本文關(guān)鍵詞：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

 

劉一兵，沈 戮

 

524048）

 

摘要：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用就是以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，使其能夠進(jìn)入化學(xué)課程，與化學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)相聯(lián)系，并充分挖掘已開(kāi)發(fā)出來(lái)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程中的教育教學(xué)價(jià)值。它對(duì)于傳播綠色化學(xué)理念、促進(jìn)化學(xué)新課程改革、轉(zhuǎn)變化學(xué)學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)創(chuàng)新能力有重要意義。我們可以從國(guó)家、地方、學(xué)校三個(gè)層面對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用。

 

關(guān)鍵詞：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)；課程資源；開(kāi)發(fā)和利用

 

中圖分類號(hào)：G633.8    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

 

 

一、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的內(nèi)涵及其開(kāi)發(fā)和利用的價(jià)值

 

（一）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的內(nèi)涵

 

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，英文名稱為micro scale chemical experiment或micro scale laboratory，簡(jiǎn)寫為M.L。美籍華裔化學(xué)家馬祖圣教授提出微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以盡可能少的試劑，獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)。中國(guó)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中心主任周寧懷教授認(rèn)為微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在微型化的儀器裝置中進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其試劑用量為常規(guī)用量的1/1 000～1/10，用量比對(duì)應(yīng)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)節(jié)省90%左右。這里提出微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)基本特征：儀器的微型化和試劑的微量化。因而，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指用微量的藥品在微型的儀器中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

 

課程資源是教育教學(xué)活動(dòng)中一切可資利用的人力、物力以及自然資源的總和，它具有多樣性、多質(zhì)性、具體性、價(jià)值潛在性等特點(diǎn)。 ［1］課程資源種類繁多，研究者根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)把課程資源分為：素材性資源和條件性資源；自然課程資源和社會(huì)課程資源；文字資源、活動(dòng)資源和信息資源；顯性資源和隱性資源； 思想資源、知識(shí)資源、人力資源、物力資源等幾個(gè)子系統(tǒng)。 ［2］從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的地位看，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)課程內(nèi)容不可缺少的組成部分，是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)知識(shí)的重要工具和媒體，是化學(xué)教學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 ［3］微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一種方法與技術(shù)，不僅是人們認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)世界的結(jié)果與結(jié)晶，更是生成化學(xué)課程的強(qiáng)有力的工具和推動(dòng)力，是目的與手段的統(tǒng)一。其課程資源既是素材性資源又是條件性資源。

 

從系統(tǒng)角度看，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源是由微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器（硬件），微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)（軟件），，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程與教學(xué)設(shè)計(jì)（應(yīng)用），掌握微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教師和學(xué)生等多個(gè)要素組成的系統(tǒng)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用就是以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，使其能夠廣泛地進(jìn)入化學(xué)課程，與化學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)相聯(lián)系，并充分挖掘已開(kāi)發(fā)出來(lái)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程中的教育教學(xué)價(jià)值。其開(kāi)發(fā)的價(jià)值取向是有利于學(xué)生對(duì)化學(xué)物質(zhì)世界探究的學(xué)習(xí)化課程資源，把重心放在為學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)筑一個(gè)意義建構(gòu)的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生“學(xué)”的進(jìn)程提供顯性和隱性的資源支持。

 

（二）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)和利用的價(jià)值

 

1.傳播綠色化學(xué)理念

 

綠色化學(xué)可詮釋為環(huán)境友好化學(xué)，其核心內(nèi)涵是指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程中，盡量減少或徹底清除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)，即不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染，而是主動(dòng)地防止化學(xué)污染，將污染消滅在生產(chǎn)源頭的化學(xué)。它使用化學(xué)藥品的基本原則是：（1）不用危害品（Reject）；（2）減少用量（Reduce）；(3) 循環(huán)使用（Recycle）；（4）收回利用（Reuse）。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用了盡可能少的試劑，減少了實(shí)驗(yàn)的“三廢”，與上述4R原則是一致的。它把預(yù)防化學(xué)污染的思想貫穿于化學(xué)教育的全過(guò)程中，有利于學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)的形成。

 

