微型化學實驗

微型化學實驗

所謂微型化學實驗,就是以儘可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。

基本介紹

  • 中文名:微型化學實驗
  • 簡介:學生自擬實驗方案為主的微型實驗
  • 引言:引起國內化學教育界極大關注
  • 歷史:化學實驗的試劑的用量逐漸減
簡介,歷史,標誌,在我國的普及,著作,研討會,

簡介

隨著新時代教學發展的改革,以教師演示實驗為主的實驗教學已經不能適應新課程的要求,逐漸演變成以學生自擬實驗方案的啟發性、探索性為主的微型實驗。化學實驗的微型化培養了學生的環保意識、資源意識、安全意識、創新意識。
微型化學實驗近年來,在我國化學實驗教學改革領域中,新發展起一類微型化學實驗,引起國內化學教育界極大關注。

歷史

縱觀化學發展的歷史,化學實驗的試劑的用量是隨著科學技術的發展逐漸減少的。
1925年,埃及E.C.Grey出版了《化學實驗的微型方法》是較早的一本微型化學實驗大學教材。
從1982年開始,美國的Mayo和Pike等人開始在基礎有機化學實驗中採取主要試劑為mmol量級的微型製備實驗,取得了成功,從而掀起了研究與套用微型化學實驗的熱潮。
1986年,由Mayo等編著的《微型有機實驗》出版,全書共匯集從基本操作訓練到多步驟有機製備的微型化學實驗84個,覆蓋了大學基礎有機實驗並有所改進,與此書配套的Mayo型有機儀器也由廠家批量生產。國外微型有機化學實驗的迅速推廣帶動了無機化學、普通化學和中學化學的微型化學實驗的研究。
從1986年開始,Zvi Szafram 與他的同事們在Merimack學院的中級無機化學實驗中採用微型化學實驗,次年實現全面微型化。他們編著的《微型無機化學實驗》在1990年出版。
J.L.Millsh和M.L.Hampton 合著出版了《普通化學微型化學實驗》一書,該書一共匯集了大學一年級的微型化學實驗共20個。
1994年,Zvi Szafram 等人又出版了《微型普通化學實驗》一書。

標誌

國際上著名的美國化學教育雜誌從1989年11月起開闢了Zipp 博士主持的微型化學實驗專欄。這是微型化學實驗成為國際化學教育發展的重要趨勢的一個標誌。1990年以來,歷次ICCE(國際化學教育大會)和IUPAC學術大學會都把微型化學實驗列為會議的議題。

在我國的普及

1989年我國高等學校化學教育研究中心把微型化學實驗課題列入科研計畫,由華東師範大學和杭州師範大學牽頭成立微型化學實驗研究課題組。杭師大承擔了原國家教委下達的微型化學實驗玻璃儀器和塑膠系列儀器等新產品的研製任務;華東師大與廠家合作研製國中微型化學實驗箱。經過近兩年的努力,前兩項新產品通過了國家教委的鑑定,國中微型化學實驗箱通過了北京市教委的鑑定,均已投放市場。在實踐中,又開發出多種實驗配件和成套儀器,為微型化學在中國的發展打下了堅實的基礎。無機化學、普通化學實驗的微型化帶動了有機化學和中學化學實驗的微型化。目前擴展到分析化學、物理化學、醫用化學和高分子化學實驗的微型化探索並取得了可喜的成果,形成了中國開展微型化學實驗工作的特點:微型儀器配套比較完整且價格低廉,在國際上具有競爭力。微型化學實驗與常規實驗相比,具有明顯的綠色環保、節約藥品和節省時間的特點。微型化學實驗的優勢已經在教學中呈現出來,受到了廣大師生的歡迎。國內已有800餘所大、中院校開始採用微型化學實驗。

著作

1992年,我國自編的第一本《微型化學實驗》出版。此後,浙江大學李明馨教授主編的《普通化學實驗》及周寧懷教授主編的《微型化學實驗》、《微型無機化學實驗》和《微型有機化學實驗》也相繼問世。上世紀90年代以來《化學通報》和《大學化學》等雜誌發表微型化學實驗方面的論文近50篇。在《化學教育》、《化學教學》和《中學化學教學參考》上發表論文100餘篇。

研討會

經教育部有關領導同意,正式同意成立全國微型化學實驗研究中心,統籌協調國內的微型化學實驗的研究與套用工作,開展國際學術交流。自1990年以來已在北京、大連、杭州、昆明、齊齊哈爾等城市舉行了六屆;第一屆中學微型化學實驗研討會於1994年11月在鄭州召開;由中國微型化學實驗研究中心和香港特別行政區教育署發起,香港浸會大學承辦的首屆國際微型化學研討會也於2001年12月13-15日在香港舉行。
另外,有關微型化學實驗的網站也相繼出現,如:中國微型化學實驗中心,它是專業的微型化學實驗研究的網站。它主要包括了專家簡介,ML論壇,ML介紹,資源中心,ML產品,電子期刊,相關連線等欄目。湛江師範學院微型化學實驗網(http://202.192.128.41/wxhxsy/),湛江師範學院微型化學實驗網是專業的微型化學實驗研究的網站。主要包括了微型化學實驗、微型儀器、教學課件、資源中心、實驗手冊、化學論壇等欄目。
由於微型化學實驗儀器具有小巧便攜、不易破碎、液體試劑在多用滴管中不易流出等優點,使每個學生都有條件裝備自己的化學實驗箱。這就為改革化學課堂教學提供了方便與可能。實踐證明,微型化學實驗對中學化學教學的改革有如下主要優點:
1、可使絕大多數學生都有動手做實驗的機會,改變過去那種“一人做、大家看”的局面;使學生由過去被動“等待”和“接受式“的學習方式,變為“主動”和“探索式”的學習方式;使多年來提倡的“啟發式”、“學生為主體、教師為主導”的教學方法得以實驗。
2、極大地培養了學生學習化學的興趣。由於微型實驗既安全又節約,教師可以放心地讓學生一人一組做實驗。通過親手做實驗,以可幫助學生理解和形成化學概念,可以培養觀察和實驗能力,同時,有效地激發了學生學習化學的興趣。學生盼著上微型化學實驗課,做作業、複習或預習等,根本不用教師督促。
3、使隨堂實驗、實驗室分組實驗、家庭小實驗和課外活動實驗等都得以開展。
4、有利於培養學生既動腦又動手、理論聯繫實際和解決實際問題的能力。
5、有利於培養學生關心自然、關心社會的情感和創新精神。
6、對辦學條件較差,缺少儀器藥品和實驗設備的農村中學,促進了其對化學實驗代用儀器藥品的開發和推廣。
7、能改善實驗室環境。可大幅度地減少實驗室空氣和水體排放污染,有益於師生的健康。
當然,微型化學實驗也有它的不足之處。例如,較忽視基本操作的規範性,較少考慮實驗中有關的安全因素等。因此,微型實驗雖然具有許多優越性,但也並不是所有實驗都可用之代替的。在教學中,應根據實驗的內容、目的、現象和定量要求等進行選擇,使常規實驗和微型實驗相結合,兩者取長補短,這樣可以發揮更好的教學效果。
現在微型化學實驗儀器逐漸成熟,湛江師範學院研發的微型化學實驗儀器套裝採用的簡易標準接口(專利號:01258568.8)、多功能微型實驗操作台(專利號:01258570.X)獲多項國家實用發明專利,能完成初高中絕大部分實驗。湛江師範學院研發的微型化學實驗儀器套裝現在已經批量生產,相信不久微型化學實驗就能夠在中學全面推廣。

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