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【中圖分類號】 G427 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)05(b)-0084-01
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。通過做實驗,可以增加學生的學習興趣,提高動手能力,幫助他們理解、鞏固所學知識,同時也能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,引導他們探究未知,勇攀科學高峰。由于學科教學的特殊性,安全問題不容小覷。
1 遵循操作規(guī)程,杜絕事故發(fā)生
在化學實驗中,經常要用到一些危險品和儀器設備,如果缺乏必要的安全知識,就有可能造成不必要的損失甚至出現(xiàn)危險。因此,在進入化學實驗室之前,必須了解相關的安全注意事項,防患于未然。只要我們了解各種化學實驗事故發(fā)生的引發(fā)原因,遵循操作規(guī)程,認真操作,就可避免各種事故的發(fā)生,做到安全實驗。以下就是實驗室中存在的一些危險因素:
1.1 藥品不純導致事故發(fā)生
實驗過程中要注意反應物的純度和反應過程中生成物的純度,如果粗心大意,可能造成危險。例如:做甲烷的實驗時,沒有把空氣排凈就點燃甲烷氣體,產生爆炸事故。在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,如果把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,加熱就會發(fā)生爆炸事故。
1.2 違反實驗操作規(guī)定引發(fā)危險
在做實驗前,一定要給學生講清楚實驗操作規(guī)定,否則就可能發(fā)生危險。如:配置稀硫酸時,應該把濃硫酸慢慢倒入水中,并且用玻璃棒不斷攪拌,因為濃硫酸的稀釋過程要放出大量的熱。如果顛倒順序,就會有硫酸濺出傷人,發(fā)生事故。加熱制取氣體并用排水法收集,實驗完畢時,應先把導管從水里撤出,再撤酒精燈。上面的操作正好顛倒了,先撤去了酒精燈,還沒來得及取導管,水就會沿導管流入反應器,引起儀器炸裂,濺出硫酸,發(fā)生危險。
1.3 使用失落標簽未經鑒定的試劑引發(fā)的事故
凡失落標簽的試劑一定要檢驗確定后再使用,憑主觀認為,沒有經過檢驗確定就使用,可能造成傷害事故的發(fā)生。例如:配制溶液時錯把濃硫酸當鹽酸使用,造成液體沸騰濺出傷人。在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,如果把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,加熱就會發(fā)生爆炸事故。
1.4 實驗用藥過量導致事故
有些實驗雖然很劇烈,但用量少時并無危險,用藥量稍大便會發(fā)生危險。例如:用小蘇打和濃硫酸反應做二氧化碳的滅火實驗。如果小蘇打和濃硫酸用量大,產生氣壓過大,會沖開膠塞,噴出酸液。從而發(fā)生燒壞衣服,腐蝕實驗者手甚至面部的事故。所以 在保證實驗效果的前提下用藥量寧少勿多。5、實驗室通風效果不好引發(fā)的事故。
如制氫氣、乙烯、乙炔等時,如果實驗室空氣不流通,有毒、易燃氣體逸散到空氣中越積越多,達到一定濃度,會引起師生中毒或其他意外事故。因此實驗室應安置通風櫥、換氣扇等通風設施,必須做到實驗室空氣流通。
2 有效防范,及時處置
在化學實驗中經常接觸到一些危險藥品和危險操作,實驗過程中一定要注意規(guī)范,如果在實驗中發(fā)生意外事故,首先不要驚慌,要沉著冷靜,做有效的處理和及時的求救。
2.1 如果在燒杯、蒸發(fā)皿或其他容器中著火時可用石棉布或玻璃板甚至木板覆蓋,通常即可使火熄滅
如果是酒精等有機溶劑潑灑在桌面上著火燃燒,可用濕抹布、石棉布或沙子蓋滅,或用滅火器撲滅,如果衣服著火,立即用濕布或石棉布蒙蓋,使之與空氣隔絕而熄滅,衣服的燃燒面積較大,可躺在地上打滾,使火焰不致向上燒著頭部,同時也可使火熄滅。如果比水輕的有機溶劑(如苯、石油烴、醚等)著火,切勿用水撲救,否則會造成更大的災害,可用細紗覆蓋或用泡沫滅火器撲滅。如果比水重且不溶于水的有機溶劑(如二硫化碳等)著火,可用二氧化碳滅火器滅火。如果與水發(fā)生劇烈作用的化學藥品(如金屬鉀、鈉、過氧化鈉等)著火,切勿用水撲救,若小范圍的燃燒,可用細沙覆蓋,使之與空氣隔絕而滅,若范圍較大時,應用干粉。
2.2 被火燙傷,應在傷口上涂燙傷藥膏
輕度的燙傷或燒傷,可用藥棉棍浸90-95%的酒精輕涂傷處,也可用3-5%高錳酸鉀溶液擦傷處至皮膚變?yōu)樽厣?然后涂上燙傷藥膏。較嚴重的燙傷或燒傷,不要弄破水泡,以防感染。要用消毒紗布輕輕包扎傷處,立即送醫(yī)院治療。
2.3 在實驗室內一旦發(fā)生觸電事故,應立即切斷電源,如果不切斷電源,要用木棍挑開電線或戴上絕緣橡皮手套等,使觸電者脫離電源
2.4 吸入有毒氣體,中毒較輕時,可把中毒者移到空氣新鮮的地方,保持溫暖和安靜,必要時可輸氧,但不能隨便進入人工呼吸
中毒較輕者立即送醫(yī)院治療。若誤服毒物,常用的方法是引起嘔吐,催吐劑有肥皂水、1%硫酸銅溶液。誤服毒物的急救和治療一般由醫(yī)務人員進行。若有毒物質落在皮膚上,要立即用棉花或紗布擦掉,再用大量水沖洗。
2.5 被強酸腐蝕,應立即用大量水沖洗,再用碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液沖洗
關鍵詞: 有機化學實驗教學 教學改革 探索
有機化學是高?;瘜W、化學教育,以及應用化學、高分子、環(huán)境工程等化學相關專業(yè)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(yǎng)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(yè)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(jù)十分重要的位置。
作為皖西南地區(qū)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(jù)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(yǎng)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(yǎng)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(chuàng)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(zhàn)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(tǒng)教學經驗
1.規(guī)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(yǎng)出來的。一次系統(tǒng)的有機實驗由三部分組成:實驗預習報告、實驗數(shù)據(jù)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(yǎng)成科學嚴謹?shù)膽B(tài)度,依據(jù)不同的實驗條件,記錄觀察到的實驗現(xiàn)象,設計實驗數(shù)據(jù)表格,規(guī)范條理的記錄數(shù)據(jù),同時學生對所記錄的感性層面的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)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(xiàn)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(xiàn)象等實驗過程并總結陳詞。
2.規(guī)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(xiàn)象開始,相互之間比較實驗操作對實驗現(xiàn)象的影響,培養(yǎng)實驗中規(guī)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(fā)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(lián)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(xiàn)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?;卮鹚伎碱}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(jù)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(yōu)化反應條件,并動手實驗。參與這些實驗的學生多數(shù)以這部分工作為起點開始自己畢業(yè)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(zhàn)杯”大學生課外學術科技創(chuàng)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?;瘜W化工學院的大多數(shù)畢業(yè)生都選擇進一步深造的現(xiàn)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(jù)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(tǒng)學習運用專業(yè)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?shù)慕虒W措施,達到既能幫助學生既掌握專業(yè)基礎知識與專業(yè)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(shù)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(jié)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(fā)展的一種實驗方法和技術[4],它具有節(jié)能、安全、減少污染、實驗迅速等優(yōu)點,并且實驗的微型化不影響實驗現(xiàn)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(huán)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(fā)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(tǒng)加熱,提高了反應速率,節(jié)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(huán)節(jié)[7]-[8]。嚴格的考核是正確引導和激勵學生的積極性,監(jiān)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(xiàn)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(jù)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(xiàn)象、實驗過程中出現(xiàn)的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,根據(jù)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(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)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(xiàn)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(yōu)化了實驗教學體系,強化了實驗教學環(huán)節(jié)。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(fā)了學生的學習積極性,培養(yǎng)了科研創(chuàng)新精神,不少學生發(fā)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(shù)逐年上升,占畢業(yè)生總數(shù)的50%左右。他們基礎扎實、動手能力強、敢于實踐創(chuàng)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(yè)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:
[1]王倫,方賓主編.化學實驗[M].北京:高等教育出版社,2003.
