時間:2022-03-27 20:34:18
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學實驗論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
綠色化學是世界科學可持續發展的需要,自1995年,由中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題以來,我國的綠色化學也逐漸活躍起來。近幾年,隨著環境污染的日益加劇,生態環境的不斷惡化,人們越來越關注污染問題,綠色化學觀點的提出,讓許多與化學息息相關的行業都積極響應。面對學術界綠色環保的方興未艾,作為化學教育工作者,除了具有扎實的基礎知識以外,還應將環境污染、保護、治理等作為自己的研究方向。將綠色化學的理念根植于心,牢固樹立可持續發展的觀念,“計利當計天下利,求名應求萬世名”,正確處理可持續發展和綠色環保的關系,將綠色化學的十二條原則始終貫穿于化學教學實驗全過程之中,從一點一滴入手,培養并傳播綠色化學的理念,綠色化學強調的是原子經濟性,即在獲取新物質的化學原料中,充分利用每個原料原子,實現“零排放”,既充分利用資源,又從根本上解決污染物排放問題,讓這種理念時刻伴隨學生,隨著知識的積累而得到傳承和發展。在傳授學生知識的同時,還要引導學生正確認識科技發展的負面性:若保護不好環境,發展也會受到嚴重制約。在課堂上,教師可以提出關注較為廣泛的問題進行討論,比如:40年代初期發生在美國洛杉磯市的“化學煙霧事件”。光化學煙霧是大量碳氫化合物和揮發性有機物在陽光作用下,與空氣中其他成分起化學作用而產生的。這種煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑。在1952年12月的一次光化學煙霧事件中,洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。由此引出我國社會關注度較高的問題——霧霾的成因。光化學煙霧主要為氣態污染物,而霧霾則是大氣顆粒物,然而光化學煙霧最終生成大量的臭氧,增加大氣的氧化性,這導致大氣中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐漸凝結成顆粒物,從而增加PM2.5的濃度。也就是說,光化學煙霧可能成為霧霾的來源之一。因為這種討論與我們每個人生活都息息相關,積極指導學生開展與化學相關的綠色環保行動,這既有利于知識的鞏固,又能增強學生的環保意識,使學生明白,我們生活的地球處處需要保護環境。
二、嘗試探索創新,推廣綠色實驗
眾所周知,很多化學知識都是以化學實驗引入并且加以驗證的,實驗是化學教學中的重中之重,如果能在基層教學過程中,大力推廣綠色實驗,勢必會將綠色化學貫穿整個教學。傳統化學實驗所使用的實驗藥品,以及伴隨實驗所產生的各種廢棄物,不但對環境造成污染,對師生的健康或多或少都會有一些影響。因此,在教學實驗中,教師應嚴格把關,Anastas和Warner提出了綠色化學的12條原則,這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。
1.防止廢棄物的產生,比先產生后治理要重要;
2.合成方法應設計盡可能將所有起始物嵌入到最終產物中去;
3.只要可能,合成反應應設計成反應中使用和生產的物質對人體和環境無毒或毒性很小;
4.設計的化學產品應在保證其應有功能的同時盡量使其無毒或毒性很小;
5.盡量不用輔物質(如溶劑、分離試劑等),當不得已使用時,也應使用無毒物質;
6.能量消耗應是越少越好,應能為環境和經濟方面所認可,合成方法應在常溫、常壓下實施;
7.只要技術上和經濟上是可行的,盡量選擇可再生的原料;
8.應盡量避免不必要的派生過程;
9.盡量使用具有催化選擇性的試劑;
10.化學產品中的設計應保留其功能,減少其毒性,當完成自身功能后不再滯留于環境中,使之降解為無毒的物質;
11.需要開發實時、跟蹤監控的分析方法,預先監控有毒物質的形成;
12.化學物質及其在化工過程使用中的物態,應選擇潛在化學隨機事故(包括氣體泄露、爆炸和著火)最小的,等等。從以上論點可以總結出,化學實驗綠色化的內容包括:化學試劑、溶劑和催化劑的綠色化,盡量選擇低毒和可再生資源,溶劑盡量選擇水溶劑,避免采用有毒有害和揮發性溶劑,催化劑應首選采用無毒害、無腐蝕的物質;實驗劑量綠色化,在保證完成化學反應的情況下,盡量使用最小劑量的試劑、溶劑和催化劑;對實驗產生的“三廢”進行無毒無害化處理,確保污染程度降到最低。
三、激發探究精神,完善綠色化學
(一)開展微型化學實驗
微型化學實驗,就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。近年來,在我國化學實驗教學改革領域中,微型化學實驗蓬勃發展,引起國內化學教育界極大關注。目前微型化學實驗開展到分析化學、物理化學、醫用化學和高分子化學實驗的微型化探索,并取得了驕人的成績,逐漸形成了具有中國特色的微型化學實驗特點:微型儀器價格低廉且配套比較完整,在國際上具有很強的競爭力。此外,微型化學實驗與傳統實驗相比,具有明顯的綠色環保、節約藥品和節省時間的特點。微型化學實驗的優勢已經在教學中呈現出來,受到了廣大師生的歡迎。目前,國內已有800余所大、中院校開始采用微型化學實驗。
(二)探究精神在綠色化學實驗中的應用
一、精心設計實驗步驟,激發學生創新熱情
作為化學教師要善于設計創新性實驗,與教材中的既定實驗相比,學生更加喜歡教師或學生自己所設計的實驗。教師要摒棄傳統“師講生聽”的教學模式,而是采取循循善誘、逐步引導的方式,來啟發學生對實驗進行深思,以達到順利完成實驗的目的。例如,在測試“酸堿鹽溶液的導電性”時,實驗過程會占據很多時間,為了克服這一問題,可以講課本中的實驗改為一個并聯電路,對幾種物質的導電性同時進行實驗,既省時又省力,還有助于對比和比較。又如,“氫氣與空氣混合爆炸”的實驗難免會給人一種恐懼感,如果采用電點火式,對實驗進行遠距離操作,不但克服了危險問題,而且提高了實驗的科技含量,激發了學生的科學探究精神,同時對教師產生了由衷的敬佩,有助于拉近師生之間的距離。此外,對于一些具有較強開放性的實驗,可以由學生自己進行實驗設計,并自主驗證實驗結論,例如:如何捕捉空氣,實驗方法多種多樣,可以鼓勵學生自己設計實驗來驗證自己的想法,有助于激發學生的創新熱情。
二、開展多種課外實驗,提高學生科學素養
組織學生開展化學興趣小組是拓展課外教學活動的有效方式,除了可以在課外活動中擴展基礎知識之外,還可以進行化學趣味實驗,例如:制作相應的實驗教具、組織學生進行參觀活動、進行社會實驗調查等。在小學合作活動過程中,教師要鼓勵學生發揮自身的特長,促使他們經常動手、動腦、參與實驗。作為學校,應每年都舉辦科技文化節,將化學晚會作為其中的專項內容之一,學生可以在晚會上表演趣味魔術、化學實驗、小游戲等各種節目,當學生們興致盎然的觀看各種化學節目時,不但有助于激發他們的化學興趣,而且加深了學生對知識的掌握和把握,提高了學生的化學實驗技能。當學生聽到爆竹聲聲時,自然會想到不純氫氣被點燃時發出的爆鳴聲;當看到清水變色時,自然會主動思考其中的原理等,有助于激發學生的求知欲望,調動學生的學習的積極性。此外,教師要結合教學實際,組織學生進行社會調查,例如,在教學“水是人類寶貴的自然資源要求學生調查家鄉水資源的變化;學習“燃燒和緩慢氧化”時,指導學生對加油站、糧庫等場所觀察“嚴禁煙火”的標志;還可以讓學生以自己家中的廚房為實驗場所,觀察家庭廚房中的現有物品,如:菜刀表面的銹跡、熱水瓶內的水垢等。通過以上課外活動的開展,可以讓學生充分感受到化學就在我們身邊,從而增強學生對化學的學習興趣。
