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摘要:
针对有机化学实验对环境污染问题,介绍了绿色化学的含义,阐述了开展绿色化学教育的必要性,并结合教学实践提出了在有机化学实验教学中通过优化、改革实验内容,加强实验过程管理和优化实验考核体系等方法来实现有机化学实验的绿色化。在提高学生能力的同时,增强了学生的环境保护意识,从而提高了教学质量。
关键词:
绿色化学 化学实验 教学理念
化学工业的高速发展同时也带来了严重的环境污染问题,导致全球性生态环境恶化、气候变暖、资源匮乏。进入21世纪,随着社会公众的环保意识的增强,人们将低碳环保、节能减排和可持续发展这些具有深远意义的概念赋予了一个象征生命和希望的名词———“绿色”,实现社会经济的“可持续”、“绿色”发展已是全人类的共同心愿。同时,人们开始致力于从源头上治理污染,探索采用化学的原理来预防污染的方法。绿色化学倡导环境保护,主张不使用有毒、有害物质,不产生废弃物,最终实现零排放和零污染,被誉为是更高层次上的、可持续发展的化学,其也是一门能够保护环境的化学技术。将绿色化学理念贯穿于化学教学的各环节中,培养学生的绿色化学思维,提高学生的绿色化学实践能力是绿色化学教育的重要途径,也是国内外化学课程教学改革的重要目标之一。
一、培养绿色化学理念,增强学生的环保意识
教学理念是人们对教学活动的思维方式和持有的基本态度与观点,也是人们从事教育教学活动的基本信仰,即人们对教育教学活动内在规律认识的集中思想表现。学校的教学工作以教育和学习为基本活动形式,它必须在教学理念的指导下进行。绿色化学不仅仅是一门预防污染的化学技术,还是一种新的思维方式,培养学生的绿色化学理念是实现化学实验绿色化的最基本保障。只有将绿色化学的理念融入实验教学的各环节中,学习绿色化学知识,增强环境保护意识,形成绿色化学的思维方式,才能提高学生的绿色化学实践能力。有机化学实验教学是向学生传授环保知识的最佳场所,其不仅要使学生掌握各种实验技能和观察、动手、分析、解决有机化学问题的能力,更要强化学生的环保意识,强化学生对社会高度负责的主人翁精神。化学教师应充分利用绿色化学的原理、特点和相关知识,通过设计特定实验教学过程使学生逐渐产生绿色化学理念,形成绿色化学的思维方式。教师在实验教学中适时讲述全球环境问题与化学污染的关系,灌输绿色化学思想,让学生清醒地认识到现阶段环境保护的重要性、必要性和紧迫性,在获取化学知识的同时受到良好的绿色化学教育,从而提高学生的环境保护意识,只有具备了绿色化学意识才会产生积极的行为效果,在一定程度上培养学生的社会责任感。
二、优化、改革实验教学内容
1.化学实验的绿色化。
随着绿色化学成为现代化学可持续发展的方向,化学实验的绿色化成为化学研究的重要内容,化学实验绿色化包括:化学试剂、溶剂和催化剂等的绿色化。环境友好的“洁净”反应介质是绿色化学研究的重要原则之一,在实验过程中要尽量使用无毒无害的试剂和溶剂,合理设计实验过程从而实现实验的绿色化,尤其是水介质中的有机化学反应因具有分离简单、产率高、选择性好、污染少且无毒、价廉等优点,是最有希望实现工业化的绿色合成方法之一。例如,水介质中的各种缩合反应、亲核加成反应、环加成反应和多组分反应等已经取得较大进展。此外,用水作为分散剂的水溶性涂料的制备已成为全世界涂料工业的新方向,用超临界二氧化碳代替有机溶剂作为油漆涂料的喷雾剂和泡沫塑料的发泡剂也已经取得较大进展。催化剂的使用也应首选无毒害、无腐蚀的物质,同时改革重组现行实验教学内容,改变原有实验项目,在达到既定教学目标的前提下,淘汰对环境危害较大的实验,改进实验方法,进行大规模的筛选和比对,尽量减少有毒、有害试剂的使用,选择更符合绿色化学理念的实验体系。将各制备实验尽可能串联起来,实现实验项目的连续化,即把前一个实验制备得到的产物作为后一个实验的主要原料连续使用,既能科学、直观地达到实验所要求的教学目标,又始终注意将化学试剂对环境的影响降到最低,体现绿色化学的教学理念与思想。
2.微型实验和常规实验相结合,倡导绿色化学。
微型化学实验是指在微型化的仪器、装置中用尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验原理和方法,具有实验成本低、反应时间短和绿色环保的特点。微型化学实验不但能满足实验的基本要求,还能减少试剂对人体和环境的伤害。在实验时,其试剂用量是常规实验的数十分之一甚至千分之一,因此,采用微型化学实验代替常规实验能够大大减少化学实验室各种废物的排放,有效改善实验室环境,减少对周边环境的危害。微型化学实验的开设对药品试剂消耗量大、化学毒性高、污染严重、实验操作过程复杂的化学实验尤为必要。因此,在有机化学实验教学过程中我们根据实验的内容、目的、现象和定量要求将常规实验和微型实验有机结合,取长补短,以提高学生的绿色化学实践能力。然而,微型实验不是对常规实验的简单减量和机械微缩,它是在绿色化学理念和微型化学思想指导下对常规实验进行改革而形成的实验新思想、新方法和新技术。“用尽可能少剂量的试剂来做尽可能小的实验”是微型化学实验的核心,也是微型化学实验教育的思维方向。为预防化学污染,推动化学实验由常量化向微量化发展,是化学实验绿色化改革和发展的动力之一。
3.课堂教学和多媒体教学相结合,减少对环境的污染。
随着计算机技术的发展,把现代教育技术手段与化学实验相结合,必能增加实验的功能,优化实验教学设计,提高实验教学质量,让学生在理论与实践的融合中更好地提升自身的素能。尤其是多媒体、计算机网络、远程通讯等先进信息技术作为一种动态、高效、大容量的现代化教学辅助手段,不仅能直观地表现化学世界的奥秘,吸引学生的注意力,而且可以极大地减少日常化学试剂的用量,降低实验成本的同时,实现了从根源上减轻对环境污染的绿色化学原则。例如,有机化合物的定性鉴定实验不仅需要的试剂种类繁多,而且所用到的绝大部分药品都毒性大,对人体健康和环境污染危害大。对有机化合物性质鉴定实验的全过程采用摄像、剪辑和多媒体加工技术进行加工处理,既能突出重要的实验现象,又不失演示实验的真实性,大大增强演示实验的时效性。因此,对于基础性实验或验证实验,尽量采用多媒体及化学虚拟仿真技术等辅助手段,在得到基本化学信息的前提下,能大大减少化学试剂对环境的污染。
三、加强实验过程管理
1.规范实验操作,减少“三废”的产生。
在实际教学中,一方面我们可以严格规定取用药品的量,这样既规范了实验操作,节约了药品,又减少了对环境的污染,同时也培养了学生严谨的实验态度和科学的实验方法;另一方面我们也可以将定性实验中的药品定量化,例如在烃的性质实验中,实验室制备乙炔气体时,可以根据学生的组数粗略的计算所需乙炔的用量,根据计算的结果来取用电石的质量。这样做不仅能培养学生科学严谨的工作作风,提高实验的科学性、规范性,同时也为减少环境污染奠定基础。
2.妥善处理实验室的“三废”。
注重环境保护,加强实验过程管理,应加强完善有机化学实验室制度化、规范化建设,禁止实验室尾气任意排放,废液、废弃物随意倾倒。对每次实验产生的实验室废液、废气和废渣进行科学安全处理,确保将化学实验室的污染程度降到最低,以减少废物向周边环境的排放。将化学实验使用过的酸、碱、重金属盐等各种废物进行分类收集、集中安全存放、定期统一处理。能产生大量有害和腐蚀性气体的实验必须在通风橱内完成,并将有害尾气采用吸收、中和等方法进行净化处理。通过对有机化学实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,最大限度地减少实验对环境的污染,培养学生高度负责的科学态度。
四、完善实验考核体系,凸显绿色化学理念
实验教学的考核评价体系对学生的创新学习有重要的导向和鼓励作用,实验教学效果考核评价应以整个实验过程为基础,凸显绿色化学理念。现行有机化学实验评价体系应从评价方式、评价内容、评价主体等方面进行完善改革。评价方式应强调对实验全过程的整体、动态评价,给学生更多的自主权,让其开放思维,大胆探索。评价内容应重点考虑实验方案的设计是否能提高反应中各原子的利用率,反应条件是否无毒无害,反应过程是否能减少废物向环境的排放,实验过程中学生对实验室“三废”的处理方式是否恰当等等,重点突出绿色化学的理念和思想。
五、结语
培养、提高学生的绿色化学理念和环境保护意识是实现化学教学绿色化的最基本保障,也是提高学生化学研究和绿色实践能力的前提;优化、改革实验教学内容,改进实验教学手段和方法,规范实验操作,改进化学实验教学评价方式,加强实验过程管理是提高学生绿色化学实践能力的重要途径。总之,化学实验绿色化已成为国内外化学课程改革和可持续发展的方向,提高学生的绿色化学研究能力是本世纪国内外高等学校人才培养的重要目标之一。
作者:王满刚 张麟文 孙豫 单位:西北民族大学实验中心
参考文献:
[1]冉秀芝,王敏,李军,许俊强,林勇,尚宏利.大学化学实验教学中构建绿色化学思维的探索与实践[J].化学教育,2013,(9):59-61.
