农村中学化学实验中采用微型实验的可能性研究毕业论文.docx
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农村中学化学实验中采用微型实验的可能性研究毕业论文
编号
函授毕业论文
农村中学化学实验中采用微型实验的可能性研究
学生姓名：
刘云鹏
学号：
12126302002
系部：
化学与环境科学系
专业：
化学
年级：
2012级
指导教师：
木合塔尔教授
完成日期：
2014年7月27日
中文摘要
20世纪80年代，微型化学实验开始起源于美国，是一种国际公认的可以体现“绿色化学”理念的一种化学实验的新技术和新方法.被誉为化学实验的革命。
随着经济意识和环保意识的提高，绿化环境理念的不断渗透，人们对于实验的要求也在不断的转变，更加迫切的希望寻求到一种既节约经费、降低环境污染，又不影响实验结果的技术与方法。
微型化学实验它具有现象明显、污染少、节约、安全等优点,并以其良好的教学功能和教学效果,引起世界各国化学界的高度重视.中学微型化学实验是当前中学化学实验教学改革的热点。
所以它的发展前景非常乐观。
本文主要用文献法、经验法对农村中学化学实验中采用微型化学实验的可能性研究。
因为现在的中学实验方式已经不能跟上新一轮基础改革步伐，不能很好的体现“以学生为本”的宗旨。
关键词：
绿色化学；微型化学实验
目录
中文摘要1
目录2
引言1
1.绪论2
1.1本论文的背景和研究理论基础2
1.1.1本课题研究背景2
1.1.2本课题研究理论基础3
1.2本论文研究目标及意义4
1.2.1研究目标4
1.2.2研究意义5
1.3本论文主要内容及创新点6
1.3.1研究内容6
1.3.2创新点6
1.4本论文研究过程及方法7
1.4.1研究过程7
1.4.2研究方法7
2.微型化学实验的优点8
2.1强化实验能力8
2.2增强学生的环保、节约意识8
2.3发掘学生的自学能力，为第二课堂、化学兴趣小组的活动拓展新天地9
2.4开展研究性学习，培养学生的创造性思维和创新能力10
2.5增加实验的安全性10
3农村中学化学实验中采用微型实验的可能性探究11
3.1本实验改进后的优点12
4.结论13
参考文献14
致谢15
引言
微型化学实验（mierosealeehemiealexPeriment）是国外日益广泛使用的一种实验方法。
它是在一些专门设计的微型化的仪器装置中进行的化学实验,其药品一与试剂的用最是常规实验的数十分之一至千分之一。
近年来国外主要发展了在大学基础化学实脸和中学化学教学中使用的微型实验;同时在医药化验和生产控制分析中,微型实验技术的应用也越来越多。
在第十届美国化学教育会议上发表微型实验的论文27篇,还举办有机化学微型实验和普通化学微型实验两个研讨班。
“美国化学教育”杂志从1989年11月起开辟微型化学实验专栏。
可以说,采用微型实验已成为美国化学实验教学改革的一个热点。
显然，在化学教学中，化学实验是承载知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的目标的主要物质载体，并通过典型化、简约化的科学探究活动加以落实和体现。
因而，化学实验是科学探究这面旗帜上最鲜艳的色彩，它在为落实化学课程的科学素养教育目标具有其它手段所无法替代的重要作用。
但是当前中学教学中确存在重理论轻实验的现象。
教师和学生中流传着这样一句话：
“做实验不如讲实验，看实验不如背实验。
”而化学实验的真正内涵动手、动脑、探索等却被弃之一边。
世界范围内的教育改革都十分重视学生实验能力的培养，面对挑战，中国教育重视培养实验能力，全面提高农村学生素质就成为当务之急。
本文主要是由下列三大部分组成的：
第一部分是绪论，在绪论中详细地讲述了本文的背景和意义、研究目标、方法及内容。
第二部分是微型化学实验的优点。
第三部分是《乙烯制取与性质》实验的微型化、绿色化
1.绪论
1.1本论文的背景和研究理论基础
1.1.1本课题研究背景
被誉为“化学实验的革命”的微型实验（microsclechemistryexperiment或microsclelaboratory，简写为M.L.，又称microsclechemistry）是近20年来国内外迅速发展、国际化学教育界公认体现绿色化学思想的一种化学实验新方法和技术，是“以尽可能少的试剂获取所需的化学信息的实验原理与技术”（美籍华裔化学家马祖圣教授，Prof.T.S.Ma）。
微型实验是在微型化的条件下对实验方法的创新性变革，其精髓是“以尽可能少的试剂获取所需的化学信息”。
微型实验崛起于上世纪80年代，美国一些大学开始在基础有机化学中采用主试剂在mmol量级的微型制备实验，并取得成功，从而掀起了国际上研究与应用微型实验的热潮。
由于其独特的优势、良好的教学功能和教学效果，微型实验日趋成为当今化学实验教学改革的一个潮流。
国际上著名的美国教育杂志从1989年11月号起开辟了微型实验专栏，这标志着微型实验开始成为国际化学教育发展的重要趋势。
新近出版的初高中化学新课程标准实验教科书，其中列入了不少的微型实验。
