前言:中文期刊网精心挑选了高中化学常见实验的改进范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
高中化学常见实验的改进范文1
【关键词】绿色理念 高中化学 实验教学 初探
随着时代的发展与科学技术的进步,人们对高中化学实验教学的关注度越来越高。绿色理念在高中化学实验教学中的应用,不仅在很大程度上改进了化学实验的教与学的方式与方法,而且也创新了化学实验的手段与观念。本文将从绿色理念与高中化学实验教学的角度出发,对基于绿色理念的高中化学实验教学进行研究,为提升学生的化学实验技能提供实践上的探究与理论上的经验。
一、关于绿色理念的概述
所谓绿色理念,就是指在科学发展观的指导下,在社会生产与生活的过程中,坚持绿色发展的理念与可持续发展的思想原则,为构建资源节约型、生态环保型的社会提供科学的思想指导。
二、当前高中化学实验教学存在的问题
(一)问题之一——教师的教学理念与新课程改革的教学理念不一致
化学是一门以实验与研究为基础的学科,而实验在化学学科的发展过程中起着至关重要的推动作用。通过大量的实验实践,教师才可以让学生更加深刻地理解化学相关的内容与知识,提升学生的科学文化素质。
但在现实的教学过程中,教师依然把高考成绩作为教学的主要目标。由于高考对化学实验的具体操作没有具体的要求,只是有化学方面的一些笔试。因此,很多化学教师认为在实际的教学过程中,做不做化学实验无所谓,只要在练习过程中多做些实验题目就可以了,在高考中化学能拿到好分数就是好学生。在这种思想的影响下,很多学校的化学教学忽视化学实验的教学,只是注重化学理论知识的教学,这和新课改重视学生综合素质全面发展的思想是不一致的。
(二)问题之二——教师对教材的理念所具有的滞后性与教材的前瞻性相冲突
在新课程改革的过程中,高中化学教材在化学实验方面进行了大幅度的变革。主要表现在以下几个方面:一是要使得化学实验变得更加趣味化与生活化;二是要突出化学实验在化学教学中的重要性;三是在教材中没有学生分组实验与演示实验之分;四是新教材更加突出了化学实验的探究性与开放性。
但是在实际的教学过程中,很多教师对新化学教材的中显现出的变化并没有多大的重视。他们在化学实验的教学中依然参照原有的模式,也就是先进行演示实验,后进行动手实验,这在很大程度上使得学生缺少自行思考并且亲自体验的机会。新教材将化学实验的内容贯穿到各个小单元之中,主要目标是在化学实验教学中增强学生的科学探究能力。但很多高中化学教师没有按照教材中的要求将学生进行分组,甚至有一些教师为了节省时间,不将学生进行分组实验,这在很大程度上弱化了化学实验教学的目的。
三、绿色理念在高中化学实验教学中的应用
(一)应用之一——开发绿色实验
要开发绿色实验,就要做到以下两点:
一是对于一些污染严重、毒性较大、废弃物很难处理的化学实验,要充分利用先进的计算机技术与网络通信技术,制作出高清的动画效果,将化学实验的现象逼真地模拟出来,比如说,溴苯实验以及硝基苯实验就可以采取计算机模拟技术,将这些实验模拟出来,尽最大努力避免溴、苯等元素对空气造成较大的污染,减少环境污染。
二是可以将日常生活中的废弃物或者材料作为化学实验的替代品,这样既可以将绿色理念彻底贯穿到学生的学习过程中,使其养成废弃物利用与节约资源的好习惯,而且可以解决化学实验药品或者材料短缺的问题,同时也可以在最大程度上增强学生的环境保护意识,提升他们的创新能力与动手能力。比如“物质的分离和提纯”中,在学习萃取、过滤操作时,选择海带为实验原科,从中提取碘。海带在生活中很常见。成本较低,而且无毒无害,不会对师生健康造成威胁,提高了资源利用率。
(二)应用之二——进行微型化实验教学以减少污染物的排放
要进行微型化实验教学以减少污染物的排放,就要做到以下两点:
一是可以在进行化学实验教学的过程中,借助点滴板、井穴板或者小试管等一些微型化的设备仪器,控制学生在做实验时的滴加药品的数量,从而减少药品的浪费。比如说,利用液体在滤纸上面扩散快、用量少以及面积大等特点来作三价铁离子实验是不是有明显变化的实验。