[2]杨廷海,牟志刚,刘维桥,尚通明.绿色化学在高校化学实验教学中的实践与探索[J].合肥师范学院学报,2014,32(6):99-100.
第二篇:生物化学实验竞赛提高实验教学质量探析
【摘要】
生物化学为医学院校重要的基础课程之一,开展生物化学实验竞赛,合理安排实验竞赛内容和评价指标,对积极培养学生的学习积极性、动手能力、团队合作精神,提高实验教学质量效果显著。
【关键词】
生物化学 实验教学 教学改革 实验竞赛
生物化学是一门在分子水平上研究生命现象的学科,是一门应用面广,且又比较抽象、复杂的学科,同时也是医学院校一门重要的专业基础课程之一,其理论和技术在基础医学和临床医学的各个领域中都有所应用,特别是在疾病诊断、治疗、预防及新药开发中[1]。在生物化学教学的发展中,教学内容得到不断改进和完善,理论和实验教学都发生了很大的变化,如案例教学、讨论教学、启发教学、实验教学等得到一定应用[2,3]。近年来,各高校组织学生参加各类实验竞赛[4],如南开大学、北京矿业大学开展了一系列的化学竞赛等[5-7]。开展生物化学竞赛能增强医学生的实践动手能力、创新精神,提高学生综合素质和增强团队合作精神,对提高实验教学质量起到推进作用。
1传统生物化学实验教学的弊端
生物化学实验是培养学生综合能力的重要途径之一,然而,在医学院校,特别是民族院校,不够重视生物化学实验,基本沿袭基础课教学方法,侧重于演示现象和验证。大多为教师准备实验,讲授实验原理、实验过程,依照实验操作过程进行实验,造成了学生思维定势,缺乏主动性,限制了解决问题的能力,也无法激起其学习兴趣,自然教学效果不太理想。在实验过程中,学生创新性思维缺乏锻炼,只在乎实验过程是否完成。另外,在实验过程中,教师事先准备实验试剂,调试好实验仪器,更有甚者,老师亲自动手帮助完成实验操作,实验结果多需老师进行分析和总结,这样一来学生依赖老师惯性和惰性就会养成,严重影响了医学生的实践动手能力。
2生物化学实验竞赛内容设计与结果评价
为进一步加强医学院校,特别是民族医学院校的实验教学工作,推动生物化学实验教学改革进程,培养新型医药卫生事业发展人才,建立健全医学教育模式,培养学生实践能力、创新意识和科学素养,以及综合分析和解决问题的能力。我校以生物化学竞赛为平台,充分发挥医学生的主动性和创造性,提高生物化学教学质量。
2.1生物化学实验竞赛内容设计将所带教的学生分成若干小组,根据课时安排,合理进行小组间的竞赛。竞赛流程如下:首先提前告知实验竞赛内容,各实验小组自行安排时间查阅文献资料,熟悉实验过程以及注意事项。竞赛时由教师做简要讲解,主要提示各项内容的操作要点,然后由每个小组学生根据实验项目自行分工,所需实验物品也由各组自己准备。如果实验过程中遇到困难,一般首先要求各组独立解决,教师可根据实际情况讲解。下面以《邻甲苯胺法测定血糖含量》为实验竞赛项目举例说明。生物化学实验竞赛题目:邻甲苯胺法测定血糖含量,总分为100分,具体实验过程与所用时间要求如下:①准备实验(时间20min);a)试管、移液管、容量瓶的清洗;b)分光光度计调试;c)邻甲苯胺试剂以及1.00mg/mL葡萄糖标准溶液配制。②标准曲线绘制和样品测定(60min):a)取6支试管编号后,按照顺序加入葡萄糖标准液、邻甲苯胺试剂。加毕,混匀,于沸水浴中煮沸4min取下,冷却,放置30min,用1cm比色杯,试剂空白为参比,测定630nm处吸光值,绘制标准曲线;b)取0.100mL血清,加入5.00mL邻甲苯胺试剂。按照绘制标准曲线步骤操作,测定630nm处吸光值。③数据处理(20min):a)横坐标为标准葡萄糖浓度(mg/mL),纵坐标为吸光度(ABS),绘制标准曲线;b)根据血清的吸光值,从标准曲线中计算血糖含量。
2.2生物化学实验竞赛结果评价方法生物化学实验作为一门独立的实验教学体系,生物化学实验竞赛需采取科学考核方法,制订出实验考核详细的评分细则和量化指标,使生物化学实验竞赛评价更加科学、客观。结合每个实验考核侧重点不同,结合实际,制订相应的考核评分细则和量化指标。结合邻甲苯胺法测定血糖含量的竞赛实际,制订相应考核量化指标。
3实验竞赛对生物化学实验教学的启发
3.1实验竞赛有利于增强学习的积极性竞争能激发学习动力,实验竞赛的教学模式能够营造一种良性竞争的学习氛围,从而激发学生的求知欲望。同时也是对竞赛选手心理素质的考验,在激烈的竞争环境下,能够顺利、正确地完成实验操作,并在短时间内完成处理数据,既是对选手操作能力的考验,也是对心理素质的考验。尤其对医学院校,学生一旦进入医疗机构实习或工作,在当前复杂的医疗环境下,临床能力的培养,以及提高学生的心理素质很有必要。
3.2实验竞赛有利于提高动手能力由于小组之间相互竞赛,小组内分工合作,有助于提高小组内成员的动手能力,学生动手制配实验药品,亲自调试实验仪器,通过实验竞争,可以让学生更好地理解实验的整个过程,培养学生的思维能力,提高动手能力。
3.3实验竞赛能增强团队合作精神实验竞赛是以小组为单位,每一位成员都是小组的有机个体,其操作的规范和成败都影响着整个小组的成绩。因此,小组成员之间必须加强相互沟通、帮助和监督,培养小组成员间的团队合作精神。
3.4实验竞赛有助于增强学习效果通过实验竞赛结果的评比,让学生知道要规范实验操作、提高熟练度、加强责任心,才能提高实验结果的准确性。通过实验竞赛,使每一名同学得以改进学习态度。同时,也可以清楚地知道学生对实验操作掌握情况的差距,通过对比、查找、反思,使学生认识自身的长处和不足,从而更有针对性地去改进和提高,达到主动学习的效果,提升教学质量。
作者:胡先运 江家志 刘瑛 单位:黔南民族医学高等专科学校
参考文献
[1]赵京山,李爱英,侯建明,等.生物化学研究性实验教学模式探究[J].基础医学教育,2013,15(5):498-501.
[2]舒乐新,苗戎,杨琳,等.改革生物化学实验教学,提高实验教学质量[J].实验室科学,2013,16(5):53-55.
[3]赵立青,李登文,张金红,等.多渠道建立生物化学综合实验,增强学生科研能力[J].生命的化学,2014,34(1):61-65.
[4]罗海兵.浅谈实验竞赛在机能学实验教学中的应用[J].中国校外教育,2011,6(12):54.
