微型实验与常规实验的有机整合在初中化学教学中的尝试

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1、微型实验与常规实验的有机整合在初中化学教学中的尝试上海市闸北区风范中学 卜晟昱 【摘要】 微型实验是近二十多年来迅速发展的一种化学实验新方法和新技术，是国际化学教育界公认的体现绿色化学思想的一种新举措。其具有“体积小、时间省、反应快、效果好、易操作、较安全、动手操作机会多、趣味性高、用药少、污染低”等特点，其较常规实验更加适合学生探究性学习、研究性学习，然而对于化学教学而言，常规实验具有不可替代的一面，如果将微型实验和常规实验有机地整合，并且应用于化学教学的实践中，可以起到事半功倍的效果。【关键字】 微型实验 常规实验 绿色实验 二期课改 引言微型实验（ML）是一种安全的防治环境污染的化学实验

2、方法，其试剂用量少，且不影响化学在教育和工业上应用的质量水平。由于微型实验具有“体积小、时间省、反应快、效果好、易操作、较安全、动手操作机会多、趣味性高、用药少、污染低”等特点，故开展微型化学实验对于学生在知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等方面的提高具有突出的效果；开展微型化学实验还符合绿色化学中的4R原则，即不用危险品（Reject）、减少用量（Reduce）、循环使用（Recycle）、回收利用（Reuse）；开展微型化学实验是化学教育中实施素质教育的一条有效途径；开展微型化学实验更能促进学生科学素养的发展。然而在初中化学的教学活动中开展微型实验的尝试中，我们发现了微型实验的一些局

3、限性，而这些局限性却可以通过常规实验加以弥补和充实，即常规实验对于当前的初中化学教学而言是不可缺少的，有时还是无法替代的。如果能够将二者有机地整合起来，运用于初中化学教学中，这对于推动初中化学二期课改中的实验教学是十分有益的。本课题讨论的就是如何将二者整合起来，取二者之精华，使其更能适应当前我校的初三化学教学工作，更能适应当前我校学生的化学学习。第一部分：问题的提出2001年6月由国家教育部制定的基础教育课程改革纲要（试行）（以下称“纲要”）的颁布标志着中国新一轮基础教育改革全面启动。纲要要求“改革课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动学习、乐于探究、勤于动手，培养学

4、生搜集和处理信息的能力、获取知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流和合作的能力。”此后出版的全日制义务教育化学课程标准（试用）明确地指出，“科学探究是本次课改的突破口”、“科学探究既是重要的课程目标，也是主要的课程内容，同时还是学生化学的一种重要的学习方式”，因此如何在化学教学中有效开展科学探究活动，成为我们化学教师关注的焦点和热门话题。“以实验为基础”是化学学科的特征，它决定了化学实验是化学课程中实施科学探究的基础，是进行科学探究的主要方式，它对提高学生的科学素养具有其它手段无法替代的重要作用。资深院士戴安邦教授也指出：上好化学实验课是实施全面化学素质教育的最有效的教学形式。因为学生在化

5、学实验的实践中，不仅学到第一手化学知识和实验技能，更受到科学方法和思维的训练，还得到科学精神和品德的培养。目前在化学实验教学中遇到的主要问题是学生动手机会少，教师演示实验多；使“做实验”变成了“看实验、画实验、讲实验、听实验、背实验”。造成这种情况的原因：其一是硬件的因素，很多学校的实验器材和药品的配备不符合二期课改的要求或者是实验的场地空间不够；其二是软件的因素，教师的教学水平或实验水平达不到二期课改的要求。如何有效地解决这一问题？微型实验和常规实验在化学教学中有机整合就可以有效地解决这一问题。本文通过对国内外化学实验的兴起与发展，尤其是微型实验发展、研究历史以及常规实验和微型实验有机整合的

6、教学实践活动，阐述了“常微整合”应遵循的原则，并深入浅出的分析了目前初中化学教学中制约“常微整合”的因素有哪些，落实了初中化学教学中的“常微整合”实施策略，并积极展望了未来化学实验教学的前景。第二部分： 文献研究综述化学实验的蓬勃发展与化学实验方法的发展有着十分密切的关系。不仅是获得化学实验事实的重要途径、手段和方法，而且还具有验证化学假说和检验化学理论，发现和合成新物质、奠基和推动化学分支学科建立和发展的作用。1、微型实验兴起的历史背景在近代化学发展的历史上，化学实验小型化、微型化一直是化学实验的一个发展趋势。随着科学技术日新月异的发展，化学实验仪器的精确程度不断提高，化学实验中试剂和样品的

7、用量也就逐渐减少。从20世纪30年代开始，世界各发达国家都特别重视实验室的建设和实验化学课的改进。到了40年代，半微量有机合成、半微量定性分析在教学的应用出现了一个高潮。其间，涌现出马祖圣、J.T.Stock、Stephen Thompson等科学家为微型化学实验的发展做出了杰出的贡献。近二、三十年来，微型实验的蓬勃发展和人们生态环境的意识的不断提高息息相关。在这样的历史背景下，微型实验这一致力于对环境友好的化学新领域应运而生，同时，它还符合“绿色化学”理念，试剂用量省、环境污染少使其有了更大的生存空间，开始迅猛发展起来。2、微型化学实验在国外发展最早系统地研究微型化学实验是美国化学家Dana

8、.W.Mayo和Renald.M.Pike，他们的研究始于有机化学。其着眼于环境保护和实验室安全的需要，研究成果于1984年第187届美国化学年会上首次得以报道，并得到普遍的关注，美国化学教育杂志连续刊出了他们写的有关微型有机实验的系列文章。之后，他们不断地研究、小结，出版了一系列的相关著作，如：微型有机化学实验、常规与微型有机实验、微型普通化学实验、微型有机实验技术等。微型有机化学实验的迅速推广也带动了无机化学实验，1986年T.Russo编著的高中微型化学实验和Zri Szafram等人合著的微型无机化学实验、微型化学（高中适用）等相继面世。微型仪器的研究和开发也在不断进行，这对微型化学实

