在化学教学中,运用微型实验可以提高学生的学习积极性,增强学生的学习兴趣,提高学生的创造性思维和动手实践能力,为以后的化学学习奠定了良好的基础。为此,教师要充分注意微型实验作为一种新的教学手段,要充分利用微型实验的优点和效果,提高学生对化学实验的认识,从而全面提高学生的化学科学素养。
一、微型化学实验的相关特点
微型化学实验是当前化学实验教学中的一种较为有效的教学手段。微型化学实验也具有一定的特点:如方便携带、容易操作等,能够有效地节约实验的成本,对周围环境带来的污染也较少;能够有效地落实绿色化学教学,增强学生的绿色环保理念。微型化学实验所需要的实验试剂量较少,实验结果也能够比较快速地呈现出来,将其广泛地应用于初中化学实验教学中能够有效地提升化学实验教学的趣味性及互动性,达到良好的教学效果。另外,微型化学实验的操作也比较简单,能够使学生快速进入学习状态,了解和掌握相关的实验知识及方法,有效调动学生参与化学实验学习的积极性。
二、微型化学实验在初中化学教学中的应用
(一)因地制宜,废物利用
微型实验最大的优势是取材便捷,不用“大刀阔斧”地摆弄化学器材,这样具备“微型”的特点,实验过程中,师生不再局限于固定的框架内,而是秉承着因地制宜的基本原则,废物再利用,提升实验操作的水平。例如在农村初中化学教学活动中,教师组织“土壤酸碱性测定”的探索实验,首先创设情境:随着城镇化水平的提高,人们对粮食品质提出了更高的要求,但是当地环境污染严重,使得农作物产量降低,农业经济呈现下降趋势,从调查来看,主要是农户大量使用化肥和农药,导致土壤环境急剧恶化。对此,学生决定用化学知识探索土壤酸碱性是否受到影响?
1.制定方案。教师首先引导学生认识微型实验应该如何操作?所以可以通过小组合作的形式采集农田土壤,分别测定PH值,并了解不同种类农作物的生长情况。探究溶解过程中,为保证实验数据的准确性,必须要合理控制溶解时间。
2.实验探究。学生采集水稻、红薯、韭菜三种土壤样本,带入学校实验分析和操作,最后得出实验成果:从数据分析来看,水稻土壤的酸性比偏大,土壤的适合生长到PH值为4.5-8.0的土壤中,中性阶段植物生产最优,所以红薯和韭菜土壤测量值符合要求。
3.应用拓展。同学们将课堂上所学的化学知识应用到现实生活中,通过微型实验检测土壤酸碱性,并向有关部门提出:要想短时间内改变水稻土壤的酸性值,适当加入草木灰。建议政府扶持农户科学治理农田,改善土壤结构,为当地农业经济发展提供良好环境。这种微型探究实验的存在,不仅取材方便,还能充分发挥学生主动探究的良好意识,在符合现实生活的实验情境中获取知识,熟悉的氛围中培养中学生的科学素养。
(二)多元优化,全面理解
微型实验在节省素材的基础上,最大化保证同学们操作的安全性,甚至能达到传统化学实验不能获得的实验效果。积极开发和利用实验替代品,符合新时期背景下“绿色教育”的基本要求,避免实验药品对环境的污染,提高资源的利用效率,保证学生自主操作的过程中形成属于自己的科学价值观。化学教师通过学生实验、演示实验两种形式进行优化分析,帮助中学生全面理解化学实验原理。
1.学生微型实验—“实验室取常见气体”。初中化学实验气体制取是重点,但是现阶段人教版教材中化学实验一般常规思路设计和编排的,主要是考虑到实验操作的合理性和规范性。对此,教师秉承着绿色、节约的原则,带领学生一同设计出价格便宜、实验效果好的气体装置。学生收集学校医务室废弃的青霉素药瓶、输液管等材料,避免细菌污染,及时用3%的过氧乙酸浸泡一天并清洗。输液管为导管,减去的中间一节为分液漏斗,饮料瓶留下底部制作成水槽,青霉素瓶为集气瓶。为了最大化保证微型实验的合理性,采用向上、向下排空气阀,导入不同气体的进出方向可利用多种气体收集,二氧化碳的气体从短端出、长端进。
2.演示微型实验—“一氧化碳还原氧化铁”。此实验室是初中化学教学的重点,但是涉及到CO是有毒气体,一方面,如若让学生自行操作的危险系数高,而且部分胆小学生害怕操作,另一方面,教师通过多媒体演示教学,同学们对此的认知程度不够深刻。所以,综合决策下教师利用演示操作的形式优化教学内容,首先制取CO气体(浓硫酸分解为甲酸),玻动制作的方法展示实验过程,将玻管绕线,切取一段长为8厘米的细玻管烧制为“V”形状的玻璃管。实际演示的时候,靠近V型一端用输液管制成的滴管把澄清石灰水挤到顶部,再放入适量的氧化铁粉末,向青霉素药瓶制作的气体反应器中加入浓硫酸、甲酸,从而产生化学反应。该实验中教师将CO对人体伤害降到最低,教师鼓励每个人积极参与其中,消除学生的恐惧心理。实验结束后,教师拆除装置,稀释空气中的CO很少,由此看出,微型实验减少对环境的污染,装置内的空间小,便于空气及时排除,降低演示操作的危险性,而且重复操作中又能保证演示效果。
三、结语
从上述的分析来看,微型实验在初中化学课程教学中具有非常重要的作用,文中提到的“检验鸡蛋成分”“土壤酸碱性测定”和“无土栽培”等实验都可以利用身边的材料进行操作,让学生认识到化学在生活中的应用价值。另外,微型实验也存在着一些弊端,主要是缺乏严谨性,学生在搅拌、加热等方面的操作存在缺陷,所以需要教师根据具体情况进行优化处理,推动化学教学改革工作的顺利进行。
参考文献
[1]王仕卫.微型实验在初中化学教学中的应用探析[J].文化创新比较研究,2020(05).
[2]张继成.在化学创新教育中应重视微型实验的研究与应用[J].实验技术与管理,2020(12).