摘 要：在化学课程的实践教学中，微型实验以一种直观而又简便的方式，向学生展示各类化学物质的特性、结构及其变化规律，化抽象为形象，以此增强学生对化学物质元素的理解，为学生构建一个更加全面的知识体系.因此，教师要把握好“微型实验”这一实践性的教学方式，从实验教学活动的展开出发，让学生微型实验展开的过程积极思考，不断培养学生化学核心素养，最终发挥初中化学学科育人的教学实效.

关键词：微型实验；教学优化；初中化学

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）23-0133-03

收稿日期：2023-05-15

作者简介：陈瑶（1996.7-），女，江苏省南通人，本科，中学二级教师，从事初中化学教学研究.

教师通过微型实验的教学优化，为学生提供微型的化学实验装置，以及所需适量的化学试剂，在弘扬“绿色化学”实验观念的同时，也让学生在自主的实验探究中不断完善个人的知识网络，不断强化学生的实验操作能力和思维创新能力.教师从实验环境、实验步骤、实验结构、实验原则等多角度出发，探讨微型实验融入课堂教学的可能性，以此增强学生化学实验学习的成效，推动学生的综合发展.

1 打造实验数字生态，拓宽教学容量

随着信息化进程的逐渐推进，教师要认识到信息技术对化学微型实验展开的重要作用，积极利用数字科技资源开展“试错性”实验教学，借助虚拟仿真实验室的应用平台，为学生打造一片数字实验生态，在数字科技的助力之下，多途径拓展教学容量，吸引学生对微型实验的兴趣.

例如，在人教版初中化学九年级上册第二单元有关“高锰酸钾加热制取氧气”的教学实验中，教师可以从该实验教学的设定出发，将虚拟仿真技术引入化学学科的教学中来，让学生在虚拟仿真实验室^［1］中通过微型仿真实验的不断模拟试错，以此来帮助学生不断熟悉实验器材以及实验过程，提高学生微型实验的合格率.在“高锰酸钾加热制取氧气”这一实验中，存在着很多诸如“实验测试数据不准确、实验步骤错误导致试管炸裂”等多种易失误的可能性.而这时候教师就可以将数字资源引进教学当中，运用“虚拟仿真实验室”这数字一平台，让学生先通过网络虚拟实验室的试错来不断熟悉实验开展的流程.在自行开展微型实验之前，教师可以先让学生观看演示视频，然后将实验步骤教给学生，随后鼓励其利用“虚拟仿真实验室”这一空间技术尝试还原实验.在互联网数字技术的助力之下，学生借助“虚拟仿真实验室”自主模仿进行实验，微型实验中会发生“试管破裂”“高锰酸钾粉末堵住导管口，实验难以进行”“氧气收集的纯度不够”等一系列的实验失误.这时候，教师针对学生微型实验模拟中所出现的一系列问题一一进行解答，学生就会以一种更加深刻的印象理解“加热时试管口略向下倾斜”“试管口加塞一小块棉花”“气泡连续冒出再收集”等实验细节的重要性.“细节决定成败”，正是“虚拟仿真实验室”中学生勇于“试错”的亲身体验，才能够提高学生对微型实验细节的注意，成功率也会大大增加.

教师要看到数字资源背后“虚拟仿真实验室”的成立对学生微型实验展开的便利性.把握好数字技术的兼容性与扩展性的优势所在，将虚拟仿真技术应用于教学实践中，不断拓展教学容量，让学生在“试错”的实践中，从多角度了解微型实验进行的细节，培养学生科学严谨的实验态度，以及大胆创新的实验能力.

2 链接实验应用实例，调动主体兴趣

化学来源于生活，最终还是要服务于生活、应用于生活.对于学生来说，微型实验的开展需要链接具体的实用案例，教师要不断寻求微型实验的开展与实际应用之间的契合點，调动实验主体的兴趣，让学生在实际应用中不断巩固知识，以此辅助强化自身的化学实验综合素养.

