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绿色微型化学实验在中学化学教学中的实施


  [摘 要]通过对微型化学实验和常规化学实验的比较,可以发现,微型化学实验具有试剂用量少,绿色安全,对学生吸引力强等优点。在中学化学教学中实施绿色微型化学实验,对于传播绿色化学理念、促进化学试验教学改革、转变化学学习方式、培养学生创新能力具有重要意义。
  [关键词]微型化学实验 绿色化学 创新能力培养
  一、引言
  微型化学实验,是用尽可能少的化学试剂获得比较明显、清晰的反应结果和化学信息的一种实验方法。随着中学化学实验改革的进行,在中学化学教学中实施绿色微型化学实验,解决了当前我国一些经济条件相对落后的农村中学购买仪器困难的实际问题,有利于激发学生的学习兴趣,培养创新能力,具有广阔的前景。微型化学实验,是各类在微型装置中用少量试剂进行的化学实验,它的特点是实验仪器微型化和实验药品微量化,可以降低试剂用量,减少实验排废量,使环境污染减少,遮掩不仅缩短实验时间而且安全可靠。将微型化学实验引入化学教学中,不但能激发学生的学习兴趣,使学生更好理解理论教学的内容,而且能培养学生的实验、自学、思维、观察等多方面能力,对提高学生素质起着重要作用。我国著名化学家、教育家戴安帮院士说:"大力推广微型实验,使全国中学的化学教学都有学生单人作业的实验"。最终得到"加强化学教学的素质教育的作用。"既切实提出了问题,又明确指出了方向。
  二、在中学开展绿色微型化学实验的必要性
  化学是一门以实验为基础的学科,实验在培养学生的创新和实践的能力上有特殊的作用。在化学教育中,学生素质和能力的提高基本来自化学实验。课堂教学中,差不多所有的知识及其内在联系无不与化学实验有密切联系,都需要经过化学实验验证。然而,化学实验课属于消耗性课程,药品大都是一次消耗,这对经费紧张的中学无疑是一大难题。因此,在中学(特别一些农村中学)许多化学实验都是纸上谈兵,教师在黑板上"做"实验,学生在底下上"抄"实验。结果,学生只能死记硬背物质的色、态及其变化,形成了讲实验和背实验的恶性循环,将生动直观的形象学科,变成了僵硬教条的"八股文",从而无法激发学生的创新能力、创新思维和创新精神。微型化学实验的引入,给中学化学教育,带来了一股强劲的活力。微型化学实验具有节省试剂、少污染、快速、完全、便携、现象显著等特点,从而能激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。实践证明,在中学化学教学中实施微型化学实验,其经济效益、环保效益和教学效果是显著的。
  三、绿色微型化学实验在中学化学教学中的实施成效
  1.有利于激发学生的创新思维
  在实验操作规范及仪器的组合方式上,常规化学实验有严格的规定,学生在实验中处于被动地位,禁止学生去探索、去发现,学生的创新思维和创新实践受到约束。绿色微型化学实验在实验方式和方法以及所用仪器的设计、药品的用量展现给学生的都不同于传统的化学实验,是对传统化学实验创造性的变革。它的创新优点主要表现在三个方面:(1)微型化学实验仪器组合方式变化万千、一器多用、设计新颖;(2)微型化学实验仪器不是常规化学实验仪器的简单缩小, 而是力求创新,要求学生自制零部件和代用品;(3)一套微型化学实验仪器能装入一个大小16 开本的包装盒内,携带方便,将学生实验带出课堂、深入社会实践、拓展思路。
  通过绿色微型化学实验可使学生对化学实验过程和方法有新的认识,学会制造一些简易代用品,探究实验内容的改革和实验条件的改进,使感性认识和理性认识达到有机融和,有助于激发学生的创新思维。
  2.有利于激发学生的发散思维能力
  绿色微型化学实验应用于中学化学实验教学,一方面,学生自己动手进行验证性实验;另一方面,更重要的是因为化学现象之间存在着多重联系,且与条件的关系密切,会出现多种多样的变化,对某一化学现象或问题的揭示也可能有几种不同的方法及途径,这样有利于激发学生的发散思维能力。
  3.有利于培养学生的实验技巧
  绿色微型化学实验因为具有仪器小巧,反应灵敏快速,教学功能多,省力、省时、省钱,教学效果好等明显的优点,所以,在培养学生的实验技巧方面,体现出了常规化学实验所无法超越的优点。
  4.有利于培养学生的观察能力
  绿色微型化学实验,因为仪器缩小,药品用量减少,使反应时间越来越短,所以对学生的观察能力提出了进一步的要求。学生务必精心操作,集中精力去观察,这样多反复几次,持之以恒。经过一段时间的磨炼,就能使他们养成良好的注意力,从而培养出超人的观察能力。
  5.培养了中学生强烈的环保意识
  环境保护是每个公民应尽的义务,常量化学实验不仅严重污染环境,而且实验中废气、废液的排放也不可避免地造成污染,所以中学生保护环境的意识往往和实际情况不能统一。绿色微型化学实验是绿色化学的一项实验方法和技术, 它要求实验要满足5R原则:(1)Reduction (减少用量);(2)Reuse (回收使用);(3)Rejection (拒用危害品);(4)Recycling (循环使用);(5)Regeneration (再生使用)。因此,使用微型化学实验技术,可将排放的污染物降至最低,也可保障学生的身体健康。经过对常规化学实验与微型化学实验的比较,学生会逐步养成环保理念,使他们树立牢固的绿色化学观念。
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