三、重視實驗的安全性,保證實驗成功有效
安全第一,這是任何實驗的首要保證,只有在安全的前提下我們才能談及實驗的改進和效果的追求,因為如果實驗給師生帶來了身心上的傷害,不但無法完成預期的實驗目標,更嚴重的是會給學生帶來心理陰影,讓學生喪失學習化學的興趣,所以,無論是什么實驗,我們首先要考慮的是實驗的安全性。首先,要及時消除實驗中的不安全因素,比如如果將H2、O2的混合氣體放到鐵皮罐內或玻璃瓶中會發生爆炸的危險;第二,操作一定要規范、正確,避免意外的發生,對師生身心健康造成傷害。比如給試管加熱時不能將試管口對準人,再比如,如果制取的氣體有度一定要保證裝置的氣密性避免氣體發生泄露;第三,實驗的內容一定要科學合理,方法可靠,避免發生誤解或造成事故。另外教師一定要充分預備實驗,思考實驗應該注意的事項以及實驗中可能發生的問題,把握成功的關鍵,從而保證實驗過程順利安全。
四、結語
總之,化學教師要堅持“以人為本”的教學理念,從學生實際情況出發,調動學生主觀意識,激發學生自主參與實驗教學活動的積極性,真正讓初中化學實驗綻放活力。”
作者:四川省宜賓縣教學研究與教師培訓中心單位:羅成云
1啟發式科學寫作引入實驗教學的意義
(1)傳統大學化學實驗教學流程單一,學生往往拘泥于課本內容,缺少思考的空間。導致學生產生依賴心理,對實驗現象的描述和實驗結果討論僅僅停留在觀察階段,不能通過化學實驗的學習,系統理解化學相關概念和原理。將啟發式科學寫作應用到實驗教學,能夠從根本上解決學習方式單一等問題,通過學生彼此之間的交流與討論,使學生增加化學的學習興趣。(2)啟發式科學寫作主要強調兩個方面,一是整個實驗的設計和教學過程強調啟發性,二是寫作過程中重視學生的思考和主動性,教會學生用自己的語言去描述、理解和重溫先前知識,這種思考問題的方式,有利于學生理解新概念和原理,從而將新知識納入到已有知識體系中。(3)啟發式科學寫作看重的是科學知識之間的聯系、證據的表述以及現象的解釋,對學生培養科學推理能力至關重要。科學寫作的過程是不斷反思先前想法和經驗、設法理解、發展知識的過程,因而在寫作期間學習者能建構更豐富的解釋。
2啟發式科學寫作在化學實驗教學中的應用
目前大學化學實驗主要有基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三種類型,下邊以基礎實驗和綜合性實驗為例,講解啟發性科學寫作在以上不同類型化學實驗中的應用。(1)啟發性科學寫作在基礎性實驗中的應用。與傳統實驗報告不同,啟發式科學寫作貫穿于實驗活動的始終,它能夠幫助學生從實驗和寫作中實現理解,實驗開始前需要給學生講解實驗的目的,即為什么要做此實驗,和理論教學中的哪個知識點相關。實驗后則要求學生回顧相應的化學知識以及實驗過程,并且鼓勵學生進行多方位的觀察,從而發現實驗證據和結論之間的關系。下邊以學生酸堿滴定反應實驗為例,其報告結構如表1所示。表1基礎性化學實驗啟發式科學寫作報告框架提出問題:做實驗之前我提出的問題有哪些?酸堿滴定終點怎么確定?試驗精度怎么控制?實驗設計:怎么做才能解決這些問題?查指示劑的表色范圍,選定指示劑;選作平行樣,降低試驗誤差。實驗觀察:通過實驗我觀察到什么?甲基橙在堿性溶液中顯紅色,終點時顯橙色。得出結論:可以用甲基橙做指示劑,由已知濃度的鹽酸測定未知濃度的氫氧化鈉。提供依據:HCL+NaOH=NaCL+H2O甲基橙的變色范圍。實驗討論:我的結論和其他同學有何異同?反思:通過該實驗,我們前面學習的理論知識有沒有改變?如果有改變,則深刻地理解了中和反應的本質,明白了指示劑的選擇方法和應用。(2)科學寫作在綜合性實驗中的應用。綜合性實驗與基礎性實驗不同,強調綜合運用所學過的知識,來設計實驗,解釋所看到的實驗現象,要求學生有較好的實驗技能,掌握使用多種化學研究方法,主要用來培養學生分析問題、解決問題的能力。將科學寫作應用于綜合性實驗教學中,不僅能反映學生的實驗過程,還能為學生創造交流實驗結果的機會,通過交流討論使學生深入理解化學概念和原理,此外寫作、發言等活動環節還能提高學生的語言組織能力與表達能力,下面以三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀配合物的制備為例,講解具體的應用方法,如表2所示。(3)科學寫作在設計性實驗中的應用。大學化學設計性實驗是最具創造性的一類實驗,是教師根據自己的研究興趣和方向,以及課題的需要,組織學生設計實驗,開展科學探究,并對結果進行分析和梳理,然后撰寫實驗報告。此類實驗非常有利于學生創新能力的培養,因為在整個實驗過程中,學生的主動性要求高,需要他們在老師的指導下提出自己的思路,尋求實驗證據并進行解釋,這對學生推理能力和語言表達能力的提升意義重大,非常值得推廣。
3結語
本文嘗試將科學寫作引入到化學實驗教學中,根據化學實驗的不同類型進行了實驗報告框架設計,具有很好的示范作用。后續將會將本文設計的模式和框架應用到具體實驗教學中,根據效果反饋進行修改或者再設計。
作者:趙彤瑩 單位:武漢科技大學化學工程與技術學院
目前生物化學實驗教學依附于理論教學,而不是作為一門單獨學科進行教學,學校、老師和學生對生物化學實驗教學重視不夠。生物化學實驗教學內容設置簡單,以驗證性實驗為主;實驗教學方式機械簡單,主要表現為教師準備、講解,學生依樣畫葫蘆。目前的生物化學實驗教學不利于學生培養,談不上應用能力的培養,更談不上科研素養的培養。問題主要表現在:
1.生物化學實驗教學投入不夠:
湖南理工學院生物工程專業為2005年新設專業,一切從零開始,實驗設備不夠,無法滿足現代生物化學實驗教學要求。實驗設備臺套數不夠,限制了學生單獨操作實驗設備的可能,例如層析系統、常壓色譜儀和高效液相色譜儀各一臺,很難讓每位學生單獨操作。
2.生物化學實驗教學內容陳舊:
由于生物化學實驗教學經費投入有限,生物化學實驗設備單一,導致生物化學實驗內容設置只能以驗證性實驗為主。比如運用分光光度計測定物質的含量,設置的內容太多,幾乎一半實驗均需要使用分光光度計。這樣的實驗內容設置,根本無法滿足學生對生物化學基本理論、基本概念的理解,更談不上能力的培養。
3.教學過程中學生參與性不強:
實驗前預備室教師做好一切準備工作。課堂上實驗教師先召集學生講解操作步驟等等。然后學生按照實驗教師的講解一步一步完成實驗內容。實驗完成后,教師指導學生處理實驗結果,分析實驗問題。一切均由實驗指導教師包辦。學生不用思考,只需要機械地完成一切,久而久之,學生不再思考,更談不上在實驗過程中發現問題和解決問題。如此教學方式,必將影響學生對實驗課的興趣,不利于學生能力的培養。
二、生物化學實驗教學改革內容。
針對上述問題,湖南理工學院在多方面采取對策,對生物化學實驗教學進行了改革,具體改革內容如下:
1.加大生物化學實驗教學投入。
