摘 要 微型实验是美国中学普遍采用的一种化学实验形式。本文重点分析一套典型的美国中学化学教材—(MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验内容.介绍微型实验技术，阐述其中蕴含的微型实验思想，以期为我国中学发展微型化学实验拓展思路、提供借鉴。
90年代以来的历次国际化学教育大会(英文简称为ICCE，每两年举行一次)，和IUPAC学术大会(每四年举行一次)都把微型实验列为会议的主题。而且，美国的化学教育杂志(Journal of Chemical Education)也专门开设了微型实验专栏。微型实验在美国中学更是得到大力推行，至今已发展成为美国中学化学实验的主要方式之一，三套典型的美国中学化学教材——《现代化学》,(MERRILL CHEMISTRY)和《ADDISON-WESLEY CHEMISTRY》中的微型实验就是极好的例证。《现代化学》(MODERN CHEMISTRY)补充材料(SUPPLEMENTS)的实验计划(HOLT ChemFile Laboratory Program)中提供了三种类型的实验手册[2]，其中B类实验手册编人了22个微型实验;(ADDISON-WESLEY CHEMISTRY》中的微型实验主要体现在28个小型实验(SMALL-SCALE LAB)[3]中，这些小型实验实际上就是微型实验;而最具代表性的是(MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验，以下是我们对该书中的微型实验内容和实验技术的详细介绍。
1 《MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验内容
《MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验[4]主要体现在化学活动( ChemActivity )和实验手册(Laboratory Manual)中。
1. 1 《MERRILL CHEMISTRY》中的化学活动
《MERRILL CHEMISTRY》为每一章都提供了化学活动，这些化学活动集中编排在该书的末尾(P796一853)。进行这些化学活动有助于加深学生对化学概念和化学思想的理解，大部分化学活动都要用到微型实验技术。(MERRILL CHEMISTRY》中的化学活动目录见表1.1。
1.2 (MERRILL CHEMISTRY》的实验手册
(MERRILL CHEMISTRY》的实验手册提供了各种实验活动，目的是强化学生对《MERRILL CHEMISTRY》中遇到的化学原理的理解。其中大多数实验使用了微型实验技术，有些实验也用常规仪器。实验手册中的实验目录见表1.2。
表1.1中列出的35个化学活动，微型实验22个，占62.86%;表1.2中列出的54个实验，微型实验32个，占59.26%。不难看出，(MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验占实验的绝大多数，给学生提供了更多的亲自动手实验的机会，这有利于学生动手能力的培养。而且，这些微型实验内容涵盖了化学概念与原理、物质的结构与性质、气体的制备与性质、电化学和有机物的制备等多方面的化学知识。
可见，微型实验已经广泛运用到中学化学知识的诸多领域，具有强大的生命力和一定的推广价值。
2 微型实验技术简介
微型实验技术，是指进行微型实验所需的仪器装置、实验方法和废物处理方法。下面就以嚼MERRILLCHEMISTRY》中介绍的微型实验技术[4]为例，详细阐述微型实验所需的仪器装置、实验方法和废物处理方法。
2.1 微型实验仪器
(MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验主要使用两种基本仪器:井穴板和塑料滴管。井穴板是一个塑料碟子，含有圆柱形井穴，井穴的使用方法和功能与试管、烧杯以及试剂储瓶一样，既可做反应器，也可用来盛装试剂。微型化学实验使用的井穴板主要有三种规格:24孔井穴板(4排x6孔),96孔井穴板(8排x 12孔)，组合井穴板(4排x12孔，2排x6孔)。(MERRILL CHEMISTRY》中的微型实验主要采用24孔和%孔井穴板。
微型实验使用的塑料滴管有两种:细茎滴管和尖头滴管。塑料滴管可用来转移化学品和收集产物，包括气体，因此又称为多用滴管。滴管是由聚乙烯制成的，质地柔软，易弯曲。当需要将几小滴液体转移到反应物中时就要用到尖头滴管。滴管可以变着方式地为各种实验目的服务。例如，细茎滴管可以用作药匙，气体发生器和反应器。细茎滴管的细颈易弯曲，可用作导管，转移气体或液体。
2.2 微型实验方法
