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摘要:
針對有機化學實驗對環境污染問題,介紹了綠色化學的含義,闡述了開展綠色化學教育的必要性,并結合教學實踐提出了在有機化學實驗教學中通過優化、改革實驗內容,加強實驗過程管理和優化實驗考核體系等方法來實現有機化學實驗的綠色化。在提高學生能力的同時,增強了學生的環境保護意識,從而提高了教學質量。
關鍵詞:
綠色化學 化學實驗 教學理念
化學工業的高速發展同時也帶來了嚴重的環境污染問題,導致全球性生態環境惡化、氣候變暖、資源匱乏。進入21世紀,隨著社會公眾的環保意識的增強,人們將低碳環保、節能減排和可持續發展這些具有深遠意義的概念賦予了一個象征生命和希望的名詞———“綠色”,實現社會經濟的“可持續”、“綠色”發展已是全人類的共同心愿。同時,人們開始致力于從源頭上治理污染,探索采用化學的原理來預防污染的方法。綠色化學倡導環境保護,主張不使用有毒、有害物質,不產生廢棄物,最終實現零排放和零污染,被譽為是更高層次上的、可持續發展的化學,其也是一門能夠保護環境的化學技術。將綠色化學理念貫穿于化學教學的各環節中,培養學生的綠色化學思維,提高學生的綠色化學實踐能力是綠色化學教育的重要途徑,也是國內外化學課程教學改革的重要目標之一。
一、培養綠色化學理念,增強學生的環保意識
教學理念是人們對教學活動的思維方式和持有的基本態度與觀點,也是人們從事教育教學活動的基本信仰,即人們對教育教學活動內在規律認識的集中思想表現。學校的教學工作以教育和學習為基本活動形式,它必須在教學理念的指導下進行。綠色化學不僅僅是一門預防污染的化學技術,還是一種新的思維方式,培養學生的綠色化學理念是實現化學實驗綠色化的最基本保障。只有將綠色化學的理念融入實驗教學的各環節中,學習綠色化學知識,增強環境保護意識,形成綠色化學的思維方式,才能提高學生的綠色化學實踐能力。有機化學實驗教學是向學生傳授環保知識的最佳場所,其不僅要使學生掌握各種實驗技能和觀察、動手、分析、解決有機化學問題的能力,更要強化學生的環保意識,強化學生對社會高度負責的主人翁精神?;瘜W教師應充分利用綠色化學的原理、特點和相關知識,通過設計特定實驗教學過程使學生逐漸產生綠色化學理念,形成綠色化學的思維方式。教師在實驗教學中適時講述全球環境問題與化學污染的關系,灌輸綠色化學思想,讓學生清醒地認識到現階段環境保護的重要性、必要性和緊迫性,在獲取化學知識的同時受到良好的綠色化學教育,從而提高學生的環境保護意識,只有具備了綠色化學意識才會產生積極的行為效果,在一定程度上培養學生的社會責任感。
二、優化、改革實驗教學內容
1.化學實驗的綠色化。
隨著綠色化學成為現代化學可持續發展的方向,化學實驗的綠色化成為化學研究的重要內容,化學實驗綠色化包括:化學試劑、溶劑和催化劑等的綠色化。環境友好的“潔凈”反應介質是綠色化學研究的重要原則之一,在實驗過程中要盡量使用無毒無害的試劑和溶劑,合理設計實驗過程從而實現實驗的綠色化,尤其是水介質中的有機化學反應因具有分離簡單、產率高、選擇性好、污染少且無毒、價廉等優點,是最有希望實現工業化的綠色合成方法之一。例如,水介質中的各種縮合反應、親核加成反應、環加成反應和多組分反應等已經取得較大進展。此外,用水作為分散劑的水溶性涂料的制備已成為全世界涂料工業的新方向,用超臨界二氧化碳代替有機溶劑作為油漆涂料的噴霧劑和泡沫塑料的發泡劑也已經取得較大進展。催化劑的使用也應首選無毒害、無腐蝕的物質,同時改革重組現行實驗教學內容,改變原有實驗項目,在達到既定教學目標的前提下,淘汰對環境危害較大的實驗,改進實驗方法,進行大規模的篩選和比對,盡量減少有毒、有害試劑的使用,選擇更符合綠色化學理念的實驗體系。將各制備實驗盡可能串聯起來,實現實驗項目的連續化,即把前一個實驗制備得到的產物作為后一個實驗的主要原料連續使用,既能科學、直觀地達到實驗所要求的教學目標,又始終注意將化學試劑對環境的影響降到最低,體現綠色化學的教學理念與思想。
2.微型實驗和常規實驗相結合,倡導綠色化學。
微型化學實驗是指在微型化的儀器、裝置中用盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗原理和方法,具有實驗成本低、反應時間短和綠色環保的特點。微型化學實驗不但能滿足實驗的基本要求,還能減少試劑對人體和環境的傷害。在實驗時,其試劑用量是常規實驗的數十分之一甚至千分之一,因此,采用微型化學實驗代替常規實驗能夠大大減少化學實驗室各種廢物的排放,有效改善實驗室環境,減少對周邊環境的危害。微型化學實驗的開設對藥品試劑消耗量大、化學毒性高、污染嚴重、實驗操作過程復雜的化學實驗尤為必要。因此,在有機化學實驗教學過程中我們根據實驗的內容、目的、現象和定量要求將常規實驗和微型實驗有機結合,取長補短,以提高學生的綠色化學實踐能力。然而,微型實驗不是對常規實驗的簡單減量和機械微縮,它是在綠色化學理念和微型化學思想指導下對常規實驗進行改革而形成的實驗新思想、新方法和新技術。“用盡可能少劑量的試劑來做盡可能小的實驗”是微型化學實驗的核心,也是微型化學實驗教育的思維方向。為預防化學污染,推動化學實驗由常量化向微量化發展,是化學實驗綠色化改革和發展的動力之一。
3.課堂教學和多媒體教學相結合,減少對環境的污染。
隨著計算機技術的發展,把現代教育技術手段與化學實驗相結合,必能增加實驗的功能,優化實驗教學設計,提高實驗教學質量,讓學生在理論與實踐的融合中更好地提升自身的素能。尤其是多媒體、計算機網絡、遠程通訊等先進信息技術作為一種動態、高效、大容量的現代化教學輔助手段,不僅能直觀地表現化學世界的奧秘,吸引學生的注意力,而且可以極大地減少日?;瘜W試劑的用量,降低實驗成本的同時,實現了從根源上減輕對環境污染的綠色化學原則。例如,有機化合物的定性鑒定實驗不僅需要的試劑種類繁多,而且所用到的絕大部分藥品都毒性大,對人體健康和環境污染危害大。對有機化合物性質鑒定實驗的全過程采用攝像、剪輯和多媒體加工技術進行加工處理,既能突出重要的實驗現象,又不失演示實驗的真實性,大大增強演示實驗的時效性。因此,對于基礎性實驗或驗證實驗,盡量采用多媒體及化學虛擬仿真技術等輔助手段,在得到基本化學信息的前提下,能大大減少化學試劑對環境的污染。
三、加強實驗過程管理
1.規范實驗操作,減少“三廢”的產生。
在實際教學中,一方面我們可以嚴格規定取用藥品的量,這樣既規范了實驗操作,節約了藥品,又減少了對環境的污染,同時也培養了學生嚴謹的實驗態度和科學的實驗方法;另一方面我們也可以將定性實驗中的藥品定量化,例如在烴的性質實驗中,實驗室制備乙炔氣體時,可以根據學生的組數粗略的計算所需乙炔的用量,根據計算的結果來取用電石的質量。這樣做不僅能培養學生科學嚴謹的工作作風,提高實驗的科學性、規范性,同時也為減少環境污染奠定基礎。
2.妥善處理實驗室的“三廢”。
注重環境保護,加強實驗過程管理,應加強完善有機化學實驗室制度化、規范化建設,禁止實驗室尾氣任意排放,廢液、廢棄物隨意傾倒。對每次實驗產生的實驗室廢液、廢氣和廢渣進行科學安全處理,確保將化學實驗室的污染程度降到最低,以減少廢物向周邊環境的排放。將化學實驗使用過的酸、堿、重金屬鹽等各種廢物進行分類收集、集中安全存放、定期統一處理。能產生大量有害和腐蝕性氣體的實驗必須在通風櫥內完成,并將有害尾氣采用吸收、中和等方法進行凈化處理。通過對有機化學實驗產生的“三廢”進行無毒無害化處理,最大限度地減少實驗對環境的污染,培養學生高度負責的科學態度。