[5]王秋长,吴世华,赵鸿喜.开展化学实验竞赛,促进化学实验教学改革[J].大学化学,2002,17(1):51-53.
[6]袁振,白磊,刘金昌,等.浅谈如何利用学科竞赛提高大学生的创新能力[J].中国科教创新导刊,2011,5(34):36-37.
[7]许丽丽,衷明华.浅谈指导化学实验竞赛的一些体会[J].广东化工,2014,41(16):209、220.
第三篇:化学实验教学培养学生综合能力研究
【内容摘要】
初中化学实验是学科教学的核心内容,通过实验教学不仅让学生获取化学知识,同时对于培养学生的综合能力起到关键性作用。作为教师,不仅要认识到实验教学的重要性,同时积极开展形式多样的实验,让学生在实验过程中更好地理解、巩固所学化学知识,促进观察、分析和解决问题等各方面能力的发展。本文从以下几方面做出肤浅阐述。
【关键词】
初中化学 实验能力 培养
初中化学学科是一门以实验为基础的自然科学,实验教学占据整个教学的核心地位。作为教师,不仅要做好课堂中的演示实验,还需要积极开展分组实验,利用好教材中的选做实验,通过课后布置形式多样的化学小实验,通过设计趣味性实验等多种形式,促进学生综合能力的提升。通过几年的教学实践,本人对初中化学学科实验教学有自己肤浅的认识:
一、使用选做的实验,进行思维能力的培养
运用选做实验,不但可以对学生进行基本素质和操作概念的培养,还可以让学生在进行观察和分析的过程之内,逐步的建立起对物质的变化运动规律的认识。如此一来可以让学生的观察能力和分析能力得到提升,也额能让学生逐步的转变对事物的看法和思维的角度。在目前的化学课本之中,所列举到的实验内容有几个。教师应该参考教学的进展,有选择的进行实验操作,开启学生的思维智慧。比如,在学生学完酸和盐的知识之后,可以进行盐类的几种实验。教师还要让学生自主进行实验方案的操作,使得学生可以动脑和思考,让操作的方法得到最大程度的使用。在这一实验的过程之内,让大部分的学生都可以主动参与,积极思考问题。专心的解决实验中发生的困难。还要将通过实验操作的过程,将自己的专业技能进一步提升。说明实验的依据所在,也要对特殊的现象进行解释,这个实验的过程之内,也作为了学生积极努力的思考过程,由此看见,通过实验能达到既定大纲的教学根据和任务的目的,依靠学生的思维能力,进行问题的分析和解决。
二、分组进行实验,培养学生的操作能力
分组进行实验,也是学生获得动手操作能力的重要途径,学生通过亲身实践,可以熟练的掌握操作的技能和技术。在实验的过程中得到验证,充分巩固所学到的知识。在做实验的过程之内也是理论与实际联系的过程。所以,还要认真对每一次学生的实验进行组织,计划周全。来让学生有更多的实验操作经验,领略到更多的实验操作技术,进一步培养学生的锻炼和动手的能力。在进行实验的过程之内,教师还要防止学生出现实验过程和操作器材之上的失误。对学生训练有素,进行有目的的实验。教师在学生实验的过程之内,悉心对学生做出指导,帮助学生分析实验失败的原因所在,还要找到实验上的错误。以此来保证实验的现象明显,效果也十分的显著。再由学生进行动手操作,这样就能掌握很大的实验基本技能。学生要持之以此的去练习,时间长了之后自然能够熟练操作。学生的动手能力得到提高,对学生的科学严谨的态度和实事求是的工作作风有所建立。
三、建立趣味实验,注重培养能力
提高学生的注意力也作为目前教师们的主要难题,学生的注意力不集中会导致学习成绩的下降,也更不服从教师的管理和讲述。当学生悉心观察实验的时候,心理活动也更集中在教师的操作规范之上。学生可以集中精神获得知识,进一步也对学习产生更大的兴趣。因此在教学的过程之内,教师还要善于培养学生的注意力,这也是使教学得到良好结果的主要条件。以前经常会有学生反映,对化学教材的理解不够深刻,在知识的掌握上还有很多的漏洞和欠缺。这很大程度都是学生没有认真进行实验所造成的。因此建立趣味实验很有必要。在进行酒精性质讲述的时候,使用一块棉手帕,浸泡在装有酒精的烧杯之内,在均匀的浸湿手帕之后,打开手帕,在火焰上进行点燃。在火焰熄灭以后,手帕依然完整。类似这样的奇妙实验,能让学生集中注意力,也更激发了学生对科学探索的热情,不但对科学奥秘进行了解答,也使得学生有更为积极昂扬的学习状态。
四、进行家庭式的小实验,对学生的创造能力进行培养
在学生进行家庭小实验的过程里,还需要独立的思考空间,可以对问题进行深入的钻研,独自对知识进行处理,这也要求着学生的心智同步发展。教师设计一个小实验,让学生证明蜡烛的成分。学生都会积极的思考,设计实验的过程,对以前所学习的知识进行联系,也进行加工再处理,让问题得到解答。精心设计实验的方案,以此来完成实验的目的。想要证明木炭具有吸附性,还可以让学生进行自主设计简单的小型家庭净水器,来完成实验的操作。用一个个简单的小实验,来为学生拓宽专业知识,打下良好的基础,为学习发展提供了新的思路。
五、小结
总之,初中化学学科教学不应仅仅局限于知识的传授,更应从学生的能力培养出发,突出加强实验教学,让学生在形式多样的化学实验中获取知识,提高操作实践能力,为学生的综合能力打好基础。作为教师,要及时更新教育观念,重视实验教学,同时创新实验教学新模式,充分利用化学实验在化学教学中独特的作用,构建以实验为基础的学习平台,让学生充分发挥主动性,展示创造能力,让学生在化学实验中获取真知,收获乐趣,提高综合素质。
作者:谈桂祥 单位:江苏省扬州市宝应县泾河镇中心初级中学
参考文献
[1]赵莉.初中化学新课程实验面临的问题、困难和对策[J].陕西:教育学院学报,2002(4).
[2]尹木成.初中化学探究性实验教学改革初探[J].长江大学学报(社会科学版),2007(S1).