[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.
[3]尹傳奇,黃齊茂,陳世清.有機化學實驗雙語教學的探索[J].廣東化工,2009,(9):218,235.
[4]錢貴晴.微型化學實驗與創(chuàng)新教育[J].化學通報,1999,(5):2-6.
[5]孫爾康,高衛(wèi),張劍榮等.提高環(huán)境保護意識,建立綠色化學實驗室[J].實驗技術與管理,2007,24(11):10,34.
[6]高成莊,申國玉.高校綠色化學實驗教學初探[J].教育與職業(yè),2007,(21):159-160.
關鍵詞:高校 化學實驗室 藥品 管理
中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)06(a)-0000-00
0 引言
化學實驗室藥品庫房管理是高校實驗室管理工作的重要組成部分,一直以來人們都是采用手工記錄的方式管理化學實驗室藥品,而化學藥品種類繁多,且它們的保存、分類方法不盡相同,這就加大了管理人員的工作,使得在管理過程中常會許多問題,如藥品積壓、藥品變質,這時如果可以利用計算機網絡全方位的檢測和管理實驗室的藥品[1],這樣不僅能夠提高實驗室藥品庫房管理水平,還能提高管理工作效率,從而保證學生實驗教學工作順利的進行。
1 化學實驗室藥品庫房網絡平臺電子化管理系統(tǒng)
(1)快速查詢化學藥品的各種信息
該系統(tǒng)可以錄入化學藥品的各種信息,如化學藥品的類別、中英文名稱、規(guī)格、庫存量、產地、單價、總價、物理化學性質、存放地、藥品危險[2],以便使用者能夠更好的進行化學藥品的查詢。
(2)合理的購入和領用管理流程
在購入時,使用者在提出申請上交申請單之后,該系統(tǒng)會自動的對于實驗室?guī)齑娴乃幤愤M行比較,然后刪除庫房已有的化學藥品,系統(tǒng)再進行匯總并將匯總結果反饋給管理人員,由實驗室化學藥品庫房管理者審核和購買。在領用時,使用者在提出申請之后,該系統(tǒng)會自動進行檢索,以查找出藥品存放的位置,然后由使用者領出該藥品。
(3)數(shù)據(jù)信息安全保障
該系統(tǒng)設置了使用者可以自由查詢化學實驗室藥品庫存情況和領取情況,但是化學藥品的錄入和庫存需要該系統(tǒng)管理人員的特定密碼才能進入,這樣就可以防止他人使用非法的手段進入該系統(tǒng)破壞或修改數(shù)據(jù)信息,同時系統(tǒng)還會實時的備份數(shù)據(jù),以保證數(shù)據(jù)的安全性。
(4)系統(tǒng)界面
該系統(tǒng)最大化的簡化了使用界面,其可以讓使用者在不經培訓的情況下就能使用該系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用簡單明了、容錯能力強、易于操作的按鈕菜單式操作,其可以用來快捷明晰的打印各種化學藥品報表。
2 高校實驗室藥品庫房網絡化管理
(1)化學藥品購入管理
購入管理主要分為學生實驗教學藥品購入、本科生畢業(yè)論文所需藥品購入、教師科研所需藥品購入,其是對化學藥品的每一筆購入進行系統(tǒng)的錄入管理。其中學生實驗教師藥品購入管理流程是:首先,根據(jù)實驗教學大綱上的實驗項目有實驗員錄入實驗過程中所需的實驗藥品;然后由教師填寫實驗項目和學生人數(shù),網絡化管理系統(tǒng)就可以根據(jù)實驗項目、學生人數(shù)和實驗員錄入的實驗藥品自動的計算出該實驗項目所需實驗藥品的具體數(shù)量,并將計算得出的結果交給實驗員,由實驗員來處理,來提出購買的申請。本科生畢業(yè)論文所需藥品購入管理流程是:首先,由指導教師填寫化學藥品申請書,如化學藥品的類別、中文名稱、英文名稱、規(guī)格、化學性質、藥品危險提示、備注等;然后由實驗員提出申請。教師科研所需藥品購入管理流程與本科生畢業(yè)論文所需藥品購入管理流程一致。
(2)藥品領取管理
藥品管理主要包括領取單位、化學藥品、領取數(shù)量、領取人、資金來源和領取時間等,其是對化學實驗室藥品庫房藥品的領取進行的管理。領取單位在領取了藥品后,網絡化管理人員及時將該信息錄入到該界面中,系統(tǒng)就會自動的歸納、匯總并打印出領用的憑證單,然后由領取單位進行簽字,以備后續(xù)的查看。
(3)藥品購入和領用查詢
購入查詢包括購入記錄查詢和提交藥品購買申請審核查詢,其是對學生、教師、實驗室所購買的藥品進行查詢管理。在該界面中,如果完成藥品購買申請審核,那么系統(tǒng)就會在申請者登入本系統(tǒng)時自動的提醒申請者及時領取藥品,以減少化學實驗室藥品的積壓。領用查詢是查詢實驗室藥品的消耗情況,以便直觀的了解藥品的消耗,從而控制實驗室經費的使用量,該界面同時設置了排列設置和查詢設置,以便更加方便的查詢到自己需要的信息,但是該界面只能進行查詢,不能進行修改、打印。
(4)藥品庫存查詢
庫存管理包括化學藥品名稱和庫存數(shù)量等,其是用于統(tǒng)計化學實驗室藥品的庫存量。
(5)系統(tǒng)管理
系統(tǒng)管理包括采購人管理、領取單位管理、領取人管理、使用者權限管理、資金來源管理、系統(tǒng)密碼的設置與修改、系統(tǒng)數(shù)據(jù)初始化等[3],該界面主要用于維護系統(tǒng)。使用者權限管理是為了保證化學實驗室藥品庫房數(shù)據(jù)的安全性、準確性;使用人或使用單位采用不同的賬號來進行管理,每個賬號的設置了不同的權限。在主界面上,用戶可以自行選擇按鈕或菜單的方式進行該系統(tǒng)。
3 采用網絡化管理高?;瘜W實驗室藥品庫房的效果
(1)實現(xiàn)化學實驗室藥品庫房管理信息化,提高工作效率
傳統(tǒng)的化學藥品的管理是通過手工操作完成,其工作效率不僅低而且誤差大。隨著網絡化管理的使用逐步促進了藥品庫房管理信息化,網絡化管理具有快速、準確、可靠的特點,實施網絡化管理能夠完成手工操作無法完成的工作[4]。采取網絡化管理模式在一定程度上減少了庫房管理人眼、教師、學生申請和領用藥品的工作量,并節(jié)約了人力、財力、物力等方面的資源,同時提高了庫房管理人員的工作效率。
(2)有效減低化學實驗室藥品庫房的庫存量,提高實驗資金使用效益
隨著高校實驗教學的改革和創(chuàng)新實驗項目的開展,教學和科研過程中所使用到的化學試劑需要不斷的更新,這樣不僅增加化學試劑的庫存量,還會給傳統(tǒng)的化學庫房管理帶來困難,特別是容易受潮、分解的化學藥品,這就需要定期的清理庫房,并將受潮、分解的化學藥品處理掉,從而造成大量實驗資金的浪費。而網絡化管理方向比較統(tǒng)一,且化學教學和科研所需的藥也比較穩(wěn)定,因此,采用網絡化管理模式可以根據(jù)使用量和庫存量對藥品進行合理的采購,從而有效的控制化學藥品的采購量,避免大量積壓藥品,進而提高化學實驗資金的使用效益。
(3)促進化學實驗室藥品庫房規(guī)范化管理
化學藥品從入庫、庫存、出庫到使用過程中,采用網絡化管理模式實現(xiàn)整個過程的規(guī)范化管理。尤其是通過系統(tǒng)單元模塊的劃分和管理人員的配置,能夠準確的統(tǒng)計藥品出入庫的信息。
4 結語
對高?;瘜W實驗室藥品庫房進行網絡化管理是一個有意義的嘗試,對于物流不發(fā)達且化學實驗教學需要各種各樣的化學藥品的地方高校來說,對其化學實驗室藥品庫房進行網絡化管理不僅能夠更快捷、準確的管理化學藥品,還能減少管理工作人員的工作量,同時減少藥品的積壓量,以提高實驗室藥品的利用率。
參考文獻
[1] 郭紅玉.高?;瘜W藥品庫的安全和網絡化管理[J].化工時刊,2014,02:40-43.
