加了塑料儀器；1999年正式成立全國微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心；微型化學(xué)儀器研制開發(fā)呈現(xiàn)“百花齊放”，多種型號并存的局面；出版了微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、微型無機(jī)化學(xué)驗(yàn)、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)

6、計(jì)與實(shí)踐書籍，等等；舉行了六屆全國微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研討會和四屆中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)術(shù)會議。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的開發(fā)及其實(shí)驗(yàn)的研究取得了一定的成就，但是，它并沒有在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中得到大面積的推廣。1 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)未能作為課程資源進(jìn)入化學(xué)教學(xué)中，究其原因，大致有：其一，教師對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識的偏差。有的教師提出：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)好是好，中考、高考考不考？微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是否會影響學(xué)生掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范？采用微型實(shí)驗(yàn)后，常規(guī)實(shí)驗(yàn)怎么辦？筆者認(rèn)為，隨著新課程改革的推進(jìn)，高考實(shí)驗(yàn)題在逐步發(fā)生變革。高考命題要求強(qiáng)調(diào)靈活運(yùn)用所學(xué)的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的問題。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與此并無矛盾

7、。事實(shí)上，近年來，高考化學(xué)試題，已經(jīng)出現(xiàn)了類似于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法和儀器的試題。例如，2005年高考理科綜合能力測試（北京卷）的第27，28題，2006年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試化學(xué)試卷（上海）的第11、18、26題等。同時(shí)，從第29屆國際奧林匹克化學(xué)競賽開始，以后各屆奧賽的實(shí)驗(yàn)部分都有采用微型實(shí)驗(yàn)儀器的操作，這表明我國和國際化學(xué)界對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重視。應(yīng)該看到，操作的規(guī)范性是相對的，實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范起決于實(shí)驗(yàn)的安全、科學(xué)、簡潔和方便、以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯和實(shí)驗(yàn)誤差降低到最小。從這個(gè)意義上說，微型實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作，形式上可能有所不同，但本質(zhì)上是一致的。例如，用膠頭滴管向試管內(nèi)滴加液體

8、與用多用滴管向井穴版中滴加液體，其本質(zhì)是相通的。至于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)和常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系二者應(yīng)是有機(jī)結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“一體兩翼”。這是因?yàn)槲⑿突瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不能完全代替常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。如分離和提純的方法和技術(shù)，微型實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)。其二，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)的缺陷。（1）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足。例如，微型塑料型儀器不能加熱，塑料本身能與一些化學(xué)試劑起作用而使其應(yīng)用受到了影響。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足，有微型實(shí)驗(yàn)本身固有的缺陷，有開發(fā)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法與技術(shù)存在的局限性等。（2）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的單一。從已發(fā)表的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的論文看，研究集中于微型實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和儀器的改進(jìn)方面，很少涉及教師和學(xué)生如

9、何運(yùn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)，沒有形成系統(tǒng)的整體的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革方案，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能和教學(xué)效果未能得到科學(xué)的論證。有關(guān)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程與教學(xué)設(shè)計(jì)的資源相對較少。2 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)與利用的基本途徑21 國家層面的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)和利用211 國家化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要明確微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵對于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的定義，目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的說法，由此，人們在一定程度上對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在著認(rèn)識偏差。例如有的把“用量為5mL的濃硫酸和細(xì)銅絲、用量10mL30%的H2O2與生銹的鐵絲，分別在具支試管里的反應(yīng)”說成是微型實(shí)驗(yàn)，2 這是明顯不妥的。所以，有必要明確“儀器的微型化和試劑的微量化

10、”的相對標(biāo)準(zhǔn)。1994年，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在九年義務(wù)教育全日制初中化學(xué)教學(xué)大綱中已有表述。但是，教育部2003年制訂的普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）中提出的“課程資源開發(fā)與利用建議”中，卻未能明確提出微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)，這不能不說是它的缺陷。筆者認(rèn)為，鑒于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為二十世紀(jì)八十年代以來的化學(xué)領(lǐng)域最引人矚目的重大變革之一，國家化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)明確闡明微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵。212 國家化學(xué)新教材中要滲透微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)壳埃罁?jù)初、高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的多部化學(xué)教科書已陸續(xù)出版發(fā)行。對于有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和習(xí)題設(shè)計(jì)，教材多采用常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，很少涉及微型實(shí)驗(yàn)裝置。對廣大化學(xué)教師來說，教材仍

11、然是最主要的課程資源。這就不難理解為什么有的化學(xué)教師微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識淡薄的緣故了。為此，筆者建議：在教師教學(xué)參考書中介紹微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、歷史背景，國內(nèi)外微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的歷程以及微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器開發(fā)的現(xiàn)狀；在化學(xué)教科書“拓展視野”部分，精選少量的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)素材編人之中；在化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的設(shè)計(jì)中，引入用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)解決化學(xué)問題的方法與技巧；在學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生用諸如大頭針、鉛筆芯、多用塑料滴管和電池設(shè)計(jì)水的電解和爆鳴微型實(shí)驗(yàn)等。213 國家對主流微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的確立現(xiàn)行國內(nèi)開發(fā)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器種類較多，每種都有其優(yōu)勢和不完善之處。因此，國家教育主管部門，有必要對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程

