緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇化學實驗論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
1.提高學生的動手實踐能力
對于化學教學而言,課堂教學和實驗教學是兩大基本組成部分,在教學中加入微型化學實驗,增加學生自己動手的次數,能夠強化知識。教師在課堂上可以指導學生,收集家里或是某些公共場所的各種廢棄物品,自己動手制作微型的化學試驗箱。例如收集廢舊的輸液管來代替導管,部分難以收集的儀器替代品和化學試劑等可以由老師提供。對于化學課程中占據相當大比例的實驗,都要盡可能地在課堂上進行演示。對于演示實驗,將其轉變為使用微型化學實驗之后,更容易在課堂上進行。充分利用微型化學實驗比一般的化學實驗使用更少的化學試劑、更安全、更環保的特點,將節省下來的試劑用來讓學生做更多的實驗,加深了學生對所學知識的印象,同時也增加了學生動手操作的機會。如在講授關于硫酸所具有的性質這一節課時,就可以將之前的多試管實驗用微型九板孔來代替,這樣就可以將課堂上的實驗時間減少,讓更多的同學來親自體驗實驗帶來的樂趣。在實驗的過程中,老師要規范學生的操作,及時地指出學生操作過程中出現的問題。
2.培養學生觀察探究的能力
化學學習中有很多現象是需要觀察得出的,在以往的化學教學過程中,大多數都是采用教師一人在講臺上進行實驗,學生在自己的座位上進行觀察的模式。但是由于許多化學反應過程很迅速,反應現象是很微妙的,學生根本無法做到仔細、細致、全面的觀察。微型化學實驗的引用,學生可以利用自己的微型試驗箱,在老師的指導之下自己動手進行實驗,此時,每一位學生都可以通過最合適的距離和方向來對實驗現象進行觀察總結。老師只需要提前告訴同學們所要特殊注意的事項和重點觀測的現象以及有效的觀察方法即可。學生按照老師的提示來進行實驗、觀察,結合所學的知識來進行分析研究,老師幫助同學解決其難以思考出來的難點。這樣一來,不僅學生親自動手實驗,加深了對實驗現象的記憶,也很愉快地掌握了知識。
3.培養學生的思維拓展能力
學生通過對實驗進行觀察所能得到的感官感受只能作為感性的認識,只有通過自己的思考,結合課本上的知識,認識到事物內在的聯系,才能將感性認識轉化為理性的認識。在化學課堂上引導學生自己動手制作微型化學實驗箱,更能夠激發學生動手實驗的興趣,促進學生求知的欲望,使得學生只要看見自己做的實驗設備,思維就可以立馬活躍起來,自己先思考怎樣進行實驗,可以得到想要的信息。這樣在每節課之前,學生就會主動地去預習所要學習的內容,上課時則會更加專注地聽講,認真地進行實驗,并觀察所發生的反應現象是否同自己之前的設想一樣。然后結合自己的疑問,學生可以積極思考其中的原理,也可以咨詢老師。老師通過學生的觀察、討論和思考的結果,有針對性地對本節課的核心要點進行總結和歸納,加深學生的理解和記憶。對于學生都不太感興趣的復習課來說,可以通過增加微型實驗這一項目來緩解課堂的枯燥、沉悶的氣氛。教師可以將所學過的知識合理地進行串并,通過一系列的微型實驗來使學生將其中涉及到的化學知識結合在一起,提高課堂復習的效率。這樣不僅活躍了課堂氣氛,更加鍛煉了學生對知識的整合和總結能力,學生在動手的同時,加快了思維的活躍程度,可以獲得更好的復習效果。在課下的業余時間,則可以鼓勵學生自己對微型實驗儀器進行創新和改善,可以在老師的指導下與同學進行實驗競賽等活動,自己設計課題和研究過程,經過老師的把關后開始實施,然后進行討論,總結分析,得出結論。這種活動可以豐富學生的課余生活,培養了學生的自主思考和創造性思維。
4.提高學生自主學習的能力