四、完善實驗考核體系,凸顯綠色化學理念
實驗教學的考核評價體系對學生的創新學習有重要的導向和鼓勵作用,實驗教學效果考核評價應以整個實驗過程為基礎,凸顯綠色化學理念?,F行有機化學實驗評價體系應從評價方式、評價內容、評價主體等方面進行完善改革。評價方式應強調對實驗全過程的整體、動態評價,給學生更多的自主權,讓其開放思維,大膽探索。評價內容應重點考慮實驗方案的設計是否能提高反應中各原子的利用率,反應條件是否無毒無害,反應過程是否能減少廢物向環境的排放,實驗過程中學生對實驗室“三廢”的處理方式是否恰當等等,重點突出綠色化學的理念和思想。
五、結語
培養、提高學生的綠色化學理念和環境保護意識是實現化學教學綠色化的最基本保障,也是提高學生化學研究和綠色實踐能力的前提;優化、改革實驗教學內容,改進實驗教學手段和方法,規范實驗操作,改進化學實驗教學評價方式,加強實驗過程管理是提高學生綠色化學實踐能力的重要途徑。總之,化學實驗綠色化已成為國內外化學課程改革和可持續發展的方向,提高學生的綠色化學研究能力是本世紀國內外高等學校人才培養的重要目標之一。
作者:王滿剛 張麟文 孫豫 單位:西北民族大學實驗中心
參考文獻:
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第二篇:生物化學實驗競賽提高實驗教學質量探析
【摘要】
生物化學為醫學院校重要的基礎課程之一,開展生物化學實驗競賽,合理安排實驗競賽內容和評價指標,對積極培養學生的學習積極性、動手能力、團隊合作精神,提高實驗教學質量效果顯著。
【關鍵詞】
生物化學 實驗教學 教學改革 實驗競賽
生物化學是一門在分子水平上研究生命現象的學科,是一門應用面廣,且又比較抽象、復雜的學科,同時也是醫學院校一門重要的專業基礎課程之一,其理論和技術在基礎醫學和臨床醫學的各個領域中都有所應用,特別是在疾病診斷、治療、預防及新藥開發中[1]。在生物化學教學的發展中,教學內容得到不斷改進和完善,理論和實驗教學都發生了很大的變化,如案例教學、討論教學、啟發教學、實驗教學等得到一定應用[2,3]。近年來,各高校組織學生參加各類實驗競賽[4],如南開大學、北京礦業大學開展了一系列的化學競賽等[5-7]。開展生物化學競賽能增強醫學生的實踐動手能力、創新精神,提高學生綜合素質和增強團隊合作精神,對提高實驗教學質量起到推進作用。
1傳統生物化學實驗教學的弊端
生物化學實驗是培養學生綜合能力的重要途徑之一,然而,在醫學院校,特別是民族院校,不夠重視生物化學實驗,基本沿襲基礎課教學方法,側重于演示現象和驗證。大多為教師準備實驗,講授實驗原理、實驗過程,依照實驗操作過程進行實驗,造成了學生思維定勢,缺乏主動性,限制了解決問題的能力,也無法激起其學習興趣,自然教學效果不太理想。在實驗過程中,學生創新性思維缺乏鍛煉,只在乎實驗過程是否完成。另外,在實驗過程中,教師事先準備實驗試劑,調試好實驗儀器,更有甚者,老師親自動手幫助完成實驗操作,實驗結果多需老師進行分析和總結,這樣一來學生依賴老師慣性和惰性就會養成,嚴重影響了醫學生的實踐動手能力。
2生物化學實驗競賽內容設計與結果評價
為進一步加強醫學院校,特別是民族醫學院校的實驗教學工作,推動生物化學實驗教學改革進程,培養新型醫藥衛生事業發展人才,建立健全醫學教育模式,培養學生實踐能力、創新意識和科學素養,以及綜合分析和解決問題的能力。我校以生物化學競賽為平臺,充分發揮醫學生的主動性和創造性,提高生物化學教學質量。
2.1生物化學實驗競賽內容設計將所帶教的學生分成若干小組,根據課時安排,合理進行小組間的競賽。競賽流程如下:首先提前告知實驗競賽內容,各實驗小組自行安排時間查閱文獻資料,熟悉實驗過程以及注意事項。競賽時由教師做簡要講解,主要提示各項內容的操作要點,然后由每個小組學生根據實驗項目自行分工,所需實驗物品也由各組自己準備。如果實驗過程中遇到困難,一般首先要求各組獨立解決,教師可根據實際情況講解。下面以《鄰甲苯胺法測定血糖含量》為實驗競賽項目舉例說明。生物化學實驗競賽題目:鄰甲苯胺法測定血糖含量,總分為100分,具體實驗過程與所用時間要求如下:①準備實驗(時間20min);a)試管、移液管、容量瓶的清洗;b)分光光度計調試;c)鄰甲苯胺試劑以及1.00mg/mL葡萄糖標準溶液配制。②標準曲線繪制和樣品測定(60min):a)取6支試管編號后,按照順序加入葡萄糖標準液、鄰甲苯胺試劑。加畢,混勻,于沸水浴中煮沸4min取下,冷卻,放置30min,用1cm比色杯,試劑空白為參比,測定630nm處吸光值,繪制標準曲線;b)取0.100mL血清,加入5.00mL鄰甲苯胺試劑。按照繪制標準曲線步驟操作,測定630nm處吸光值。③數據處理(20min):a)橫坐標為標準葡萄糖濃度(mg/mL),縱坐標為吸光度(ABS),繪制標準曲線;b)根據血清的吸光值,從標準曲線中計算血糖含量。
2.2生物化學實驗競賽結果評價方法生物化學實驗作為一門獨立的實驗教學體系,生物化學實驗競賽需采取科學考核方法,制訂出實驗考核詳細的評分細則和量化指標,使生物化學實驗競賽評價更加科學、客觀。結合每個實驗考核側重點不同,結合實際,制訂相應的考核評分細則和量化指標。結合鄰甲苯胺法測定血糖含量的競賽實際,制訂相應考核量化指標。
3實驗競賽對生物化學實驗教學的啟發
3.1實驗競賽有利于增強學習的積極性競爭能激發學習動力,實驗競賽的教學模式能夠營造一種良性競爭的學習氛圍,從而激發學生的求知欲望。同時也是對競賽選手心理素質的考驗,在激烈的競爭環境下,能夠順利、正確地完成實驗操作,并在短時間內完成處理數據,既是對選手操作能力的考驗,也是對心理素質的考驗。尤其對醫學院校,學生一旦進入醫療機構實習或工作,在當前復雜的醫療環境下,臨床能力的培養,以及提高學生的心理素質很有必要。
3.2實驗競賽有利于提高動手能力由于小組之間相互競賽,小組內分工合作,有助于提高小組內成員的動手能力,學生動手制配實驗藥品,親自調試實驗儀器,通過實驗競爭,可以讓學生更好地理解實驗的整個過程,培養學生的思維能力,提高動手能力。
3.3實驗競賽能增強團隊合作精神實驗競賽是以小組為單位,每一位成員都是小組的有機個體,其操作的規范和成敗都影響著整個小組的成績。因此,小組成員之間必須加強相互溝通、幫助和監督,培養小組成員間的團隊合作精神。
3.4實驗競賽有助于增強學習效果通過實驗競賽結果的評比,讓學生知道要規范實驗操作、提高熟練度、加強責任心,才能提高實驗結果的準確性。通過實驗競賽,使每一名同學得以改進學習態度。同時,也可以清楚地知道學生對實驗操作掌握情況的差距,通過對比、查找、反思,使學生認識自身的長處和不足,從而更有針對性地去改進和提高,達到主動學習的效果,提升教學質量。
作者:胡先運 江家志 劉瑛 單位:黔南民族醫學高等??茖W校
參考文獻
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第三篇:化學實驗教學培養學生綜合能力研究
【內容摘要】