二是在保证实验现象明显的基础上,采取措施尽量降低化学反应的溶解浓度或者在进行组合实验的时候,通过试纸进行实验,就可以尽量减少化学反应物的使用量与污染物的排放。比如,二氧化硫和硫化氢两种气体制取方法都是用固体与液体反应,可以将Na2SO3,和FeS两种气体装入试管中,然后在其中加入盐酸,便能够使其产生的气体通过化学反应而生成对空气无害的气体释放到空气中,减少对环境的污染。
(三)应用之三——师生要规范化学实验操作的方法
要使师生规范化学实验操作的方法,就要做到以下两点:一是用非常明确的数据来合理规定化学实验中的药品使用量,使得学生在实验中学会药品称量以及做事细心稳重的心态,从而减少学生对化学实验药品取量的误区以及对自然环境的影响;二是通过化学实验教学,将绿色理念传输给学生,使得学生在学习的过程中明确自身的行为对自然环境的影响,培养学生的环保意识与热爱自然的心态。
高中化学常见实验的改进范文2
【关键词】高中;化学实验;问题;策略
作为高中化学研究的重要方法,化学实验是高中化学的重要组成部分,也是学生获得化学知识的有效途径。初中化学虽然是高中化学的基础,但是在教学中,学生还得通过实验来构建自己的化学知识体系,从而形成化学概念,了解化学原理、规律等的引入过程,认识实验也是验证前人的科学论断和观点的重要途径。可见,化学实验在高中教学中的重要性。下面,笔者将结合自己的教学实践,谈谈高中化学实验教学中存在的问题及改进策略。
一、化学实验教学中存在的问题
1、学生的化学实验兴趣没有得到有效激发
事实上,化学实验能够有效提高学生学习化学的积极性。如果教师能将日常生活中不常见到的化学现象向学生演示,则不仅能开拓他们的视野,还能极大地激发他们学习化学的兴趣。心理学研究表明,学生对与他们过去的经验有联系但又有新颖性的东西感兴趣,然而在现实的化学教学中,教师在讲授新课时给学生所演示的实验内容、现象和结论都是学生常见的,毫无新颖性。如此一来,学生往往会失去其对化学实验的积极性。
2、实验教材选择不当
首先,现在的高中化学教材所安排的实验数量少,实验教学学时所占比率也较低。因此学生的实验技能训练机会很少,无法完成高中化学实验的教学目标。其次,实验教学内容偏于理想化。实验教学内容没有真正与实际生活中遇到的问题联系起来,所以实验教学内容枯燥乏味,无法引发学生的共鸣,这样就很难实现实验教学的效应,也不利于学生个性的发展。最后,当前的实验教材中,还存在部分实验安排缺乏合理性,部分实验可操作性差的问题。
3、实验教学方法单一
在传统的实验教学中,教师往往把实验安排在完成对应的新课的学习之后,而且其进行实验的方法也缺乏创新性,实验教学亦没有完全构建起与理论教学体系相适应的实践教学体系。此外,传统的实验教学都是教师给学生演示实验,学生在一旁看实验的模式。这样一种教学安排不合理,实验方法缺乏创新性,教学理论难以付诸实践的实验教学方法通常会导致实验课程流于形式,从而阻碍化学实验教学获取有效的教学效果。
二、优化高中化学实验教学的有效策略
1、增强实验的趣味性,培养学生的兴趣
高中学生有很强的探索新知识的欲望,高中化学教师要根据这一心理特来增强实验的趣味性,有效激发学生的化学实验兴趣和探索新知识的欲望。在组织实验教学的时候,教师可以将实验教学的内容与学生的生活实际结合起来,比如,在平常的实验课上,教师可以组织趣味性化学比赛活动来增加学生动手实践的机会,增强学生对实验现象原理探索的欲望,从而使得学生更好的掌握重要的知识点,如用盐酸进行鸡蛋的雕刻、用浓硫酸进行木器的刻画等趣味性活动。另外,在班上举办活动的时候,也可以将化学实验融入到生活中来。如在班会上,可以让学生事先准备好化学小实验小魔术表演。这样一来,就会增加学生的参与度,增强其探索新知识的欲望。同时,学生在充满新奇和好奇的心理环境下会大胆地去创新、探索并发现新的知识。通过将教材的内容与学生的日常生活联系起来进行化学实验教学的教学方式,不仅能够增强高中化学实验教学的趣味性,有效激发学生对化学实验的兴趣,还能够增加学生实验技能训练的机会,培养学生实践能力,从而使学生巩固课本上学到的知识。