自主學習是學生獲取知識的最主要的途徑,也是使學生成為全面發展的人才必不可少的要素。在課堂上學生自主進行微型化學實驗,學生可以在其中發現自我的價值,從而更加激發學習的動力和愿望。同時,從實驗中得出自己所期望知道的科學知識的樂趣,使得學生在課下也愿意自己動手進行實驗,自己查閱資料去獲得自己想要的答案。這樣不僅學生學會了課前預習、分析思考問題和解決問題,而且還在和同學討論研究的過程中掌握了與人溝通交流的能力。為了解決自己迫切想知道的難題,在學生閱讀大量的參考書的同時,也提高了閱讀能力,養成了良好的閱讀習慣。微型化學實驗的引用,很好地提高了課堂教學的效率,使得學生更好地掌握化學知識,最主要的是培養了學生的學習能力。
畢業論文題目應該明確、精練、有概括性。題目的字數一般在25字以內,必要時可加副標題。
2.摘要與關鍵詞
摘要
應概括地反映出畢業論文的目的、內容、方法、成果和結論。中文摘要以300~350字為宜。外文摘要內容及格式應與中文摘要一致,英文摘要約250個實詞。
關鍵詞
從論文標題或正文中挑選3~5個最能表達主要內容的詞作為關鍵詞,按詞條的外延層次排列,外延大的排在前面。同時有中、英文對照,分別附于中英、文摘要后。
3.目錄
目錄中的標題要與正文中標題一致,要求標題層次清晰,標明頁碼。
4.正文
正文是畢業論文的核心部分,一般應包括緒論、主體及結論等部分。
4.1緒論(前言、引言)
緒論(前言、引言)一般作為第一部分,是畢業論文主體的開端。包括畢業論文的背景及目的、國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果、本課題的意義、采用方法、理論依據和具備的條件、畢業論文構成及主要內容等。
4.2本論
本論是畢業論文的主體,包括實驗材料、研究內容與方法、實驗結果與分析(討論)等。在本部分要運用各方面的實驗結果和研究方法,分析問題,論證觀點,盡量反映出自己的科研能力和學術水平。本論應該結構合理、層次清楚、重點突出、文字簡練通順。對論文中出現的名詞術語、物理量、公式、數字、圖表、符號、計量單位等一律采用國際、國家通用標準。
4.3結論
畢業論文的結論單獨作為一章編寫。結論是畢業論文的總結,是整個論文的歸宿。要求精煉、準確地闡述自己的創造性工作或新的見解及其意義和作用,還可進一步提出需要討論的問題和建議。
5.參考文獻
畢業論文的撰寫應本著嚴謹求實的科學態度,凡有引用他人成果之處,均應按論文參考或引證的先后順序排列于參考文獻中(15篇左右)。
6.致謝
致謝中主要感謝導師和對畢業論文工作有直接貢獻及幫助的人士和單位。
7.附錄
對于一些不便放入正文中、但作為畢業論文又是不可缺少的部分,或有重要參考價值的內容,可編入畢業論文的附錄中。
化學實驗論文范例賞析:
實驗中異常現象的出現,會對學生造成認知沖突的失衡.教師若不及時加以正確的引導和徹底解決,勢必會影響教學效果,給學生留下知識盲點,并自身失去對實驗教學的信心.找出產生異常現象的原因,變“異常”為“正常”,是培養學生實事求是、嚴謹認真、善于觀察、自主探究的科學素質的一種有效的方法和途徑,對教師本身也提供了一個提高專業素質,增強分析問題和解決問題能力的機會.
一、實驗現象異常的成因
1.因試劑的純度引起的實驗異常
高中化學實驗中,不同的實驗對其所選擇的實驗藥品純度的要求也是不同的.限于中學化學實驗條件,有些實驗往往產生“失常”現象.
例如在做甲烷的燃燒實驗時,用無水醋酸鈉和堿石灰制備CH4氣體,在用石英玻璃管燃燒時卻發現火焰呈黃色.這是由于制備氣體時反應物受熱不均勻,局部溫度過高所致,使產生的甲烷不純,含有丙酮等雜質氣體.因此可以在實驗前將無水醋酸鈉和堿石灰充分炒干、研細、混勻,同時要保證堿石灰過量.