2.促進(jìn)化學(xué)新課程改革

 

在化學(xué)新課程的實(shí)施過(guò)程中，我們絕不能忘記前車之鑒：布魯納在20世紀(jì)60年代初引導(dǎo)的那場(chǎng)結(jié)構(gòu)課程改革，那些精選優(yōu)編的結(jié)構(gòu)課程及教材，如CBA化學(xué)教材，到20世紀(jì)60年代末已經(jīng)備受冷落�！捌淅碚搩r(jià)值遠(yuǎn)未得到廣泛肯定，而在教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)中幾乎遭到完全的失敗�！� ［4］在此，美國(guó)著名的課程論專家施瓦布認(rèn)為，廣大教師被排除在課程開(kāi)發(fā)過(guò)程之外是其失敗原因之一。 ［5］這說(shuō)明教師作為重要的課程資源未能得到開(kāi)發(fā)。就化學(xué)新課程改革看，我國(guó)中學(xué)班級(jí)多且規(guī)模大，常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的不足，是制約化學(xué)新課程改革深入的重要因素。推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人手一套微型儀器，能給每個(gè)學(xué)生提供平等的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，是化學(xué)課程資源開(kāi)發(fā)和利用的新的生長(zhǎng)點(diǎn)。

 

3.轉(zhuǎn)變化學(xué)學(xué)習(xí)方式

 

化學(xué)新課程理念強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。這實(shí)際上是教學(xué)重心由教轉(zhuǎn)向?qū)W。如果學(xué)生各自擁有一套微型實(shí)驗(yàn)裝置和藥品，那么，就有權(quán)決定何時(shí)、何地、以什么方式使用此資源，例如學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)都能按照自己的思維進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能在實(shí)驗(yàn)室、教室甚至家庭做實(shí)驗(yàn)。它拓寬了學(xué)生科學(xué)探究的空間，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)探究過(guò)程，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，學(xué)會(huì)科學(xué)方法。

 

4.培養(yǎng)創(chuàng)新能力

 

傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生往往“照方抓藥”，無(wú)需太多的思考，經(jīng)常處于被動(dòng)地位。這主要是受常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件的限制，一組多人實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)少。如果能在教學(xué)中引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，由于儀器的微型化和試劑的微量化，給實(shí)驗(yàn)方法的重新設(shè)計(jì)、改造和組合創(chuàng)造一個(gè)很大的思維空間。這對(duì)活躍學(xué)生思維，激發(fā)創(chuàng)造欲望，培養(yǎng)創(chuàng)新能力有重要價(jià)值。

 

二、我國(guó)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)和利用的現(xiàn)狀分析

 

崛起于20世紀(jì)80年代末的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)至今已成為國(guó)際化學(xué)教育發(fā)展重要趨勢(shì)的一個(gè)標(biāo)志。我國(guó)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究在周寧懷教授的倡導(dǎo)與推動(dòng)下，從上世紀(jì)90年代初開(kāi)始進(jìn)行研究至今，已經(jīng)取得了重要成果。1989年微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課題研究協(xié)作組成立；1992年教育部頒布的化學(xué)教學(xué)大綱中特別指出“進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，以完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)”；1995年國(guó)家教委已將微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器列入中學(xué)理科教學(xué)儀器配備目錄，2000年配備目錄又增加了塑料儀器；1999年正式成立全國(guó)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心；微型化學(xué)儀器研制開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)“百花齊放”、多種型號(hào)并存的局面；出版了《微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》《微型無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》《微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》等書；舉行了六屆全國(guó)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研討會(huì)和四屆中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的開(kāi)發(fā)及其研究取得了一定的成就，但是，它并沒(méi)有在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中得到大面積的推廣。 ［6］微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)未能作為課程資源進(jìn)入化學(xué)教學(xué)中，究其原因，大致有以下幾點(diǎn)。

 