第五篇:化学实验教学思维导图应用探析
摘要:
实验过程中发现很多学生机械地操作实验,缺乏对实验的整体认识。运用思维导图来实现实验内容图式化、思维过程可视化,直观地把整个实验展示在学生面前,有效解决此类问题。
关键词:
化学实验 思维导图 中和热测定 中和滴定
化学实验在化学课堂教学中的地位无论怎样强调都是不过分的。但在课堂上指导学生自己动手做分组实验时,常会发生几种现象:机械地操作实验,完全失去了分析、综合、归纳和比较的过程;看一眼教材操作一步实验,对于每一步骤操作的目的和意义则完全不懂;预习报告也只是简单地抄教材,真正自己动手操作实验时还是手忙脚乱,更有学生无从下手,观看同桌操作。如果碰到同桌也不会的,便一个人看预习报告念步骤,另一个人再按此步骤操作,而对于每一步骤的实验目的是完全不懂的。大部分教师在分析此类现象时,往往归结为学生没有预习。为什么写了预习报告,学生还是不会操作?我认为,学生在抄教材、做报告的过程中没有思考,当追问学生为什么不思考,得到的答案是:很多学生觉得实验很复杂,又是原理,又是步骤,又是注意事项,又是误差分析等,使得思维混乱。那么,有没有一种方法能帮助学生在复杂的内容中理清思绪呢?于是,我想到了思维导图。
一、思维导图概要
思维导图是20世纪70年代初,英国学者东尼•博赞(TonyBuzan)在研究人类学习的本质过程中发现,协同运用人类学习过程中的各种思维技巧,能够提高思维的效率,思维导图就是将放射性思考具体化的方法。它按照发散性思维的特征,把注意的焦点清晰地集中在中央图形上,主题的主干从中央向四周放射。分支由一个关键的图形或写在产生联想的线条上面的关键词构成,次级话题也以分支形式表现出来,附在较高层次的分支上。各分支形成一个连接的节点结构并且末端开放。图1为准备外出旅行的思维导图。对于外出旅行,人们常有落东西的现象,但通过导图,能让人记起各种琐碎的东西。同理,化学实验的相关内容也可以通过思维导图来帮助学生加深理解和记忆。通过思维导图,学生将实验所涉及的方方面面都进行了有机的统一。实验要求做什么,需要什么样的仪器,实验步骤如何,注意事项有哪些,误差分析等都能一目了然地呈现在学生眼前,学生做起实验来,其程序性与条理性便得到了加强。
二、思维导图在化学实验中的运用
1.“反应热的测量与计算”实验
苏教版《化学反应原理》专题第一单元中“反应热的测量与计算”实验,该实验的目的是让学生体会反应热效应及焓变的真实存在,为学生进一步学习化学反应与能量变化扫清思想上的阻碍,因此广受大家重视。但其中涉及的原理、步骤、器材、误差分析等问题,如果没有形成相互联系,则很容易造成实验混乱。该实验的注意事项较多:大小烧杯的杯口要相平;保温用的碎泡沫塑料要压实;空隙可由碎纸填满;使用的酸或碱浓度不宜过大;酸碱混合时动作要迅速,在用环形玻璃搅拌棒时,动作幅度不宜过大;应采用标有0.1分刻度的温度计;读数时应等温度计示数稳定一段时间后再读数。如果教师进行“填鸭式”的介绍,学生就会很茫然。思维导图实现了实验内容图式化、思维过程可视化;在复杂的信息中发现联系、看清本质;通过关键字、颜案的综合使用更好地理清实验脉络,便于抓住实验的和实验的逻辑顺序。因此,在实验前应要求学生制作“中和热测定”思维导图。上述思维导图能够直观地、全面地把该实验的思维顺序展示出来:依据Q=mCΔT,在实验中需测量溶液质量、溶液温差,由于质量是通过密度计算的,所以还要测量溶液体积。只有需要测量的物理量在头脑中较为清晰,所需器材才能了然于胸。同时也要根据实验要求对仪器进行选择,为使热量不损失,实验容器就要绝热;为使放出的热量能够全部被测量到,在混合时就要迅速并充分地搅拌。学生对实验就有了全局观,实验操作时才能做到心中有数,成为实验的主人。
2.“中和滴定”实验
例如,在“中和滴定”实验中,仪器是全新的认识,操作步骤也比较繁杂,滴定终点还需要理解,所以在以往的实验中,我发现,学生做实验时总是手足无措,错误频出。某教师描绘了他所教班级在做该实验时的一些状况:滴定管不停地漏液,熟视无睹;坐在凳子上仰视读数(幸好没人站在凳子上读数,也没有人站在凳子上加液);把酚酞加到碱式滴定管中进行“中和滴定”,这些现象是教学中经常出现的问题,访谈学生了解到:他们觉得实验太复杂,要记住很多内容,容易忘记一些操作规范,即使写了实验报告还是容易混乱。认知心理学认为:任何信息都必须经过编码加工才能进入长时记忆,即建立一个代表我们正在考虑信息的表征。通过学生自己动手画思维导图,以达到对实验知识进行编码的过程,从而对实验内容有长时的记忆。因此,我在上课前就布置学生画一张该实验的思维导图。仪器步骤直观明了。其他学生对比自己的思维导图,进行了相应修改。接着,学生开始做实验,此次分组实验井然有序,学生也异常兴奋。对于学生出现的问题,有时并不是他们的错,而是问题超出了他们的能力,这时就需要教师的引导,教师要运用一些办法来帮助学生解决问题。思维导图的直观性和逻辑性能够很好地帮助学生实施实验。
三、思维导图在实验教学中运用的反思
课堂教学实践表明,思维导图的运用能使实验教学效果大大提升,主要体现在以下几个方面:
(1)既有固定思维顺序,又有灵活多变的组织形式。固定思维顺序是指它有一定的思维框架,实验都围绕着实验目的、原理、步骤、所需仪器和注意事项等进行,避免学习有困难的学生即便在预习后也无从下手的问题。而思维导图结构是发散的,它可以自由组织形式,符合不同学生的思维模式,能够形成风格多样而非单一固定的模式。
(2)学生必须对实验有全面的认识才能画出思维导图,避免出现简单抄教材的预习报告,在制作思维导图的过程中理解整个实验的思维顺序。思维导图的逻辑性也便于学生理解和记忆实验步骤,在实验操作时才不会盲目。
(3)直观性使学生在实验时即使忘记某个步骤,也能在图中迅速找出。机械实验的产生是学生对所做实验缺乏总体认识,只能按教材的步骤按部就班地操作,没有自己的想法,当然就更谈不上创新能力培养了,这与新课改的思想完全不符。而思维导图能全面地、直观地展现整个实验过程,让学生对实验有更全面的认识,进一步锻炼学生的实验技能,提高实验能力,形成科学实验素养。
作者:许东庆 曹育红 单位:福建省福州闽江学院附属中学
参考文献
[1]王祖浩,王磊.化学课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004.
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[3]蔡亚萍.中学化学实验设计与教学论[M].杭州:浙江教育出版社,2005.
第六篇:物理化学实验教学方法改革
摘要:
在科技不断发展的当代社会,只有具备综合能力和创新思维的人才才能适应社会的快速发展。高等院校在培养学生创新能力和综合能力的过程中起着十分重要的作用,文章指出了目前在物理化学实验教学中普遍存在的一些问题,并提出了一些改革方案,重点强调动手能力和创新能力的培养。通过教改培养学生的综合能力,提高物化实验教学效果。
关键词:
物理 化学实验 综合能力 创新能力 改革
在化学教育中,化学实验是将理论转化为实践、激发学生的学习兴趣、培养学生创造性思维最有效的教育方式。物理化学实验在物理化学课程的教学中占有十分重要的作用,物理化学实验是研究化学基本理论和问题的重要手段和方法[1-2]。其运用基本物理方法和技术,锻炼学生合理设计实验的能力,培养学生分析及解决问题的能力以及建立科学思维方法,培养学生用理论知识来解释实验现象,并通过实验得出合理的、精确的数据,训练学生对实验数据的正确处理,培养学生对实验误差进行分析的能力[3-4]。当今社会的快速发展对人才培养提出了更高的要求,传统教育培养出来的被动型人才已经不能适应社会的发展,现代教育的目的是要以培养综合能力为主的主动型人才[5-6]。因此该课程内容和教学方法的改革愈发显得迫切、重要。
1目前物理化学实验教学中存在的主要问题
物理化学是一门有着悠久历史的基础课程,物理实验教学在我国高等学校教育中已经走过60多年的历程,课程体系虽然经过几次改革[7]。但由于实际情况,在目前的教学中还存在一些问题,主要体现在以下几个方面:
1.1物理化学理论教学内容与实验内容不同步,不利于学生实验思维能力的提高在高校物化实验教学中,普遍存在着实验内容陈旧,更新速度缓慢,实验内容落后于教学内容的情况。按照传统的实验教学安排,学生在开始做实验的时候,连基本的理论知识都没有学习,这样导致学生在做实验的过程中只是简单的照葫芦画瓢,盲目的完成实验,草率的处理实验数据。这样既不能达到理论指导实践的作用,不利于培养学生科学思维能力,也不利于激发学生学习的积极性和创造性,更不能将所学理论知识通过实验进一步消化理解。这样也导致了学生对实验的热情大大降低,对知识的片面了解。