[2] 張秋云,馬娟,張玉濤等.地方高校實驗室化學藥品的安全管理[J].安順學院學報,2015,04:125-126.
論文關鍵詞:綠色實驗室,三廢,化學毒性試劑,現(xiàn)狀分析
1 高校化學實驗室的現(xiàn)狀分析
如今,高校化學實驗室開設的實驗項目和學生人數(shù)較多,實驗所需的試劑、化學溶劑種類多、量大,大多實驗都會產生廢液、廢氣、廢棄物,如果不進行妥善和科學的處理,對實驗室及校園的環(huán)境都會造成嚴重的污染,甚至可能危害全校師生的健康。長期的實驗教學,使老師和學生養(yǎng)成了一種實驗—污染—再實驗的思維模式,大家都認為化學實驗理所當然會產生污染。雖然每次實驗產生的廢棄物并不多,但化學實驗是基礎實驗,高校學生的人口基數(shù)龐大,每一個實驗室都是一個污染源,以少積多,產生了很大的污染效應。探討如何加強化學實驗室建設與管理,把化學實驗室建設成綠色化學實驗室具有重要意義[1]。
2 構建綠色化學實驗室
2.1 綠色化學實驗室的基本理念
高等學校化學實驗是高?;瘜W教學過程的關鍵環(huán)節(jié),是培養(yǎng)當代大學生理論與實踐相結合的重要途徑,是高校培養(yǎng)創(chuàng)新、高素質人才的重要手段。建設綠色化學實驗室首先要改變以往的傳統(tǒng)觀念,要將綠色化學的思想滲透到實驗室的整體規(guī)劃和具體運行中。綠色化學的研究就是以系統(tǒng)的科學方法為基礎,以預防化學污染為基本思想,綜合考慮化學實驗與環(huán)境的關系。綠色化學實驗室的建設應該源于這一理念,全年建設一個綠色化模式(從原料到產品,再到產品的終結,即一種化學物品在環(huán)境中存在所有的形態(tài),包括環(huán)境在內的大得封閉系統(tǒng))。它是用化學的技術和方法從源頭防止污染的產生,對人類健康及生態(tài)環(huán)境有害的化學試劑、溶劑、產物等應最大可能的減少使用和生產,或者研究一種相應的處理方法消除這種污染。綠色化學實驗室應體現(xiàn)出節(jié)約資源的原則,廢棄物的無害化與最小量化原則[1]。在綠色化學實驗建設過程中,要培養(yǎng)師生的綠色化學的理念,從而制定綠色實驗假設的體系或模式。
2.2 綠色化學實驗室的建設
綠色化學實驗室的建設,需注意以下幾個方面:(1)在實驗室的硬件建設上,應加大資金投入,嚴格按照實驗室的安全及設備要求來配備安全設施(如:通風、防火、電源)和購置先進的實驗儀器,并且改進實驗設計與實驗方法[2]。(2)在教學中要培養(yǎng)綠色化學的理念,培養(yǎng)學生的環(huán)保意識,使綠色化學的理念扎根于學生的頭腦中,引導學生在實驗中節(jié)約資源、循環(huán)使用、減少三廢排放,并運用相關化學原理來治理環(huán)境污染。(3)教師要重點講授有毒性的化學試劑和實驗產物,以及排放后可能對環(huán)境造成的污染及危害,還要讓學生理解并掌握有毒有害物質處理的原理和方法。高校綠色化學實驗室的建設,不僅能節(jié)約實驗試劑藥品,降低實驗成本,并且能提高師生的科研水平及創(chuàng)新思維,有利于環(huán)境的保護及師生的身心健康[1]。綠色化學的研究原則:一是化學實驗設計項目應盡量選擇無毒無害的試劑。人文歷史論文從源頭上減少污染;二是實驗應選擇在無毒無害的反應條件(催化劑、溶劑)下進行,即盡量選擇水作溶劑,或者無溶劑的條件下進行反應。盡量采用無毒無害的物質作為催化劑,減少任一能夠對環(huán)境造成污染的環(huán)節(jié);三是產品應是對環(huán)境友好的,即在化學實驗設計應盡量選擇生成物無害的實驗;四是具有原子經濟性,即反應具有高選擇性,產生極少的副產物,爭取實現(xiàn)“零排放”[2]。
3 實驗室的“三廢”問題
3.1 實驗室處理“三廢”現(xiàn)狀
長期以來,實驗室“三廢”問題都沒有一個好的解決方案。大多高校對于“廢氣、廢液、廢物”的處理都沒有一個統(tǒng)一制定的規(guī)章制度,只有簡單的實驗室安全知識和實驗室操作規(guī)則。由于每次實驗產生的廢液并不多,大都是采用自來水稀釋或直接排放的方法,排進了下水道。實驗中生成的固體產物即廢渣也都是按照普通的校園垃圾處理,放入學校的垃圾桶。長此以往,大家對這種處理方法對環(huán)境的危害視而不見[3]。
3.2 加強“三廢”處理
廢氣的處理:實驗室所用的各種氣體鋼瓶一定要制定專門的管理制度和使用規(guī)則,要有專人看管,定期進行安全檢測,并且氣體鋼瓶存放的位置在陰涼通風、空氣流通的地方,應遠離熱源、火源,避免陽光直接照射。實驗室產生的廢氣包括實驗過程中試劑的揮發(fā)和生成的廢氣,如果不經常有效地處理,會影響實驗人員的身體健康,污染實驗室環(huán)境、減少實驗儀器的壽命。實驗室應配制通風櫥或通風管道,有毒的氣體可經這些通風設備稀釋排出,避免師生在實驗過程中吸收。實驗室的衛(wèi)生要求應嚴格遵守,避免室內過多的粉塵污染實驗的環(huán)境[4]。
廢液的處理:實驗室的有機溶劑應分類存放,并且選擇合適的存放容器和存放地點,容器應標明種類、時間等。廢液包括清洗容器用的洗滌水、多余的樣品、化學反應生成的產物等。幾乎所有的化學實驗都不可避免的會產生,而廢液中大多含有有機物、金屬離子甚至有毒的成分,若不加處理,直接排入下水道,會造成環(huán)境污染。綠色實驗室的構建其中一條就是可以研究新的實驗設計來使生成的廢液進行中和反應,減少污染。有些乙醇、酸堿廢液可以經水稀釋排出。有毒有害溶液實驗室應配置廢液瓶或廢液桶,封閉桶口,放在陰涼處,遠離熱源、火源。這些廢液桶應統(tǒng)一交給相關部門集體處理[5]。
廢渣的處理:實驗室中應對現(xiàn)存的試劑、溶劑、藥品定時進行清點,一些過期失效的化學試劑應標明,避免因處理不慎而污染環(huán)境。實驗室中的剩余樣品及實驗過程中產生的廢渣,實驗人員的一次性制品如工作服、帽子、手套、口罩等都不能隨意丟棄在垃圾桶內,應放入指定的袋子里,送到上級廢物處理中心焚燒??梢匝h(huán)使用的玻璃器材可以洗滌后繼續(xù)使用,還有一些耐高溫的容器如搪瓷、塑料等可煮沸或高壓滅菌。
4 化學毒性試劑的處理
劇毒的化學試劑氰化物、砷、磷、硒、鉈等,應單放在劇毒藥品柜,標明試劑名稱寫上劇毒標志,標簽要貼在醒目處。不得與其他樣品混放,并交給專人看管和負責使用登記。在實驗操作過程中必須穿大衣、帶帽子、口罩、手套,缺一不可,對有毒試劑操作時還應穿防護服、戴防護眼睛,以及在適合的操作臺上操作。有毒的化學試劑必須有專用的量器和容器,使用過程中應小心操作,避免破損造成毒性試劑流出,操作完畢應清洗使用所用器材,且把有毒試劑的殘留或生成物都應放在專有的廢液瓶按照相關規(guī)定處理[5]。
5 結語
把綠色化學的思想融入到高校實驗室的建設,不僅可以減少化學試劑的消耗和廢物的排放,還在一定程度上提高了師生的學習熱情和創(chuàng)新思維。有利于師生們的身體健康和校園環(huán)境保護。加強“三廢”的處理是綠色實驗室非常重要的一環(huán),只有合理地制定綠色化學實驗室體系,并嚴格按照相關規(guī)定進行操作,才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,才能實現(xiàn)人與自然和諧相處。
參考文獻
[1] 余訓爽.淺談高校綠色化學實驗室的建設[J].實驗技術與學,2010,8(3):162-165.
