時間：2022-10-29 12:11:45
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篇綠色化學論文，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。
大多數學校尚未涉足，若想使全社會公眾形成綠色化學意識，單靠幾所高校開課、幾個研究所進行研究是遠遠不夠的。若想改變公眾缺乏綠色化學意識的狀況，只有通過高師畢業生在基礎教育當中去開展綠色化學教育，這樣才能逐步影響到大眾。真正的綠色化學教育的精髓是在綠色化學原則的指導下把綠色化學融合于化學教材改革、化學教學改革、化學實驗改革等系列化學教育綠色化的創新過程。
2.各項政策不到位。
建議政府、化學界、環保界，尤其是教育界應根據實際情況設立綠色化學及綠色化學教育獎項，提出各種綠色化學教育的政策法規，建立合理的綠色化學化工教育考核制度。相信有各種政策的保障，各種獎項的頒發，必將會加速全社會綠色化學意識的形成，實現人類社會的可持續發展。
3.教育體系不完善。
教師在課堂教學、實驗教學過程中應始終貫徹綠色化學思想，要讓學生了解綠色化學，樹立起綠色化學意識，培養其從事綠色化學研究與開發的能力。然而，我國目前的高等教育機構還沒有形成完備的綠色化學教育體系，更不用說基礎教育了。因此應該建立起一系列合理的綠色化學教育體系，以促進綠色化學教育的順利發展。綠色化學的發展將對環境保護起重大作用，它為人類的可持續發展提供了技術保證。綠色化學進入教育領域，從而進入化學教育，符合時代的呼喚。
二、有機化學教學中開展綠色化學教育的策略
1.在有機化學課堂教學中滲透綠色化學教育。
面對化學學術界悄然進行的綠色革命，廣大的化學教育工作者不能無動于衷，尤其是將來作為社會的科技革命主動力的大學生更應該受到綠色化學教育，這就要求我們講究策略，指行動或行動計劃，以及為解決某問題或達到某目標而有意識做出的各種活動。可喜的是，目前已有部分重點大學如中國科技大學開始開設“綠色化學”課程。但是，仍然有不少高校的教師未能意識到將此重要的新信息傳遞給學生的重要性。另外，雖然有部分高校已開始著手為研究生或高年級本科生開設“綠色化學”課程，但在當前相當多的高校存在教學課時緊張的狀況下，又帶來了專門的教學時間難以安排的新矛盾。因此，在有機化學教學中進行綠色化學教育的滲透，不失為解決問題的好辦法。在有機化學教學中進行綠色化學教育的滲透。具體來說，就是在進行有機化學教學時，對教學內容涉及有關綠色化學知識的方面，給予適時地、適量地介紹，通過這種畫龍點睛的教學改革，可使學生在潛移默化中受到綠色化學教育。同時又不對原本非常緊張的教學安排造成新的沖擊。
2.在有機化學實驗教學中加強綠色化學教育。
化學是一門以實驗為基礎的學科。有機化學實驗是化學科學賴以形成和發展的基礎，是檢驗化學知識真理性的標準，是提高學生科學素養的重要內容和手段。有機化學實驗也是化學教育的最有效的教學形式。除此之外，有機化學實驗還具有重要的教育教學功能。從認識角度看，有機化學實驗是為學生提供化學教學認識問題的主要途徑，它為學生檢驗有機化學理論、認識有機化學科學知識、驗證有機化學假說提供了科學依據。從方法論角度看，有機化學實驗是培養學生掌握實驗操作過程、實驗方法的重要手段。從教學論的角度看，有機化學實驗能創設一定教學情景，轉變學生學習方式，有效激發學生學習興趣。學生可以從有機化學實驗現象中去認識有機物，并通過自己的操作來培養各種能力，進而促進思維的發展和綜合能力的提高。教師將有機化學實驗置于一定的化學教學情景下，為實現一定的化學教學目的，而展開的一系列教學活動，就是所謂的“化學實驗教學”。有機化學實驗教學是有機化學教學的重要組成部分，其對學生的科學思維、動手能力、創新意識的培養起著重要的作用。有機化學實驗教學與綠色化學的聯系最緊密、最直接，是培養學生“從我做起”的好陣地，也是培養學生綠色化學意識的重要途徑。有機化學實驗教學能促進學生在知、情、意、行等方面統一協調發展。有機化學實驗是有機化學學科的基石和學生可以直接感知的事實，通過有機化學實驗教學來培養學生的綠色化學意識是一個最好的切入點。在實驗教學中開展綠色化學教育是歷史的必然。當然，綠色化學與有機化學有著天然的血肉聯系。因此，在有機化學實驗教學中滲透綠色化學是最為合適的。學生在做實驗的過程中，通過自己親身體驗來理解綠色化實驗確實能減少或根本不產生污染，從而形成綠色化學意識。將一些傳統實驗方法與經過綠色化改進的綠色化實驗方法進行比較，以此來說明通過用改進的綠色化實驗向學生滲透綠色化學教育是有效的途徑。
3.立足課外，實踐綠色化學觀念提高綠色素質。
1.在課堂教學中滲透綠色化學教育。
高中化學課堂教學是滲透綠色化學教育的主渠道，教師要積極創造綠色化學教學條件，構建綠色化學知識體系，不斷充實化學課本內容，培養學生的環境保護意識。在介紹化學史時，教師可從正反兩方面滲透綠色化學思想教育。講解放射性元素時，教師要對居里夫婦的精神及堅決反戰的人格表示欽佩，但也要就海灣戰爭中使用貧鈾彈對環境造成的危害提出批評。介紹環境問題時，教師可著重于介紹20世紀發生的公害事件，指明工業及傳統化學是造成公害的主要原因，使學生明確綠色化學是解決環境問題的重要途徑。通過在課堂教學中滲透綠色化學思想教育，激發起學生學習化學知識的興趣，不斷強化學生的環保意識、綠色意識。
2.在實驗教學中滲透綠色化學教育。
在高中化學實驗教學中，應最大限度地實現實驗的綠色化，引導學生樹立綠色化學思想和環境保護意識，具體教學策略如下：（1）改進化學實驗。首先，采用無毒原料、溶劑、催化劑進行化學實驗。例如，做完銀鏡反應后，可將清洗試管的硝酸替換為三氯化鐵溶液，避免產生二氧化氮有害氣體；在萃取碘單質實驗中，可將四氯化碳替換為二氯甲烷作為萃取劑，消除刺激性氣味，保證室內空氣質量；在乙烯的制備實驗中，可將硫酸替換為氧化鋁作為催化劑，避免濃硫酸造成污染；其次，優化化學實驗方法。又如，在海帶碘元素的檢驗實驗中，可將灼燒提取法改進為煮沸提取法，簡化實驗操作程序，縮短實驗時間，減少因灼燒造成的室內空氣污染；再次，改進化學實驗裝置。再如，利用密閉的裝置減少實驗敞開操作，可將注射器作為密閉的反應容器，進行銅和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制備與性質等實驗，將污染物消除在密閉裝置內。（2）開展微型化學實驗。在高中化學實驗中，可在保證實驗教學效果的前提下進行微型化學實驗，以達到降低實驗成本、提高環保效益的目的。微型化學實驗多采用點滴板、小試管、井穴板、多用滴管等微型化儀器，使用最小化的試劑用量，一般液體用量不超過1mL，甚至一些現象明顯的定性實驗可在試紙或濾紙上完成，如碘顯色反應、溴水褪色、苯酚的檢驗、驗證鹽類溶液酸堿性等實驗。（3）“三廢”的綠色化處理。在高中化學實驗中，要及時對必須使用的有毒、有害化學品和生成的污染物進行綠色化處理，從源頭處控制“三廢”對環境造成的污染。在廢氣處理過程中，可采用封閉的實驗操作方法，減少有害廢氣的產生量，并對廢氣進行有效處理或用氣囊收集。在廢液處理中，可利用中和反應處理含酸堿的廢液，使溶液pH值達到6.5～8.5之后再排放；也可用碳酸鹽沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分離含有重金屬離子的廢液。在廢渣處理中，可回收一些化學實驗中剩余或產生的金屬進行再利用，如銅與硝酸反應剩余的銅片、銀鏡反應生成的銀等。對于不能綜合利用的固體生成物則要進行無毒化處理。（4）利用多媒體教學技術。在高中化學實驗中，教師可利用現代多媒體教學技術輔助實驗教學，尤其對于危險系數大、污染嚴重的實驗而言，可通過電腦模擬、實驗錄像等對實驗過程進行演示，實現廢棄物的“零排放”。同時，教師也可利用多媒體教學技術模擬錯誤的實驗操作，將不良的實驗后果形象地展示給學生，讓學生認清實驗操作不規范帶來的嚴重后果，以及實驗室“三廢”對環境造成的惡劣影響，加深學生對綠色化學的認識。
3.在課外實踐中滲透綠色化學教育。
在高中化學教育中，教師要積極組織課外實踐活動，讓學生體驗和感知傳統化學對環境造成的嚴重危害，認清利用化學手段進行末端污染治理的局限性，引導學生關注綠色化學，理解綠色化學的重要意義。教師可根據化學教學內容，組織形式多樣的課外實踐活動，如實地調查、環保知識競賽、探究性學習、文獻研究等。在實地調查中，教師可帶領學生參觀污水處理廠、化工廠、無公害蔬菜生產基地、生態農業示范區等，對當地水資源、空氣質量、環境污染情況進行調查；在探究性學習中，教師可開設相關課題，組織學生進行課題研究，如研究生物催化劑的優點、研究高效低毒農藥等，培養學生實踐能力和創新能力，達到課題研究的預設目標；在文獻研究中，既可讓學生利用圖書館館藏資源和互聯網資源，收集有關綠色化學和環境保護的文獻資料，也可邀請有關專家學者來校進行講座，使學生獲取最新的科研信息。通過開展多樣化的課外實踐活動，促使學生更加關注綠色化學，能夠運用已學的化學知識分析和解決生活中遇到的問題。
總而言之，隨著綠色化學理念在高中化學課程標準中的滲透，綠色化學教育已經成為高中化學教育的重要組成部分，對化學教師提出了新的要求。為此，高中化學教師必須強化綠色化學意識，在課堂教學中融入綠色化學理論，最大限度地實現化學實驗綠色化，并積極組織課外綠色化學實踐活動，從而確保高中綠色化學教育目標的實現。
作者：魏華姬單位：福建省沙縣第一中學
一、化學實驗中應用綠色化學理念