初中化學實驗是學科教學的核心內容,通過實驗教學不僅讓學生獲取化學知識,同時對于培養學生的綜合能力起到關鍵性作用。作為教師,不僅要認識到實驗教學的重要性,同時積極開展形式多樣的實驗,讓學生在實驗過程中更好地理解、鞏固所學化學知識,促進觀察、分析和解決問題等各方面能力的發展。本文從以下幾方面做出膚淺闡述。
【關鍵詞】
初中化學 實驗能力 培養
初中化學學科是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗教學占據整個教學的核心地位。作為教師,不僅要做好課堂中的演示實驗,還需要積極開展分組實驗,利用好教材中的選做實驗,通過課后布置形式多樣的化學小實驗,通過設計趣味性實驗等多種形式,促進學生綜合能力的提升。通過幾年的教學實踐,本人對初中化學學科實驗教學有自己膚淺的認識:
一、使用選做的實驗,進行思維能力的培養
運用選做實驗,不但可以對學生進行基本素質和操作概念的培養,還可以讓學生在進行觀察和分析的過程之內,逐步的建立起對物質的變化運動規律的認識。如此一來可以讓學生的觀察能力和分析能力得到提升,也額能讓學生逐步的轉變對事物的看法和思維的角度。在目前的化學課本之中,所列舉到的實驗內容有幾個。教師應該參考教學的進展,有選擇的進行實驗操作,開啟學生的思維智慧。比如,在學生學完酸和鹽的知識之后,可以進行鹽類的幾種實驗。教師還要讓學生自主進行實驗方案的操作,使得學生可以動腦和思考,讓操作的方法得到最大程度的使用。在這一實驗的過程之內,讓大部分的學生都可以主動參與,積極思考問題。專心的解決實驗中發生的困難。還要將通過實驗操作的過程,將自己的專業技能進一步提升。說明實驗的依據所在,也要對特殊的現象進行解釋,這個實驗的過程之內,也作為了學生積極努力的思考過程,由此看見,通過實驗能達到既定大綱的教學根據和任務的目的,依靠學生的思維能力,進行問題的分析和解決。
二、分組進行實驗,培養學生的操作能力
分組進行實驗,也是學生獲得動手操作能力的重要途徑,學生通過親身實踐,可以熟練的掌握操作的技能和技術。在實驗的過程中得到驗證,充分鞏固所學到的知識。在做實驗的過程之內也是理論與實際聯系的過程。所以,還要認真對每一次學生的實驗進行組織,計劃周全。來讓學生有更多的實驗操作經驗,領略到更多的實驗操作技術,進一步培養學生的鍛煉和動手的能力。在進行實驗的過程之內,教師還要防止學生出現實驗過程和操作器材之上的失誤。對學生訓練有素,進行有目的的實驗。教師在學生實驗的過程之內,悉心對學生做出指導,幫助學生分析實驗失敗的原因所在,還要找到實驗上的錯誤。以此來保證實驗的現象明顯,效果也十分的顯著。再由學生進行動手操作,這樣就能掌握很大的實驗基本技能。學生要持之以此的去練習,時間長了之后自然能夠熟練操作。學生的動手能力得到提高,對學生的科學嚴謹的態度和實事求是的工作作風有所建立。
三、建立趣味實驗,注重培養能力
提高學生的注意力也作為目前教師們的主要難題,學生的注意力不集中會導致學習成績的下降,也更不服從教師的管理和講述。當學生悉心觀察實驗的時候,心理活動也更集中在教師的操作規范之上。學生可以集中精神獲得知識,進一步也對學習產生更大的興趣。因此在教學的過程之內,教師還要善于培養學生的注意力,這也是使教學得到良好結果的主要條件。以前經常會有學生反映,對化學教材的理解不夠深刻,在知識的掌握上還有很多的漏洞和欠缺。這很大程度都是學生沒有認真進行實驗所造成的。因此建立趣味實驗很有必要。在進行酒精性質講述的時候,使用一塊棉手帕,浸泡在裝有酒精的燒杯之內,在均勻的浸濕手帕之后,打開手帕,在火焰上進行點燃。在火焰熄滅以后,手帕依然完整。類似這樣的奇妙實驗,能讓學生集中注意力,也更激發了學生對科學探索的熱情,不但對科學奧秘進行了解答,也使得學生有更為積極昂揚的學習狀態。
四、進行家庭式的小實驗,對學生的創造能力進行培養
在學生進行家庭小實驗的過程里,還需要獨立的思考空間,可以對問題進行深入的鉆研,獨自對知識進行處理,這也要求著學生的心智同步發展。教師設計一個小實驗,讓學生證明蠟燭的成分。學生都會積極的思考,設計實驗的過程,對以前所學習的知識進行聯系,也進行加工再處理,讓問題得到解答。精心設計實驗的方案,以此來完成實驗的目的。想要證明木炭具有吸附性,還可以讓學生進行自主設計簡單的小型家庭凈水器,來完成實驗的操作。用一個個簡單的小實驗,來為學生拓寬專業知識,打下良好的基礎,為學習發展提供了新的思路。
五、小結
總之,初中化學學科教學不應僅僅局限于知識的傳授,更應從學生的能力培養出發,突出加強實驗教學,讓學生在形式多樣的化學實驗中獲取知識,提高操作實踐能力,為學生的綜合能力打好基礎。作為教師,要及時更新教育觀念,重視實驗教學,同時創新實驗教學新模式,充分利用化學實驗在化學教學中獨特的作用,構建以實驗為基礎的學習平臺,讓學生充分發揮主動性,展示創造能力,讓學生在化學實驗中獲取真知,收獲樂趣,提高綜合素質。
作者:談桂祥 單位:江蘇省揚州市寶應縣涇河鎮中心初級中學
參考文獻
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第五篇:化學實驗教學思維導圖應用探析
摘要:
實驗過程中發現很多學生機械地操作實驗,缺乏對實驗的整體認識。運用思維導圖來實現實驗內容圖式化、思維過程可視化,直觀地把整個實驗展示在學生面前,有效解決此類問題。
關鍵詞:
化學實驗 思維導圖 中和熱測定 中和滴定
化學實驗在化學課堂教學中的地位無論怎樣強調都是不過分的。但在課堂上指導學生自己動手做分組實驗時,常會發生幾種現象:機械地操作實驗,完全失去了分析、綜合、歸納和比較的過程;看一眼教材操作一步實驗,對于每一步驟操作的目的和意義則完全不懂;預習報告也只是簡單地抄教材,真正自己動手操作實驗時還是手忙腳亂,更有學生無從下手,觀看同桌操作。如果碰到同桌也不會的,便一個人看預習報告念步驟,另一個人再按此步驟操作,而對于每一步驟的實驗目的是完全不懂的。大部分教師在分析此類現象時,往往歸結為學生沒有預習。為什么寫了預習報告,學生還是不會操作?我認為,學生在抄教材、做報告的過程中沒有思考,當追問學生為什么不思考,得到的答案是:很多學生覺得實驗很復雜,又是原理,又是步驟,又是注意事項,又是誤差分析等,使得思維混亂。那么,有沒有一種方法能幫助學生在復雜的內容中理清思緒呢?于是,我想到了思維導圖。
一、思維導圖概要
思維導圖是20世紀70年代初,英國學者東尼•博贊(TonyBuzan)在研究人類學習的本質過程中發現,協同運用人類學習過程中的各種思維技巧,能夠提高思維的效率,思維導圖就是將放射性思考具體化的方法。它按照發散性思維的特征,把注意的焦點清晰地集中在中央圖形上,主題的主干從中央向四周放射。分支由一個關鍵的圖形或寫在產生聯想的線條上面的關鍵詞構成,次級話題也以分支形式表現出來,附在較高層次的分支上。各分支形成一個連接的節點結構并且末端開放。圖1為準備外出旅行的思維導圖。對于外出旅行,人們常有落東西的現象,但通過導圖,能讓人記起各種瑣碎的東西。同理,化學實驗的相關內容也可以通過思維導圖來幫助學生加深理解和記憶。通過思維導圖,學生將實驗所涉及的方方面面都進行了有機的統一。實驗要求做什么,需要什么樣的儀器,實驗步驟如何,注意事項有哪些,誤差分析等都能一目了然地呈現在學生眼前,學生做起實驗來,其程序性與條理性便得到了加強。
二、思維導圖在化學實驗中的運用
1.“反應熱的測量與計算”實驗