2、因試劑加入順序的先后引起的實驗異常
教師或學生在實驗中,若將化學試劑的加入順序變更以后,有可能引起實驗現象不明顯甚至得到截然不同的實驗結果.
例如在做溴與苯酚取代實驗時,將苯酚溶液加到濃溴水中,觀察不到白色沉淀,而只能見到溶液變成了黃色.若將反應物的加入順序改為“將1-2滴濃溴水滴入苯酚溶液中”,保證反應中苯酚過量,則預期現象很明顯.
3.藥品保存方面引起的實驗異常
實驗室購置的藥品不一定會馬上使用.有些藥品會因為在實驗室保存過程中,由于長時間與空氣中的氧氣、水蒸氣等作用或者人為地藥品保存不當而發生變質,最終導致實驗過程中異常現象的出現.
4、因藥品用量的不同引起的實驗異常
實驗過程中,特別是在學生做學生實驗時由于實驗習慣的問題,在取用藥品時用量很隨意,很容易出現出乎意料的現象.
例如在做銀鏡反應時,在一洗凈的試管里注入1mlAgNO3溶液,然后加氨水到完全溶解,再滴幾滴新配的乙醛溶液后水浴加熱幾分鐘卻始終得不到光亮的銀鏡.分析原因,應該是銀氨溶液配制時氨水量未控制好引起的.在向AgNO3溶液中滴加氨水不可過量,教材描述為“氨水加到生成的沉淀剛好溶解為止”.實踐經驗證明,氨水過量越多,銀鏡反應的效果越差.所以我個人建議,加氨水時直到最初產生的沉淀溶解到還略顯渾濁(不可使沉淀恰好溶解至溶液澄清)為止,這種銀氨溶液氧化能力最強,實驗效果非常好.
5、因副反應的存在導致實驗現象異常
很多化學反應中都有副反應的存在,有些副反應甚至影響實驗結果,干擾實驗現象.
6.因實驗溫度控制不當引起的實驗異常
溫度是影響化學反應速率和反應趨勢的一個重要方面.溫度的高低往往決定了一個反應能否發生、向什么方向發生等問題.所以,溫度的合理控制對實驗現象與實驗結果至關重要.
例如在做乙醇的氧化實驗時,將螺旋狀的銅絲加熱變黑后,如不迅速插入乙醇,反復幾次,并不會看到銅絲變紅亮,也不會聞到有刺激性氣味.因為銅絲插入速度太慢,使銅絲溫度下降后反應就不能發生了.
在實際的實驗教學中,除了上述原因以外,所用試劑的濃度大小,試劑選用的恰當與否,酸堿介質環境,儀器的選用及裝置是否合理,以及實驗操作者自身基本操作是否過關等方面也會引起實驗的異常現象.
二、異常現象的合理利用
實驗出現預料之外的情況是可能的,關鍵是采取正確的補救措施.如何對待實驗過程中出現的異常現象?意外中蘊含著正常,關鍵是透過表象看到本質.如果設法搪塞或者回避的話,就錯過了最好的教育時機.抓住實驗中的意外,也就抓住了學生旺盛的求知欲,若能積極引導并給予合理的分析解釋,也就能化慌亂為沉著、化意外為平常,反而能因化腐朽為神奇的“意外”給學生留下更深刻的記憶,教學目的也就能輕易實現,使師生雙方在探索活動中相互得到提高.
1.利用異常現象提高教師自身專業素質
實驗中出現的異常現象要求我們教師自覺地在教育教學實踐中思考、分析、研究,并不斷學習新的知識和理論,進一步使教師樹立起“科研先導”的意識,提高教師的科研能力,使教師由“經驗型”向“科研型”、“創新型”轉化.