1.2物理化学实验的目标定位较低当前高等学校教育里面,物理化学实验内容陈旧、大多以验证性实验为主,缺乏和现代科学技术的结合,缺乏与现代物理化学发展的前沿知识相接轨[8]。实验课的教学方法单一,学生多半只按照讲义被动式进行实验操作,缺乏对实验原理和实验内容的理解。不利于培养本科生在以后的工作岗位中解决实际问题的能力,也不利于其在工作中有所创新和突破。
1.3物理化学实验与其他学科交叉较少,忽略了物理化学的基础作用物理化学属于化学四大基础课程之一,足以体现物理化学在化学学科中的重要地位,同时物理化学中的相关原理和药学等也有着密切的关系[9]。物理化学实验是将物理化学的基本原理以实验的方式体现出来,一方面可以进一步巩固学生有机化学实验、分析化学实验、无机化学实验的基本实验技能,另一方面也能让学生熟悉研究物理化学的方法,也可以进一步让学生巩固学习物理化学的基本理论。但是,目前在高校的物理化学实验课程设置和其他实验课程相关联的内容极少,忽略化学实验的整体性。
1.4物理化学实验内容设置缺乏灵活性与开放性,不利于提高学生的学习兴趣传统的物理化学实验大都按照教学计划进行,授课方式大部分以老师板书讲解实验原理、实验过程以及仪器操作,然后学生按照实验讲义来完成实验[10]。同时,实验课时设置严重偏少,大部分学校为了完成教学计划,大都安排一些简单的验证性实验,几乎没有安排综合性实验和设计性试验。结果造成:一方面不利于培养学生的创造性思维,导致学生缺乏自主学习的能力;另一方面也不利于展示学生个性,大大降低了学生对实验的兴趣。综上所述,随着素质教育的不断改革,新世纪对人才的要求也越来越高,只有具有创造性思维、自主学习能力的综合性人才才能适应科技的不断发展。传统的物理化学实验课程设置已经跟不上时展的脚步,因此必须对传统的物理化学教学实验进行改革。
2对物理化学实验教学改革与探索
2.1提高实验前预习要求
实验前预习质量的高低是顺利完成整个实验关键之一。如果预习不好,对实验原理和仪器使用不够了解,很容易损坏仪器或者造成实验失败。为了提高同学们的实验兴趣、顺利完成教学实验,应该加强实验前预习要求。首先,要求学生认真写好实验预习报告,画好记录实验现象和实验数据的表格,将实验原理以个人理解的方式描述出来并画出整个实验的流程图;其次,为了让学生更快理解实验原理及过程,可以将与实验相关的教学资源共享在班级群里,如实验原理及仪器操作相关的动态图等。
2.2提高学生的动手能力
现代教学理念越来越重视学生的主体性,因此在实验教学中应当让学生参与到实验中去,培养学生的动手能力。这样不仅能提高学生的实验兴趣,也能使得学生在以后的工作岗位上能较快的适应工作要求。通过让学生认真理解实验原理以及仪器操作注意事项,使得学生独自完成整个实验,在整个实验过程中教师应当以旁观者的身份来指导学生。例如,我院第一个物理化学实验就是燃烧热的测定,在学生独自完成燃烧丝的缠绕、压片、装氧弹、点火等步骤之后,通过实验数据和实验现象的分析让学生明白在实验过程中哪些步骤会对实验结果造成较大的影响,如压片太紧时,会造成燃烧物燃烧不够充分,测得实验数据偏小。在此过程中不仅培养了学生的动手能力同时也使得学生对实验数据及现象的分析能力得到了提高。
2.3增加设计性实验,提高学生的创新能力及意识
创新能力是当今社会参与竞争最重要的技能之一,也是当代大学生必须掌握的重要能力之一。因此,大学教师有必要也有义务重点培养学生的创新能力。在学生基本掌握原理以及动手能力得到一定提高的基础上,教师可根据实验室已有的条件,让学生通过查阅文献等方式自行设计实验或者对原有实验方案进行改革创新。学生通过查阅文献、设计实验方案、完成实验以及数据处理和分析等过程,能较好的培养学生的综合能力与创新能力,激发学生对科学研究的兴趣。增加设计性实验,提高学生的创新能力及意识是本次教学改革的重点。
2.4建立科学的考核方法
考试是教学过程中很重要的一步,通过考试可以了解学生对基本知识的掌握,也有利于检查并改正实验教学中存在的问题。本次教学改革对以往的考核模式进行了较大的改革,考核成绩分布为平时成绩占80%和期末笔试成绩占20%,其中平时成绩的考核包括实验预习情况、实验操作能力、数据处理及分析等部分,对于设计性实验有重大创新点的同学给与酌情加分。本次考核方式的改革重在强调实际操作能力、综合能力以及创新能力的培养。
3展望
物理化学实验教学是一项长期又艰巨的任务,以上是我们对目前实验教学中存在问题的认识以及一些初步的改革方案。在改革中,我们将认真总结经验,制备出一套比较完善的教改方案,提高物理化学实验教学质量,提高学生综合素质。
作者:蒙君荣 单位:百色学院化学与环境工程学院
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第七篇:化学实验课实施生活化教学探索
摘要:
义务教育要改变学科本位主义思想,要注重学生的全面发展.化学是一门与生活有着密切关系的学科,与生活实际联系起来进行化学实验教学是新课改对化学教学的一个重要要求,实验课的生活化,不仅有利于激发学生的学习兴趣,还能更好的培养学生的综合素养,它有很重要的实际教学意义.关键词:化学;实验;生活化初中化学上的很多知识与生活有联系,这些知识又能服务于生活.实验是化学教学的基础,也是学生学习化学的一种重要方式,在化学实验教学中,有效地进行生活化教学,既能很好地激发学生学习化学知识的兴趣,又能帮助学生更加容易地理解化学原理,提高实践能力.
一、化学实验生活化的意义
在新课程教学的背景下,化学教学的一个重要特点是让学生获得更多的探索体验,师生利用生活中的物品自制实验的器材,是化学实验生活化的一个重要内容,它不仅有利于学生在课堂,在课外随时地进行实验,而且自制器材的本身就有很大的教学意义,它能培养学生的思维能力与动手能力.化学实验的生活化,使师生的眼光更多的聚焦于身边的生活,使学生养成善于观察生活中的化学现象的习惯,而能使学生更加关心与化学知识有关的科技热点问题,这是学生主观能动性的表现,也是学生学好新课程化学知识的潜能[1].
二、生活化模式在化学实验教学中的运用
1.增加感性认识,提高领悟能力
初中学生的思维还是以感性的为主,抽象的思维能力还在慢慢的发展中,因此,化学教学要通过实验,通过大量的生活现象,让学生增加感性认识,从而认识、理解教材内容.其实,初中化学的知识不难,但对初中学生来说还是相当抽象的,如果教师不重视感知教学,学生是很难真正地理解抽象的化学知识,更不要说利用课本上的知识分析、解决实际生活问题了.因此,化学教学是必须要重视实验的,而实验生活化带来的好处就是能建立课本知识与生活、生活知识的联系,从而使学生在学习化学的过程中,就能提高分析实际问题与提高解决实际问题的能力.例如,在做空气含量成份测定实验的时候,教师在课堂上的教学不仅要做好教材上的探索实验,还可以利用学生的生活物品进行空气含量的测定:利用小蜡烛、饭碗、玻璃杯等的器材可以粗略的测一下,如实验的数据与做教材上的实验有出入,可以引导学生思考,找找原因,这也是很好的培养学生思维能力的活动.毕竟,燃烧蜡烛会产生废气,不像燃烧红磷不产生气体那样的.又如,在学习酸的知识后,可以请学生利用家里的食用醋来做酸的通性实验;在学习了酸碱盐知识以后,可以请学生试试测定皮蛋配料成份的实验;在学习蛋白质知识时,可以充分利用鸡蛋清、牛奶等的食用品,从而增加学生对化学知识的感性认识[2].
2.优化教学活动
化学教学生活化,可以按照指导式与实践式来进行.实践,当然是需要学生动手了.比如,鞭炮的制作①配方硝酸钾3g、硫磺2g、炭粉4~5g、蔗糖5g、镁粉1~2g混合,点燃即爆炸.②反应反应以1硫2硝3碳的黑色火药为基础(实际质量配比是:硝酸钾占75%、硫占10%、炭占15%):2KNO3+S+3C=K2S+N2+3CO2蔗糖作为气体发生剂以增加响度,镁则为发光剂.试验可在一坩埚中进行.如用硬纸做成筒壳,将原料填入并用导火索(30%硝酸钾溶液浸过的纸卷)点燃,则为爆竹.将若干小爆竹用导火索连接,即为鞭炮,是现代炸弹的前身.实验的生活化,不仅能提高学生的实验能力,还能力培养他们的生活能力,比如,铁为什么会生锈,这个问题可以让学生在家里面探索一下.当学生探索到了铁生锈的原因后,就提高了生活的能力,凡是用铁做的日常用品,他们会自觉的利用防锈知识来保护,这就是一种生活能力.又如,在进行燃烧条件知识教学时,可以先用课件给学生播放某个火灾的场景,激发学生的好奇心,然后再探索可燃物燃烧的条件,再请学生谈谈灭火的办法,最后再请学生思考家里油锅着火了,然后较为安全的灭掉.