化學是以實驗為基礎的課程．在化學實驗教學中，要嚴格落實綠色理念，嚴格遵守規范要求．在實驗課前，學生要認真學習操作規范，嚴格按照步驟要求進行化學實驗的各項操作，控制廢物的產生量，并對廢水、廢渣、廢氣做好回收和利用工作，避免污染周圍環境．實驗結束后，要引導學生將廢棄液和剩余的固體藥品倒入指定的容器內，提高學生的環保意識，對回收的廢液進行處理之后再排放．還要做好儀器的清洗工作，并將儀器擺放到原來的位置，培養良好的實驗衛生習慣，落實綠色化學理念．例如，在做“硫在氧氣中燃燒”實驗時，燃燒所生成的二氧化硫會帶來污染，為避免污染問題發生，實驗時應該嚴格控制硫的使用量，在瓶中事先放入少量堿溶液，實現吸收二氧化硫的目的，從而避免燃燒產生的二氧化硫對空氣帶來污染．另外，可以設計微型實驗，盡量選用無毒無害的綠色實驗材料，實驗后利用中和、分解、深埋、回收等方式，對生成物進行嚴格處理，以保護好周圍環境，避免帶來環境污染問題．
二、課外活動中應用綠色化學理念
在初中化學教學中除了要培養學生的綠色理念，還要注重對綠色理念的應用，將其合理應用到課外活動中，讓學生養成良好的習慣，更好地開展各種活動．合理組織課外活動，也能提高學生的知識應用能力．這是落實綠色化學理念的重要平臺．教師可以組織興趣學習小組，開展化學知識競賽等活動，以所學的初中化學知識為基礎，介紹生物系統的物質循環和能量流動等，學習人類活動與大氣、水體、森林、植物之間的關系，學生通過學習之后更加明白環境保護的重要性．同時，學習環境保護、新能源利用、食品衛生保健等，提高學生的環保意識，讓學生利用所學化學知識指導自己的實際行動．還可以采用課外宣傳、講座等形式，介紹人們所關注的環境問題，豐富學生這方面的知識，進一步提高學生的環保意識，將所學知識有效應用到日常生活之中，從而提高學習效率，同時提高初中學生的化學知識應用能力．
三、考試練習中應用綠色化學理念
在考試和練習過程中，適當增加綠色化學理念方面的內容，有意識地加強訓練，指導學生的日常行動．在布置習題和練習時，要結合教學內容和課要求，精心設計習題，合理設置環境保護方面的練習，提高學生的環保意識．例如，在講“水的組成”后，教師可以設置習題:水資源保護，節約用水的主要對策有哪些?在做“硫在氧氣中的燃燒”實驗時，為降低對周圍環境的污染，可以采取哪些有效的環境保護對策?這些習題和練習與環境保護息息相關，也是培養學生環保意識的重要策略．通過這些習題和練習，能夠培養學生的環保意識，使學生將綠色化學理念的相關理論熟記在自己腦海中，并落實到自己的實際行動中，在日常生活中積極采取相應對策，加強對周圍環境的保護工作．
四、調查研究中應用綠色化學理念
通過調查研究，讓學生關注身邊的環境保護問題，提高知識應用能力，提高環保水平．因此，教師要組織學生開展調查研究活動．可以以農村飲水安全問題、沼氣池建設、造紙廠排污等為題，讓學生結合當地實際情況，撰寫調研報告，分析存在的環境污染問題，并提出相應的改進和完善對策．例如，在進行農村飲水安全調查前，教師可以先列出以下問題:家鄉水井坐落在什么地方?是否受到污染?應該采取哪些改進和完善對策?學生帶著這些問題進行調查研究，分析飲水安全存在的問題，并提出改進對策．如，有些水井坐落在池塘邊，農田旁，受到農藥和化肥的污染．有些地方幾百人共用一口井，沒有井蓋，垃圾、雜物等容易落入井中．通過這樣的調查活動，讓學生對農村飲水安全有更為全面的了解，培養學生觀察社會、分析問題，解決問題的能力，有利于學生增強環保意識．
作者：趙曉茂單位：江蘇如東縣新光初級中學
綠色化工技術是通過改進改良現有的化學技術及方法，對化學原理的應用和使用工程技術來減少甚至消除化工原料、催化劑、溶劑、化學廢物或化工產品等能夠污染環境的物質，實現廢物零排放，減少其對人類健康和生態環境的危害，建立友好環境。用“資源-產品-再生資源”這種全新的循環物質流動過程替換掉過去的“資源-廢物”方式排放的流動過程。利用先進的綠色化工技術，研究出新型環保產品，及綠色工藝技術的運用實現清潔生產，從而大幅度降低三廢排放量【1】。21世紀，綠色化工技術已經被國際發達國家在化學有機合成、生物化學、分析化學、催化等領域列為主要的研究發展方向之一。在我國制定的“九五”發展規劃中，綠色化學與技術在釀造、制藥、造紙、印染、海水淡化等行業作為應逐漸補充及開發應用的重大研究項目。
2綠色化工技術的開發
2.1原料的選用
綠色化工科技的發展，如果不從化工污染、化學反應的源頭著手，那么始終是治標不治本而且十分被動的措施。那么化工科技及工藝發展過程中，選擇無毒害溶劑、原料、催化劑等化學原料來進行化工生產、制作化工產品可實現零排放、零污染的清潔生產和加工原則，有效防止和控制化學污染的產生。近年較為常見的無害化學原料為：野生植物、農作物等生產物質。將蘆葦、樹木等天然野生植物纖維，以及稻草、麥秸和蔗渣等農副產品的廢棄物作為原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。還有利用生物質氣化產生氫氣等，都是綠色化工技術中原料選擇應用的非常好的例子。
2.2無毒害催化劑的選用
在百分之九十的化工生產中催化劑是提高反應速率的必需品。然而在綠色化工科技的開發過程中，無毒害的烷基化固相催化劑是國內外研發工作的重點。南京大學徐國際【2】利用環境友好性綠色化合成過程對烯丙基醇類化合物作為烷基化試劑，在無溶劑的條件下對1，3-二羰基化合物進行直接烷基化反應，反應后處理步驟簡單，且催化體系可以循環使用，四次催化循環后收率仍然能大于84%。
3綠色化工技術在化學工業中的應用
3.1清潔生產技術
清潔生產技術是無毒、無害、無污染、無廢物排放的綠色化工技術，包括輻射熱加工技術，綠色催化技術，臨界流體技術等。在冶金工業、印染工業、煤氣化、制甲醇、垃圾處理、海水淡化等行業都得到了很好的運用。此外先進的脫硝脫硫技術、垃圾制沼氣技術、高效清潔的煤氣化技術、利用風能太陽能等自然能發電技術等等這些都利用了清潔生產技術。例如，海水淡化技術的應用不僅解決了我國淡水資源匱乏的現狀，還利用有效的化學方法將海水中的鹽水分離，在海水淡化的預處理過程中不會產生任何對環境狀況的不良影響，也沒有對生態環境造成傷害。而且，在海水淡化預處理過程中所產生的氫氧化鎂作為一種成本低廉、工藝簡單、不產生二次污染的清潔化工產品，具有非常廣闊的發展前景。
3.2生物技術
生物技術領域包含細胞、基因、微生物和酶等技術范疇，其主要應用在化學仿生學和生物化工兩個方面。生物酶在作為一種在生物體內的催化劑，具有高效、轉移性，可以參與到各個生物化工的合成過程中。另外，化學仿生學中的膜化學技術也是這一領域中廣泛應用的生物技術。在綠色化工技術中采用生物技術，可以利用再生資源合成化學品。從早期來源于動植物中的有機化合物原料，到后來以石油和煤炭作為原料。例如，在綠色化學工程與工藝中，制備丙烯酰胺，利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，大大降低能耗，且沒有污染環境副產物產生。由此可見，利用廣泛存在于自然界中的酶當做催化劑，與工業酶及一般的化學催化劑相比，自然界中的酶具有無污染、反應條件溫和、產物性質優良的特點。
3.3生產環境友好型產品
關鍵詞：綠色化學 醫用基礎化學 多媒體教學 教學改革
綠色化學又稱環境無害化學。它的核心內涵是在反應過程和化工生產中，盡量減少或徹底消除使用和產生對人類健康、社區安全、生態環境有害的物質。
化學教育尤其大學化學教育是為經濟建設服務的。醫學類職業是與人類生死、健康休戚相關的事業，保障人類健康離不開藥物，藥物合成又離不開化學，而化學工業的發展又在很大程度上直接影響了人類的健康。如何在這三者之間構建和諧，綠色化學是唯一出路。綠色化學不應是一門獨立學科，而應是一種指導思想，是人們應該傾力追求的目標［1］。作為大學化學教師，我們首先應該結合實際情況，將綠色化學教育滲透到教學工作中去，通過廣泛的宣傳教育，讓學生樹立起綠色化學意識，培養出具有綠色化學意識的一代新人［2］。綠色化學成為醫用基礎化學教育的一個重要組成部分，給改革課堂教學、培養學生的創新精神和創新能力提供了良好的契機。
1.提高自身實施綠色化學教育的能力和專業水平。
綠色化學是化學科學與物理、生物、材料及信息等科學結合的產物，是化學科學的發展與進步。因此教學人員不但需要具備化學基礎知識、理論和技能，還要系統地學習關于綠色化學的理論知識，了解有關綠色化學技術的最新研究成果和發展方向，掌握相關學科的知識。
2.改革實驗方式，避免實驗污染物產生。
化學實驗中總有氣體、液體或固體產物的生成，或多或少地會產生有害或有毒的實驗廢棄物。筆者所在的安徽三聯學院醫用基礎化學課程針對的是文理兼收的醫藥營銷專業學生，他們畢業后從事藥物開發、合成的可能性很小，進行化學實驗實際意義不大，因此在實際教學中取消了實驗操作環節。對于個別必要的實驗，借助網絡，利用錄像、多媒體課件、Flas、計算機虛擬實驗等現代教育技術手段進行演示，避免了化學污染物的產生。
3.針對職業需要，整合醫用基礎化學知識結構，添加綠色化學教學內容，激發學生的學習興趣。
筆者選用了張法浩主編的《醫用基礎化學》，該教材包含了無機、分析及有機化學的內容。隨著教學改革的深入，根據專業的特點及教育部對高職學生理論知識“夠用為度”的原則，我院該課程總學時只有72節，比過去減少了二分之一，這就要求教師在教學思想、教學內容以及教學方法等方面做出調整，以適應新世紀人才培養目標的需要［3］。要更多地將醫藥營銷工作中實際需要的知識融入教學過程，摒棄那些不重要又晦澀難懂的知識，使醫用基礎化學真正成為理論的基石。現行教材內容與職業缺乏緊密聯系，忽視了與實際的聯系，學生學習缺乏主動性和積極性。因此，筆者對課程進行了重新整合，刪減和壓縮了教材中電解質溶液、酸堿滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子軌道理論等章節內容。將壓縮的理論和實驗課時用以補充綠色化學內容［4］［5］，多元化、多層次、多角度地向學生揭示、展現綠色化學與基礎化學的緊密聯系。對晦澀難懂的內容以教師精講為主；常識性的內容由學生講解；與生活息息相關相關的內容設計題目，讓學生發表見解、分組討論或辯論，然后由教師進行總結。這樣既突出了重點、難點，又培養了學生自學的能力，提高了學習興趣。
