微型化學實驗的課程資源開發(fā)和利用

摘要：微型化學實驗課程資源的開發(fā)和利用就是以微型化學實驗為載體，使其能夠?qū)W課程，與化學教育教學活動相聯(lián)系，并充分挖掘已開發(fā)出來的微型化學實驗在化學課程中的教育教學價值。它對于傳播綠色化學理念、促進化學新課程改革、轉(zhuǎn)變化學方式、培養(yǎng)創(chuàng)新能力有重要意義。我們可以從國家、地方、學校三個層面對微型化 ,簡寫為M.L。美籍華裔化學家馬祖圣教授提出微型化學實驗是以盡可能少的試劑所需化學信息的實驗原理和技術(shù)。中國微型化學實驗研究中心主任周寧懷教授認為微型化學實驗是在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗，其試劑用量為常儀器的微型化和試劑的微量化。因而，微型化學實驗是指用微量的藥品在微型的儀器中進標準把課程資源分為：素材性資源和條件性資源；自然課程資源和社會課程資源；文字物力資源等幾個子系統(tǒng)。［2］從化學實驗可缺少的組成部分，是學生認識化學科學知識的重要工具和媒體，是化學教學認識過程中一個重要環(huán)節(jié)。［3］微型化學實驗作為一種方法與技術(shù)，不從系統(tǒng)角度看，微型化學實驗課程資源是由微型化學實驗儀器（硬件），），），師和學生等多個要素組成的系統(tǒng)。微型化學實驗課程資源的開發(fā)和利用就是以微型驗為載體，使其能夠廣泛地進入化學課程，與化學教育教學活動相聯(lián)系，并充分挖發(fā)出來的微型化學實驗在化學課程中的教育教學價值。其開發(fā)的價值取向是有利于化學物質(zhì)世界探究的學習化課程資源，把重心放在為學生學習構(gòu)筑一個意義建構(gòu)的綠色化學可詮釋為環(huán)境友好化學，其核心內(nèi)涵是指在化學反應(yīng)過程和生產(chǎn)過程中少或徹底清除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)，即不是被動地治理環(huán)境污染，而是染，將污染消滅在生產(chǎn)源頭的化學。它使用化學藥品的基本原則是：（1）不用危害品(一致的。它把預(yù)防化學污染的思想貫穿于化學教育的全過程中2.促進化學新課程改程開發(fā)過程之外是其失敗原因之一。［5］這說明教師作為重要的課程資源未能得。就化學新課程改革看，我國中學班級多且規(guī)模約化學新課程改革深入的重要因素。推廣微型化學實驗，實現(xiàn)人手一套微型儀器，個學生提供平等的學習機會，是化學課程資源開發(fā)和利用的新的3.轉(zhuǎn)變化學學習方化學新課程理念強化科學探究意識，促進學習方式的轉(zhuǎn)變。這實際上是教學重心學。如果學生各自擁有一套微型實驗裝置和藥品，那么，就有權(quán)決定何時、何方式使用此資源，例如學生課前預(yù)習、課中學習、課后復(fù)習都能按照自己的思 ,能在實驗室、教室甚至家庭做實驗。它拓寬了學生科學探究的空間，讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程，養(yǎng)成科學態(tài)度，學4.培養(yǎng)創(chuàng)新能要是受常規(guī)實驗條件的限制，一組多人實驗，有的學生親自動手完成實驗的機會少能在教學中引入微型化學實驗，由于儀器的微型化和試劑的微量化，給實驗方法的計、改造和組合創(chuàng)造一個很大的思維空間。這對活躍學生思維，激發(fā)創(chuàng)造欲望，培二、我國微型化學實驗課程資源開發(fā)和利用的標志。