3.优化评价措施
实施化学实验生活教学后,必定有很多的学生的实践内容,而教学评价对学生认真进行实验活动具有很好的促进作用.比如,利用碱蒸馒头,假如碱放多了,蒸出来的馒头肯定是变黄的,请学生通过实践来说明,如果采取有效的办法让多放了碱的馒头不黄呢?蒸鸡蛋羹是家常菜,如何使蒸出来的鸡蛋羹的口感更好呢?学习了维生素知识后,让学生想想如何使加工的水果、蔬菜中的维生素失去的更少呢?这些活动以后,教师要组织学生及时的进行评价,可以采取互评、自评等的方式,还可以通过学生自己的成果展示来进行,这样不仅提高了学生的学习积极性,还能促进学生更新思想观念,树立科学的人生观,同时也提高了学生的生活能力.总之,化学实验的生活化教学,能很好地激发学生学习化学的兴趣,提高学生参与课堂教学的积极性,增加学生的感性认识,提高学生的生活能力,此外,化学实验的生活化教学,能使化学教学更加的贴近生活,又能使学生更好地体验到研究科学问题的过程,这是很好的体验式教学.
作者:周广单位:江苏省徐州市铜山区伊庄镇中心中学
参考文献:
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[2]吴红梅.关于初中化学教学生活化的认识与探索[M].江苏教育出版社,2011(7).
第八篇:工科院校非化学专业分析化学实验教学探析
摘要:
工科院校非化学专业的学生化学基础薄弱、兴趣不高、实验动手能力不强,且对分析化学实验的要求各不相同。本文分析了工科院校非化学专业学生的专业特点,指出了教学中存在的问题,提出了提高工科院校非化学专业分析化学实验教学效果的有效手段。
关键词:
分析化学实验 实验教学 工科院校
分析化学及其实验课程是重要的基础化学课程,旨在培养学生定量分析的基本思维和进行定量分析的基本操作和动手能力,在以化学专业为基础的非化学专业中,普遍开设了分析实验课程,担负着培养和训练学生掌握分析技能和操作规程的责任,还对分析化学理论知识的深化起到极其重要的作用[1]。分析化学实验教学中,要求操作规范、计算准确、结果可靠合理,并且能够对分析结果进行评价,其目的是培养学生“量”的概念,培养学生分析问题和解决问题的综合能力[2,3]。在工科院校的分析化学实验教学中,往往也存在一个教学大纲,不同专业一刀切的现象,由于不同专业的学生基础情况不一样、且对教学目标的要求也不一样[4-6],这样就给教学带来各种弊端。
一、工科院校开设分析化学实验的专业特点
以昆明理工大学为例,分析化学实验教学的专业包括化学、化工、冶金、材料、环境、食品、生物、制药、医学、建材等专业,这些专业对分析化学实验的要求各不一样,冶金和材料专业偏向于金属离子的分析和应用,环境和化工偏向于水体分析和应用,医学和建材专业要求相对较低,化学专业要求相对全面。从学时分布来看,化学专业一般64学时,环境专业48学时,冶金、材料专业32学时,化工、生物、制药24学时,而建材、航空等专业一般16学时,从学时的分布大体也能看出各自专业对该实验课程的要求和目标。从学生的基础情况来看,冶金、材料、环境、建材等专业的学生基础相对较好,但由于各自专业和化学实验学科相差较大,学生表现出的主观能动性相差也较大。因此,工科院校不同专业开设分析化学实验课程还需要考虑学生的基础以及实验课程与专业的衔接。
二、工科院校非化学专业分析化学实验教学中存在的问题
1.实验内容单一、枯燥、陈旧。
分析化学实验的教学内容简单、单一,除了常规的操作练习外,基本是验证性实验,如酸碱滴定、水中总硬度的测定、食醋中总酸度的测定等,教学内容陈旧,不利于调动学生的积极性和主动性,学生基本只需要预习、听课、按流程操作,就可以得到考评分。而对于一些分组性的实验,如分光光度法测铁、选择性电极测定水中微量氟、电位滴定法测定溶液中的氯离子等实验,通常多人分成一个小组,少数同学甚至没有参与到实验操作中。这样的情况使得部分学生难以主观积极参与,有时甚至连目标都不清晰,这些都不利于完成基本的教学目标,更难达到培养学生的思考能力和创新能力。
2.学生操作能力差、照方抓药。
分析化学实验的操作是有严格的规范,学生需要提前预习各项注意事项,在实验课中锻炼。但很多学生学习时重理论、轻实验,操作能力差,甚至连基本的仪器都不认识、没见过,在实验过程中只能照方抓药,变成了完成任务、演练一遍,难以达到预期的实验教学目标[7]。这也表明了学生提前的预习工作不到位,思考问题也不全面,只好按照老师的演示实验进行操作,或者模仿身边同学的操作进行,实验中难免出现各种错误。
3.教师的教学模式程式化。
对于工科院校的学生,开设分析化学实验课程,量大面广,实验教师的工作量巨大,教学过程难免程式化,包括既定的教学方法、教学过程、考评制度,实验教师也难以个性化的提出新的教学方案。学生也会以现有的考评制度为导向,尽量争取更高的分数:认真写好预习、做好记录、按部就班的完成实验、进行分析和总结,但这样完成任务式的过程,失去了实验课堂的真正意义。
三、提高工科院校非化学专业分析化学实验教学效果的有效手段
1.结合专业特点施教。
工科院校非化学专业分析化学实验教学不同于化学专业的教学情况,不仅基础不一样,而且对实验内容的要求和侧重点也不一样,任课教师需要对教学大纲吃透的基础上,了解各教学班级的特点和专业要求,从而在课程讲解中抓住学生的兴趣点和专业的结合点。例如:冶金专业的学生对金属离子的准确滴定法十分感兴趣,可以引导他们进行方法学的对比,包括原子吸收光谱法、原子发射光谱法、离子色谱法、重量法等,这样可以引导他们课下做大量的文献调研和比对,课上可以和教师进行交流;食品专业的学生对食醋中总酸度的测定十分感兴趣,教师可以引导学生深入分析测定的酸的种类,以及如何对各种酸进行定性和定量。这样的深入引导,不仅加强了学生的学习兴趣,还让学生进一步明白实验科学解决实际问题的重要性。
2.理论与实验相结合。
分析化学实验的很多实验内容需要理论课内容的支撑,然而部分学生在理论课中学得并不扎实,对实验的理解就变得困难,如果老师不正确地加以引导,教学的效果会适得其反,如果合理加以温习巩固,则会事半功倍。例如,锌铝混合离子的分步滴定实验中,很多学生难以明白分步滴定的条件,也就是为什么可以分步滴定,实验老师应该简要而系统地介绍金属离子分步滴定的条件、锌铝混合离子的分步滴定条件的控制,以及实验中如何考虑细节问题,这样的引导,不仅让学生明白了实验的内容和操作细节,还反过来巩固了配位滴定的理论内容,并且两者互为促进,强化学生对知识的理解和掌握,也做到了理论联系实际和学以致用。
3.更新实验教学内容。
目前,分析化学实验教材的版本众多,很多学校甚至还有自己的实验讲义,但对于工科院校而言,应该适时更新实验教材,不能只采用一种教材用到底。科学研究的发展速度很快,且各种新颖的成果很容易从图书馆下载获得,因此,我们应该结合实际情况,将一些最新的科研成果编入到实验教材中,让学生可以自己动手进行实验,同时也接触到较为新颖的知识。例如:最近几年出现的牛奶中三聚氰胺事件,是否可以考虑采用分析化学的实验方法进行测定呢?基于这样的社会背景,一定能够调动学生投入实验的兴趣。再比如,采用络合滴定法测定钙离子,是否可以考虑测定鸡蛋壳中的钙离子呢?虽然只是更换了测定样品的种类,但学生的兴趣大增,实验也会收到意想不到的教学效果。还有食品的有害色谱添加剂测定问题、地沟油的分析测定问题,这些都是很好的实验题材,应该适时地进行整理,并写入到实验教材当中。此外,采用多种不同的分析方法对同一测定内容进行比对分析,例如:锌铝混合溶液的测定方法,可以采用选择滴定法,也可以采用重量分析法,也可以采用离子色谱法进行分析,然而,在实验过程中,难以突破现有教学内容和模式,新的教学内容和方法也难以得到应用。