蘇教版《化學反應原理》專題第一單元中“反應熱的測量與計算”實驗,該實驗的目的是讓學生體會反應熱效應及焓變的真實存在,為學生進一步學習化學反應與能量變化掃清思想上的阻礙,因此廣受大家重視。但其中涉及的原理、步驟、器材、誤差分析等問題,如果沒有形成相互聯系,則很容易造成實驗混亂。該實驗的注意事項較多:大小燒杯的杯口要相平;保溫用的碎泡沫塑料要壓實;空隙可由碎紙填滿;使用的酸或堿濃度不宜過大;酸堿混合時動作要迅速,在用環形玻璃攪拌棒時,動作幅度不宜過大;應采用標有0.1分刻度的溫度計;讀數時應等溫度計示數穩定一段時間后再讀數。如果教師進行“填鴨式”的介紹,學生就會很茫然。思維導圖實現了實驗內容圖式化、思維過程可視化;在復雜的信息中發現聯系、看清本質;通過關鍵字、顏案的綜合使用更好地理清實驗脈絡,便于抓住實驗的和實驗的邏輯順序。因此,在實驗前應要求學生制作“中和熱測定”思維導圖。上述思維導圖能夠直觀地、全面地把該實驗的思維順序展示出來:依據Q=mCΔT,在實驗中需測量溶液質量、溶液溫差,由于質量是通過密度計算的,所以還要測量溶液體積。只有需要測量的物理量在頭腦中較為清晰,所需器材才能了然于胸。同時也要根據實驗要求對儀器進行選擇,為使熱量不損失,實驗容器就要絕熱;為使放出的熱量能夠全部被測量到,在混合時就要迅速并充分地攪拌。學生對實驗就有了全局觀,實驗操作時才能做到心中有數,成為實驗的主人。
2.“中和滴定”實驗
例如,在“中和滴定”實驗中,儀器是全新的認識,操作步驟也比較繁雜,滴定終點還需要理解,所以在以往的實驗中,我發現,學生做實驗時總是手足無措,錯誤頻出。某教師描繪了他所教班級在做該實驗時的一些狀況:滴定管不停地漏液,熟視無睹;坐在凳子上仰視讀數(幸好沒人站在凳子上讀數,也沒有人站在凳子上加液);把酚酞加到堿式滴定管中進行“中和滴定”,這些現象是教學中經常出現的問題,訪談學生了解到:他們覺得實驗太復雜,要記住很多內容,容易忘記一些操作規范,即使寫了實驗報告還是容易混亂。認知心理學認為:任何信息都必須經過編碼加工才能進入長時記憶,即建立一個代表我們正在考慮信息的表征。通過學生自己動手畫思維導圖,以達到對實驗知識進行編碼的過程,從而對實驗內容有長時的記憶。因此,我在上課前就布置學生畫一張該實驗的思維導圖。儀器步驟直觀明了。其他學生對比自己的思維導圖,進行了相應修改。接著,學生開始做實驗,此次分組實驗井然有序,學生也異常興奮。對于學生出現的問題,有時并不是他們的錯,而是問題超出了他們的能力,這時就需要教師的引導,教師要運用一些辦法來幫助學生解決問題。思維導圖的直觀性和邏輯性能夠很好地幫助學生實施實驗。
三、思維導圖在實驗教學中運用的反思
課堂教學實踐表明,思維導圖的運用能使實驗教學效果大大提升,主要體現在以下幾個方面:
(1)既有固定思維順序,又有靈活多變的組織形式。固定思維順序是指它有一定的思維框架,實驗都圍繞著實驗目的、原理、步驟、所需儀器和注意事項等進行,避免學習有困難的學生即便在預習后也無從下手的問題。而思維導圖結構是發散的,它可以自由組織形式,符合不同學生的思維模式,能夠形成風格多樣而非單一固定的模式。
(2)學生必須對實驗有全面的認識才能畫出思維導圖,避免出現簡單抄教材的預習報告,在制作思維導圖的過程中理解整個實驗的思維順序。思維導圖的邏輯性也便于學生理解和記憶實驗步驟,在實驗操作時才不會盲目。
(3)直觀性使學生在實驗時即使忘記某個步驟,也能在圖中迅速找出。機械實驗的產生是學生對所做實驗缺乏總體認識,只能按教材的步驟按部就班地操作,沒有自己的想法,當然就更談不上創新能力培養了,這與新課改的思想完全不符。而思維導圖能全面地、直觀地展現整個實驗過程,讓學生對實驗有更全面的認識,進一步鍛煉學生的實驗技能,提高實驗能力,形成科學實驗素養。
作者:許東慶 曹育紅 單位:福建省福州閩江學院附屬中學
參考文獻
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第六篇:物理化學實驗教學方法改革
摘要:
在科技不斷發展的當代社會,只有具備綜合能力和創新思維的人才才能適應社會的快速發展。高等院校在培養學生創新能力和綜合能力的過程中起著十分重要的作用,文章指出了目前在物理化學實驗教學中普遍存在的一些問題,并提出了一些改革方案,重點強調動手能力和創新能力的培養。通過教改培養學生的綜合能力,提高物化實驗教學效果。
關鍵詞:
物理 化學實驗 綜合能力 創新能力 改革
在化學教育中,化學實驗是將理論轉化為實踐、激發學生的學習興趣、培養學生創造性思維最有效的教育方式。物理化學實驗在物理化學課程的教學中占有十分重要的作用,物理化學實驗是研究化學基本理論和問題的重要手段和方法[1-2]。其運用基本物理方法和技術,鍛煉學生合理設計實驗的能力,培養學生分析及解決問題的能力以及建立科學思維方法,培養學生用理論知識來解釋實驗現象,并通過實驗得出合理的、精確的數據,訓練學生對實驗數據的正確處理,培養學生對實驗誤差進行分析的能力[3-4]。當今社會的快速發展對人才培養提出了更高的要求,傳統教育培養出來的被動型人才已經不能適應社會的發展,現代教育的目的是要以培養綜合能力為主的主動型人才[5-6]。因此該課程內容和教學方法的改革愈發顯得迫切、重要。
1目前物理化學實驗教學中存在的主要問題
物理化學是一門有著悠久歷史的基礎課程,物理實驗教學在我國高等學校教育中已經走過60多年的歷程,課程體系雖然經過幾次改革[7]。但由于實際情況,在目前的教學中還存在一些問題,主要體現在以下幾個方面:
1.1物理化學理論教學內容與實驗內容不同步,不利于學生實驗思維能力的提高在高校物化實驗教學中,普遍存在著實驗內容陳舊,更新速度緩慢,實驗內容落后于教學內容的情況。按照傳統的實驗教學安排,學生在開始做實驗的時候,連基本的理論知識都沒有學習,這樣導致學生在做實驗的過程中只是簡單的照葫蘆畫瓢,盲目的完成實驗,草率的處理實驗數據。這樣既不能達到理論指導實踐的作用,不利于培養學生科學思維能力,也不利于激發學生學習的積極性和創造性,更不能將所學理論知識通過實驗進一步消化理解。這樣也導致了學生對實驗的熱情大大降低,對知識的片面了解。
1.2物理化學實驗的目標定位較低當前高等學校教育里面,物理化學實驗內容陳舊、大多以驗證性實驗為主,缺乏和現代科學技術的結合,缺乏與現代物理化學發展的前沿知識相接軌[8]。實驗課的教學方法單一,學生多半只按照講義被動式進行實驗操作,缺乏對實驗原理和實驗內容的理解。不利于培養本科生在以后的工作崗位中解決實際問題的能力,也不利于其在工作中有所創新和突破。
1.3物理化學實驗與其他學科交叉較少,忽略了物理化學的基礎作用物理化學屬于化學四大基礎課程之一,足以體現物理化學在化學學科中的重要地位,同時物理化學中的相關原理和藥學等也有著密切的關系[9]。物理化學實驗是將物理化學的基本原理以實驗的方式體現出來,一方面可以進一步鞏固學生有機化學實驗、分析化學實驗、無機化學實驗的基本實驗技能,另一方面也能讓學生熟悉研究物理化學的方法,也可以進一步讓學生鞏固學習物理化學的基本理論。但是,目前在高校的物理化學實驗課程設置和其他實驗課程相關聯的內容極少,忽略化學實驗的整體性。
