前言:中文期刊网精心挑选了对应用化学的认识和理解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。
对应用化学的认识和理解范文1
关键词:化学教学;实事求是;科学精神;思维品质
一、重视培养学生实事求是的科学精神
科学精神的核心是实事求是。实验是学习化学的重要途径,也是创新的源泉,更是检验一切理论和猜想的标准。在教学中,应引导学生仔细观察化学实验,掌握不同物质的特殊性和相应的物质变化,加深对所学化学知识的理解,逐步掌握科学探究的方法。例如,向含有酚酞的红色氢氧化钠溶液中滴入新配置的氯水并震荡,溶液中的红色逐步褪去,得到无色溶液。试问实验中溶液红色褪去的原因可能有哪些?为了探究上述褪色的原因请设计简单的实验验证之。通过分析氯水的成分,就容易知道褪色的原因可能是氯水中的盐酸中和了氢氧化钠,使溶液不再显碱性,从而使溶液由红色变为无色。也可能是氯水中的次氯酸氧化酚酞,使之褪色。通过向上述已经褪色的溶液中再加入过量的碱溶液即可确定褪色的原因。
二、重视培养学生通过物质变化分析问题的思维品质
化学是一门充满神奇色彩的科学,它的研究对象就是丰富多彩的物质世界,变化无穷的物质变化又使它增添了无穷的魅力。在学习化学过程中根据所发生的物质变化分析问题是必须具有的思维品质。引导学生树立物质变化是本质,现象是化学反应的外在表现的学习观和认识观,是学好化学的重要基础。例如,向澄清的石灰水中通入二氧化碳为何先变浑浊后变澄清,且加热后又会变浑浊?实验室中金属钠为何要保存在煤油中?如何保存漂白粉以防止其变质?将二氧化硫和氯水等物质的量混合以后漂白性减弱而不是加强?粗铜电解精炼以后在阳极泥中可以得到金银等贵重金属?回答上述问题,本质上都是分析对应的化学反应。
三、重视培养学生应用化学知识的能力
化学既是一门理论科学,又是一门应用科学。学生通过学习物质的组成、性质、结构以及变化规律,利用分析和模拟的方法,揭开了许多物质的构成之谜,掌握了合成和开发自然界中不存在的新物质、新材料的思路和方法。例如根据萃取原理研究如何从海带中提取碘,根据氨气溶解于水进行的喷泉实验原理启发学生探究人造喷泉以及火山喷发的原理。根据卤代烃的性质探究如何以溴乙烷为原料制取乙二醇。如何利用硝酸的性质区别伪劣的黄金制品。如何选择治疗胃酸过多和胃溃疡的药品成分。如何根据原电池原理利用生活中的物品制作简易电池,如何正确使用电池。通过应用化学知识探究和解决以上问题,让学生认识到化学就在我们身边。
四、重视培养学生开展课外活动和科学探究的能力
化学与社会发展以及人们的生活息息相关。基础化学知识不但能帮助学生认识自然世界,而且还有助于激发学生的探究欲望。在教学中,教师应该充分利用教材中的资料卡片、实践活动、科学探究、科学视野等板块激发学生的探究欲望,促进学生学会并逐步掌握科学探究的方法。化学也是一门大众科学,学习化学不能仅限于课本和实验室,应引导学生积极开展化学课外活动。化学课外活动能巩固和加深基础知识,扩大学生的知识领域,激发学生的兴趣,同时还有利于创造性人才的培养。例如,在教学中设置一些新颖、活泼、有探究价值的问题,让学生自学、讨论、查阅资料,安排学生进行交流和沟通,尝试解决问题。通过制作教具、模型,举办化学讲座、化学课外实验、化学竞赛、化学晚会、化学墙报、化学展览会,进行社会热点问题的调查,撰写化学小论文等活动,激发学生的学习兴趣,开阔学生的视野,养成关注自然、关注生活、关注社会的良好品质,从而为下一步学习和发展打下坚实的基础。
五、重视培养学生的社会责任意识
对应用化学的认识和理解范文2
关键词:高中化学 问题 解决 教学策略 分析
高中化学理论知识多且比较抽象,因此,高中化学教师应结合学生实际情况,寻找解决化学教学问题的有效策略,激发学生学习化学的热情与兴趣,全面提高学生的化学素养,为其今后的工作与学习奠定坚实的基础。[1]
一、提高学生分析问题能力策略
部分学生感觉学习化学比较吃力,针对化学问题不知如何下手,究其原因在于学生分析问题的能力较差。为此,化学教师教学过程中应注重学生分析问题能力的提高。首先,当学生遇到无法解答的问题时,教师可引导学生采用比较法、演绎法、归纳法、分析法,及时寻找到问题切入点,提高化学问题的解题效率。其次,化学教学过程中教师应针对不同解题方法,进行专题训练,加强学生对解题方法的认识。最后,鼓励学生理论联系实际。化学教师教学实践中,注重鼓励学生认真观察日常生活中遇到的化学问题,通过分析问题,提出运用所学知识有效的解决办法。
另外,高中化学教师应充分利用周末时间组织学生到企业参观,一方面使学生充分认识到化学在日常生活中发挥的重要作用,另一方面通过参观为学生讲解企业生产应用到的化学知识,并适当的提出一些问题。
二、提高学生提问意识策略
提问是学生学习化学知识,正确理解化学知识的重要途径之一。为此,教师采取有效策略给学生创造良好的提问氛围,并进行积极的引导,使学生掌握有效的提问方法。
调查发现多数学生在化学课堂上不敢提问,一方面教师讲解的化学知识较多,未给学生预留充足的提问时间,另一方面因没有提问的氛围,很多学生害怕提问。
针对上述情况,教师首先应营造良好的提问氛围,即,在教学过程中教师合理安排教学内容,给学生留下充足的时间进行讨论,并鼓励学生敢于提问。同时,教师应认真、和蔼的回答学生提出的问题,使学生感觉到提问的问题被重视,尤其不能因为学生提出的问题过于简单而置之不理,影响学生提问的积极性,以此激发学生提问的热情。
同时,为了提高学生提问的有效性,避免提问时间的浪费教师应进行正确的引导,使学生掌握正确的提问方法。例如,要求学生就某一问题逐步深入的提问,提问时找出与其他知识点的区别,以对比的方式进行提问。这样以来,教师可进行针对性的回答,有助于学生问题的及时解决。
表1小组回答问题统计表格
另外,除了鼓励学生向教师提问外,还可鼓励学生之间进行提问。为此,教师可举行竞赛活动,即,将学生分成不同的小组,由其中某个小组成员向另外小组的成员进行提问,并说明每道题目的分值,最后教师根据每个小组回答的正确性情况列出统计表格(如表1所示),最终评选出优秀小组,并给予一定的奖励,以此鼓励学生参与竞赛活动的热情。活动过程中当学生无法解答提出其他学生提出的问题时,教师可进行适当的引导。通过开展这类“你问我答”活动,教师一方面可了解学生掌握化学知识的情况,另一方面通过提问可使学生认知自己学习中的不足,后期学习中有针对性的弥补。
三、提高学生学习兴趣策略
兴趣是最好的老师,浓厚的兴趣可充分调动学生的内在学习动力,提高学生化学学习成绩。为此,针对高中学生学习化学兴趣不足的问题,教师应重视从以下方面着手,以提高学生学习化学的兴趣。[2]