4.实验教学中加强交流。
工科院校非化学专业的学生,对分析化学实验课程的理解和要求与化学专业的学生是不一样的,且学生的化学基础薄弱。实验过程中,学生会存在操作紧张、担心失误等情况,教师应给予鼓励和正确引导,提出问题尽量不要针对个人,个性化的问题尽量单独辅导,直接示范操作;鼓励学生胆大心细,遇到困难或问题先独立思考,学会讨论、交流,确实不懂再请教老师。此外,实验课程开始前,老师对学生进行调查、了解预习情况,询问存在的困难,然后集中进行解答;实验过程中,注意观察班级的整体情况,对于共性的问题应该及时强调;实验结束后,应该关心学生取得的收获与得失,而不仅仅是给出一个分数或评价。这样的指导过程更容易让学生接受,同时消除了学生的各种担心和顾虑,也使得师生的沟通交流更加顺畅和谐。
5.开设公选课,强化自然科学通识课程的重要性。
工科院校非化学专业的学生对化学课程的兴趣不浓是一个共性问题,如何提高学生的认知、强化学生的兴趣是教师应该努力的方向之一,开设公选课,以自然科学通识课程的形式让学生多方位、深层次的了解化学学科知识,是十分有效的方式。例如:在化学通识课程中介绍有关诺贝尔化学奖、广受关注的食品安全问题和常识、体育竞技中的禁用兴奋剂、艾滋病病毒与药物、海洋环境与海洋资源化学、化学武器、化学在刑事侦查中的应用、烟草化学、中药化学等。这些与化学相关的课题,学生不仅充满了兴趣,有些还与自己的专业知识具有相关性,学生接触了这些有趣的化学知识后,自然而然的对化学学科充满了好奇和兴趣,为今后再深入学习化学课程打下良好的奠基,这样的强化方式远比老师的说教有效得多。
作者:刘智敏 单位:昆明理工大学理学院
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第九篇:绿色低碳有机化学实验教学改革
摘要:
引入绿色低碳理念,把绿色低碳融入到有机化学实验的教学中。以绿色低碳理念为指导,从更新实验内容、更新实验方法等角度探索当前有机化学实验的教学改革。
关键词:
绿色低碳 有机化学实验 教学改革
从2005年开始,联合国环境署连续4年将“世界环境日”主题确定为绿色发展和低碳经济,与此同时包括中国在内的许多国家将绿色低碳发展纳入经济社会发展规划当中。以低能耗、低物耗、低排放、低污染为特征的绿色低碳经济正成为21世纪世界各国转变发展方式的新选择[1-2]。在大学教育当中,必然要把绿色低碳理念传授给每个学生,只有这样,才能够进一步促进“节能环保”、“环境保护”等观念深入人心,为国家培养出走新型工业化道路的综合性人才,最终促进整个社会的可持续发展[3-4]。化学是一门实验性很强的学科,而有机化学实验又是各高校化学及相关专业的重要实验课程之一。有机化学实验中的药品试剂,大多数以煤、石油、天然气为原料,通过人工方法深加工制得,而且实验过程中又会产生废气、废液和废渣等化学污染物。因此,有机化学实验注定与“绿色低碳”有着密切的联系。如何将“绿色低碳”理念贯彻到大学有机化学实验教学当中,对于社会的可持续发展有着不可估量的作用。
1培养绿色低碳理念
党的十六大提出了以人为本的全面协调可持续的科学发展观,其中“人的全面发展”是科学发展观的重要内涵。而教育事业的核心,就是要以学生为中心,促进学生全面发展。高校教师在进行思想教育和专业教育的同时,要把“绿色低碳”、环境保护、可持续发展等思想渗透到有机实验课堂教学当中,让学生切身体会到废弃物的产生及处理、资源化利用的方法,增强大学生的环境保护意识,促进学生全面发展。
2更新实验内容
2.1实验内容的调整
有机化学实验当中需要的试剂和药品很多都是强酸、强碱、有毒、易挥发、易腐蚀,而且反应的过程不仅有危险而且产生废弃物,处理不当就会对学生的人身安全和环境保护造成危害。因此在有机实验的安排中,应淘汰高危险、高污染的实验项目,补充污染小和环保型的实验。例如,在做减压蒸馏的实验当中,用的试剂是苯乙酮,苯乙酮不仅对身体有害而且还会污染环境,此实验完全可以用自来水,既学会了基本的操作又不会污染环境;传统的“乙酰苯胺的制备”实验,所用的酰化试剂是乙酸酐,此实验可用毒性更低、价格更便宜的乙酸代替;用“1-溴丁烷的制备”实验来代替“溴苯的制备”,回避了苯和液溴的污染性和危险性,而改用溴化钠来制备溴化氢气体,并且学会了有害气体的吸收装置。
2.2实验规模的调整
有机实验所用的药品试剂大多有毒有害,减小实验规模后,所用的试剂量为常规用量的几分之一到几十分之一。这样不仅减少了试剂用量,节省了时间,而且提高了实验的安全性,减小了有机实验对环境的污染。但是,减小实验规模也有它的缺点,尤其是对有机实验操作还不是很熟练的学生来说,减少试剂用量,如果操作不慎,一不留心,就很有可能得不到产品,会对学生的实验积极性造成打击,因而通常采用常量实验。虽然缩小实验规模的半微量化实验是有机化学实验改革的趋势,但是对于蒸馏、分馏、减压蒸馏等重要的基础性实验,要仍然采用常量实验,待学生的实验操作熟练之后,对于有危险性、污染性的实验可以采用减小实验规模的方法。通过常量和半微量的实验操作结合,不仅能提高学生的实验操作技能,而且增强了学生的环境保护意识,利于培养适应于社会发展的新型人才。
3更新实验方法
3.1微波、超声波等新实验技术的引进
微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一。大量实验结果表明,借助微波技术进行有机反应,不仅反应速度较传统的加热方法快数十甚至上千倍,而且具有操作简便、产率高及产品易纯化、安全卫生等特点[5]。在有机实验中应用超声波技术,不但可以缩短反应时间、提高反应产率和选择性,而且还可以改变反应的方向和途径,使一些在通常条件下不能进行的反应得以实现[6]。因此,在有机实验的教学当中,如果引进微波和超声波技术,将不仅能够节省大量的时间,而且反应需要的试剂量少,既节约能源,又有利于环境保护,还能让学生学习微波技术。引入微波和超声波技术,是实现有机化学实验“绿色低碳”的一个重要手段。
3.2新教学模式的引进
“慕课”是英文MOOC的音译词,为MassiveOpenOnlineCourse(大规模开放网络课程)的缩写,是近年来开放教育领域出现的一种新课程模式,其本意是“大规模、开放性的在线课程”[7]。目前的有机化学实验课程中,实验项目的危险性小且难度不大,但是有机实验还包括贵重药品、剧毒、高温、高压、无水无氧等。对于这些实验,很多实验室难以实现,且对老师和学生的实验操作技能要求较高。而慕课的载体为微视频,老师可以为这些实验制作视频,真实展示条件要求苛刻的有机实验的操作过程、实验现象及危险的处理方法。这样不仅可以使学生学习实验原理和方法,更重要的是节约了药品,减少了对环境的污染。
3.3不同学科实验的对接
虽然目前大学不同学科设置的实验课程较多,但是实验都相对独立,不同学科实验没有衔接。学校可以将有机化学实验与仪器分析实验对接起来,用学生在课上合成出来的样品进行分析检测实验。比如有机实验中合成出来的苯甲酸可以拿去做熔点的测定实验和红外光谱实验,1-溴丁烷可以去做折光率、核磁共振等分析测定实验。这样既分析了实验样品的纯度又让学生学习了图谱的分析方法。
3.4废物循环利用