9、验的广泛开展起到了很好的促进作用。1993年，全美微型化学中心在美国环保署和美国化学学会的支持下成立，澳大利亚、南非、德国等国也相继成立了相应的中心。现在已有60多个国家和地区开展了微型实验，联合国教科文组织（UNESCO）和IUPAC的化学教育委员会联合开展微型实验全球项目，并在近40多个国家得到推广。近年来，国际化学教育大会（ICCE）和IUPAC学术大会都将微型化学实验作为会议的重大议题；国际化学奥林匹克竞赛（IChO）也把微型实验作为考核参赛选手的一项重要内容。3、微型化学实验在国内发展微型化学实验真正在我国研究始于上世纪90年代初期，由华东师大和杭州师范学院共同成立了相应的课题研究协

10、作组，其立足于中国的教育实际情况，从无机、普化的微型实验（中学和大学一年级化学）开始研究，并把研制微型化学实验仪器列为国家教委科研项目，目前我国也已经成立了微型化学实验研究中心（CMLC）。至今，我国约有千余所大中等学校不同程度地开展微型实验的研究和应用，相关的课题研究也陆续在进行，包括有机、物化、分析、高分子等在内几乎所有的化学领域实验，并有大量的研究成果。微型实验节省时间、节约经费、效果良好等特点使其受到中学化学教育的关注。简而言之，尽管我国微型化学实验的研究起步较国外晚，但目前已是硕果累累。随着国民对微型化学实验的不断深入了解，随着我们不断地研究、应用、推广微型化学实验，我国必将在此领域

11、取得更大的成就。第三部分、 主要概念界定1、微型实验微型化学实验的发展比较短，其理论体系尚处于不断的完善之中，有关其名称和定义众说纷纭，目前国内还没有很公认的说法。美国微型实验中心是这样描述的：“微型实验是一种安全的防止环境污染的化学实验方法，它试剂用量少，且不影响化学在教育和工业上应用的质量水平。”我认为可以将微型实验理解为：1）在微型实验仪器中反应，且试剂量很少（相当于常规实验的10%或者更少）；2）能获得实验信息量大的一种化学实验方法；3）和“绿色化学”理念符合。2、常规实验 常规实验就是我们通常理解的化学实验，它是在一般的化学仪器中进行实验的，相对于微型实验而言它是一种比较成熟的传统的

12、化学实验。就目前而言，常规实验居于化学实验的主导地位，现在中学化学绝大多数实验依旧用常规实验做。3、绿色实验绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿。绿色化学可以诠释为环境友好化学，其核心内涵是在反应过程中和化工生产中尽量减少或不产生对人类健康、生态平衡有害的物质。绿色化学实验是在绿色化学思想的指导下，用预防化学污染的新思想和新技术对化学实验进行改革而形成的。第四部分、 微型实验（ML）与常规实验的理论依据1、微型实验的理论基础1.1、微型实验（ML）特点和常规实验相比较，微型化学实验具有以下特点：1）试剂用量省，实验成本低。一方面，微型实验的试剂用量平均减少为常规实验的1/10或者更少，这就大大

13、节省了试剂费用。另一方面，从教学应用中可以注意到，学生在进行微型实验时，由于仪器微小，操作务必十分小心细致，加上微型仪器本身厚质比较大、脆性较小，仪器破损明显减少，而微型仪器的单价又比相应常规仪器低得多，因此采用微型实验还可明显地节省仪器费用。2）环境污染少，安全系数高。只有仪器微型化了,试剂减少了，这样就会减少有毒有害物质的产生，实验室处理尾气、尾料和废弃物更加容易。此外，微型实验的施行使得爆炸、起火、液体飞溅等实验事故发生的可能性也大为降低，从而提高实验的安全系数。3）开展实验更容易。其一，由于所用的试剂很少，因此大大减轻实验准备工作量。其二，提高了实验安排的灵活性、有利于深化实验教学改革

14、。进行常规实验时，由于试剂必须在实验前搬出并在实验后搬回以便安排下一实验，因此每一实验必须统一集中安排进行，这就限制了实验安排的灵活性和实验室的利用。采用微型实验，试剂一次性上架，学生可随时到实验室做不同内容的实验，大大提高了实验安排的灵活性和实验室的利用率，并为实行开放式实验教学、深化实验教学改革创造了基本条件。其三，有利于强化实验管理，培养学生良好的工作习惯。微型实验仪器规格微小，可实行实验前分发、实验后点收的强化管理方法，有利于监督学生规范使用仪器，养成良好的工作习惯。4）教学效果好。下表是某课题小组对2所中学进行的实验研究结果：浙江省安吉县孝丰中学浙江省嘉善县惠民中学试验班及格率100

15、%92年会考100%平均分84.5189.98优秀率76.64%县第二名对照班及格率80.69%91年会考95.8%平均分75.1971.88优秀率51.95县第19名从表中可以看到微型实验能够提高学生的化学成绩，其实其在教学上应用的效果不仅体现在使学生化学知识增长，对于学生在实验技能、过程方法、情感态度和价值观等方面的提高都有突出的效果。5）更易培养学生的科研意识。实验微型化后，实验仪器体积小，实验药品用量少，接近科研工作的水平。学生在进行实验时必须集中注意力，仔细观察，认真操作；这培养了学生从事科研工作的实际操作能力。1.2、微型实验的仪器微型化学实验是在微型仪器中完成的实验，使用微型仪器

16、是微型化学实验的基本特征。1.21 专业的微型化学实验仪器微型化学实验仪器有的是常规仪器的微缩，有的是经过全新的设计和制作；有的是玻璃制作的，有的是高分子材料制作的。但是不论材质和造型如何，它们都具备体积小、功能多、易操作、易选用替代品、价格低廉、符合绿色化学的理念。初中微型化学实验箱（ML-LA）：把现行初中化学教材的103个实验中的87个实验（有毒或有危险的实验仍由教师演示实验）改为微型化学实验, 由学生在课堂上边学边做，并将所需要的仪器、药品（除危险药品外）及初中微型化学实验手册（上海教育出版社出版）三部分装入实验箱里。1.22 常见代用仪器目前就我们实验的经验而言，经常使用的代用仪器是