现以《MERRILL CHEMISTRY》第11章的化学活动——氢气的制备与性质(Preparation and Properties of Hydrogen[4]和第30章的化学活动——生产阿司匹林(Production of Aspirin) [4]为例，来介绍微型实验方法。(见前页)
从上述两个化学活动，我们不难看出，塑料滴管的基本用途主要有:①滴液试剂瓶。一般浓度的无机酸、碱、盐溶液可长期储于吸泡中;浓硝酸等强氧化剂的浓溶液和浓盐酸等与聚乙烯有不同程度反应的试剂不宜长期储于吸泡中;甲醛、松节油、石油醚等对聚乙烯有溶解作用，不要储于滴管中。②少量液体的计量器。通过计量滴加液滴的滴数，可得出滴加试剂的体积。因此，已标定体积的塑料滴管就是一支简易滴定管。③滴管的吸泡还是一个反应器。用于温度低于80℃的反应，比如氢气、二氧化碳、二氧化硫等气体的发生器，以及合成乙酸乙酯、阿司匹林等有机物的反应器。④集气容器。少量气体可用吸泡暂时储存。
井穴板除了具有烧杯、试管、点滴板、试剂储瓶等仪器的功能外，有时还起到一组比色管的作用，可进行目视比色的实验。而且，使用井穴板还可做对比实验和平行实验，尤其是研究一组试液液滴递变系列的对比实验和平行实验。此外，井穴板是透明的，可做投影实验。
2.3 微型实验的废物处理方法
用塑料盆将一周或一天的所有废弃物都收集起来。在电炉上放一个1L或2L的烧杯，将收集到的废弃物(溶液和固体物质)倒人烧杯(至烧杯体积的2/3)，放在通风橱内加热，关闭通风橱门。废弃物中的液体和易挥发性物质会挥发掉，剩下干物质。待烧杯冷却，继续加人废弃物质，加热蒸干，直至将所有废弃物处理完。采用处理重金属废物的方法处理废弃物，并以正确的方式处理烧杯中的干物质。
3 启示与展望
目前，化学在人们心目中形象不佳，人们往往将化学与环境污染、有毒和爆炸等画上等号，导致不少中学师生对化学实验“敬而远之”，这不得不引起我们广大化学教育界同仁深刻反思。通过对(MERRILL CHEMISTRY》中微型实验的分析，我们不难发现，微型实验的仪器精致、小巧，与玩具相似，学生拿到手中会感到兴趣盎然，爱不释手，从心理上缩短了与化学的距离;加之不少微型实验设计十分巧妙，操作简便又安全，实验现象相当明显，成功率高，师生还可以发挥自己的聪明才智，自行设计和开发一系列的微型实验装置;此外，微型实验价格低廉，易于实现人手一套，这有利于改变当前我国中学生化学实验动手能力差，在黑板上画实验，考试背实验的弊病。正如戴安邦院士所要求的“大力推行微型化学实验，使我国中学化学教育皆有学生单人作业的实验”。可以预见，微型实验在激发学生对化学的兴趣，培养师生间的合作精神与创新精神，改变公众对化学的错误认识等方面将会起到更加积极的作用。微型实验无疑是21世纪中学化学实验改革的一大趋势，如果在我国的中学化学教材中编人一定数量的微型实验，必定会掀起中学师生共同开发和研制微型实验的热潮。
当然，我们在实践过程中也认识到，微型实验虽然在美国中学已广泛应用，但它毕竟还是一项新生事物，尚不完善，有待进一步发展。比如，微型实验的方法本身也存在着一些局限性:一些需要处理大量物料的实验，如从天然物中提取微量有效成分的实验就不能使用微型实验方法;微型实验仪器不能用于高温加热的反应，反应温度必须低于80 0C;微型合成实验操作技巧要求较高，否则实验不易成功。这些缺点是微型实验天生的和难以避免的，因此，如何发扬微型实验的优点，减少微型实验的弊端，正确有效地推行微型实验，是摆在我们面前的一个重大课题。为此，我们认为，在发展微型实验的同时，没有必要用微型实验取代所有的常规实验，可以将微型实验仪器与常规实验仪器进行有效组合;互相取长补短。比如，可以将井穴板与培养皿组合成气体的制备与性质实验装置，将烧杯和塑料滴管组合成物质的制备装置等，中学师生完全可以根据当地的实际开发出各式各样的组合实验装置。
参考文献:
[1] 周宁怀. 徽型无机化学实验[M]北京:科学出版社，2000.
[2] RAYMOND E.DAVIS,PH.D,H.CLARK METCALFE,etal. MODERN CHEMISTRY、Holt, Rinehat end Winston,copyright 1999:26T一27T.
[3] ANTONY C. WILBRAHAM, DENNIS D. STALEY, et al.ADDISON-WESLEY CHEMISTRY，PRENTICE HALL,copyright 2000:xii
[4] Robert C. Smoot, Richard C. Smith, Jack Price. MERRILL CHEMISTRY, Glencoe/McGraw一Hil, copyright 1998