加強實驗室基本建設,首先從實驗場地建設入手,學校加大實驗場地建設,為生物工程專業建設了大量實驗室,保證了實驗教學場地,目前建立了包括生物化學實驗分室在內的大量實驗分室。在進行場地建設的同時,連續多年對生物化學實驗教學儀器進行投入,購置了包括5臺液相色譜儀在內的大量實驗教學儀器,使生物化學實驗教學內容改革成為可能。近幾年來,湖南理工學院不僅在實驗室硬件建設方面增加了財力投入,同時在實驗室人員配置上也投入人力,把教學能力強的教師配置到實驗教學上,把實驗教學放在一個前所沒有的高度進行建設。
2.改革生物化學實驗教學內容。
生物工程專業在改革前生物化學實驗40學時,實驗內容主要以驗證性實驗為主。通過改革,把生物化學實驗從40學時調整為96學時,把實驗教學內容將生物化學實驗調整為以驗證性實驗為基礎,以綜合性實驗和設計性實驗為主要教學內容,重點突出綜合性實驗和設計性實驗的實驗教學內容設置,以此為基礎進行生物化學實驗教學。結合教師專業方向特點,我們在生物化學綜合性和設計性實驗設置上主要以生物大分子的分離提純與活性測定為主。事實證明,綜合性和設計性實驗的開設,激發了學生的學習與研究熱情,越來越多的學生主動申請進入教師課題組從事科學研究工作。考慮到學生的學習熱情,我們在改革生物化學實驗教學內容的同時,結合學院每位教師的科研工作,開設了生物化學創新性實驗,以期學生獲得進一步提高。比如2011級生物工程專業生物活性鎮痛肽的合成與活性研究課題小組,在該文作者的指導下,通過Fmoc固相多肽合成、高效液相色譜純化、復性體系二硫鍵形成等方式合成生物活性多肽,將活性多肽在動物模型上進行鎮痛活性研究,發現合成的鎮痛多肽在動物模型中具有良好的鎮痛活性,該實驗結果通過該文作者整理,發表在SCI雜志“Protein&PeptideLetter”雜志上。通過創新性實驗開設,學生解決問題的能力越來越強。為本科生將來進入實驗室從事研究工作實現無縫對接打下了堅實基礎。
3.改革生物化學實驗教學方式。
傳統生物化學實驗教學由教師主導,學生被動接受,學生缺乏主觀能動性,缺乏參與性。目前我們通過改革,將教師從主導地位改為從屬地位,而學生則從從屬地位變為主導地位,教師只安排實驗項目,也就是出題。學生則從實驗設計、實驗準備、實驗過程到實驗結果分析全部自己解決,并且每次實驗完成后學生均應該能夠提出問題,教師則和學生探討實驗問題,學生的實驗操作技能和實驗成功率得到了極大提高。同時也使學生了解了一個實驗的全部內容,為學生研究性學習,為學生將來進入社會參與工作或者將來從事研究工作打下堅實基礎。
4.改革生物化學實驗考核方式。
針對傳統生物化學實驗只注重實驗理論考試和期末實驗考試的做法,湖南理工學院采用全程考核的方式對生物化學實驗進行全程考核,也就是實驗的全過程都是考核過程。對每位學生生物化學實驗成績的評定,采用平時實驗成績、實驗報告和實驗考試成績相結合的辦法。平時實驗成績占比50%,平時實驗成績根據每位學生每次實驗的準備情況,實驗過程中各種儀器設備操作規范性,實驗結果的準確性,甚至包括實驗過程中試劑稱量、溶液配制等實驗習慣性動作進行綜合評定,每次實驗完成現場給出平時成績;實驗報告占比20%,實驗報告的撰寫是學生對自己實驗過程以及實驗結果的重要總結,體現學生分析歸納總結能力,同時也是對學生將來從事研究工作,撰寫研究論文和研究報告的重要訓練,故有必要將實驗報告的撰寫考核單獨列出,予以評分,使學生重視實驗報告的撰寫;實驗考試成績占比30%,實驗考試成績和傳統實驗考核一致,但比重顯著下降,實驗筆試成績占實驗考試成績的20%;實驗操作考試占實驗考試成績的80%。通過實驗考核方式的改變,督促學生在生物化學實驗過程中全身心投入,認真對待每一次生物化學實驗,認真對待每一個實驗的全部細節,認真做好每一個生物化學實驗。由于考核方式的改變,只有那些從頭至尾認真對待生物化學實驗的學生才有可能獲得高分,大大調動了學生對生物化學實驗的積極性和主動性。
三、結語
(一)創新與改進初中化學實驗方法
在人教版初中化學教育教學中,如果只是教師按照教材實施化學實驗,就會導致學生不能深刻認識到化學原理,進而不能保證教學目標得以實現,因此,對化學實驗教學的目標進行創新和改進,能夠幫助學生加深對化學實驗和化學知識的印象。比如,在開展溶液組成這一化學實驗中,學生難以對溶液的容量、溶劑和溶質的計算和概念進行理解,針對這一現象,教師可以在教學中增加溶液組成的實驗,將鐵放在稀硫酸里,這時會冒出大量的氣泡,溶液也從無色轉變成淺綠色,這時教師可以這樣為學生講解:“同學們,在這一實驗中,原來的稀H2SO4中的水就是老師所說的溶劑,而通過反應所生成的FeSO4則是溶質。”這樣便可以通過創新和改進化學實驗來幫助學生理解和區分溶劑、溶質這兩個概念。
(二)創新與改進初中化學實驗材料
在初中化學實驗教學中,改進實驗材料能夠增強化學實驗的客觀性、安全性和有效性,教師所實施的實驗不能僅限制于課本上的實驗,很多因素都會使化學實驗材料影響到實驗的效果,所以,教師必須要根據實際情況來改進化學實驗原料,保證化學實驗得以順利開展,最終保證化學實驗的準確性。例如,在模擬酸雨危害的實驗過程中,實驗原本要將石灰石或鋅、鎂條和清水加入到二氧化硫的集氣瓶和空集氣瓶里,然后觀察和分析產生的反應,該實驗旨在為學生展示酸雨的危害和形成。但是,因為采集二氧化硫的難度很大,再加上初中生缺少對煤炭燃燒原理的認知,從本質上將化學教學難度增加。針對這一現象,教師可以根據實驗原理和自身知識,對實驗材料進行創新和改進,教師可以通過氧氣仿生裝置來進行煤的燃燒,進而產生二氧化硫,在水中溶解二氧化硫以后所得到的溶液呈現出酸性,進而形成酸雨。在這一環節的實驗結束以后可以在得到的溶液中加入石灰石和樹葉等,石灰石和樹葉會被溶液腐蝕,這時學生便可以意識到酸雨所具有的危害性。
(三)創新與改進初中化學實驗裝置
在實施化學實驗的過程中,能夠用到很多實驗裝置,因此,教師可以通過改進和創新實驗儀器,將實驗操作過程簡化,進而提升化學實驗效果。例如,在教授分子運動實驗的時候,教材中通過燒杯來進行實驗,在實際實驗過程中,氨水的揮發性太強,教師可以通過濾紙來改進這一實驗,首先,教師要將濾紙進行分割,使其寬度為1厘米,以間隔為2厘米的距離將酚酞試液滴落在紙條上面,接著將試管橫放在水平位置上,在棉花上滴落濃氨水,再用棉花來密封試管口。這樣學生就可以看到試管里的酚酞逐漸轉變成為紅色。
(四)結語
綜上所述,在初中化學實驗教學中實施創新能夠優化實驗教學,增強學生學習化學的興趣,有利于學生理解化學知識,提高初中化學課堂效率。在實施化學實驗教學創新的過程中,教師要積極探索、不懈努力,提升初中化學實驗教學效率,在最大程度上發揮實驗教學的重要作用。
作者:張文 單位:吉林省梨樹縣大頂山學校
一、強化規范教育,加強基礎訓練
通過人們長時間的實驗工作表明,規范化學實驗是避免出現意外事故、保證化學實驗室正常秩序的重要手段之一,并且還是對學生的職業素質與工作習慣進行培養的重要方式。依據高等職業學校學生的實際特點,按照高職化學教學大綱的基本要求,可以制定出化學的基本規范,主要包含的內容有:(一)確保化學試劑與儀器的擺放順序,在使用完化學儀器之后,應當對其進行清洗,且將其放回原位;(二)對于他人的實驗儀器,不能擅自使用,倘若儀器被損壞,必須向有關人員申報或者是補領,同時還應當依據有關規定予以賠償;(三)在未經教師同意的情況下,不能將化學實驗室內的儀器與試劑帶出去;(四)在使用藥品時,應當依據有關規定用量,不可擅作主張更改藥品的用量;(五)依據有關規定對化學廢液或廢物進行傾倒;(六)不可擅作主張做一些沒有規定的實驗項目;(七)在實驗過程中,應當詳細、真實地記錄實驗的數據、現象;(八)一旦出現意外,必須保持冷靜,及時向上級匯報,且采取有效的、正確的處理措施。以上的化學操作規范,對幫助學生養成正確的實驗習慣,樹立務實、嚴謹的實驗態度,提升化學實驗的有效性,都具有十分重大的意義。在高職化學實驗教學過程中,教師為了進一步加強化學操作規范,可以與實際的化學課程有機結合,在開展實驗教學之前,利用一段時間實施現場教學,以便將各項操作規范切實貫徹于化學基本操作當中,讓學生意識到規范制定的主要目的;另外,對于一些操作不規范的學生,教師應當對其說明不規范操作將帶來的危害,進而對其予以糾正。通過對學生進行實驗規范教育,且加強其基本操作訓練,能夠為之后化學實驗教學的正常展開打下堅實的基礎。