2、注重实验教学内容的选择
高中化学老师应该精选实验内容,把那些最基本的实验内容、与学生的学习联系最紧密的实验内容筛选出来,使学生达到触类旁通、夯实基础、优化提高的学习效果。同时,教师要注意将实验内容进行整合,着力提高学生的动手操作能力。高中实验项目类型包括基础性实验或验证性实验、综合实验和设计研究性实验。因此,在化学实验教学中,教师要根据不同的实验类型来安排实验内容。以强调教师指导的基础性实验要求教师指导学生基本操作的方法以及常见化学实验仪器的使用方法。通过基础性实验或验证性实验,最终达到使学生能够更深入地理解化学实验理论知识和熟练地使用常见的化学仪器的效果。这也是化学实验对学生提出的最基本的要求。综合实验提出的要求就是学生在教师的指导下,独立完成化学实验的内容,自己分析、解决实验过程中所遇到的问题,并运用化学原理对出现的现象作出合理的解释。设计研究性实验注重以学生为主,它要求在化学实验教学的过程中,教师只需提出实验要求,给学生安排一些选题,让学生根据自己的兴趣选择实验项目进行探究。在此实验期间,学生必须自己设计实验方案,然后依据该方案独立完成实验操作,最后再独自对实验中获得的数据加以分析并得出结论。这是一个学生全程参与科学探究的实验过程,也是当前化学实验教学目标对学生提出的最高要求。教师应根据这三种不同层次的实验要求来合理安排实验教学内容,为学生提供动手实践的机会,增强他们的动手实践能力,有效地完成化学实验目标。
3、坚持实验教学方法的多样性
高中化学常见实验的改进范文3
化学教材及教学都有其相对的独立性,虽然学生初三时已经认识了化学的整体面貌,但学生到高中才真正系统、全面地接触化学。因此,初高中化学存在一些知识点重复、交错、衔接不到等问题。为了切实做好新课程下初高中化学教学衔接工作,使初高中化学教学能有机的整合并协调发展,从而提高整个中学阶段的化学教学质量。我认为做好初高中衔接的探讨是有必要的。
初高中化学的衔接从下面两点考虑:一、初、高中化学教学内容的继承与衔接。二、初、高中化学教学目标和教学理念不同。
一、初、高中化学教学内容的继承与衔接
俗话说:“知己知彼,百战不殆”。要想做好初、高中化学教学的衔接,教师应认真钻研教材,熟悉初、高中全部教材的体系和内容。明确哪些知识点在初中已经基本解决;哪些知识点初三教材中出现但中考不做要求,高中教材中没有出现但做要求;哪些知识点在初中未解决,应在高中拓宽和加深,做到心中有数。初、高中教材衔接要注意把握时机和尺度, 通过相关知织的衔接要让学生能从更高层次上来准确理解化学知识,力求做到对今后学习与生活有所帮助。
1.1、化学知识点的衔接
初中化学学习了物质的溶解度概念和溶解线性曲线的应用,其中有关溶解度的计算初中不讲,高中教材没涉及,却是高考要求了解的内容;物质的变化,在初中介绍其概念,并对常见的变化进行分类,高中则从实质即化学键的断裂和形成上研究;氧化还原反应,初中从得失氧的角度定义,高中则从实质即电子转移上分析;定量描述溶液,初中用质量分数、溶解度,高中则把物质的量浓度和二者有机结合;H2的制法在初中重在制气原理,高中则结合原电池原理和装置的改进来伸展;质量守恒定律初中从质量、元素、原子守恒的角度,高中伸展到电子、电荷和质量守恒;氧化物的分类初中没有要求,高中则从与酸碱反应的角度分为碱性氧化物和酸性氧化物。初中教材中已经不要求学生掌握原子结构示意图,但是高中教师直接使用原子结构示意图来进行教学.在新课教学中,利用初、高中知识的内在联系,适当地拓宽延伸一些概念和规律,既复习巩固了初中知识,又为高中知识的学习铺路搭桥;既便于理解记忆,又能激发兴趣,从形式到内容都符合学生的认识规律。
1.2、化学实验能力教学的衔接