[2] 郝玉蘭,張榮明.高校綠色化學實驗室建設的探討[J].廣州化工,2012,4(3):146-147.
論文關鍵詞:信息技術,化學實驗教學,整合,高效課堂
以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一?;瘜W實驗對全面提高學生的科學素養(yǎng)有極為重要的作用?;瘜W實驗有助于激發(fā)學生學習化學的興趣,創(chuàng)設生動活潑的教學情景,幫助學生理解和掌握化學知識和技能,啟迪學生的科學思維,訓練學生的科學方法,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和價值觀。[1]教育部制定的《普通高中課程方案(實驗)》指出,以計算機為主的信息技術在教學過程中的普遍應用,能逐步實現(xiàn)教學內容的呈現(xiàn)方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,充分發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢,為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學習工具。在化學實驗的教學過程中引入信息技術來提高化學實驗的教學質量和效率,必須針對整合點進行細致分析,診斷出信息技術與化學實驗的整合點。
⒈改變知識的呈現(xiàn)形態(tài)
⒈⒈細微現(xiàn)象放大化
反應規(guī)模小而課室大,多數(shù)學生觀察比較模糊。我們國家實行班級授課制,每班都有幾十人,很多實驗現(xiàn)象靠墻邊的與后面的學生難以觀察到清楚現(xiàn)象。利用投影進行輔助教學,就有很好的效果。投影技術主要是將一些簡單、安全、無腐蝕性的實驗放在實物投影儀上進行放大,克服演示實驗只能演而不能示、可見度小的缺陷高效課堂,使學生能清楚地觀察到實驗現(xiàn)象,特別是一些細小的、不易觀察到的實驗現(xiàn)象。投影技術使實驗現(xiàn)象的可觀察性得到提高,增強學生學習的積極性和參與程度,為培養(yǎng)學生的觀察能力提供條件。例如《氯氣的生產原理》中電解飽和食鹽水的裝置,實驗裝置本身就比較小,實驗現(xiàn)象很難觀察清楚。這時利用投影輔助教學就能清楚地觀察到實驗現(xiàn)象。諸如此類,很多在小試管、小燒杯等中進行的實驗,實驗現(xiàn)象可見度小的,都可利用投影技術。
⒈⒉抽象概念形象化
化學是研究分子、原子及核外電子等微粒運動的科學,許多概念抽象復雜,如電子云、晶體結構、有機物分子空間結構、同分異構、順反異構、手性碳、雜化軌道、大π鍵、電解膠體的滲析與電泳等,都可以用多媒體動畫來模擬。通過這一方式可以把一些難于觀察的、抽象的、微觀的化學過程模擬出來,還可以把常規(guī)教學手段難以用實驗演示的動態(tài)過程展示給學生,使抽象的概念變?yōu)榫唧w形象,幫助學生去領會實驗事實和掌握化學概念。
⒈⒊實驗原理顯現(xiàn)化
化學教材中的理論部分具有一定的難度,學生感到較難理解,學生不易理解和掌握實驗原理,單單靠實驗手段效果往往不理想。對此,通過利用計算機模擬實驗,可以把實驗原理形象直觀地展現(xiàn)在學生面前, 幫助學生理解和學習實驗原理。如在溶解熱測定實驗中利用動畫輔助講解溶解的變化過程,使實驗直觀形象,學生很容易理解,豐富了學生的觀察和記憶。又如,在“原電池原理”和“電解池原理”教學中,溶液中離子的流動方向,電子的流動方向學生難以理解。利用動畫模擬使學生形象地看到水溶液中各種離子運動方向及兩極電子得失的特點。甚至可以展示兩極的實驗現(xiàn)象,這樣學生從宏觀和微觀兩個方面認識了反應機理,為化學概念和化學規(guī)律的掌握提供了充分的感性認識基礎,便于學生理解,從而突破教學中的重點、難點站。特別是有機基礎中的反應機理如消去反應、加成反應、酯化反應、聚合反應、取代反應、催化氧化等。這種整合還可以針對有些實驗只能看到結果,而實驗原理很難清楚反映的實驗教學中。
⒈⒋工業(yè)流程真實化
化學新課程對工業(yè)生產非常重視,課程標準中要求了解、體驗、參觀的工業(yè)生產很多。氯堿工業(yè)、工業(yè)制硫酸、工業(yè)制氨氣、工業(yè)制硝酸、高爐煉鐵與煉鋼等。教師要結合課程內容,充分利用當?shù)馗鞣N有利條件高效課堂,組織學生參觀、訪問、調查、討論等實踐活動,如本省的巨化、鎮(zhèn)海煉化等大型化工企業(yè)中的合成氨車間、硫酸車間、氟化學車間、煉油裝置,杭州的四堡、七格污水處理廠,本地的自來水廠,印染、制藥、塑料等化工企業(yè),環(huán)保、質檢等部門,使學生有機會接觸實際問題,綜合運用所學的知識來認識生產生活中與化學有關的技術問題。條件不具備的,也可讓學生觀看相關的影像資料或圖片,或從網絡中去查找(也可由教師從網絡中下載)。[2]教師實地拍攝本地化工企業(yè)工業(yè)生產,既真實,又親切。學生的認同感強,很快會進入學習狀態(tài),學習效果不言而喻。
⒈⒌實驗課堂綠色化
化學實驗教學歷來都強調要實驗的安全性。對化學實驗的不安全因素主要考慮爆炸、燃燒、強腐蝕、中毒以及化學實驗產生有害環(huán)境的廢氣、廢液和廢渣等。對于有毒、有害、危險的實驗,制作成錄像并播放給學生看,既保證學生的安全,保護環(huán)境,又達到良好的教學效果。如甲烷與氯氣的取代反應、鈉與水反應、制取SO2、Cl2等毒性實驗。另外,化學中有毒、有污染、危險較大的實驗易造成學生對化學實驗操作產生畏懼心理,因而不利于化學教學和學生化學素養(yǎng)的培養(yǎng)。若教師采用信息技術輔助實驗教學,避免上述實驗的缺陷,達到了實驗目的。
⒉改變學生的學習方式
⒉⒈有利于自主學習
現(xiàn)行高中的化學實驗課,特別是學生實驗課,很多的實驗是驗證性?笛椋教Ω學生學習任務,認為就是學生自主學習,自主實驗,但缺σ導實際上是一種放任。蘇教版教材中的《觀察與思考》和《活動與探究》欄目,基本上是教ρ菔臼笛榛蜓生分組實驗。但欄目僅給了學生學習任務,并沒有引導學生如何去思考,如何去探究等。如蘇教版化學必?2教材《化學反應速率》中《觀察與思考》“進行下列實驗,觀察并比較兩個反應放出氫氣的快慢。”《活動與探究》“【實驗2】取兩支大試管,各加入5mL4%的過氧化氫溶液,用藥匙向其中一支試管內加入少量二氧化錳粉末高效課堂,觀察發(fā)生的變化。”教材給了學生學習任務,教師若利用投影設計幾個問題引導學生分析影響化學反應速率的原因,就能幫助學生開啟化學思維,自主學習中享受發(fā)現(xiàn)的快樂。實際上自主學習的課堂,更需要教師充滿睿智的引導。
⒉⒉有利于合作學習
在日常的學生實驗課中,最常見的小組合作學習形式是按前后座位自然分成四人一小組或同桌兩人一小組。由于分工不明確,學生實驗課表面熱鬧實際上課堂秩序較混亂。這時若利用投影,合理分工明確職責更有利于互實驗進行。做實驗、記錄、發(fā)言、總結、匯報等等都由不同的學生承擔,使每人在小組學習中都有表現(xiàn)自己的機會。學生實驗課有利于學生合作學習,但合作學習不僅僅在實驗的操作上,更重要的是引導學生通過實驗共同探究問題,思考問題,總結結論等。而這些問題的引導,問題的設計等需要投影等信息技術的輔助。