例如，对于“酚酞遇氨水变红色；淀粉遇碘变成蓝色”化学原理的教学，除了书本上实验提及的内容，教师还需要鼓励学生从实际生活出发，自主开发一些有趣的微型化学实验.教师可以以“如果我想给小明同学写一封只有他能够看得到的密函我应该怎么做呢？”进行提问，让学生从“密信”这一角度出发，一起考虑“无字天书”的制作.首先，教师可以根据“酚酞遇氨水变红色”的化学原理，先取出一张白纸，用酚酞试剂将“密函”的内容写下来，晾干后放在盛有浓氨水的试剂瓶口熏，立即就会显示出红色的字迹.这时候学生们就会疑惑：“有没有什么办法能够让‘密函继续变成无字的隐形形态呢？”这时候教师可以将纸张放在通风口处，待溶液蒸发后，就会发现纸张上的红字又会变成无色的状态，以此可以反复若干次.教师可以向学生介绍，此乃密函的“水遁”，让学生试着从“淀粉遇碘变蓝色”的化学原理角度出发，设计一个类似的“火术”.这时候学生就会尝试用稀淀粉在白纸上写字，当纸干后就会发现在纸上字迹消失.这时候学生如果用碘水或者是碘和碘化钾的水溶液涂抹，就会显出蓝色的字迹，将其放在火焰上方烘烤后，会发现蓝色的字体又再次褪去，而这个实验方法对比下来，也可以反复使用若干次.正是在此微型实验的助力之下，学生从实际应用的角度出发，以更加积极主动的态度投入到化学微型实验当中，增加主体积极性的同时，让其勇于阐述个人的实验思路、实验原理以及实验结论，以此不断提升个人的实验应用能力.

因此，对于学生来说，微型实验的教学融入为学生实验的研究探索提供了一个实践性的平台.在教师微型实验的逐步引领下，学生不断提升实验兴趣，不断挖掘化学知识运用的可能性，学以致用，发展综合性能力.

3 助力实验结构优化，锻炼创新思维

微型实验的开展并不能仅局限于化学原料的减量和机械使用的缩微，而是要在微型化的这一条件下，通过实验结构的优化，在微型实验的情境中去思考、去操作、去寻找实验创新的可能性，以尽可能少的试剂去获取较多的化学信息，不断培养学生的创新思维.

例如，在“二氧化锰与氯酸钾制取氧气”的实验教学中，为了证明“氯酸钾加热可产生氧气，同时二氧化锰的存在对其化学反应的发生具有加速作用”的这一化学结论，教师要知道对于“排水法”这一传统的氧气收集方法，存在“装置气密性检查”步骤的繁琐性，以及“压强不均导致导管处冷水回流引起炸裂”等潜在危险性.综上所述，教师可以从“微型化实验”的角度出发，考虑到所产生气体为氧气这种无毒气体，改进实验步骤，优化实验结构.对于“微型实验”的开展，教师先行让学生准备好微型酒精灯、微型铁架台、微型试管、火柴、木条、二氧化锰、氯酸钾等一系列的配套化学设施，并引导学生在三支试管中依次加入少量氯酸钾、二氧化锰以及两者混合物，依次标记为A、B、C三支试管，然后将三支试管固定在铁架台上，将试管用酒精灯加热.一段时间后，将带有火星的木条伸入三支试管内.此时会发现第三支试管内的小木条先行复燃，说明该试管内的氯酸钾发生的化学反应最快.接着，继续加热一段时间，再次将带有火星的木条放入剩下的两支试管中，此时只装有氯酸钾的A试管内的小木条也成功复燃了.继续加热还没有反应的B试管，一段时间后，观察带有火星的木条是否复燃，若没有则停止加热.通过这个微型实验的设计，舍去传统实验方法中的“排水法”，学生通过“小木条是否复燃”的这一实验现象，结合“元素”的分析，以及化学常识也能够得出“氯酸钾加热完全熔化后会产生氧气，只不过化学反应的时间过长，而二氧化锰的存在能够加速反应的发生，此处的二氧化锰充当催化剂的作用”这一化学结论.由此可见，微型实验的设备仪器更加简单，同时实验操作的步骤也更加便捷，通过实验结构的优化也能够提高学生实验成功的可能性，让每个学生都能够参与到微型实验的设计当中，加深对实验的理解.