化学实验的教学是中学化学教学的重要组成部分之一,是化学教学中科学品质培养的途径,是激励学生学习化学的动力源泉,在教学中起到举足轻重的作用,是将枯燥的理论知识变为生动活泼的信息的催化剂。初中化学实验与高中化学实验的衔接显得尤其重要。
下面列举几个事例加以说明。
第一,关于量筒和滴定管读数的问题,即俯视和仰视读数与实际体积的误差比较,因量筒的起始刻度在底部,而滴定管的起始刻度在上部,这样读数时俯视和仰视其结果显然是不同的,启发学生应从不同的角度用比较的方法看待问题,形成分析问题、解决问题的能力。
第二、做好初、高中化学探究性实验过程与方法的衔接和过渡;还要注意理论联系实际,加强化学与日常生活、科学技术和社会生产等方面的联系,注意反映化学学科的发展及新的科技成果,对学生适时渗透情感态度和价值观的衔接教育;改进实验教学评价方法,注重学生科学态度和科学方法的培养,使学生通过实验知识和技能的学习,体验知识的形成过程,感受科学探究、与人合作、自主学习等的多元化的学习方式,促进学生情感态度与价值观的发展,促进初、高中实验探究教法的衔接和过渡;以帮助学生实现化学启蒙教育向化学科学基础教育的平稳过渡,提高学生的化学科学素养。
二、初、高中化学教学目标和教学理念不同
高中化学常见实验的改进范文4
一、营造探究性实验氛围
在传统的高中化学实验教学中,无论是演示实验,还是学生实验,学生都是按照教师制定好的思路观察实验和操作实验,难以对实验的目的、原理及步骤进行探究实践.对此,教师必须改进实验教学情境,激发学生的问题意识和探究意识,营造探究性实验氛围,激发学生的求知欲.例如,在“验证亚铁离子”实验中,高中化学教材中采用的是先检验、再氧化、再检验的模式.首先向含有亚铁离子的溶液中加入少量KSCN溶液,发现溶液未变色,则说明不含有Fe3+离子.然后向其中加入氯水,待反应一段时间后,再次加入KSCN溶液.溶液变成血红色,则可以验证原溶液中含有Fe2+离子.在该验证性实验过程中,并不是每个学生都得到了预期的实验现象.教师不妨利用此情境,营造探究性实验氛围.教师可以要求学生进行探究性实验研究,尝试寻找溶液不显血红色的原因.在教师的引导下,学生设计如下探究性实验.实验1:向硫酸铁溶液中加入KSCN溶液,发现溶液立即转变成血红色.实验2:向少量FeSO4溶液中加入KSCN溶液,发现溶液不变色.于是,加入氯水,溶液变成血红色.此时,继续向其中加入氯水,发现血红色又逐渐退去.实验3:向少量KSCN溶液中加入过量的氯水,再加入一定量的硫酸铁溶液,发现溶液未变成红色.通过上述三个实验的对比和分析,学生不难从中得到氯水在该反应中的氧化顺序.它首先氧化Fe3+离子,再氧化SCN-离子.因此,在检验亚铁离子的存在时,切忌加入过量的氯水.在此探究性氛围下,学生不仅掌握了亚铁离子的证性操作,而且深入认识了Fe2+、KSCN、Fe3+的化学性质.
二、联系生活实际,设计探究性实验
实施探究性化学实验,有利于激发学生的学习兴趣.从目前高中化学探究性实验教学来看,探究性实验的设计脱离学生的实际.对此,教师要引导学生选取生活中常见的物品和现象进行实验设计.例如,在讲“基本营养物质”时,为了验证蔗糖水解的产物是葡萄糖,教师可以引导学生设计一个能够说明反应条件的探究性实验.已知,蔗糖水解需要在加热的条件下才能实现,而利用氢氧化铜悬浊液验证葡萄糖的存在还必须在碱性条件下.教师向盛有1mL蔗糖溶液的试管中加入3~5滴稀硫酸,水浴加热5分钟,并提出问题:如何证明蔗糖水解中的产物有葡糖糖?学生提出以下方法:首先取半份原溶液加入Cu(OH)2悬浊液中,然后进行加热.教师按照学生提出的方法进行演示实验,结果没有发现砖红色沉淀.要求学生查阅课本,寻找上述反应的缺陷.不难发现,在加入稀硫酸后,没有进行碱化,导致预期的实验现象难以呈现.于是,另取一份水浴后的蔗糖溶液,并加入过量的NaOH溶液,然后进行Cu(OH)2悬浊液的水浴加热实验.此时,有砖红色沉淀产生,即验证了葡萄糖的存在.
