初中化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)的研究與探索

初中化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)的研究與探索靖江市第二中學(xué)（214500）朱彬摘要：盡可能用少的藥品獲取最有效的實(shí)驗(yàn)信息，具體講就是藥品用量少、儀器容量小、基本無(wú)污染、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀明顯的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。制作這些儀器的原材料是生活中常見(jiàn)廢舊物，人人都易找到，因而也能替學(xué)校節(jié)省大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)關(guān)鍵詞：微型、動(dòng)手操作、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、能力、興趣、所謂微型實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是盡可能用少的藥品獲取最有效的實(shí)驗(yàn)信息，具體講就是藥品用量少、儀器容量小、基本無(wú)污染、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀明顯的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，正是有了這四方面的優(yōu)點(diǎn)，才使微型實(shí)驗(yàn)有值得推廣的價(jià)值。1．關(guān)于開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)做法微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的研究，已經(jīng)形成了一系列比較完善的設(shè)計(jì)思路。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)既能發(fā)展學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，也為化學(xué)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生素質(zhì)的全面提高起到了積極的促進(jìn)作用，現(xiàn)結(jié)合我們的經(jīng)驗(yàn)就開(kāi)展微型實(shí)驗(yàn)的做法略談一二。⑴用微型實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲興趣是最好的教師，"教學(xué)中要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣"。每學(xué)年開(kāi)始，第一堂課可以是生動(dòng)活潑、妙趣橫生的"化學(xué)游藝"課。一是向?qū)W生展示上屆同學(xué)制作的小巧玲瓏、精美可愛(ài)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器"珍品"；二是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器與常規(guī)儀器并用，師生同臺(tái)表演的化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)和小魔術(shù)，像"仙紙顯靈"、"水底火光"、"魔棒點(diǎn)燈"、"清水變牛奶"等……:學(xué)生被這些神秘莫測(cè)的奇妙現(xiàn)象深深地吸引，好象進(jìn)入了一個(gè)童話世界，如醉如癡：真沒(méi)想到，用身邊的一些廢舊物品制出的這些"小東西"競(jìng)有如此的魔力。游藝會(huì)雖然落下帷幕，但學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的激動(dòng)心扉已經(jīng)打開(kāi)，他們恨不得立即也制作幾件"小東西"顯示一下自己的才能。學(xué)生深深感到：化學(xué)離我們并不遠(yuǎn)，化學(xué)元素就在我們身邊。從而學(xué)習(xí)興趣高漲，學(xué)習(xí)化學(xué)欲望達(dá)到頂潮。⑵利用課外活動(dòng)，引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展小制作活動(dòng)在學(xué)生熟悉了化學(xué)儀器和化學(xué)基本操作后，教師可放手發(fā)動(dòng)學(xué)生，引導(dǎo)鼓勵(lì)他們利用生活中的廢棄物開(kāi)展小制作活動(dòng)。如用青霉素瓶、小安瓿瓶、一次性注射器、輸液管、眼藥水瓶、廢衣夾、藥丸膠瓶等制作微型的試劑瓶、燒杯、水槽、長(zhǎng)頸漏斗、試管、試管夾、量筒、點(diǎn)滴板、微型酒精燈等。利用音樂(lè)賀卡制作測(cè)試物質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)裝置，還可把它制成使用方便的"導(dǎo)電筆"。學(xué)生制作的這些儀器，雖然粗糙了一些，但能避免常規(guī)玻璃儀器的一些弱點(diǎn)，即使碰打也不易破損。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)微型儀器制作齊全后，可以再配給學(xué)生各種藥品和其它的微型儀器，如多用滴管，九孔井穴板等，讓其裝進(jìn)各自的微型實(shí)驗(yàn)箱中。