因此，教师要看到微型实验背后装置简单、操作便捷、成本较低效果明显等特征优势^［2］，将传统的化学实验教学与微型实验教学有机融合起来，为学生打造一个更为高效化的实验课堂，以此提高学生的实验能力和创新思维.

4 秉承绿色实验，发展核心素养

对于初中化学实验的教学展开来说，“绿色”是微型实验的重中之重.教师要注意在化学的日常教学中借助“微型实验”这一实验教学方式，将绿色的化学思维融入到化学微型性的实验当中，进而培养学生保护资源、爱护环境的绿色思维.

例如，在“金属材料的性能及应用”的实验教学中，教师就可以设计一个“铜与硝酸的反应”微型化学实验，来向学生渗透“绿色环保”的实验理念，不断推动微型实验朝着规范化、绿色化方向发展.从微型实验的实验用具来说，教师可以用一次性的注射器作为替代，根据化学反应发生的原材料比例，在保证反应能够发生的前提之下，合理缩减在微型实验当中铜片与浓硝酸之间用量比例.为了达到资源循环利用的最大化，最后封口的瓶塞也可以选用大小相同可以适配的胶塞.在微型化学实验开始之前，教师可以和学生从元素守恒的化学角度出发，一起探讨两者发生反应时，可能会产生什么物质呢？会有什么危害呢？在师生共同努力的初步分析后，学生会了解到在此次化学微型实验中可能会产生的二氧化氮、一氧化氮等含有氮的氧化物，此实验副产物具有较强的毒性，对于环境保护会构成巨大的威胁，而这时候就需要教师引导学生对微型实验的操作步骤进行进一步地改进. 当注射器里面铜片与硝酸发生化学反应，并产生红棕色气体后，教师要让学生明白此时的红棕色气体就是有毒的含氮氧化物，而现在微型实验的展开学生除了观察铜与硝酸反应的化学现象，为了从环境保護以及人身安全的角度出发，学生还要思考如何消除这些红色气体.这时候教师就可以取下胶塞，随后吸入1

mL的水，再次封口，然后取下瓶塞加入空气，继续观察稀释后的硝酸与铜之间的反应.在实验的最后，为了将注射器中NO、NO₂ 的危害降到最小化，教师可以引导学生把握住NO、NO₂ 能与NaOH发生反应的化学性质，将实验过后注射器中所剩下的实验“废水”一同注入NaOH溶液当中，以此消除NO、NO₂有毒氧化物的影响.通过此次微型实验的设计，教师从“实验用具选择、实验原料用量、实验步骤优化、实验废物处理”等多个方面向学生普及有关微型实验展开的“绿色”知识，不断培养学生的保护环境的“绿色”思维，以此发展学生的化学核心素养.

因此，微型实验是有效渗透绿色化学思维的基本载体^［3］.在微型化的实验教学中，除了实验实践能力的培养，初中教师还要有意识地渗透情感教育，借助微型化的实验器材，以及适量缩减的实验材料，加上后期实验产物的处理方法，为学生提供一个“绿色环保思维”的过程性学习机遇.借助“微型实验”的设定，不断培养学生的环保意识和绿色思维，提高资源的利用率.

参考文献：

［1］ 田菊香，马占玲.初中化学实验“试错”在虚拟仿真实验室中的应用［J］.化学教育（中英文），2022，43（01）：105-109.

［2］ 邱学惠.用实验丰富学生直观体验：微型化学实验在高中化学教学中的应用［J］.高考，2022（03）：144-146.

［3］ 王晓瑛.刍议绿色化学思想在高中化学教学中的应用［J］.学周刊，2023（08）：81-83.

［责任编辑：季春阳］