⒉⒊有利于探究學習
化學實驗本身就具有巨大的趣味性,如今再利用信息技術圖文并茂、聲像并舉的特點為學生創(chuàng)設各種實驗情境,能使許多復雜的化學反應環(huán)境由靜態(tài)變動態(tài),由無聲變有聲,由抽象變具體。不僅能大大增強表現(xiàn)力,更能激起學生的各種感官的參與,調動學生強烈的學習欲望。例如,在酸雨的教學中,利用多媒體把酸雨造成樹木、農作物枯萎,文物古跡如石雕、塑像的侵蝕等實物場景展現(xiàn)在學生的眼前,讓學生有身臨其境的真實的感覺。這種適時適度的整合使學生耳目一新,開闊了學生眼界,激發(fā)了學習興趣,很容易激發(fā)學生探究酸雨的成因及防治措施。
⒊實現(xiàn)高效課堂
⒊⒈增大課堂容量
利用信息技術往往可以增大課堂容量,提高課堂教學效率。特別是高三實驗復習課。在化學實驗的復習中, 由于知識點多, 內容亂, 高三學生的學習時間有限, 重做實驗從時間上是不允許的, 而且部分實驗的現(xiàn)象不明顯、效果不顯著,還有一些實驗的可重復性差、耗時長。利用信息技術可以做到高密度的知識傳授, 對大信息量的優(yōu)化處理, 它極大地提高了課堂效率。如在對原電池、電解池、酸化反應、水解反應、乙烯的實驗室制取等實驗的復習中, 利用信息技術把微觀反應機理模擬成宏觀動畫加以演示,不但加深了學生對相關實驗的印象, 也促進了學生對相關知識的理解, 使記憶深刻。如果采用動畫、錄像等形式對已做過的實驗進行“回憶”, 對沒有做過的實驗進行“演示”, 則會取得既系統(tǒng)全面又節(jié)省時間的效果。這樣, 的課堂時空被計算機拓寬和延長了, 這種高密度教學是常規(guī)教學難以實現(xiàn)的, 收到了很好的效果。
⒊⒉減少實驗時間
利用信息技術輔助實驗數(shù)據(jù)處理,有利于提高實驗學習的效率。在實驗過程中,部分實驗沒有一定的數(shù)據(jù)量,就不能很好地反映物理量之間的關系。學生把大量的時間用于測量,不能很好地理解、思考實驗中遇到的問題。近幾年來,特別是傳感技術的發(fā)展,由計算機控制采集、存儲、計算、處理高效課堂,這種方法可以完成一些常規(guī)儀器難以完成的實驗,不但提高實驗測量的精度和效果,還有利于學生在實踐操作活動中有更多的時間用來對實驗涉及的知識進行思考, 避免大量的重復計算工作,有利于提高學習的效率站。如區(qū)別強、弱電解質實驗,弱電解質的電離平衡實驗,酸堿中和滴定實驗等等。在數(shù)據(jù)處理平臺系統(tǒng)中,實驗反應裝置只需要連接上計算機,打開系統(tǒng)就可以自動得到實驗數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理結果。數(shù)據(jù)處理自動化, 簡化了學生進行計算的過程。
⒊⒊有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力
信息技術與化學實驗的整合在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力提供了最佳條件,它可以幫助學生尋找問題的突破口。近幾年的高考對化學實驗的考查源于教材而突破教材,體現(xiàn)了化學實驗的創(chuàng)新性,考查了學生化學實驗的創(chuàng)新能力,信息技術的運用則會有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。例如,實驗室進行氣體制備實驗,考慮到某些氣體會對空氣造成污染,如氯氣、氯化氫、二氧化硫、二氧化氮和氨氣等,都要進行尾氣處理??捎糜嬎銠C再現(xiàn)常見的尾氣處理裝置,并提出問題:①為什么這樣做?②不這樣做會怎么樣?③我認為還可以怎樣做?其中,①和②是源于教材的知識,③是需要創(chuàng)新的思考。對三個問題的探討既完成了復習任務,又培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
⒊⒋有利于養(yǎng)成良好實驗習慣
化學實驗的操作步驟和操作規(guī)范都有一定的要求,一旦學生操作失誤,不僅會引起實驗失敗,也可能引起實驗事故,更會引起學生的恐懼心理,影響學生學習化學的興趣。采用多媒體網絡技術,可模擬一些錯誤的實驗操作, 讓學生親?碭惺艿醬砦蟛僮韉奈O?, 從而避免錯誤操作的發(fā)生。例如:對點燃未檢驗純度的氫氣發(fā)生爆炸進行模擬,使學生加深對操作錯誤引起危害的認識,然后再進行正確的實驗,通過多媒體技術的模擬,不僅提高了實驗的成功率,更深刻理解正確操作的重要性。又如稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸溶液中,老師通常都會反復強調后果的嚴重性,但學生機械地記憶印象往往不深高效課堂,而使用計算機課件模擬水倒入濃硫酸時的沸騰和四濺現(xiàn)象,很容易加深學生對這一操作的認識,對學生的實際操作起到了良好的指導作用,從而培養(yǎng)學生正確實驗操作能力,養(yǎng)成良好實驗習慣。
⒊⒌有利于形成正確價值觀
新課程標準要求在化學課程的學習過程中達到人文精神和科學精神的整合,體現(xiàn)教育育人的本質。信息技術輔助化學教學,創(chuàng)設實驗情景,培養(yǎng)學生人文精神。如用多媒體網絡技術模擬化學家的科學實驗過程,講述化學家研究化學的艱辛等化學史,努力創(chuàng)設情景,不僅使學生偷快地投入到學習中去,激發(fā)他們參與學習的積極性和內部學習動機,更對培養(yǎng)學生的人文精神有著非常需要的作用。例如模擬舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣,門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表。這些仿真實驗有效的激發(fā)學生的學習熱情和求知的探索欲。另外,一些環(huán)境污染的事件可從網上下載,通過視頻播放展示給學生。讓學生通過具體的實驗事實和相關分析,培養(yǎng)學生愛護環(huán)境,關心社會,在潤物細無聲中形成對化學的熱愛。
化學實驗是化學理論產生的源泉。化學教學中要重視以化學實驗為基礎,信息技術輔助化學實驗教學也要以現(xiàn)實的化學實驗為基礎。在整合過程中,我們不但要彰顯化學學科的魅力,更要在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)付出更大的努力。
參考文獻:
[1]教育部.普通高中化學課程標準(實驗)[M].北京:人民教育出版社,2003
[2]浙江省普通高中新課程實驗工作專業(yè)指導委員會化學學科組.化學學科模塊教學指導意見化學與技術(選修).wenku.baidu.com/view/013e1889680203d8ce2f24dc.html(下載)2011年11月8日
[3]黎國蘭,李松.信息技術在開放性實驗教學中的整合應用.高校實驗室工作研究[J],2009,(09):40
1高等醫(yī)學院校生物化學實驗教學現(xiàn)狀