這樣每個(gè)學(xué)生都可以在教師的指導(dǎo)下，按照自已的意愿去獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)了。小制作活動(dòng)的經(jīng)常開(kāi)展，既培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、鑒賞能力和創(chuàng)新精神，又充實(shí)豐富了學(xué)生活動(dòng)課的內(nèi)容。由于制作這些儀器的原材料是生活中常見(jiàn)廢舊物，人人都易找到，因而也能替學(xué)校節(jié)省大量實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。2．微型實(shí)驗(yàn)及其研究空間目前，微型實(shí)驗(yàn)的研究主要進(jìn)入普及、推廣、應(yīng)用階段，在應(yīng)用上多研究、多做文章，研究的范圍應(yīng)在以下幾個(gè)方面：⑴如何在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極推廣多用滴管及井穴板，特別具體到哪些實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，哪些實(shí)驗(yàn)可以使用微型實(shí)驗(yàn)儀器；⑵學(xué)生普及使用微型實(shí)驗(yàn)箱，箱內(nèi)存放哪些藥品，可以保證開(kāi)齊常見(jiàn)的邊講邊實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)等；⑶如何在學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、特別是活動(dòng)課中指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)代用品的制作，用實(shí)驗(yàn)代用品開(kāi)展微型實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行小制作、小發(fā)明等。例一：一些關(guān)于井穴板的應(yīng)用方面的常識(shí)：⑴應(yīng)用依據(jù)井穴板本身具有許多優(yōu)點(diǎn)：①井穴板屬于高分子材料制品，經(jīng)久耐用，不易碎，這是試管等其它玻璃儀器所不具有的；②井穴板容積僅為0.7ml或5ml，容量小，耗藥品少，但現(xiàn)象十分明顯，可以大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)開(kāi)支；③井穴板折光率低，透光性強(qiáng)，投影不變形，可利用井穴板進(jìn)行投影實(shí)驗(yàn)，放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；④井穴板多孔，可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)，特別適合進(jìn)行多個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生在小范圍視野內(nèi)同時(shí)觀察對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；⑤初中教材改革已經(jīng)完成，高中階段教材正在試驗(yàn)階段，許多實(shí)驗(yàn)進(jìn)入家庭或課后，井穴板、多用滴管可較為經(jīng)濟(jì)地進(jìn)入家庭或書(shū)包，較為方便地完成家庭實(shí)驗(yàn)及研究性學(xué)習(xí)；⑥復(fù)習(xí)階段教學(xué)需要強(qiáng)化，復(fù)習(xí)效果需要鞏固，許多輔助復(fù)習(xí)的鞏固性實(shí)驗(yàn)需要集中在一次或少數(shù)幾次完成，井穴板可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。⑵應(yīng)用范圍①家庭小實(shí)驗(yàn)根據(jù)教材或教學(xué)需要設(shè)計(jì)家庭小實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生配發(fā)裝有常用藥品的井穴板和多用滴管，供學(xué)生在課后或家庭使用，家庭小實(shí)驗(yàn)分為兩類(lèi)，一是教材安排的，為必做實(shí)驗(yàn)，一是教師設(shè)計(jì)的，供學(xué)生開(kāi)闊視野之用，初中化學(xué)主要以前者為主；②演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)也分為教材安排與教師設(shè)計(jì)兩類(lèi)，主要用在邊講邊實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)中，每人配發(fā)一塊九孔井穴板和若干個(gè)多用滴管，學(xué)生按要求進(jìn)行單個(gè)實(shí)驗(yàn)或多個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，除需要加熱之外的所有試管實(shí)驗(yàn)均可照此進(jìn)行，教師也可以用六孔井穴板在投影儀上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生在銀幕上觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，主要適合于試劑劇毒、污染大等實(shí)驗(yàn)，一些顏色變化明顯的實(shí)驗(yàn)尤其適合投影實(shí)驗(yàn)；③對(duì)比實(shí)驗(yàn) 教材中多處涉及到需要對(duì)相關(guān)的不同實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)象對(duì)比，有時(shí)教師可根據(jù)需要設(shè)計(jì)一些對(duì)比實(shí)驗(yàn)，用井穴板實(shí)驗(yàn)效果好；④復(fù)習(xí)教學(xué)中的組合實(shí)驗(yàn) 復(fù)習(xí)課是枯燥無(wú)味的，特別是元素化合物知識(shí)或某些理論知識(shí)的復(fù)習(xí)，更是如此。