浅谈微型化学实验研究概况及其教学功能

摘 要：本文在对微型实验运用于课堂教学的实践研究进行探讨的基础上，立足微型化学实验的特点和教学功能，对所在的普通中学学生进行了两年多的实践研究，初步探索了微型实验运用于课堂教学的实施原则、教学模式，经过实证研究取得了一定的成效。

关键词：微型;化学实验;概况;教学功能

美籍华裔化学家马圣祖教（Prof.T.S.Ma）提出微型化学实验就是要用尽可能少的化学试剂获取所需化学信息，用常规实验的几十分之一到几千分之一的药品用量，却可以达到准确、安全、经济以及利于环境保护的目的，达到实验的绿色化。仪器的微型化和试剂的微量化是微型化学实验的两个基本特征。目前微型化学实验方法在我国大部分中学化学教学中还未普及，但我们可将许多普通实验朝着微型化方向改进，将部分常规实验改为微型实验。在实验教学中，开展微型化学实验可以对实验进行创新设计，能使尽可能多化学信息的获取出自更少的化学试剂。微型化学实验从某种程度上体现出了绿色化学的理念，所以，一线化学教师应该了解并大力研发微型化学实验。

一、 微型化学实验的特点

有人用“小、省、快、好、易、安、多、高、少、低”这十个字概括微型实验的特点：试剂用得少、节省时间、反应速率快、现象明显、操作简单、安全性好、使用率高、污染少、成本低。微型仪器由于价廉、耗费低，实验中较易做到人手一套，让每位学生在课堂上动手实验便成为可能。因而，微型实验对于中学化学教学中开展学生随堂实验具有独特的优势。有利于培养学生的科学探究能力和创新能力，使其获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能;引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过微型化学实验培养学生的合作精神和社会责任感。

二、 国内微型化学实验研究概况

1988年底，周宁怀教授在北京大学举行的全国高等院校化学教育研究中心第二次学术会议上，较详细地介绍了微型化学实验在国外化学教育中的应用和研究情况，引起了与会者的重视。1989年我国正式将“微型化学实验研究”列入了高等学校教育研究中心科研计划，由华师大及杭州师院带头成立课题组，10余所院校参与了课题研究。1992年我国自编出版《微型化学实验》，由杭州师院承担研制的微型化学实验仪器和塑料系列仪器等新产品经国家教委的鉴定，均已投放市场。此后，浙大李明馨教授出版《普通化学实验》、周宁怀教授主持出版《微型化学实验》《微型无机化学实验》以及《微型有机化学实验》。自1990年以来全国性的微型化学实验会议已在北京、大连、杭州、武汉等城市成功举办了九届。另外，有关微型化学实验的网站也相继出现，如：中国微型化学实验中心、湛江师范学院微型化学实验网等。

从目前资料来看，近几年微型化学实验（ML）研究与应用在我国化学实验教学改革领域中引起国内化学教育界的极大关注。同时，我国海峡两岸也相继开展了微型化学实验研究的交流与合作。2003年7月第六届全国中学微型化学实验研讨会于内蒙古民族大学举行，促进了微型化学实验研究的交流与协作。2011年7月本着“绿色、低碳、创新、和谐”的宗旨，在武汉市召开第七届中学微型实验研讨会。2011年是联合国教科文组织与IUPAC决定的国际化学年，我国ML进展已受到国际关注，此次会议有外国学者参与，为与会者开展国际学术交流和广大中小学教师从事ML研究与推广应用提供了良好的契机。

2011年最新修订的义务教育阶段的化学课程的目标要求：“以提高学生的科学素养为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，发展科学探究能力，获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能”研制微型化学实验仪器，以及微型化学实验的新设计，这是新时代的中学化学教学中面临的问题。使用微型化的仪器，进行小剂量的化学实验，不仅教学效果明显，促使学生多动脑动手，增强环保意识，而且有较好的教学效益，应在中学里大力推广应用它。

三、 微型化学实验的教学功能

新课程倡导“以学论教，教是为了促进学”，微型化学实验的教学功能体现以下六个方面。

（一） 微型化学实验突出了化学是以实验为基础的

以实验为基础是探究教学的一个重要指导思想，也是化学学科的最基本特点。因为教学中的实验与科研中的实验在实验性质、实验结构以及实验在认识中的作用和地位等方面具有一致性，是一种探究性活动。微型化学实验充分突出了以实验为基础，就是把微型实验作为提出问题、探究问题的重要途径和手段，要求教学尽可能从问题出发，通过微型实验来展开，让学生亲自参与微型实验活动，通过微型实验本身来激发和培养学生的实验兴趣，充分发挥学生的实验能动性，引导学生根据实验事实，运用实验方法论来探究物质的本质及其变化规律。