4.學生應用化學知識、原理，結合綠色化學，撰寫科技小論文。
作業是課程教學的一個重要環節，是課堂教學的繼續和延伸。除了布置教材習題外，為讓學生更深入更主動地將綠色化學的理念滲透到傳統化學學習中，在課程結束前，筆者布置學生選擇與“可持續發展”有關的選題，通過探究和調查，查找相關文獻、資料，并對其進行分析、解釋、評價、調查、討論、研究，寫出科技小論文。從對連續三屆學生提交的論文情況看，由于平時的教學中始終貫穿了“綠色”這個與人類健康密切相關的主題，學生興趣濃厚、選題廣泛、立意明確，從問題的提出到問題的解決，學生始終是決策者、行動者。學生從可持續發展的高度去關心環境及環境問題，更深刻地理解了人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關系，認識到他們的態度、行為和決定將對現在和未來的全球環境、整個社會產生影響，激發了學生的憂患意識和社會責任感。
5.改革教學方式及成績評定方式。
隨著現代教育技術的普及，多媒體教學也得到了越來越廣泛的應用。五年的教學中，筆者經歷了傳統教學――傳統教學＋多媒體教學――多媒體教學這一教學手段改革過程。實踐證明，利用多媒體教學，無論信息量還是教學效果都得到了極大的提升。
完整的教學過程應該包括成績的評定，考試方法的創新是教學改革不可缺少的環節。從2005級開始，課程成績的評定項目包括：平時成績20分，科技論文40分，理論考試40分。前兩項是基本體現學生綜合素質的考核，占總分60％，比重超過了理論知識的考核，既有利于調動學生提高自身素質的積極性，又促進了教改的不斷推進和完善。
筆者經過幾年嘗試性地將綠色化學融入到醫用基礎化學的教學探索，逐漸實現了“教師為主導，學生為主體”的教學理念，激發了學生學習的主動性。教學中及時滲透綠色化學方面的知識，適當地加深和思維拓展，使學生在潛移默化中受到綠色化學教育，成為有綠色化學理念的新一代高職大學生，是時代的要求，是素質教育的要求。
參考文獻：
［1］馬莉，冉嗚.綠色化學的提出與發展.成都教育學院學報，2005，9，（6）.
［2］何樹華，田開江.大學化學專業應加強綠色化學教育.涪陵師范學院學報，2000，18，（5）
［3］喬秀文，杜志堅，李洪玲，曾憲佳.醫用基礎化學教學改革探討.農墾醫學，2004，II（1）：47
2008年上海高考第12題取材于筆者在《化學教學》發表的論文“試紙上的微型電解實驗”[1], 該題依據實驗中的現象,由于采用簡單易行的微型化學實驗操作,實驗真實性得以顯現,在知識與能力的考查基礎上更加培養學生科學求實的態度。
自從29屆國際奧林匹克化學競賽實驗試題采用微型化以來,國內各類化學試卷中都不同程度地出現以微型化學實驗為背景的題目。試題中的信息在學生中快捷、廣泛地傳播;從以微型實驗為情境的化學習題入手,另辟蹊徑,可以展現微型化學實驗儀器的應用,表達綠色化學的設計理念。
從期刊的影響力出發,筆者從目前化學教育研究領域比較權威的三刊(《化學教學》、《中學化學教學參考》、《化學教育》)以及以實驗儀器研究為特色的期刊《教學儀器與實驗》中的微型化學實驗論文中取材,從不同角度出發編擬化學習題。
1以微型反應裝置創設情境
如同常規實驗裝置的組裝目的一樣,微型實驗儀器同樣可以完成氣體的制備、物質的合成、氣體的干燥和凈化、尾氣的吸收等基本操作。以此創設化學試題情境,考查基礎知識、基本技能。表面上看,只是提供給學生化學常規實驗裝置的縮微化,但儀器的微型化給解題帶來了陌生感,尤其是儀器體積小帶來的特殊操作細節,例如試劑的取量、反應程度的控制、尾氣處理等――這些都是實驗論文作者闡述的實驗注意點,也恰是學生在實驗操作中容易忽略的因素。
例1、硫化氫是一種有臭雞蛋氣味的有毒氣體,采用常規儀器進行制備和性質檢驗,常因氣密性不佳而對環境產生污染。周老師采用六孔井穴板和注射器組裝出以下微型反應裝置(如圖1所示),向各井穴加入指定的試劑與物料,然后用生料帶纏繞井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋緊塞子,使井穴塞緊密地蓋住井穴,以細乳膠管把前一單元出氣管與相鄰單元的進氣管逐一連接起來,保證沒有硫化氫泄漏。該實驗無需通風櫥即可進行,對反應廢物摸索了實驗后處理方法,體現了綠色化學實驗的要求[2]。
(1)1號井穴里裝有少量FeS固體,實驗裝置按圖搭建完畢后,把吸有稀硫酸的注射器緩緩下推,就可以有連續平緩的氣流產生。請問1號井穴孔發生反應應為_______________________________。
(2)2號井穴內只放入一張濕潤的白色醋酸鉛試紙,且“短管進、長管出”。其作用是(填寫兩點):____________________________________。
(3)3號井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是證明H2S的____________________(能呈現出該性質的),還可以用____________________溶液代替。
(4)4、5、6井穴孔分別盛放了0. 1 mol?L-1 ZnSO4、0.1 mol?L-1 CdSO4、0. 1 mol?L-1 CuSO4溶液,在實驗中分別產生了白色、黃色和黑色沉淀,說明了這些金屬硫化物的________(性質)。
(5)7號井穴孔盛有________(填寫藥品),其目的在于____________________。
評點:該題主要考查硫化氫氣體的制備、氣體檢驗、性質驗證、尾氣處理等。一切都基于基礎知識、基本技能,只是通過微型化學實驗裝置呈現情境。
答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S; (2)緩沖作用(安全瓶), 檢驗硫化氫氣體; (3)還原性, 酸性高錳酸鉀; (4)難溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾氣
例2、“電凝聚氣浮法”是一種工業上處理廢水的常用方法,我們用塑料多用滴管作為載體,以微型實驗的形式呈現了該方法的原理。先在100 mL燒杯中加約50 mL蒸餾水,再添加3滴CrCl3溶液作為無機污染物,另加少許泥沙和硫酸鈉,用玻璃棒攪拌使之渾濁,得模擬廢水,標記為A。用塑料多用滴管吸取廢水A,從液泡兩側分別插入兩根大頭針(兩針不相互接觸), 用鱷魚夾、 導線將兩根大頭針與電池(9V)相連,即可對廢水進行電解[3]。
(1)電解開始,陰極釋放出大量氣體,請寫出電極反應式________________________________;
(2)陽極現象不明顯;片刻后,溶液中生成大量綠色沉淀,隨著陰極氣泡大量逸出,綠色沉淀隨之上浮至液面。已知大頭針主要成分為鐵,請推測陽極可能發生的兩個反應式為:____________;
(3)綠色沉淀中不僅包括由陽極產生物與溶液酸堿性變化而生成的不溶物,還包括沉淀_______(填寫化學式),這就表現出對污水中的金屬離子進行清除。
(4)本實驗中在電解液中添加硫酸鈉的目的是____________________。
(5)另取一份相同廢水,滴加3滴苯酚溶液作為有機污染物,再加3滴亞甲基藍使其顯示顏色,添加食鹽至飽和,標記為B;用塑料多用滴管吸取廢水B,采用如上圖的裝置,只不過將陽極大頭針更換成全活動鉛筆專用筆芯,在電解后的溶液中滴加FeCl3溶液不發生顯色反應,說明____________。更換陽極材料原因是__________________________(用電極反應式說明);
評點:化工生產是化學教學的重要內容,但一直是實際教學中欠缺的,通過微型化學實驗模擬實際問題可以幫助中學生了解化學與技術、體會時代性增強學生學習的使命感和責任感。該類試題適用于《化學反應原理》模塊的“電解池”、《化學與技術》模塊中的“水處理技術”、《化學與生活》模塊中的“化學與環境保護”,以及《實驗化學》模塊中提出的“能發現學習和生產、生活中有意義的化學問題,并進行實驗探究”。
答案:(1)2H++2e-H2; (2)Fe-2e-Fe2+,Fe2++2OH-Fe(OH)2; (3)Cr(OH)3;(4)增強導電性; (5)苯酚在陽極釋放的強氧化性氣體作用下已發生了轉化,避免陽極材料本身被氧化。
2以微型實驗引導實驗改進思維
在各大期刊發表的微型化學實驗論文多為一線化學教師或高校實驗研究者發表,如果只是簡單地在學生面前重現這些素材,對他們自身的實驗素養提高有限;而通過試題的巧妙設置,將學生也引入到對實驗的設計思路中去,有利于提高他們對微型化學實驗的深刻認識,也有利于他們創新思維的發展。
微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微或減量,而是要在微型化的條件下對實驗進行重新設計和探索,達到以盡可能少的試劑獲取盡可能多的化學信息的目標。
例3、用一個小注射器和小塑料反應管做反應儀器,兩者中各有一種化學物質,反應后將注射器針頭扎入一根帶火星的香煙里推動活塞,發現竄起一大串火苗[4]。請問,塑料試管中盛放藥品為________,注射器中盛放____________藥品。該實驗可以代替常規實驗中的實驗是_______________。