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。
參考文獻:
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2學生實驗積極性不高
一般在實驗的第一節課已經向學生說明實驗前要預習,進實驗室時要有預習報告。但是學生對實驗的積極性不高,預習報告完全是為了應付檢查才寫的,這是目前大學生普遍存在的一個現象。教師進行原理、實驗內容講授時,少部分學生屬于游離狀態,教師在演示實驗操作時,學生沒有認真注意細節內容,真正到他們進行實驗時,問題出現了,不懂得如何解決,而一味的在書本上找答案,還是沒能最終解決問題。遇到此類情況,甚至有些學生干脆就不思考,任由錯誤的發生。由于需要分組進行實驗,小組中有個別學生基本都沒有親自動手操作過,在實驗過程中表現得很不積極。
3學生抱“應付”心理進行實驗數據處理
物理化學實驗中測定數據多,這就要求學生具有一定邏輯思維能力對實驗數據進行處理,這也是探究實驗機理、剖析實驗內容的必需步驟。有部分學生完全不理會實驗數據處理是否正確,只是一味憑感覺簡單處理;有一部分學生是沒有真正明白原理,引起處理數據不完整;還有一部分學生查閱后采用軟件進行處理,但是由于不知所云,所以很多也都只是給出了圖形。比如在三液系組分相圖的繪制中,很多采用了某些理論課提供的軟件畫圖,只是純粹的畫圖,當問到三角坐標中每個點具體代表什么,學生沒法回答。基于以上的情況,主要的根源還是學生要完成實驗報告的任務,只能這樣的應付了事。這對培養學生技能及解決問題的能力,起不到任何作用。但是基于現狀,有些事情無法完善。因此,某些時候,針對這些好學又不是很明白處理原理的學生,需要更加耐心指導,注重不同類型學生心理素質的培養[3]。
4簡單的考核方式
物理化學實驗課程一般都是考查課,通常采用平時實驗報告及平時表現進行綜合給分。但是實驗報告都是組員之間相互討論給出,甚至有些都是抄襲過來的,并且對于平時的表現也不好衡量,該課程考核結果不是很滿意,所以應該思考下能否改變現有的考核方式。
二、加強教師的指導作用
在進行化學實驗教學的過程中,教師要引導學生獨立思考,自主探究實驗步驟,并盡快掌握實驗操作方法。在探究化學規律的實驗中形成科學的思維方式和良好的實驗習慣。
1.指導學生觀察實驗
化學主要通過實驗來研究物質的特性和變化規律。學生學習化學首先要觀察物質的特征和在反應中發生的形態變化。學生進行觀察實驗時,教師如果不能予以正確的指導,學生就會因為不清楚觀察目的,只關注那些比較有趣或者是明顯發生的變化。對于實驗要求重點觀察的內容卻不能很好的完成。因此在學生進行實驗以前,教師要對觀察目的予以說明,并根據實驗內容提出相關要求。
2.指導學生研究實驗
實驗觀察只能得到觀察對象表象的性質,要想得到更深層次的結論,就要經過深入的思考。在學生進行實驗的過程中,如果教師能夠予以適當的點撥,那么學生就能從本質上對物質變化有一個深層次認識。這樣也能提升學生歸納問題的能力和分析問題的能力。
三、倡導自由與開放風氣,對某些化學實驗進行改進和創新
初中學生的形象感知能力往往強于邏輯思維能力。所以,教師可以在講解比較晦澀難懂的知識點時選擇更加靈活的教學方式,在原本的教學內容中引入比較有趣味性的知識點,這樣不僅可以將生澀的知識點變得易于理解和掌握,還能提高學生參與課堂的積極性。例如,在演示實驗室支取氧氣的實驗中,教師如果只是按照實驗步驟完成實驗,并反復強調在實驗中要防止試管炸裂,學生只會死記硬背要怎么做,并不清楚試管在什么時候會發生爆炸,或者是為什么發生爆炸。學生都是充滿好奇心的,他們其實也想看到試管炸裂的景象,老師完全可以故意設計一個試管炸裂的實驗,讓學生對于實驗原理有更清楚的認識,對于實驗要注意的事項也有更深刻的印象。