三、布置探究性实验训练
高中化学常见实验的改进范文5
关键词:高中化学探究实验教学
Abstract: Overview explore the characteristics of the experimental teaching, summed up the new changes and explore the experimental teaching explore the changes in the experimental teaching, summed up the general model to explore the experimental teaching, with examples specific analysis to explore the experimental teaching method implemented in the actual teaching.
Keywords: high school chemistry inquiry experiments, teaching
中图分类号: G633.8 文献标识码: A 文章编号:
化学是一门以实验为基础的自然科学,它的形成和发展离不开实验。实验是化学教学的基础,是学生获取知识的重要手段,是培养学生化学学习兴趣、细致观察、缜密思维和创新能力的重要途径。在新课程理念引领下,探究实验在化学教学中的地位更加突出、功能更加完善,因此,搞好高中化学探究实验教学是新课程对每位高中化学教师的必然要求。
一、探究实验教学的特征
探究实验是指在教师指导下,学生围绕某个问题独自进行实验,观察现象,分析结果,从中发现概念或原理,以获得知识、培养探究能力的一种教学方法。探究实验不仅要让学生意识到学习的结果,更着力于让学生主动发现问题,探求和解决问题,掌握知识的形成过程。探究实验不仅仅是让学生学习实验的方法和过程,更重要的是通过实验,培养学生探索与发现的能力,它对培养学生独立思考、探索研究的能力有积极作用。
1.探究实验教学的问题性
探究实验教学要以所要探究的问题为线索贯穿于教学过程的始终,在实施探究之前让学生进行大胆的猜想、假设,学生就可以在教学过程中围绕着某一个或多个问题进行实验、分析,展开交流与讨论。所要探究的问题不仅能够激发学生主动学习和探究的兴趣,而且也是学生汲取知识、锻炼思维能力的前提。在探究性实验教学中创设某些问题情境,由学生自己主动发现尚未掌握的知识,探索未知晓的事物,激发学生内在的学习动机,使学生积极地主动地进行探索研究,从而逐步认识、理解、解决所要探究的问题。
2.探究实验教学的过程性
探究实验教学重视让学生经历一个完整的知识发现、形成、应用和发展的过程,体会科学研究的方法。从教学模式上看,由于探究实验具有比较强的开放性,从实验设计、数据分析及实验结果的评价等过程均离不开学生自己;另外,在教学过程中,由于营造了民主的教学氛围,打破了信息交流的封闭性,实现了师生之间、学生之间的多向活动,因而其教学形式是多样的、随机的,最终促进了学生的个性发展。
在探究实验活动过程中,教师要根据学生的需要适时地给予引导和帮助。学生在教师的指导下积极参与探究,在一定的教学情境中发现问题,寻找解决问题的途径和方法,从而培养了在真实生活情境中发现问题、解决问题的能力。学生只有通过积极主动地参与探究活动的每一个过程,才有可能获得知识、发展能力、提高科学素养。
二、探究实验教学的变化
《普通高中化学课程标准(实验)》改变了化学课程中化学实验教学的目标、性质和模式,从单纯为了学习知识、验证理论及掌握操作技能转变为以全面培养学生科学素养为目标的一项重要课程内容。探究实验作为新课程的重要组成内容,在教学目标、教学地位、教学内容、教学效果等方面呈现出了一系列的变化。
1.探究实验的教学目标更加全面
