不論是初中化學課堂還是高中化學課堂,化學實驗都是必不可少的,是學生展開科學探究的重要途徑。在高考的壓力下,多數化學教師以教材知識為重點,化學實驗常常開設不足。微型實驗是指在保證實驗效果的前提下,用盡量簡單的化學儀器和盡可能少的化學試劑來進行化學實驗,操作性強,為每個學生介入化學實驗創造良好條件,是一種啟發性、探索性強的實驗。教師為充分發揮微型實驗在化學課堂中的作用,對微型實驗展開優化設計,通過明確實驗目標、精選實驗內容、篩選實驗儀器,大大增加了學生動手實驗的機會,使隨堂實驗、分組實驗和課外活動等得以開展,使學生真正投入微實驗中,滿足學生操作興趣,促進學生學科素養形成。

一、明確目標,體現開放性

每次實驗開始之前,教師需要明確實驗目標,這樣實驗操作才具有方向性,才能向著預定的方向前進。微型實驗開始之前,教師設定實驗目標,明確與化學教材哪些內容相關,主要讓學生掌握哪些化學知識、方法和價值觀,同時不拘泥于教材,體現開放性,留給學生更多思考、創造的機會,引導學生從不同角度看待、分析問題,達成微型實驗的目標。

蘇教版高中化學必修二“ 食品中的有機化合物——乙醇”,課堂教學中,師生會接觸到鈉與乙醇反應的實驗,對于這個實驗,按教材指導直接向裝有無水乙醇的試管中投入一小粒金屬鈉,觀察實驗現象,學生能夠看到試管中有氣泡冒出,但是驗證是什么氣體比較困難,實驗目標不明確,實驗效果較差。有的教師進行相關實驗改造,用到U形管、玻璃珠、尖嘴管,雖然實驗目標明確,成功檢驗生成氣體是氫氣,但實驗裝置過于復雜,與微型實驗的目標不符。為保證這次微型實驗的成功,教師明確實驗目標:實驗儀器取材、操作要簡單,用量要少,適合分組實驗,點燃氣體的火焰要大且明亮。給學生一系列的實驗材料:微型試管、吸管、肥皂盒、鈉、火柴等,讓學生依據實驗目標展開實驗改造,學生積極行動起來,這次微型實驗較成功。

二、精選內容,提升針對性

高中化學教材中,有許多的化學實驗,但并不是所有的化學實驗都適合微型實驗,教師需要對眾多的實驗展開優化改造,精選微型實驗內容。在精選微型實驗內容時,實驗的可操作性、安全性、現象明顯等,都要考慮進去。這樣才能確保微型實驗更具針對性, 保證實驗的質量,發揮出最佳教學效果。

課堂展開“常見物質的檢驗” 時,與這節課相關的實驗非常多,但并不是常見物質的檢驗都適合微型實驗,比如用焰色反應檢驗金屬或者金屬離子存在的實驗,用的材料較多,如果進行微型實驗,實驗的效果會不明顯,有違實驗教學的初衷。因此,教師選擇依據物質反應時產生的特殊現象,讓學生進行微型實驗,如淀粉與碘反應變藍,二氧化碳會使澄清石灰水變渾濁,氧氣會使帶火星的木條復燃等,這些實驗適合學生親自動手操作,只要塑料滴管、微型試管等就可以推進微型實驗展開,并且實驗現象明顯,針對性強。

三、篩選儀器,提高精準性

微型實驗離不開微型儀器,有的微型儀器是傳統實驗儀器的精簡,有的是全新的加工和設計,但不管怎樣,在篩選微型儀器時,應該秉承使用簡單、節約、安全、通用性好的特點。這樣才符合綠色化學的理念,才能體現出微型實驗的價值,提高微型實驗的精準性,凸顯微型實驗優勢。

學習“氯氣的生產原理及其性質”時,高中學生已經具備一定的化學思維基礎和基本的實驗技能,氯氣具有強烈的刺激性氣味,傳統實驗裝置復雜,產生的氯氣較多,造成一定的實驗污染。氯氣制取可以通過固體加液體,不進行加熱操作,教師從這點切入,對傳統實驗進行優化改造設計微型實驗,既滿足氯氣的制備,又讓學生認識到氯氣的性質。在微型實驗儀器的選擇上,教師精心篩選,只使用六孔井穴板、廢舊的塑料軟管和針筒等儀器,并準備固體高錳酸鉀、濃鹽酸、溴化鈉溶液、氫氧化鈉、干或新鮮的玫瑰花瓣等材料,分別放入六孔井穴板,把六個小孔穴用軟管連接,在有高錳酸鉀的1號孔穴注入濃鹽酸,組織學生觀察現象,最后用氫氧化鈉吸收剩余廢氣。

微型實驗的出現,為改革化學實驗教學提供了方便與可能。教師把微型實驗引入課堂,為提升微型實驗適用性,進行積極的設計和開發,先明確實驗目標,然后根據具體的實驗需求,選擇實驗內容,并篩選出恰當的微型實驗儀器。微型實驗的開展使絕大多數學生有了動手做實驗的機會。通過親自做實驗,有效構建起系統化學概念,不僅有利于提升學生的化學思維和學科素養,而且促進了學生的全面發展。

作者單位 江蘇省鄭集高級中學