张 宏，曾兵芳

(贵州工程应用技术学院 化学工程学院，贵州 毕节 551700)

1 问题的提出

80年代初，美国化学工作者于有机实验中，旨在减少污染，通过最大化的缩减试剂用量组织化学实验取得了成功，还设计出一些微型实验仪器。并以此在大学和中学中广为宣传，美国化学教育杂志为此还开辟“微型化学实验专栏”来推广微型化学实验研究的成果，报道微型化学实验的研究成果，促进了微型化学实验在世界范围的推广[1]。微型化学实验以其药剂微量、构造简单、操作方便、省时省力、污染较低等优点很快得到广大师生的认可，于西方国家乃至全球掀起了化学实验微型化研究和应用的热潮。

我国于九十年代初开始对微型化学实验进行探索，但开始时主要集中在大学基础化学实验中进行微型实验的研究。1992年，教育部颁布的全日制中学化学教学大纲中已经将微型化学实验作为教学任务编入实施建议中；1995 年，国家教育委员会在中学理科教学仪器配备目录中也把微型化学实验仪器列入其中[2]，标志着微型化学实验正式列入课堂。2018年版的《高中化学课程标准》明确指出“条件有限的学校,可采取教师演示实验或利用替代品进行实验，鼓励实验的绿色化设计，开展微型实验”[3]，进一步明确了微型化学实验在中学化学教学的教育价值。从对微型化学实验的研究摸索至今，很多化学教育专家和化学教育工作者都对微型实验课题、开发微型实验装置进行了深入的研究，取得了丰硕的成果，有效的推动了我国化学实验改革的进程。但是，针对微型化学实验在中学教学中的实施现状及开展问题的研究很少，特别是针对欠发达地区的微型化学实验实施现状研究更少。因此，本文主要以欠发达地区中学微型化学实验的实施现状为出发点，对微型化学的开展提出相应的对策。

2 中学微型化学实验的价值

2.1 有利于教育均衡发展，提高欠发达地区中学化学实验的开出率

教育均衡是我国的一项重要的教育政策，目的是缩小城乡教育差异、发达地区与欠发达地区教育差异和校校教育不均衡，而城乡教育差异是教育均衡发展的重要影响因素。微型化学实验具有的特点能在中学化学课堂教学中缩小城乡教育差异、发达地区与欠发达地区教育差异和校校教育不均衡，提升教育公平。

化学是一门以实验为基础的学科，实验化学学科的灵魂。生动有趣的实验现象不仅能有效地加强学生对无机元素化合物、有机化学知识等事实性知识的学习，而且能帮助学生理解抽象的化学概念和化学基本原理，提高学生对中学化学知识结构化的形成。因此，教师在进行化学教学时应恰当借助实验活动，帮助学生掌握化学知识的内在脉络与价值，并应用化学知识进行生产生活中的相关的化学实际问题。而部分传统化学实验在教学中却很难开展，存在着污染大、用量多、成本高及安全性较低等诸多问题。在欠发达地区，尤其是在广大贵州山区的农村中学，由于实验器材、药品有限，实验室配置不完善以及各种其它原因等因素，导致部分中学无法开展或削减实验课程，“一人做，大家看”、“理论大于实践”等教学实际。而微型化学实验具有简化装置、减低成本、减少污染、节省空间、节约化学药品等优点，可与常规化学实验相辅相成，提高了化学实验在欠发达地区开展的开出率，进一步提升了学生的核心素养。