評點:注射器是化學實驗改進中常用的替代品,在微型化學實驗中常常需要挖掘其功能進行設計,在命題中應用中能幫助學生體會到。圖3中的注射器代替分液漏斗,圖4中的注射器起到氧氣收集的作用。
答案:MnO2,雙氧水,氧氣的制備和氧氣的助燃性質
3以微型實驗題干提供探究和評價的平臺
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近年來科學探究實驗在化學新課程考試中廣被重視,這些實驗題不再象以往的實驗題平鋪直敘――單純的“課本知識加實驗加填空”,也不象大學知識“下放”的新信息實驗題,而是促使考生多想實驗的整個過程:“做什么”、“怎么做”、“為什么這樣做”、“選取哪些因素作為實驗變量”、“可能什么原因”、“還有沒有更好的改進方法”、“這樣的實驗有什么實際用途”等等,更加促使考生像科學家一樣進行探索,達到真正考查科學思維的目的。微型化學實驗與常規化學實驗相比,一樣能提供符合教學需要的實驗內容,更能提供多個相關實驗的優化設計過程和滿足使用者自主探究的基本條件[5]。以微型化學實驗論文素材命題,為訓練學生探究思維和評價能力提供了一個適宜的平臺,也為一線化學教師提供了巧妙的探究思路,有助于教師拓寬視野。
例4、紫甘藍,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的顏色會隨pH改變,一般遇酸變紅,遇堿變綠。向點滴板上一凹槽滴加一滴紫甘藍汁,再滴加一滴硫酸鈉溶液,用連接導線的鱷魚夾各夾住一根鉛筆芯,將電極一端浸入紫甘藍汁液面以下[7]。
(1)當導線分別與電池兩極相連,發生現象是:
陽極_______________________________;
陰極_______________________________。
用鉛筆芯將兩極所在位置的溶液攪拌均勻,發現整個液滴呈現紫色,(用離子方程式)說明發生反應為_________________________________;
(2)若采用大頭針作為______極電極,則對以上實驗現象有極大干擾,這是因為_____________;
(3)以各類典型的酸堿鹽溶液作為輔助試劑加入紫甘藍汁中,以鉛筆芯作為電極進行電解。請預測實驗現象并完成下表1:
(4)將添加NaCl溶液的甘藍汁電解后溶液攪勻,最終竟然消褪為無色。這是因為__________;
(5)以上實驗是以_______、_______作為變量開展的探究活動,如果你是實驗設計者,從該實驗的特點出發,你還會挑選_______作為變量。(開放性問題,答案合理即可);
(6)如果你是實驗競賽的評委,你將該實驗與你們常見的電解實驗對比,請提出一些評價意見(至少寫出兩點,開放性問題,答案合理即可)。
評點:微型化學實驗試題取材于實驗探究論文,突出真實性;注重實驗條件,突出思考性。本題不僅以紫甘藍汁作為創新情境考查電解規律、中和反應等基本原理,還從異常現象原因探究、變量控制等角度促使學生對實驗原理進行深層思考,并且通過開放性的問答培養學生評價和鑒別能力。
答案:(1)2H2O-4e-O2+4H+; 2H2O+2e- H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)陽極;作為陽極的金屬電極比水更容易被氧化,產生有色離子如亞鐵離子、鐵離子對甘藍汁顏色有干擾; (3)電極附近溶液變紫,有氣泡產生;電極附近有大量氣泡產生;紫色;迅速冒出刺激性氣味的氣泡,電極附近溶液變紅;迅速冒出氣泡,電極附近溶液變紅; (4)電解NaCl溶液陽極產生的Cl2將電解對象漂白; (5)電極,電解質溶液;載體、電解體系等; (6)參考評價意見:評價之一:紫甘藍汁不僅充當電解對象,還兼作實驗中的酸堿指示劑,一舉兩得;評價之二:該微型實驗只采用了一滴紫甘藍汁液作為電解對象,降低成本,操作方便,大大減少了實驗時間,適合學生自己動手操作觀察探究;評價之三:紫甘藍汁取材于純天然,整個實驗用量又是微量,所以充分體現綠色環保的理念;評價之四:實驗現象明顯,有利于學生加深對電解本質的理解。
4 反思
在科學教育中引入習題的初衷是鞏固和加深對知識的理解,考查學生掌握知識的水平,培養學生應用知識解決問題的能力。每一道習題都是從原始問題抽象而來,然而有相當一部分已經把其中的一些次要細節、非本質的聯系舍去,也沒有將科學現象與事實作為背景,甚至完全脫離科學現象,學生思維的一部分已經被習題編制人員“越俎代皰”地完成了。同時,習題教學還存在著模式化傾向,缺乏科學思想的分析,太重視程序與計算、熟練與技巧。因此,在一定意義上說,我國學生創造能力的匾乏是習題教學的直接后果。事實上,科學最重要的基礎是源自實驗現象的,首都師范大學專家曾提出通過引進原始問題來逐步使習題教學與原始問題教學相結合,從而達到提高科學教育效能的目的。而發表在各種期刊上的實驗論文能表現論文作者所作出的技術性和認知性研究的原始工作,是教學科研過程中的一種生成資源[8],也是原始問題的一種表現形式。筆者近年來以微型化學實驗為主要研究方向,并嘗試將所設計的原創實驗素材融合入課堂教學、探究活動中,發現對提高學生解決問題能力、實驗分析評價能力有較明顯的促進作用;于是進而取材命題,拋磚引玉,目的之一是及時推廣課程改革中來自教學一線和高校專家的實驗研究經驗,從而使研究成果迅速轉化為“生產力”,不斷推動實驗教學研究工作向縱深發展;更希望這些原汁原味的實驗素材呈現出反映科學概念、規律本質的原始問題和未被加工的典型實驗現象和事實,使學生大腦充分開放、思維觸角充分發展,體會到與原論文作者研究過程中類似的思路和體驗,甚至在條件允許前提下,用微型化學實驗這種耗材少成本小的實驗手段完成符合綠色化學理念的驗證、改進和探究,達到知識升華的目的。
建議化學命題者可以認真研究各種期刊登載的微型化學實驗專題文章,將其素材開發為創新試題:具有提問多樣化、知識探究化、信息情境化以及形式開放化等多方面特點,為促進化學習題教學提供優質的題材[9],同時也促進微型化學實驗能在中學得到普遍重視和合理應用。
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關鍵詞：無機及分析化學；科學研究；本科教學
高等學校教學與科研是相互依賴、相互促進、不可分離的整體。如何擺正高校教學與科研的恰當位置，探索教學與科研相結合的內在規律，從而促進學生知識、能力、素質的協調發展，是大學教師必須深入思考和研究的問題。普通本科教育是高等教育的主體和基礎，抓好本科教學是提高整個高等教育質量的重點和關鍵，以科研促進本科教學是提高教學質量的重要途徑。人才培養與科學研究是高等學校的重要職能，教學與科研共為一體，兩者之間的互動構建了高等學校的育人環境，其根本目的是培養高質量的人才。[1]多年的科研和教學工作實踐經驗告訴我們，將科學研究與教學工作緊密聯系在一起，是培養和教育學生不可分割的兩個關鍵環節，兩者之間相互促進，相互提高。堅持教學與科研相統一，是培養大學生創新能力的主要途徑。[2]那種為了“科研而科研”，或以損害教學質量為代價而去搞科研的做法是不可取的。[3]教師既從事教學又進行科研，把科研與教學有機地結合起來，以科研促進教學，深化教學改革，可實現教學和科研之間的良性互動、協調發展。
一、促進教師教學水平和課堂教學質量的提高
1.科研提高教師的綜合素質，促進教師教學水平的提高
高校教師必須廢棄以教師、課本為中心，重知識傳授、輕能力培養的教學觀念，而樹立以學生、學習為中心，既重視知識的傳授、又重視能力的培養、更注重素質提高的現代教學觀念。教師學術水平的高低是決定教學效果的關鍵，而科研是教師提高自身學術水平的重要途徑。科研是教學改革和教學創新的推進器，是促進學科發展、改革課程體系的原動力。[4]以科研促進教學，以教學帶動科研，是高等學校的主要工作和永恒主題。[5]要使教師的教學水平不斷提高，除了依靠書本知識和教學經驗的積累外，教師從事科學研究顯得更為重要。科研不僅可增強教學的深度、拓展教學的廣度，而且可更新教師的知識結構、完善教師的知識體系，提高教師的綜合素質。科學研究有助于教師對教材的深入理解，更準確地把握課程教學內容，及時了解本學科的國內外發展動態，把握本學科的特點、研究熱點領域及與其他學科之間的關系，并向學生傳播最新的科學知識，同時促進自身教學水平的提高。教師完善知識結構，更新知識體系，提高學術水平，可以為提高教育教學質量奠定堅實的基礎。我校無機及分析化學課程組由近20位中青年教師組成，90%以上具有碩士或博士學位，他們都從事著相應的科研工作和主持各級科研課題，多位教師是碩士研究生導師，并且都取得過良好的科研成果。教師在指導研究生、本科生以及自己親自參加科研實驗活動的每一環節都是鍛煉自己、提高教學科研水平的極好機會。在課堂教學中，教師結合“無機及分析化學”課程的講授內容，將最新的研究成果特別是自己的科研成果在第一時間內傳授給學生，讓學生能及時、全面地了解某個領域的理論與實踐知識。通過國內外知名學者來校講學、“博士論壇”等系列學術交流活動，營造學術氛圍，拓寬學生視野，增加其學科知識的深度和廣度，使學生接受到潛移默化的科學思維方法和研究方法的教育，為學生將來從事科學研究打下基礎，使學生養成良好的提出問題、分析問題、解決問題的習慣，培養學生的創新能力。
2.科研促進教學內容與教學方法的改革