我國的微型化學實驗研究在周寧懷教授的倡導(dǎo)與推動進行研究至今，已經(jīng)取得了重要成果。1989年微型化學實驗課題研究協(xié)作組成立；1992年國家教委已將微型化學實驗儀器列入中學理科教學儀器配備目錄，2000年配備目化學實驗學術(shù)會議。微型化學實驗儀器的開發(fā)及其研究取得了一定的成就，但是，有在中學化學教學中得到大面積的推廣。［考考不考？微型化學實驗是否會影響學生掌握常規(guī)實驗的操作規(guī)范？采用微型實驗后，常規(guī)實驗怎么辦？筆者認為，隨著新課程改革的推進，高考實驗題在逐步發(fā)生變革。高考命題強調(diào)靈活運用所學的自然科學理論、實驗方法和儀器，設(shè)計簡單的實驗方案并處理相似于微型化學實驗設(shè)計的實驗方法和儀器的試題。例如，2005年高考理科綜合能力測試的第11、18、26題等。同時，從第29屆國際奧林匹克化學競賽開始，以后各屆奧賽的實驗部分都有采用微型實驗儀器的操作，這表明我國和國際化學界對微型化學實驗的重視。應(yīng)該看到，操作的規(guī)范性是相對的，實驗操作是否規(guī)范取決于實驗和方便以及實驗現(xiàn)象明顯和實驗誤差降低到最小。從這個意義上說，微型實驗和常規(guī)實驗操作，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)滴加液體與用多用滴管向點滴板中滴加液體，其本質(zhì)是相通的。至于微型化學實驗和常規(guī)化學實驗的化學實驗。如分離和提純的方法和技術(shù)，微型實驗難以實現(xiàn)例如，微型塑料型儀器不能加熱，塑料本身能與一些化學試劑起反應(yīng)而使其應(yīng)用受到了影響。微型化學實驗的不足，有微型實驗本身固有的缺陷，有開發(fā)微型化學實驗的方法與技術(shù)存在的局限性等。（2）微型化學實驗研究的單一。從已發(fā)表的微型化學文看，研究集中于微型實驗裝置的設(shè)計和儀器的改進方面，很少涉及教師和學生如何運用微型化學實驗的教與學，沒有形成系統(tǒng)的整體的微型化學實驗改革方案，微型化學實驗的教學功能和教學效果未能得到科學的論證。有關(guān)微型化學實驗的課程與教學設(shè)計的資源相對較少，［ ,鑒于微型化學實驗已經(jīng)成為二十世紀八十年代以來的化學領(lǐng)域引人矚目的重大變革之一 ,國家化學課程標準理應(yīng)明確闡明微型化學實驗的內(nèi)涵實驗的教學和習題設(shè)計，教材多采用常規(guī)化學實驗裝置，很少涉及微型實驗裝置。型化的建議，并安排了用微型實驗儀器和代用品進行的實驗，這也是在我國首次把驗引入到教科書中。教材是最主要的課程資源。為此，筆者建議：在教師教學參考書中介紹微型化學實驗的特點、歷史背景，國內(nèi)外微型化學實驗發(fā)展的歷程以及微型化學實編入其中；在化學實驗習題的設(shè)計中，引入用微型化學實驗解決化學問題的方法與技巧；在學生課外實驗中，引導(dǎo)學生用諸如大頭針、鉛筆芯、多用塑料滴管和電池設(shè)計水現(xiàn)行國內(nèi)開發(fā)的微型化學實驗儀器種類較多，每種都有其優(yōu)勢和不完善之處。因此，認為，國家教育主管部門，有必要對微型化學實驗課程資源進行篩選和鑒定,初步分析出具有開發(fā)價值的微型化學實驗課程資源來，以建立中國的微型化學實驗品牌。筆者認為，當前，使用已開發(fā)成套的微型化學實驗，完全替代常規(guī)化學實驗是不適合的。