四、課外實驗教學中的合作探究
愛因斯坦曾經說過,興趣是最好的老師。為了增加學生課堂參與度和學習化學的興趣,對化學、生活、生產之間的聯系有更清楚的認識,本人針對化學實驗教學課堂,設計了兩種適用于課外實驗的教學方法。對學生進行分組,讓學生以小組的形式探究課外興趣實驗。學生可以在小組內自由分工,完勝實驗方案的設計和完善,并收集相應的實驗材料。在完成操作實驗后,形成書面報告,并對實驗進行總結和反思。學生通過合作探究可以直觀的感受到化學和我們的生活是息息相關的,學好化學是非常重要的。教師成立“身邊的化學”研究小組和“化工廠”調查小組。并將學生分配到興趣小組中。調查“身邊的化學”的小組主要調查對象就是生活中經常接觸的日用品、吃穿用度產品和化學之間的聯系。教師可以布置相應的研究課題,并在學生調查的過程中,予以技術指導和知識補充。因為學生大部分都住校,所以參與調查的時間非常有限,盡管他們自主調查的機會不多,但是通過這種方式已經能夠在一定程度上增加學生學習化學的熱情。
選擇與本校實驗條件相匹配的實驗項目及教材,是保證藥物化學實驗效果的前提條件。教材或實驗講義中應避免含糊不清的字眼或有歧義的實驗流程,加強實驗設計及規劃,明確每次實驗的知識點、操作技能點、實驗目標與要求。編排好與理論內容銜接的實驗進度,藥物化學本科教學實驗內容應向藥物的質量控制、配伍禁忌、生產及儲存保管等更貼近生活、符合工作崗位需求方面的內容傾斜,注重實驗內容的實用性,確保實驗項目對學生崗位勝任能力的提高有所幫助,真正實現理論與實踐融合。重視多媒體、視頻教學在實驗講解中的作用,在實驗過程中那些比較復雜的裝置和實驗現象,如果單憑教師的講解和示范,可能會耗費不少時間和精力而效果并不理想,采用多媒體及視頻錄像輔助教學,使實驗講授更加生動、形象,使學生感受直觀,記憶深刻,學習效率提高而不良習慣、不規范性操作大大減少。
1.2實驗儀器設備及耗材的準備工作
實驗員對儀器要進行日常保養、常規檢查,使用前對儀器進行調試,保持儀器的良好運行狀態,不可用的儀器設備及時報廢并重新申請購買;對藥品、試劑及時盤點并按要求新鮮配制,確保其有效性和濃度的準確性;對實驗環境中可能存在的危險隱患進行排查,確保實驗室水、電、通風狀況良好;實驗員應提前準備實驗,并隨時在崗,對學生所需的部分實驗耗材隨時提供和補充。
1.3帶教教師的教學觀念的更新與轉變
教師是實驗教學的引導者、策劃者和監督者,在實驗教學中起著非常重要的作用。實驗教學中發現,學生的實驗態度很容易受到帶教教師的影響,教師教學態度嚴謹與否將直接影響實驗教學效果,教師應該充分認識到課堂教學態度的重要性,重視實驗在職業素質養成中的重要作用,特別是對其思想品德、群體合作性、工作習慣、學習創造力的培養。
1.4帶教教師預實驗
實驗開設前,帶教教師應進行實驗預試,利用相同的實驗儀器設備、試劑、原料,在相同的實驗條件下進行實驗預試,可幫助教師明確實驗的時間分配和安排、發現實驗中可能出現的問題并找到解決的方法、預測實驗應達到的目標結果、優化實驗流程、設計產品的回收與利用的方法、歸納需講解或討論的主要問題等。如性質實驗,用原料藥和藥品來做性質實驗有很大的差異,限于藥品管理制度,部分原料藥的采購并不順利,如果改用藥品來做,應通過預實驗估算藥品和試劑的取用劑量、濃度,調整實驗步驟和實驗條件,以得到明顯的實驗結果。
1.5學生實驗預習工作
