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【关键词】高中化学 微型化学实验 教学模式 案例分析
微型化学实验（Microscale Chemical Experiment简称M.L）是美籍华裔学者马祖圣在其编著的《化学中的微型操作》首次提出的。中国微型化学实验研究中心主任周宁怀教授认为微型化学实验是在微型化的仪器装置中进行的化学实验，其试剂用量近为常规用量的1/1000-1/10，用量比对应的常规实验节省90%左右。微型化学实验在设计时要依据绿色化学的教育理念，科学、规范的设计实验原理、试验装置和实验操作。实验方案尽可能简单，做的试剂省、时间短、效果好、无污染。“微型化学实验”是对原有常规实验的改进，所以其设计过程更注重学生的创造性思维，其过程本身就是一个创造性地探究过程。所以，在新课程高中化学实验教学中引入“微型化学实验”，对激发学生的学习实验的兴趣，培养学生的动手、观察、动脑、创新、自学等能力有很好的促进作用。
一、“微型化学实验”的特点及意义
近几年，“微型化学实验”在高中化学实验教学中得到了快速的发展，很多研究者将高中化学实验进行了微型化的改进和设计，较多的有氯气的制备及性质微型实验探究，铜与稀硝酸的反应微型实验探究，Fe（OH）2制备微型实验探究，碘的升华及性质检验微型实验探究，浓硫酸吸水性和脱水性实验的微型化研究，碳还原氧化铜的微型实验设计，等等。从这些改进实验中可以看出，微型实验除具有安全性高、污染小等突出优点外，还充分显示出“少、快、灵”的特点。
“少”：试剂用量少，如在铜与稀硝酸反应实验中一个空注射器就可以代替原本试管进行实验，实验药品节约80%以上，成本降低，因而增加了学生动手机会，同时，也对学生的实验规范性提出较高的要求，要求学生操作更加认真，态度更加严谨。
“ 快”：实验时间缩短，效率提高。如氯气的制备及性质实验，利用小型的青霉素瓶盛装试剂进行实验，氯气无须提前收集，将氯气的制备、性质、气体的回收处理融为一体，既节省时间，又保证实验环境不受污染。
“灵”：微型实验仪器配合巧妙，使用灵活，如小漏斗加玻璃钉可组成减压过滤装置，小漏斗放在小烧瓶上加热可起到回流作用，减少加热过程中溶剂的挥发，点滴管可用于吸取液体，还可用于过滤，注射器可以代替试管做反应容器，青霉素瓶子口插尖嘴玻璃管就是一个简单的制备气体装置…… 小巧玲珑的仪器一方面可激发学生的兴趣，使学生注意力集中，另一方面，仪器的巧妙组合，不同功能的发挥对发展学生的发散思维，培养创造思维极为有利。
由于微型实验“小、快、灵”的特点，为实验课教学的全面改革提供了时间和空间，同时，因其对学生观察能力、动手能力、思维能力培养所发挥的独特功能，也为高中化学实验教学的全面改革创造了积极条件。
二、“微型化学实验”教学模式的实施
传统化学实验教学方式重验证轻探究，将教材上出现的常规实验改进为“微型实验”可以在一定程度上改变这种传统模式，“微型化学实验”的设计过程就是一种探究和创新的过程，它强调了学生能力的生成，学生通过参与实验设计、讨论实验方案、进行实验操作、交流实验成果这样的方式，不仅发散思维和创造性思维得到提高，化学实验的研究能力、操作能力和实验能力均获得发展。为了使“微型化学实验”教学模式更方便的应用与高中化学教学，笔者根据文献查找和自身实际课堂教学情况，将这种教学模式主要分为分为以下几步：确定实验→筛选和优化→设计实验→操作实践→展示交流成果。
第一，在确定一个实验是否进行微型化改进时，教师要给与学生指导，并不是所有的常规实验都可以进行改进，那些实验现象本来就非常明顯、使用试剂量又适中、符合绿色化学原理的反应就可直接按照教材的要求去做，如乙醇的催化氧化、钠与水的反应等。