課堂教學不僅是知識傳授的過程，也是科學素質培養的過程。在學校的資助下開展了“科學思維方法在基礎化學教學中的應用與實踐”課題研究。課堂教學應教會學生掌握學習方法和科學研究技能，引導學生進行科學思維，培養其應用掌握的科學知識、方法與技術，創造和發現新知識、開創新技術的實踐能力。課程講授不可能面面俱到，應重點把教師理解課堂教學內容的思路教給學生，把科學家解決問題的思路教給學生，使學生領悟科學家發現和創造的思維軌跡，從中學到科學的思維方法。教學為科研提供良好支持，科研能促進教學改革的深入開展，從而不斷提高教育教學質量。吸收學術領域的科研成果，充實和改革教學內容，是提高大學教學質量的重要途徑。[6]課堂教學是培養大學生從理論上掌握科學本領的重要和必要環節。科研能使教師站在學術前沿，教師通過科研能跟蹤本學科領域的進展，把科研成果帶入課堂教學，優化課程體系和擴充教學內容，將科研中獲得的新知識和新成果“固化”到教學內容中，把最新的知識和信息傳遞給學生，將科研思想和創新思維融入教學中來，不僅豐富了教學內容，而且使教學內容更貼近學科發展前沿，提高教學效果。針對“無機及分析化學”課堂教學較為枯燥的特點，教師以自己科研工作中的切身體會為內容，把這些新知識貫穿到課堂教學中，廣泛開展討論，強調探究式學習方法的運用，變被動學習為主動探索，調動學生的學習積極性。開展研討式教學，其過程是：教師給定題目學生收集資料撰寫論文報告大家提問討論總結評定成績。
3.科研成果編入教材，實現教材建設的創新
在深化教學改革中，實現教材建設的創新是有效解決教學內容和教學方法存在問題的關鍵。[7]將科研項目的內容引入教材，并積極吸收學科領域研究的新成果，不斷豐富和更新教學內容，使教材內容具有先進性、科學性。科學研究在教材的體系設計、內容安排等方面發揮至關重要的作用，將本學科新的內容和觀點及時編進教材，將教師自己的科研成果固化為教材內容，加快教材建設的更新，不斷提高教材質量。通過科學研究和長期的教學實踐，不斷豐富和完善了《無機及分析化學》教材理論體系和內容。例如，沉淀滴定法中一般教材介紹莫爾法、福爾哈德法、法揚斯法，編寫了碘-淀粉指示劑法，將科研成果“碘-淀粉指示劑法測定碘化鉀”編入了《無機及分析化學》教材，[8]實現科研為教學服務，促進教學質量的提高。通過教師把科研成果編入教材、引入課堂教學的“言傳身教”，激發了學生學習的熱情和從事研究工作的興趣，教會學生如何去提出問題、分析問題和解決問題，如何去搜尋知識和提煉知識，也就是研究性、創新性和自主性學習。
二、科研促進實驗教學內容的改革和學生綜合能力的提高
1.實驗教學是加強學生科學思維方法培養的重要途徑
化學實驗是理論聯系實踐的一種方式，是科學研究的基礎，是培養學生的動手能力、分析歸納能力和獨立工作能力的主要手段。高質量的實驗教學是激發學生創造性、敏銳力和競爭力的重要途徑。將科研成果轉化為實驗教學內容，有助于靈活應用所學理論知識，激發學生的思考興趣，培養學生的動手能力，提高學生解決問題和分析問題的能力，不斷提高實驗教學質量。教師不僅應該教會學生獲取知識的方法，提高學生獲取知識的能力，更應該培養學生科學思維的習慣和創造性的思維方式。科研能力的培養需要一定實踐環節，通過化學實驗培養科研能力是一種便捷方法。在化學實驗教學中加強綠色化學教育，對傳統的化學實驗內容進行綠色化改革，并推行綠色化學實驗是大勢所趨，也是科學思維方法在實驗教學改革中的具體應用。如何把綠色化學的理念融合于大學化學教學，在化學實驗中減少環境污染，增強廣大師生環保意識，使綠色化學成為化學教育的重要組成部分，也是化學實驗課程改革的新課題。綠色無機及分析化學實驗新體系的建立和完善，有利于與化學相關專業的大一學生牢固地樹立起綠色化學的觀念和環保意識，為將來自覺地運用這些方法打下堅實的基礎。從有關院校實驗教學改革經驗看，尋找替代品、推行微型實驗、發展封閉式實驗和串聯實驗、開發模擬實驗、回收利用實驗產物是實現無機及分析化學實驗綠色化的重要途徑。因此，放棄污染嚴重的傳統化學實驗，探索化學實驗的“綠色化”改造，是化學實驗教育工作者的奮斗方向。在無機及分析化學實驗課教學中，注重在繼承傳統內容的基礎上創新，增加設計性實驗，加強綜合性實驗，減少驗證性質實驗。通過對原有實驗項目的整合，實現了實驗教學內容體系的整體優化。教學中注重對學生環境保護意識的培養，為學生灌輸綠色化學思想，課題組積極開展綠色化學實驗研究，并推進化學實驗教學內容的綠色化。
2.無機及分析化學實驗教學內容的綠色化改造
用綠色化學的觀念改造傳統的無機及分析化學實驗教學內容，建立“制備實驗小量化、分析實驗減量化、實驗內容綠色化”新體系。[9，10]改造后的綠色化學實驗項目可在常規儀器中完成無機及分析化學實驗教學，不僅可大量減少化學試劑和藥品的消耗，大幅度節省實驗經費，而且可加強學生的環保意識、降低環境污染，從而提高教學質量和效益。對傳統的滴定分析實驗進行減量化改造，標準溶液濃度由0.1～0.2mol?L-1降至0.01～0.02mol?L-1，滴定管由50mL改用25mL，錐形瓶由250mL改用100 mL。試劑用量大大減少，提高了實驗的安全性；產生的“三廢”量很少，改善了實驗環境條件，極大地減少了對環境的污染。例如，碘量法測定膽礬或銅礦中銅的含量，傳統教材采用的是0.1mol?L-1Na2S2O3溶液，每個學生完成標定和樣品測定實驗要消耗碘化鉀6g以上；在小容量儀器基礎上進行減量化實驗，把Na2S2O3標準溶液濃度降至0.02mol?L-1，完成實驗消耗碘化鉀總量不到1g，比傳統的實驗可節約經費80%以上。我校一年有約1300人學習“無機及分析化學”課程，僅該實驗的開設，就可節約至少12瓶（500g/瓶）KI，單價約240元/瓶，節省經費3000元以上。再如，硫酸亞鐵銨的制備實驗，該實驗原來雖然要求在通風櫥中進行，但整個實驗室還是能聞到臭味，與綠色化學要求相比，硫酸亞鐵銨制備實驗存在著以下兩個缺點：廢氣有待治理和未達到原料的最大限度的合理利用。學生帶著這些問題，經過動手、動腦，不僅提高了學習興趣，鞏固了所學知識，同時培養了獨立思維能力。通過改進把整個實驗裝置封閉起來，因鐵屑不純而產生的H2S、SO2等有毒氣體用堿液瓶回收，改進裝置后雖不在通風櫥內進行實驗也聞不到臭味了。因此，改進硫酸亞鐵銨制備實驗是對綠色化學指導思想的貫徹執行，有助于學生的環保意識培養和樹立充分利用資源、實施綠色化學技術的思想，為學生以后的實驗、畢業論文設計及走上工作崗位后成為綠色化學的實踐者打下基礎。
3.將科研成果引入綜合設計性實驗，提高學生的創新能力和實驗教學質量
在無機及分析化學實驗教學中適當地引入科學研究項目，并固化為教材內容，保證實驗內容的新穎性，引導學生從事科研工作，也是提高實驗教學質量、培養學生綜合能力的重要途徑。將科研成果內容充實到實驗教學中，為本科生開設新的實驗項目，提高學生分析與動手能力。把一些科研成果轉化為實驗教學內容，并編入了《無機及分析化學實驗》教材，如“過氧化鈣的制備及含量測定”、“乙酰水楊酸銅配合物的制備與表征”、“用硫鐵礦燒渣制備硫酸亞鐵”、“從含碘廢液中回收碘”、“甘氨酸鋅螯合物的制備與表征”、“室溫固相法制備納米氧化鉍”、“固相法制備非晶態金屬硼化物納米材料”、“硫酸鋅樣品中鋅和鎂含量的測定”等內容。在科研過程中探索化學規律或解決問題、設計實驗方案，有利于學生提出新問題和新設想，有利于培養學生的創新精神和實踐能力。因此，在授課過程中堅持開設綜合性設計性實驗，使學生在教師的指導下，結合教學科研課題，分析實驗目的、查閱相關文獻資料、設計詳細實驗方案、選擇合適的儀器設備，在征得教師的同意后，自主進行實驗，并對實驗結果進行正確分析與討論。綜合性設計性實驗推進了素質教育，加強了對學生的能力特別是自學、思維、實踐、創新能力的培養。實驗報告要求按科技小論文的基本格式撰寫，包括實驗的目的意義、實驗原理、裝置及內容、實驗結果與討論、參考文獻等，學生根據自己的實驗情況，分析、歸納、整理實驗數據，評價與討論實驗結果，從而達到培養學生文獻查閱能力及科研寫作能力。
三、結語
高校教師既從事教學又進行科研，將兩者有機結合，才能不斷提高教學質量和科研水平。圍繞教育教學改革和培養創新人才，學校教務處每年對教學改革與研究項目進行經費支持，鼓勵教師積極研究探索新的教學內容、新的教學方法，鼓勵教師指導學生參加各種學術及創新活動，對教育教學改革成果和高水平的教研論文進行物質獎勵，同時學院還對發表教研論文的教師給予資助。
近5年來，我校“無機及分析化學”課程組在教學研究和教學改革方面取得了顯著的成績，在有一定影響的教學刊物上發表了教學研究論文約20篇，體現了科研與教學相結合的成果。“無機及分析化學”課程被評為2008年四川省精品課程和2011年四川省精品開放課程。21世紀高等學校教材《無機及分析化學》被科學出版社推薦參加了2009年普通高等教育國家級精品教材的評選，2012年評為四川省“十二五”普通高等教育本科規劃教材，并被四川省推薦參加“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材評選。“基礎化學課程建設的研究與實踐”2007年獲西南科技大學第二屆優秀教學成果三等獎，“大學基礎化學系列教材建設與改革”2010年獲西南科技大學第三屆優秀教學成果獎二等獎，“多科性普通本科高校化學實驗課程體系的建設與實踐”和“無機及分析化學課程建設與實踐”2011年分別獲西南科技大學第四屆優秀教學成果特等獎和三等獎，《無機及分析化學》系列教材2010年獲西南科技大學第二屆優秀教材二等獎。
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關鍵詞：綠色化，混凝土，資源，環境
0.引言