2.2 提高学生的创新能力

创新是国家发展和民族进步的灵魂，培养学生的创新意识和创新能力是我国基础教育一直努力的方向。我国第八次新课程改革将学生科学探究能力和创新精神作为理科改革的突破口，而化学实验是培养学生科学探究能力和创新精神与能力的重要途径。与传统的化学实验相比，微型化学实验具有更突出的优越性。在试剂选择方面，它以极小的试剂用量，来获取对应的化学信息，优化实验操作、科学合理的配置使得化学现象更加明显，而且实验能最大程度的减少资源浪费，实验过程环保、经济，安全性也大幅提高，这是常规实验所不具备的优势。在实验设计方面，微型化学实验也表现出极大的能动性，通过教师给定实验题目，学生小组自拟实验方案，同时教师积极引导学生转变思维，指出常规实验的不足与欠缺，并启发学生思考，探究解决方法在器材选择方面，也鼓励学生从社会生活中找到一些实验替代品，个人或小组加以改进创新，让学生自己动手，在玩中学，极大的激发学生学习化学的兴趣。由此可见，对传统化学实验的优化、创新，不仅增加了实验课程开展的能动性，其理论结合实际方式也使得学生由实验的参与者，转变为实验的组织者、设计者，提升学生科学探究能力和创新精神与能力。

2.3 提高学生的化学学科核心素养

学科核心素养是《普通高中化学课程标准(2017版)》的关键词，化学学科核心素养是“明确了学生学习该学科课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力”，对知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维目标进行了整合[3]。《普通高中化学课程标准(2017版)》将化学核心素养分为“宏观辨识与微观探析”“科学探究与创新意识”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”五个维度。在中学化学课堂教学中如何践行化学学科核心素养是中学化学教师的新使命。微型化学实验作为一种新型的实验手段，其不仅仅是最大程度的减少化学试剂用量，更多的是最大程度的让每个学生都走进绚丽多彩的化学世界，了解化学本质。微型化学实验通过降低实验成本、减少用量、合理选用与创新实验替代品等方式改进优化化学实验，使学生人人动手，人人参与，促进学生学习方式的转变。由被动式接受学习，转变为自主能动的探究式学习，践行了 “学生主体，教师主导”的教育理念，也符合新课程改革中要求学生学习方式转变为强调自主性、合作性、探究性的理念，促进学生化学学科核心素养的提高。

化学实验不仅是化学科学发展的重要基础，也是化学教育核心内容和基本方式[4]，有效的实验教育对学生成长的重要性不言而喻。故此，针对普通化学实验的不足，实验的微型化有效的弥补了普通化学实验的局限性，使实验因地制宜，能动的开展组织，让学生积极主动的参与实验教学，不需要教师的督促，生动活泼的获取知识，极大的促进学生综合能力的提高，教学效果事半功倍；同时，教学方式的转变也使得学生快乐学习，从实践中获得新知，丰富了学习生活，提高了学生对化学的情感。

3 微型化学实验在中学化学课堂教学中存在的问题

3.1 中学化学教师对微型化学实验的教育价值认识不足

在欠发达地区，许多学生对微型化学实验几乎一无所知，甚至少部分教师对这一概念也比较模糊。化学实验是化学学科独有的特征，也是化学教学的基本手段，在某些化学实验教学中，实验无法微型化，只能按照书中原有编排实验进行教学。微型实验并不是简单指实验器材的微小化和实验试剂微量化，在教育教学中，要求符合学生的认知水平，并且达到教育目的，顺利完成教学任务。在从事教育工作时，有的教师会因常规实验困难而退避，而未考虑微型实验进行教学。教师是学生学习的引导者和促进者，只有在教师对微型实验熟练掌握的前提下，才能顺利开展教学。一方面，体现在微型化学实验的宣传度不足，学校师生对微型化学实验了解度不高；另一方面，由于欠发达地区教师数量有限、缺乏对微型化学实验方面的研究和实施等因素，导致其对微型化学实验的价值认识不足，阻碍了微型实验的开展。

3.2 欠发达地区中学化学实验教学不乐观

课题组曾经对欠发达地区的贵州省进行“新课程高中化学实验教学的现状”进行了调查，从学校实验室条件、师生对对化学实验的态度、实验教学的开展等方面进行了调查，发现其新课程高中化学实验教学不乐观。比如，在课堂教学中，“'视频实验'的方式占了一定的比例，如甲烷与氯气的反应、钠与氯气的反应、设计原电池实验在视频实验中所占的百分比为41.0%、38.5%和28.2%”等；“很多教师也认为进行化学实验研究对教师的教学能力有很大帮助，但在实际之中，教师很少开展实验研究”等[5]。