探究实验作为化学实验课程的重要内容,其教学目标不仅包含对实验知识与技能的要求,而且还包含了对实验探究态度与价值观方面的要求,同时新课程强调实验过程与方法,不管实验结果成功与否,主要是让学生经历实验探究过程,感悟探究方法,最终落实到探究意识和探究能力的培养上。化学教师要从落实“三维目标”的高度重新认识实验教学的重要价值,化学实验不仅为学生的自主学习和科学探究提供物质保障,而且也为学生的终身学习和发展奠定基础。
2.探究实验的教学地位更加突出
高中化学新课程实验内容丰富,呈现方式更加多样,对于学生进一步掌握化学实验基本方法和基本技能以及更深刻地认识实验在化学科学中的地位等起到更加重要的作用。化学新课程淡化了演示实验和学生实验的区别,使二者融合在内容标准之中,成为有机统一整体。对于探究实验则是完全安排在课堂教学中进行,进一步确立了化学理论知识体系与实验的依赖关系,突出了探究实验教学的重要性。
3.探究实验的教学内容更加生活化
化学新课程在实验素材的选择上,以学生身边常见的化学物质作实验药品、以身边常见的生活和生产现象作为化学学习的对象。例如,明矾为什么能够净水?如何净化江河和水库的水使之成为洁净的自来水?如何防止自行车金属部件生锈?如何鉴别丝织物和化纤织物?如何去掉衣服上的油渍?如何选择环保装修材料?如何从海水中获得需要的化工原料?……生活中应用化学实验反应原理的例子不胜枚举,让学生感到探究实验能够研究和解决的问题如此丰富,科学探究具有如此无穷魅力和实用价值,因而对探究实验的兴趣更加浓厚,学习效果显著提高。
4.探究实验的教学效果更加显著
通过探究实验教学培养学生的创新精神和创新能力是每位化学教师重要的且是经常性的任务,具体来说主要培养学生合理选择实验药品和仪器的能力、设计实验的能力、分析归纳实验结论的能力。新课程在实验细节上没有对探究实验的具体操作方法、实验器材等做出明确规定,这样安排使探究实验具有很强的开放性、探究性和创新性,有利于教师根据学校实际情况开展探究实验教学,也便于学生提出不同的实验方法和设计方案,极大激发了学生对化学实验的浓厚兴趣,使学生更加注重实验设计的科学性。通过引导学生分析评价不同实验方案的优缺点,并在操作方法上给学生的设计提出问题或者合理化建议,学生均会积极改进实验设计,最终探究实验的教学效果较以前显著提高。
三、探究实验教学的一般模式
根据探究实验教学所应适应的场合和活动方式可分为两种:一种是针对实验教学中值得探讨的问题,以师生协同,边讲边实验为主;另一种是以学生实践为主的综合性研究课题。
1.探究实验教学的师生协同模式
该模式一般所遵循的程序是:
(1)提出问题,明确学习目的。教师根据教学内容和教学目标及要求,从教材或生产生活实践中提出一些富有启发性的问题,使学生明确学习目的。
高中化学常见实验的改进范文6
关键词:高中化学;实验教学;环保创新;高中生视角
高中化学课程体系中,化学实验是必不可少的。化学实验是实践性的操作,必然会需要各类的化学资源,而很多的化学反应都会对环境造成影响,有些甚至会破坏原有的生态环境,影响人体健康。因此化学教学中应当融入环保的理念,改变原有的化学实验教学模式,从化学实验资源的高效开发和循环使用、需求绿色环保型的化学实验保护措施,以废物利用、低耗排放、废弃物治理废弃物等好的观念和实际探索方式为主,通过开展课题创新与实践探究,形成一套具有特色、可操作性强的环保创新化学实验教学资源库。
一、高中化学环保创新实验课程的开发要点
开展化学实验环保创新工作,重点要以教材为核心,围绕考核的方向和要求,在充分了解学生当前的化学基础和环保认识的基础之上,深入分析传统化学实验过程中存在的难点和堵点,特别是在化学实验的环保方面存在的不足与短板。应当坚持以问题为导向,以绿色环保理念创新为引领,重点做到以下几项工作。(一)整理高中化学教材和考试大纲中关于在环境保护、资源回收利用、化学废弃物治理和相关化学实验资源高效利用方面的重点内容,形成专项的研究课题,在学生中间开展专题教学,在强化学生应试知识掌握的同时,也增加他们对化学实验环保创新的理念意识、想法和经验。