17、青霉素和注射器。其原因是这二种仪器比较常见，价格低廉，而且具有一些特性是其它仪器所没有的。 1.3、微型实验的优越性和局限性 微型实验作为近年来发展起来的一种新兴事物，必有其优越性。利用微型化学实验可以充分地培养学生实践动手能力；可以逐步地培养学生创新精神；可以激发学生探究的兴趣；可以提高学生绿色化学的意识。因此它有助于学生认识动机；有助于丰富学生的感性认识；有助于学生形成化学概念、化学理论；有助于学生检验化学理论或结论，验证化学假说；有助于学生对化学知识的迁移与应用。任何事物都有其两面性，微型化学实验也是如此。其局限性表现在：一）在实际实验操作过程中可以发现，初中化学实验试剂用量所能减少的程

18、度是有限的，受到一些因素的制约：(1) 用液体取用仪器（如滴管等）取用试剂，其可控制加液量不能少于1滴。(2) 测量物理量时，由于仪器规格的限制，要求有一定的试剂用量才能有效进行。例如，用pH计测量溶液pH值时，盛放溶液的容器的口径必须足以放入电极，溶液的高度至少要能浸过玻璃电极的玻璃球。(3) 用于称量质量和测量体积的仪器的精度是有限的，为使实验结果具有符合要求的精确性，所用试剂必须达到一定数量。一般而言，在仪器精度一定的情况下，试剂用量越少，实验结果精度越降。(4) 制备实验中，难以避免的操作损失（如仪器沾附等）也限制了试剂用量所能减少的程度。通常试剂用量减少，操作损失比重增大，产率降低。

19、而且还必须要注意实验技巧，否则实验不易成功。(5) 因微型实验所用试剂极少，所以用微型实验的方法不能做从大量原料中提取微量成分的实验。二）对于现在的教育，统一性的考试是检验学生学习的一个重要的手段，也是检验教师教学工作优劣的一个重要指标。由于在化学考试中一般是采用常规实验的装置和实验方法，故完全采用微型实验可能会影响学生的学习成绩和教师的教学成果的体现。三）目前微型实验相对于常规实验而言，还是不成熟的，其一是实验的用量科学性的问题；其二是实验仪器标准化的问题；其三是实验的操作规范化的问题；其四是仪器购买是否方便的问题。四）有些教师习惯于做化学实验“照方抓药”，没有领会微型实验的真谛，以为微型就

20、是把实验仪器缩小或者简化，就是把药品的用量减量再减量，而忽视了实验的科学性原则。如：教师在指导微型化学实验时一定要注意实验条件的探索。五）现在全国微型化学实验普及还不高，需要更加广地进行宣传，同时还需要多出版相应的配套书籍。2、常规实验2.1 常规实验存在的问题我们都知道化学是一门实验的科学，化学实验是化学科学赖以产生和发展的基础。 纵观化学学科发展的历史，几乎每一项科学发展都离不开化学实验，都是人们借助化学实验方法、手段进行探究和发现的。“以实验为基础”的学科特征决定了化学实验是化学课程中实施科学探究的主要方式，它对提高学生的科学素养具有其他手段所无法替代的重要作用。当前常规实验在初中化学教

21、学中的地位和作用尚待加强，其存在的问题有：教育规划的重点课题之一学生实验能力调查曾首次在全国范围较大规模抽样10个省市10621名学生，对学生物理、化学、生物学等各种实验动手能力进行测试。测试满分为30分，及格标准是18分，结果初中化学实验能力平均分为19.16 分。在调查测试过程中，学生简单操作较好，细心操作差，直观模仿性实验尚好，设计型实验很差。课题组通过对测试结果进行综合评价是初中学生实验能力不及格！表1 全国部分中学化学实验教学调查统计调查项目初三全不做演示和学生实验7.1%只做个别实验22.9%做大部分演示和少量学生实验或做少量演示实验和大部分学生实验40.0%教材上演示实验和学生实

22、验全做或基本全做30.0%产生以上问题的主要原因是：1） 把实验当作一种直观工具辅助手段,在教学中处于从属地位；2） 学生亲自动手实验机会少。学生实验动手率(SR)的概念作为学生参加实验教学的一项指标，其定义为： i为班级中学生人数调查表明：初中学生SR20%，即初中生每人做过的实验只占规定实验的1/5。分组中学生人数越多或开出的实验个数越少，SR越低。2.2 常规实验的优越性和局限性2.21 常规实验的优越性相对于微型实验而言，其具有一些优越性：1）现在的考试中涉及到实验的内容一般采用常规实验的方法，很少有微型实验的内容；因此在平时的教学中采用常规实验可以比较科学地反映出教师教学的效果，同时

23、也可以检验出学生学习的水平，它不会影响学生成绩和教师的教学成果的体现。2）由于长期的教学的积累，常规实验已经很成熟，实验的方法和药品用量、实验仪器等方面也很完善，而且在全国范围内基本上已经统一化、标准化，教师和学生做实验时候基本可以“照方抓药”。3）常规实验的仪器也是不断地推陈出新的，根据教学的需要，多年来不断地进行改进，实用性很强，而且实验仪器已经大规模地标准化生产，在全国大部分地区均在使用，可以说是货源充足，购买相当方便。2.22 常规实验的局限性相对于微型实验，其局限性也是不言而喻的，由于其药品用量大，实验仪器体积也大，反应所需要的时间长，实验现象不一定十分清楚，操作比较繁琐，实验的安全

24、系数相对来说比较低，污染大大增加。也正是因为其药品用量多，所以学生的动手操作的机会减少，可能会造成的结果是学生学习化学的积极性降低。3、二期课改中初中化学实验的特性化学与其它自然学科有着密切的联系，初中化学课程是建立在小学自然、初中综合理科、初中物理基础上的，只有把各个学科的知识和技能从纵向和横向有机地协调起来，才能把化学实验学好。二期课改中实验教学的目标是：认识科学探索的一般方法，掌握化学探究中常用的、有效的实验方法和手段，学会观察、记录、化学现象以及数据处理等，了解化学原理应用于实际化工生产的方法。其教学定位是：认识常见的化学仪器，掌握简单的化学实验操作，初步学会做实验记录并进行分析和处理