那么，到底哪些实验可以进行微型化设计呢？笔者认为第二步筛选和优化就可帮助我们解决这个问题。筛选和优化的主要任务有：缺点排除，即在改进某实验前，先去努力寻找原方案的缺点，在此基础上设定微型实验的改进目标，这需要先按照原本常规实验的设计进行实验，在实验过程中观察、寻找可能存在的缺点;优点综合，即针对之前所找的缺点，进行创造性想象，对要开发的实验的缺点提出各种希望。此时，便可将学生分为小组，以小组合作的方式，集思广益，学生可以通过思考“如果这个实验如何，如何该多好！”来一一列出优点，然后从化学原理和微型实验仪器方面判断这些优点实现的可能性，把有可能实现的实验综合起来，达到改进的目标。
第三，小组内部根据找出的实验可改进的地方及确定的优化方案就可进行实验的设计，设计内容为实验仪器和药品、实验装置图、实验步骤、实验注意事项。小组内部进行合作、交流、设计，因为实验方案的构思、设计是一种开放式、创造性的思维活动，更是一种科学探究活动的过程，小组中各成员独立对实验进行思考，小组内部集中讨论和论证，讨论设计结果提交教师审核，这样就营造出一种宽松、自由、和谐的实验创新环境。
在化学实验上，任何理论上可行的方案都必须经过实践的检验，微型化学实验方案也不例外。方案经过教师审阅通过后，各小组开始进入实验室进行操作实践。高中化学课时较紧，而这样的探究实验又比较花费时间，所以建议各学校可以利用课外活动时间开放实验室。教师要加强对实践过程的监控工作，了解学生实验操作中可能存在的问题，及时提供方法指导，帮助解决超出学生能力范围的困难。实践证明，几乎每个小组都会在实践过程中发现原设计方案的不足，根据这些不足之处进行思考，再改进，直到达到预期的实验目标。这样学生就会体验到理论与实践的距离，经历和感受挫折与成功的历程，使化学实验教学也突出了情感价值目标。
最后，微型化学实验的设计与实践活动结束后，教师要重点要求学生来总结研究过程对自身的启发以及解决相关问题的思路。各小组长轮流进行实验的汇报，这个汇报不仅是整个实验的全面回顾，更是学生心得体会提炼、升华的过程。同时，各小组展示自己的微型化学实验设计装置，并进行现场演示实验，说出实验创新之处，交由全班交流评价，反思其是否确实达到了优化实验的目的。
微型化学实验（Microscale Chemical Experiment简称M.L）是美籍华裔学者马祖圣在其编著的《化学中的微型操作》首次提出的。中国微型化学实验研究中心主任周宁怀教授认为微型化学实验是在微型化的仪器装置中进行的化学实验，其试剂用量近为常规用量的1/1000-1/10，用量比对应的常规实验节省90%左右。微型化学实验在设计时要依据绿色化学的教育理念，科学、规范的设计实验原理、试验装置和实验操作。实验方案尽可能简单，做的试剂省、时间短、效果好、无污染。“微型化学实验”是对原有常规实验的改进，所以其设计过程更注重学生的创造性思维，其过程本身就是一个创造性地探究过程。所以，在新课程高中化学实验教学中引入“微型化学实验”，对激发学生的学习实验的兴趣，培养学生的动手、观察、动脑、创新、自学等能力有很好的促进作用。
一、“微型化学实验”的特点及意义
近几年，“微型化学实验”在高中化学实验教学中得到了快速的发展，很多研究者将高中化学实验进行了微型化的改进和设计，较多的有氯气的制备及性质微型实验探究，铜与稀硝酸的反应微型实验探究，Fe（OH）2制备微型实验探究，碘的升华及性质检验微型实验探究，浓硫酸吸水性和脱水性实验的微型化研究，碳还原氧化铜的微型实验设计，等等。从这些改进实验中可以看出，微型实验除具有安全性高、污染小等突出优点外，还充分显示出“少、快、灵”的特点。
“少”：试剂用量少，如在铜与稀硝酸反应实验中一个空注射器就可以代替原本试管进行实验，实验药品节约80%以上，成本降低，因而增加了学生动手机会，同时，也对学生的实验规范性提出较高的要求，要求学生操作更加认真，态度更加严谨。
“ 快”：实验时间缩短，效率提高。如氯气的制备及性质实验，利用小型的青霉素瓶盛装试剂进行实验，氯气无须提前收集，将氯气的制备、性质、气体的回收处理融为一体，既节省时间，又保证实验环境不受污染。