其一，教師對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)的偏差。有的教師提出：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)好是好，中考、高考考不考？微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是否會(huì)影響學(xué)生掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范？采用微型實(shí)驗(yàn)后，常規(guī)實(shí)驗(yàn)怎么辦？筆者認(rèn)為，隨著新課程改革的推進(jìn)，高考實(shí)驗(yàn)題在逐步發(fā)生變革。高考命題強(qiáng)調(diào)靈活運(yùn)用所學(xué)的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的問(wèn)題。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與此并無(wú)矛盾。事實(shí)上，近年來(lái)，高考化學(xué)試題已經(jīng)出現(xiàn)了類似于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法和儀器的試題。例如，2005年高考理科綜合能力測(cè)試（北京卷）的第27、28題，2006年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試化學(xué)試卷（上海）的第11、18、26題等。同時(shí)，從第29屆國(guó)際奧林匹克化學(xué)競(jìng)賽開(kāi)始，以后各屆奧賽的實(shí)驗(yàn)部分都有采用微型實(shí)驗(yàn)儀器的操作，這表明我國(guó)和國(guó)際化學(xué)界對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重視。應(yīng)該看到，操作的規(guī)范性是相對(duì)的，實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范取決于實(shí)驗(yàn)的安全、科學(xué)、簡(jiǎn)潔和方便以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯和實(shí)驗(yàn)誤差降低到最小。從這個(gè)意義上說(shuō)，微型實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作，形式上可能有所不同，但本質(zhì)上是一致的。例如，用膠頭滴管向試管內(nèi)滴加液體與用多用滴管向點(diǎn)滴板中滴加液體，其本質(zhì)是相通的。至于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)和常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系應(yīng)是有機(jī)結(jié)合，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“一體兩翼”。這是因?yàn)槲⑿突瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不能完全代替常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。如分離和提純的方法和技術(shù)，微型實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)。

 

其二，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)的缺陷。（1）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足。例如，微型塑料型儀器不能加熱，塑料本身能與一些化學(xué)試劑起反應(yīng)而使其應(yīng)用受到了影響。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足，有微型實(shí)驗(yàn)本身固有的缺陷，有開(kāi)發(fā)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法與技術(shù)存在的局限性等。（2）微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的單一。從已發(fā)表的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的論文看，研究集中于微型實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和儀器的改進(jìn)方面，很少涉及教師和學(xué)生如何運(yùn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)，沒(méi)有形成系統(tǒng)的整體的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革方案，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能和教學(xué)效果未能得到科學(xué)的論證。有關(guān)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程與教學(xué)設(shè)計(jì)的資源相對(duì)較少。

 

三、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)與利用的基本途徑

 

（一）國(guó)家層面的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用

 

1．國(guó)家化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要明確微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵

 

對(duì)于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的定義，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一的說(shuō)法，由此，人們?cè)谝欢ǔ潭壬蠈?duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在著認(rèn)識(shí)偏差。例如有人把“用量為5 mL的濃硫酸和細(xì)銅絲、用量為10 mL 30%的H2O2溶液與生銹的鐵絲，分別在具支試管里的反應(yīng)”說(shuō)成是微型實(shí)驗(yàn)， ［7］這是明顯不妥的。所以，有必要明確“儀器的微型化和試劑的微量化”的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。教育部2003年制訂的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中提出的“課程資源的開(kāi)發(fā)與利用建議”中，卻未能明確提出微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)，這不能不說(shuō)是一種遺憾。筆者認(rèn)為，鑒于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為二十世紀(jì)八十年代以來(lái)的化學(xué)領(lǐng)域引人矚目的重大變革之一，國(guó)家化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)明確闡明微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵。

 

2．國(guó)家化學(xué)新教材中要滲透微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

 

目前，依據(jù)初、高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的多部化學(xué)教科書已陸續(xù)出版發(fā)行。對(duì)于有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和習(xí)題設(shè)計(jì)，教材多采用常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，很少涉及微型實(shí)驗(yàn)裝置。人教版選修模塊教材《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中，在“化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色追求”課題中，提出了實(shí)驗(yàn)小型化、微型化的建議，并安排了用微型實(shí)驗(yàn)儀器和代用品進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，這也是在我國(guó)首次把微型實(shí)驗(yàn)引入到教科書中。教材是最主要的課程資源。為此，筆者建議：在教師教學(xué)參考書中介紹微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、歷史背景，國(guó)內(nèi)外微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的歷程以及微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀；在化學(xué)教科書有關(guān)“拓展視野”的部分，精選少量的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)素材編入其中；在化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的設(shè)計(jì)中，引入用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)解決化學(xué)問(wèn)題的方法與技巧；在學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生用諸如大頭針、鉛筆芯、多用塑料滴管和電池設(shè)計(jì)水的電解和爆鳴微型實(shí)驗(yàn)等。

