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摘 要:从中学化学教学改革的角度来看,采用微型化学实验进行化学教学,能强化学生的实验能力、自学能力、创新能力、环保和节约意识。
关键词:微型化学实验;实验能力;环保、节约意识;自学能力;思维和创新能力
微型化学实验是近年来迅速发展起来的实验方法,在我国化学实验教学改革领域中,引起国内化学教育界极大关注。它具有现象明显、效果良好、节省经费和时间、减少污染、安全、方便携带等优点。微型化学实验的理念应用于中学化学实验,在强化对学生动手能力的训练,激发学生学习兴趣,帮助学生养成创新思维,潜移默化地让学生树立环保意识等方面有着独特的功效。
微型实验是80年代初在美国几所高等院校基础有机化学实验室里试验成功的,此后,这种方法和技术得到迅速推广。所谓微型化学实验(microscale chemical experiment或 microscale laboratory简称M.L.)是指微小量的化学试剂(常规实验的几十分之一到千分之一)在微型化学仪器装置中进行的化学实验。实践证明,微型化学实验对中学化学教学的改革有如下主要优点:
一、强化实验能力
实验能力是化学教学中最基本的内容之一。在教学中引入微型化学实验,将增加学生动手操作的机会,有利于增强学生的实验能力。
1、自制微型化学实验箱。在教师的指导下学生自己动手加工制作一个微型化学实验箱,实验箱内的全套微型仪器都是利用医院或学生家庭中的废旧物品经简单加工做成。如把医用安培瓶、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、导管等。实验箱内的药品,一部分是学生动手从废旧物品中收集来的,如从废电池中收集到锌、石墨、二氧化锰等;一部分是由老师一次性为学生配备的。
2、人人参与演示实验。可使绝大多数学生都有动手做实验的机会,改变过去那种“一人做、大家看” 的局面;使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和探索式的学习方式;使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以实现。所以凡是微型实验能操作的演示实验都放手让学生去做,以提高学生对实验现象的描述与解释的表达能力,从中培养学生的科学实验能力。这样学生可通过自己观察,描述实验现象,并用自己的语言解释产生这种现象的原因。
二、增强学生实验时的环保、节约意识
微型化学实验与常规实验相比,在节约和环保方面有着突出的优点。
1.由于微型化学实验是以尽量少的试样或试剂获取尽可能多的化学信息,实验试剂用量较常规实验试剂用量降低1~3个数量级,这就大大降低了实验试剂用量,节约了经费。另外,用于“三废”处理的费用也大大降低。据测算,在纽约的气候条件下,维持一扇窗的通风橱正常运转,每年要花费1200美元(动力十空间),而采用微型实验后,一般反应产生的有害气体量少,以湿润的棉花即可吸收掉,不必使用通风橱。实践证明,微型实验的经费约为常规实验经费的十分之一。由于微型实验节省试剂用量,我国广大农村中学就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. 微型化学实验试剂用量少,仪器微型化,因此反应产生的废气、废液、废弃物质的量就少,从而大幅度减少了化学实验对整个周围环境的污染。微型实验使操作的危险性和实验对环境污染等的危害性大为降低,不仅使学生可以在较安全的环境中进行实验,而且能够使环境污染和实验设施损耗等问题得到很好的解决,更重要的是微型化学实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育,因而产生的社会效益必然是巨大而长久的。
三、发掘学生的自学能力,为第二课堂、化学兴趣小组的活动拓展新天地
由于微型实验既安全又节约,教师可以放心地让学生一人一组做实验。通过亲手做实验,以可帮助学生理解和形成化学概念,可以培养观察和实验能力,同时,有效地激发了学生学习化学的兴趣。学生盼着上微型化学实验课,做作业、复习或预习等,根本不用教师督促。这样就使得原来生硬的知识通过趣味性地实验表现出来,使得学生乐于学习、乐于实验,进而使学生乐于自主学习。在第二课堂开展微型化学实验活动往往要求教师和学生开动脑筋、集思广益,在现有条件下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。这些活动的开展,又恰恰十分有利于培养学生的各种能力,也是对学生进行思想教育的极好形式和内容。例如,让学生利用家里的一些废弃小药瓶、药品和食品试做一些小型、有趣、安全的实验,这对学生的设计、创造能力、操作能力无疑是极好的培养,也有利于加强学生的劳动观念和修旧利废、勤俭节约的观念。
四、开展研究性学习,培养学生的创造性思维和创新能力
把学生分为若干个小组,各组成员以学生成绩上、中、下相互搭配为原则,成员之间可以相互交流,彼此争论,互帮互学,共同提高。教师每周出1~2个讨论题,让每位小组成员在问题讨论当中都有机会发表自己的观点和看法,倾听他人的意见。同时以小组得分作为学生课外活动成绩的评价标准,形成组内成员合作,组间成员竞争的新格局。微型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、现象观察记录,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。如在学生自行设计的“氯化氢气体的制备和性质”实验中,学生大都采用了微型制气装置(图1),每个学生的试剂用量是常规量的1/15~1/20。对于氯化氢的“喷泉实验”学生的设计多种多样(图2)。与传统方法(图3)进行比较:图2(A)是将传统装置的双孔塞的作用,分在双颈烧(10mL)瓶的两个颈来实施;图2(B)是用现成的流体控制器取代了(A)的右颈玻管,方便多了;图2(C)是把吸满了石蕊试液的小胖肚滴管直接插入集满氯化氢的单颈烧瓶(5mL),挤入几滴试液后,实现了“喷泉”,而滴管的胶头变为扁扁的,更方便快捷多了。在实验中,学生之间进行交流,老师进行讲评,不正是对学生创造性思维和创新能力的启发和培养吗?