“灵”：微型实验仪器配合巧妙，使用灵活，如小漏斗加玻璃钉可组成减压过滤装置，小漏斗放在小烧瓶上加热可起到回流作用，减少加热过程中溶剂的挥发，点滴管可用于吸取液体，还可用于过滤，注射器可以代替试管做反应容器，青霉素瓶子口插尖嘴玻璃管就是一个简单的制备气体装置…… 小巧玲珑的仪器一方面可激发学生的兴趣，使学生注意力集中，另一方面，仪器的巧妙组合，不同功能的发挥对发展学生的发散思维，培养创造思维极为有利。
由于微型实验“小、快、灵”的特点，为实验课教学的全面改革提供了时间和空间，同时，因其对学生观察能力、动手能力、思维能力培养所发挥的独特功能，也为高中化学实验教学的全面改革创造了积极条件。
二、“微型化学实验”教学模式的实施
传统化学实验教学方式重验证轻探究，将教材上出现的常规实验改进为“微型实验”可以在一定程度上改变这种传统模式，“微型化学实验”的设计过程就是一种探究和创新的过程，它强调了学生能力的生成，学生通过参与实验设计、讨论实验方案、进行实验操作、交流实验成果这样的方式，不仅发散思维和创造性思维得到提高，化学实验的研究能力、操作能力和实验能力均获得发展。为了使“微型化学实验”教学模式更方便的应用与高中化学教学，笔者根据文献查找和自身实际课堂教学情况，将这种教学模式主要分为分为以下几步：确定实验→筛选和优化→设计实验→操作实践→展示交流成果。
第一，在确定一个实验是否进行微型化改进时，教师要给与学生指导，并不是所有的常规实验都可以进行改进，那些实验现象本来就非常明顯、使用试剂量又适中、符合绿色化学原理的反应就可直接按照教材的要求去做，如乙醇的催化氧化、钠与水的反应等。
那么，到底哪些实验可以进行微型化设计呢？笔者认为第二步筛选和优化就可帮助我们解决这个问题。筛选和优化的主要任务有：缺点排除，即在改进某实验前，先去努力寻找原方案的缺点，在此基础上设定微型实验的改进目标，这需要先按照原本常规实验的设计进行实验，在实验过程中观察、寻找可能存在的缺点;优点综合，即针对之前所找的缺点，进行创造性想象，对要开发的实验的缺点提出各种希望。此时，便可将学生分为小组，以小组合作的方式，集思广益，学生可以通过思考“如果这个实验如何，如何该多好！”来一一列出优点，然后从化学原理和微型实验仪器方面判断这些优点实现的可能性，把有可能实现的实验综合起来，达到改进的目标。
第三，小组内部根据找出的实验可改进的地方及确定的优化方案就可进行实验的设计，设计内容为实验仪器和药品、实验装置图、实验步骤、实验注意事项。小组内部进行合作、交流、设计，因为实验方案的构思、设计是一种开放式、创造性的思维活动，更是一种科学探究活动的过程，小组中各成员独立对实验进行思考，小组内部集中讨论和论证，讨论设计结果提交教师审核，这样就营造出一种宽松、自由、和谐的实验创新环境。
在化学实验上，任何理论上可行的方案都必须经过实践的检验，微型化学实验方案也不例外。方案经过教师审阅通过后，各小组开始进入实验室进行操作实践。高中化学课时较紧，而这样的探究实验又比较花费时间，所以建议各学校可以利用课外活动时间开放实验室。教师要加强对实践过程的监控工作，了解学生实验操作中可能存在的问题，及时提供方法指导，帮助解决超出学生能力范围的困难。实践证明，几乎每个小组都会在实践过程中发现原设计方案的不足，根据这些不足之处进行思考，再改进，直到达到预期的实验目标。这样学生就会体验到理论与实践的距离，经历和感受挫折与成功的历程，使化学实验教学也突出了情感价值目标。
最后，微型化学实验的设计与实践活动结束后，教师要重点要求学生来总结研究过程对自身的启发以及解决相关问题的思路。各小组长轮流进行实验的汇报，这个汇报不仅是整个实验的全面回顾，更是学生心得体会提炼、升华的过程。同时，各小组展示自己的微型化学实验设计装置，并进行现场演示实验，说出实验创新之处，交由全班交流评价，反思其是否确实达到了优化实验的目的。