學生對實驗課的重視程度往往低于理論課,能主動預習實驗的并不多,實驗課中邊看講義邊操作,做完實驗再回頭思考原理的現象較為普遍,從而使實驗課教學達不到預期的目的和意義。實驗開始前,學生應通過查找工具書掌握實驗原理、實驗目的、實驗流程,對反應類型及反應中涉及的原料、試劑、中間產物、終產物的理化性質有充分的了解,對試劑的用法、用量有初步的估算,對實驗中危險有害因素有所預見和對策,對實驗中可能用到的儀器設備能熟練操作。藥物化學實驗中的制備實驗,往往耗時比較長,且有些實驗的儀器需要預干燥(如阿司匹林的制備),預習工作能有效減少實驗耗時及錯漏,提高實驗效率和效果。在綜合設計性實驗中,則可先由教師提出實驗題目及要求,以小組為單位自行制訂設計實驗方案,最后教師確認實驗方案后開展實驗。學生通過預習或設計,對實驗有一定的思考,把學習真正變成創造性的活動,學會提出問題、分析問題和解決問題的科學方法,開拓思路,熟悉和體驗研究過程,最終形成科學的思維。
2實驗中
2.1帶教教師加強實驗過程的監控與管理
在實驗過程中,加強實驗過程指導,參與學生的實驗討論與分析,了解學生的實驗思路,要求學生仔細觀察,規范操作,對實驗現象及結果如實記錄,帶教教師依據預先設計好的實驗考評項目,在實驗中給予評價,考查學生的實驗態度、儀器使用和實驗操作的正確性,提醒學生保持臺面、地面的衛生整潔,促進其養成良好的工作習慣。實驗課堂較理論課堂更利于師生的認識和交流,在實驗帶教中,教師應秉承理解平等、合作民主、肯定激勵的原則開展實驗指導工作,師生感情升溫,學生學習興趣、積極主動性增加,能進一步提高課堂教學的有效性。帶教教師對實驗過程的監控與管理,能幫助學生及時發現實驗中出現的錯漏,規范學生的操作行為,促進其良好職業習慣的養成。
2.2適時開展組間競賽及觀摩
學生在實驗中表現為3種類型:低頭族或懶惰型、認真但反復失敗型、好又快型,教師監管的重點落在前面2型,除督促和指導外,可適時開展組間競賽及觀摩,學生們相互監督、檢驗實驗步驟和階段成果,對實驗過程中出現的實驗現象變化進行討論分析,能有效調動學生的主觀能動性,有助于實驗的順利推進。
2.3重視實驗過程記錄
部分學生的實驗記錄直接記錄在實驗講義、教材空白處或小紙片上,記錄凌亂不規范,言語含糊不清,小組的其他成員看不懂,直接影響實驗報告的書寫。引導學生重視實驗過程的記錄,規范記錄內容(包括實驗操作、資料來源、所用試劑、現象、后處理、結果的記錄)及實驗報告的書寫,以能夠依據實驗報告實現實驗的“重現”為目標要求。
2.4中間產物的鑒定
國內大多數院校的制備合成只是對終產物進行鑒定及分析處理,缺乏對中間產物的鑒定,一般由帶教教師憑借以往經驗判斷指導下一步的操作。可借鑒巴黎第七大學的經驗,開展校企合作,完善實驗室條件,對反應條件控制和中間體鑒定的質量較好,經初步鑒定(薄層和熔點測定)之后的中間產物,通過測試中心,及時將紅外和核磁圖譜打譜提供給學生,更能有依據地指導其后繼的實驗,學生能充分體會藥物制備的工藝流程,拓寬其知識領域,加強其責任感和自信心。
3實驗后
3.1報告書寫與批改
實驗報告是傳統的實驗課的考核形式,是反映學生實驗思路、實驗過程、實驗成果的重要書面材料,也是實驗評價的主要依據。帶教教師應督促學生需如實描述自己制備的產品特征、計算收率,以實驗思路清晰、分析討論合理得當為主要評價指標,而不單純地注重產量與結果,在批閱時指出存在的不足或改進的方法并及時將實驗報告返還給學生,培養學生對待科學的嚴謹態度,提高學生分析問題、解決問題、表達問題的能力。同時,帶教教師應廣泛、深入收集學生對實驗項目的相關反饋信息,改進實驗服務、優化實驗流程,對實驗細節及注意事項進行補充,集思廣益,使實驗方案更加完善。
3.2產品回收和利用