二、優化實驗內容,增加設計性、綜合性實驗
所謂的設計性實驗,指的就是具有探索與研究性質的一種實驗種類,要求學生按照實驗的條件與要求,選取合適的實驗儀器和方法,自主對實驗的線路進行有效的設計,對實驗的步驟進行科學的安排,并且單獨完成整個實驗,對于實驗過程中所碰到的各種問題,必須自行處理,最終獨立完成實驗報告的撰寫工作。而綜合性實驗是復合型實驗的一種,該實驗的主要內容是由某個學科與有關的學科知識相互交叉、融合的一種實驗技術與方式,將若干門專業課的理論知識與技能結合起來。這就需要學生在實驗的過程中可以把所學習到的各種知識都應用起來,以有效提升自己的綜合運用能力與素質。例如,教師可以提出“雞蛋殼中鈣的提取與含量測定”的實驗,要求學生自行對實驗思路進行設計。在完成設計之后,教師再對學生的設計方案加以評定。為了能夠將學生的創造性與主觀能動性都發揮出來,教師在實驗教學的過程中,可以僅僅向學生說明實驗操作的要點與需要注意的事項,然后由學生自主對實驗試劑加以配置,而對于實驗過程中所遇到的各種問題,例如儀器的選擇等,教師可適當給予指導,進而使其自己找到解決問題的方法。采取這種方式不但可以幫助學生掌握基本的化學實驗操作技能與制備方式,同時還能夠培養其實驗設計的能力。
三、加強化學實踐教學
加強高職生綜合素質水平的一個關鍵措施,就是對其探索求知的態度與能力進行有效的培養。在化學知識學習過程中,實驗同樣是一種實踐活動,在實驗的過程中,學生對物質進行探究與認識,理解化學的原理與技能,掌握化學研究的實驗手段,鍛煉科學探索能力,并且感受科學家實驗探索的方式與過程,進而得到實驗探究的愉悅與成功的感受。高職化學教師在實驗教學過程中,應當積極主動地為學生創造有利的條件,以便使學生能夠積極加入到化學知識與實驗技能的探索當中。比如,化學教師可以設置一些具有探索性的化學實驗,要求高職生動手做,在此過程中,教師先不告訴學生實驗的最終結果,使學生在一邊實驗一邊探索的過程中,得到實驗的結果,然后教師與學生再對結果進行探討與分析。上述這種措施使得學生參與討論的機會變多,加速了學生動腦和動手的有機結合。在這個過程中,學生不僅能夠得到較為深刻的理解,同時還可以調動學習化學知識的積極性與主動性,對提升高職生的實驗技能十分有利。
四、充分運用現代化的教育手段
在化學教學過程中,使用一些現代化信息教學手段與技術,對提升教學效率與質量,具有極為重大且現實的意義。例如,計算機、光盤以及錄像帶等,可以帶給學生不一樣的感官刺激,而互聯網技術與多媒體技術能夠給學生提供具備良好交互性的界面,對調動學生學習的積極性,且實現協作學習,都極為有利,這在一定程度上擴展了學生學習的空間。教師可以將一些學生要閱讀、訓練以及模仿的學習內容,放在校園網絡或者是多媒體網絡當中,例如,把一些平時較為常用的實驗儀器的使用方法與注意事項,以電子文件的形式上傳至校園網上,供學生學習。學生如果在學習過程中遇到不明白的知識點,可反復不斷地觀看,進而在一定程度上提升了學生學習的自主性與積極性。
五、總結
在高職化學教學過程中,有一些實驗是必須進行演示的,但由于種種原因,嚴重影響了教學的效果。而現代多媒體技術完全彌補了這一缺陷,在現代信息技術的幫助下,學生不但可以觀察到教師所做的演示實驗,同時還能選取不同的現代教學技術對觀察的時間進行設定,這極大地提升了演示實驗的時效性。
作者:周偉慶 單位:江蘇省連云港中醫藥高等職業技術學校
測試系統是專門用于用戶注冊、登錄、參加實驗預習測試并查看預習成績的web應用程序。學生通過學生模塊可進行注冊、登錄、密碼修改、在線考試。界面主要包括科目選擇、實驗預習測試、系統自動評分、預習成績查詢等。測試系統能自動計時、閱卷、評分并反饋測試結果,并能根據考生信息控制登錄時間及次數。設計網絡實驗預習測試系統時,我們主要考慮了以下幾個因素:
1.系統應簡單、易操作。
學生以學號登錄,題目多為選擇題。
2.時間及登錄的限定。
一方面答題的時間限制,要求每位學生的考試不超過20分鐘;另一方面,因為考題是隨機抽的,為了防止個別學生為了獲取全部考題而反復登錄答題,設定只要提交預習答題結果就不能重新答題,還有同一賬號在同一電腦上登錄時間間隔是20分鐘。
3.計算機能自動評卷并顯示成績。
教師根據計算機給出的分數判斷學生預習是否合格。
4.本系統有一定的安全性、平臺通用性。
管理員和教師可以輕松地向題庫添加、修改和查詢試題。考生使用有效的身份驗證登錄后,根據自己的需求,選擇考試科目及要做的實驗,并在規定的時間內進行答題。當達到規定的時間后,系統將自動予以提示。考生做完交卷后便能立即看到自己的考試成績,并且其分數將被記入庫中供教師審核和查閱。
(一)用戶注冊
用戶輸入合法的用戶名和密碼,提交后由系統判斷該用戶是否存在,并給出相應信息,完成注冊。系統將輸入的用戶名和密碼寫到數據庫中。
(二)考試系統
考生登錄成功并選擇實驗項目后,即可調出試卷進行在線考試。現階段題目多為選擇題,考生按鼠標選擇答案即可。考試時間由管理員進行設置,考試結束采取自主交卷和限定時間自動交卷結合的方式予以實現。學生提交答題結果以后就不能再次答題,即便沒有答題,同一賬戶在同一臺電腦上連續登錄時間間隔是20分鐘。
(三)后臺管理
后臺管理內容包括試題管理、試卷管理、成績管理、用戶管理、系統管理等功能,采用的是管理員和教師兩層管理。教師具有學生沒有的權限,教師模塊由系統管理、學生管理、題庫管理、試卷管理、成績管理及修改密碼等部分構成。教師登錄后,根據學生的課表安排,選擇實驗項目,讓學生答題;在實驗課前隨時查看學生的預習情況,將預習檢查沒有通過的或者誤操作而賬號被鎖定的學生的賬號解鎖,使其可以重新答題。教師還可以隨時更新題庫中試題。因為本系統承擔基礎化學五門(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、普通化學)課的實驗預習測試,所以需有專門管理員對整個系統進行維護。管理員具有比教師更大的權限,可以管理每個用戶(包括教師和學生)的賬號,可以根據學生的年級或者課表設置其可選實驗課程;還可以根據不同教師承擔課程的不同,設置教師的權限。后臺管理界面會顯示課程名稱、教師資料、學生資料、實驗成績等信息。
1.題庫管理
(1)對于題目的要求
由于本系統是要求有較好通用性的考試系統,因此試題要按統一的規范去設計。試題的類型、方式為標準化試題,答案要求確切無歧義且唯一。知識點的分布要均勻合理,才能反映出學生掌握知識的情況,減小投機取巧概率。題庫內的試題量要足夠大,考試采用隨機抽題的方式,每個考生的試題不完全相同。管理員可隨時適時地更新、維護題庫,隨著課程發展不斷補充新的試題。
(2)題庫的維護
