《“微型化、绿色化实验”在高中化学教学中的实践与研究》结题报告

作者：

薛莲

来源：

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2014-12-29

课题负责人：阮荣祥刘南

课题组成员：薛莲王涛

一、课题的提出和意义

1.1 问题的提出

高中化学课程改革的一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受，大运动量简单重复的学习方式，提倡以学生主动参与的探究式学习为主体。特别是在华师一新一轮的教学改革中，周校长提出课堂教学应以培养学生关键能力为主要目标，即培养学生“批判性思考及问题解决能力”、“有效沟通能力”、“团队共创能力”、“创造与创新能力”。结合化学学科的特点，化学实验的教学是最集中培养和展现学生这四方面能力的契机，但在实际教学中，化学实验的教学通常要受到环境污染、反应条件、安全性等方面的制约，常常不能有效开展，因此在高中教学中开展绿色化、微型化化学实验势在必行。

微型化学实验是近年来迅速发展起来的实验方法，它具有“小、省、快、好、易、安、多、高、少、低”的特点。这是一种用微型化的仪器、装置和极少量的试剂做化学实验的方法。它具有试剂用的少、节省时间、反应速率快、现象明显、操作简单、安全性能好、高使用率、对环境污染少、投入成本低等优点。因而，微型实验对于化学教学中开展学生随堂实验具有独特的优势，可为“讲做并进”教学的实施提供有力的支持。

1.2 课题研究的意义

1.2.1 推行微型化、绿色化实验是新课改的需要

化学新课标中强调化学实验是进行科学探究的主要方式，它的作用是其他教学手段所无法替代的，化学科学的形成和发展离不开实验。新课程改革体现了新的教育理念。《普通高中化学课程标准》第五条强调“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方法的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。这就给我们现代的化学实验教学提出了新的要求和更高的目标，我们有必要对化学实验教学进行改革，结合新课程的教育理念，对化学实验教学做有效的探索，提高实验的可观性，增强实验的新颖性，探索性，体现实验的现实性，自主性，更好地促进学生掌握知识，应用知识，发展智力，提高学生的动手动脑能力，培养学生的创新意识和创造能力，使学生全面发展。

在这个过程中我们要结合我们的现有条件，用绿色化、微型化原理对我们的化学实验教学进行改革。新课程标准改变了传统教材中实验的设置，以“实验”、“科学探究”、“实践活动”等栏目出现，极大地丰富了学生的学习内容。例如:用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量等。通过这些绿色化实验的设计教学，潜移默化地渗透了绿色化学的理念，有利于培养学生实事求是、勇于探索、乐于奉献的科学精神，有利于提高学生的科学道德认识和科学道德体验，有利于培养团结协作、求实创新、爱护环境等科学态度和科学品质。

1.2.1 推行微型化、绿色化实验有助于帮助学生树立绿色环保的思维方式

在中学阶段对学生开展有针对性的环境保护教育，培养中学生的环保意识和环保技能，不仅是中学生素质教育的一项重要内容，也是历史赋予化学教学的重任。因此，在化学实验中提倡化学实验教学的绿色化、微型化，对学生进行环境保护教育是十分重要的。化学实验教学中，由于对环境污染的直接要求较少，较普遍地存在着实验准备中环境污染严重、课堂演示实验中毒气大量泄漏、实验用水任意排放、实验废弃物没有得到较好处理等现象，师生对此习以为常，这既造成了严重的环境污染，毒害着师生的身体，同时也不利于学生环保意识的养成，因此非常有必要对实验设计进行绿色化、微型化的改革。

二、微型化、绿色化实验的现状

我们在日常的教学工作中可以发现，实验室产生的“三废”对我们周围环境的污染不容小觑，很多学生对化学实验存在畏惧心理，大多数学生的绿色化意识不强。化学实验的绿色化可从根本上解决这些问题，而且实验绿色化的过程能培养学生的探索与创新能力，对提高学生的学习兴趣也有很大作用。因此，实施化学实验的绿色化是非常必要的；同时，大部分教师和学生对微型化、绿色化实验的实施持支持态度的，且高中学生的知识储备水平是完全有能力进行实验的微型化、绿色化改进的。

目前一些学校存在化学仪器陈旧、数量有限、药品不够用等问题，而化学实验的绿色化提倡用生活中常用的物品进行一些微型化的实验，能够很好的解决这些问题，多年以来，在绿色化学思想的指导下，很多中学教师在改进和开发化学实验方面进行了大量研究，取得了丰硕的成果，一些自制的教学仪器已经转化为教学仪器产品，这些实践都为绿色化学实验的实施提供了强有力的借鉴。因此，在高中化学实验教学中实施微型化、绿色化的改进是完全可行，也是完全有必要的。

三、微型化、绿色化实验与高中化学教学的整合与实施

微型化、绿色化实验已经大量编写入新课标的教材中，对学生产生了潜移默化的影响。如：雨水pH的测定、用马铃薯和碘酒作淀粉与碘的反应、用苹果做水果电池探究原电池工作原理、用动植物油脂制肥皂等等。下面结合实例，阐述将实验进行微型化、绿色化改进的一些案例和经验。

3.1 铜与稀硝酸的反应

3.1.1 实验原理

稀硝酸在缺氧的条件下与铜片反应生成无色的NO气体，反应式为：3Cu+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O。然后接触空气中的氧气又生成了红棕色的NO₂气体，反应式为：2NO+O₂=2NO，NO₂溶于水生成HNO₃，反应式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO。由于二氧化氮也是一种有毒的污染气体，同样需要尾气处理，反应式为：O₂+NO₂+NO=2NaOH=2NaNO₃+H₂O。