25、，能设计简单的化学实验。由此可见，初三化学的二期课改十分重视化学实验教学的改革。化学实验的特性主要体现在以下几个方面：1）实验在教学中更具基础性 由上海教育出版社出版的九年级化学（试用本）体现了实验在化学教学中的重要地位。第一章中专列一节走进化学实验室（在附录中列出了实验室规则和安全措施），而且还要求学生掌握怎样进行化学实验、如何设计化学实验和书写实验报告。相对而言，较一期课改教材的要求要高。除此以外，第一章还花了相当多的笔墨在物质的提纯。实验的基础性不仅体现在第一章中，在其它的各个章节中均有所表现。2）实验在教学中更具探究性 纵观沪教版二期课改初三化学教材，其内涵已大大加强了实验的探究性。在

26、以往的实验室制取气体的教学中，教师总是一边做实验一边讲解，然后得出实验的原理，分析发生装置、收集装置和实验需要注意的事项，这似乎已是一条永恒不变的实验室制取气体的教学模式，但是二期课改初三化学教材却突破了这个模式。怎样得到氧气这一节的“导入”非常值得借鉴，先让学生在下列图片中选择哪些物质含有氧气，哪些物质含有氧元素？然后得出结论“氧气可以从含有氧元素的混合物中分离得到，如工业中需要大量的氧气就是从空气中分离得到的；还可以通过化学反应从含氧的化合物中得到氧气，比如实验室需要少量的氧气常常通过含氧的化合物分解得到的。”根据这个结论，得出工业和实验室制取氧气的不同方法。通过这一实验设计，不仅让学生理

27、解了工业和实验室制取氧气的不同方法，更重要的是逐步培养了学生实验设计的能力，加深了学生对知识体验的过程。3）实验在教学中更具可操作性从沪教版的初三化学二期课改教材，我们发现教材在编排的时候就把课堂实验和学生实验有机地融合在一起，并且人性化地提出课堂实验各校可以根据自己的情况决定实验是教师演示还是由学生自己做，或者用多媒体演示。这使得实验教学的手段更具多样化，教学更有操作性。比如：根据教材，可以选择氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气作为学生实验，双氧水和二氧化锰混合制取氧气作为课堂实验。相对于以往的教材，实验室制取氧气的方法多了一种，学生和教师的选择的空间也大了。实验实力比较强的学校可以选择两种制取氧

28、气的方法作为学生实验，通过实验操作，让学生自己得出结论2种方法的优缺点各是什么。实验实力比较薄弱的学校也可以根据本校的实际情况选择合适的实验。从上面例子可以看出二期课改教材中的实验教学适合不同层次的学校，其实验的可操作更强。4）实验在教学中更具趣味性 化学实验内容更加灵活，更加丰富多彩，这也是二期课改教材的特色，尤其是注重实验的趣味性，这更加激发了学生学习实验的热情。如：在氧气的化学性质这一节中的探究与实践，让学生自己用家里的铝制锅盖探究铝在潮湿空气中的变化过程，通过实验观察记录，然后得出结论，让学生发现原来化学就在生活中，生活中有化学。5）实验更具价值性从内容上看，过去是以演示实验、验证性实

29、验为主。初三化学的二期课改已注意到要紧密地联系社会生产和生活，具有实用价值的实验，有些实验还能按问题中心模式编排。例如： 各种溶液的pH值的测定、铁钉在不同环境的腐蚀情况、家庭实验：铁锈的消除、天然纤维和合成纤维的鉴别制造肥皂等。 4、我校的化学实验教学中的现状4.1 我校初三学生实验心理特征教学实践说明，实验过程中学生心理活动是否正常，对实验的过程和结果会产生较大影响。我校学生实验心理特征如下：1）好奇心：初三化学对于学生而言是启蒙学科，尤其在做实验的时候，几乎所有的学生都对实验室的林林总总产生好奇心，但是好奇心并不等于求知欲，只有诱导得法，才能使暂时不专一的好奇心转化为旺盛的专注的求知欲。

30、2）好胜心：相对于高中学生而言，初三学生在学习的过程中更容易产生好胜心。而分组实验的独立性和横向可比性，为学生好胜心理的增长创设了竞争的氛围。3）畏惧感：由于化学实验有些具有一定的危险性，因此有些女同学对实验会产生畏惧感，有些同学甚至于带一次性手套做实验。其实强化基本操作的训练，可以消除学生紧张感，提高自信心，确保安全性的根本措施。4）期望心理：由于验证性实验在现在初三化学教学中所占的比例很高，因此学生还没有做实验，就已经对实验可能产生的现象有了预期的了解，因此在做实验的时候，就会有期望心理的产生。4.2 我校初中化学实验教学现状我校原是一所公办区重点中学，现为民办完中。由于实验经费比较紧张，

31、而实验器材也日趋老化，实验药品的购买力不强，因此学生动手做实验机会一般，探究性实验和研究性学习开展得很少。又由于初中化学教学就是初三化学教学，受到升学压力的影响，所以学生课外动手做实验的机会比较少。第五部分：微型实验与常规实验有机整合在初中化学的尝试1、调查研究：采用问卷调查的形式，调查的目的是学生对于化学实验是否感兴趣。我们都知道 “兴趣是最好的老师”，学生化学学习兴趣与态度对学生掌握化学知识及培养能力有着十分直接和明显的影响，只有学生对化学实验感兴趣，才能进一步研究“微型实验与常规实验有机整合在初中化学的尝试”。1.1 调查对象的确定：我所任教的四个班级：即上海市民办风范中学2008届初三