据统计，两套九年义务教育化学实验教科书（人教版和上教版）中，编入的微型实验数分别为：
人教版20个，上教版22个。
而美国一套典型的中学化学教材《MERRILLCHEMISTRY》中，编入了54个微型实验（及微型实验的化学活动），占所有实验总数的60.7％。
[8]
微型实验之所以在如此短暂的时间内迅速发展成为国际化学实验教学改革的一个重要方向，这与其自身特点是分不开的。
曾有学者用“小、省、快、好、易、安、多、高、少、低”等十个字概括微型实验的特点，即体积小、时间省、反应快、效果好、较安全、动手操作机会多、趣味性高、用药少、污染低。
（方金祥，台湾高雄师范大学）实践表明，微型实验仪器装置一般比常用的要缩小十倍至几十倍，试剂用量为常规实验的几十分之一至千分之一，时间节省1/4－1/2，实验产生的尾气、尾料仅为常规实验的几十分之一至几百分之一。
由于微型仪器通常体积较小，便于携带，操作简单，安全环保，更适合于学生动手实验，这对提高学生实践动手能力、培养创新精神、激发学习兴趣、树立环保意识等方面具有重要的意义。
可以预见，微型实验作为一个独特的化学实验领域，日趋成为化学实验教学改革主战场上一项重要而有效的武器。
1.1.2本课题研究理论基础
（1）建构主义学习理论
建构主义学习论观点认为“学习是学习者主动构建自己知识的过程，学习者不是被动地接受外在信息，而是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动选择、加工和处理，主动地去建构信息的意义”。
每个学习者都会以自己原有的经验为基础对新信息进行处理，从而建构自己的理解，原有知识也会因新经验的进入而发生调整和改变，所以学习不是信息的简单积累，还包括新旧经验冲突所引发的观念和结构重组。
建构主义教学观强调“教学通过设计一项重大问题以支撑学习者积极的学习活动，帮助学习者成为学习活动的主体；设计真实、复杂、具有挑战性的开放的学习环境与问题情境，诱发、驱动并支撑学习者的探索、思考与问题解决活动；提供机会并支持学习者同时对学习的内容和过程进行反思和调控”。
总而言之，建构主义重视学习活动中学生的主体性，重视学生面对具体情境进行意义建构，重视学习活动中师生之间和学生之间的“协作”，从而主张建立一个民主、宽松的教学环境。
衔接教学在很大程度上体现了建构主义思想，是一种与建构主义学习理论和教学原则相吻合的学习方式。
因此建构主义理论为本课题提供了一定的理论依据和实践指导。
（2）人本主义学习理论
人本主义心理学反对把人看作动物和机器，主张心理学应该是人化的心理学，强调研究人的本性和价值、尊严和自由、成就与潜能。
人本主义学习论认为学习应是个人潜能的充分发展，是人格的发展，是自我的发展。
学习不是刺激与反应间的机械联结，而是一个有意义的心理过程，学习者了解学习的意义是非常重要的，也就是说，学习的实质在于意义学习。
这种意义学习，不仅是理解记忆的学习，更是指学习者所做出的一种自主、自觉的学习，要求学习者能够在相当大的范围内自行选择学习材料，自己安排适合于自己的学习情境。
这种意义学习，包括了价值、情绪的色彩，涉及到的是整个人而不是单纯认知成分的参与，而且这种学习以个体的积极参与和投入为特征，是一种自发、自觉的学习，是从自我实现的倾向中产生的一种学习，学习者可以自由地去选择，实现自己的潜能，求得自己更充分的发展。
人本主义学习论为衔接教学的研究奠定了人文基础，它让人们看到培养学生的各方面能力必须以其主体性的发挥为前提，只有尊重学生的主动性和独特性，给予其自我实现、发挥潜能的机会，学生才能够获得发展。
（3）化学新课程标准
《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》和《普通高中化学课程标准（实验）》（以下简称“新课标”）是本课题研究的重要理论依据之一。
本课题的研究将以两本课程标准所规定的内容为主要依据和研究对象[3]。
1.2本论文研究目标及意义
1.2.1研究目标
本论文的研究目标主要是以下几个方面：
让农村采用微型化实验教学，解决学校经费不足，缺仪器少药品的空难，减少环境污染，提高学生的环保意识。
培养学生的操作、观察、分析、设计和解决问题的能力以及创造能力。
做到使“人人都能动手实验”。
采用微型化学实验，使学生树立索和创新的精神,从中学到理论来自实践,理论指导实践的科学思维方法,这从长远来说对学生是大有益处的。
1.2.2研究意义
（1）有利于学生创造思维的发展
微型化学实验能密切化学与日常生活的联系,激发学生的好奇心,使学生对巧的微型化学实验仪器所感染.实验的微型化可以使教师在讲授知识的同时,及时方便地动手进行演示,使学生看到实验现象,嗅到气味,听到响声,印证基本理论,激发求知欲,从而使学生手、脑、眼并用,记得扎实,体会得深刻[1].微型化学实验可使学生对化学实验过程及方法重新认识,不再认为化学仪器或装置、操作程序是一成不变的及某种仪器只有一种或有限的几种用途,使学生有机会亲自发明制造一些简易代用仪器,创造条件做更多的实验,探讨实验条件的改进和实验内容的改革,从而开发和培养学生的创造性思维.