管理員可以根據教學需要增、刪課程。每門課教師可以根據實驗內容,增加新實驗的檢測題目,或者對原有題目進行修改。在增加或修改題目時,教師根據題庫管理界面的提示,設計選擇題的題干、選項及正確答案。系統將題目提供給參加實驗預習的學生,并根據答案隨即對學生的答題情況進行打分。
(3)安全性的保證
教師應根據學生課表選擇實驗項目,讓學生答題。學生只能看到下一次實驗的預習題,而不能看到所有實驗的預習題。測試時,考生抽取了一套試題后,不能再通過瀏覽器中的“刷新”功能來抽取其他套試題,否則系統會認為是作弊行為,將其賬號鎖定。學生回答的題目隨機抽取,每個學生不完全相同,題目的保密度較高。進入系統后,即使沒有答題,同一帳戶在同一臺電腦上連續登錄時間間隔是20分鐘。
2.試卷管理
管理員和教師均可對試題數量和每道題的分值進行修改和設置,并根據試題難度和試題數量對考試時間進行設置。
3.成績統計
為了了解學生實驗預習效果,教師可通過成績統計管理系統方便地查看學生的考試成績。教師督促成績較低的學生重新預習,使用權限將其賬號激活,重新測試。
二、預習測試系統的實現
系統主要采用C#編程語言來實現,選用2005sqlserver數據庫平臺來完成后臺數據庫,考生和管理員分別在Web瀏覽器上進行答題和系統各種功能的維護。
三、教學實踐結果討論
本系統從2013年開始正式應用于基礎化學實驗教學中,師生普遍反映較好。對于教師來說,其在一定程度上減輕了工作負擔,提高了工作效率。對于學生的影響更為顯著和積極,很多學生反映,預習測試可以督促自己主動學習,明確要做的實驗的重點和難點,而不能泛泛地看一遍教材就算預習了,提高了自主學習的意識和能力。
四、進一步工作的設想
(一)增加主觀題目
僅僅靠幾個選擇題來判斷學生的預習情況是不全面的,因此目前這個系統在日常教學工作中只能作為教師考查學生預習實驗情況的參考,學生還要寫預習報告。以后,我們希望加入主觀題目,讓學生在計算機上回答填空題和簡單的問答題,提交后由教師評分。這樣可以較為全面地考查學生的預習情況。
(二)增加討論區
有時學生在預習時遇到問題,又找不到討論者。所以我們增加了討論區模塊,這是一個專門討論實驗的論壇。由于登錄的限制也僅限教師和學生討論,安全性較強。這里不僅可以討論預習中的問題,還可以研究實驗中出現的“意外”情況。
(三)豐富學習形式
根據化學學科特點,學生除了回答問題以外,掌握基本操作更加重要。以后我們還會增加一個“模擬操作”模塊———讓學生輕點鼠標,就像玩電腦游戲一樣———正確的就過關,錯誤的則從頭再來,最后通關就得分記入預習成績。這樣可以增加學習的趣味性,使一些基本操作更加形象地呈現給學生。不同學科還可以根據自身特點改進教學內容,提高效率。如在“無機化學實驗”中,目前我們采用人工方法讓學生抽取離子,用實驗方法鑒定。如果將計算機技術應用其中,事先在數據庫中輸入無機離子,然后讓學生隨機抽取,將提高考試的效率和公平性。
五、總結
1.1實驗技術人員對實驗室儀器管理重視程度不夠
目前我院實驗中心承擔了全校理工科學生的化學基礎實驗教學,包括材化、化藥、生工的全體學生。上物理化學實驗課的班級有50個,學生人數達到1500余人,而物理化學實驗室僅有4間,上物理化學實驗課的全體師生是走“流水線”的形式,再者,師生總體受“重教學,輕實驗”思想的影響,學院領導對實驗技術人員工作的認同度不高,導致實驗技術人員工作積極性下降,實驗技術人員都產生一種消極應付實驗儀器設備管理心理,敷衍實驗教學。
1.2實驗教學過程未嚴格遵循管理制度
我院物理化學實驗室制定了相關實驗室運行規章制度,要求每次實驗要安排值日生,儀器要嚴格按照使用步驟操作,儀器損壞要及時登記等。但是在具體的實驗過程中,很多教師為方便學生實驗,或者節約實驗時間,沒有按照儀器正常操作規程操作儀器,比如,使用旋光儀一定要預熱至少十分鐘,很多學生根本就沒有做到。同時,在物理化學實驗教學中,由于參與實驗的學生較多,指導教師不能一對一指導,大部分學生都在摸索中完成實驗過程,結果導致學生實驗做完后,儀器也損壞嚴重。
2定位化管理物理化學實驗儀器探討
目前,定位化管理在很多行業起著重要的作用,王曉礎等等報道了在大型綜合醫院手術室儀器管理中采用雙向定位的方法進行管理,周清武報道了對藥房藥品進行定位化管理,辛曉東報道了對煤礦井下人員進行定位系統管理,劉建東等報道了在小包裝中藥飲品庫房進行定位化管理,張玉琢報道了在高校圖書館自習區有限定位管理。現在我們把定位化管理運用到物理化學實驗室教學儀器的管理中。
2.1定位化管理實驗儀器理念
定位化管理就是將物理化學實驗室教學儀器統一定位,放置于實驗室,使用后立即放回原處,保證實驗的順利進行。首先,制作好物理化學實驗儀器分布表模型,在模型上標注好各種實驗儀器的擺放位置,通過該模型可以正確找到儀器;又在每個實驗儀器上粘貼標識來表明它原來的歸屬位置,通過儀器上的標識反向找到它的歸屬位置,可以有效提高實驗儀器的管理。
2.2定位化管理實驗儀器的初步構想
儀器分布表模型包括實驗室房間號,儀器名稱和維修情況,將各種儀器制成不同的小模型并寫上名稱粘貼在上面,不同儀器可以用不同顏色區分。將儀器分布表模型放在實驗室的最前方,即黑板下方,方面上物理化學實驗課全體師生查看。具體操作步驟如下:實驗技術人員在上課前首先對上實驗課教師說明要求定位化管理儀器,實驗結束后,指導教師按照儀器分布模型要求學生將實驗儀器擺放好,如果在實驗結束后,儀器如果損壞或缺失應及時上報給實驗員,實驗員檢查通過后,師生方可離開實驗室。3.3定位化管理實驗儀器的預期效果通過采用定位化管理物理化學實驗教學儀器,其預期效果有:首先,方面師生教學,教師能輕松演示實驗,學生進行實驗時也能快速找到所需儀器,改變了以前學生滿教室找實驗設備的現象;其次,學生實驗能夠更加有序地進行,在實驗進行中,能及時發現儀器問題并進行維護;最后,將實驗教學儀器按照儀器分布表模型還原,能夠減少實驗技術人員的工作量,方便實驗技術人員更加有效的管理實驗儀器。
3結語
一、強化演示實驗教學
課堂上的演示實驗是激發學生學習興趣的良方,可以使學生全身心地投入到課堂教學中來.人教版教材根據義務教育的新大綱要求,在各章節當中一共編排了85個課堂實驗演示.豐富多樣的實驗演示有的目的在于讓學生感受與掌握化學的定義和原理,有的目的在于讓學生更好地分析和驗證元素化合物的知識,有的則是讓學生習得化學實驗的基本操作流程.對于這些演示性的實驗,筆者基本上是安排在常規化學課堂活動中完成的,且力求做到實驗演示的規范化、現象的顯著化、闡述的準確與簡練化.對部分演示實驗裝置和實驗操作流程還進行了恰當的補充與改進,以便增強演示實驗的效果.例如,在講“分子”時,筆者添加“氨的揮發”以及“碘在酒精中溶散”兩個實驗,有效深化了學生對“分子運動”的了解;在講“燃燒和緩慢氧化”時,筆者對“白磷的燃燒”演示實驗做了適當改進,使用球膽慢慢地向燒杯熱水中注入氧氣,能夠看見熱水里的白磷和氧氣經過接觸之后,逐漸開始燃燒,并產生出火光.在實驗演示后,筆者請學生思考問題:第一,為何銅片上的白磷可以燃燒,而紅磷卻不可以燃燒呢?第二,水里邊的白磷要滿足何種條件才可以燃燒?第三,紅磷可不可以燃燒呢?接下來添加演示“紅磷燃燒”的實驗,把少量的紅磷放到鐵紗網中,直接放到酒精燈的火焰上進行加熱,讓學生觀察在空氣中紅磷的燃燒現象,之后指導學生閱讀課文內容,概括歸納出燃燒所需的條件.這種學習方式,既有助于學生理解化學知識,又能使學生將化學知識牢記于心.