1.借助问题情境提高学习兴趣
生活的很多方面都蕴含着化学知识,而且高中生求知欲旺盛,因此教师应注重生活内容与化学知识的联系,创设学生比较熟悉的问题情境,在激发学生好奇心与学习兴趣的同时,提高学生应用化学知识解决实际问题的能力。例如,教师可结合硫酸泄漏事件,讲解硫酸化学性质,以及降低泄漏危害的处理方法,以此加深学生对化学知识的理解与记忆。
同时,化学发展过程中出现很多优秀的化学家,这些化学家为人类社会的进步与发展做出了不可磨灭的贡献。为此,教师在讲解化学知识时
可适当讲解一些化学家的事迹,一方面使学生充分认识到化学的重要性,另一方面促进学生探索与科学精神的培养。例如,教师讲解苯知识点时,可穿插讲解法拉第发现苯的故事,在扩展学生化学知识面的同时,提高其学习化学知识的兴趣。
2.借助化学实验提高学习兴趣
实验是高中化学教学中较为重要的组成部分,在一系列的实验中学生可对化学知识有个直观的认识,在巩固化学知识的同时,促进学生探索化学知识兴趣的提高。为此,教师应充分认识化学实验的重要性,根据教学目标合理的安排化学实验。例如,教师在讲解钠知识后,可安排实验课,要求学生在实验课上探索钠的性质。相对理论课,实验课可充分调动学生的参与热情,而且从自己动手探索中获得成就感,可进一步提升学生学习化学知识的兴趣与热情。
3.借助讨论提高学习兴趣
讨论不仅可营造活跃的课堂气氛,而且通过讨论学生可更加清晰的了解所学知识,有助于学生构建系统的知识体系。为此,高中化学教师应根据讲解的知识提出相关问题,并给学生留下充足的讨论时间,并积极鼓励学生参与到讨论之中。在讨论之中,学生可找到知识理解误区,从讨论中弥补所学知识的不足,增强学习化学知识的信心,学生学习化学知识的兴趣也因此会大大提高。[3]
四、总结
总之,针对学生反映的高中化学学习难度大的问题,教师应充分分析原因所在,加强学生分析问题能力的培养,鼓励学生敢于提问自己理解不透彻的问题,并积极寻找有效方法提高学生学习化学知识的兴趣,为促进学生化学成绩的提高创造良好的条件。
参考文献:
[1]周亚军.高中化学问题解决教学模式实施现状及教学实践研究[D].东北师范大学,2013.
对应用化学的认识和理解范文3
作为高等院校化学专业的第一门实践课程,无机化学实验起着承上启下的重要作用。结合河套学院教学实践,从重视实验预习、突出学生主体的教学方式、使用多媒体辅助教学、渗透绿色化教学等多个方面进行了探索和改进,以期适应当前对应用型人才培养的需求。
关键词:
无机化学实验;教学改革;教学实践
金融危机以来,国际经济形势的变化和实体经济的回归对我国经济发展、人才培养提出了新的挑战。随着经济的转型升级,为加强高层次技术技能人才培养,创办应用型品牌大学是地方本科院校在高等教育大众化背景下的必然选择[1]。河套学院应用化学专业积极进行转型发展,坚持“立足西部,培养高素质应用型专门人才”的办学定位,突出培养应用型、复合型、创新型人才;着力构建“尚品德、厚基础、重应用”的人才培养模式,为自治区西部转型发展提供人才保障。无机化学实验是河套学院应用化学专业第一门实践性课程,相互联系又相对独立于无机化学理论课程。通过无机化学实验课程的学习,能够帮助学生理解和巩固课堂上所学的无机化学基本理论和基本知识,更重要的是可以让学生接受实验技能的综合训练,感受科学探究的过程和方法,对于提高学生化学的学习兴趣、综合能力的发展、创新意识的培养都具有积极的意义,同时为后续实践性教学环节的实施以及学生将来从事化学化工实验工作和科学研究打下良好的基础。本文针对传统无机化学实验教学中存在的缺点和不足,及河套学院无机化学实验课程现状,提出以下几点建议和对策,作为实践课程及教学改革的一点探索。
一、重视实验教学前预习环节
在整个实验教学中,实验的预习、实验的基本操作和完成实验报告是三个必不可少的环节。实验预习是学生在实验开始前就对实验的基本内容、操作方法和步骤,以及涉及到的实验仪器和药品有一定的了解,并以实验预习报告的形式呈现,这样使学生能够在实验过程中,对实验有整体的认识,操作起来得心应手。因此,有效的实验预习不仅有利于培养和提升学生的自主学习能力,而且是实验顺利进行的前提和保证[2-3]。但是根据以往的教学经验,大部分学生把重点集中在实验操作和完成实验报告上,对实验的预习重视不够。在对学生的预习报告的检查中,发现大部分学生只是一味的“照本宣科”,为完成任务而写,达不到预习的真正目的。为使学生能够认识到实验预习的重要性,改变以往每做一步实验都要看一下实验教科书的状况,实验老师在课前应做以下工作:(1)及时通知学生实验项目,留充足的时间进行预习,并对实验内容进行简要的描述。(2)针对不同的实验类型,设定相应的实验预习报告书写要求。例如,对于验证性实验,需写出试剂的用量和滴加顺序,明确试剂的基本物理性质和化学性质,能预测实验现象,并写出相应的化学方程式,积极引导学生正确运用课堂上所学的理论知识来解释实验现象,将化学实践和理论有机结合起来;对于制备性实验,将实验步骤以流程图的形式呈现,层次清晰,简明易懂。(3)将实验中的关键步骤或注意事项设置若干数量的思考题,帮助学生搞清实验原理和实验方法,提高其分析问题、解决问题的能力。(4)根据学生书写的实验预习报告质量以百分制形式进行评分,及时记录并作为期末考查成绩指标之一,将成绩及时反馈给学生,进一步增强学生对预习报告的重视程度。
二、突出学生主体地位,培养学生自主学习和动手能力
在传统的无机化学实验中,通常是实验老师详细介绍实验原理、仪器使用方法和具体操作步骤、实验过程中的注意事项,学生只是根据老师的讲解“照葫芦画瓢”。基本上只要学生认真听讲,根据老师的思路和要求进行实验,都能得到理想的实验现象和结果。但是这种方法极大地限制了学生创造思维的培养。使得学生缺乏主动思考,独立设计实验的能力,更谈不上开拓创新了。为改变这一状态,我们采取了加强引导,鼓励学生大胆操作,勇于探索,充分发挥学生的主观能动性等措施。(一)精简讲授环节,还学生思考和动手操作时间。由于学生在实验前进行了充分的预习并书写实验报告,因此讲授重点可以集中在预习报告中的预留思考题,以讨论式或问答式的形式尽可能增加学生的参与度,充分体现以学生为主的教学模式。(二)适当转变教师和学生的角色定位,老师由原来的“指挥者”变为辅导者,并且辅导人数以15人左右为宜。这样改革的好处体现在:首先,能够及时处理学生在实验中遇到的问题,进行答疑解惑;其次,根据学生参与及操作规范情况打分,并及时记录,作为学生无机化学实验考查的参考成绩之一。以此可有效增加学生实验的紧张感,减少“浑水摸鱼”的学生,使学生能够认真对待实验,培养良好的工作习惯;再者,能够及时发现学生操作中存在的错误,予以纠正。对于普遍性的错误可以立即提醒全班学生加以防避;最后,转变角色有利于增加老师和学生之间的交流互动,以探讨形式提高学生分析问题、解决问题以及团结协作的能力,培养学生扎实的基本功。