隨著社會生產力和經濟高速發展，材料生產和使用過程中資源過度開發和廢棄及其造成的環境污染和生態破壞，與地球資源、地球環境容量的有限性以及地球生態環境系統的安全性之間出現尖銳的矛盾，對社會經濟的可持續發展和人類自身的生存構成嚴重的障礙和威脅。因此，認識資源、環境與材料的關系，開展綠色材料及其相關理論的研究，從而實現材料科學與技術的可持續發展，是歷史發展的必然，也是材料科學的進步。在這樣的背景條件下，具有環境協調性和自適應性的綠色混凝土應運而生。
1.綠色混凝土的定義
吳中偉院士較早提出綠色高性能混凝土（GHPC）的概念。GHPC具有的特征主要包括：①更多的節約孰料水泥，減少環境污染；②更多地摻加以工業廢渣為主的活性細摻料；③更大地發揮高性能優勢，減少水泥和混凝土的用量。
對綠色混凝土的概念目前學術界還沒有統一的定義，一般說來，綠色混凝土應具有比傳統混凝土更高的強度和耐久性，可以實現非再生性資源的可循環使用和有害物質的從低排放，既能減少環境污染，又能與自然生態系統協調共生。“綠色”的涵義可理解為：節約資源、能源；不破壞環境，更有利于環境；可持續發展，既滿足當代人的衡求，又不危害子孫后代，且能滿足其需要。
2.如何實現混凝土的綠色化
實現混凝土的綠色化總的來說應該從以下5個方面入手。
2.1大量利用工業廢料，降低水泥用量
在長期的研究和實踐中，人們發現許多工業廢渣，如粉煤灰、粒化高爐礦渣、煤矸石、硅灰等具有潛在的化學活性，可以部分替代水泥，并且可以制備性能更優越的混凝土。這樣不僅節約了礦山資源，降低了水泥生產總能耗，而且也有利于改善和保護自然環境。利用工業廢渣作混凝土中的活性礦物摻合料是實現混凝土綠色化的一個重要途徑。我國工業廢渣數量龐大，僅粉煤灰每年將產出近2億噸，而煤矸石目前堆放總量已超過30億噸，活性礦物摻合料作為廉價的輔助膠凝材料卻賦予混凝土許多優良的性能，如提高強度、密實度和工作性，改善混凝土微觀結構，降低孔隙率，增強對腐蝕介質的抵抗力，延長混凝土的耐久性等。大量使用以工業廢渣為原料的活性摻合料，可以在保持水泥孰料總量不變的前提下滿足經濟快速增長對混凝土的需求，節約資源能源，保護環境，發揮重大的經濟效益和社會效益。
2.2提高混凝土綜合性能
提高混凝土強度、工作性和耐久性也是混凝土綠色化的途徑之一。論文參考網。混凝土強度的提高，可以減小建筑結構的截面積或結構體積，減少混凝土用量，從而節約水泥、砂、石等混凝土原材料的用量。工作性能的提高，一方面有助于提高混凝土的密實性，另一方面可以減少振搗器的使用，降低環境噪聲。提高混凝土的耐久性，可以延長結構物的使用壽命，進一步節約維修和重建費用，減少對自然資源無節制的消耗。
2.3使用再生骨料和人造骨料
混凝土制備過程還將消耗大量砂石。若以每噸水泥生產混凝土時消耗6~10t砂石材料計，我國每年將生產砂石材料48~80億噸。全球已面臨優質砂石材料短缺的問題，我國不少城市亦將遠距離運送砂石材料。同時，我國每年拆除的建筑垃圾生產的廢棄混凝土約為1360萬噸，新建房屋產生的廢棄混凝土約為4000萬噸，大部分是送到廢料堆積場堆埋。因此實現再生骨料的循環利用對保護環境，節約能源、資源意義是十分顯著的。
廢棄混凝土加工的骨料取決其潔凈度和堅實度，這與其來源和加工技術有關。利用預制場和預拌混凝土攪拌站剩余混凝土加工的骨料通常比較干凈；來源于拆除的路面或水工結構的廢棄混凝土，需篩分去除粉粒。許多實驗室和現場研究表明：廢棄混凝土相當于粗骨料的顆粒可以用來替代天然骨料，進行比較試驗的結果是前者作為骨料配制的混凝土抗壓強度和彈性模量至少是后者的2/3。論文參考網。拆除建筑物是的廢棄混凝土比較難處理，因為常混有其他雜物。論文參考網。與拆除時的分選相結合，這類廢棄物可以分門別類地回收和再生，效果較好。
2.4 與自然環境相協調
為了使混凝土與自然環境相協調，通過混凝土材料的性能、形狀或構造等的設計，使其具有降低環境負荷的能力。例如通過控制混凝土的空隙特征和空隙率，可使混凝土具有不同的性能，如良好的透水性、吸音性能、蓄熱性能、吸附氣體性能等。通過對混凝土性能和色彩的設計，使混凝土能與植物和諧共生，這類混凝土包括植物適應型生態混凝土、海洋生物適應型生態混凝土和淡水生物適應型混凝土，以及凈化水質生態混凝土等。
2.5提高混凝土的機敏性，使居住環境更安全
隨著現代電子信息技術和材料科學的迅猛發展，促使社會及其各個組成部分，如交通系統、辦公場所、居住社區等向智能化方向發展。混凝土材料作為各項建筑的基礎，其智能化的研究和開發自然成為人們關注的熱點。自診斷混凝土、自調節混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機敏混凝土的相繼出現，為智能混凝土的研究和發展打下了堅實的基礎。
機敏混凝土的特點是具有自適應性，能夠感知外界環境變化，并根據外界環境變化實現自適應控制、調整和修復材料。機敏混凝土材料與智能建筑相結合無疑將為人們提供一個安全、舒適的生活、學習與工作環境。
3.結語
綠色混凝土材料在資源和能源的有效利用、減少環境負荷上具有很大的優勢，是實現材料產業的可持續發展的一個重要發展方向。與普通混凝土相比，綠色混凝土顯示了強大的生命力和顯著的優越性。不過，現在我們離綠色混凝土的實現還有一定距離，需要我們從以上介紹的五個方面努力，爭取早日實現混凝土的綠色化。
參考文獻：
[1]姚武.綠色混凝土[M].北京：化學工業出版社，2006，5：7-10.
葛國文等［1］在對醫學專業畢業質量追蹤調查中發現，畢業生有明顯的科研后勁不足的跡象，其中動手操作能力、綜合分析能力最為欠缺，這與醫學院校的實驗教學有著直接的關系，其中實驗教材的內容絕大多數為驗證性的內容，從根本上限制了學生潛能的發揮。潘慧娟等［2］及我們多年的實驗教學中的調查中得到如下結論：有較多的學生希望教師能作一些實驗教學改革，增加一些綜合性、設計性和開創性的實驗，給學生一個探索實踐的空間，以充分培養和發掘他們探索創新的興趣和科研能力。乙酰水楊酸對從事化學的人來說是一個較為熟悉的有機產品，在有機實驗教材中是經典的有機合成實驗［3，4］。本實驗的改進是，將其合成微量化和成組實驗，用離心沉淀代替了抽濾分離，使實驗時間大為縮短；乙酸酐和水楊酸的用量比例較教科書中大大減少；催化劑用碳酸氫鈉等對環境友好的試劑代替了濃硫酸，實現了安全化、經濟化、綠色環保化，并在操作手續和裝置上作了簡化，使實驗能快速完成，全部實驗內容在3～4h內很容易完成，為學生開展探索性實驗創造條件。由于微型化學實驗可以大量節約化學原料，減少環境污染，并能適當減少實驗時間，還有利于培養學生嚴謹的科學態度，因此受到人們的廣泛重視。
1 主要實驗儀器和試劑
1.1 主要儀器
10ml的小試管；15ml的離心管；2.5ml的注射器；恒溫水箱（±1℃）；離心機； XT-4顯微熔點測定儀。
1.2 實驗試劑
水楊酸(C.P)；乙酸酐(C.P，新蒸)；無水碳酸鈉(C.P)；無水碳酸氫鈉(C.P)；無水硫酸氫鈉(C.P)；無水硫酸鈉(C.P)；磷酸氫二鈉(C.P)；磷酸二氫鈉(C.P)；磷酸三鈉(C.P)；濃硫酸(C.P)；95％乙醇(C.P)；FeCl3水溶液(1%)；HCl(1∶3) (C.P)。
2 實驗操作部分
2.1 乙酰水楊酸的合成方法及探索性實驗方案
2.1.1 合成方法
向10ml干燥的小試管中加入約0.20g干燥的水楊酸和20mg無水碳酸氫鈉作催化劑，用干燥的注射器加入0.3ml的乙酸酐。輕輕搖動后，放70℃的水浴中反應10min后取出，趁熱加入5ml的冷蒸餾水和1滴HCl(1∶3)溶液并不斷攪拌，然后置于冰水浴中冷卻30min，小心用玻棒壓碎結晶倒入15ml的離心管中，在離心機中離心分離，棄去上清液，并用冷水洗滌產品(3次，每次約0.5ml)后在離心機中離心分離，棄去上清液，得白色產品粗乙酰水楊酸0.22g，產率84%。
2.2 粗產品的精制
在2.1步驟中制得的上述各種粗產品加入約1.0ml乙醇(65%)水溶液，在熱水浴加熱至產品溶解完全，得到無色透明溶液，停止加熱后趁熱加入4.0ml溫熱的蒸餾水，如有結晶析出則在水浴中加熱至結晶完全溶解后移出水浴，讓溶液冷卻至室溫后，放入冰水浴中冷卻30min。冷卻結晶后，小心用玻棒壓碎結晶，使析出的結晶沉于離心管底部，在離心機中離心分離，棄去上清液，滴入10滴蒸餾水洗滌結晶，再離心分離出水分，取出晶體并在濾紙上擠壓、烘干。得白色結晶即乙酰水楊酸產品。產品在電子天平上稱量約得0.16g。
2.3 產品的檢驗
取少許乙酰水楊酸產品，用約1ml 95%乙醇溶解，加FeCl3(1%)溶液1滴，溶液不顯紫紅色，說明產品中已無水楊酸。
在XT-4顯微熔點測定儀中測定產品的熔點為136℃，達熔點時分解。
2.4 探索性實驗方案的設計
讓學生在其它反應條件不變的情況下分別使用不同的催化劑(如無水碳酸鈉、無水碳酸氫鈉、無水硫酸鈉、無水硫酸氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸三鈉、濃硫酸和磷酸等)、不同的乙酸酐的用量、不同的反應溫度及反應時間等，這些反應條件由學生通過實驗結果分析來確定最佳的反應條件。
3 討論
3.1 本實驗的優點
一是用離心分離的方法代替了抽濾分離，比文獻［3，4］中的正常實驗減少了反應步驟，縮短了實驗時間，達到快速完成的目的；避免了產品在多個步驟中的損失，如粘在濾紙等，使產率大為提高，為實現微型化實驗提供有利條件；可進行成組實驗，為實現學生進行探索性研究的目標創造了條件。二是實驗采用微型化，藥品、試劑的使用量比正常的實驗減少10余倍，能養成學生勤儉節約的良好習慣。三是用碳酸氫鈉、碳酸鈉等作催化劑對環境友好的化學試劑代替濃硫酸等試劑，對操作的學生而言安全性大為提高，同時對環境保護起到積極作用，使綠色化學的觀念深入學生的心中；四是用注射器量取乙酸酐可提高準確性，也使實驗的速度大大加快，保證整個實驗能在預定時間里完成。