二、開發家庭小實驗
實踐證明,家庭小實驗的引入可以讓課堂活動延伸到課外,其對培養學生學習的積極性、深化知識與技能、提升智力有著一定的作用.例如,筆者第一次布置“緒言課”的家庭小實驗:觀察蠟燭的色態、構造和點燃蠟燭時候的現象,且和課文習題結合作為家庭作業的時候,學生感到非常新奇.第二次布置家庭小實驗:用玻璃杯、飯碗與小蠟燭來測定空氣中氧氣的含量,學生逐漸產生了興趣,大部分學生在家里操作了這一實驗,部分學生獲得成功,有的失敗了.等到第二天學生一回到課堂上就七嘴八舌咨詢老師,通過簡單的解釋與指導之后,一些學生回家又一次做了這一實驗,在其獲得成功之后,興奮不已,對化學課程的興趣也受到強化.以至于后來,在筆者做實驗演示時,學生就要問:“老師,家里可不可以做呢?”結合課堂知識內容,除布置學生完成課文中所設置的家庭小實驗之外,筆者還添加一些富有生活氣息,與所學化學內容密切聯系,且在家里可以找到素材進行獨立完成的家庭小實驗,作為學生的家庭作業.這些家庭小實驗,按照課程進度相應地布置給學生完成.很多學生都樂此不疲,興趣黯然.在學生每做一次家庭小實驗后,筆者便會在第二天給他們提供闡述成果的機會,和全班同學一起分享探索的快樂.家庭小實驗的布置與開發,不但能夠豐富學生課外生活,讓學生拓寬視野,發展他們的動手操作能力以及觀察分析的能力,而且還因為家庭小實驗和課程內容的同步,對化學知識的掌握與鞏固也起到了推動作用.例如,筆者將課本“鐵釘生銹”演示實驗中的(1)作為家庭小實驗,在上課前的一星期布置給班上學生到家里完成.等到對“鐵的性質”這一內容進行教學時,筆者把實驗室事先已做好了的鐵釘生銹實驗的三支試管呈現給學生看,同時引導學生將其和自己在家里做的小實驗的結果進行對照,他們很快就領會到“鐵在潮濕的空氣中能跟氧氣發生化學反應,生成鐵銹”的現象.接下來引導學生想一想:一半浸到水里的鐵釘,銹斑最為明顯的是哪一個部分,原因是什么?引導學生對課本問題進行討論:想一想,鐵在什么情況下最容易生銹?展開探索,進而對鐵釘生銹的原因以及預防鐵釘生銹的辦法有更深刻的理解.
三、結語
總之,在化學教學活動中,教師應該對化學教學中存在的問題進行適當的改革,做到創新化學課堂教學,使學生可以更好的參與到化學實驗教學中來,大力培養學生的操作技能,最大化的發揮出化學實驗教學的關鍵作用。
作者:劉亞平 單位:江蘇濱海縣八巨初級中學
1改革實驗教學內容,接足地氣
根據學校的辦學定位和轉型發展要求,學院通過企業調研、專家論證、畢業生跟蹤調查等方式全面修訂了化學、化學工程與工藝、制藥工程三個專業的人才培養方案,與新鄉區域經濟發展相吻合。根據新的人才培養方案,全面修訂了實驗教學大綱,改革實驗教學內容,接足地氣。壓縮實驗課時,還學生自我學習的空間。我們將化學專業無機化學實驗課時由過去的90學時減少到72學時,化工和制藥專業為30學時,根據實驗內容安排每個實驗的課時,不在統一。減少課時,并不意味實驗內容的減少。根據專業特點對現有實驗內容進行全面整合和更新,剔除過時、重復性內容。例如去掉儀器的認領、洗滌和干燥實驗,放在課余時間讓學生自行探究;將以前傳統的臺秤和分析天平的使用實驗改為電子天平的使用和稱量練習;將基礎實驗操作集中整合,強化練習。減少驗證性實驗,適當增加綜合、設計性實驗,突出地方經濟發展特色。將傳統的無機化學物制備實驗改為鋰離子電池材料和無機過濾材料的制備實驗,既鍛煉了學生的基本無機化合物制備操作技能,又增加了電池材料和過濾材料的制備知識,讓學生切身感受學有所用,學以致用,實現教學內容與就業的密切聯系。在學期的最后,結合當前研究熱點、生活實際和教師的科研項目,拿出1~2個實驗,開展一些“命題+探究性”探索,不再局限于課本上的設計性實驗,由學生在教師指導下查閱文獻,自己設計實驗方案,并在實驗室完成,增加學生對無機化學實驗的興趣。
2改革實驗教學方法,突出以學生為主體
以往的無機化學實驗教學方法大部分是要求學生上課前預習實驗內容,老師在課堂上講授實驗方法和注意事項,然后學生自己操作實驗,課后上交實驗報告,學生基本上處于被動接受的狀態,實驗效果一般,有些學生更是忙于應付實驗,好像是為老師而學,無法突出自我的中心地位。我們改變傳統的每次實驗小組都重復講授實驗內容的方法,采用集中時間,統一講授實驗內容和注意事項,運用多媒體教學,讓學生首先對實驗內容有一個感性認識。同時讓學生分組討論,聯系生活和實際,提出疑惑和不解,怎樣運用實驗解決問題,變主動去學習實驗。實驗教學課堂中控制理論講授時間,讓每個學生有充分的時間去動手練習,允許學生失敗,反復操作,培養學生扎實的實驗基本功。老師嚴格要求學生實驗的規范操作并及時糾正,比如天平的使用、洗滌的方法、滴定的操作等,有些學生意識不到實驗操作的不規范帶來的后果,老師可以演示操作、耐心講解,不能強制和命令式教學,只會讓學生更加反感和抵觸。鼓勵學生在實驗中探索,發現不同的實驗現象和問題,引導學生尋找“異常”實驗現象的原因,通過實驗解決問題,同時培養學生對無機化學實驗的興趣,增強學習的主動性。成立無機化學實驗課程教學小組,實驗教師集體備課,相互聽課,共同提高教學技能。按照學校要求,實驗教師到企業進行實踐鍛煉,提高自己的實踐動手能力,自己有一桶水,才能給學生一碗水。
3加強實驗素養培養,提高學生綜合素質
培養學生整潔的衛生習慣。無機化學實驗是學生進入大學后的第一門實驗課,養成良好的衛生習慣對以后的實驗將起到巨大的作用。要求學生進入實驗室必須穿實驗服,實驗過程中的廢紙屑、廢液等需放到指定容器中,不能隨手扔到地面或水槽中。公共藥品和儀器不能拿到自己實驗臺上;取藥品時要用專門的鑰匙取用,取完后及時放回原處。實驗結束后,要及時整理和清洗儀器,恢復原狀,清潔實驗臺,值日生還需要清潔實驗室的公共衛生,經老師同意后方可離開。培養學生實驗安全操作的習慣。進入實驗室開始,就給學生灌輸實驗安全操作的理念,要求學生嚴格遵守實驗室規則,熟悉實驗室安全知識守則,對水、電、有毒、可燃、易爆的藥品和氣體的操作進行培訓。在實驗過程中,老師每次都要強調實驗安全問題,告訴學生怎樣處理異常現象,一旦出現問題,要鎮靜、及時報告老師,在老師指導下妥善處理,不能隱瞞不報,以防出現更大事故。針對無機實驗中常用到的強酸、強堿和其他腐蝕類化學試劑,實驗室配備急救小藥箱和沖眼器,對一些小的偶發事件可以先進行有效的處理,再去醫院檢查和治療。實驗室還裝配了通風設備、通風廚、通風藥品柜和氣瓶柜,最大程度的降低對學生和老師的身體傷害,確保實驗安全進行。培養學生“實事求是”的科學態度。自然科學的重要教學任務是培養學生“實事求是”的科學態度,實驗是科學研究中重要的環節,在實驗中客觀、規范的記錄實驗現象和實驗結果是科學研究者的基本素質。要求學生提前預習實驗內容,并不是簡單的看看書本,而是要發現問題,提出問題,通過實驗驗證和解決。在實驗過程中,要認真全面的觀察實驗現象,特別是和書本上不同的現象,要查找原因,找出癥結,得出結論。要及時記錄實驗數據,不得隨意修改、抄襲、造假數據,一旦發現,嚴厲懲罰。通過嚴格要求,讓學生意識到“實事求是”的重要性,并養成“實事求是”的科學態度,為后續課程和以后的工作、學習打下良好的基礎。