在復(fù)習(xí)中可以穿插一些精心設(shè)計(jì)的組合實(shí)驗(yàn)，不僅復(fù)習(xí)效果好，還可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，而井穴板是組合實(shí)驗(yàn)的最理想工具。例二：在濾紙上進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)的研究潔白的濾紙是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中一種重要的實(shí)驗(yàn)用品，由于其具有豐富的毛細(xì)管能吸載本身質(zhì)量20-100%的液體，決定了許多中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可在濾紙上進(jìn)行，特別適合于有顏色變化的微型實(shí)驗(yàn)。濾紙上進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，有諸多優(yōu)點(diǎn)，主要為：一、因有白色底襯，顏色變化明顯，現(xiàn)象直觀；二、試劑用量少；三、操作簡(jiǎn)單，安全奏效。筆者經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，把以下實(shí)驗(yàn)搬到了濾紙上。⑴制成試紙，檢驗(yàn)氣體將濾紙裁成條狀（2x1cm）,平放在玻璃板上，用滴管緩慢滴上試液，使濾紙充分濕潤(rùn)，用鑷子夾起，放于相應(yīng)的集氣瓶口或?qū)夤艹隹谔?。常?jiàn)試紙吸載溶液檢驗(yàn)氣體現(xiàn)象說(shuō)明石蕊試紙石蕊NH3、CO2、SO2實(shí)驗(yàn)室有成品，變藍(lán)或變紅品紅試紙品紅SO2、褪色酚酞試紙酚酞酒精NH3變紅淀粉-KI試紙淀粉-KI溶液Cl2、NO2實(shí)驗(yàn)室有成品，變藍(lán)溴試紙溴水SO2、C2H4、C2H2褪色乙酸鉛試紙乙酸鉛溶液H2S實(shí)驗(yàn)室有成品，變黑優(yōu)點(diǎn)：試紙容易制做，節(jié)省藥品，操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀。⑵用作微型容器，進(jìn)行微量實(shí)驗(yàn)①鹽酸與濃氨水發(fā)煙取條狀濾紙（5x3cm）兩塊，使其分別充分吸載濃鹽酸與濃氨水，沿短邊夾起，使其保持平行并相對(duì)靠近，在夾縫之間可見(jiàn)大量白煙出現(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：濾紙吸載溶液較多，相對(duì)面積大，白煙濃而多。②鈉與水反應(yīng)將濾紙片（4x6cm）把一塊綠豆大小吸干煤油的鈉及細(xì)玻璃管卷入其中，系住兩端，手持玻管一端浸入內(nèi)含5ml酚酞水溶液的試管中（恰好浸干為適），立即在玻管口點(diǎn)燃，證明有H2放出，反應(yīng)停止后，解開(kāi)濾紙，內(nèi)層呈紅色，證明有NaOH生成。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單安全，反應(yīng)過(guò)程、產(chǎn)物檢驗(yàn)一次完成，現(xiàn)象明顯。3．微型實(shí)驗(yàn)研究中注意的問(wèn)題微型實(shí)驗(yàn)研究，既要注意的方法問(wèn)題，也要注意借鑒他人的研究成果，同時(shí)還不能違反中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常規(guī)。因此，在進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程應(yīng)該注意以下幾方面問(wèn)題。⑴微型實(shí)驗(yàn)不能僅僅作為獲取直觀化學(xué)現(xiàn)象的手段，還要作為培養(yǎng)動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力的手段，不僅在課堂上開(kāi)展，更需要的是通過(guò)開(kāi)展活動(dòng)課在課下開(kāi)展，從實(shí)驗(yàn)儀器的自制到實(shí)驗(yàn)課題的選擇及實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和結(jié)果分析，都要在教師的指導(dǎo)下充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性來(lái)完成。⑵微型實(shí)驗(yàn)研究要時(shí)刻關(guān)注國(guó)際國(guó)內(nèi)的研究動(dòng)向，一般不要再進(jìn)行新的微型實(shí)驗(yàn)儀器的研制與開(kāi)發(fā)，避免造成研究的重復(fù)勞動(dòng)或無(wú)效勞動(dòng)，主要精力放在現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用與普及，當(dāng)然微型實(shí)驗(yàn)研究到今天，更需要實(shí)用性更強(qiáng)，功能更多，應(yīng)用價(jià)值更高的微型實(shí)驗(yàn)用品，但必須投入更多的時(shí)間與精力。⑶不能丟開(kāi)常規(guī)儀器和基本實(shí)驗(yàn)操作搞實(shí)驗(yàn)