生物化學既是高等醫(yī)學院校的一門專業(yè)基礎學科,又是當代醫(yī)學和生命科學的前沿學科,其理論研究的深入與實驗技術的革新息息相關,生物化學實驗技術在生物學及醫(yī)學發(fā)展的科研實踐中,展現(xiàn)出不可限量的前景,不僅在新理論發(fā)現(xiàn)和開發(fā)應用新技術方面起著決定性的作用,同時也為實現(xiàn)科技創(chuàng)新和社會生產力跨越發(fā)展提供重大戰(zhàn)略機遇。特別是進入21世紀以來,生命科學突飛猛進,生物化學實驗技術已滲透到醫(yī)學科學的各個領域,成為診斷、治療、預防疾病的重要手段[5-9]。然而,相對生物化學理論教學,當前的實驗教學普遍存在一些弊端和不足,難以滿足學科發(fā)展與創(chuàng)新的需要。生物化學課程內容廣泛,授課學時有限,特別是教學改革后各專業(yè)的實驗課時都進行了壓縮,實驗課程內容往往只能選擇一些簡單的實驗項目,實驗教學模式往往是教師課上講解、現(xiàn)場演示實驗步驟、學生動手實驗的傳統(tǒng)模式。學生只需嚴格按照教師的指導被動地進行實驗操作,而無需進行獨立思考和自主設計。這就造成了教學內容、教學模式與新技術的不斷涌現(xiàn)及學生多角度、多層次學習需求之間的矛盾,造成學生主動性的缺乏?,F(xiàn)代科學技術的發(fā)展為解決這一矛盾提供了契機,“互聯(lián)網+”、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)、多媒體、流媒體等技術能夠突破時空限制,使多維度、多方位、多手段、實時實地的學習成為可能[10-12]。因此,在當前的生物化學實驗教學中,采用結合現(xiàn)代科學技術的混合式的教學模式是解決問題的良策。
2“互聯(lián)網+教育”實驗教學模式研究思路
研究過程遵循“一個理念,兩項策略,三點提高,四個改變”的核心思想。
2.1落實“一個理念”
新型教學模式應真正落實“以學生為中心”的教學理念。傳統(tǒng)教學中,在傳授實驗步驟、強調注意事項后,讓學生進行操作的方法,基本上是一種灌輸式的教育模式,是以教師為中心的。新的實驗教學模式則是讓學生先自學實驗內容,再上機進行虛擬實驗操作,自己總結出問題和注意事項后再進行實踐操作,這對學生的能力培養(yǎng)具有很好的作用。
2.2實現(xiàn)“兩項策略”
旨在充分利用現(xiàn)代信息技術擴充教學資源,包括微實驗制作策略和手機端平臺策略。微實驗制作策略。微課視頻時間短、內容精、趣味強、效果佳,有利于生物化學這樣內容較抽象、知識點較繁雜的學科教學。利用微實驗對儀器操作技術進行放大處理,對關鍵問題進行重點強調,增加了直觀性,有助于學生掌握操作要領和教師節(jié)省課堂講解時間,學生能夠通過反復學習達到易學、樂學的效果。手機端平臺策略。藍墨云班課、微信工作平臺,因信息傳播的及時性、互動性、廣泛性、高效性和低成本等特點而備受教育工作者的青睞。構建生物化學實驗教學手機端實驗課程平臺,并要求學生及時上傳當天實驗結果,便于查找教學問題、激發(fā)學生學習動機、考查課前預習效果、加強師學互動,以及提高學生的主體性和實驗效率。
2.3應用“三點提高”
旨在提高學習使用高、精、尖生物化學實驗儀器設備的效果。生物化學實驗涉及許多貴重的儀器設備,如PCR儀、高速冷凍離心機、凝膠成像系統(tǒng)等。這些儀器設備價格昂貴、操作復雜,對操作人員素質要求較高,且需專人維護、保養(yǎng),不能滿足學生人人通過上機操作熟練掌握技術的需求。在實驗教學過程中的具體做法是,一方面以第二課堂形式吸引部分優(yōu)秀學生參與科學研究,在實踐中學習;另一方面通過虛擬實驗教學系統(tǒng)幫助學生認識和熟悉高、精、尖儀器設備的使用方法及其注意事項,提高學習使用這些儀器設備的效果。
2.4達到“四個改變”
在實驗教學模式方面主要有4項改變,一是由傳統(tǒng)的再現(xiàn)式學習模式改變?yōu)樘骄啃?、合作性學習模式;二是知識的傳授方式使學生由被動接受變?yōu)橹鲃訉W習;三是教師由原來的知識灌輸者變?yōu)閷W習的組織者、引導者、參與者;四是學生由知識的被動接收者變?yōu)橹鲃尤谌胝n堂。
3“互聯(lián)網+教育”實驗教學實踐
在生物化學實驗課程教學實踐中,采用藍墨云班課和手機端平臺,遵循“課程視頻提前推送—學生自由自主學習—師生線上線下互動”的教學模式。電腦端平臺的功能包括管理課程運行、制作視頻微課、上傳編輯資源、編寫在線測試等,手機端平臺的功能包括通知、參加頭腦風暴和討論等各項活動,以及在線測試、作業(yè)互評等,實現(xiàn)了實驗教學“線上—線下—線上”的過程。教師在切實做好課前推送的同時,精心組織課中指導和課后分析討論,并根據(jù)各方面反饋對教學過程進行修改完善。
3.1課前資源準備
構建實驗項目區(qū)、實驗工具區(qū)、前沿知識鏈接及即時通知等課前資源。實驗項目區(qū)主要針對課堂實驗教學環(huán)節(jié),上傳所有實驗課件、視頻資料;實驗工具區(qū)主要針對生物化學實驗常用儀器;前沿知識鏈接的目的是分享生物科學前沿動態(tài);即時通知主要涉及課前實驗安排、實驗計劃、實驗須知的。
3.2虛擬實驗和微實驗制作
虛擬實驗如SDS-PAGE凝膠電泳、紫外可見分光光度計使用、基因克隆技術等,通過虛擬的動畫演示和互動操作,能夠方便學生掌握實驗操作流程和注意事項。利用PowerPoint2016、Flash等軟件,根據(jù)教學大綱和學生專業(yè)需求,選擇WesternBlot、分光光度技術等科學研究常用技術進行微實驗課制作,使實驗理論和實驗操作直觀易懂,對注意事項和重要步驟進行字幕說明或旁白解說,對實驗結果以動畫形式呈現(xiàn),使學生對實驗過程、實驗現(xiàn)象有直觀的認知。
3.3手機端平臺建設
用于構建生物化學實驗教學微信平臺和藍墨云班課,能夠提供實驗室設備、使用時間等信息,方便學生在線預約、登記;能夠在課前推送實驗須知、微視頻、電子課件;能夠使學生上傳實驗結果,并在云班課APP上進行結果欣賞、分享實驗趣聞等;能夠使學生就實驗報告進行分析討論,激發(fā)學生的學習動機,增強學習效果,加強師生互動,提高學生的主體性和實驗效率。
3.4實驗室開放
高校實驗教學改革的重要內容之一就是實驗室開放,開放實驗室對于學生參與或獨立開展科研活動至關重要。實驗室開放應進行規(guī)范化管理,制定安全、低值易耗品管理、易燃易爆品管理、廢棄物品處理管理等規(guī)章制度,并在貫徹落實中鼓勵學生參與。在一些非教學時段開放實驗室,提高了實驗室的利用率,對培養(yǎng)學生的科研思維、動手能力和管理能力有促進作用。
4結語
建設完善一支高素質的師資隊伍,從教師抓起,改革和完善教師考核模式,督促化學教師做好實驗教學的改,完善和嚴格執(zhí)行實驗室管理制度,為化學實驗教學改革的順利實施造就堅強的后盾。新型的化學實驗教學體系要充分地體現(xiàn)化學這門學科的優(yōu)勢,并交叉關聯(lián)其他學科,促進各學科的滲透與交又學習,使學生的綜合能力得到有效提升。新型的化學實驗教學體系必須包括三個層次:首先,第一層是培養(yǎng)基本實驗操作技能。主要是基礎性的操作性實驗培訓,主目的是使學生掌握基本技能,熟悉并能夠應用相關的實驗儀器,對儀器和操作有一個初步認識和掌握;其次,第二層是針對化學基本原理理解的實驗開展。讓學生在實驗過程中吃透原理,從而舉一反三,觸類旁通.最后,第三個層是開展綜合性實