32、（5）班、初三（6）班、初三（7）班、初三（8）班，其中初三（5）班、初三（6）班是我校学力较强的班级。所以，初三（5）班、初三（6）班为实验班，初三（7）班、初三（8）班为对比班。1.2 实验条件控制实验时间为2008年9月一2009年2月，教材为九年级化学 (试用本)，上海科学技术出版社：2008年版。教学实验过程中，主要采用课内为主，结合课外活动的方式。1.3 问卷调查的内容为了调查现在我校初三学生对化学实验是否感兴趣，我设计了以下的调查问卷调查问卷：学生对于化学实验是否感兴趣（说明：选择A得2分，选择B得1分，选择C不得分，满分22分。）得分078141522兴趣程度不感兴趣一般感兴趣

33、1、我喜欢观察奇妙的化学实验现象。（ ）A、喜欢B、一般C、不喜欢2、面对化学实验我多数情况下是当观众、助手，或者仅仅记录实验现象。（ ）A、自己动手B、是C、袖手旁观3、当学生实验中的现象和老师讲得不一样时，我常常会重复做实验，并分析其中的原因。（ ）A、经常B、偶尔C、从来没有4、当在学一种新的物质的时候，我希望做与之性质相关的实验。（ ）A、很希望B、无所谓C、不希望5、我希望老师把演示实验变成学生实验，并且由学生自己得出实验的结论。（ ）A、很希望B、无所谓C、不希望6、看到书上有趣的小实验，我经常自己动手做一做。（ ）A、经常B、偶尔C、从来没有7、在教师做演示实验的时候，我常常只对

34、实验的现象和装置感兴趣，而不考虑其它的。（ ）A、我会考虑相关的其它问题B、偶尔会考虑C、从来不考虑8、我会利用已有的条件做一些家庭实验。（ ）A、经常B、偶尔C、从来没有9、观察老师演示的化学实验现象后，我常积极思考为什么会发生这样的现象，并想找出其中的实验规律。（ ）A、经常B、偶尔C、从来没有10、我希望学校增加化学实验课的课时。（ ）A、很希望B、无所谓C、不希望11、在实验中，我经常思考是否可以改进实验装置，更换药品，使实验更简单，现象更明显。（ ）A、经常B、偶尔C、从来没有1.4、问卷调查的数据处理（表2）项目内容初三（5）班初三（6）班初三（7）班初三（8）班1、我喜欢观察奇妙

35、的化学实验现象。19641.9451.97619562、面对化学实验我多数情况下是当观众、助手，或者仅仅记录实验现象。1.5631.5881.6431.5703、当学生实验中的现象和老师讲得不一样时，我常常会重复做实验，并分析其中的原因。1.2561.1981.2091.3564、当在学一种新的物质的时候，我希望做与之性质相关的实验。17801.8761.7381.8235、我希望老师把演示实验变成学生实验，并且由学生自己得出实验的结论。1.5781.7651.6311.6546、看到书上有趣的小实验，我经常自己动手做一做。1.2761.2531.3921.4967、在教师做演示实验的时候，我

36、常常只对实验的现象和装置感兴趣，而不考虑其它的。1.4281.3981.3201.3288、我会利用已有的条件做一些家庭实验。1.2181.1100.9760.8279、观察老师演示的化学实验现象后，我常积极思考为什么会发生这样的现象，并想找出其中的实验规律。0.7650.8250.7960.81210、我希望学校增加化学实验课的课时。1.8821.9101.8121.87111、在实验中，我经常思考是否可以改进实验装置，更换药品，使实验更简单，现象更明显。0.6140.6290.5340.314总 分15.32415.49715.02715.0071.5、结论和分析从上表可以发现，初三学生对

37、于化学的兴趣是比较浓厚的，作为以实验为基础的学科，化学实验对于提高学生的科学素养有非常重要的帮助。不论是实验班还是对比班的学生均喜欢化学实验，并且在百忙的学业中能够抽出一定的时间自己动手做实验，能够思考实验中产生的疑问，从这一点上我们看不到不同学力程度的学生有大的差异。在二期课改中，设置了较多的“活动与探究”、“观察与思考”，但在实践中碰到了一些困难，主要原因是考试的压力、实验室硬件和软件跟不上课改要求等因素，导致学生的实验时间、实验质量、参与程度有所弱化，这与学生们高昂的实验热情是不相称的，这也是二期课改必须要面对的一个问题。如何来解决这一问题？让常规实验和微型实验有机整合，尽可能地让学生参

38、与到实验的教学中，即将学生实验尽可能采用化学微型实验的形式，当然微型实验并不是简单地将实验装置迷你化、实验药品少量化就可以了，大多数实验的步骤和装置必须要局部或者整体改进或者设计。这样学生才能积极参与到教学活动中，变成学习的主人。2、微型实验与常规实验有机结合的研究内容2.1、实验仪器2.1.1 一些常用的专业微型实验的仪器（表3）。图示构造和作用工作原理或作用微型气体发生器 (1)是带有侧支管和内套管(2)的U形管，其中底部有小孔的内套管(2)用于盛装与液体反应的固体物质。U形管口配有两个橡皮塞(3)。“液-固反应”制气在内套管(2)放入少量不溶性块状固体，U形管(1)的左端管口加入液体反应

39、物，在右端上口塞上橡皮塞，并在其右端支管处连接一段乳胶管和止气夹。液体经内套管(2)底部的小孔流入至浸没放置在内套管(2)中的固体，即可完成气体的制取。当需要停止制气时，关闭止气夹，U形管(1)的右侧管内气体压力增大，液体从内套管(2)底部的小孔排出而使液体脱离固体，反应终止。侧泡具支试管侧泡中加入固体（一般是粉末），可用于反应，试管口塞橡皮塞。 制取小量气体； 用作试剂的反应容器； 作洗气或干燥管； 可同时装载两种试剂分别进行实验。井穴板井穴板是一个塑料碟子，含有圆柱形井穴，其规格是以每孔的容积（mL）和孔数来表示，常用的有0.7mL9（64092）、5mL6（64093）。其中6孔井穴板附

