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所谓微型化学实验就是用少量的化学试剂在微型化学仪器装置中进行实验以取得所需化学信息的化学实验方法与技术,是在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索,达到以尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学实验信息的目标。
1 化学微型实验成本低廉,不受农村中学经济条件差、资源有限的限制
农村中学由于经济条件差,化学实验仪器和化学药品相对缺乏,而微型实验可充分利用各种废弃品自制方便、实用的微型化学实验仪器,可让学生动手从废旧物品中收集实验室内需要的一些药品。如把医用安瓿瓶、一次性输液管、一次性针筒、各种口服液瓶和饮料瓶收集起来,整理分类,代替烧杯、集气瓶、广口瓶、细口瓶、试管及导管等。如从废电池中收集到锌、石墨及二氧化锰等。就地取材,变废为宝,在一定程度上解决了进行实验教学资源有限的问题。我校教学实践证明,微型实验的经费约为常规实验经费的十分之一,在农村中学推广可以解决由于缺少实验经费而只能采取口授实验的问题,从而提高实验教学质量。
2 化学微型实验易于操作,安全性高,适合农村中学班额大、人数多的实际情况
班额大,人数多是农村中学一个不争的事实。如我们学校高一有14个班,高二有12个班,高三有14个班,人数少的班有 0多人,人数多的班有80多人。如果采用常规的实验方式,不仅由于耗费大而难以保证人人有实验的机会,而且由于进行实验的环境拥挤,在实验中会增加因仪器的破损、试剂的飞溅、爆炸等造成的实验事故的危险性。比如:按照我校目前的学生情况按每班每次实验分成21组(3个人一组)来完成《乙烯的制取和性质》的实验,每组用量约20毫升,则一个班就要540毫升,高一级就要花掉15 0毫升的药品,而且在这一实验中用到浓硫酸,存在一定的安全隐患。再如:在实验室制取二氧化硫等有毒气体,在一个如此拥挤的实验室中进行实验也是相当危险的。再加上农村中学学生接触化学实验机会少,动手能力差,危险性就更高。而微型试管实验取用的液体达到0.2mL体积时,便能基本满足操作者观察的需要。有时甚至1至2滴液体便可完成某一性质实验。另外,通过降低浓度以达到减少用量目的。如:《同周期、同主族元素性质的递变》这一实验中的氯水、溴水、碘水的浓度没有明确规定。而高浓度的氯、溴对人身有较大的毒害。因此,我就把氯水、溴水的浓度尽可能降低,如溴水的外观由棕红色稀释至淡黄色。此外,酚酞、石蕊、品红、甲基橙等指示剂均适当降低浓度,如酚酞、石蕊原浓度为0.5%~1.0%,可减少到0.1%~0.25%,也可以相应减少酒精的用量。而硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度则可由0.01mol/L降为0.005mol/L。因此,在保证获取最有效实验信息的前提下,微型实验易于操作、安全性高的优势正是农村中学实现化学实验教学所需要的,在农村推广微型实验是绝对可行的。
3 化学微型实验突出学生的动手能力和创新意识
微型化学实验由于试剂用量少、仪器价廉,学生人手一套,且实验时间大大缩短,安全性高。这就有利于学生对某一实验现象有疑问时可以反复操作多次,有利于学生放开手脚、大胆操作,从而突出学生的动手能力。而且微型实验可以给学生提供及时地将自己的想法进行验证的机会,能为学生提供更多的发明制造精美灵巧的实验仪器和设计制作简易科学的实验装置的空间,这就有利于进行发明创造教育,提高学生的创新意识和创新能力。例如“1+1≠2”实验,学生的好奇心强,乐于动手采用多种方法实验。其中有一种方法为:取一滴眼液空瓶做实验,从尖嘴口用注射器注入红色的水(溶有灰锰氧)约占总体积的1/2,再注入雅色乙醇至满瓶,用拇指堵住管口,上下颠倒几次,使之充分混合,可见瓶壁稍内凹,松开拇指,液面下降2cm左右。以上微型化学实验,因陋就简,操作简单,药品用量少,现象明显,富有趣味性,培养了学生的探索精神和实践能力,锻炼了学生思维创新能力。
4 化学微型实验为学生的化学学习与日常生活架起桥梁
微型化学实验因其仪器小巧、药品微量、便于学生自己保管和携带,在现实生活条件下学生可以因地制宜地利用我们周围的一些物品(包括一些废旧物资),自行设计一些装置,自己动手制作一些仪器,这为指导学生通过关注生活来学习化学提供了一个很好的渠道,同时还可以加强学生的劳动观念和修旧利废、勤俭节约的观念。另外,微型实验仪器具有携带方便的优点,还可将化学实验引入家庭,使学生在家对日常生活中遇到的化学现象进行研究,提高他们运用所学化学知识解决生活中的实际问题的意识。
责任编辑 潘孟良
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