1.4物理化學實驗內容設置缺乏靈活性與開放性,不利于提高學生的學習興趣傳統的物理化學實驗大都按照教學計劃進行,授課方式大部分以老師板書講解實驗原理、實驗過程以及儀器操作,然后學生按照實驗講義來完成實驗[10]。同時,實驗課時設置嚴重偏少,大部分學校為了完成教學計劃,大都安排一些簡單的驗證性實驗,幾乎沒有安排綜合性實驗和設計性試驗。結果造成:一方面不利于培養學生的創造性思維,導致學生缺乏自主學習的能力;另一方面也不利于展示學生個性,大大降低了學生對實驗的興趣。綜上所述,隨著素質教育的不斷改革,新世紀對人才的要求也越來越高,只有具有創造性思維、自主學習能力的綜合性人才才能適應科技的不斷發展。傳統的物理化學實驗課程設置已經跟不上時展的腳步,因此必須對傳統的物理化學教學實驗進行改革。
2對物理化學實驗教學改革與探索
2.1提高實驗前預習要求
實驗前預習質量的高低是順利完成整個實驗關鍵之一。如果預習不好,對實驗原理和儀器使用不夠了解,很容易損壞儀器或者造成實驗失敗。為了提高同學們的實驗興趣、順利完成教學實驗,應該加強實驗前預習要求。首先,要求學生認真寫好實驗預習報告,畫好記錄實驗現象和實驗數據的表格,將實驗原理以個人理解的方式描述出來并畫出整個實驗的流程圖;其次,為了讓學生更快理解實驗原理及過程,可以將與實驗相關的教學資源共享在班級群里,如實驗原理及儀器操作相關的動態圖等。
2.2提高學生的動手能力
現代教學理念越來越重視學生的主體性,因此在實驗教學中應當讓學生參與到實驗中去,培養學生的動手能力。這樣不僅能提高學生的實驗興趣,也能使得學生在以后的工作崗位上能較快的適應工作要求。通過讓學生認真理解實驗原理以及儀器操作注意事項,使得學生獨自完成整個實驗,在整個實驗過程中教師應當以旁觀者的身份來指導學生。例如,我院第一個物理化學實驗就是燃燒熱的測定,在學生獨自完成燃燒絲的纏繞、壓片、裝氧彈、點火等步驟之后,通過實驗數據和實驗現象的分析讓學生明白在實驗過程中哪些步驟會對實驗結果造成較大的影響,如壓片太緊時,會造成燃燒物燃燒不夠充分,測得實驗數據偏小。在此過程中不僅培養了學生的動手能力同時也使得學生對實驗數據及現象的分析能力得到了提高。
2.3增加設計性實驗,提高學生的創新能力及意識
創新能力是當今社會參與競爭最重要的技能之一,也是當代大學生必須掌握的重要能力之一。因此,大學教師有必要也有義務重點培養學生的創新能力。在學生基本掌握原理以及動手能力得到一定提高的基礎上,教師可根據實驗室已有的條件,讓學生通過查閱文獻等方式自行設計實驗或者對原有實驗方案進行改革創新。學生通過查閱文獻、設計實驗方案、完成實驗以及數據處理和分析等過程,能較好的培養學生的綜合能力與創新能力,激發學生對科學研究的興趣。增加設計性實驗,提高學生的創新能力及意識是本次教學改革的重點。
2.4建立科學的考核方法
考試是教學過程中很重要的一步,通過考試可以了解學生對基本知識的掌握,也有利于檢查并改正實驗教學中存在的問題。本次教學改革對以往的考核模式進行了較大的改革,考核成績分布為平時成績占80%和期末筆試成績占20%,其中平時成績的考核包括實驗預習情況、實驗操作能力、數據處理及分析等部分,對于設計性實驗有重大創新點的同學給與酌情加分。本次考核方式的改革重在強調實際操作能力、綜合能力以及創新能力的培養。
3展望
物理化學實驗教學是一項長期又艱巨的任務,以上是我們對目前實驗教學中存在問題的認識以及一些初步的改革方案。在改革中,我們將認真總結經驗,制備出一套比較完善的教改方案,提高物理化學實驗教學質量,提高學生綜合素質。
作者:蒙君榮 單位:百色學院化學與環境工程學院
參考文獻
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第七篇:化學實驗課實施生活化教學探索
摘要:
義務教育要改變學科本位主義思想,要注重學生的全面發展.化學是一門與生活有著密切關系的學科,與生活實際聯系起來進行化學實驗教學是新課改對化學教學的一個重要要求,實驗課的生活化,不僅有利于激發學生的學習興趣,還能更好的培養學生的綜合素養,它有很重要的實際教學意義.關鍵詞:化學;實驗;生活化初中化學上的很多知識與生活有聯系,這些知識又能服務于生活.實驗是化學教學的基礎,也是學生學習化學的一種重要方式,在化學實驗教學中,有效地進行生活化教學,既能很好地激發學生學習化學知識的興趣,又能幫助學生更加容易地理解化學原理,提高實踐能力.
一、化學實驗生活化的意義
在新課程教學的背景下,化學教學的一個重要特點是讓學生獲得更多的探索體驗,師生利用生活中的物品自制實驗的器材,是化學實驗生活化的一個重要內容,它不僅有利于學生在課堂,在課外隨時地進行實驗,而且自制器材的本身就有很大的教學意義,它能培養學生的思維能力與動手能力.化學實驗的生活化,使師生的眼光更多的聚焦于身邊的生活,使學生養成善于觀察生活中的化學現象的習慣,而能使學生更加關心與化學知識有關的科技熱點問題,這是學生主觀能動性的表現,也是學生學好新課程化學知識的潛能[1].
二、生活化模式在化學實驗教學中的運用
1.增加感性認識,提高領悟能力
初中學生的思維還是以感性的為主,抽象的思維能力還在慢慢的發展中,因此,化學教學要通過實驗,通過大量的生活現象,讓學生增加感性認識,從而認識、理解教材內容.其實,初中化學的知識不難,但對初中學生來說還是相當抽象的,如果教師不重視感知教學,學生是很難真正地理解抽象的化學知識,更不要說利用課本上的知識分析、解決實際生活問題了.因此,化學教學是必須要重視實驗的,而實驗生活化帶來的好處就是能建立課本知識與生活、生活知識的聯系,從而使學生在學習化學的過程中,就能提高分析實際問題與提高解決實際問題的能力.例如,在做空氣含量成份測定實驗的時候,教師在課堂上的教學不僅要做好教材上的探索實驗,還可以利用學生的生活物品進行空氣含量的測定:利用小蠟燭、飯碗、玻璃杯等的器材可以粗略的測一下,如實驗的數據與做教材上的實驗有出入,可以引導學生思考,找找原因,這也是很好的培養學生思維能力的活動.畢竟,燃燒蠟燭會產生廢氣,不像燃燒紅磷不產生氣體那樣的.又如,在學習酸的知識后,可以請學生利用家里的食用醋來做酸的通性實驗;在學習了酸堿鹽知識以后,可以請學生試試測定皮蛋配料成份的實驗;在學習蛋白質知識時,可以充分利用雞蛋清、牛奶等的食用品,從而增加學生對化學知識的感性認識[2].
2.優化教學活動
化學教學生活化,可以按照指導式與實踐式來進行.實踐,當然是需要學生動手了.比如,鞭炮的制作①配方硝酸鉀3g、硫磺2g、炭粉4~5g、蔗糖5g、鎂粉1~2g混合,點燃即爆炸.②反應反應以1硫2硝3碳的黑色火藥為基礎(實際質量配比是:硝酸鉀占75%、硫占10%、炭占15%):2KNO3+S+3C=K2S+N2+3CO2蔗糖作為氣體發生劑以增加響度,鎂則為發光劑.試驗可在一坩堝中進行.如用硬紙做成筒殼,將原料填入并用導火索(30%硝酸鉀溶液浸過的紙卷)點燃,則為爆竹.將若干小爆竹用導火索連接,即為鞭炮,是現代炸彈的前身.實驗的生活化,不僅能提高學生的實驗能力,還能力培養他們的生活能力,比如,鐵為什么會生銹,這個問題可以讓學生在家里面探索一下.當學生探索到了鐵生銹的原因后,就提高了生活的能力,凡是用鐵做的日常用品,他們會自覺的利用防銹知識來保護,這就是一種生活能力.又如,在進行燃燒條件知識教學時,可以先用課件給學生播放某個火災的場景,激發學生的好奇心,然后再探索可燃物燃燒的條件,再請學生談談滅火的辦法,最后再請學生思考家里油鍋著火了,然后較為安全的滅掉.