三、多媒体技术辅助,优化教学资源
在传统无机化学实验教学中多媒体课件使用较少,浪费了大量网络资源。适当使用多媒体课件有助于拓展学生的视野,体会无机化学实验的神奇与美妙。例如,在无机化学实验基础知识教学中均已采用了多媒体形式授课。形象直观的动画和图片在一定程度上填补了嘴巴加黑板讲授的缺陷。有效地提高学生的学习兴趣。并将一些污染较大、耗时较长、有毒有害的合成类实验制作成视频进行播放,以及播放网络实验视频,增加了在实验室现行条件下无法开展的实验。这样不仅能够避免有毒有害化学物质对人体和生态环境的危害,确保实验的安全性,同时也扩大了课程容量、丰富了学生知识储备,保证实验教学对理论教学的实证支撑,完备理论知识体系,取得了良好的教学效果。
四、渗透绿色化教学理念,培养学生可持续发展观
近年来,绿色化教育正受到越来越多的关注,从倡导环境教育开始,学者们日益认识到绿色教育应具有丰富的内涵。在实验教学中融入绿色教育有利于培养学生的环保意识,培养学生尊重自然,尊重他人,追求人与自然和谐发展意识。近年来,关于绿色化教育重点集中在推广微型实验和使用绿色化学试剂两个方面,可以达到准确、安全、方便和防止环境污染的目的[4-6]。例如无机化学实验中验证性实验,完全可以在点滴板上进行,化学试剂的取用量与对应的常规实验(试管中进行)相比可以减少90%以上。这也是河套学院无机化学实验室积极改进和探索的方向和目标。此外,我们在实验过程中着重关注学生在实验过程中普遍存在着取用药品和试剂“贪多贪大”、轻易反复实验的问题。以小见大,从细节入手树立学生环保意识,节约能源,培养严谨的科学态度。以上是根据河套学院无机化学实验的实际教学情况从实验预习、实验操作中教师与学生的角色地位、教学中的辅助设备和融入绿色化概念四个方面进行的一些教学改革。教学实践中发现实验效率明显提高,教学效果显著改善。但是在地方本科院校向应用型大学转型的背景下,要满足当今社会对应用技术型人才的需求,培养符合地区发展的化学专业人才。我们需要付出更多的努力,对于无机化学实验改革的继续深入研究和探索仍是十分必要的。
参考文献
[1]朱刚,吴雪梅,焦宝娟等.化工专业无机化学实验教学改革与实践[J].广东化工,2016,43(1).
[2]马占营,孙家娟,范广,等.浅议无机化学实验预习记录[J].实验室科学,2015,18(3).
[3]徐玲,王丽辉,王艳丽,等.高等院校无机化学实验课程教学综合改革[J].西部素质教育,2016,2(4).
[4]陈容,刘春.高校无机化学实验绿色化探析[J].广东化工,2016,43(4):134.
[5]陈建平,黄月琴.浅谈无机化学实验的绿色化[J].淮南师范学院学报,2011,3.
对应用化学的认识和理解范文4
关键词:科学技术;化学学科;发展趋势;化学教学;启示
文章编号:1005C6629(2016)10C0003C05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
3 展望化学科学的发展趋势
世界很奇妙,未解之谜不少。尽管现代科学技术已经揭开了不少谜底,取得了很大成就,仍然有许多问题尚未解决,仍然会不断地发现、产生新的问题,在这些问题中有相当大的部分通常归属于化学问题,需要化学科学来解决。一般地说,化学问题可以分为3大类:第一类是关于物质组成、结构、性能、合成、检测等等的“纯粹化学”问题,例如“三氧化二碳分子具有什么样的结构?”“三氧化二碳有哪些性质?”“怎样制取三氧化二碳?”等。第二类是人类生活、生存和现代社会迫切需要化学解决的现实问题,例如“怎样制造效果更好、副作用更小的新药物?”“人类能不能实时监测自身的化学变化?”“石墨烯能直接应用于日常生活吗?”等,这类问题可以称为“应用化学问题”。第三类是跟化学有密切关系,又需要多学科联袂协同解决的科学问题,例如宇宙的构成、起源与演化问题;生命的起源与演化问题以及“意识和理智是怎样形成的?”“大脑如何思考、如何形成记忆?”“环境如何影响人类基因?”“怎样消除环境污染?”“如何捕获更多的太阳能?”“能否有选择地切断某些免疫反应?”等,这类问题既是基本的又是复杂的,可以称为“跨学科问题”。
这些问题的解决,不仅需要新的化学知识,也将促进化学科学继续发展。
根据解决未来化学问题的需要,可以进一步概括未来化学科学的发展趋势主要是[22,23]:
3.1 由研究简单化学体系向研究复杂化学体系发展
19世纪的化学是在原子的层次上认识和研究物质,主要研究原子的组合和排布,是“原子的科学”(参见恩格斯《自然辩证法》)。20世纪的化学合成了大量的分子,研究了分子中的化学键及其本质、分子的相互作用,高分子材料和生物分子的结构与功能等,主要是在分子的层次上认识和研究物质,被认为是研究分子的科学。21世纪的化学不但研究原子、分子,而且进一步研究分子片、结构单元、高分子、原子分子团簇、超分子、生物大分子、分子和原子各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应,制备、剪裁和组装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,生理和生物活性及其输运和调控的作用机制,以及上述各方面的规律、相互关系和应用等,使21世纪的化学越来越成为研究泛分子的科学,由研究简单化学体系向研究复杂化学体系发展。
3.2 由研究简单反应体系向研究复杂反应体系发展
现代化学的研究对象不但由研究简单微粒向研究复杂微粒发展,而且呈现由研究简单反应向研究复杂反应,即向分子群研究深入的发展趋势。近代化学对多分子反应是无能为力的,远远不能满足实际需要。一个活细胞内往往有几十种酶同时催化许多化学反应,研究生物体内的化学反应,就要研究多个分子甚至一大群分子间的反应。生物机体的活动常常同时发生几十个甚至几百个化学反应,生物体为延续生命所发生的化学反应就更加多了。因此,研究复杂的反应体系成为化学科学发展的趋势之一是很自然的。