化学教学中培养学生能力,是化学教学改革和教学理论研究的一个重要课题,也是适应时代发展,贯彻实施素质教育的需要。它不仅是学生完成在校学习任务的必要条件,也是学生将来从事工作不可缺少的本领。微型化学实验是当前国际化学实验教学改革的重要发展趋势。在化学教学中引入微型实验,有助于培养和提高学生的实验操作、观察、思维、自学等能力,培养学生的科学精神和品德,从而有效地提高化学教学质量。
参考文献
[1] 朱 恩.浅谈中学微型化学实验的三个问题[J].上海:化学教学.2002(4)
[2] 俞巧红,绿色化学——一种新的化学理念[J],中学化学教学参考,2001,(8-9)
[3] 普通高中课程标准实验教科书《化学》,山东科学技术出版社
[4] 周宁怀.微型无机化学实验[M].北京:科学出版社,2000
[5] 李荣强、朱恩.中学化学教学理论与实践新探[M].北京:中国档案出版社,2002
关键词:微型化学实验;实验能力;环保、节约意识;自学能力;思维和创新能力
微型化学实验是近年来迅速发展起来的实验方法,在我国化学实验教学改革领域中,引起国内化学教育界极大关注。它具有现象明显、效果良好、节省经费和时间、减少污染、安全、方便携带等优点。微型化学实验的理念应用于中学化学实验,在强化对学生动手能力的训练,激发学生学习兴趣,帮助学生养成创新思维,潜移默化地让学生树立环保意识等方面有着独特的功效。
微型实验是80年代初在美国几所高等院校基础有机化学实验室里试验成功的,此后,这种方法和技术得到迅速推广。所谓微型化学实验(microscale chemical experiment或 microscale laboratory简称M.L.)是指微小量的化学试剂(常规实验的几十分之一到千分之一)在微型化学仪器装置中进行的化学实验。实践证明,微型化学实验对中学化学教学的改革有如下主要优点:
一、强化实验能力
实验能力是化学教学中最基本的内容之一。在教学中引入微型化学实验,将增加学生动手操作的机会,有利于增强学生的实验能力。
1、自制微型化学实验箱。在教师的指导下学生自己动手加工制作一个微型化学实验箱,实验箱内的全套微型仪器都是利用医院或学生家庭中的废旧物品经简单加工做成。如把医用安培瓶、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、导管等。实验箱内的药品,一部分是学生动手从废旧物品中收集来的,如从废电池中收集到锌、石墨、二氧化锰等;一部分是由老师一次性为学生配备的。
2、人人参与演示实验。可使绝大多数学生都有动手做实验的机会,改变过去那种“一人做、大家看” 的局面;使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和探索式的学习方式;使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以实现。所以凡是微型实验能操作的演示实验都放手让学生去做,以提高学生对实验现象的描述与解释的表达能力,从中培养学生的科学实验能力。这样学生可通过自己观察,描述实验现象,并用自己的语言解释产生这种现象的原因。
二、增强学生实验时的环保、节约意识
微型化学实验与常规实验相比,在节约和环保方面有着突出的优点。
1.由于微型化学实验是以尽量少的试样或试剂获取尽可能多的化学信息,实验试剂用量较常规实验试剂用量降低1~3个数量级,这就大大降低了实验试剂用量,节约了经费。另外,用于“三废”处理的费用也大大降低。据测算,在纽约的气候条件下,维持一扇窗的通风橱正常运转,每年要花费1200美元(动力十空间),而采用微型实验后,一般反应产生的有害气体量少,以湿润的棉花即可吸收掉,不必使用通风橱。实践证明,微型实验的经费约为常规实验经费的十分之一。由于微型实验节省试剂用量,我国广大农村中学就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. 微型化学实验试剂用量少,仪器微型化,因此反应产生的废气、废液、废弃物质的量就少,从而大幅度减少了化学实验对整个周围环境的污染。微型实验使操作的危险性和实验对环境污染等的危害性大为降低,不仅使学生可以在较安全的环境中进行实验,而且能够使环境污染和实验设施损耗等问题得到很好的解决,更重要的是微型化学实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育,因而产生的社会效益必然是巨大而长久的。