40、带双导气管的井穴塞。可做反应器，也可用来盛装试剂。井穴板具有试管、烧杯、储瓶等功能，还能作为比色管、电解池、投影器皿等。多用滴管可作为试剂的储瓶、滴管、反应容器和滴定管等； 把颈管拉细，作为毛细管和搅拌棒。聚乙烯制品，可以耐一般无机酸碱的腐蚀，不能装载有机试剂；也不能加热。微型实验操作台构造和常规化学实验中的铁架台基本相同孔穴不适宜进行接触有机试剂的反应。作用和铁架台类似。2.1.2 寻找一些代用品用于微型实验：最常用的代用品是青霉素瓶子，它可以作反应容器（可以加热，但是温度不能超过200，而且要预热），也可以用于储存药品，更重要的是它是医疗用品，因此玻璃中不含有重金属，减少了对实验的误差；其

41、次是注射器，它具有取液、作为反应容器，而它的最大优势在于准确计量和控制反应量，因为每只注射器上都有精确的刻度。在我们的实验实践中，发现的其它常用的代用品还有：1）酒精灯：可用青霉素药瓶做灯体，在胶盖上打一个小孔，插上一段小瓷管, 用棉线做成灯芯, 灯帽用日光灯的旧起辉器外壳即可。2）烧杯：可用塑料瓶盖、透明的照相胶卷盒代替。3）试管：可用无色小药瓶代替（如：正气丸的塑料小瓶）。它无色透明，便于观察反应过程中的颜色变化、气体及沉淀的生成。4）水槽：可用大小合适的塑料容器或玻璃容器加工制成。5）集气瓶：可用大小合适的塑料瓶，也可用青霉素瓶代替，收集气体后，用原来的橡胶塞塞住。6）量筒：可用不同容积

42、的注射器代替。7）导管：可用废圆珠笔芯、输液管、饮料的吸管或自行车的气门芯代替。8）胶管的胶头：可自制，也可用眼药瓶做成。9）试剂瓶：在青霉素药瓶里放入各种固体或液体试剂，贴好标签即即可。10）药匙：可用硬塑料片、塑料冷饮吸管经过加工制成。11）漏斗：用输液器截下其圆锥部分即可。12）水槽：可用肥皂盒代替。以上我们研究的是微型化学实验仪器，而常规化学实验的仪器在全国范围内基本达到标准化，所以没有研究。对于初中化学实验来说，使用的仪器一般较为简单，在价格上微型化仪器比常规化学实验仪器经济，易于实现学生每人一套，个个动手，所以我校从某些实验开始尝试微型化学实验是可行的。2.2、微型实验与常规实验有

43、机整合实验探究活动的教学原则在利用微型化学实验进行科学探究活动的过程中，必须遵循一定的教学原则，这些教学原则如下：2.2.1 科学性原则：科学性原则是化学实验设计的首要原则。所谓科学性，首先是指实验原理、实验装置、实验操作程序和方法的正确性，即必须与化学理论知识和化学实验方法相一致；其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的教育因素。2.2.2 可行性原则：可行性是指设计化学实验时所运用的实验原理和方法在实施中切实可行, 所选用的实验药品、仪器、设备和方法在现有条件下能够得到满足。2.2.3 绿色化原则 所谓绿色化原则是在实验探究活动的过程中，包括其设计、实施以及对废弃物的处理都必须渗透绿色化学

44、的理念，最大限度地减少污染。2.2.4 学生主体性原则 在实验的教学的过程中，尊重学生，以学生全面发展为目标，体现学生主体性原则，让学生主动参与实验，尝试自己设计实验，亲手做实验，。2.2.5 探究性原则 以培养学生的科学探究能力为目标，在实验内容，教学模式的选取上注重对学生科学探究能力的训练，给学生充分的探究空间和时间。2.2.6 趣味性性原则化学实验探究活动的设计过程中要针对学生的特点、兴趣爱好来设计，寓教于乐，使实验生动、形象、具体，能激发学生的兴趣。2.3、微型实验与常规实验有机整合的评价系统教学评价是根据教学目的，运用一切可行的技术手段对教学过程及其结果进行测量、衡量，并给予价值判断

45、的过程。我认为教学评价不应只片面强调学生在化学知识和实验技能方面的掌握情况，忽视对科学过程与方法、情感态度与价值观方面的评价。因此，微型实验与常规实验有机整合的评价内容主要是学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的发展情况，以及学生在实验探究中的实际表现。具体来说，大致可以包括以下几个方面的内容：1）学生参与实验探究的态度；2）学生在实验探究活动中所获得的情感体验；3）学生在实验探究中知识、技能的掌握情况；4）学生的探究过程与方法；5）学生意识观念的形成和变化；6）学生实验探究能力的发展；7）学生实践能力、创新精神的发展。在我们的教学活动中，经常使用的评价方法有：活动表现评价、

46、档案袋评价、纸笔测验等，这些评价方法在现在学生使用的成长手册中都有所反映。2.4、微型实验与常规实验有机整合需要怎样的教师和学生微型实验与常规实验有机整合有助于推进初三化学学科的二期课改，这对于我们大多数的教师而言也是一个全新的课题，如何才能更好地将微型实验与常规实验有机地整合起来，促进学生科学素养发展？教师与学生的能力是微型化学实验和常规化学实验整合的重要因素。这需要教师和学生从原来的实验思维中转变过来，培养一套全新的实验观念。这些条件具备，那么微型实验与常规实验有机的整合将会很顺利地在各个中学实行开来。作为教师也要做到：爱岗敬业，树立全心全意为教学和实验服务的观点；求真务实，培养学生实事求

47、是的科学态度；具有良好身心素质，保证教学和实验工作的顺利开展；熟悉化学实验器材设备，并能在教学中结合学生、学校的实际情况改良实验器材；研究二期课改教材，能够在教学的过程中不断地改进实验；在教学过程中适当地运用数字化实验教学，推进二期课改的发展。化学教师只有具备以上所述的素质，认真学习研究新教材，才能更好地将微型实验与常规实验更好地有机整合起来，培养学生创造性思维，促进学生科学素养发展。2.5、微型实验与常规实验有机结合的实践探索下面就利用实验室制取氧气为例，谈谈“微型实验与常规实验有机整合”在初三化学的尝试。课 题：实验室制取氧气的探究【相关背景资料】为了开展好微型实验和常规实验有机整合，我们

