微型实验走进农村实验教学
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摘要 新课改理念是培养学生科学素养，提高学习兴趣和探究方法、探究能力，转变教学理念。重视微型实验，而不是“画实验、背实验”，克服困难提高认识，联系生活实际自制仪器，自行实验激发兴趣，培养创新精神和实践能力。
关键词 微型实验；农村学校；环保教育
中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)28-0142-02
在倡导以学生学习方式多样化来实现课改新理念的今天，以实验为基础的化学学科要培养学生的科学素养，提高学习的兴趣和科学的探究方法、能力，就要转变教学中“重讲授，轻实验”，甚至把演示实验、分组实验“走过场”，教师在黑板上“画实验”、学生在教室里“背实验”的现象，实行科学的探究学习方式，使分析问题、解决问题的能力得到发展，树立正确的科学发展观。同时农村学校优质生源的流失以及实验条件的落后，造成很多教师在意识上和行动上对化学实验的不重视，忽略了学生的学习方式，没有以实验为基础突出学生的实践活动。所以当务之急是引导和重视微型化学实验，认识它的优点并依据实验要求，联系生活实际，通过自己动手自制仪器、自主实验，走出繁杂的实验室，走进丰富多彩的生活化的“实验室”，从而大大激发学生学习兴趣。在科学的微型探究实验中既节约了器材、药品又安全方便，同时获取了知识和技能、培养了动手能力与实验能力，还学会探究未知问题的方法，从而借助灵活多变的微型实验缓解以上种种矛盾。
1 挖掘教材资源，培养学生的创新意识
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验既是教学手段，更是学习化学内容的重要途径。新教材的大力改革不仅使实验内容真实、生动、直观、富有启迪性，又使实验生活化、简单化和微型化，以适应21世纪绿色化学的发展。例如，“酸碱与指示剂的反应”探究实验，学生设计的方案大体2种：一种以试管作反应容器，另一种以点滴板为反应容器。学生实验后均看到相同的现象（石蕊遇酸性物质变红，碱性物质变蓝），获得相同的结论。而学生在享受实验给学习带来的快乐的同时，教师可以引导学生对两种方案作比较，通过学生讨论，总结出后者较前者药品用量少，简便易行，便于实验对比，易清洗。
在此基础上再将思维触角伸向生活，寻找替代微型仪器（如盛西瓜霜含片的吹塑板等）和药品（如厨房中的食醋等）以及利用紫甘蓝汁替代石蕊等。当场试用后，现象、结论一致，效果良好。课后形成兴趣学习小组，合理分工自制微型仪器进行实验探究，从而获取实验现象和结论，让学生联系生活自主养成勤动手动脑探究意识，培养创新意识。
2 改进实验，激发学生的创新动力
实验是探索新知识和训练科学方法的有效途径，又是学生实验操作和技能训练最直接的学习模具。对一些实验在保持科学性、安全性、可操作性基础上进行改进，如制取O2实验的微型化设计。
1）实验用品：带盖的青霉素瓶、输液器上的三通管、粗胶管及细短管、喜之郎果冻盒、蒙牛牌酸奶吸管、空墨水瓶，MnO2，5%的H2O2。
2）实验过程。①在青霉素瓶盖上插入输液器的三通管，正上方的一端连接盛有双氧水的粗胶管，侧管接上长约10～12 cm的细短管，并将一端用热水烫制弯管。喜之郎果冻盒盛2/3体积的水。②将青霉素瓶装满水并倒立在果冻盒中。蒙牛牌牛奶吸管用剪刀剪成带尖纸槽。③实验时，用纸槽取3～4 g MnO2放在青霉素瓶底部，然后将安装好的瓶盖盖紧瓶口，用手挤压粗胶管里H2O2大约2～3 ml，细短管放入水里，观察产生的现象；待气泡连续均匀放出时，将细短管口放在青霉素瓶口，收集一瓶氧气；再用向上排气法收集一瓶氧气；然后用带火星的火柴杆检验并观察产生的现象。实验完毕，将青霉素瓶里的废液慢慢倒入空墨水瓶，加盖密封。
实验现象明显，节约药品，污染非常小，有利于学生的节约意识和环保意识培养，同时激发学生对实验创新的欲望。
