农村中学开展化学微型实验教学之初探

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  化学是一门以实验为基础的学科,在教学中,是否能亲自动手做实验很关键。但对农村中学的学生来说,由于各种原因,绝大多数都没有真正动手做过实验,甚至于演示实验都很少看到,于是对于化学实验就出现了“老师讲实验,学生听实验”的普遍现象。而微型实验教学符合当前农村中学的教育现状,符合中学化学新课标的教学理念,符合学生学习与应用的需要。所谓化学微型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。结合农村中学的实际情况,开展“在农村中学推广化学微型实验教学”课题研究的过程中,我们印证了本课题研究的实际操作的可行性。
  一、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;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。相对常规实验仪器,微型仪器配套比较完整且价格低廉,如湛江师范学院研发的微型化学实验仪器套装采用的简易标准接口、多功能微型实验操作台,能完成初高中绝大部分实验,因此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。
  二、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5个理科班,人数少的班有60多人,人数多的班有70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27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7560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。因此,在保证获取最有效的实验信息的前提下,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,在农村中学推广微型实验是绝对可行的。同时,开展化学微型实验可简化实验管理,由于试剂用量减少,仪器简化,实验室的准备工作量大大减少,这也解决了农村中学师资匮乏的问题。
  三、化学微型实验能突出学生的动手能力和创新意识,顺应中学化学新课标的教学理念。
  我们省的高中是在2010开始启用新教材教学的,教材中没有再指明学生实验与演示实验。因此,化学新课标的教学理念更突出了学生的动手能力和创新意识。而化学微型实验就是一块可以引领学生走进科学世界的“磁石”,使学生摆脱枯燥乏味的题海战术,为学生制造动手、思考与创造的空间。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,有利于胆小的同学放开手脚、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l/2,再注入无色乙醇至满瓶,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2 cm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,锻炼了学生的思维创新能力。
  四、化学微型实验能为学生的化学学习与日常生活架起桥梁,最大化地实现化学科的实用性和生活化。
  在化学教学中,如何引导学生从生活中学习化学、运用化学,是每一个站在新课标背景下的教师要深思的问题。例如在学习“金属及其化合物”后,学生懂得了相关“合金”的知识。陈丽华同学想知道她妈妈买到的黄金项链是不是真的,她想到了利用自己的微型实验仪器马上进行鉴别。通过微型化学实验,能够最大限度地提高化学学科的实用性和生活化。
  微型化学实验一定程度上弥补了农村中学化学资源短缺的不足,弥补了常规实验在实现学生动手实验方面所存在的局限性,在提高学生实验安全性、实践动手能力和创新精神,促进学生学习方式的转变等方面具有重要的意义。尽管在推广化学微型实验的过程中我们还不可避免地碰到了一些难题,例如一些学生只是把实验当作一种好玩的游戏,钻研性不够;由于学业任务重,学生进行课外作业的时间太少……但在农村中推广化学微型实验的可行性是显而易见的,我们将在今后的教学实践中不断深化教研改革。
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