3.優化評價措施
實施化學實驗生活教學后,必定有很多的學生的實踐內容,而教學評價對學生認真進行實驗活動具有很好的促進作用.比如,利用堿蒸饅頭,假如堿放多了,蒸出來的饅頭肯定是變黃的,請學生通過實踐來說明,如果采取有效的辦法讓多放了堿的饅頭不黃呢?蒸雞蛋羹是家常菜,如何使蒸出來的雞蛋羹的口感更好呢?學習了維生素知識后,讓學生想想如何使加工的水果、蔬菜中的維生素失去的更少呢?這些活動以后,教師要組織學生及時的進行評價,可以采取互評、自評等的方式,還可以通過學生自己的成果展示來進行,這樣不僅提高了學生的學習積極性,還能促進學生更新思想觀念,樹立科學的人生觀,同時也提高了學生的生活能力.總之,化學實驗的生活化教學,能很好地激發學生學習化學的興趣,提高學生參與課堂教學的積極性,增加學生的感性認識,提高學生的生活能力,此外,化學實驗的生活化教學,能使化學教學更加的貼近生活,又能使學生更好地體驗到研究科學問題的過程,這是很好的體驗式教學.
作者:周廣單位:江蘇省徐州市銅山區伊莊鎮中心中學
參考文獻:
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第八篇:工科院校非化學專業分析化學實驗教學探析
摘要:
工科院校非化學專業的學生化學基礎薄弱、興趣不高、實驗動手能力不強,且對分析化學實驗的要求各不相同。本文分析了工科院校非化學專業學生的專業特點,指出了教學中存在的問題,提出了提高工科院校非化學專業分析化學實驗教學效果的有效手段。
關鍵詞:
分析化學實驗 實驗教學 工科院校
分析化學及其實驗課程是重要的基礎化學課程,旨在培養學生定量分析的基本思維和進行定量分析的基本操作和動手能力,在以化學專業為基礎的非化學專業中,普遍開設了分析實驗課程,擔負著培養和訓練學生掌握分析技能和操作規程的責任,還對分析化學理論知識的深化起到極其重要的作用[1]。分析化學實驗教學中,要求操作規范、計算準確、結果可靠合理,并且能夠對分析結果進行評價,其目的是培養學生“量”的概念,培養學生分析問題和解決問題的綜合能力[2,3]。在工科院校的分析化學實驗教學中,往往也存在一個教學大綱,不同專業一刀切的現象,由于不同專業的學生基礎情況不一樣、且對教學目標的要求也不一樣[4-6],這樣就給教學帶來各種弊端。
一、工科院校開設分析化學實驗的專業特點
以昆明理工大學為例,分析化學實驗教學的專業包括化學、化工、冶金、材料、環境、食品、生物、制藥、醫學、建材等專業,這些專業對分析化學實驗的要求各不一樣,冶金和材料專業偏向于金屬離子的分析和應用,環境和化工偏向于水體分析和應用,醫學和建材專業要求相對較低,化學專業要求相對全面。從學時分布來看,化學專業一般64學時,環境專業48學時,冶金、材料專業32學時,化工、生物、制藥24學時,而建材、航空等專業一般16學時,從學時的分布大體也能看出各自專業對該實驗課程的要求和目標。從學生的基礎情況來看,冶金、材料、環境、建材等專業的學生基礎相對較好,但由于各自專業和化學實驗學科相差較大,學生表現出的主觀能動性相差也較大。因此,工科院校不同專業開設分析化學實驗課程還需要考慮學生的基礎以及實驗課程與專業的銜接。
二、工科院校非化學專業分析化學實驗教學中存在的問題
1.實驗內容單一、枯燥、陳舊。
分析化學實驗的教學內容簡單、單一,除了常規的操作練習外,基本是驗證性實驗,如酸堿滴定、水中總硬度的測定、食醋中總酸度的測定等,教學內容陳舊,不利于調動學生的積極性和主動性,學生基本只需要預習、聽課、按流程操作,就可以得到考評分。而對于一些分組性的實驗,如分光光度法測鐵、選擇性電極測定水中微量氟、電位滴定法測定溶液中的氯離子等實驗,通常多人分成一個小組,少數同學甚至沒有參與到實驗操作中。這樣的情況使得部分學生難以主觀積極參與,有時甚至連目標都不清晰,這些都不利于完成基本的教學目標,更難達到培養學生的思考能力和創新能力。
2.學生操作能力差、照方抓藥。
分析化學實驗的操作是有嚴格的規范,學生需要提前預習各項注意事項,在實驗課中鍛煉。但很多學生學習時重理論、輕實驗,操作能力差,甚至連基本的儀器都不認識、沒見過,在實驗過程中只能照方抓藥,變成了完成任務、演練一遍,難以達到預期的實驗教學目標[7]。這也表明了學生提前的預習工作不到位,思考問題也不全面,只好按照老師的演示實驗進行操作,或者模仿身邊同學的操作進行,實驗中難免出現各種錯誤。
3.教師的教學模式程式化。
對于工科院校的學生,開設分析化學實驗課程,量大面廣,實驗教師的工作量巨大,教學過程難免程式化,包括既定的教學方法、教學過程、考評制度,實驗教師也難以個性化的提出新的教學方案。學生也會以現有的考評制度為導向,盡量爭取更高的分數:認真寫好預習、做好記錄、按部就班的完成實驗、進行分析和總結,但這樣完成任務式的過程,失去了實驗課堂的真正意義。
三、提高工科院校非化學專業分析化學實驗教學效果的有效手段
1.結合專業特點施教。
工科院校非化學專業分析化學實驗教學不同于化學專業的教學情況,不僅基礎不一樣,而且對實驗內容的要求和側重點也不一樣,任課教師需要對教學大綱吃透的基礎上,了解各教學班級的特點和專業要求,從而在課程講解中抓住學生的興趣點和專業的結合點。例如:冶金專業的學生對金屬離子的準確滴定法十分感興趣,可以引導他們進行方法學的對比,包括原子吸收光譜法、原子發射光譜法、離子色譜法、重量法等,這樣可以引導他們課下做大量的文獻調研和比對,課上可以和教師進行交流;食品專業的學生對食醋中總酸度的測定十分感興趣,教師可以引導學生深入分析測定的酸的種類,以及如何對各種酸進行定性和定量。這樣的深入引導,不僅加強了學生的學習興趣,還讓學生進一步明白實驗科學解決實際問題的重要性。
2.理論與實驗相結合。
分析化學實驗的很多實驗內容需要理論課內容的支撐,然而部分學生在理論課中學得并不扎實,對實驗的理解就變得困難,如果老師不正確地加以引導,教學的效果會適得其反,如果合理加以溫習鞏固,則會事半功倍。例如,鋅鋁混合離子的分步滴定實驗中,很多學生難以明白分步滴定的條件,也就是為什么可以分步滴定,實驗老師應該簡要而系統地介紹金屬離子分步滴定的條件、鋅鋁混合離子的分步滴定條件的控制,以及實驗中如何考慮細節問題,這樣的引導,不僅讓學生明白了實驗的內容和操作細節,還反過來鞏固了配位滴定的理論內容,并且兩者互為促進,強化學生對知識的理解和掌握,也做到了理論聯系實際和學以致用。
3.更新實驗教學內容。
目前,分析化學實驗教材的版本眾多,很多學校甚至還有自己的實驗講義,但對于工科院校而言,應該適時更新實驗教材,不能只采用一種教材用到底。科學研究的發展速度很快,且各種新穎的成果很容易從圖書館下載獲得,因此,我們應該結合實際情況,將一些最新的科研成果編入到實驗教材中,讓學生可以自己動手進行實驗,同時也接觸到較為新穎的知識。例如:最近幾年出現的牛奶中三聚氰胺事件,是否可以考慮采用分析化學的實驗方法進行測定呢?基于這樣的社會背景,一定能夠調動學生投入實驗的興趣。再比如,采用絡合滴定法測定鈣離子,是否可以考慮測定雞蛋殼中的鈣離子呢?雖然只是更換了測定樣品的種類,但學生的興趣大增,實驗也會收到意想不到的教學效果。還有食品的有害色譜添加劑測定問題、地溝油的分析測定問題,這些都是很好的實驗題材,應該適時地進行整理,并寫入到實驗教材當中。此外,采用多種不同的分析方法對同一測定內容進行比對分析,例如:鋅鋁混合溶液的測定方法,可以采用選擇滴定法,也可以采用重量分析法,也可以采用離子色譜法進行分析,然而,在實驗過程中,難以突破現有教學內容和模式,新的教學內容和方法也難以得到應用。