3.2 精減課時，提高學生動手能力
隨著醫學教育改革的不斷深入，減少醫學基礎課程的教學課時數是大勢所趨，如何利用有限的教學時間讓學生完成更多的實驗，掌握更多的知識，提高他們的實驗技能和科研素質是我們亟待解決的問題。改革實驗教材增加綜合性、設計性和探索性的實驗內容是提高醫學生的實驗動手能力和培養他們的科研素質的最有效的途徑。本實驗由于使用快速微型化的實驗方法，使乙酰水楊酸的合成的時間大大縮短，為實現探索性實驗創造了條件，以往最少要兩次實驗課如今僅一次實驗課就可完成，達到了減少教學時數而教學內容不減少的目標。
3.3 指導學生將實驗報告寫成小論文
大學生在做醫學實驗時均應書寫實驗報告，這是因為實驗報告既是實驗課的重要內容，又是科學研究的一個重要部分，同時還是科研論文的第一手資料。小論文是一種新的模式，它介于實驗報告和畢業論文專題之間，其新穎、簡化、便于保存的特點更能激發學生的實驗熱情，有助于提高學生的興趣、自信和寫作能力。
乙酰水楊酸的制備是有機化學合成實驗中重要的內容，其合成方法也有多種。在實驗教學中以教材提供的合成路線為主進行合成，學生在實驗前查閱其他教材、相關文獻或數據手冊，在對反應物、目標產物、中間物質的物理性質充分了解的基礎上，選擇合理的實驗條件、設計實驗細節，以提高產率、減少副反應為目的，也可嘗試新的合成方法如微波合成等，也可就如何減少實驗誤差、及實驗室污染方面進行討論，形式多樣。在合成實驗中可以找到很多論文的題目。
參考文獻
［1］葛國文，劉軍，良.九0～九五屆醫學畢業生質量調查分析［J］.中國高等醫學教育雜志，2001(2):20-21.
［2］潘慧娟，朱躍，田菊雯.醫學生化學實驗學習情況調查分析［J］.醫學理論與實踐，2002，15(6):732-733.
［3］伍琨賢.有機化學實驗［M］.北京：中國醫藥科技出版社，2004.
關鍵詞: 有機化學實驗教學 教學改革 探索
有機化學是高校化學、化學教育,以及應用化學、高分子、環境工程等化學相關專業的必修基礎課,有機化學實驗作為對理論課的補充,是學生通過實踐掌握理論知識的體驗過程,也是培養學生掌握基本實驗原理和實驗技能的操作過程。在化學專業的教學體系中,有機化學實驗課與有機化學理論課一樣,在整個化學教學中占據十分重要的位置。
作為皖西南地區唯一的本科師范院校,安慶師范學院高度重視實驗課程的建設,對實驗教學進行了多方面的改革。依據我校的科研條件,對沿用的實驗教材進行重新編寫[1];開設綜合性的實驗,讓學生在教師的指導下獨立設計實驗,培養學生的獨立思考能力;每年在學生中開展“實驗操作技能大賽”等活動,培養學生的綜合能力。通過一系列的實驗課教學改革,學生的實踐創新能力得到了提高,由學生自主設計的科研項目多次在國家“挑戰杯”設計大賽中獲獎。本文從實驗教學與考核的角度,對基礎有機化學實驗教學改革進行探討。
一、重視傳統教學經驗
1.規范“三個”報告
學生的實驗能力往往是在實驗操作、回答思考題與完成報告等過程中培養出來的。一次系統的有機實驗由三部分組成:實驗預習報告、實驗數據記錄報告和實驗報告。實驗預習報告可以檢驗學生的預習效果,幫助學生對實驗操作事先有一個清晰的整體把握;實驗過程強調學生動手操作的能力,注重要求學生養成科學嚴謹的態度,依據不同的實驗條件,記錄觀察到的實驗現象,設計實驗數據表格,規范條理的記錄數據,同時學生對所記錄的感性層面的現象和數據進行理論思考與解釋,以便在實驗報告中得出結論。實驗報告是對整個有機化學實驗的最終檢驗,包括實驗目的和原理、實驗步驟、實驗現象、結果分析和結論,而學生在撰寫實驗報告時,必須字體工整,表達清楚,準確地闡述實驗的原理、實驗裝置示意圖、步驟、現象等實驗過程并總結陳詞。
2.規范學生實驗操作
我校有機化學實驗課程的開設是從性質實驗過渡到合成實驗和設計型實驗。學生從驗證實驗現象開始,相互之間比較實驗操作對實驗現象的影響,培養實驗中規范操作的意識;進而通過開設一系列對于粗產物分離和提純的操作性實驗,強化學生處理反應產物的能力;順利過渡到合成實驗后,教師發揮主導作用,就實驗所需的合成條件,在學生深刻認識實驗原理,以及粗產物除雜過程的基礎上,指導學生舉一反三,最終學會選擇正確的實驗儀器,設計合理的實驗裝置,完成設計型實驗。
3.重視思考題和結果分析
教師以實驗為基礎,聯系實驗原理提出思考題,引起學生對實驗的好奇心,提高學生觀察實驗現象和動腦思考的主動性。只有認真完成實驗并加以理論分析,學生才能夠很好地回答教師提出的思考題。回答思考題是對整個實驗的再思考與提高[2],在實驗中,教師圍繞每個實驗提出深刻的思考題,不但可以促進學生深入思考與學習,而且可以使學生較好地鍛煉理性思維能力,從而達到較好的實驗效果,提高教學質量。
二、有機化學實驗教學改革的探索
1.學生實驗與教師科研相結合
我校根據教師的一些科研課題開設開放性實驗,學生自主報名,利用課余和暑假的時間參與實驗研究,查閱文獻,學習反應機理,進一步提出設想,在教師幫助下優化反應條件,并動手實驗。參與這些實驗的學生多數以這部分工作為起點開始自己畢業論文的撰寫,并且為考研面試中的實驗操作部分打下基礎,更有提出一些較好設想并努力進行實驗的學生憑借實驗成果參加“挑戰杯”大學生課外學術科技創作競賽,其中《基于Ni(dmit)2分子自旋梯材料的制備和構效關系研究》獲2009年全國三等獎。
2.開展有機化學實驗的“雙語教學”
應對我校化學化工學院的大多數畢業生都選擇進一步深造的現狀,考慮到提高學生的科研能力,幫助學生順利通過考研面試,選擇性地開展有機化學實驗的“雙語教學”[3]是必要的。對于同一個實驗,同時開設中文和英文兩組實驗,讓學生依據個人對英語的駕馭能力進行選擇。實驗完成后,實驗報告必須用英文書寫,這對學生以后撰寫科技論文大有益處。對于學生來說有機化學實驗英語教學是一個難得的系統學習運用專業詞匯的機會,對以后工作、科學研究及進行學術交流非常重要。在雙語教學過程中,為提高學生的英文寫作水平,指導學生查閱與實驗相關的科技文獻,學習英文科技論文的寫作方法,如何采取恰當的教學措施,達到既能幫助學生既掌握專業基礎知識與專業詞匯,又能掌握有機化學實驗的技能操作的雙重效果,還需要進一步探討。
3.有機實驗的微型化和綠色化
有機化學實驗課程作為對理論課的重要補充,開設的課時量為108學時。實驗中所使用藥品大多數具有毒性和易燃性,實驗流程也需要較長的時間,并且由于教育擴招,學生多,班級多,而實驗室的資源有限,如何降低實驗試劑的用量,節省實驗時間,降低污染成為實驗室需要解決的難題。
微型實驗是近年來國內外迅速發展的一種實驗方法和技術[4],它具有節能、安全、減少污染、實驗迅速等優點,并且實驗的微型化不影響實驗現象的觀察,還可以減少實驗三廢,對保證學生和教師的安全,提高經濟效益和環保效益有實際意義。
近年來,超聲波、微波、光、電及生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)、綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)在有機合成中的應用得到了空前的發展,并形成了一系列先進實驗技術[5]-[6],利用這些技術手段對于加快反應速度、提高產率、減少能耗、減小污染起到了意想不到的作用。比如在微波合成β-萘甲醚實驗中,利用微波加熱的方式取代傳統加熱,提高了反應速率,節省了不少時間。
三、建立新實驗考核體系
實驗課成績評定是檢查教學效果和激勵學生認真完成實驗教學內容的重要環節[7]-[8]。嚴格的考核是正確引導和激勵學生的積極性,監督和檢查學生學習效果及應用能力,提高實驗教學質量的有效手段。
我校的實驗課程考核包括平時考核、操作考查和期末實驗理論考試,平時考核是指對學生的“三個”報告的撰寫情況和平時表現進行打分,教師通過整個學期對學生實驗過程的觀察,對學生的真實水平有清楚的了解,根據學生的實驗能力、思維能力、團隊合作能力等多方面進行考核,這一部分占實驗總成績的30%;操作考查主要是就選定的設計型實驗對學生搭建儀器裝置和實驗基本操作的動手能力,對實驗原理、實驗現象、實驗過程中出現的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,根據學生的操作與回答情況進行打分,這一部分占實驗總成績的30%。實驗理論是基礎有機化學實驗課程必須掌握的一項重要內容,實驗理論考試可促進學生在掌握具體的操作上更進一步理解各種操作的理論背景知識。實驗理論考試主要對學生進行有關實驗的理論知識、基本操作、實驗現象、實驗數據處理等方面的書面考試,實驗理論考試成績是學生實驗成績的重要組成部分,這一部分占實驗總成績的40%。
這種實驗考核方式既考查了學生知識掌握的情況,又考查了學生的操作能力,還體現了成績的真實性和公平性。
四、結語
我們對有機化學實驗教學的改革,優化了實驗教學體系,強化了實驗教學環節。學生的實驗技能訓練和實際動手能力得到了有效加強,激發了學生的學習積極性,培養了科研創新精神,不少學生發表了質量較高的學術論文。學生的綜合素質得到了有效提升,考上研究生的人數逐年上升,占畢業生總數的50%左右。他們基礎扎實、動手能力強、敢于實踐創新,受到了用人單位普遍歡迎,經過兩三年實踐就能成為所在單位的教學科研骨干。有機實驗教學改革也大大促進了教師提高自身素質和業務水平的積極性,形成了教師與學生教學相長的良性互動。
參考文獻:
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[2]陳海燕,林翠梧,段文貴,蔣林斌,賴剛.基礎有機化學實驗教學改革初探[J].2009,(7):100-101.