4探索微型化實驗,倡導綠色化學實驗
實驗室污染已成為當前面臨的一個問題,怎樣減少實驗污染,保護環境成為近年來大家探討的一個熱點,實施微型化實驗是一個有效的解決辦法。在不影響教學效果的前提下,做到“性質實驗點滴化,測量實驗縮微化,制備實驗減量化”。在做元素性質實驗時,我們用點滴板、井穴板和小試管代替常規的大試管,節約了實驗藥品,更容易觀察實驗室現象,并且方便實驗結果的對比和重復。在做氧化還原反應和電池電動勢的測定實驗時,用井穴板代替小燒杯,用濾紙代替鹽橋,簡化了實驗裝置,減少了氨水的用量,實驗小型化,結果更加明顯,降低了對學省的傷害。在做無機化合物的制備實驗時,把原料減少,產率提高,并且容易得到產品,現象明顯,縮短了反應時間,受到學生的歡迎。
5結語
在當前新建地方高校轉型發展的大背景下,作為傳統的基礎實驗課程,無機化學實驗應與時俱進,及時更新教學內容,和地方經濟發展聯系起來,化被動為主動;大膽進行教學方法改革,以學生為主體,讓學生動起來,培養學生的扎實的基礎實驗操作能力和創新能力,在實驗過程中培養學生良好的科學素養和綜合素質;積極倡導綠色化學實驗概念,實現化學實驗可持續發展。通過改革,使無機化學實驗課程適應高校轉型發展要求,老課程煥發新活力。
作者:王輝 單位:新鄉學院化學化工學院
1以化學為主要代表的自然科學基礎對醫學院研究生人才培養具有十分重要的作用
隨著醫學專業的研究生人才培養的改革和發展,不論國內或國外,愈來愈強調扎實的自然科學基礎,因為只有具有寬厚自然科學基礎的醫學專業研究生才具有發展潛力和后勁,具有良好的醫學研究能力。在北京協和醫學院(清華大學醫學部)醫學專業人才培養目標中,明確提出:加強基礎,注重技能,強調素質,整體優化,面向臨床、科研的培養方式。培養具有較廣泛的人文、社會科學知識,寬厚的自然科學基礎知識和堅實的基礎醫學理論,一定的預防醫學知識和能力,系統的臨床醫學理論知識,較強的自學能力和臨床分析和思維能力,熟練掌握一門外語,富有開拓精神,具有滿足21世紀醫學科技競爭和社會需要的基本素質和較大的發展潛力,足以參與國際競爭的高層次醫學人才。而國外的醫學教育更是強調自然科學的基礎,以美國為例,在進入醫學院之前都要接受普通本科大學教育,獲得生物、化學、等專業的學士學位,在本科學習期間必須學過或補修過生物、生化等有關醫學的基礎課程,而且在4年大學期間所有學科的成績一定要到達全國統一規定的標準。進人醫學院之前,必須經過國家規定的醫學院入學考試(MCAT),方能被醫學院錄取,考試科目包括數學、物理、化學、英文。我國許多水平較高的醫科大學或醫學院,如協和醫學院和清華大學、湘雅醫學院和中南大學、上海醫科大學和復旦大學合并后,化學實驗教學都由綜合性大學的基礎化學實驗教學中心承擔,正是利用清華大學、中南大學和復旦大學這些名牌綜合性大學雄厚的基礎學科綜合優勢和優良的學術氛圍,強強結合,培養學生成為既具有較強的醫療實踐能力,又具有較強獨立進行醫學科學研究能力的復合型高層次醫學人才,體現了重視自然科學基礎教育的趨勢。
2我校化學實驗教學基礎薄弱,嚴重制約高水平研究生人才培養
在我國目前迫切需要提高國家的整體創新能力的形勢下,高校研究生教育培養人才核心的內涵是為了培養創新人才。而實驗教學中心則是最重要的支撐平臺之一,我校化學實驗教學中心建設的目的就是:實現優質資源融合,教學科研協同,促進實驗室建設和實驗教學改革與創新,建立創新人才成長環境,提高人才培養質量,支撐創新人才培養。而化學實驗教學中心作為化學學科的基礎實驗教學公共平臺承擔全校各個專業的四大化學實驗、生化實驗等實驗教學,其教學科研的高水平是我校研究生人才培養水平的重要體現和支撐,目前存在的最主要的問題和困難為:盡管中心建設的許多工作得到了學校職能部門的支持,但邊緣化現象還是很嚴重,中心的學科建設、師資建設、儀器設備建設都不足,使得我校的化學實驗教學基礎十分薄弱,在海南省內都處于落后水平,更無法談及在全國范圍內去比較了。化學實驗教學中心的建設需要以優勢學科專業為基礎,但化學學科建設基本上是空白,國家自然科學基金等各類高水平課題的申請很少,沒有凝煉的科研方向,還形不成凝聚力和優勢,無法支持化學實驗教學中心的建設,更無法支持高水平研究生人才的培養。其次,人才發揮作用的平臺不足,中心人員隊伍整體水平和活力不高,人才引進不足和沒有有效的獎懲措施使得師資隊伍建設薄弱,教學、科研工作效率不高。再加上硬件儀器設備方面,化學實驗中心的儀器經費投入不足,基本教學儀器設備落后更新慢,大型精密儀器設備較少,也打擊了老師們從事教學科研的積極性。以上的困難制約著中心的發展,這也是化學實驗教學中心的建設推動較緩慢的原因。
3加強化學實驗教學中心建設的建議
首先,化學實驗教學中心的校級教學實驗中心的地位需加強,需要學校進一步的重視和支持,將其建設的重要性提升到關乎研究生培養水平的高度來對待。尤其在目前中心實行院校兩級管理體制下,應對中心的發展予以一定的傾斜側重,比如建設經費,作為校級中心,應有一定的專項經費支持,避免藥學院的經費緊張,只能顧及專業建設,而無力再支持實驗中心的建設。再比如人才引進,可給化學實驗教學中心的人才引進專有的名額,以避免同藥學院人才引進名額競爭。其次,加強化學學科建設。化學與生命醫學的交叉融合區域將是十二五規劃中國家重點支持的研究領域,如能給予更多的支持,將有利于化學學科的建設發展,并推動化學實驗示范中心的建設,大力提高我校醫學研究生人才的培養水平。海南島正面臨前所未有的歷史發展機遇,如化工、醫藥類的大項目進駐,防止環境污染,保有環境優勢等方面的科學研究是海南區域發展的重點,在這方面,化學學科發揮優勢申請項目都大有可為,機遇不容錯失。目前化學學科與海南島區域建設有關的熱點領域,重點實驗室等都相繼落戶在海大或海師大,海醫沒有一項,對中青年教師的發展和科研能力的提升都有很大的制約,也不利于師資隊伍建設和各項工作的開展。面對現狀我們的內心也感到很焦急,如果我們現在不抓緊進行學科建設的話,以后更難在省內有一席之地,最后,在困難中尋找突破口,經過探索,我們的體會是開放共享,以學生為主體,用項目帶動中心的發展。緊緊把握示范中心的核心內涵是培養創新人才,積極加大中心向全校開放,鼓勵學生和老師們利用中心的設施和平臺進行科學研究,分散的開放對中心的帶動性不強,而我們積極帶領學生申請學校的學生創新項目,明顯發揮了學生的積極性,取得了較好的效果,以中心為依托連續兩次獲得了學生創新項目,結題的一項,以學生為第一作者發表了論文,今后更要以此為契機,鼓勵老師和研究生們依托中心申請各類科研課題,進行研究生教學,使化學實驗教學中心真正成為研究生教育中創新人才培養的優良公共平臺。