近代化学致力于获得物质世界的简单的基本解,总是尽可能地把复杂的化学体系简化成简单的体系、孤立的体系来探索其中的分子及其反应,用微观来解释宏观。随着认识的不断发展,人们逐步认识到必须回归复杂性,在实际情境中研究复杂系统,越来越重视对复杂化学体系的研究。所谓复杂体系,既包括组分复杂性,也包括结构复杂性、状态复杂性和过程复杂性。多组分体系、分子群反应、开放体系、耗散结构、非平衡态、亚稳态等等复杂化学体系都成为现代化学的研究对象。同时,化学家开始注重在动态背景中对物质进行研究,而不再局限于静态。例如,在生物细胞膜背景中研究类脂分子的生物化学行为,在高级结构背景中研究蛋白质的功能行为等等。生命过程中的物质代谢都是通过一系列催化反应,而且是高效率的专一的催化反应进行的。可以预期,在未来化学中催化反应将会有极大的发展。
由原子层次到分子层次再到泛分子层次,体系的复杂性正是逐步增加的。复杂系统中的化学过程是研究复杂系统的核心问题,未来化学还需研究宽时间范围的化学行为,研究化学进化和化学演化,建立跟踪分析方法,发展过程理论。
3.3 由注重结构-性质关系向注重组成-结构-性质-功能关系发展
所谓结构是事物内部各组成要素的结合方式,反映着各组成要素的相互联系。性质是事物本身所具有的属性,能反映事物与外部其他事物的联系,而且这种联系往往不是太复杂的。功能则是事物能够满足某种需求的一种属性,是系统作用于他物的能力,其机制往往是比较复杂的。功能所发挥的作用一般都是正面的、有利的;性质则无正面、负面之分,或者说既包括正面的也包括负面的。组成、结构、性质、功能之间既有密切联系又有所区别。对于简单系统,注意其结构与性质的联系就足以认识和了解对象系统了,因而通常就只关注简单系统的结构与性质的联系。对于复杂系统来说,其性质在内部不是均匀分布的,难以用来完整地说明系统的内部和外部作用,相对来说功能更显重要,而结构对于功能往往有着决定性的影响。因此,了解结构与功能的相互联系,实行结构研究与功能研究结合,成为认识和了解复杂系统的重要方法。对于未来化学来说,研究结构时研究高级结构应该更为重要,基于结构、功能关系来设计、合成新功能分子或功能材料;基于分子或合成子组装的合成、构筑高级结构的研究,包括控制大分子缠绕、折叠和多层次有序聚集研究;基于模拟生物材料形成过程的合成方法研究等将得到进一步发展。上述所谓高级结构都是由结构单元分子组合成的,是以分子间弱相互作用为基础的。
前已述及,现代化学科学的研究对象已由相对简单的化学系统逐步转变为复杂的化学系统。与此对应,在研究的侧重点上,现代化学科学呈现出由注重结构-性质关系向注重组成-结构-性质-功能关系发展的特点。
3.4 由偶然发现向自觉寻找或发明发展
19世纪化学的研究方法主要是实验方法,因而被称为实验的科学,化学的新发现也常常具有偶然性。到了20世纪下半叶,随着量子化学在化学中的应用,化学不再是纯粹的实验科学了。许多高难度的合成工作都事先根据理论设计,然后决定合成路线。稀有气体化合物的发现、维生素B12在轨道对称性守恒原理指导下的成功合成等等,都凸显了理论化学的重要性。1998年诺贝尔化学奖的颁奖公告就宣称:“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具,将化学带入一个新时代,在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了。”
为了满足未来社会的种种要求,需要发展新的反应(例如绿色技术要求)。随着对化学反应本质的理解,特别是分子识别概念的引入,进一步综合考虑反应分子间各种作用力所起的作用,就有可能设计新的反应,发明创造新的反应,尤其在不对称合成反应和催化反应的发明创造方面。预计在未来,理论和计算方法的应用将大大加强,理论对实验研究起指导作用,理论和实验更加密切结合,使实验探究获得较强的自觉性,未来化学将实现由发现反应到发明反应的飞跃。化学思想、化学方法学、化学哲学的讨论也会引起越来越多的人的兴趣。
3.5 由应用传统手段向应用现代科学技术和现代信息技术发展
为了解决新问题、解决越来越复杂的问题,需要新的思路、新的过程和新的方法。因此,在21世纪,化学科学的新方法、新手段会层出不穷。
例如,合成化学始终是化学的根本任务。为了适应各种新功能分子的合成需求,合成设计必须有新的发展,尤其是对各种功能性分子聚集体的制备,需要研究过去化学家较为陌生的组装问题。未来的合成化学将从化合物的经典合成方法扩展到包含组装等在内的广义合成,以求得到能实际应用的分子器件和组装体。有人概括新合成方法的特点是“十化”:芯片化,组合化,模板化,定向化,设计化,基因工程化,自组装化,手性化,原子经济化,绿色化。引进酶技术、仿生技术、膜技术等新的实验技术,则将有力地促进生物机体和生命秘密的研究。
再如,分析化学将进一步吸收大量物理方法、生物学方法、电子学和信息科学方法,发展成为分析科学,大大拓宽应用范围。分析方法的发展趋势也被概括为“十化”:微型化芯片化、仿生化、在线化、实时化、原位化、在体化、智能化、信息化、高灵敏化、高选择性化、单原子化或单分子化。单分子光谱、单分子检测,搬运和调控的技术受到重视;以分离和分析方法连用,合成和分离方法连用,合成、分离和分析方法连用为内容的“三连用”将是很普遍的现象。
化学实验将趋向高技术化、自动化、微型化和超微型化,以节省能源、节省材料、节省时间、减少污染。
计算机技术的发展,尤其是分子结构与性能的计算机数据库的建立以及分子模建技术的发展,使得化学中的分子设计、合成设计以及进一步的反应设计有了很好的助手和工具,模型和计算机虚拟将成为化学的新方法。化学体系的组成-结构-性质-功能信息和大数据以及化学过程的各种信息和大数据将有力地促进对复杂化学系统的研究。
随着计算机性能的逐步提高,计算化学将会有进一步的大发展。未来的智能化计算机将能进行学习,帮助化学家更好地进行实验模拟、实验设计以及实验控制,应用机器来设计、合成分子将越来越多。计算机技术以及化学信息学技术、大数据技术将为化学在新世纪迅速发展插翅添翼。
此外,化学将由单科闭门独干向多学科相互渗透、交叉、协同发展,这一趋势在此不再赘述。
4 科学技术及化学科学新发展对化学教学的启示
未来化学将会在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用;推动材料科学进一步发展;在解决食物短缺问题、治理环境、提高人类生存质量和生存安全、拓展人类化学认知的广度深度等方面继续起保证作用。因此,化学应该成为高中阶段的一门重要的科学课程。
科学技术和化学学科新的发展和趋势无疑会影响化学教学的内容。例如,合成、组装复杂分子的过程包含着分子识别过程,充实、提高和普及分子识别这一观念可能是现代化学教育的重要任务之一。但是,这不是最主要的。笔者认为,最主要的是:
4.1 注重研究思路、方法和创新的感悟、体会与训练