48、认真学习深入研究上海市中学化学课程标准，探讨现行教材中课堂实验、学生实验存在的不足，合理安排探究与实践。力求做到：设计组装的实验装置操作简便、科学、合理、安全；实验现象明显；污染少，体现绿色化学的理念。化学一期课改教材中着重介绍了用氯酸钾和二氧化锰混合加热的方法来制取氧气，二期课改在原有的一期课改的教学内容上又增加了用双氧水和二氧化锰混合来制取氧气。对于学生实验，二期课改没有作新的要求，和一期课改教材一样，依旧只要求做氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气。氯酸钾制取氧气这一实验其实存在安全隐患，因为氯酸钾具有强氧化性，当它不纯的时候，很容易和易燃的杂质（如：炭粉、小纸片、大多数的有机物等）混合时，

49、一经加热，就会发生强烈的爆炸。此外，氯酸钾也易结成块状物，使用前必须把它碾碎，如果研钵不干净或者研磨不当，或者与二氧化锰混合后进行研磨，都可能发生爆炸。如何能够让更多的学生参与到实验中，能够解决实验的安全问题，能够让学生更加深刻地理解实验室制取氧气的原理和实验操作，并能自己设计实验，微型实验和常规实验有机整合可以起到事半功倍的效果。我们可以尝试在教师演示实验中采用常规实验，这是因为：其一，常规实验使用的药品多，产生的氧气也多，实验操作时速度可以慢些，便于学生观察更仔细；其二，常规实验采用的实验仪器是一般考试中所要求掌握的仪器，这样有利于体现教师的教学成果和学生的学习成果；其三，常规实验所使用的

50、实验仪器体积比较大，更加适合于课堂的演示实验，这样学生观察得更加清晰。在学生实验中使用微型实验，这是因为：其一，微型实验的实验仪器比较便宜，而且不容易打碎，这样可以降低实验成本，更加容易开展学生实验；其二，微型实验所需药品很少，可以减少1/10或者更少，减少实验准备时间，为更广泛地开展学生实验打下基础，也更加适合民办中学的实验教学。教学目标：【知识与技能】 理解用双氧水和二氧化锰制取氧气的原理； 学会用双氧水和二氧化锰制取并收集氧气（常规实验），通过课堂讨论，得出微型实验。【过程与方法】通过对双氧水制取氧气原理的探究，学习科学探究的基本方法。【情感态度和价值观】培养学生实事求是、严肃认真的科学

51、态度和良好的实验习惯。采用生活中的一些常用的，或者废弃的物品作化学实验，让学生保持对化学实验的浓厚兴趣，从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。教学重点：双氧水制取氧气的原理和实验方法教学难点：常规实验和微型实验的区别教学方法：实验探究、合作学习教学准备：教学课件、实验（双氧水、二氧化锰、试管、六孔井穴板、导管、注射器、青霉素瓶、药匙、小耳勺、肥皂盒等）教 学环 节教师的教学活动学生的学习活动教 学 说 明导 入【提问】你知道有几种可以得到氧气的方法？（提示：物理变化、化学变化的方法均可）教师应充分肯定学生个性化的回答，并且给予鼓励性的评价水电解分离液态空气法植物光合作用氯酸钾加热制取氧气高锰酸

52、钾加热制取氧气氧化汞加热分解过氧化钠制氧气超氧化钾制氧气二氧化锰和双氧水双氧水等通过提问，作用一是可以复习上节课的内容；作用二是拓展学生的知识面。讲解和提问上一节课我们主要学习了实验室制取氧气的一个方法：氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，下面请一位同学书写这个实验的文字表达式。讲解这节课我们主要学习如何双氧水和二氧化锰来制取氧气。大家刚刚提到水电解、植物光合作用、氧化汞加热分解、过氧化钠制氧气、超氧化钾制氧气、双氧水常温分解、双氧水加热分解等也可以得到氧气，这些适合实验室制取氧气吗？不适合，理由是：制取应简便、速度适中；所制得的气体纯度比较高，并且符合演示实验的需要；操作简单、安全，易于实现。复习

53、上节课的知识实验室制取气体的原料选择依据。如果学生回答不出，可引导。提问昨天我们已经预习过了用双氧水和二氧化锰制取氧气的反应原理是什么？用文字表达式表示。检查学生的预习效果多媒体（仿真化学实验室）选择一些实验仪器：试管、导管、橡皮塞、长颈漏斗。请同学搭制该反应的发生装置。通过多媒体，学生搭制反应装置。让学生在平时的学习中逐渐学会根据反应物的状态和反应条件设计实验的发生装置。提问该反应装置适合反应物状态是什么、反应条件是什么的化学反应？反应物状态：固体和液体反应条件：常温追问把试管改成锥形瓶、烧瓶、集气瓶、雪碧的瓶子可以吗？把试管改成烧杯可以吗？把长颈漏斗换成分液漏斗可以吗？把长颈漏斗换成漏斗可

54、以吗？可以可以不可以可以不可以进一步加深学生对发生装置的理解多媒体（仿真化学实验室）选择一些实验仪器：集气瓶、导管、水槽。在发生装置的右边，请同学搭制该反应的收集装置，并把它们连接在一起。通过多媒体，学生搭制反应装置。提问哪些气体可以用排水集气法收集（从气体的溶解性考虑？）哪些气体可以用向上排空气法收集（从气体的密度考虑？）溶解性：难溶解于水密度：大于空气复习、归纳演示实验室制取氧气（常规实验）观看、思考给学生感性的认识练习习题见附录1思考、练习纸笔练习也是评价方式。过渡今天我们要用另外一套仪器来制取氧气，这些仪器有的是我们日常生活中常见的，有的是我们购买的。（实物投影仪上展示仪器）用以上的实