 

3．國(guó)家對(duì)主流微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的確立

 

現(xiàn)行國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器種類較多，每種都有其優(yōu)勢(shì)和不完善之處。因此，筆者認(rèn)為，國(guó)家教育主管部門，有必要對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源進(jìn)行篩選和鑒定,初步分析出具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源來(lái)，以建立中國(guó)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)品牌。筆者認(rèn)為，當(dāng)前，使用已開(kāi)發(fā)成套的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，完全替代常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是不適合的。但是，整合當(dāng)前的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，開(kāi)發(fā)占主流地位的、適合大學(xué)和中學(xué)通用的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，使其作為課程資源進(jìn)入化學(xué)新課程中，具有重要的意義。

 

（二）地方層面的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用

 

1．加強(qiáng)對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)

 

對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的領(lǐng)導(dǎo)主要是指在省一級(jí)或地一級(jí)教育行政主管部門的領(lǐng)導(dǎo)下，成立有關(guān)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中心的相關(guān)組織，定期組織召開(kāi)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究會(huì)議，開(kāi)展中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課題研究，舉辦中青年教師微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，搭建對(duì)話、交流的平臺(tái)。同時(shí)，與企業(yè)聯(lián)姻，設(shè)立微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)基金，資助各地微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。并且，制定向各中學(xué)配備一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的有關(guān)條例。例如，被教育主管部門認(rèn)可的一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，諸如多用滴管、點(diǎn)滴板、微型試管和微型酒精燈等微型儀器，可以作為學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器直接向各中學(xué)推廣。

 

2．發(fā)揮地方高等院校對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)

 

高等院校科研力量比較集中，是開(kāi)發(fā)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的重要力量。高校要根據(jù)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，力求開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉的微型儀器，做到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，同時(shí)具有多功能、易封閉、較強(qiáng)的實(shí)用性和時(shí)代感。其次，通過(guò)地方教研室加強(qiáng)與開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)校聯(lián)系，及時(shí)了解儀器使用的情況，聽(tīng)取第一線教育工作者的意見(jiàn)，及時(shí)彌補(bǔ)不足或欠缺之處，研究并生產(chǎn)出質(zhì)量更高的儀器，并出版相應(yīng)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。再次，培養(yǎng)熟練掌握微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)秀師資。

 

（三）學(xué)校層面的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用

 

1．實(shí)驗(yàn)儀器的微型化

 

教師和學(xué)生在化學(xué)新課程的教與學(xué)中，可以對(duì)常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改進(jìn)，盡可能使儀器微型化。因?yàn)橹挥袃x器微型化了，才能減少試劑在器皿上的附著量。為此，師生可對(duì)教科書的常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。如在對(duì)“氧氣的性質(zhì)”教學(xué)中,常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是用燃燒匙盛硫或紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，存在的問(wèn)題是燃燒匙凹陷太深，可燃物與Ｏ2接觸受阻，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，燃燒不完全，不易熄滅，因而產(chǎn)生大量的SO2、P2O5等物質(zhì)污染環(huán)境。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可將燃燒匙進(jìn)行改進(jìn)，取一細(xì)玻璃棒的一端燒至半熔后用鑷子壓出一個(gè)小凹槽，微型燃燒匙就制成了。用青霉素瓶作微型反應(yīng)容器，該燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

 

2．盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)

 

盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)指實(shí)驗(yàn)者為達(dá)到一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，在可能的�?shí)驗(yàn)條件下采用盡可能少的化學(xué)試劑進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)�！氨M可能小劑量”是沒(méi)有終止的，是動(dòng)態(tài)發(fā)展的。它要求教師和學(xué)生在化學(xué)教與學(xué)的過(guò)程中，為了保護(hù)環(huán)境，只要能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模M可能少用一點(diǎn)試劑。由此，師生就成為微型實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用者。例如，在學(xué)習(xí)氯、溴、碘性質(zhì)遞變規(guī)律時(shí)，一位教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（1）在1張濾紙的中心處，滴上1滴飽和NaBr溶液，待其潤(rùn)濕之后，再滴上1滴氯水，濾紙呈現(xiàn)黃色的斑點(diǎn)；（2）在呈黃色的斑點(diǎn)處，再滴上1滴飽和NaI溶液，濾紙上的斑點(diǎn)顏色又變成淺褐色；（3）淺褐色的斑點(diǎn)處，再滴上1滴淀粉溶液，濾紙上的斑點(diǎn)再變?yōu)樗{(lán)色。

 

該系列微型實(shí)驗(yàn)用濾紙代替常規(guī)的試管，變常規(guī)間斷式實(shí)驗(yàn)為連續(xù)微型實(shí)驗(yàn)，節(jié)約藥品和時(shí)間，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯而又有趣，令人叫絕，耐人尋味。

 

3．進(jìn)行教育行動(dòng)研究

 

中學(xué)化學(xué)的一線教師開(kāi)發(fā)和利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源，可以和高校的化學(xué)課程與教學(xué)論的研究者通力合作，特別是利用高校研制的成套微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，深入開(kāi)展中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課題研究，走行動(dòng)研究之路。例如研究微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、非智力因素、元認(rèn)知、科學(xué)精神、創(chuàng)新思維等方面的作用；與綠色化學(xué)、綠色實(shí)驗(yàn)、常規(guī)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系；探索在中學(xué)化學(xué)不同層次課程中常規(guī)與微型實(shí)驗(yàn)理想結(jié)合的方法，等等。

 

四、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)與利用的示例

 

湛江師范學(xué)院化學(xué)系承擔(dān)了廣東省教育科學(xué)“十五”規(guī)劃課題“開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新教育模式的研究”，研制了一套造價(jià)低廉，易于推廣的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，并作為課程資源在廣東省部分中學(xué)得到了推廣。

 

（一） 研制微型儀器，設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)

 

課題組著重研制和開(kāi)發(fā)了符合科學(xué)原理，具有多功能性、實(shí)用性強(qiáng)、能滿足中學(xué)化學(xué)教學(xué)的簡(jiǎn)易標(biāo)準(zhǔn)接口（非磨口）配套微型儀器，已獲得三項(xiàng)國(guó)家專利。 ［8］每套微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器有12種共18件，設(shè)計(jì)的便攜式微型儀器箱，只有相當(dāng)于飯盒的大小，儀器組裝簡(jiǎn)單、方便、易行，能完成絕大部分中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，尤其適合氣體的制備與性質(zhì)一體化實(shí)驗(yàn)。 ［9］ 例如，Cl2的制備與性質(zhì)一體化微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖1），實(shí)驗(yàn)只需6分時(shí)間就能完成，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，且對(duì)環(huán)境污染小。該U型氣體發(fā)生器（含內(nèi)套管）可以完成液體-固體反應(yīng)制氣體、液體-液體反應(yīng)制氣體和固體-固體反應(yīng)制氣體的微型實(shí)驗(yàn)。又如初中化學(xué)“CO的化學(xué)性質(zhì)”的教學(xué)，由于CO的毒性，許多教師做演示實(shí)驗(yàn)感到很為難，有畏懼心理。我們?cè)O(shè)計(jì)的微型實(shí)驗(yàn)，由于試劑的用量少，較為安全，學(xué)生也可以完成此實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖2。

 

 

（二）開(kāi)發(fā)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究型課程，培養(yǎng)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)秀師資

 

以課題組研制的成套微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器為依托，在師范生中，開(kāi)設(shè)了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究型課程。首先，安排學(xué)生完成一系列典型的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其拓展性實(shí)驗(yàn)，幫助他們獲得微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能。其次，讓學(xué)生選擇自己想要研究的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生綜合運(yùn)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和其他研究技能，自己設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)踐，開(kāi)創(chuàng)出嶄新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，體驗(yàn)了微型實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)和利用的過(guò)程。畢業(yè)生走上教學(xué)崗位后，能夠自覺(jué)地運(yùn)用我們開(kāi)發(fā)的微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行化學(xué)教學(xué)，取得了顯著的教學(xué)效果，促進(jìn)了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)與利用。