傳統藥物化學的實驗以學生按部就班地完成教材要求的實驗為主,對于學生實驗合成出來的產品不夠重視,學生辛苦制得的產品無人問津,沒能得到充分的利用,即造成了資源和能源的浪費,同時也深深傷害了學生學習的積極性和工作熱情。應引導學生把實驗產品安全有效地應用到生活中,如阿司匹林,雖然實驗室制備的阿司匹林衛生條件不能達到人體可以服用,但體外輔助用于治療腳氣、蟲咬皮炎、花草養殖等均有一定的效果;不適合在生活中直接使用的實驗產品,可由教師統一收集,純化后用于性質實驗或用作藥劑、藥理實驗的藥品原料;對于實驗后產生的廢棄液體集中回收、集中處理,學生在“三廢”的處理中一方面應用了理論知識,同時還培養了環保意識。
2培養科研思維與創新意識的教學途徑
2.1增加開放性興趣實驗
在分析化學實驗原有教學計劃中增加了開放性興趣實驗內容,由學生自由組合、自主選題、自定方案并自行完成實驗,由實驗教師對試驗方案、過程進行適當的指導。學生積極參與并完成了多項綜合實驗,包括多種蔬菜水果及飲料中維生素C的提取與含量測定、易拉罐中鐵鋁含量的綜合測定、油條中鋁含量的測定、牙膏中鈣含量的測定等擴展實驗項目。這些實驗項目大部分不同于前期實驗課的項目,但所運用的分析原理與方法都是前面課程中所涉及到的,既保證了學生能夠有所創新,達到了科研教育的作用,又避免了盲目開放,收到了良好的反饋效果。在開放性實驗活動中,學生針對自己感興趣的項目,通過查閱資料,設計具體的實驗方案,方案中對原材料的處理、試劑的配制、試驗的原理及結果的處理等進行了較為詳細的闡述,最后進行實際的試驗測定并完成小結論文。可以說開放實驗與基礎實驗形成了教學中理論與應用的互補關系。
2.2引入科研課題
為進一步提高學生實驗綜合能力,我系積極開展教學科研試驗工作,由教師根據自己的科研工作分拆出若干小型試驗項目,讓本科學生參與到教師科研工作中去,并由相關教師針對性地對實驗小組的學生進行輔導教學。學生在試驗中得到了較為系統的科研訓練,并掌握了更為復雜和科學的數據處理分析方法,同時表現出了積極研究探索的濃厚興趣,并在實驗技能及專業素質上獲得了切實的提高。在組織開展的數十項教學科研創新試驗項目中,其中“向日葵籽殼綠原酸的提取分離及功能研究”項目在第六屆廣東省生物化學實驗技能大賽中取得了優異成績。同時,部分科研創新試驗項目被應用于基礎實驗教學課程或列入開放性興趣實驗項目中。
2.3設計對比實驗
將實驗中的即定因素科研化,通過重新設計,形成變量對比,是在基礎實驗課程中引入科研創新的最直接和有效的方法。針對原料、試劑、方法或步驟等因素設計兩組或多組對比試驗,由學生在實驗課中分組完成,并對結果進行比較分析。例如在“大豆中鈣、鎂、鐵含量的測定”實驗中,設計另一組試驗測定某市售加鋅鐵鈣豆奶粉中鋅、鐵、鈣的含量,通過對比試驗,拓展了學生對實驗方法的應用能力。在“氫氧化鈉標準溶液的配制與標定”實驗中,設計另一組試驗采用甲基橙作為指示劑或者采用pH計指示終點的方法。通過對指示劑的替換讓學生更加深入地理解指示劑的選用原則以及方法誤差,同時通過對pH計的使用,讓學生深刻理解酸堿滴定分析的原理,了解試驗方法和手段的多樣性,培養學生嚴謹細致的科研思維與運用多種方法解決問題的創新意識。
3培養科研思維與創新意識的保障
3.1必須形成科研創新的基礎教學理念
教師的教育理念決定了其教學方法,只有實驗教師自身具備了科研創新的基礎教育理念,在基礎實驗教學中采用科研創新的教學方法,并通過言傳身教,才能有效地培養學生科研思維與創新意識。我國過去的教育體制長期忽略了學生創新意識的培養,傳統的教育理念認為,在基礎實驗教學階段要著重訓練學生的動手操作能力,并掌握基礎的實驗手段與數據處理方法,而科研思維與創新意識可以在研究生階段再進行培養和訓練。這種理念最大的問題在于忽略了思維意識的形成是一個長期的過程,需要通過長期的培養訓練,特別是潛移默化的熏陶。