（2）有利于培养学生的观察能力
由于微型化学实验仪器小,药品用量减少,反应时间缩短,因而对学生的观察能力便有了更高的要求.中学化学实验大部分需要纯感官观察.纯感官观察虽然是一种最简单、最直接、最原始的观察方式,但因其灵活多变,不受观察工具对实验现象干扰的特点,自古以来一直被人们所使用.微型化学实验具有“小、快、灵、省”的优点,可以使学生的注意力高度集中,从而培养出高超的观察能力。
（3）有利于培养学生的动手操作和创造能力
微型化学实验仪器价廉,学生可人手一套,且实验时间短,当学生对某一实验现象有疑问时,可以反复操作多次.微型化学实验使用塑料器皿较多,试剂用量降至最少,仪器的破损、试剂的飞溅、爆炸等实验事故发生率大幅度降低,消除了学生的畏惧心理,学生在微型实验中也能放开手脚、大胆操作、反复验证,使自己的操作技巧和动手能力不断提高.微型实验仪器还具有携带方便的优点,可将化学实验引入家庭,使学生在家对日常生活中遇到的化学现象进行研究.微型化学实验可以及时地将自己的想法验证,有利于学生的发明创造.另外,利用微型化学实验可以广泛地开展课外科技活动,建立兴趣小组和发明创造小组,从而有效培养学生的创造能力.
（4）有利于培养学生的自学能力
微型实验可以使教师讲课与学生实验同步.学生在实验中能观察到许多明显的现象,如物质形态的变化、颜色的变化、新物质的生成等,以及在实验过程的亲身参与和成功的快乐,都会使他们欢欣鼓舞,并产生进一步学习的愿望.强烈的求知欲,会使学生能主动地预习新课,课堂上认真听讲,认真记笔记,课后认真复习,归纳知识重点,提出疑难点并在同学之间相互进行讨论.教师平时还可以布置一些家庭实验,让学生结合自己所学的化学知识去完成.这样就使学生的自学能力得到很好的提高.
1.3本论文主要内容及创新点
1.3.1研究内容
微型化学实验基本上可以减少所存在的一些缺点,可以真正意义上实现让每个学生都能动手进行操作实验。
而且微型化学实验有利于学生创造思维的发展、培养学生的观察能力、培养学生的动手操作和创造能力、培养学生的自学能力，能有效提高学生的学习效率及动手操作能力，增强学生对化学实验的兴趣。
1.3.2创新点
本课题研究的内容是针对像农村一样的教学环境较落后，学校师资缺乏,没有专门的化学实验员,一人担任多个班级的教学任务,资金缺乏,有些实验基本最多采用演示实验,教师给学生演示一边,自动手操作一边,学生基本不能到实验室亲或者有的是虽然称之为分组实验,可实际上是由一人做,全组观看。
通过亲生体验和相关网络知识的学习了解，改变单一的实验教学方式和让学生加强实践操作能力，让农村中学采用微型化学实验具有了一定的可能性，为进一步改进中学化学实验教学及提高实验教学质量提供依据。
1.4本论文研究过程及方法
1.4.1研究过程
（1）第一阶段：
2014.03.04-2014.04.15:
下载相关的论文进行整理
（2）第二阶段：
2014.04.16-2014.04.25查阅相关论文和当地教师学生讨论交流并分析、归纳中学化学教学状况。
（3）第三阶段：
2014.04.26-2013.05.26对收集的资料进行整理、分析和总结。
1.4.2研究方法
（1）文献分析法：
主要是通过搜集、查阅、整理分析有关中学化学实验教学方面的论和经验的文章，了解国内外中学化学实验教学的状况；通过一些论文和专著的学习，概中学化学实验的相关理论。
（2）交流调查：
通过和新疆南疆部分地区化学教师和学生的交流，了解化学实验教学情况。
2.微型化学实验的优点
2.1强化实验能力
实验能力是化学教学中最基本的内容之一。
在教学中引入微型化学实验，将增加学生动手操作的机会，有利于增强学生的实验能力。
1、自制微型化学实验箱。
在教师的指导下学生自己动手加工制作一个微型化学实验箱，实验箱内的全套微型仪器都是利用医院或学生家庭中的废旧物品经简单加工做成。
如把医用安培瓶、一次性输液管、一次性针筒、各种口服液瓶和饮料瓶收集起来，整理分类，代替烧杯、集气瓶、广口瓶、细口瓶、试管、导管等。
实验箱内的药品，一部分是学生动手从废旧物品中收集来的，如从废电池中收集到锌、石墨、二氧化锰等；一部分是由老师一次性为学生配备的。
2、人人参与演示实验!