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一、教學改革的一種方式———小論文
寫小論文是學生在熟練掌握基本理論知識的基礎上，通過查閱相關的資料，對自己感興趣的問題，提出自己的想法。如:現在大家關注的環境分析、生物樣品分析、藥物分析等。通過寫小論文，可以達到以下目的:首先，學生只有在對課本上的內容比較熟悉的條件下，才有可能提出自己的見解，因此，在此之前，學生必需好好地學好書本上的知識。其次，學生又必須把書本的知識轉變成自己的知識，在此基礎上，才有可能有自己的想法。
二、教學改革的第二種方式———課堂討論
在教學中分組討論，然后在課堂上由學生自己上臺講課，一方面鍛煉了學生的團隊合作精神，另外也鍛煉了學生的語言組織能力和表達能力。如分析化學在講完了酸堿滴定，下面的配位滴定的基本原理部分，可以將學生分成兩個組，每組準備一部分，教師上課時請學生上臺講解，其他的學生進行補充討論，課堂氣氛活躍，學生積極性高，參與性強，記憶深刻。
三、教學改革的第三種方式———多媒體教學
教學多媒體是知識經濟的產物，它是信息社會的標志之一，在教學中，計算機輔助教學，使原本難理解的儀器結構、原理變得較好理解，原來看不到摸不到的儀器變為可以看的，可以進一步加深理解。如對于電位分析法中的離子選擇性電極測定的原理，如果我們用多媒體教學，就能很好地說明電極浸泡后由干玻璃層變為水化層，膜電位與溶液中被測離子的關系，從而得出其電位與被測離子的關系。假如沒有，學生便很難理解。
四、利用前沿學科研究，采用滲透模式，加深本課程的學習
將分析化學的內容滲透到相關的學科之中，如生命化學是當今國際上自然科學研究的前沿，我們可以利用學生感興趣的DNA鑒定、指紋圖譜獲得等，使學生產生了解方法的興趣，從而加深對儀器分析課程學習的欲望;另外還有藥物化學中藥物的鑒定，環境化學中環境的檢測等:學生為了解相關知識自然會有學習的沖動，從而加深本課程的學習。五、加強對學生可持續發展意識的培養分析化學教學中，素質教育的目標之一是使學生了解與分析化學有關的環境、能源等問題，培養可持續發展的意識和綠色化學的思想。這些都要分析化學教師從一點一滴做起。如節約藥品，廢液處理，藥品回收，節約用水等。通過以上的教學改革實踐和探索，我們感到:提高分析化學課程的教學，使該課程變為人人想學，人人愿意學，大部分人都能學好的一門基礎課，是當前基礎教育改革發展的必然。
作者:李銘芳 柳英霞 白玲 汪小強 單位:江西農業大學理學院 南昌大學分析測試中心
作者：尚宏利 李軍 桑雪梅 王敏 單位：重慶理工大學化學化工學院
學生根據指導老師提供的實驗題目或自選的實驗題目，自行查閱參考資料，自行設計實驗方案，自選與組裝實驗設備，自擬實驗操作步驟，實施實驗方案，對實驗結果進行分析和總結，并以小論文的形式寫出完整的實驗報告的科學實驗的基本訓練過程。其基本操作過程一般有三個步驟。準備階段選題選題主要依據以下幾個方面：(1)根據實驗教學大綱，結合學生的興趣、愛好、能力以及知識結構等，且考慮實驗室的實際實驗條件來指導學生選擇課題。(2)所選的課題要有一定的深度，選題覆蓋面要廣，綜合性要強，保證學生對知識能融會貫通、靈活運用，注重提高自身綜合運用知識的能力。(3)要結合物理化學設計性實驗的形式。物理化學設計性實驗一般有四種形式：擴展實驗內容，改進實驗方法或裝置，提高實驗的準確性以及開辟新的物理化學實驗等。在實驗內容的設計上，可以采用以下途徑:①用已學過的儀器裝置做某些實驗體系在實驗條件發生重要變化時的探索；②相同的實驗方法在新體系中的應用研究；③物理化學研究方法在與生產、生活等跟實際有關的課題方面的應用；④教師科研課題中的子項目等。例如《蔗糖水解動力學實驗》設計實驗內容添加溫度和酸濃度的影響，實驗除了測定速率常數和半衰期，還可測定活化能，綜合運用了動力學知識，加深學生對速率方程的理解[3]。針對制藥專業學生，如果把實驗中的催化劑改為酶，除了以上的內容外，還需了解酶催化反應、酶的分離提純及活性測定等相關理論知識，同時實驗方案、步驟及結構分析等都有更高的要求。
查閱資料確定選題后，就要著手收集相關資料。除了物理化學和物理化學實驗教材上的理論知識外，還可請教資深老師；或利用圖書資料、網上資源等查找相關數據。在搜集充分的文獻資料后，將所獲取的信息進行閱讀、整理和選取，尋找合理的條件，初步擬定實驗原理、方法和步驟。為擬定實驗方案作好充分的準備。擬定方案(1)擬定方案要遵循三個基本原則：科學性原則、創新性原則、環保性原則。科學性原則要求設計過程都要科學、合理，所采用的設計標準，方法和步驟等都要有一定的物理化學理論依據或實踐基礎。創新性原則要求實驗設計要敢于突破陳規，獨到新穎，能反映新觀點、新方法和新思路等。環保性原則是指要從環境保護的角度來考慮實驗的設置、手段、方法等各方面因素，盡可能采用簡約的實驗方法和實驗裝置，用較少的實驗步驟和實驗藥品、儀器，在較短的時間內完成效果明顯的實驗。培養學生建立綠色化學理念，培養學生用“3R”原則[4]（減量化、再利用、資源化）的思維方式來考慮和如何解決化學實驗中出現的污染問題，達到較好的環境效應。例如《二元金屬相圖實驗》，實驗中使用的鉛替換為鉍或鋅。實驗經改進后轉變為綠色實驗，實驗藥品用量減少，降低實驗成本，且測量結果理想。例如《燃燒熱的測定》無需改變實驗方法，可以用蔗糖直接代替有毒的萘。(2)擬定方案的要求擬定方案要求學生要充分運用已掌握的理論和實驗知識或技能，綜合地考慮問題，根據實驗的目的和具體要求，尋求科學的、可靠的的實驗原理，根據實驗原理擬定實驗方法；根據實驗方法，合理地選擇儀器和準備實驗器材，周密地分析實驗中可能出現的問題，并擬定消除或減少這些問題的措施和辦法；最后確定實驗的實驗步驟，安排實驗進程等；完成實驗方案后提交指導老師審閱，以確保實驗的可行性。實驗階段實施設計性實驗的方案是設計性實驗操作過程中的關鍵主體。學生根據自己設計的方案，準備實驗儀器，實驗藥品。認真閱讀儀器設備的使用說明，熟悉物理化學實驗儀器的性能構造、工作原理、使用方法和注意事項。準確，安全地安裝、調試、維護和使用儀器，以便在精密的條件下測量到所需的數據。例如旋光儀的使用，在測量前，要將旋光儀預熱，和調零等。學生按操作要求要認真操作、細心觀察、作好記錄，將測得的數據按設計方案的原理進行處理、分析，培養嚴謹的科學態度。結果處理階段學生通過對實驗現象的觀察，取得有關的數據，通過作圖，列表等手段，進行分析、綜合、判斷等活動來獲取結論。在獲取結論后，還應對實驗的步驟進行反思、討論和總結，并以論文的形式寫出實驗報告。
為了客觀、公正、全面地反映學生的實驗綜合能力，制定了成績評定標準：包括查閱資料、方案設計、實驗方法、實驗操作、實驗結果、協作精神、實驗安排、創新內容、環境保護、清潔安全和實驗報告。實驗報告以論文的形式考評，格式要符合科學期刊的要求，標出標題，摘要，關鍵詞，報告最后還要附有參考文獻等。論文的內容除了實驗目的，實驗原理，實驗儀器與藥品，實驗的操作情況，實驗數據和實驗結果外，還可以寫上實驗過程的心得體會，指出實驗中的不足、改進的地方及尚待進一步解決的問題，以便供學有余力的學生進一步探索通過開設設計性環保物理化學實驗，學生不僅可以接觸到一個比較完整的研究工作過程，包括實驗選題、實驗方案設計、實驗現象觀察和數據采集、實驗結果的分析討論以及實驗報告的撰寫等，而且可以大大激發學生的學習興趣和主觀能動性，充分發揮其聰明才智；同時培養了學生的創新精神，實踐能力，分析和解決問題的能力、環保意識及嚴謹的科學態度。總之，我們力爭通過實驗訓練，把學生培養成綜合應用型高素質人才。