2化學實驗教學過程規(guī)范化
不以規(guī)矩不能成方圓,化學實驗教學也要有章可循,而不是毫無章法。首先是課前預習要規(guī)范化?;瘜W實驗前一定要求學生做好預習報告,凡是預則立,不預則廢。對學生以后的職業(yè)生涯中,這是很有利的培訓。做好預習報告,可以使學生對實驗操作步驟、儀器及注意事項做到了然于胸,如此可以對實驗事故的發(fā)生進行有效規(guī)避,對學生日后的職業(yè)安全具有長遠的裨益。其次是操作過程的規(guī)范化。對學生強調并嚴格執(zhí)行實驗室管理規(guī)范,不能馬虎大意,切實加強實驗教學中的巡視,努力注意查找和及時糾正學生在實驗過程中器具使用、藥品使用、器材維護等方面的不規(guī)范操作,確保學生的正確操作,培養(yǎng)學生的安全實驗正確實驗意識。同時要對實驗結果進行嚴格把關,對篡改數(shù)據(jù)的現(xiàn)象進行深入教育,端正學生實驗態(tài)度,培養(yǎng)學生嚴謹做事、認真求實的科學作風,為學生日后的職業(yè)奠定良好的個人素質。
最后是實驗考核的規(guī)范化,傳統(tǒng)的考核方法只是依據(jù)實驗報告與課間練習來進行實驗成績評定,該做法應當及時轉變,其不能客觀反映學生對實驗技能的把握及其綜合職業(yè)素質。為客觀反映學生基本操作和基本技能的掌握情況,可以采用課時成績與操作考試綜合評估相結合的評分方式,由學生抽簽確定實驗題目后在規(guī)定時間內完成實驗操作得出實驗數(shù)據(jù),并由教師評分;也可以由教師給出若干設計性實驗題目,要求學生選擇一個或多個,自主進行文獻資料查閱后,提出實驗方案并設計實驗、完成實驗,最后以科學論文的形式提交實驗報告。這樣的自主學習與實驗模式能夠更好地激發(fā)學生的求知欲,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和科學素質。
3化學實驗內容改革
在以實驗技能為主導進行化學實驗課程體系改革的同時,在具體的實施教學過程中也要從宏觀上進行實驗教學內容的改革,以職業(yè)素質為目標,以應用能力為重點,遵循高職生能力培養(yǎng)客觀規(guī)律,建立基礎化學實驗到綜合化學實驗到設計性實驗的實驗教學體系,循序漸進地開展化學實驗教學,使高職生更好地掌握化學實驗技能和相關應用技術。首先是基礎化學實驗教學,這是實驗教學的基礎,是培養(yǎng)化學高職生專業(yè)能錄的重中之重,打牢這個基礎能力,后面的問題才能得到解決,如果基礎不行,根本談不上綜合能力的培養(yǎng),后面的綜合實驗和實驗設計無從談起。因而,實驗教學一定要強化基礎實驗技能的培養(yǎng),使學生對化學實驗從宏觀上形成一個整體的認識,微觀上對基本技能說連掌握、基本實驗儀器能夠規(guī)范化操作。
其次是綜合化學實驗教學。即是在基礎實驗教學的基礎上,進行對實驗內容、操作訓練和實驗技能等多方面綜合的要求的實驗教學,從而培養(yǎng)學生的綜合化學實驗能力,包括對實驗原理的理解力、實驗目標的宏觀把握能力、實驗步驟的執(zhí)行能力、實驗數(shù)據(jù)分析與總結能力。最后進行設計性實驗教學,可由教師根據(jù)實際應用提出實驗方案,有學生進行實驗設計,并完成實驗,這樣可以更好地培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,為職業(yè)生涯奠定堅實基礎。
4結語
摘要:中國著名化學家戴安幫先生曾在探討化學實驗教學時提到,一味傳授化學技術及化學知識理論的教學方式不僅是片面的,而且是不科學的。全面教學理論要求教師在教學中不但能夠提高學生的學習思維能力,而且還能培養(yǎng)學生自我思考及自我管理的良好學習習慣,尤其是在化學實驗教學中,教學主體是學生,而教師的主要作用是通過引導和點撥,使學生獨立識別其中的化學原理及化學現(xiàn)象,使理論知識與實踐技能相結合。
【關鍵詞】素質教育;化學教學;實驗
本文主要基于我國著名化學家戴安幫先生提出的全面教學理論,通過在教學過程中引導學生理解基本化學理念及化學理論,使學生在化學實驗教學中獨立觀察、實驗、獨立總結及分析,從而提升其自我思辨能力和觀察問題、分析問題、解決問題的能力。
一、初中化學實驗教學中提高學生的科學文化素質
第一,在課堂中對學生演示相關化學實驗時,應突出教學重點和難點,滿足化學實驗教學過程中的可靠性及簡潔性和安全性教學操作要求。在實踐中要指導學生規(guī)范操作,幫助學生養(yǎng)成良好的實驗操作習慣,使其既能在實踐中獲取基本化學理論,又能在實踐中提升自己的總體素質能力。比如,在初中化學實驗教學中,事先向學生科學演示關于汞受熱分解的相關化學實驗,以便在后期試驗中能使學生對氧化汞分子分解這一章節(jié)內容有更為直觀、清晰的認識。在具體演示過程中,教師通過向學生傳授科學的實驗操作方法,培養(yǎng)其觀察能力,首先應使學生充分認識到化學實驗觀察的目的性,在觀察過程中有重點及有目的地展開觀察,以免學生在實驗過程中無目的性而將整個實驗過程當作走過場;其次,要基于全面教學理論,引導學生對化學實驗過程全面、系統(tǒng)觀察,以便在觀察中能分清重點和主次。比如,鎂帶燃燒實驗,不僅要引導學生對鎂帶燃燒化學實驗中的強光進行細致觀察,更提示學生仔細對鎂帶燃燒后生成物的實際顏色進行觀察,從而為后期化學實驗奠定重要基礎。除此之外,如果教學實驗條件允許,教師應盡可能設計合理的化學實驗環(huán)節(jié),全面調動學生的思維及聽覺和觸覺、感官等不同素質能力,使學生能夠將觀察與思考結合起來。比如,在鐵釘生銹實驗中,通過以下三種不同條件假設,可為學生實驗后思考、對比及總結奠定基礎:一是鐵釘一部分浸沒在蒸餾水中;二是鐵釘全部在植物油中浸泡;三是鐵釘在干燥空氣中存放;實驗結束后,教師可引導學生觀察及對比鐵釘在不同介質作用下的生銹情況,并采用基本化學原理進行解釋,以此鍛煉學生的思維能力。
第二,為了提升學生的基本操作技能,應在實驗后對試驗設計和操作安排習題,使學生從理論階段上升到實踐動手階段。按照心理學相關理論解釋,技能是在不斷動手實踐過程中形成的一種特殊本領。因此,在初中化學實驗教學中教師應利用一切機會鍛煉學生的基本能力。
第三,按照心理學的相關理論解釋,學生在學習中,技能的獲得具有一定的階段性,而學生在化學實驗操作中,必須以基本化學知識理論為基礎,事先按照學習和教學進度制定科學的教學計劃。通過對習題集及試驗方案進行設計,以此拓寬學生的學習渠道,尋找更多解決問題的方法和思路。在此過程中,還要從環(huán)保及經濟角度對化學實驗過程進行優(yōu)化,使學生能夠充分養(yǎng)成愛護公物及保護環(huán)境的良好習慣。
第四,在化學實驗中,培養(yǎng)學生規(guī)范化實驗的意識。如果學生操作不規(guī)范或不合理,應及時指導其糾正偏差,發(fā)現(xiàn)問題,防止長此以往學生在學習中養(yǎng)成不良的化學實驗操作習慣。在學生獨立操作過程中,應指導學生相互監(jiān)督和糾錯,及時發(fā)現(xiàn)操作實踐中存在的基本問題,對癥下藥,合理解決問題。