3 利用分组实验，培养学生的创新精神与合作精神
学生分组实验对于激发学生的兴趣，帮助他们形成科学概念、巩固科学知识、培养实验技能，坚持实事求是、严肃认真的科学态度和训练科学方法有重意义。如“物质溶解时的吸热和放热现象”实验中，由学生课前设计出新方案（要求采用微型仪器和从生活中寻找廉价易得替代药品），先小组讨论，再由小组长在全班表达设计思路后，经全体学生评选出较理想的方案进行试验。
1）仪器：玻璃酒杯、筷子、温度计。
2）药品：食盐、生石灰、冰块。
3）实验步骤。①取3只相同玻璃酒杯各注入相同的水，用温度计测量各杯水的温度填入表中。②将等质量的食盐、生石灰、冰块分别加入上述3只杯中用筷子搅拌至溶解，测量溶液的温度，记录温度填入表中。③用手背小心触摸3只酒杯的外壁，有什么感觉？（分组讨论）④把实验后的溶液倒入指定的容器内。⑤计算溶解前后液体温度的变化，填入表中，小组对比温度。⑥小组讨论后获得结论：物质溶解时有时伴随着吸热或放热现象（食盐溶解时溶液温度变化不明显；冰块溶解时溶液温度降低，溶解时吸收热量；生石灰溶解时溶液温度升高，溶解时放出热量）。
4）实验反思。①所用的水都是一样的质量，3次所加的药品的质量也相同，若不同现象还一样吗？②在上述实验中用到温度计判断是吸热还是放热，如果没有温度计，如何设计实验方案来探究溶解时的吸热放热现象？能设计出几种方案？
分组实验中，每个学生使用微型仪器做实验，一方面为学校节约实验经费开支和减少对环境的污染；另一方面锻炼了动手能力，掌握了技能和方法，培养学生的创新能力，通过小组、教师的互相交流评价以博采众长积极总结，真正尝到合作的乐趣！
4 开展家庭实验，培养学生实践能力
化学新课程标准明确指出：“初步形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验。”家庭小实验的化学原理和选用仪器都比较简明，充分贴切生活实际，因而家庭小实验是化学实验课堂教学的一项主要补充。例如CO2演示实验和学生分组实验，在时间、空间及仪器和药品选择上都十分有限，学生的个性不能充分展示和张扬，学生思维未被完全打开。家庭小实验给学生提供了一个更为广阔的空间，学生有充裕时间自主式进行探究实验，从问题提出、方案设计、资料查阅、替代药品和仪器收集、现象观察与记录到结论与分析等全过程，都是学生个人行为，参与意识强，家庭合作气氛浓，思维极其活跃，极大“摆脱”课堂教学的约束。
如要求学生到家中结合实验室制法自制一瓶CO2气体，学生在设计方案时药品替换成家中易得的鸡蛋壳、水垢、石灰石碎粒、厨房中的醋精、饼干袋中的干燥剂小包等，仪器换成青霉素瓶、输液管、注射器、塑料袋、药瓶、矿泉水瓶半截、滴眼液瓶（扎有许多针孔）等进行试验，虽因陋就简，操作简单，药品用量少，但现象明显，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。以后将引导学生建立起“个人化学实验室”。
5 适时进行环保教育，培养学生可持续发展的素质
往往在化学实验中出现有毒的物质，若处理不当，对环境会造成污染。化学实验环保化是化学发展的需要，是学生身心健康的需要，是进行素质教育的需要。例如燃烧条件的探究，可以将红磷、白磷放入装有氧气的试管中，用一端系有小气球的带导管的单孔塞塞住试管口，完全封闭后将两试管同时浸入热水中进行对比实验，使产生的P2O5白烟没有外泄。这样不但简化操作，使实验效果更明显，而且把实验中产生的污染物尽量消灭在实验过程中，并对学生进行环保教育，培养学生可持续发展的素质。
总之，微型实验既有助于解决农村学校实验仪器、药品的短缺问题，又给农村学生一个自由探究的大空间、大舞台，使其在教师和学生心中扎根，不再害怕没有药品和仪器，从而培养学生的创新精神和实践能力，使学生自觉养成节约意识和环保意识、自主探究意识，为更好地落实新课标精神加砖添瓦。需强调的是指导学生进行微型实验时，应将学生的人身安全摆在首位。