作者:陳榕 單位:海南醫學院化學實驗教學中心
【關鍵詞】:精細化工實驗設計性實驗
隨著國際先進技術和經驗不斷涌現,化工行業迫切需要知識與技能兼備的高層次技術應用型人才。精細化工實驗是在繼有機化學實驗、精細化工產品單元反應、精細化工工藝學等課程后開設的一門重要的專業課。我們對精細化工設計性實驗教學進行了相應的探索,因注重了學生實驗技能的要求和科研能力的培養,極大地提高了學生學習的積極性,并為學生畢業后能成為具有初步科研能力、進行小型化工產品開發及生產技術管理的高級技術人才打下了良好的基礎。
1設計性實驗的步驟
通過基礎實驗和綜合性實驗訓練使學生的實驗技能有了提高后,我們才安排設計性實驗。設計性實驗主要按以下五個步驟來進行:
(1)設計題目的立項:教師提前3個星期給出大類設計題目,比如,我們給出設計美容、美發、護膚產品和農副產品的再利用兩大類要求的大題目,并告知實驗室條件和主要試劑,具體題目學生自定。學生們結合所學知識和自己的興趣,通過上網查資料、圖書館借書等多種途徑,設計了許多不同的實驗題目,有面膜、面霜、洗發香波、洗滌劑、染發劑、香脂,還有果膠的提取、甲殼素的提取與應用、中藥在化妝品中的應用等。
(2)開題報告的撰寫:選題擬定后,學生查閱并整理文獻資料,寫出開題報告。開題報告包括以下主要內容:首先是概述,介紹該實驗課題研究的目的、意義及其研究的歷史和最新動態;接著是實驗要達到的性能指標;然后根據實驗室現有實驗設備和條件擬定詳細的實驗方案:實驗材料、實驗設備、詳細的實驗步驟與實驗方法、實驗進度安排、檢測手段等,其中需要詳細列出所需化學試劑品種、數量、規格,實驗儀器名稱、檢測設備名稱等。實驗方案需經過教師審閱同意,對于過于簡單的配方實驗要求增加一定的研究內容。若實驗教師認為有的實驗藥品購買有困難,則通知學生尋找替代藥品或更換相應實驗內容。待實驗教師初步確認實驗方案設計合理并且實驗條件具備后,學生進入實驗室進行實驗。
(3)開放的實驗室:除常用實驗試劑外,根據學生開題報告的實驗要求,實驗室還需提前購買某些特殊實驗藥品,并準備好儀器設備,然后開放實驗室,供學生完成實驗。按照預先設計的實驗方案,學生提前預約安排實驗時間,實驗次數不限,只要在規定時間內完成實驗即可。實驗過程教師主要起指導作用。實驗中再也不會像以前那樣:學生對照黑板按部就班地“照方抓藥”,而老師事無巨細、提前把實驗中可能出現的每一個問題都“打預防針”。由于實驗的成敗取決于實驗方案、準備工作和實驗操作等各種因素,實驗過程每一步都需要自己認真操作、仔細觀察并及時記錄,若出現問題需要自己動腦筋分析原因并加以克服。學生沒有了依賴心理,從而充分調動了學生的學習主動性,極大地提高了學習興趣。當然,學生有不清楚的地方而請教教師時,教師還是會耐心回答的。
(4)實驗小論文的撰寫:學生完成實驗后進入實驗數據整理階段,根據實驗結果撰寫實驗小論文。實驗小論文的格式要求參照正式發表的科研論文要求,內容包括論文的題目、署名、中英文摘要、關鍵詞、引言、實驗方法、結果與討論、參考文獻等,并對其中的圖、表、公式、符號等也同樣按照正式的要求。通過嚴格寫作訓練,初步培養了學生科學實驗的思維方式,使他們基本掌握了實驗型論文的寫作模式,為即將開始的畢業論文和畢業設計做了一次很好的基礎訓練。
(5)小型答辯會的開展:實驗論文完成后,按照畢業論文答辯的模式,請來我系的專家教授,對學生的實驗論文進行一次小型答辯。每個學生花10分鐘時間介紹自己實驗的背景、實驗方案、實驗過程、實驗結果并進行產品展示,最后回答教師和學生的提問。答辯也是設計性實驗考核的一部分,通過小型答辯會,大家不僅掌握了自己實驗產品的性質、用途、物理參數,而且了解了其他同學產品的制備原理及方法,擴大了知識面,同時每個人還鍛煉了口頭表達能力和靈活應變能力,這為后面的畢業論文答辯也打下了一個良好的基礎。
2設計性實驗教學改革的效果
設計性實驗這種獨立解決問題的全面訓練,既提高了學生的實驗熱情、激發了創造性思維,又鞏固了所學的知識和技術,培養了學生的科研能力,深受學生們的歡迎。通過設計性試驗教學改革,取得了如下成效:
(1)提高了學生自我動手能力
學生們在進行設計性實驗后的體會中寫到:“設計性實驗提高了查閱資料及獨立分析、解決問題的能力,具有極強的實踐性,極大地提高了進行化學實驗的興趣,是培養學生自我動手能力的有效方法”“設計性實驗后的答辯和產品展示非常重要,它讓我們很有成就感……,希望以后多開展這類實驗。”
(2)為學生的畢業論文打下良好的基礎
查找資料,提出實驗方案,嚴格的實驗訓練以及對實驗現象的觀察記錄和分析總結,有利于培養學生嚴格的科學思維和科學實驗能力,提高科學研究能力;實驗論文的格式參照正式的規范格式要求,鍛煉了他們的實驗論文寫作技能,為即將開展的畢業論文打下了基礎;小型答辯會的訓練,提高了他們論文答辯技巧,已經為畢業論文答辯做了良好的“預演”。經過設計性實驗訓練的學生得到帶畢業論文教師的好評。
(3)受到畢業生用人單位的肯定
綜合性設計性實驗培養了學生認真仔細的科學態度,嚴謹踏實的工作作風,增強了他們分析問題、解決問題的能力。從近幾屆化工專業畢業生的情況看,除考取研究生的學生外,很多學生去了廣東、福建等沿海大中型化工企業,由于他們經過了良好的專業實驗等實踐性訓練,他們掌握新技術很快,動手能力也很強,普遍受到用人單位的好評。
3設計性實驗帶來的經驗與不足
1)經費緊張,開設設計性實驗次數有限
很多學生要求多開設計性實驗,由于設計性實驗每一個實驗方案所需的藥品不同,藥品統計后種類繁多,考慮經費問題,購買的藥品數量也有限。所以設計性實驗開設有一定的局限性。基于此,學校需要重視設計性實驗教學,加大經費投入力度,這樣才能確保設計性實驗教學的繼續進行。
2)實驗教師和實驗技術人員工作量大大增加
審查學生的設計性實驗方案、統計學生的實驗儀器、實驗藥品,開放實驗室,給實驗教師和實驗技術人員帶來了大量的工作量。以統計實驗藥品為例,由于實驗題目各異,實驗方案眾多,使得設計性實驗藥品種類多達200余種,由于學生查的資料不同,有些藥品寫的是商品名、別名或代號,實驗技術人員要一一記錄下來,再仔細歸類匯總。對實驗室已有的藥品要統計需要的數量,對沒有的試劑、材料要想辦法購買,若實在無法解決,還要通知學生更換藥品或實驗內容……。凡此種種,需要實驗教師和實驗技術人員具有極大的耐心和無私的奉獻精神才能完成實驗教學。
3)對實驗教師的業務素質要求也要提高