基于綠色理念的“化學(xué)微實(shí)驗(yàn)”在中職化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

劉明霞

[摘? ? ? ? ? ?要]? 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中職化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中，使用較多的化學(xué)試劑，不僅造成了藥品的浪費(fèi)，還產(chǎn)生了較多的“三廢”，造成環(huán)境污染，不符合綠色化學(xué)理念。如何尋求一種既能保持化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，又能降低藥品消耗和環(huán)境污染的實(shí)驗(yàn)策略，成為化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的誕生初衷。探討了化學(xué)微實(shí)驗(yàn)在中職化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，彰顯了化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的微型化、可操作性強(qiáng)、探究性強(qiáng)的特點(diǎn)，有利于學(xué)生更好地開展自主學(xué)習(xí)，有助于充分提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 綠色理念;化學(xué)微實(shí)驗(yàn);中職化學(xué)

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2021）05-0156-02

一、引言

綠色化學(xué)理念的核心是環(huán)境無害化。對于中職學(xué)生而言，化學(xué)學(xué)科的知識體系比較抽象，較難通過課本上面的文字充分掌握化學(xué)的知識內(nèi)核，學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣也不甚強(qiáng)烈。而傳統(tǒng)的中職化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂以教師講解為主，學(xué)生處于被動接受的地位。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式既不利于學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。由于化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)知識的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)是中職化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。在常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中，需要使用較多的化學(xué)試劑，不僅造成了藥品的浪費(fèi)，還導(dǎo)致較多的“廢液、廢氣、廢渣”，這些“三廢”會造成一定的環(huán)境污染。而化學(xué)微實(shí)驗(yàn)可以用盡量少的化學(xué)試劑、簡單的儀器設(shè)備，依據(jù)具體化的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)開展實(shí)驗(yàn)。此外，由于化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的微型化、安全性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以讓學(xué)生自己動手操作，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，突出學(xué)生的主體地位。

二、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的區(qū)別

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的區(qū)別大體上可以分為兩個(gè)方面，一是實(shí)驗(yàn)操作本身相關(guān)的區(qū)別，二是對學(xué)生能力培養(yǎng)方面的區(qū)別，具體如表1所示：

由表1可知，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄υ噭┑南牧看?，?shí)驗(yàn)成本高，因此后續(xù)的“三廢”就比較多，一旦發(fā)生實(shí)驗(yàn)意外，產(chǎn)生的安全隱患就比較大。而化學(xué)微實(shí)驗(yàn)使用的試劑量小，因此成本小、“三廢”少，實(shí)驗(yàn)安全隱患依然存在但危害程度要小很多。

另外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街?，學(xué)生是化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的“觀眾”，被動地接受教師的展示性實(shí)驗(yàn)教育，不能親自動手操作，不能獲得“一手”的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綗o法調(diào)動學(xué)生的積極興趣，缺乏對化學(xué)現(xiàn)象的思考和與教師的互動，不利于探究能力的培養(yǎng)。而化學(xué)微實(shí)驗(yàn)具有讓學(xué)生分組參與或者人人都參與的能力，通過對化學(xué)藥品的親自稱量、化學(xué)裝置的親自搭建、化學(xué)過程的親自跟蹤，獲得視覺、嗅覺方面最直接的“一手”經(jīng)驗(yàn)，從而更好地理解化學(xué)反應(yīng)過程和原理，在參與中真正理解化學(xué)反應(yīng)的過程和原理，充分激發(fā)了學(xué)生的化學(xué)興趣和積極性。通過直觀的操作和觀察，學(xué)生可借助化學(xué)微實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證書本知識與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，從而形成觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、觸發(fā)實(shí)驗(yàn)思考、形成知識探究、深化知識體系的良性循環(huán)。