4.實驗教學中加強交流。
工科院校非化學專業的學生,對分析化學實驗課程的理解和要求與化學專業的學生是不一樣的,且學生的化學基礎薄弱。實驗過程中,學生會存在操作緊張、擔心失誤等情況,教師應給予鼓勵和正確引導,提出問題盡量不要針對個人,個性化的問題盡量單獨輔導,直接示范操作;鼓勵學生膽大心細,遇到困難或問題先獨立思考,學會討論、交流,確實不懂再請教老師。此外,實驗課程開始前,老師對學生進行調查、了解預習情況,詢問存在的困難,然后集中進行解答;實驗過程中,注意觀察班級的整體情況,對于共性的問題應該及時強調;實驗結束后,應該關心學生取得的收獲與得失,而不僅僅是給出一個分數或評價。這樣的指導過程更容易讓學生接受,同時消除了學生的各種擔心和顧慮,也使得師生的溝通交流更加順暢和諧。
5.開設公選課,強化自然科學通識課程的重要性。
工科院校非化學專業的學生對化學課程的興趣不濃是一個共性問題,如何提高學生的認知、強化學生的興趣是教師應該努力的方向之一,開設公選課,以自然科學通識課程的形式讓學生多方位、深層次的了解化學學科知識,是十分有效的方式。例如:在化學通識課程中介紹有關諾貝爾化學獎、廣受關注的食品安全問題和常識、體育競技中的禁用興奮劑、艾滋病病毒與藥物、海洋環境與海洋資源化學、化學武器、化學在刑事偵查中的應用、煙草化學、中藥化學等。這些與化學相關的課題,學生不僅充滿了興趣,有些還與自己的專業知識具有相關性,學生接觸了這些有趣的化學知識后,自然而然的對化學學科充滿了好奇和興趣,為今后再深入學習化學課程打下良好的奠基,這樣的強化方式遠比老師的說教有效得多。
作者:劉智敏 單位:昆明理工大學理學院
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第九篇:綠色低碳有機化學實驗教學改革
摘要:
引入綠色低碳理念,把綠色低碳融入到有機化學實驗的教學中。以綠色低碳理念為指導,從更新實驗內容、更新實驗方法等角度探索當前有機化學實驗的教學改革。
關鍵詞:
綠色低碳 有機化學實驗 教學改革
從2005年開始,聯合國環境署連續4年將“世界環境日”主題確定為綠色發展和低碳經濟,與此同時包括中國在內的許多國家將綠色低碳發展納入經濟社會發展規劃當中。以低能耗、低物耗、低排放、低污染為特征的綠色低碳經濟正成為21世紀世界各國轉變發展方式的新選擇[1-2]。在大學教育當中,必然要把綠色低碳理念傳授給每個學生,只有這樣,才能夠進一步促進“節能環保”、“環境保護”等觀念深入人心,為國家培養出走新型工業化道路的綜合性人才,最終促進整個社會的可持續發展[3-4]?;瘜W是一門實驗性很強的學科,而有機化學實驗又是各高?;瘜W及相關專業的重要實驗課程之一。有機化學實驗中的藥品試劑,大多數以煤、石油、天然氣為原料,通過人工方法深加工制得,而且實驗過程中又會產生廢氣、廢液和廢渣等化學污染物。因此,有機化學實驗注定與“綠色低碳”有著密切的聯系。如何將“綠色低碳”理念貫徹到大學有機化學實驗教學當中,對于社會的可持續發展有著不可估量的作用。
1培養綠色低碳理念
黨的十六大提出了以人為本的全面協調可持續的科學發展觀,其中“人的全面發展”是科學發展觀的重要內涵。而教育事業的核心,就是要以學生為中心,促進學生全面發展。高校教師在進行思想教育和專業教育的同時,要把“綠色低碳”、環境保護、可持續發展等思想滲透到有機實驗課堂教學當中,讓學生切身體會到廢棄物的產生及處理、資源化利用的方法,增強大學生的環境保護意識,促進學生全面發展。
2更新實驗內容
2.1實驗內容的調整
有機化學實驗當中需要的試劑和藥品很多都是強酸、強堿、有毒、易揮發、易腐蝕,而且反應的過程不僅有危險而且產生廢棄物,處理不當就會對學生的人身安全和環境保護造成危害。因此在有機實驗的安排中,應淘汰高危險、高污染的實驗項目,補充污染小和環保型的實驗。例如,在做減壓蒸餾的實驗當中,用的試劑是苯乙酮,苯乙酮不僅對身體有害而且還會污染環境,此實驗完全可以用自來水,既學會了基本的操作又不會污染環境;傳統的“乙酰苯胺的制備”實驗,所用的?;噭┦且宜狒藢嶒灴捎枚拘愿?、價格更便宜的乙酸代替;用“1-溴丁烷的制備”實驗來代替“溴苯的制備”,回避了苯和液溴的污染性和危險性,而改用溴化鈉來制備溴化氫氣體,并且學會了有害氣體的吸收裝置。
2.2實驗規模的調整
有機實驗所用的藥品試劑大多有毒有害,減小實驗規模后,所用的試劑量為常規用量的幾分之一到幾十分之一。這樣不僅減少了試劑用量,節省了時間,而且提高了實驗的安全性,減小了有機實驗對環境的污染。但是,減小實驗規模也有它的缺點,尤其是對有機實驗操作還不是很熟練的學生來說,減少試劑用量,如果操作不慎,一不留心,就很有可能得不到產品,會對學生的實驗積極性造成打擊,因而通常采用常量實驗。雖然縮小實驗規模的半微量化實驗是有機化學實驗改革的趨勢,但是對于蒸餾、分餾、減壓蒸餾等重要的基礎性實驗,要仍然采用常量實驗,待學生的實驗操作熟練之后,對于有危險性、污染性的實驗可以采用減小實驗規模的方法。通過常量和半微量的實驗操作結合,不僅能提高學生的實驗操作技能,而且增強了學生的環境保護意識,利于培養適應于社會發展的新型人才。
3更新實驗方法
3.1微波、超聲波等新實驗技術的引進
微波技術是近一個世紀以來最重要的科學技術之一。大量實驗結果表明,借助微波技術進行有機反應,不僅反應速度較傳統的加熱方法快數十甚至上千倍,而且具有操作簡便、產率高及產品易純化、安全衛生等特點[5]。在有機實驗中應用超聲波技術,不但可以縮短反應時間、提高反應產率和選擇性,而且還可以改變反應的方向和途徑,使一些在通常條件下不能進行的反應得以實現[6]。因此,在有機實驗的教學當中,如果引進微波和超聲波技術,將不僅能夠節省大量的時間,而且反應需要的試劑量少,既節約能源,又有利于環境保護,還能讓學生學習微波技術。引入微波和超聲波技術,是實現有機化學實驗“綠色低碳”的一個重要手段。
3.2新教學模式的引進
“慕課”是英文MOOC的音譯詞,為MassiveOpenOnlineCourse(大規模開放網絡課程)的縮寫,是近年來開放教育領域出現的一種新課程模式,其本意是“大規模、開放性的在線課程”[7]。目前的有機化學實驗課程中,實驗項目的危險性小且難度不大,但是有機實驗還包括貴重藥品、劇毒、高溫、高壓、無水無氧等。對于這些實驗,很多實驗室難以實現,且對老師和學生的實驗操作技能要求較高。而慕課的載體為微視頻,老師可以為這些實驗制作視頻,真實展示條件要求苛刻的有機實驗的操作過程、實驗現象及危險的處理方法。這樣不僅可以使學生學習實驗原理和方法,更重要的是節約了藥品,減少了對環境的污染。
3.3不同學科實驗的對接
雖然目前大學不同學科設置的實驗課程較多,但是實驗都相對獨立,不同學科實驗沒有銜接。學校可以將有機化學實驗與儀器分析實驗對接起來,用學生在課上合成出來的樣品進行分析檢測實驗。比如有機實驗中合成出來的苯甲酸可以拿去做熔點的測定實驗和紅外光譜實驗,1-溴丁烷可以去做折光率、核磁共振等分析測定實驗。這樣既分析了實驗樣品的純度又讓學生學習了圖譜的分析方法。
3.4廢物循環利用