通过案例或者实验问题解决教的形式,让学生可以在未来的实验当中去主动地探索在确保实验效果的基础上如何更好地实现环保的目标,形成新的思路、方法,从而提升个人的化学实验环保创新能力。(二)做到创新理念宣导与具体的实验实践相衔接,在实际的实验操作过程中,教师带领学生一起去分析当前的实验程序、实验设备、使用规则上是否存在一些与环境保护理念不相符的问题,并结合个人的生活经验和平常网络、书本等其他渠道获得的知识,提出改进的想法和建议。鼓励学生在确保安全的前提下,课外尝试对一些环保实验的创新理念开展尝试和验证,向学生和教师及时分享结果与反思。(三)持续的开发环保实验资源,开展环保创新实验的讲座,把当前成熟的环保实验模式、流程向同学们进行详细地介绍。(四)要对教材中的实验进行深入的剖析,特别是针对具有低碳、节能、绿色概念的实验题目,做好更加全面的导入和讲授。教师可以尝试运用导学案模式,先从实际问题入手,让学生了解当前的实验模式存在着怎样的弊端,负面的影响有多大,这样才会提升对开展环保实验创新的重视程度,才会积极主动地投入相关的探索和学习中去。(五)围绕实际的化学实验项目,对其使用的化学试剂、实验设备设施、实验方法开展能耗和污染的分析,加强环保实验设备和实验方法的探索创新,借鉴好的实验模式,引进效率更高、污染更低的实验设备,以提升实验的环保程度。
二、高中化学环保创新实验的重点应用方法措施
(一)实验废弃物科学再利用
很多化学实验在原有的设计方案中,大多是在经过简要的包裹或者除害后,当作废弃物处理掉了。但是其中有很多的废液残渣是具有一定的再利用价值的。比如:在苏教版教材中关于氯气制取实验中,反应结束后留下的二氧化锰,如果直接废弃的话,可能会造成资源的浪费,更重要的是会对周围的环境造成破坏。针对此种情况,就可以考虑是否可以利用强酸再次与其发生反应,产生氢气,这样可以实现其功用的二次发挥,从而提升它的利用效率。一方面能够减少后续处理回收的成本[1],另一方面对环境来说,污染的负担相对减轻了。同时还有很多已经形成的废弃物是可以经过简单加工处理后进行回收的。比如:在二氧化硫的转换实验中,可以用氧化钙代替其吸收剂,从而转换为污染较小的排出物。利用化学性质的转变来开展试验过程中的废弃物的二次利用,比如:可以把废弃的化学性质未发生改变的易拉罐作为一些铝质材料应用于化学实验,以代替从市场中直接购买相应的铝材,比较常见的就是铝的氧化反应,在氧气中燃烧,形成氧化铝的实验操作。
(二)实验材料的循环利用
学生在化学实验中不仅会用到纯水、酒精等基础性的资源能源,也会使用很多的试纸、试剂、化学原材料等资源。在实验的过程中,教师应当全力普及节约理念和节约意识,让学生关注到在实验过程中如何从细节处做到材料资源的节约,包括了水的高效利用和循环使用,化学试剂的减量使用,对化学实验废弃物的有效回收利用。在这一过程中应当积极鼓励学生去尝试新的方法能够让废液废弃固体重新发挥效能,实验设备的重复使用等。比如:苏教版教材中有些实验会用到氯化铁和硫氰化钾等物质,其回收的液体就能够反复利用。还有在教材中关于强碱弱酸盐的化学性质测定实验中,用到了醋酸钠溶液,观察分析其水解的性质影响,可以把醋酸钠晶体放到原有的试管中去,可以让全年级的学生在做同类实验时共享这些材料。这样的细节处理措施,一方面可以高效地满足化学实验课中的很多试剂需要,更能够实现多次循环利用,更加符合绿色环保实验的理念[2]。
(三)积极尝试运用新型化学实验材料
化学实验中,尽可能地找到一些替代品,来取代那些对环境污染严重,对人体和动植物有危害性的化学实验材料,并且不断创新材料的使用方法,以便更好地开展相关实验,保护实验室和周边环境,更保护师生的身体健康。以经典的制氧实验为例,通过高温加热高锰酸钾和氯酸钾都可以产生氧气,不过其发生分解反应后生成的其他物质具有一定的污染性,需要花费一定的成本去进行处理后再行排放。所以有些国家就尝试更加环保节约的制氧试验,比如:可以通过电解水的方式使其分解为氢气和氧气,这样的分解产物对环境都是无害的,不过应当在实验的便利性和可操作性上下功夫。国内的部分教材也在探索将这种方式作为操作性实验之一。