三、“化學(xué)微實(shí)驗(yàn)”在中職化學(xué)教學(xué)中的作用和價(jià)值

（一）激發(fā)化學(xué)學(xué)科興趣，提高課堂教學(xué)效率

化學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并通過對化學(xué)現(xiàn)象、結(jié)果的總結(jié)形成化學(xué)科學(xué)認(rèn)識。化學(xué)微實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革，是一種新穎的實(shí)驗(yàn)策略，可提供學(xué)生親自操作的機(jī)會，從而有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并通過切實(shí)接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材和化學(xué)試劑，提升對化學(xué)的直觀認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的積極性和主動性。這種內(nèi)因?qū)用娴霓D(zhuǎn)變對于學(xué)生化學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)技能的提升非常重要，有助于學(xué)生構(gòu)建化學(xué)知識體系。在后續(xù)的教學(xué)中，學(xué)生會更加認(rèn)真地聽講，更加主動地與教師探討化學(xué)科學(xué)問題，從而提升課堂教學(xué)效率。

（二）提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，拓展學(xué)生化學(xué)思維

化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的儀器重本質(zhì)功能輕外在特征，可從日常生活用品中就地取材，可在不影響功能的前提下進(jìn)行巧妙替代，再加上試劑使用上的微量性，因此可以滿足整個(gè)班級的學(xué)生同時(shí)開展自主操作，鍛煉并提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。通過化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的自主操作，加深了學(xué)生對化學(xué)的親切感，降低了化學(xué)的神秘感，進(jìn)一步觸發(fā)更深層次的思考和探究，從而增強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的思考，對化學(xué)反應(yīng)過程和規(guī)律的認(rèn)識。通過實(shí)驗(yàn)探索，不斷地鍛煉操作能力，不斷地積累經(jīng)驗(yàn)、拓展思維，形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）強(qiáng)化環(huán)保意識，樹立綠色化學(xué)理念，樹立使命感和責(zé)任感

化學(xué)微實(shí)驗(yàn)符合綠色化學(xué)理念，由于試劑量少，大大降低了實(shí)驗(yàn)成本以及“三廢”的生成和排放，有助于強(qiáng)化學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識、原子經(jīng)濟(jì)性意識。教師在化學(xué)微實(shí)驗(yàn)開展過程中可適當(dāng)描述我國化學(xué)化工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，使學(xué)生了解到我國化學(xué)化工行業(yè)目前還存在局部粗放性、污染性、附加值低的特點(diǎn)，使學(xué)生樹立學(xué)習(xí)報(bào)國的使命感和責(zé)任感，提升核心素養(yǎng)，促進(jìn)全面發(fā)展。

四、“化學(xué)微實(shí)驗(yàn)”在中職化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用策略

（一）明確化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的

在中職化學(xué)教學(xué)中，首先要明確化學(xué)微實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和開發(fā)的目的，要明確化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)初衷，想要闡述什么化學(xué)知識點(diǎn)，想要通過化學(xué)微實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生明白什么化學(xué)原理、觀察什么化學(xué)現(xiàn)象、啟迪何種化學(xué)思維以及如何借助化學(xué)微實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力，塑造何種情感態(tài)度和價(jià)值觀等。

例如，在進(jìn)行“酸堿中和滴定”的化學(xué)微實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，教師可以根據(jù)教學(xué)目的提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：（1）掌握酸堿中和滴定的原理和有關(guān)計(jì)算;（2）學(xué)會酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作方法;（3）掌握指示劑的使用和判定。在此原則指導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識和微觀探析能力，能夠樹立動態(tài)的變化觀和平衡思想，能夠通過觀察個(gè)體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)歸納本質(zhì)規(guī)律認(rèn)識，強(qiáng)化探究意識。同時(shí)將綠色環(huán)保的理念灌輸進(jìn)化學(xué)微實(shí)驗(yàn)之中，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)中職學(xué)生的知識、技能、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感的全面提升。

（二）圍繞教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)

《中職化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2020）》的課程結(jié)構(gòu)表明中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)占據(jù)了相當(dāng)一部分比例，是化學(xué)知識體系的重要組成部分。因此，化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在中職化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)框架內(nèi)，積極涵蓋化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)操作技能，科學(xué)預(yù)估實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的難度和類型。在充分保障學(xué)生安全的前提下，引導(dǎo)學(xué)生主動操作化學(xué)微實(shí)驗(yàn)，通過視覺、觸覺觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，探究實(shí)驗(yàn)原理，積累實(shí)驗(yàn)智慧。