有機化學反應的一大弊端就是會產生很多的廢液和廢渣,如果將廢渣堆積,或者將廢液直接倒入下水道,不僅會對環境造成嚴重的污染,而且還會淡化學生的環保意識。比如“從茶葉中提取咖啡因”實驗中提取的咖啡因可以做分析測定的實驗,而回收的乙醇既可以成為下一批學生的溶劑,又可以用做“乙酸乙酯的制備”實驗中的試劑。在實驗室現有條件下對于能夠處理的廢液和廢渣,要用物理或化學方法進行預處理,對不能夠處理的要集中收集存放,與相關處理廠家聯系進行統一回收。
4結束語
總之,在有機實驗教學中貫徹綠色低碳理念,對于從事化學教學的老師來說還有很多工作要做,如實驗教學內容的更新、環境友好試劑的選用、慕課等新教學模式的探索等等,更要讓學生時刻樹立環境保護、合理利用資源的責任心,為國家培養出走新型工業化道路的人才。貫徹綠色低碳理念是新世紀有機化學實驗教學的發展方向,也是時代賦予化學相關工作者的艱巨任務。
作者:劉志森 李澤勝 張志遠 劉正輝 單位:廣東石油化工學院 廣東高校石油化工污染控制與清潔生產工程技術開發中心
參考文獻
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第十篇:中學化學實驗教學思維能力培養
【摘要】
本文提出通過化學實驗教學的不同形式,逐步培養學生的獨立思維習慣、提高其聯想思維、模仿思維、發散性思維和收斂性思維能力以及養成勤于歸納整理的思維習慣。
【關鍵詞】
化學實驗 思維能力 思維習慣
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗具有多種教學功能,如:幫助學生形成化學概念;理解鞏固化學知識;提高分析和解決問題的能力,培養實事求是,嚴肅認真的科學態度和科學方法等?,F行教學中的實驗模式,主要是教師課堂演示、學生參與的課堂演示、學生分組實驗的模式。在這個過程中,應特別重視實驗在培養學生思維能力中的突出作用,即應強調讓學生通過動手、觀察、思考,實現從現象到本質、從分析綜合到概括,讓學生開拓思路,培養其思維能力及創造能力,從而使學生逐步進入主動活躍、會學、樂學的境界。
1通過演示實驗,提出學習主題,培養學生自主提問、自我思考的獨立思維習慣
在教學中依據教材內容,可適當調整,打破常規教學時在講解中插入演示實驗驗證性質的模式,改為開門見山的演示實驗,讓學生先行記錄實驗現象,討論、看書,得出結論等,這樣學生的思維很活躍,不但能較快的解決問題,而且培養了他們分析問題的能力。例如:講到必修1“鈉的化合物”中過氧化鈉與水反應時,可在包有少量Na2O2(事先不讓學生知道)的棉花上滴幾滴水,當學生觀察到棉花劇烈燃燒的現象后,明知水不能使棉花燃燒,可又無法解釋眼前的事實時,強烈的探求欲望噴發出來。學生通過實驗,積極主動開展思維活動分析化學實驗,獲得了生動的感性認識,從而掌握過氧化鈉的化學性質之一。很多內容都可以先行演示,再由學生自己得出結論,條件允許的甚至可以直接進行學生分組實驗,在學生實驗之后,通過填實驗報告的形式總結出性質,整理重點。例如:《選修4》中,設計影響化學反應速率的因素這一節時,課本中的演示實驗儀器不復雜,安全系數也較高,完全可以讓學生分組實驗,由學生通過實驗總結出影響因素。
2通過對比實驗,培養學生聯想的思維能力
一個簡單的實驗可以讓學生觀察到很多現象,也能提出許多問題,使他們能聯想對比,從而掌握重要的知識點。例如:在乙醇的結構教學中,通過演示鈉與乙醇、鈉與水反應的劇烈程度的實驗,讓學生聯想,同樣是羥基,但是氫原子的活潑性不同,從而對比得知乙醇中羥基上的氫是不電離的,雖有活潑性,但是不同于H2O中的氫原子的。又例如:學習硫的化合物時,二氧化硫可以使紅溶液褪色,演示時加熱時又恢復紅色,可對比氯氣漂白的實驗,聯想知識點,一方面反映了氯氣和二氧化硫的共性——漂白,又顯示了二者的漂白原理不同。在探究過程中往往可以通過對比實驗,即設置幾組平行實驗來對照、比較,從而研究和揭示某種規律,解釋某種現象形成的原因或證明某種反應機理,不僅培養了思維能力,也鍛煉了語言表達的能力。
3通過分析實驗,培養學生的發展性思維及收斂性思維
心理學認為:思維的基本品質主要包括思維的廣泛性(即思維的發散性),思維的深刻性,思維獨立性,思維的機制性,思維的靈活性和思維的敏捷性,而其中發散性思維占優勢。例如:“氨的噴泉”實驗失敗后尋求原因,首先發散思維,分析實驗成敗的原因有氣密性不好;燒瓶里的氨氣沒有收集滿;燒瓶或玻璃管不干燥等,找出主要原因后在由發散過渡到收斂性思維得出結論,實驗成敗的關鍵是:一要干燥,二要不漏氣;那么在設計及操作時就可以圍繞這些關鍵展開。又例如在“海帶中碘元素檢驗”的實驗中有一步操作是“高溫灼燒”,目的是使碘元素以碘離子的形式溶解在溶液中。課堂演示時需要一段時間來完成,那么利用這段時間依此步驟引導學生發散思考中藥的使用方法主要是煮、煎、熬;再發散思考實現對草藥成份的檢驗應該如何操作,再收斂到對植物內提取或驗證某元素時,往往先選用高溫灼燒的方法。
4利用學生分組實驗,進行章節復習,培養學生養成勤于歸納整理的思維習慣
實踐表明,在化學教學中以實驗為主線,同時與化學知識有機地聯系進行復習可以充分調動學生的學習主動性,積極開展思維活動并可取得事半功倍的效果。例如:在《選修5》完成了的衍生物的章節之后要安排學生分組實驗,在實驗過程中復習了乙醇、乙醛、乙酸的重要性質,同時,讓學生建立起三者之間的聯系,乙醇氧化乙醛氧化乙酸,通過性質演示實驗,讓學生整理同時含有羥基的酚和醇有何區別。在這過程中通過觀察實驗和提問來幫助學生復習。提問設計:(1)乙醇、乙醛、乙酸之間的聯系(2)苯酚和醇類的區別(3)乙醛的特性(4)銀鏡反應需什么條件。
5利用一些課堂演示實驗,在模仿實驗過程中培養學生的模仿思維
模仿是學習的手段,科學實驗的基本技能的開始都是通過模仿進行的,其目的是通過教師的示范和學生在教師指導下動手操作來培養操作和思維的基本能力,向較高層次打好基礎。這其中不僅是模仿老師的操作,還模仿老師的人格魅力。老師在實驗講解時,使實驗趣味并充滿哲理:平淡又會有新奇,觀察細致和緩,能夠從容不迫及面對激烈現象,危險的不亂方寸,簡單實驗更不能潦草,復雜的確保成功。高中生對實驗仍有些恐懼和厭煩,通過模仿思維的培養,淡化學生的不良態度,激發學生的實驗興趣。實驗時“鎂條燃燒”刺眼可警告學生不可直視,自己也演示給他們看,用余光或有色玻璃過濾一下強光;由于火星飛濺,溫度很高,所以,依據教室條件,如果是木制的講臺或課桌,可在上面鋪一層浸濕的報紙,以免燙損桌面,點燃鎂條到實驗發生有短暫的時間足夠讓自己站到實驗安全范圍內,不能有跑開和緊急躲閃的舉動。因為教師的一舉一動都是學生模仿的關鍵,你懼怕他更怕,你跑他更跑,所以,從容淡定,讓學生通過實驗,培養了膽大心細,科學嚴謹的思維能力習慣,那在自己的分組操作中都可以更好完成實驗。跟實驗有關的任何一個環節都可以培養模仿思維。例如:實驗室常見的酒精燈著火事件等,學生往往大叫跑開,那么教師則必須采取措施,不能大叫和緊張,小火從容處理,大火有序疏散等,這中間體現出來冷靜面對危險的思維能力,是學生平時最應該模仿積累起來的。
6總結
化學離不開實驗,任何一個實驗所培養出來的能力與思維都不是單一的,這不僅是對學科知識的掌握,也包含了做人的道理,可以實際演示的就不要放錄像,有條件讓學生參與分組的實驗,就決不放棄,而且演示實驗,決不是演給學生看就可以,要不斷挖掘每一個細節對學生能力培養的幫助,多啟發多聯想,這會使化學實驗功能充分發揮和體現,激發學生的學習興趣。
作者:歐陽玲 單位:廣州外國語學校
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