科学技术和化学学科的新发展是科学创新的成果,它给化学教学的重要启示之一就是要注重培养学生的创新意识和创新能力。
要培养好学生的创新能力,首先要注意通过对典型创新成果的分析、讨论来影响、启发学生,培养学生具有浓厚的创新兴趣和强烈的创新意识。
其次要注意引导学生感悟、概括典型创新成果的研究思路和方法,形成体会并适当安排相应训练。所谓研究思路是认知策略的具体表现形式,实质上就是认知策略,是开展认知活动的指导思想、行动规则和组织实施的依据,是认知活动过程和方法的精髓、灵魂和本质特征,是认知活动、认知智慧的核心成分,决定着认知活动的成败。认知活动越复杂,认知策略的关键作用就越强,越是要予以注意。
有关的知识和经验是认知智慧的基础,没有它们,认知策略就不能形成。有关的操作技能等决定着认知策略能不能落实、能不能具体化、能不能转化为实践。但是,它们绝不是认知策略本身。因此,绝不能用创新成果的知识灌输和操作训练来代替创新研究思路、方法的感悟与体会。
4.2 注意学科思想(观念)的渗透、领悟和发展
根据现代化学的特点和发展趋势,高中化学课程应该注意用恰当的方法把先进的观念介绍给学生,例如关于物质微粒及其相互作用的多样性和多层次性、微粒尺度对物质性质的影响、跟自然和谐相处等等,要认真清除传统教学内容中的形而上学观念,对学生进行生动的辩证唯物主义教育。
学科思想(或学科观念)有助于学生理解、接受和掌握有关知识,十分重要,但绝不能一成不变地教条式记忆。在化学教学中注意渗透化学学科思想(观念)并适时总结、适时发展提升、注意应用,有助于学生学好化学,把握真谛。以化学微粒观为例,有人在学生刚学习分子、原子时就强调掌握微粒观,这是违反观念形成规律的,是不适宜的。另一种情况则是:在初三化学学习了分子、原子之后,就再也不提微粒观,不重视微粒观的应用,更不重视微粒观的发展,觉得已经强调过了、“无话可讲”了。其实在后续的学习中,不仅在涉及微观过程或者涉及微粒相互作用、相互影响时可以涉及微粒观,在涉及物质微粒及其相互作用多样性和多层次性时、涉及复杂化学体系的高级结构、涉及各种泛分子时都是应用微粒观、发展提升微粒观,使学生更好地掌握微粒观的好时机。
4.3 注重立德树人,促进全面发展
在科学技术不断发展、造福人类,并涌现许多用科学技术服务民族、服务国家、服务人类的楷模的同时,也存在着害人科技、犯罪科技等危害人类的负面现象,例如考场高科技作弊、高仿真犯罪、电信诈骗、伪基站、网络病毒、恶意软件、电脑犯罪、网络盗窃、计算机高频下单炒股、致幻剂、high药、新化学、瘦肉精、地沟油、三聚氰胺奶、苏丹红鸭蛋、甲醛鱿鱼、硫磺枸杞、孔雀石绿防腐鱼、染色“黄花鱼”、假鸡蛋、滥用反式脂肪酸和塑化剂,等等。“发明”这些害人科技、犯罪科技的人都是掌握了有关科学技术的人!至于明知故犯,私排有害化学品或滥用化学制品造成公害、污染环境的人就更多了。严峻的事实从反面警醒我们:科学技术教育一定要注重立德树人,注重进行道德伦理教育,一定要关注学生的全面发展,努力促进学生全面发展。
根据现代化学的特点和发展趋势,中学化学课程还应该通过生动具体的事例让学生体会化学跟其他学科的密切联系,知道化学是生命科学、材料科学、环境科学以及信息科学进一步发展的重要基础,认识到在基础教育阶段偏科是不应该的。
4.4 培养学习兴趣,切忌吓跑学生
根据现代化学的特点和发展趋势,中学化学课程应该注意引导学生大致了解现代化学的目标、任务、对象、内容、方法、手段、重要领域和成就,了解化学的视野逐步扩大,增强他们学习化学的兴趣。
复杂的学习内容往往显得比较艰深、枯燥,特别需要浓厚的学习兴趣支撑。复杂的学习内容不是注定跟学习兴趣有矛盾、有冲突的。与此相反,几乎每一个复杂研究成果都是在巨大兴趣的推动下取得的。研究活动如此,学习活动也应该如此,关键在于要对内容、形式、方法等作适当的处理加工,而不是简单、粗暴地灌输。
在化学学科新发展中有许多生动的例子。例如,固相表面催化是复杂的,通常似乎难以激发学习兴趣。如果在基于煤转化的有机合成工业的教学中,适当介绍一点微观机理过程,结合模型或示意图介绍中科院包信和院士研究团队巧妙地用部分还原的复合氧化物作催化剂,让CO分子在催化剂氧缺陷位上吸附并解离;气相氢分子选择性地与解离生成的C原子反应生成亚甲基自由基;催化剂表面CO解离生成的氧原子倾向性地与另一个CO反应形成CO2;亚甲基自由基迅速进入分子筛孔道,在孔道限域环境中进行择形偶联反应定向生成低碳烯烃而不是在催化剂表面停留或发生表面聚合反应。通过以CO替代H2来消除烃类形成中多余的氧原子,在反应不改变CO2总排放的情况下,摒弃了水煤气变换反应,从原理上开创了一条低耗水进行煤转化的新途径。同时,创造性将氧化物催化剂与分子筛复合,巧妙地实现CO活化和中间体偶联等两种催化活性中心的有效分离,把费托过程中“漫无目的”生长的自由基控制在一个“笼子”(分子筛)里,使其变成想要的目标产物(低碳烯烃);介绍美国《科学》杂志以“令人惊奇的选择性”为题发表专家评述,认为该过程未来在工业上将具有巨大的竞争力等背景知识,学习要求则不提高……这样做可以让学生体会征服困难、获得成功的喜悦,激发他们学习和探究的兴趣。
现今的中学化学教学以刷题训练为主,而且考试难度大幅度提高,导致不少学生失去学习兴趣。在实行升学选考后,选考化学的人数显著减少,在一些地方已影响到化学课的正常开设,这个教训必须吸取。
4.5 痛下决心,切实改革课程、教材、训练与考试
现代科学技术发展和社会发展的需要,使现代化学面临着一轮新的变革和发展。对此,高中化学课程需要建立一种灵活的机制,以便于及时地反映现代化学迅速发展、变化着的特点和进展,及时调整中学化学的内容,加强课程内容的现代化,把符合现代化学特点和发展趋势的基础性内容介绍给中学生,并且提供选择机会使他们能对现代化学的某些领域或者研究案例作比较深入的了解,等等。
目前我们的基础教育已经被升学应试绑架,虽然形形的改革措施不断出台,实际上应试教育愈演愈烈,学生以及教师、家长的负担很重,严重影响了学生全面发展和人才健康成长,迫切需要痛下决心,全面改革课程、教材、训练与考试。这是一个复杂、庞大、艰难的系统工程,我们期待、祝愿它早日成功。
参考文献:
对应用化学的认识和理解范文5
关键词:高中化学;课堂教学;体验;学科味道
文章编号:1008-0546(2014)01-0008-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.003
你喜欢化学吗?如果你是一名从事化学教育的工作者,你用这个问题去问你的学生,你是不是觉得学生的回答越来越让你失望了呢?