(四)不断推动实验小型化简约化
小型化微型化的实验主要有这几个特点,包括了原料使用减量化、实验设施的微型化等,这样投入的原料越少,那么未来排除的污染物当量就会越小,也会节省一定的实验时间,提升效率。而小型的仪器则可以更好的控制和操作,耗能也会相对降低,这完全符合化学实验环保创新理念。微型化实验当前已成为了高中化学实验教学中创新改革的一个方向,它的实际所需量耗用成本通常是一般传统实验的百分之一,而设备与能源的消耗也会压降一半以上[3],这些显著的优势应促使它将会逐渐地替代原有的高耗能、高污染的传统化学实验。
三、从学生角度看提升化学实验创新素养的具体措施
(一)不断增强学生的实验环保创新理念
以教材为核心,通过教材内大量的实验案例入手,把之前已经向学生传导的“废弃物再利用”“环保节能”“循环高效实验”的相关理念,融入具体的实际操作中。学生经过实践的感知和体会,对于实验环保创新的认识也更加深刻,对于如何践行也有了较为明晰的路径,从而在以后的实验中身体力行地去把细节的环保理念做到实处,这样日积月累,才能逐步地养成环保实验的习惯,形成良好的环保创新的素养,强化环保实验的应用能力。
(二)相关化学实验实例分析
以从苏教版教材中关于氧化还原反应的相关实验为例来说。氧化还原反应是高中无机化学中的一个重要章节,其中有个最为常见和经典的实验就是一氧化碳与氧化铁发生的氧化还原反应。在该项实验中,教材中提到为了防止剩余的一氧化碳和反应产生的二氧化碳会进入环境和人体内,造成一氧化碳中毒,所以要用一个塑料袋来罩住排气口,让其进入并密封收集。但是实际情况是一氧化碳是要连续不间断地从玻璃导管中通过,流速和流量控制难度大,这样的话就容易使得塑料袋因为大量气体涌入而产生破裂,有毒的一氧化碳气体就会跟着散入空气当中去。或者塑料袋在收集一定程度后,同样也要把一氧化碳释放到空旷地域造成一定的污染。如何从根本上解决这一问题呢?这时教师就要引导学生去在分析一氧化碳的化学性质,一氧化碳在化学工业中的污染处理方法就是利用了它易燃烧的特性,所以可以架设一套让一氧化碳燃烧的实验装置,将其通过导管再引到酒精灯的喷口处,使其充分燃烧后,形成了没有毒性的二氧化碳,这样即使没有彻底地做到减排,但是很大程度上减少了实验的污染性。此外这种做法可以让一氧化碳作为废弃物实现再利用,燃烧产生的热能可以进一步地催化还原反应[4],让氧化铁更快地被一氧化碳还原,提高了实验的速率,并且会减少能源和材料消耗。在实验进行过程中,教学理念要更新,教学方法更要不断地探索创新。比如:在毒性较大的一些实验当中,可以尝试运用混合法来把需要多次展开的实验整合成为一次,这样污染的控制与处理就会更加容易。如在钠在氯气和铜在氯气中燃烧为例,二者都会用到氯气,因为氯气是有毒气体,因此可以让二者的实验归并,把光洁的铜丝插入到小块的钠单质中,中途注意要把钠周边的氧化成分清除干净,而后再把钠放在酒精上灼烧,待其几乎熔化后快速伸入到氯气中,并及时观察其燃烧现象。这种方式就会在很大程度上减少了氯气污染环境的概率,体现了实验环保性的理念。结束语由此看来,在未来的化学实验教学改革当中,把环保创新的理念和方法引入其中并不断地强化完善是其重要的改革方向之一。它在减少污染物排放,提升化学实验效率,压降化学实验成本,激发学生独立思考和创造力方面都有着极为关键的推动作用。所以科任教师应当加大教学创新和探索力度,把环保创新做实做好。
参考文献
[1]张红,任淑霞,马志广,等.融入绿色环保理念的物理化学实验综合设计[J].实验技术与管理,2018,35(06):54-56+72.
[2]管俊峰.环保意识在高中化学实验中的渗透探研[J].成才之路,2018(18):80.
[3]陈蒙.绿色化学与环保理念推进大学化学实验教学[J].化工管理,2017(34):36-37.