三、发掘学生的自学能力,为第二课堂、化学兴趣小组的活动拓展新天地
由于微型实验既安全又节约,教师可以放心地让学生一人一组做实验。通过亲手做实验,以可帮助学生理解和形成化学概念,可以培养观察和实验能力,同时,有效地激发了学生学习化学的兴趣。学生盼着上微型化学实验课,做作业、复习或预习等,根本不用教师督促。这样就使得原来生硬的知识通过趣味性地实验表现出来,使得学生乐于学习、乐于实验,进而使学生乐于自主学习。在第二课堂开展微型化学实验活动往往要求教师和学生开动脑筋、集思广益,在现有条件下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。这些活动的开展,又恰恰十分有利于培养学生的各种能力,也是对学生进行思想教育的极好形式和内容。例如,让学生利用家里的一些废弃小药瓶、药品和食品试做一些小型、有趣、安全的实验,这对学生的设计、创造能力、操作能力无疑是极好的培养,也有利于加强学生的劳动观念和修旧利废、勤俭节约的观念。
四、开展研究性学习,培养学生的创造性思维和创新能力
把学生分为若干个小组,各组成员以学生成绩上、中、下相互搭配为原则,成员之间可以相互交流,彼此争论,互帮互学,共同提高。教师每周出1~2个讨论题,让每位小组成员在问题讨论当中都有机会发表自己的观点和看法,倾听他人的意见。同时以小组得分作为学生课外活动成绩的评价标准,形成组内成员合作,组间成员竞争的新格局。微型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、现象观察记录,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。如在学生自行设计的“氯化氢气体的制备和性质”实验中,学生大都采用了微型制气装置(图1),每个学生的试剂用量是常规量的1/15~1/20。对于氯化氢的“喷泉实验”学生的设计多种多样(图2)。与传统方法(图3)进行比较:图2(A)是将传统装置的双孔塞的作用,分在双颈烧(10mL)瓶的两个颈来实施;图2(B)是用现成的流体控制器取代了(A)的右颈玻管,方便多了;图2(C)是把吸满了石蕊试液的小胖肚滴管直接插入集满氯化氢的单颈烧瓶(5mL),挤入几滴试液后,实现了“喷泉”,而滴管的胶头变为扁扁的,更方便快捷多了。在实验中,学生之间进行交流,老师进行讲评,不正是对学生创造性思维和创新能力的启发和培养吗?
化学教学中培养学生能力,是化学教学改革和教学理论研究的一个重要课题,也是适应时代发展,贯彻实施素质教育的需要。它不仅是学生完成在校学习任务的必要条件,也是学生将来从事工作不可缺少的本领。微型化学实验是当前国际化学实验教学改革的重要发展趋势。在化学教学中引入微型实验,有助于培养和提高学生的实验操作、观察、思维、自学等能力,培养学生的科学精神和品德,从而有效地提高化学教学质量。
参考文献
[1] 朱 恩.浅谈中学微型化学实验的三个问题[J].上海:化学教学.2002(4)
[2] 俞巧红,绿色化学——一种新的化学理念[J],中学化学教学参考,2001,(8-9)
[3] 普通高中课程标准实验教科书《化学》,山东科学技术出版社
[4] 周宁怀.微型无机化学实验[M].北京:科学出版社,2000
[5] 李荣强、朱恩.中学化学教学理论与实践新探[M].北京:中国档案出版社,2002