随着高中课程改革不断地向前推进,高中化学课程的功能正在从单纯注重知识的传授向尊重学生的个性、引导学生学会学习、学会健康快乐的生活、一切为了学生的可持续发展的方向转变。但是由于长期以来的传统教育形成的思维定势和功利主义的影响,以教为主的思想还在严重地影响着课程功能的转变。这导致了化学教学活动中本来应该以学生为主体,体验为主导的教学理念得不到落实,使得学生被老师精心设计的教学安排给边缘化了,学习中的过程体验也就荡然无存,使得现在的学生不太喜欢化学学科,其内在的是不喜欢传统的教学模式,无学科味道。他们急切地需要参与到教学活动中来,并且作为教学活动的主导者,但他们的需求在长期得不到满足的情况下,就缺乏学习化学的兴趣,造成教师教得累,学生也学得累,这严重地阻碍着新课程改革的进行。如何在高中化学课堂教学中让学生进行学习的过程体验,并让学生喜欢上化学,师生共同品味化学学科独特的学科味道,笔者结合自己的教学实际和体验学习理论提出了自己的一些见解。
一、过程体验的指导理论——体验学习理论
教育领域的学习理论有多种,比如认知学习理论、行为学习理论、体验学习理论等。体验学习理论是1984年美国人大卫·科尔伯提出的。这一理论建立在杜威的实用主义哲学、莱文的社会哲学、皮亚杰的认知发展论等理论的基础之上;强调学习过程中体验的核心角色和情感成分对学习的作用,旨在用“体验”这个词来区分体验学习理论和传统的认知学习理论与行为学习理论:并在此基础上构建了体验学习模型——“体验学习圈”(见下图)。体验学习圈模型主要包括四个步骤,分别是:具体体验、反思观察、抽象概括、主动实践(积极尝试),这四个步骤构成一个完整的学习循环。
由此可见,注重过程体验这一教学行为的指导理论就是体验学习理论。
著名教学家苏霍姆林斯基说过,人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。体验学习理论就满足了人的这种需要。在化学课堂的教学过程中,运用该理论组织教学,让学生主动地参与教学活动,用自己的各种感官去感受、处理、贮存、应用化学教学过程中的各种信息。体验学习理论最能符合新课程改革的理念。
二、过程体验中化学学科味道的呈现——学生喜欢化学的源泉
有这样一个问题:你教过的学生里,有多少学生在做与化学密切相关的工作?如果答案是几乎没有,那么在一定程度上说明你在教学过程中没有将化学学科的味道或者化学学科的特点充分地呈现出来,没有让你的学生从内心深处喜欢上化学。
什么是化学学科味道呢?化学学科味道就是指化学学科特点。
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学学科的灵魂。通过化学实验可以探索物质的性质,促进理论的发展。化学实验的探究是化学学科的最大的味道,也即化学学科的最大特点。
化学物质是成千上万的,化学现象和性质也是非常复杂的,遇到了具体的化学问题如何解决?用什么方法解决?如何呈现出解决的方案?这就是化学学科的又一学科味道,即化学的思维、语言和方法。比如在课堂上问学生:金属镁的熔点为什么比铝低?较多的学生会回答:因为镁比铝活泼。“熔点低”是物理性质,“活泼”是化学性质,这两者是根本不能用来解释的。这种答案反映出在这样类似的问题上,较多的学生还没有形成用化学思维来回答问题的思维习惯。在化学学科中,有一些很重要的化学思维,如:结构决定性质(物理性质、化学性质)、性质决定现象、性质决定用途、性质决定存在。也就是说解释性质要从结构入手,解释现象、用途、存在等要从性质入手。由此可见,金属镁的熔点比铝低的原因是:Mg的半径比Al大,单位体积内的自由电子数Mg比Al少,金属键Mg比Al弱。
在纷繁的物质化学性质中,用化学学科语言将其呈现出来是一种抽象的美,比如化学反应方程式。
学生如何看待化学学科关系到化学学科的是否可持续发展,化学给人类带来了哪些影响?曾经化学是人类社会进步的关键。但现在的社会上出现的与化学有关的种种现象:毒生姜、塑化剂、镉大米……化学学科的价值取向是什么?这也是化学学科味道之一。
化学学科的味道,主要体现在化学实验(探究)、化学的思维、语言和方法以及化学学科的价值取向。上化学课,就得上出化学课的味道,让学生在课堂上体验着过程,品味着化学学科的味道,慢慢地从内心喜欢上化学。
三、课堂教学中注重过程体验、品味化学学科味道的具体应用
1. 注重课堂教学过程中学生的实验操作体验
化学实验既是化学课程的内容,也是学习化学的重要工具,更是学生“体验”的有效途径,通过实验来验证自己的想法是否正确,养成不唯书、不唯上、不依赖任何权威的良好习惯。强调化学实验,其目的不仅仅在于获得所谓的“正确实验结果”,更重要的是使学生经历和体验了获得实验结果的探索过程,有了这样的经历和体验,学生才会对什么是科学有较为深刻的理解。所以在化学教学的课堂上大胆地让学生亲自完成可控条件下的探索实验是体验的重要途径,也是让学生品味化学学科味道的重要方法。现举例说明:
在完成苏教版《化学1》有关硝酸的内容教学后,笔者进行了如下的设计:
教师:展示一瓶无标签的未知溶液(溶质只有一种),设计实验证明该溶液是否为KNO3溶液。写出需要的实验用品和实验步骤。
学生:分组相互讨论后得出方案:先焰色反应检验是否有K+,再检验NO3-。
老师:检查各组方案,目的确保实验安全。
学生:进行实验并进行反思、操作的改进。
教师:引导学生进行总结,得出正确的实验方案。
师生:将完整的正确实验方案和步骤齐声朗读一遍,共同品味化学学科味道。
通过这样的教学设计,学生对硝酸根离子的检验一定会印象深刻,更重要的是体验到了学习的过程,增强了学习化学的兴趣,感受和品味到了化学学科的味道。
再比如乙酸乙酯的制取实验:
教师:给出右图实验装置图和相关物质的信息(熔沸点、溶解性)。
学生:动手做实验。
教师:巡视、指导。
学生:完成实验后反思。
师生:共同评价实验的过程和结果(大概内容见下):
(1)暴沸的问题;
(2)滴加药品的最佳顺序的问题;
(3)倒吸的问题;
(4)温度控制的问题;
(5)饱和碳酸钠的作用问题。
除了通过实验操作这个真实的环境使学生进行操作体验外,还可以创设模拟的环境让学生体验。比如有机物中的同分异构体问题、尤其是有机物分子共线共面的问题。让学生搭建有机物分子的球棍模型,在搭建的过程中体验单键是可以旋转的、双键是不可以旋转的等重要的空间知识。通过这种模拟的体验,抽象的事物就有了具体的感觉,纸面上的平面结构就能与实践体验过程的立体结构对应起来了,处理有机物线面问题就很容易了。
2. 注重学生课堂上对化学问题的表述体验
化学学科有着独特的化学思维和方法以及化学用语,用化学语言将课堂上对化学问题的思考过程和结果正确有序地呈现出来是很重要的学习体验过程。在课堂教学中要多给学生这样表述或文字表达的机会,因为学生在表述的过程中也是对化学问题体验后的思考,是内心活动,也是一种思想层面的体验过程。规范正确地使用化学用语也能呈现出化学学科的味道。
比如:
教师:水为什么比甲烷稳定?