二、初中化學實驗教學中鍛煉學生的思想品格
初中化學實驗教學可結合具體教學實驗步驟及相關注意事項,對學生展開安全操作教育,無形中可強化學生熱愛勞動及保護公物和節(jié)約物資的意識。同時,在此過程中,教師還可通過講解與化學實驗教學相關的故事,對學生進行網絡教育,激發(fā)學生的愛國熱情。
三、初中化學實驗教學中陶冶學生的身心
在具體實驗演示指導環(huán)節(jié),教師可通過合理、有序的方式指導學生展開操作,磨練學生的意志和品格,結合實驗過程,激發(fā)學生學習興趣。在此過程中,教師可采用更加開放的教育方式激發(fā)學生的學習能力,幫助其培養(yǎng)良好的學習習慣,引導學生獨立操作,提升團隊協(xié)作能力。通過集體協(xié)商及討論,共同完成實驗并進行討論,實驗環(huán)節(jié)中教師可穿插習題,幫助學生及時消化課堂內容。只有使學生在實踐中嘗到成功的喜悅,才能調動其積極探索自然科學奧密的主動性。
四、初中化學實驗教學中提高學生的基本審美能力
化學實驗的主要目的是發(fā)現(xiàn)自然界的奧秘。千變萬化的實驗現(xiàn)象離不開實驗器材。在實驗環(huán)節(jié),教師可通過向學生展示具體儀器的操作方式,幫助學養(yǎng)成良好的學習習慣及操作習慣。在自我實踐中,激發(fā)學生的思維意識,使其在實驗器材直線美及曲線美和造型美中提升自己的審美能力,通過美的眼睛去發(fā)現(xiàn)實驗中的自然現(xiàn)象。
【關鍵詞】化學實驗教學概述;實驗教學問題;實驗教學對策
引言
筆者將化學實驗教學分為實驗前、實驗中和實驗后三個部分。在化學實驗實際教學中,實驗前、實驗中、實驗后都存在著相應的問題。化學實驗具有一定的危險性,如果不能很好地解決這些問題,可能對實驗者的人身安全造成傷害,我們要重視在化學實驗教學當中的問題,并切實解決。
一、化學實驗教學概述
筆者大致將化學實驗教學分為三個部分,即化學實驗教學前的準備、化學實驗教學的進行、以及化學實驗教學后續(xù)工作?;瘜W實驗具有一定的危險性,因此每一個部分在進行的過程中都要格外注意,以免發(fā)生意外對師生的人身以及室內器材造成損害。
二、化學實驗教學中存在的問題
1.學生對于基本規(guī)則的忽視
學生在進入化學實驗室前沒有熟悉相關的規(guī)則,一般而言我們會將化學實驗室規(guī)則掛在教室前方,進入教室的同學都能夠看到這些規(guī)則。但是依然會有一些同學忽視了這一規(guī)則,進入實驗室造成了不可避免的麻煩。
例如化學實驗規(guī)則當中的:了解實驗室水電總開關的地方,了解消防器材(消防栓、滅火器等)、緊急急救箱等的位置和正確使用方法。學生做實驗不像教師那樣非常穩(wěn)妥,隨時都有可能發(fā)生意外。實驗時我們經常用到酒精燈,酒精燈控制不好就會引起失火,這就需要學生對于消防栓和滅火器有一定的了解。在危險發(fā)生時可以及時的進行遏制;又例如我們的實驗規(guī)則中要求學生在做實驗時要穿長袖衣褲,長發(fā)要扎起來,不能穿拖鞋。這一條也是對于學生人身安全重視。在觀察化學反應時硫酸是我們經常用到的物質,硫酸一但濺到人的身體上就會對人的身體造成腐蝕,后果都是非常嚴重的,有的甚至無法彌補。而學生對于基本規(guī)則的忽視,成為我們需要關注的第一個問題。
2.學生對于實驗材料的浪費
學生做實驗所用的材料都是不需要自己花錢去購買的,因此一些學生就會不珍惜實驗材料,造成對實驗材料的浪費。例如鎂條在空氣中燃燒的實驗,我們需要將鎂條在空氣中進行燃燒,燃燒后的鎂條呈淡黃白色固體狀,然后我們需要在固體中加入適量的水觀察實驗現(xiàn)象。這是一個非常有趣而且簡單的實驗。我們的學生年紀不大,平時所上的課程大多是與書本打交道,親自動手去做實驗的機會比較少。一些學生覺得燃燒鎂條很有趣,就反復的燃燒鎂條,這就對我們的實驗材料造成了浪費,是一個需要解決的問題。
3.學生不注意實驗后的清理
在實驗過程中由于這樣那樣的化學反應,實驗臺上不會像學生剛剛進來時那樣整潔,學生在課堂上認真學習一節(jié)課之后,急于下課出去放松休息,就會忽視試驗臺清理這一環(huán)節(jié)。例如鐵絲在氧氣中燃燒時所產生的黑色物質即四氧化三鐵,就需要學生在實驗結束后進行清理,放入垃圾桶中。學生不做這個工作就要由教師來做,一個班里有很多學生,將@項任務轉移給教師,則是非常繁重的。
三、化學實驗中問題的相應對策
1.提高學生對于實驗規(guī)則的重視程度
針對筆者以上列舉的三點問題,筆者將一一論述相應的對策,使我們的化學實驗課堂更加和諧。在學生進入課堂實驗這一階段之前,教師應當花出2-3課時的時間讓學生熟悉化學實驗室的實驗規(guī)則。教師可以在第一課時向同學們逐條分析講解實驗規(guī)則,使學生能夠大致理解在實驗室中上課應該注意些什么問題。在第二課時對同學們進行抽查,考察大家對于實驗規(guī)則的熟悉程度,對于檢查效果好的同學,教師要給予表揚;對于檢查效果有所欠缺的同學,教師要重點關注,督促學生盡快熟悉實驗規(guī)則。因為對于實驗規(guī)則不熟悉的學生,很可能在實驗時犯錯誤,如果錯誤無法彌補,會是一項巨大的損失。
2.學生要養(yǎng)成節(jié)約材料的好習慣
我們的學生要明白我們所擁有的一切都是不容易的,如同“半絲半縷,恒念物力維艱”。學校就是我們的家,學生在做實驗時所用到的實驗材料要像自己家中的東西一樣懂得愛惜。教師在學生進入實驗室進行實驗之前,要向學生灌輸這樣的學習觀念,例如鐵色、鎂條等物質的使用,酒精燈中酒精的使用量,棉球的使用量,都要節(jié)約。而教師在實驗之前也要做到心中有數(shù)。例如鎂條在空氣中燃燒的試驗,我們一個班需要用到多少鎂條,每組大概多少,細化到每人大概用多少,教師都要有數(shù)。
3.提高學生實驗后的清理意識
“自己的事情自己做”。這樣的行為習慣相信在學生讀小學的時候教師就已經進行了灌輸。例如:木炭在空氣中進行燃燒時,我們會用坩堝鉗將木炭在空氣中進行加熱,然后將木炭插入有氧氣的集氣瓶中,隨后觀察實驗現(xiàn)象,再倒入澄清的石灰水中進行震蕩。在這個實驗過程中燃燒的木炭、石灰水中的雜物都是我們實驗后需要清理掉的雜物。每個班平均有60個學生,這個工作由教師來做對于教師的負擔就太重了。做一個實驗要集體動起來,大家一起進入實驗室、一起做有趣的實驗、清理環(huán)節(jié)也不能丟下,也要一起清理試驗臺。教師對于積極清理實驗臺的學生可以進行相應的獎勵,例如設置化學平時分,學生所做的這一努力將會在期末的化學成績中得以體現(xiàn)。由此,我們可以提高學生的清理意識。
結語
化學實驗教學是化學學科中不可或缺的環(huán)節(jié),如何使這一環(huán)節(jié)效率更高、效果更好是我們每一個教師所追求的目標。正確認識化學實驗當中存在的問題并加以解決,筆者相信我們的化學教學質量會越來越高。
【參考文獻】
[1]唐晉軍.新課改背景下貴陽市重點高中的化學實驗教學調查研究[D].學位論文 貴州師范大學,2014
[2]劉闖.高中化學實驗教學淺析[J].考試周刊,2014(50)