微型化学实验概况
- 来宝网2007年8月21日 10:37 点击:1763
微型化学实验是近年来迅速发展起来的实验方法。它具有现象明显、效果良好、节省经费和时间、减少污染、安全、方便携带等优点,因此受到化学工作者的青睐。微型化学实验就是用微型化的仪器、装置和极少量的试剂做化学实验的一种方法。微型实验跟微量实验有联系,但不是一回事,在分析化学中,把试样用量小于10mg或被测组分含量低于1%的测定,叫做微量分析。微型实验目前还没有这种定量的界限,而且不一定是定量化的实验,它只是比常规实验规模更微型化而已。从目前资料来看,微型化学实验的仪器、装置是常规实验的10%~1%,试剂的用量是常规实验的几十分之一至千分之一。
微型化学实验在80年代初最先在美国开展试验与探索。经过几年努力,在1986年出版首本基础有机微型实验的指导书,有关的公司也相应设计研制微型有机实验用的系列玻璃和塑料配套仪器。到1989年,美国已有400多所高校的有机化学实验采用微型实验教材。微型有机实验的迅速发展也带动普通化学、基础无机化学和中学化学对微型实验的研究和应用。在1989年、1990年,已陆续有跟上述课程配套的微型实验指导书和部分仪器、装置问世。微型实验在减少污染、节约开支等方面具有重要意义。可以深信,在化学实验教学中,微型实验的推广将有广阔的前景。在我国开展微型实验的研究和推广工作也有以下重要意义。
省钱、省时、省力
微型化学实验仪器体积小,价格较便宜,而且仪器微型化后在使用时能减少破损,降低购买仪器方面的开支。另外,微型化学实验所用药品、试剂仅为常规实验的几十分之一至千分之一。所以采用微型实验可以做到少花钱、多办事。
微型化学实验由于药品用量减少,反应时间相应缩短,再加上微型实验仪器在设计时力求简单,装拆清洗比较常规仪器省时,所以微型化学实验耗时相对要少。从目前有关资料统计,采用微型化学实验进行教学,操作和反应时间可节约1/4~1/2。因此微型化学实验有利于提高教学效率。
微型的仪器装置给教师和实验员准备实验及携带带来诸多方便。有的常规实验要求配有直流变压器,而微型化后用1~2节电池,甚至1、2个钮扣电池就能解决问题。采用微型实验后,实验室储存试剂、仪器的箱、柜、桌、架也可大大缩小简化,为实验储存室的管理及仪器、药品的采购提供了方便。
减少污染、保护环境
实验微型化、药品微量化使化学实验的排污量大大减少,尾气吸收、尾料和废弃物回收处理也比较容易,因此能减少对环境的污染。更重要的是微型化学实验本身就是对学生环保意识最生动、最现实的教育,因而产生的社会效益必然是巨大而长久的。
具有良好的教学功能
化学是一门实验科学,实验教学是学生学好化学的重要基础之一。在教学中安排微型实验除了能增加实验的数量外,还由于微型实验仪器、装置比较小,学生安装、操作、洗涤时就得格外仔细和小心。微型实验所耗试剂量甚微,所以在取用时也要求更为认真和精确。跟常规实验比,微型实验在操作上要求更小心谨慎,在观察现象时也要求学生更加全神贯注。另外,微型实验在提倡勤俭节约,艰苦奋斗方面对学生也有一定的教育意义。
为第二课堂、化学兴趣小组的活动开辟新天地
微型化学实验为学生实验和边讲边实验提供方便。课外活动实验的首要条件是安全,尤其是家庭小实验。微型化学实验用的药品量很少,能避免或减少实验引起的燃烧、中毒等危险。再加上设计时的防范,基本上可以确保学生安全的条件。微型化学实验仪器小巧、药品微量也便于学生自己保管和携带。在第二课堂开展微型化学实验活动往往要求教师和学生开动脑筋、集思广益,在现有条件下因地制宜地利用我们周围的一些物品(包括一些废旧物资),自行设计一些装置,自己动手制作一些仪器。这些活动的开展,又恰恰十分有利于培养学生的各种能力,也是对学生进行思想教育的极好形式和内容。例如,让学生利用家里的一些废弃小药瓶、药品和食品试做一些小型、有趣、安全的实验,这对学生的设计、创造能力、操作能力无疑是极好的培养,也有利于加强学生的劳动观念和修旧利废、勤俭节约的观念。
微型化学实验与任何新生事物一样,应该一分为二地看待,它也不可避免地存在不足之处,这主要表现在:由于仪器、装置及实验规模都小,实验的可见度低,如果不采用放大实验现象的补救手段,不宜用于演示实验。其次,微型化学实验的反应物及产物的量都小,沾附在容器壁上的药物占整个反应物或生成物的比偏大,在制备实验、定量实验中因产率过低而使实验无法得到准确的结果。另外,微型化学实验在搅拌、抽滤、分液、萃取、控温等实验操作上难度较高,学生难于适应。由于上述不足之处,微型化学实验目前在中学化学教学实验中的推广受到限制。
总之,微型化学实验有它独特的优点,不失为实验百花园中的一支奇葩而受青睐。但它的不足之处也决定它无法完全取代中学现有的实验手段和方法。我们在积极研究、推广微型化学实验时不应过高地夸大它的作用,而应实事求是地逐步引用,以便充分发挥它应有的作用。
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