学生:因为水中含有氢键。
这个问题看似很简单,其实这里隐含着稳定性、氢键、共价键的强弱、化学性质等化学用语,对这些化学用语必须熟悉并能够正确理解相互关系才能正确地回答出这个问题。氢键的存在影响的物理性质,如熔沸点、溶解性等,对于水中氢键存在于分子间,分子内是H—O共价键。物质稳定性是指物质的化学性质,与物质的结构尤其是化学键的强弱密切相关。所以这个问题的正确答案是:因为氧原子半径比碳原子半径小,H—O共价键比C—H共价键的键长短,更牢固,所以水比甲烷稳定。
化学用语固然很重要,但在化学学科中对化学问题表述时融合化学用语的修饰语也非常重要。
教师:设计实验检验CH3CH2Br中的溴原子。将步骤用文字表达出来。
学生:①用试管取少量的CH3CH2Br,加入足量的NaOH溶液;
②加热,充分反应;冷却;
③滴加过量稀HNO3使溶液呈酸性,再加AgNO3溶液;
④若产生浅黄色沉淀,说明存在溴原子。
以上加着重号的文字中“少量”的表述是体现学生在实验中使用药品的节约意识,“过量”的表述是体现学生在实际操作实验中的量的意识问题。通过在课堂上的活动探究的体验以及表述的体验,学生明白了实验方案表述的主要化学思路:先操作,再现象,最后结论。
对化学问题的表述可以是文字的也可以是图像的。建立图像模型可以很直观地将复杂问题简单化。如在复习电化学知识的时候,教师展示左图,要求学生在图上标出电极名称、电子、离子、电流迁移方向。学生相互之间讨论得出右图的结果。
最终的这幅图是由学生参与,通过讨论得出的,它系统的梳理了电化学的基本知识,而这些知识又是学生容易混淆的。通过对图像的描画,表面上是对知识的体验,其实是对学习方法的体验:最有价值的知识是关于方法的知识。
3. 注重课堂教学过程中学生的实际生活的体验
化学作为自然学科,其功能就是让人们能舒适、健康、快乐地生活。所以化学与我们的生活密不可分。课堂教学过程中一定要注重这一点,并且在教学设计中要有明显的体现。在教学设计准备之前,就应该思考哪些教学内容是与生活密切相关的,能不能引入教学过程中?材料如何去寻找?什么样的材料才是最合适的?
比如:在设计分散系、胶体等内容的教学的时候,雾霾和PM2.5是一个绝对不能回避的问题。什么是雾?什么是霾?雾霾与哪些因素有关?什么是PM2.5?PM2.5分散在空气中形成的是气溶胶吗?将这些问题合适安排在教学环节中,使学生能够用化学知识来解释化学问题!
在复习有机物的性质的时候,可以叫学生从家里寻找带有化学名称或结构的有机物的图片来课堂展示。再此基础上开展对有机物性质的复习。可能有如下的图片:
针对上面的有机物(常见的治疗高血压的药物硝苯地平片)的结构,设计了以下几个问题:
(1)含有的官能团有哪些?
(2)能否与NaOH溶液反应?
(3)能否与盐酸反应?
(4)能否与H2、Br2反应?
(5)能否使酸性高锰酸钾褪色?
美国教育家布朗认为:“学习的环境应该放在真实问题的背景中,使它对学生有意义。”这里的“真实问题”显然是指学生的生活实际。“问渠哪得清如许,为有源头活水来”,学生的生活实际,就是课堂教学的源头活水。在化学教学中,教师要使教学更具针对性、实效性和主动性,就应充分挖掘贴近学生生活的信息资源。难忘的化学学习体验,就要让学生在真实的生活里,用自己的亲历感悟化学的魅力,提高自己的能力,同时也加强了课堂与“真实世界”之间的联系。
4. 注重化学学科价值观的呈现
化学学科价值观的内涵是非常丰富的,它包括实事求是的科学态度、锲而不舍的探索科研精神、量变到质变的哲学思想等,这些价值观对于培养成功的化学家是很重要的,但培养对人类社会的进步作出贡献的化学家才是最重要的。这就需要对化学学科本身的价值观有正确的认识:化学是一把双刃剑,好的一面可以造福人类社会、坏的一面可以阻碍人类社会的发展、带来无尽的痛苦。所以在课堂的教学过程中教师在这方面的观点必须明确:支持、赞扬为人类的健康发展进行的科学研究;鄙视利用化学知识损害人类健康和自然环境的行为。
总之,注重课堂上的体验就是由“以知识为本”转向“以学生发展为本”,由“课程是知识”转向“课程是经验”,就是将教师精心设计掉的体验过程或者说是经历还给学生。让学生充分享有亲身体验的权利,“体验”让学生成为教学的主体,参与知识构建的完整过程,成为学习主人,使学习成为学生自觉的行为。在体验的学习过程中,享受化学学科的味道,从内心深处喜欢上化学。敢于转变教学观念,让体验始终贯穿课堂教学的整个过程,让学生真正成为课堂的主人,才能够让课堂高效,才能够改变高中化学教学的现状,促进新课程改革的向前推进。
参考文献
[1] 纪锋.重视学生自主实验 培养学生创新能力[J].化学教与学,2013,(5)
对应用化学的认识和理解范文6
根据不同专业的培养目标以及教学对象的特点,我们在实验教学内容上进行了精心的选择和安排,教学课程内容注重培养学生的基本实验技能。基本实验操作训练部分占总学时数约30%,综合性实验占40%,研究性实验占20%,设计性实验内容占10%。充分考虑基本实验方法和技术出现的顺序及频率,重要的实验操作至少要训练两次以上,帮助学生灵活运用这些实验基本功打好基础。为此前期我们安排熔点和沸点测定、常压蒸馏、水蒸气蒸馏、折光率测定、旋光度测定、重结晶等实验,尽可能对各种基础操作进行训练。运用前期所学的实验方法和操作技术,对物质进行合成,然后对产品进行鉴定及含量分析,对学生实验技能的综合训练做到由浅到深、由简到繁、循序渐进。
2开设多步骤合成实验培养学生综合能力