但是，整合當前的微型化學實驗儀器，開發(fā)占主流地位的、適合大學和中學通用的微型化學實驗儀器，使其作為課程資源進入化學新課程中，具有重要的意義對微型化學實驗課程資源的領(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)微型化學實驗研究中心的相關(guān)組織，定期組織召開微型化學實驗研究會議，開展中學微型化學實驗的課題研究，舉辦中青年教師微型化學實驗競賽，搭建對話、交平臺。同時，與企業(yè)聯(lián)姻，設(shè)立微型化學實驗專項基金，資助各地微型化學實驗研究和微型化學實驗室的建設(shè)。并且，制定向各中學配備一些微型化學實驗儀器的有關(guān)條例如，被教育主管部門認可的一些微型化學實驗儀器，諸如多用滴管、點滴板、微型試微型酒精燈等微型儀器，可以作為學生化學實驗的儀器直接向各中學高等院?？蒲辛α勘容^集中，是開發(fā)微型化學實驗課程資源的重化學實驗的要求，力求開發(fā)價格低廉的微型儀器，做到規(guī)范化、標準化、系列化,同時具有多功能、易封閉、較強的實用性和時代感。其次，通過地方教研室加強與開展微型化學實驗的學校聯(lián)系，及時了解儀器使用的情況，聽取第一線教育工作者的意見，及時彌補不足或欠缺之處，研究并生產(chǎn)出質(zhì)量更高的儀器，并出版相應(yīng)的微型化學冊。再次，培養(yǎng)熟練掌握微型化學實驗的優(yōu)教師和學生在化學新課程的教與學中，可以對常規(guī)化學實驗儀器進行改進，盡可能微型化。因為只有儀器微型化了，才能減少試劑在器皿上的附著量。為此，師生可對硫或紅磷進行實驗，存在的問題是燃燒匙凹陷太深，可燃物與O2接觸受阻，燃燒時間可將燃燒匙進行改進，取一細玻璃棒的一端燒至半熔后用鑷子壓出一個小凹槽，微型匙就制成了。用青霉素瓶作微型反應(yīng)容器，該燃燒實驗現(xiàn)象盡可能小劑量實驗指實驗者為達到一定的實驗?zāi)康?，在可能的實驗條在化學教與學的過程中，為了保護環(huán)境，只要能達到實驗?zāi)康?，盡可能少用一點試此，師生就成為微型實驗課程資源的開發(fā)和利用者。例如，在學習氯、溴、碘性質(zhì)遞變：（；（；（該系列微型實驗用濾紙代替常規(guī)的試管，變常規(guī)間斷式實驗為連續(xù)微型實驗，節(jié)約中學化學的一線教師開發(fā)和利用微型化學實驗課程資源，的研究者通力合作，特別是利用高校研制的成套微型化學實驗儀器，深入開展中學學實驗的課題研究，走行動研究之路。例如研究微型化學實驗在探究性實驗教學、學習、非智力因素、元認知、科學精神、創(chuàng)新思維等方面的作用；與綠色化學、綠色實驗、常規(guī)實驗的關(guān)系；探索在中學化學不同層次課程中常規(guī)與微型實驗理想結(jié)合的 ,等等課題組著重研制和開發(fā)了符合科學原理，具有多功能性、實用性強、能滿足中學化的簡易標準接口（非磨口）配套微型儀器，已獲得三簡單、方便、易行，能完成絕大部分中學化學實驗，尤其適合氣體的制備與性質(zhì)一體化實），心理。我們設(shè)計的微型實驗，由于試劑的用量少，較為安全，學生也可以完成此實驗，實驗設(shè)計如圖2以課題組研制的成套微型化學實驗儀器為依課程。首先，安排學生完成一系列典型的微型化學實驗及其拓展性實驗，幫助他們獲型化學實驗的基本技能。其次，讓學生選擇自己想要研究的微型化學實驗，設(shè)計新的后，能夠自覺地運用我們開發(fā)的微型實驗進行化學教學，取得了顯著的教學效果，促原理是啟發(fā)學習動機，以微型實驗為載體，分組討論設(shè)計，實驗問題探究，實驗分析報告 ,學習感受交流。從2003年10月開始，課題組在廣東信宜二中等多所學校進行了等組單點實驗、多點實驗、擴大實驗、推廣應(yīng)用