 

（三）開(kāi)展教學(xué)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了基于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究教學(xué)模式

 

該模式圍繞“自主、合作、探究學(xué)習(xí)”這個(gè)主題而揭示其內(nèi)容并達(dá)到目標(biāo)。模式實(shí)施的教學(xué)原理是啟發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，以微型實(shí)驗(yàn)為載體，分組討論設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)問(wèn)題探究，實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告，學(xué)習(xí)感受交流。從2003年10月開(kāi)始，課題組在廣東信宜二中等多所學(xué)校進(jìn)行了等組單點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)、推廣應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)提高了中學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，激活了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)探究精神。知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀得到了全面的落實(shí)。

 

此外，課題組中的大學(xué)教師、師范生、中學(xué)一線教師共同編輯出版了與三種版本高中化學(xué)新教科書配套的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，同時(shí)建立了湛江師范學(xué)院微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站（http：//202.192.128.41/wxhxsy）。我們開(kāi)發(fā)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源在廣東粵西地區(qū)中學(xué)得到了廣大師生的認(rèn)可，為基礎(chǔ)教育課程改革提供了有效的課程資源。

 

*本文為廣東省教育科學(xué)“十五”規(guī)劃課題“開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新教育模式的研究”（批準(zhǔn)號(hào)：JYA02034）的成果之一。山東曲阜師范大學(xué)化學(xué)系閆立澤先生審閱并修改了初稿，在此表示衷心的感謝。

 

作者簡(jiǎn)介：劉一兵（1963—  ），江西宜春人，湛江師范學(xué)院化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院講師，主要從事化學(xué)課程與教學(xué)論研究。沈戮(1957—  )，廣東湛江人，湛江師范學(xué)院化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事有機(jī)分析和微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

 

參考文獻(xiàn)：

 

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［2］段兆兵. 課程資源的內(nèi)涵與有效開(kāi)發(fā)［J］. 課程·教材·教法，2003，23（3）：2630.

 

［3］鄭長(zhǎng)龍. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論［M］. 北京：高等教育出版社，2002，7，3.

 

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［5］張華. 課程與教學(xué)論［M］. 上海：上海教育出版社，2000，11，19.

 

［6］劉宜樹(shù). 微型實(shí)驗(yàn)在安徽省中學(xué)的推廣狀況調(diào)查分析［J］. 化學(xué)教育，2005，（4）：4143.

 

［7］華東師范大學(xué)《化學(xué)教學(xué)》編輯部. 化學(xué)活動(dòng)課及微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐［M］. 北京：民主與建設(shè)出版社，1999，8，126.

 

［8］劉一兵，沈戮. 一套值得推廣的多功能微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器［J］. 化學(xué)教學(xué)，2005，（6）：1617.

 

［9］沈戮，馬超平，盧旭曉，等. 氣體制備與性質(zhì)一體化微型實(shí)驗(yàn)的研究［J］. 內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，（5）：5153.

 

（責(zé)任編輯：劉大同）

The Development and Usage of Curriculum ResourcesBased on Micro Chemical Experiment

 

LIU Yi-bing，SHEN Lu

 

（Chemistry Science and Technology School，ZhanJiang Normal College ，ZhanJiang Guangdong 524048，China）

 

Abstract：The development and use of curriculum resources in micro chemical experiment is to study micro chemical experiment and make them become part of the chemical curriculum and closely related with chemical education and instruction, and also try to explore the value of the education and instruction of the ready curriculum resources,which plays an important role in spreeding green chemical idea, promoting new chemical curriculum reform, translating chemical learning style, cultivating creative ability. The curriculum resources on micro chemical experiment could be developed and used by the country、local governments and schools. The example in this essay shows a successful model about the development and use of curriculum resources on micro chemical experiment.

 

  本文關(guān)鍵詞：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源的開(kāi)發(fā)和利用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：160013