12、資源進(jìn)行篩選和鑒定,初步分析出具有開發(fā)價(jià)值的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源來，以建立中國的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)品牌。筆者認(rèn)為，當(dāng)前，使用已開發(fā)成套的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，完全替代常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是不適合的。但是，整合當(dāng)前的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，開發(fā)占主流地位的、適合大學(xué)和中學(xué)通用的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，使其作為課程資源進(jìn)入化學(xué)新課程中，具有重要的意義。22 地方層面的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)和利用221 加強(qiáng)對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的領(lǐng)導(dǎo)主要是指在省一級或地一級教育行政主管部門的領(lǐng)導(dǎo)下，成立有關(guān)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中心的相關(guān)組織，定期組織召開微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究會議，開展中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課題研究，舉辦中青

13、年教師微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽，搭建對話、交流的平臺。同時(shí)，與企業(yè)聯(lián)姻，設(shè)立微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)基金，資助各地微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。并且，制定向各中學(xué)配備一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的有關(guān)條例。例如，被教育主管部門認(rèn)可的一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，諸如多用滴管、井穴版、微型試管和微型酒精燈等微型儀器，可以作為學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器直接向各中學(xué)推廣。222 發(fā)揮地方高等院校對微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開發(fā)的優(yōu)勢高等院?？蒲辛α勘容^集中，是開發(fā)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的重要力量。高校要根據(jù)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，力求開發(fā)價(jià)格低廉的微型儀器，做到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，同時(shí)具有多功能、易封閉、較強(qiáng)的實(shí)用性和時(shí)代感。其

14、次，通過地方教研室加強(qiáng)與開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)校聯(lián)系，及時(shí)了解儀器使用的情況，聽取第一線教育工作者的意見，及時(shí)彌補(bǔ)不足或欠缺之處，研究并生產(chǎn)出質(zhì)量更高的儀器，并出版相應(yīng)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊。再次，培養(yǎng)熟練掌握微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)秀師資。23 學(xué)校層面的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)和利用231 實(shí)驗(yàn)儀器的微型化教師和學(xué)生在化學(xué)新課程的教與學(xué)中，可以對常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改進(jìn)，盡可能使儀器微型化。因?yàn)橹挥袃x器微型化了，才能減少試劑在器皿上的附著量。為此，師生可對教科書的常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行二次開發(fā)。如在對“氧氣的性質(zhì)”教學(xué)中,常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是用燃燒匙盛硫或紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，存在的問題是燃燒匙凹陷太深，可燃物與2接觸受

15、阻，燃燒時(shí)間長，燃燒不完全，不易熄滅，因而產(chǎn)生大量的SO2,2O5等物質(zhì)污染環(huán)境。對這個(gè)實(shí)驗(yàn)可將燃燒匙進(jìn)行改進(jìn)，取一細(xì)玻璃棒的一端燒至半熔后用鑷子壓出一個(gè)小凹槽，微型燃燒匙就制成了。用青霉素瓶作微型反應(yīng)容器，該燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。232 盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)指實(shí)驗(yàn)者為達(dá)到一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模诳赡艿膶?shí)驗(yàn)條件下采用盡可能少的化學(xué)試劑進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。“盡可能小劑量”是沒有終止的，是動態(tài)發(fā)展的。它要求教師和學(xué)生在化學(xué)教與學(xué)的過程中，為了保護(hù)環(huán)境，只要能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，盡可能少用一點(diǎn)試劑。由此，師生就成為微型實(shí)驗(yàn)課程資源的開發(fā)和利用者。例如，在學(xué)習(xí)氯、溴、碘性質(zhì)遞變規(guī)律時(shí)，一位教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。（1）在1張濾紙的中心處，滴上1滴飽和NaBr溶液，待其潤濕之后，再滴上1滴氯水，濾紙呈現(xiàn)黃色的斑點(diǎn)。（2）在呈黃色的斑點(diǎn)處，再滴上1滴飽和NaI溶液，濾紙上的斑點(diǎn)顏色又變成淺褐色。（3）淺褐色的斑點(diǎn)處，再滴上1滴淀粉溶液，濾紙上的斑點(diǎn)再變?yōu)樗{(lán)色。該系列微型實(shí)驗(yàn)用濾紙代替常規(guī)的試管，變常規(guī)間斷式實(shí)驗(yàn)為連續(xù)微型實(shí)驗(yàn)，節(jié)約藥品和時(shí)間，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯而又有趣，令人叫絕，耐人尋味。233 進(jìn)行教育行動研究中學(xué)化學(xué)的一線教師開發(fā)和利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源，可以和高校的化學(xué)課程與教學(xué)論的研究者通力合作，特別是利用高校研制的成套微