例如，《中職化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2020）》中的“溶液、膠體和滲透壓”“滴定分析法”“雜環(huán)化合物和生物堿”“糖的性質(zhì)”等，就比較適合進(jìn)行微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新。在對課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮教學(xué)目的和學(xué)校客觀情況，從實(shí)驗(yàn)素材的選擇、實(shí)驗(yàn)裝置的替代、實(shí)驗(yàn)過程的思維拓展等維度進(jìn)行綜合考慮，既能強(qiáng)化學(xué)生的動手能力，樹立綠色化學(xué)意識，又能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，拓展探究思維。

（三）創(chuàng)新及巧用微型儀器

微型實(shí)驗(yàn)裝置和使用微量實(shí)驗(yàn)試劑的是化學(xué)微實(shí)驗(yàn)的主要特征。在微型實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)和研究方面已經(jīng)有許多一線教師和學(xué)者參與其中，或?qū)ΤＲ?guī)實(shí)驗(yàn)儀器的體積進(jìn)行了同比例縮小，或?qū)?shí)驗(yàn)儀器的功能進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)，也有對教材實(shí)驗(yàn)的思路進(jìn)行了創(chuàng)新。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)約試劑、減少“三廢”、綠色環(huán)保等理念，有的教師對微型儀器進(jìn)行了巧妙替代或改造。例如，利用醫(yī)療上的水溶性藥物包裝瓶清洗后作為反應(yīng)瓶，藥用玻璃具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐熱性，雖然不具備傳統(tǒng)的茄形瓶流線型的曲線，但其棱角對化學(xué)反應(yīng)過程沒有明顯影響;使用帶控制閥的輸液軟管作為恒壓滴液裝置代替蠕動泵，實(shí)現(xiàn)了雜環(huán)化合物制備過程中的連續(xù)加料、恒速加料操作，降低了實(shí)驗(yàn)成本，也避免了一次性加料導(dǎo)致的熱量集中釋放，降低了實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。

（四）以學(xué)生為本，實(shí)驗(yàn)安全放在第一位

安全問題是化學(xué)實(shí)驗(yàn)要考慮的首要問題，化學(xué)微實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段因其所用的化學(xué)藥品劑量很小，在提供學(xué)生操作和探究機(jī)會的同時(shí)有效降低了實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，在常規(guī)實(shí)驗(yàn)服、口罩、手套的防護(hù)下，可為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全提供可靠保障。在化學(xué)微實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，大范圍燃燒、中毒、爆炸等危險(xiǎn)事故的發(fā)生概率基本為0，可有效保障學(xué)生安全，提供給學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)過程、提升實(shí)驗(yàn)技能的機(jī)會。

五、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

綠色理念下的化學(xué)微實(shí)驗(yàn)，具有低成本、低污染和高安全性的特點(diǎn)，填補(bǔ)了傳統(tǒng)化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)的不足，受到中職教師和學(xué)生的普遍接受和認(rèn)可。有效提升了中職學(xué)生的主體地位，拓展了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，讓中職學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主人。通過中職學(xué)生親自操作實(shí)踐和積極探究，有效地促進(jìn)了中職學(xué)生化學(xué)知識體系的構(gòu)建，促進(jìn)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、環(huán)保意識的強(qiáng)化，具有較好的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

（二）建議

化學(xué)微實(shí)驗(yàn)在中職化學(xué)教育中的運(yùn)用和研究剛剛起步，相關(guān)理論體系和技術(shù)環(huán)節(jié)還不夠成熟、不夠系統(tǒng)、不夠完善，教師、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、教學(xué)管理方面還存在一些問題需要深入挖掘，廣大中職化學(xué)教師應(yīng)在化學(xué)教學(xué)中不斷探索和完善，切實(shí)提高化學(xué)微實(shí)驗(yàn)在中職化學(xué)教學(xué)中的作用和成效，促進(jìn)中職化學(xué)人才的培養(yǎng)和輸送。

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◎編輯 王亞青