普通化学课程微型化学实验改革探索

雷猛　王帅　王希科　乔建仙　刘妹静

摘 要 微型化学实验是绿色化学的组成部分，在实验教学中优势明显，经济、环保和社会效益较高，有助于树立学生绿色化学的意识和理念。通过对普通化学课程实验优化和实践探索，改进了实验内容，丰富了实验教学模式，提高了学生的学习积极性、实验技能和创新能力。

关键词 普通化学 微型化学 实验改革 绿色化学

0 引言

微型化学实验是一种化学实验的新方法和新技术，[1-3]它具有减少污染、快速、节约、安全等优点，微型实验的试剂用量少，但可以达到准确、明显、环保、安全、节能、节时和方便等效果，不仅教学效果显著，而且有明显的经济效益、环保效益和社会效益。在实验教学中，微型化学实验的优势明显，深受广大师生的欢迎。通过长期实践证明，化学实验教学微型化改革主要优点有：（1）可以满足一人一台套的需求，增加学生亲手做实验的机会，学习方式由“被动旁观”向“主动探索”转变，真正发挥学生的主体作用，通过学生亲自动手做实验，自己更能感受到化学实验中物质的转换，在实践中加深与理论的结合，在相对轻松的氛围中获取知识。（2）可以激发学生对化学的学习兴趣。微型实验由于剂量小既安全又节约，容易满足学生一人一组做实验。学生理解和形成化学概念，在做实验的过程中，得到有力加强，同时也培养了观察能力，激发了学习兴趣。（3）实验室环境有效改善，实验室空气和水体排放污染得到大幅度的减少，有利于教师和学生共同的身体健康。同时自然环境也可以得到改善，有利于社会的可持续发展和社会的进步。

但是，在普通化学课程教学中发现，微型化学实验中还存在一定的问题和可以进一步改进的空间，主要表现在：（1）由于学生普遍化学基础较弱，原微型化学实验单次课程实验内容过多，学生无法在2个课时内完成规定实验，需要进一步优化實验内容；（2）传统的实验撰写纸质实验预习报告制度已不能完全适应信息化条件下学生的对知识的要求，需要进一步加强化学虚拟实验的开发或改进现有的实验预习报告制度；（3）根据微型化学实验的目标是在减少实验试剂用量的情况下也能达到实际实验验证的效果，部分微型化学实验的试剂用量还具有改进的空间，可以进一步优化试剂用量，减少对环境的污染。

1 夯实基本知识，提高操作技能

著名学者吴晗指出“要读好书，必须先打好基础，打好了基础，才能在这个基础上作个别问题的研究”。在微型化学实验的创新中，基础也是至关重要的。不管是老师还是学生必须要有较为全面的化学实验基础知识和扎实的基本操作技能才能在实验过程中发现问题，分析问题、解决问题，才能对实验进行改进和创新。譬如实验室的规则及安全知识，实验室用水的规格，化学试剂及相关知识，气压表、水银温度计的校正等，只有对这些基本知识了如指掌，才能创造稳定的实验环境，才能为顺利开展实验做好前期准备；玻璃仪器的洗涤干燥，分析天平的操作，滴定、重结晶、过滤、提纯、萃取等实验的基本操作技能，只有熟练掌握了这些基本技能，实验操作起来才能游刃有余；盐类水解，化学平衡，胶体及吸附，配合物、醇、酚、醛、酮、羧酸及其衍生物等物质的性质，只有对化学的这些基本原理和常见化合物及官能团的性质熟悉，在实验的时候才能恰当地选择试剂，合理地分析与解释实验时发生的各种现象。因此，微型化学实验改革与创新的基础是扎实的基本功。

2 优化实验内容，改革实验方法

为培养学生深入理解化学基本原理，熟悉基本实验操作，增强学习化学知识的兴趣，树立绿色化学理念。一是优化实验内容。在合理的范围内精简实验内容，删除重复性实验和一些意义不大实验内容。优化普通化学的十个课程实验内容，确保学生在2个课时内均能完成实验，保证学生课堂实验的工作量，增强学生的实验动手能力和观察能力，进一步激发学生对学习化学的兴趣；二是改进现有在空白预习报告纸上抄写实验预习报告的制度，编写统一的实验报告讲义，对于不需要手工重复抄写的文字内容予以打印，使学生的关注点集中到实验现象的记录和解释上，集中到自己对化学知识的体会上，加深对化学背后本质的理解，改善教学质量。三是筛选部分现有的微型化学实验进行有重点的优化研究，以减少实验试剂用量但不影响实验效果为前提，通过课外创新实验和指导本科生毕业论文的形式保证优化研究的质量和效果，最后再形成固化成果应用到课堂实验。

3 丰富实验教学模式，提高教学质量

一是“讲做”教学模式。这是是实验教学中比较典型而又传统的一种教学模式，即教师先讲解实验目的、原理、操作步骤、重点、难点进行分析，而后由学生按照实验步骤进行操作，且教师适时进行指导完成实验。这种方法适用于在实验难度较大、实验原理和仪器比较陌生的情况下使用。

二是“做讲”教学模式。这种模式适用于实验原理、仪器及操作过程比较简单的实验，该模式是先在老师的指导下，学生预习好实验内容，写好预习报告，将操作步骤、程序、可能发生的问题等先进行一些熟悉和了解，然后学生实验，观察实验现象、解释实验现象。教师适时进行点拨、引导，同时收集实验中出现的问题，实验完毕，由教师进行概括和讲评。

三是“问题引导”教学模式。这种模式是教师根据实验内容的相对独立性，将其分割成若干块，先提出教材中隐含的一些关键问题，让学生在实验中边做边思考，互相讨论、分析，得出问题的答案，最后由教师做出正确的分析和结论。这种模式使学生实验目标明确，也使学生对问题的推断通过实验得到验证，有利于提高学生的动手能力、分析解决问题能力和创新能力。

4 小结

微型化学实验不是常规实验简单的缩微或减量，[4-5]而是在微型化的条件下对化学实验进行创新性的变革实践，以达到用尽可能少的化学试剂来获取尽可能多的化学信息的目的。学生通过亲自动手做微型实验不仅学到了微型实验仪器的操作技能，更学到了设计微型实验的创新思维方法和绿色化学的理念，这对于培养他们的科学素质是大有裨益的。

参考文献

[1] 吴婉娥，冯思远，许国根.化学实验教学中绿色化与微型化探索[J].军队院校实验室工作研究，2011.11（4）：58-59.

[2] 梁承红，邢红宏，金靓婕，孙晓伟.化学实验微型化探索[J].海军航空工程学院学报（军事版），2012.10（4）：59-61.

[3] 易兵，谭正德.微型有机化学实验的绿色化教学浅谈[J].实验室研究与探索，2011.30（10）：139-141.

[4] 吴新民，荣华，龚良发.基础化学实验的开放平台建设[J].实验室研究与探索，2011.30（2）：126-128.

[5] 周宁怀，吴连斌.微型实验与化学创新教育[J].广西师范大学学报（化学专辑），2002：1-3.