55、验仪器制取氧气由于使用的药品很少，因此又叫做微型化学实验。聆听、观看介绍新的知识内容，为后面的学生实验，打好铺垫。边讲解，边展示幻灯片何谓微型化学实验？微型化学实验的优点和局限。微型化学实验常用的仪器聆听、观看、思考讨论通过刚刚的讲解，我们已经初步知道了何谓微型化学实验，下面根据我们已有的知识，可否利用下列实验仪器，设计实验室制取氧气微型实验？观看、思考、设计、讨论猜想与假设、实验设计引导刚刚各位同学经过了思考和小组讨论，请大家展示自己的设计方案，并交流实验过程。学生1：利用六孔井穴板（图1）学生2：用青霉素瓶设计（图2）图1图2学生实验我们经过了讨论，得出了2套制取氧气的发生和收集装置，下面

56、请第一组和第二组的同学利用六孔井穴板来制取氧气；第三组和第四组的同学利用青霉素瓶来制取氧气。合作实验、记录实验现象、得出实验的结果。实验验证交流同学们基本上都已经完成了该实验，通过自己动手实验，应该对该实验有了更加充分的理解，请大家谈谈相对于老师刚刚的演示实验（常规实验），你们设计的实验有什么优缺点？学生各抒己见交流与讨论，得出结论。通过教师和学生的交流，使学生更进一步理解该实验。交流你们设计的微型化学实验，在实验操作上有什么需要注意的地方？学生各抒己见最后请一位学生小结：药品要少，否则药品会从仪器中喷出；动作要快，否则可能检测不到氧气。拓展交流请挑选以下物品（肥皂盒、正气丸瓶子、吸管、透明的

57、照相胶卷盒、青霉素瓶、注射器、废圆珠笔芯、眼药瓶），设计实验室制取氧气（双氧水和二氧化锰）方案。 思考、设计、交流、实验活动表现评价发活动表现评价（附录2），让学生自评自评小结本节课，使学生明白生活中有化学，化学中也有生活。小结今天我们学习了用常规实验和微型实验的方法来制取氧气（边讲边展示这些实验的发生和收集装置图），其实只要我们留心，生活中有很多材料可以用于化学实验，化学也存在于生活中。聆听【附录1】练习1、 请完成下面的表格化学反应反应的化学方程式发生装置适合的范围收集装置适合的范围反应物状态反应条件密度溶解性氯酸钾和二氧化锰共热双氧水和二氧化锰2、每年除夕夜我们大家都会观看春节晚会，舞台

58、上经常出现烟雾效果，那是用干冰，即固态二氧化碳制造出的效果。实验室在常温下用大理石（固体）与稀盐酸（液体）反应制取二氧化碳，可以选择上述装置_作为反应装置（填A或B）。 AB【附录2】 学生活动表现评价表4 “实验室制取氧气”主题探究活动观察记录一级栏目二级栏目记录前概念诊断与问题提出1、 回答问题不假思索，脱口而出2、 思考一会儿才给出答案3、 开始是不假思考，然后在老师的提示下进一步补充4、 是否表现出明显的兴趣5、 学生提出问题的性质猜想与假设1、 是否很快提出假设2、 是否说出猜想的依据3、 是否提出合理猜想的相关问题4、 是否在运用原有的知识和其他相关信息提出猜想实验设计1、 是否依

59、据猜想和桌子上面的仪器和药品进行设计，设计前是否充分联系实验室制取氧气的有关知识和实验操作的知识2、 是否根据已知的关于实验室制取氧气的有关知识和实验操作的知识进行实验设计3、 方案是否科学、合理、可行4、 是独立设计还是在老师和同学的帮助下设计出实验方案实验验证1、 实验操作是否正确2、 观察是否认真细致3、 能否如实记录观察到的实验现象4、 能否对实验事实进行认真分析和思考5、 对在实验中出现的异常现象能否提出质疑交流与讨论1、 是否主动将自己的想法与别人讨论2、 交流讨论的气氛是否融洽3、 交流后是否对实验室制取氧气的实验有了更深刻的理解4、 交流讨论中学生的情绪、心态如何（是否有欣喜的

60、发现，遇到困难时候是放弃还是主动寻找其它的方法）得出结论1、 原有的知识和现在的实验事实是否能建立有效的联系2、 整理和加工信息是否简约、有条理3、 能否有效运用、反省认知、反复思考4、 得出结论是否自然，有道理第六部分、初步成效1、学习成绩有了进步我校是一所民办完中，学生的学力在闸北区属于比较强的。但是2007届初三毕业生我校在全区定位考中，我校的初三化学成绩不是很理想，相对于其它考试学科而言，化学处于比较落后的状况。我们仔细分析了学生试卷后得出结论：成绩不理想的主要原因是学生的实验基础知识比较薄弱，因此实验题普遍得分率较低，尤其是最后一题，几乎全军覆没。根据我校的实际情况，我们决定应该让学

61、生多动手做实验，增加学生学习的积极性，提高学生学习化学的兴趣。于是开始尝试在我校的初三的学生中采用微型实验和常规实验有机整合的教学方法，尽管这种结合不是很完善，但是经过4个月的努力，在2008年6月在上海市中考中，我们一举摆脱了居于落后的地位，在我校初三所有考试学科中，居于中等水平，成绩上升得很快。不仅如此，师生间的感情也较第一学期更加融洽。实践告诉我们：增加学生动手做实验，不但没有影响学生的成绩，反而能够促进学生的学习成绩，而且学生学得轻松、愉快！在有了一次比较成功的尝试后，我们决定在我校2008届初三毕业生中继续尝试微型实验和常规实验有机整合的方法，在备课组的各位老师的集体智慧结晶下，2008届我校初三毕业生在客观因素不理想的情况下（教师的工作量大，每个教师的教学班达到4个；学生数量也多，一个班级的人数几乎是兄弟学校初三班级的2倍；学生的学力较2007届学生有所后退等），化学成绩不但没有后退，反而在原有的基础上有了进步，优秀率达到35%以上。2、综合能力的提高微型实验和常规实验有机整合，在教学上应用的效果不仅体现在使学生化学知识增长，对于学生在实验技能、过程方法、情感态度和价值观等方面的提高都有突出的效果。在实践中我们还发现学生学习化学的兴趣非常浓厚，这就更加增强了我们继续尝试、探索微型实验和常规实验