高中化学实验微型化实践研究

高中化学实验微型化实践研究

苏灵海

苏灵海（厦门第二外国语学校福建厦门361000）

摘要：化学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学起到其他任何教学方法无法替代的作用。然而，新课改下化学实验往往因为实验药品有毒有害、难于体现实验原理等原因在实际课堂教学中被弱化，尤其是学生实验。作者就如何更好、更有效地开展化学实验进行微型化、数字化实践探究。

关键词：化学实验教学；微型化；数字化

中图分类号：G623.5文献标识码：A文章编号：ISSN0257-2826（2019）07-171-01

微型化学实验在高中化学实验教学中扮演着十分重要的角色。微型化实验是一种新兴的实验方法，是在传统的实验基础上总结与改进、发展起来的一种实验方法。此种实验方法引入到高中化学实验教学中可以减少化学资源的损耗，降低化学污染，提高高中生的创新学习、主动学习的能力，还可以培养学生分析与探究问题的能力。随着高中化学新课改的不断改革与深入推进，微型化学实验在高中化学实验教学中得到了广泛关注与应用。近年来，笔者对高中微型化学实验进行了探究，在改进实验微型化方面积累了一些经验。

一、高中化学微型化实验的实践与改进

笔者发现，在高中微型化实验过程中，如果能够对实验所使用的有关仪器与实验试剂的用量给予科学改进，则在化学实验过程中可以起到减少废水与废气等多种化学污染物向大气中的排放，进而收到绿色与环保的效果。此外，这样也可以有效地降低化学实验操作的危险系数，提升化学实验的安全性，从而确保高中微型化实验教学既安全又环保地顺利进行。

例1关于Cu与稀HNO3制取NO的微型化实验改进

化学反应方程式：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

[存在的问题]

在本实验中，当金属Cu和稀HNO3进行反应之后，会生成一种无色的NO气体，这种气体很容易与大气中的O2发生氧化反应而变成一种红棕色的NO2气体。如此一来在实验中就难以分辨出Cu与稀HNO3反应过程中到底是产生了NO抑或NO2气体。这样本次实验现象跟实验理论难以衔接上来，这在一定程度上会给高中化学实验教学工作造成较大的影响，甚至可能会发生气体泄漏，给大气带来污染。

[改进措施]

笔者在这个实验中作了如下改进：首先准备好两个铜片，将其全部放入注射器中，接着运用注射器往里面吸取少许水，将水排净，以保证注射器中不存在空气；然后采用注射器吸取少量的稀HNO3，最后马上把注射器上面的针头插进胶塞里，保证其隔离空气，并把注射器倒立起来，认真将稀HNO3的体积记录下来。

密切观察这个注射器内的化学反应，并详细记录稀HNO3的体积。反应一段时间后，将所生成的无色气体挤进一个密闭的装有空气的小瓶里，然后继续认真观察这个小瓶里面的化学现象。这个瓶内的气体颜色是否会发生变化？然后采用注射器吸取少量的浓NaOH溶液至这个小瓶中，同时轻轻地摇动该小瓶，认真观察现象。

[改进的实验评价]

这个改进后的微型化实验是于缺氧的条件下完成的，所以可以观察到NO气体之“庐山真面目”（即NO属于无色的气体），同时在本实验中较好地控制了化学污染，没有向大气排放出有毒的气体。

例2关于浓H2SO4的脱水性的微型化实验改进

[存在问题]

教材上介绍的浓H2SO4的脱水性微型化实验的步骤为：首先在一个200mL的烧杯里放入大约20g的蔗糖，接着往里加数滴H2O，并给予充分搅拌均匀；然后向烧杯注入大约15mL的质量分数为98%的浓H2SO4，并给予迅速搅拌。在这个实验中所使用的蔗糖与浓H2SO4的数量比较多，同时在发生炭化反应过程中还会由于碳的氧化反应进一步生成一些实验副产物（如CO2与SO2等多种酸性气体）。而这些实验副产物对室内空气会造成一定的污染。

[改进措施]

笔者对该微型化实验进行了一些改进。先选择大约2g的蔗糖，将其放在一个大的试管中，然后往里面注入大约5mL的浓H2SO4，给予迅速搅拌均匀，再将带有导管的橡皮塞给予塞紧，并把橡皮塞导管的另一端插进盛有品红溶液的试管里，认真观察此实验。由此可见，所使用的实验物品的数量逐渐减少了，使用的蔗糖量从之前20g降至2g，而使用的浓H2SO4则从15mL减少至5mL，所使用的实验器材也从小烧杯改为大试管。

[改进的实验评价]

通过改进，虽然本实验规模有所减少，但是降低了反应物品的数量，节约了药品，大幅度减少了有害气体的生成。向学生渗透了绿色化学理念，对学生的化学实验环保意识的培养具有积极的意义。

二、高中微型化学实验应用与改进的体会

（一）巧用微型化实验，提高课堂教学实效性。新课改要求高中化学课程应该加大学生动手能力与实践能力的培养。教师应该用好微型化实验这个武器，边讲边演示实验，让学生更好地理解实验。同时，有条件的学校可以在课堂上一人一套微型化实验装置，引导学生在现场进行动手操作，促进知识点的消化，提高高中化学课堂教学的实效性。

（二）利用微型实验开展合作探究活动。在微型实验中可以引导学生开展合作探究活动，指导学生分组实施微型化实验。在实验中可以引导学生进行问题与现象讨论，进而激发学生的学习兴趣与自主学习的能力。

（三）可以尝试开设微型化学实验专题。有条件的学校可以尝试开设高中微型化学实验专题，针对微型化学实验概述、简单的微型实验仪器的制作、微型化实验的改进方法、微型化实验报告的撰写等内容向学生进行传授。比如，可向学生传授运用青霉素瓶来代替微型酒精灯，采用塑料止咳糖浆瓶子作为微型洗瓶等知识。如此一来，可以一方面培养高中对日常生活中的废品给予充分利用，提高环保意识；另一方面可以培养学生求实创新、科学严谨的科研态度。

（四）实施微型化实验提高实验的趣味性。如何提高高中化学教学的趣味性是一项重要的课题。笔者认为，实施微型化实验可以提高实验的趣味性。微型化实验所用的仪器比较简单，容易携带，安全性也较高。为此，教师不仅可以引导学生在课堂上操作微型化实验，而且还可以指导学生在课外时间开展各种趣味性的微型化实验，让学生切实感受到化学实验的趣味性，进而乐于主动探究化学奥秘。

可见，实施微型化实验是可行的，也是必要。它不但能够较好地完成实验，而且还能培养学生的环保意识，树立绿色实验的思想观念。

参考文献

[1]李广艳.中学化学实验的发展趋势和学生的观察误区[J].中学课程辅导?教学研究，2012（15）.

[2]田长明.寻求突破——让传感技术改变化学课堂[J].中学化学教学参考，2013（9）.