可使绝大多数学生都有动“等待”和“接受式”的学习方式，变为“主动”和探索式的学习方式；使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导“的教学方法得以实现。
所以凡是微型实验能操作的演示实验都放手让学生去做，以提高学生对实验现象的描述与解释的表达能力，从中培养学生的科学实验能力。
这样学生可通过自己观察，描述实验现象，并用自己的语言解释产生这种现象的原因。
2.2增强学生的环保、节约意识
微型化学实验与常规实验相比，在节约和环保方面有着突出的优点
1.由于微型化学实验是以尽量少的试样或试剂获取尽可能多的化学信息，实验试剂用量较常规实验试剂用量降低1—3个数量级，这就大大降低了实验试剂用量，节约了经费。
另外，用于“三废”处理的费用也大大降低。
据测算，在纽约的气候条件下，维持一扇窗的通风橱正常运转，每年要花费1200美元（动力十空间），而采用微型实验后，一般反应产生的有害气体量少，以湿润的棉花即可吸收掉，不必使用通风橱。
实践证明，微型实验的经费约为常规实验经费的十分之一。
由于微型实验节省试剂用量，我国广大农村中学就可以解决由于缺少实验经费而只能采取口授实验的问题，从而提高实验教学质量。
2.微型化学实验试剂用量少，仪器微型化，因此反应产生的废气、废液、废弃物质的量就少，从而大幅度减少了化学实验对整个周围环境的污染。
微型实验使操作的危险性和实验对环境污染等的危害性大为降低，不仅使学生可以在较安全的环境中进行实验，而且能够使环境污染和实验设施损耗等问题得到很好的解决，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。
2.3发掘学生的自学能力，为第二课堂、化学兴趣小组的活动拓展新天地
由于微型实验既安全又节约，教师可以放心地让学生一人一组做实验。
通过亲手做实验，以可帮助学生理解和形成化学概念，可以培养观察和实验能力，同时，有效地激发了学生学习学的兴趣。
学生盼着上微型化学实验课，做作业、复习或预习等，根本不用教师督促。
这样就使得原来生硬的知识通过趣味性地实验表现出来，使得学生乐于学习、乐于实验，进而使学生乐于自主学习。
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。
2.4开展研究性学习，培养学生的创造性思维和创新能力
把学生分为若干个小组，各组成员以学生成绩上、中、下相互搭配为原则，成员之间可以相互交流，彼此争论，互帮互学，共同提高。
化学教学中培养学生能力，是化学教学改革和教学理论的需要。
它不仅是学生完成在校学习任务的必要条件，也是学生将来从事工作不可缺少的本领。
微型化学实验是当前国际化学实验教学改革的重要发展趋势。
在化学教学中引入微型实验，有助于培养和提高学生的实验操作、观察、思维、自学等能力，培养学生的科学精神和品德，从而有效地提高化学教学质量研究的一个重要课题，也是适应时代发展，贯彻实施素质教育。
2.5增加实验的安全性
微型化常规实验中使用试管、瓶子较多，微型化学实验用点滴板、塑料瓶等代替的比较多，降低了玻璃炸裂等造成的危险。
而且，微型化学实验中用药品量少，试剂飞溅、爆炸等实验事故发生的情况就少，减轻了损害的程度，使化学实验变得安全。
例如：
氢气和氯气的爆炸实验，采用常规装置，比较危险，又因为氯气有毒，加上农村基础设施较城市落后，实验室的通风设备不完善，就更加的易发生危险。
所以使用微型实验比较好。
3农村中学化学实验中采用微型实验的可能性探究
下面以《乙烯的制取与性质》实验为例在阿克陶县中学化学实验当中引用微型化学实验的可能性研究
传统实验法：
微型化学实验法：
两种实验方法的对比：
仪器与装置
乙醇—浓硫酸
混合液
传统
实验
圆底烧瓶
（150mL）
试管
（常规）
洗气装置
（无）
体积比1:
3
18~20mL
微型
实验
微型具支试管
（15mL）
小试管
（12×70mm）
洗气装置
（有）
体积比1:
3
2~3mL
3.1本实验改进后的优点
1、实现仪器微型化，更易于操作：
以具支试管、小试管、尖嘴玻璃导管，尖嘴端分别代替教科书上圆底烧瓶、常规试管、玻璃导管，添加了平底具支试管为洗气装置。