3.3 微型化学实验存在一定的局限性

事物都具有两面性，有“利”自然也一定存在着“弊”，微型实验亦是如此。微型实验的局限性主要有以下几点：其一，在微型实验的开展中，由于实验仪器的小型化微型化，受条件限制，所加试剂必然很难精确量取，因此实验只能定性分析，而很难进行定量检测。其二，实验完成后，对黏度较大的液体或粘附在仪器内壁上的固体，清洗操作较为困难，必须配备专用的清洗工具，对微型仪器的维护也提出了挑战。其三，由于实验过程中试剂用量较少的原因，部分实验的现象也不如普通实验明显，导致学生在观察实验现象时会存在一定的偏差，对实验现象的概括不够准确，并且对学生的实验基本操作训练还存在一定的局限性。

4 欠发达地区中学微型化学实验实施的建议

4.1 加强对中学化学教师进行集中性的培训与指导

开展对中学化学教师进行集中性的培训相当关键。在部分地区，不少化学教师对微型化学实验的教育理念并不了解，缺乏对微型化学实验相关知识的系统学习，对于常规实验与微型实验的迥异没有清晰的概念，这在很大程度上限制了微型实验的开展，造成了“研究者热，施行者冷”尴尬现象。因此，要从根本上解决微型化学实验难以开展的问题，关键在于一线教师对这一理念的认可程度，只有教师先理解了，才会有出现在课堂教学中的机会，不然也仅仅是完美的规范在教材上。而对于教师的培训，其一转变以往背书式的理论指导，增加操作微型化学的演示实验，或者直接请教师参观微型化学实验室，实际接触相关装置，让培训教师有切实的体验；其二设置开放性的课题，与培训教师展开对化学实验微型化的探讨。一线教师有着丰富的从业经验，在课程的改革上有着不可替代的作用，共同探讨不仅有利于培训教师深入理解微型化学实验的价值，也可以帮助培训讲师了解微型化学实验在中学的开展情况。

4.2 转变宣传方式，加大宣传力度

微型化学实验在中学开展效果不佳，很大程度上是由于老师、学生对这一新型实验方式的认识不足，没有深入的了解到微型化学实验的突出优势，以至于认为微型化学实验可有可无，对学生的学习没有影响。因此，转变宣传方式，加大宣传力度势在必行；要改变以往仅仅针对专业教师进行培训与指导，而忽略对学生的直接沟通，寄希望于教师能将微型化学实验应用于课堂，但总是事与愿违。多数教师在实际教学中很少开展或直接没有开展微型实验课程，以至于绝大多数学生并不知道微型化学实验这一概念。所以，可以从以下几点提高宣传力度：首先，对教师的指导与培训必不可少，教师是课堂的组织者与引导着，转变教师育人方式尤为重要；其次，在各大教育杂志开辟专题，对微型化学实验的成果进行宣传，引导相关教育工作者进行了解；最后，由中学推荐学生，于各大高校开办化学主题周、兴趣角、我为化学迷等为主题的化学活动，让学生观看或指导学生完成微型化学实验，通过精彩有趣的化学现象，不仅

提高了学生的化学兴趣，也可以向学生宣传微型化学实验概念，再由学生影响教师，促进教师教学观念的转变。

4.3 举办有关微型化学实验设计大赛

可由各大高校或教育机关牵头，在本地区开展有关微型化学实验的竞赛，附以相应的奖励，提高参赛者的积极性；比赛活动可分为教师组和学生组，按初赛、预赛、决赛等不同层次，最大程度的让广大师生都参与其中，形成一个良性竞争。不仅可以丰富学生的学习生活，也让学生在活动中获得知识，同时可在竞赛的过程中让师生们理解微型化学实验的真正内涵，达到宣传于推广的目的。