（二） 微型化学实验可以引导学生积极主动地参与学习

微型化学实验要求每个学生通过独立操作实验而获得亲身的实践体会，学生在实验时的积极性和主动性得到加强。新课程教学观把教学过程看成是师生交往、积极互动、共同发展的过程。微型化学实验是教与学的交往、互动，师生之间双方相互交流、沟通、补充，在这个过程中师生彼此之间可以分享各自的知识、经验以及观念和思考，可以进行情感与体验的交流，丰富教学的内容，获取新发现，从而达到共享和共进，甚至达成共识，教学相长，实现共同发展。学生学习的自主性首先体现在学生是否积极主动地参与体验学习过程，教师在教学过程中是启发、引导的角色，充分发挥了学生的自主性，调动了学生学习的积极性，促进学生对知识的主动建构，使学生由被动学习转向主动学习，使教学由教学生学会转到教学生会学。

（三） 微型化学实验强调了教学的探究性

现代初中化学课堂强调教学的探究性，培养学生的科学学素养，是针对传统的填鸭式教学而言的。科学教学过程也应当看作是一種探究过程，就是说，“儿童自主地掌握他所探究的事物的过程就是教学过程。正是在探究的过程中蕴含着教育的本质。”由于现代科学技术迅猛发展，教师不可能在几年时间中把所教学科全部知识教给学生。现在学生可以通过多渠道获取知识信息，教师的教学工作更为复杂化了。教师不再是教科书上知识传授者，而是学生如何去获取所需知识的指导者，要引领学生如何掌握认知工具及信息处理方法。教师应把主要精力放在对学生的检查、激发、指导方面，从而真正实现教是为了不需要教。微型化学实验课堂教学过程中，利用微型化学实验操作简捷、仪器功能多、经济省时及实验本身的开放性、自主性等特点，积极开展探究教学法，在教师的引导下，让学生自己去发现问题、做出假设猜想并设计微型实验解决问题，使他们成为知识的发现者，科学的探究者。

（四） 微型化学实验可以突出学生的主体性

建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。这就要求教师的教育和教学要适应他们的情况、条件、要求和思想认识的发展规律，而不能把自己的意志强加给学生以免挫伤他们的主动性、积极性。“学生是学习的主体，学生的学习是教师无法替代的，教师只能让学生自己读书、自己感受事物、自己进行思维活动，教师只能为学生提供外部的影响与支持。”从法律伦理角度看，学生是责权主体，学校和教师要保护学生的合法权利，引导学生学会对学习、对生活、对自己、对他人负责，学会承担责任。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。微型化学实验中每个学生独立完成实验获得体验让学生真正成为意义的主动建構者。

（五） 微型化学实验可以使学生获得对该学科学习的积极体验与情感

微型化学实验的体验会使学生不断产生浓厚的兴趣和需要，对学习表现出极大的热情，并从中获得兴奋和快乐，而积极的体验建立在民主和谐的学习氛围之上，建立在学生感受到知识的力量之上，建立在不断的成功与进步之上。教学的重要目的之一，就是使学生理解和掌握正确的结论，所以必须重结论。但是，如果不经过学生一系列的质疑、判断、比较、选择，以及相应的分析、综合、概括等认识活动，结论就难以获得，也难以真正地理解和巩固。更重要的是，没有以多样性、丰富性为前提的教学过程，学生的创新精神和创新思维就不可能培养起来，所以不仅要重结论，更要重过程与方法。因此，在微型化学实验课堂教学过程中学生的错误应该得到允许和理解，而不是排斥和打击，学生的创造性应该得到尊重和保护，而不是忽略和抹杀。

（六） 微型化学实验可以促进学生形成良好的思维品质和学习方式

在微型化学实验课堂教学过程中，学生反思习惯的培养很重要，也就是反省认知意识的培养，教师要引导学生思考：“我是怎么做实验的？”“这样做的目的是什么？”“我的实验方法是否科学？”“会不会还有更好的实验方法？”“这节课上学的一些知识之间有关联吗？”等等。通过这样的反问，时间久了学生就会慢慢养成反思的意识和习惯。同时要关注学生身心发展，教师要深入学习，认识不同年龄阶段学生身心发展的特点，以此为依据开展教学活动，从而有效促进学生身心健康发展。教师应知道每一个学生都能积极成长，是有培养前途的，是可以获得成功的，因而对教好每一位学生充满信心。学生又是一个发展还不成熟的人，是一个正在成长的人，这意味着学校和教师对学生的成长负有极大的责任。

化学学科是一门以实验为基础的学科之一，化学实验是教学的基础。经考察，2011年我省初中化学优课评比暨观摩活动中共有14节课参加了评比，其中10节开设了实验，且10节课均安排有学生分组实验;2012年全国第二次初中化学教师优质课观摩展示暨教学改革研讨会上共开设了30节现场课，有27课做了实验，其中安排有学生分组实验的课为22节。而实施微型化学实验教学正是课堂教学的一次转型，能够极大地激发学生实验创新能力和探究能力的发展。采用微型化学实验，一方面可以缓解学校实验经费的问题;另一方面可以实现安全操作，节约时间，并培养学生的动手实验能力。因此，怎样将微型实验更好地与化学教学，尤其是化学课堂教学结合起来是每个化学老师应该努力的方向。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]王后雄.中学化学课程标准与教材分析[M].北京：科学出版社，2012.

[3]沈理明.探究性实验教学对教师专业发展提出新要求[J].社科研究，2007.

作者简介：李长声，江苏省苏州市，苏州市吴中区临湖第一中学。