2、减少药品用量，降低实验成本
乙醇与浓硫酸的混合液的体积比由教科书上的混合液的用量由教科书上的18~20mL降为2~3mL，一个班（28组）就可节约混合液420mL，如果扩大到学校及县市就非常可观。
3、体现了实验的绿色化，无污染
用10%NaOH溶液来洗气既防止了实验过程产生的SO2、CO2等对本实验的干扰，又在性质实验前清除了污染。
与大烧瓶相比，在具支试管（18×120mm）中余留的C2H4比较少，C2H4利用率高，且气体逸出路径短，逸出时间也短。
4、缩短了实验完成的时间
按教科书上要求完成性质实验的全过程一般需十多分钟，而现在只需三分钟左右即可。
5、安全性
微型实验由于使用的仪器较小，药品用量也较少，所以安全系数也要比常规实验要高很多。
由于农村学校基础设施落后，学校资金短缺，实验后对环境污染也比较大，安全性也不高，对药品的浪费也比较多，所以根据微型化实验的特点，它很适合农村中学教学。
4.结论
化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是中学教学的主体，在整个化学教学中起着非常重要的作用，是不可替代的。
对于偏远的县市农村，由于基础设施落后，资金短缺等原因，常规实验的安全系数不高，用药量大，不环保，浪费时间，浪费金钱。
所以让微型化学实验在农村变成可能是必要的。
通过研究，本人总结出以下结论：
由于农村学校基础设施落后，学校资金短缺，实验后对环境污染也比较大，安全性也不高，对药品的浪费也比较多，所以根据微型化实验的特点，它很适合农村中学教学。
参考文献
[1]赵冰玉.语文教学中朗读的作用及技巧.语文教学研究[J]2004
[2]蒋梦香.钱梦龙、余映潮教学模式反观[J]中学语文教学参考.
[3]（美）理查德.威瓦尔着，赵微等译.交际技巧与方法[M].北京:
学苑出版社.1984
[4]红艳.语文朗读训练的优化[J].四川工程职业技术学院学报，2007
[5]钱华.语文朗读教学和语感培养初探[J].延安教育学院学报2008
[7]红艳。
语文朗读训练的优化[J].四川工程职业技术学院学报，2007.
[8]宋广治.微型化学实验在课改中的实践[J].教学与仪器,2004
（1）
致谢
本研究及学位论文是在我的导师木合塔尔老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
从课题的选择到项目的最终完成，阿布力米提老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
在此阶段，导师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想，生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向阿布力米提老师致以诚实的诚意和崇高的敬意。
在此，我还要感谢在一起愉快的大学四年生活的室友们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
在本论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接收我诚实的谢意！
谢谢你们！
目录
中文摘要1
目录2
引言1
1.绪论2
1.1本论文的背景和研究理论基础2
1.1.1本课题研究背景2
1.1.2本课题研究理论基础3
1.2本论文研究目标及意义4
1.2.1研究目标4
1.2.2研究意义5
1.3本论文主要内容及创新点6
1.3.1研究内容6
1.3.2创新点6
1.4本论文研究过程及方法7
1.4.1研究过程7
1.4.2研究方法7
2.微型化学实验的优点8
2.1强化实验能力8
2.2增强学生的环保、节约意识8
2.3发掘学生的自学能力，为第二课堂、化学兴趣小组的活动拓展新天地9
2.4开展研究性学习，培养学生的创造性思维和创新能力10
2.5增加实验的安全性10
3农村中学化学实验中采用微型实验的可能性探究11
3.1本实验改进后的优点12
4.结论13
参考文献14
致谢15
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