有机化学反应的一大弊端就是会产生很多的废液和废渣,如果将废渣堆积,或者将废液直接倒入下水道,不仅会对环境造成严重的污染,而且还会淡化学生的环保意识。比如“从茶叶中提取咖啡因”实验中提取的咖啡因可以做分析测定的实验,而回收的乙醇既可以成为下一批学生的溶剂,又可以用做“乙酸乙酯的制备”实验中的试剂。在实验室现有条件下对于能够处理的废液和废渣,要用物理或化学方法进行预处理,对不能够处理的要集中收集存放,与相关处理厂家联系进行统一回收。
4结束语
总之,在有机实验教学中贯彻绿色低碳理念,对于从事化学教学的老师来说还有很多工作要做,如实验教学内容的更新、环境友好试剂的选用、慕课等新教学模式的探索等等,更要让学生时刻树立环境保护、合理利用资源的责任心,为国家培养出走新型工业化道路的人才。贯彻绿色低碳理念是新世纪有机化学实验教学的发展方向,也是时代赋予化学相关工作者的艰巨任务。
作者:刘志森 李泽胜 张志远 刘正辉 单位:广东石油化工学院 广东高校石油化工污染控制与清洁生产工程技术开发中心
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第十篇:中学化学实验教学思维能力培养
【摘要】
本文提出通过化学实验教学的不同形式,逐步培养学生的独立思维习惯、提高其联想思维、模仿思维、发散性思维和收敛性思维能力以及养成勤于归纳整理的思维习惯。
【关键词】
化学实验 思维能力 思维习惯
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验具有多种教学功能,如:帮助学生形成化学概念;理解巩固化学知识;提高分析和解决问题的能力,培养实事求是,严肃认真的科学态度和科学方法等。现行教学中的实验模式,主要是教师课堂演示、学生参与的课堂演示、学生分组实验的模式。在这个过程中,应特别重视实验在培养学生思维能力中的突出作用,即应强调让学生通过动手、观察、思考,实现从现象到本质、从分析综合到概括,让学生开拓思路,培养其思维能力及创造能力,从而使学生逐步进入主动活跃、会学、乐学的境界。
1通过演示实验,提出学习主题,培养学生自主提问、自我思考的独立思维习惯
在教学中依据教材内容,可适当调整,打破常规教学时在讲解中插入演示实验验证性质的模式,改为开门见山的演示实验,让学生先行记录实验现象,讨论、看书,得出结论等,这样学生的思维很活跃,不但能较快的解决问题,而且培养了他们分析问题的能力。例如:讲到必修1“钠的化合物”中过氧化钠与水反应时,可在包有少量Na2O2(事先不让学生知道)的棉花上滴几滴水,当学生观察到棉花剧烈燃烧的现象后,明知水不能使棉花燃烧,可又无法解释眼前的事实时,强烈的探求欲望喷发出来。学生通过实验,积极主动开展思维活动分析化学实验,获得了生动的感性认识,从而掌握过氧化钠的化学性质之一。很多内容都可以先行演示,再由学生自己得出结论,条件允许的甚至可以直接进行学生分组实验,在学生实验之后,通过填实验报告的形式总结出性质,整理重点。例如:《选修4》中,设计影响化学反应速率的因素这一节时,课本中的演示实验仪器不复杂,安全系数也较高,完全可以让学生分组实验,由学生通过实验总结出影响因素。
2通过对比实验,培养学生联想的思维能力
一个简单的实验可以让学生观察到很多现象,也能提出许多问题,使他们能联想对比,从而掌握重要的知识点。例如:在乙醇的结构教学中,通过演示钠与乙醇、钠与水反应的剧烈程度的实验,让学生联想,同样是羟基,但是氢原子的活泼性不同,从而对比得知乙醇中羟基上的氢是不电离的,虽有活泼性,但是不同于H2O中的氢原子的。又例如:学习硫的化合物时,二氧化硫可以使红溶液褪色,演示时加热时又恢复红色,可对比氯气漂白的实验,联想知识点,一方面反映了氯气和二氧化硫的共性——漂白,又显示了二者的漂白原理不同。在探究过程中往往可以通过对比实验,即设置几组平行实验来对照、比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理,不仅培养了思维能力,也锻炼了语言表达的能力。
3通过分析实验,培养学生的发展性思维及收敛性思维
心理学认为:思维的基本品质主要包括思维的广泛性(即思维的发散性),思维的深刻性,思维独立性,思维的机制性,思维的灵活性和思维的敏捷性,而其中发散性思维占优势。例如:“氨的喷泉”实验失败后寻求原因,首先发散思维,分析实验成败的原因有气密性不好;烧瓶里的氨气没有收集满;烧瓶或玻璃管不干燥等,找出主要原因后在由发散过渡到收敛性思维得出结论,实验成败的关键是:一要干燥,二要不漏气;那么在设计及操作时就可以围绕这些关键展开。又例如在“海带中碘元素检验”的实验中有一步操作是“高温灼烧”,目的是使碘元素以碘离子的形式溶解在溶液中。课堂演示时需要一段时间来完成,那么利用这段时间依此步骤引导学生发散思考中药的使用方法主要是煮、煎、熬;再发散思考实现对草药成份的检验应该如何操作,再收敛到对植物内提取或验证某元素时,往往先选用高温灼烧的方法。
4利用学生分组实验,进行章节复习,培养学生养成勤于归纳整理的思维习惯
实践表明,在化学教学中以实验为主线,同时与化学知识有机地联系进行复习可以充分调动学生的学习主动性,积极开展思维活动并可取得事半功倍的效果。例如:在《选修5》完成了的衍生物的章节之后要安排学生分组实验,在实验过程中复习了乙醇、乙醛、乙酸的重要性质,同时,让学生建立起三者之间的联系,乙醇氧化乙醛氧化乙酸,通过性质演示实验,让学生整理同时含有羟基的酚和醇有何区别。在这过程中通过观察实验和提问来帮助学生复习。提问设计:(1)乙醇、乙醛、乙酸之间的联系(2)苯酚和醇类的区别(3)乙醛的特性(4)银镜反应需什么条件。
5利用一些课堂演示实验,在模仿实验过程中培养学生的模仿思维
模仿是学习的手段,科学实验的基本技能的开始都是通过模仿进行的,其目的是通过教师的示范和学生在教师指导下动手操作来培养操作和思维的基本能力,向较高层次打好基础。这其中不仅是模仿老师的操作,还模仿老师的人格魅力。老师在实验讲解时,使实验趣味并充满哲理:平淡又会有新奇,观察细致和缓,能够从容不迫及面对激烈现象,危险的不乱方寸,简单实验更不能潦草,复杂的确保成功。高中生对实验仍有些恐惧和厌烦,通过模仿思维的培养,淡化学生的不良态度,激发学生的实验兴趣。实验时“镁条燃烧”刺眼可警告学生不可直视,自己也演示给他们看,用余光或有色玻璃过滤一下强光;由于火星飞溅,温度很高,所以,依据教室条件,如果是木制的讲台或课桌,可在上面铺一层浸湿的报纸,以免烫损桌面,点燃镁条到实验发生有短暂的时间足够让自己站到实验安全范围内,不能有跑开和紧急躲闪的举动。因为教师的一举一动都是学生模仿的关键,你惧怕他更怕,你跑他更跑,所以,从容淡定,让学生通过实验,培养了胆大心细,科学严谨的思维能力习惯,那在自己的分组操作中都可以更好完成实验。跟实验有关的任何一个环节都可以培养模仿思维。例如:实验室常见的酒精灯着火事件等,学生往往大叫跑开,那么教师则必须采取措施,不能大叫和紧张,小火从容处理,大火有序疏散等,这中间体现出来冷静面对危险的思维能力,是学生平时最应该模仿积累起来的。
6总结
化学离不开实验,任何一个实验所培养出来的能力与思维都不是单一的,这不仅是对学科知识的掌握,也包含了做人的道理,可以实际演示的就不要放录像,有条件让学生参与分组的实验,就决不放弃,而且演示实验,决不是演给学生看就可以,要不断挖掘每一个细节对学生能力培养的帮助,多启发多联想,这会使化学实验功能充分发挥和体现,激发学生的学习兴趣。
作者:欧阳玲 单位:广州外国语学校
参考文献:
[1]于浩.中学化学创新教法[J].学苑出版社,2001.
[2]钱杨义.探究实验与设计实验研究[J].东北师范大学出版社,2006.