在有机实验教学安排上,一般是学生先做一些基本实验。掌握了一些基本实验方法、实验技术,经综合性实验的训练。进行设计实验实践。因此,在学生掌握了一些最基本的操作技术,完成了一定数量的有代表性的、典型的、重要的有机反应类型的制备实验之后。尽可能将单个的合成实验变成多步骤的合成实验,用前一步反应所得的产品,作为后一步反应的原料,即多步骤有机合成。比如可以设计合成1-溴-2甲基-3硝基苯。该系列实验涉及到的基本操作有滴液漏斗的使用、回流、蒸馏、萃取分离、重结晶、抽滤、熔点的测定、脱色等。涉及到的反应有苯的卤化、烷基化、硝化、磺化及去磺化等诸多反应。在这个实验中,学生能获得较多的信息,较深刻的理解到欲给甲苯的邻位引入硝基或卤素,首先要利用磺酰基对位进行占位反应,从而避免对位产物的生成。由于是系列实验,每一步产品的产率及纯度都关系到下一步实验能否进行,学生必须仔细认真地对待每一步反应和每一步操作。通过这些操作既加强了基本实验技能的训练,又加强了理论与实际的联系,并且前一反应的产物要用来作为后一反应的原料,因此对中间产物的质和量提出了较高的要求,杜绝了部分学生的弄虚作假。培养了学生实事求是的科学态度。
3渗透绿色化学理念,引入现代有机化学实验技术与方法
(1)我们在实验教学过程中有意识地向学生渗透环保意识,使学生充分认识到保护环境必须要“从自我做起”,从而养成良好的实验行为习惯,在实验中所产生的废液必须分类回收,如果可能尽量做到循环利用,尽可能做到“三废”对环境的零排放。(2)对某些有毒反应,寻找无毒替代物。如间二硝基苯的制备实验,所用的原料硝基苯及产物间二硝基苯均为剧毒致癌化学物质,我们选用毒性较小甲基橙制备实验取代间二硝基苯的制备实验。而甲基橙为实验室常用酸碱指示剂,可以大大增加了学生对甲基橙合成的兴趣。(3)充分利用学生的产品,将该反应产品作为另一反应的原料,实现无废物排放。如上面实验合成的甲基橙,甲基橙可以作为光催化降解的模型化合物,甲基橙可以被分解为无毒的小分子。
4选择联系学生专业的实验内容
基于我校化学、材料及生物类专业毕业后大部分将从事与化学、材料及生物制药有关的工作,教学上有意为学生将来的发展做好知识方面的储备。在实验教学中,我们在教学内容上根据专业的不同,选择了一些与专业联系紧密的实验内容,如:针对高分子材料专业及金属材料专业我们选择双酚A(BPA)的制备实验作为教学内容,双酚A是一种用途很广泛的化工原料。它是双酚A型环氧树脂及聚碳酸酯等化工产品的合成原料。双酚A主要是通过苯酚和丙酮的缩合反应来制备,一般用盐酸、硫酸等质子酸作为催化剂。由于高分子专业及金属材料专业在后续课程中会讲到环氧树脂及环氧树脂涂料的制备。前期的实验会让学生对环氧树脂有更深的认识。另外我们也适当增加了精细有机合成,天然有机物提取等实验内容如针对应用化学专业开设具有解热、镇痛和消炎作用阿司匹林的制备实验。对生物工程专业学生开设茶叶中提取可作为中枢神经兴奋药的“咖啡因“等。这些实验既激发了学生学习有机化学的兴趣,又培养了学生将实验成果及时转化为经济效益的意识。
5建立开放型实验室,培养学生的创新能力
创新教育应当融入所有教学环节,让学生多接触需要发现、分析和解决的问题,进行思维训练和实践锻炼。首先,加强开放性实验项目的设置与管理。开放性实验项目目前已成为应用化学专业培养方案的一个有机组成部分。而且有的项目还根据低年级与高年级学生知识水平和实验动手能力的差异,因材施教,把科学研究训练、科研实践训练分成要求不同的两个层次,使低年级学生尽早接受研究气氛的熏陶;高年级学生的训练选题则尽量与教师的科研课题结合,条件具备的还与其毕业论文工作相衔接,使他们得到系统和全面的锻炼,以期获得更好的效果。在开放性实验方面,我们针对基础较扎实,求知欲较强,对化学有浓厚兴趣的学生开展“大学生创新与实践活动”。其形式将学院论证、设立由教师或学生建议的具有科研或开发背景的课题与项目,然后由学生自行组合的小组(3~5人)在教师的指导下完成研究工作,提交研究论文或研究报告。通过这种活动进一步提高学生的实践能力和综合素养,了解科学研究方法,鼓励他们积极参与各项竞争,展示自己的才华。其次,继续组织学生积极参加省内外的各类竞赛,如课程竞赛、化学实验竞赛等。以江苏省化学化工实验竞赛为例,参赛以小组为单位进行,要求参赛者针对一个综合的化学问题,设计出制备、分离、分析等详细步骤,包括提出所需药品及仪器设备的要求,完成论文式报告,并进行答辩。这种竞赛方式可以综合考察学生的分析解决问题的创造力、实验动手能力、数据处理能力、科研论文撰写能力及口头表达能力。通过这种竞赛可以总体考察学生在化学学习与实践中的能力和团队合作精神;检验化学教学的状况。
6改革实验考核体系,实现客观全面评价
考核是实验课的重要组成部分,是对学生掌握知识水平的操作技能情况的综合客观评价。(1)考前开放实验室,给学生创造良好的复习条件。考前将整个学期的实验仪器都摆出来,学生可以来实验室进行复习,并有教师辅导。(2)正确拟定考核题目,制定统一评分标准。命题原则是以大纲为依据,注意不偏离所学的基本内容,又要考核学生灵活运用所学过知识和技能;既要反应基本要求,又要有综合试题,使考试真正能够起到对学生全面检查,并利于提高学生分析问题和解决问题的能力。(3)以组为单位,现场观摩,单兵考核。每班学生分成四组,每组7~8人,以小组为单位分批进入实验室现场考核。按序抽签,单兵考核,其他学生现场观摩。现场抽签,使学生无法猜题,这就促使学生必须对本学期所学的内容进行全面的复习,考前开放实验室,学生积极参加,扭转学生死记硬背应付考试的被动局面。现场观摩受益面大,效果好。每个学生虽然只抽一个考题,但要观摩6~7个学生的考试,观摩别人可以发现自己的问题。(4)评定总结。小组考核完毕后,学生进行评定总结,由于考核情况相互了解,学生发言积极,气氛活跃,最好老师补充总结。小组讲评,既肯定成绩,又指出存在的问题,激发了学生的进取精神,活跃了学习氛围。教学实践证明,改革实验考核方法,严格实验教学管理,不但使学生对实验课的重视程度加强,也使学生的操作技能得到进一步加强。
7总结