3.2必須建立適當的教學途徑及教學體制
以往限于實驗教學安排及教學模式等原因,教師通常不愿意在原有基礎實驗課程中引入科研途徑及創新方法。我們在教學安排中專門設置了開放性實驗環節,從教學體制上提供了相關教學內容所需的場所、時間、人員和物資的保證,從而確保開放創新實驗教學的落實。同時鼓勵及協調實驗教師與實驗室相關人員積極參與學生科研實驗工作,建立科研創新教學途徑,形成良好的體制氛圍,最終不但教師積極參與、實驗技術人員密切配合,學生更是踴躍報名實驗,在新的教學模式中各方獲益良多。
3.3改變考核方式和增加配套獎勵機制
在建立必要途徑和教學體制的基礎上,同時也需要改變對學生成績的考核方式。我們明確了開放性實驗單個項目考核成績在實驗課總成績中占有固定比例,考查開放性實驗中學生對所選項目的資料準備、試驗設計、實際完成情況及論文撰寫情況等,最后進行綜合評分,并將這一評分結果按20%比例計入到該門實驗課程的期末總評中。此外,在學生科研創新實驗項目中,每年進行優秀創新實驗項目及實驗小組評選活動,并對優勝小組給予適當獎勵。此外,推薦部分優秀項目參加大學生實驗大賽等活動,讓學生從創新實驗中得到收獲與榮譽。這種考核與獎勵的雙重機制完善了基礎實驗教學中對學生科研創新的培養制度,促進了相關教學工作的開展和落實。
本校學生的有機化學實驗內容所涉及的范圍較廣泛,主要分為有機液體化合物的制備和固體化合物的制備兩大塊,所用的試劑比如有易燃易爆的乙醚,有易腐蝕的強酸強堿如濃硫酸和強堿氫氧化鈉等,還有些有毒性的如溴化氫等。如果不加強管理,學生隨便取用,不注意操作規范,用完后隨意放置,就會造成很大的安全隱患。因此在實驗過程中化學藥品的管理顯得尤為重要,是屬于重點管理的要素之一[3]。
1.2儀器設備的安全使用問題
有機化學實驗室的設備主要分為兩大類,玻璃儀器類和電器類。玻璃儀器易碎,在玻璃儀器的安裝、使用以及洗滌、干燥等步驟都必須小心,很容易造成割傷等意外。在我們實驗室,一根小小的溫度計,經常因為在使用過程中操作不當,每年都有學生因此而被割傷,極大影響了學生做實驗的進度。另外做有機化學實驗通常需要加熱加壓等操作,需要用到水浴或者油浴,或者電熱套等儀器,有些學生使用電熱套不當造成短路,還有把溶劑濺入電熱套而造成冒出濃煙的情況多有發生。還有使用比較頻繁的干燥箱,都可能因操作不當出現故障,會打亂正常的教學工作。另外,一些老化的設備在使用過程中更要格外小心,防止造成安全事故。
1.3完成實驗后的收尾工作存在的安全問題
實驗完成后,我們要求學生回收實驗產物,清洗清點儀器,做好實驗臺面和實驗室清潔衛生,檢查水電是否關閉,實驗室門窗是否關閉。曾經有學生因窗戶沒有及時關閉,下雨造成實驗室的漏水殃及樓下實驗室的事件發生,造成不好的影響。
2培養安全意識的措施
2.1明確各方人員職責
完成一項實驗,需要實驗室工作人員的前期準備,作為主體參與者的學生以及指導的教師共同的分工合作協調。一般來說,實驗員為學生提供實驗所需的藥品試劑等;指導教師負責學生的整體規劃,并督促學生按規章開展實驗。不管是實驗員還是教師,要對學生安全使用儀器設備,實驗進程的合理安排,突發事件的應急處理進行培訓。作為實驗的主體—學生,我們就要做進一步的要求,在進實驗室之前要求他們對本次實驗的實驗流程和操作中的相關注意事項做好預習工作。
2.2化學藥劑的安全使用
進行有機化學實驗所用的藥品具有有毒、易燃、易爆或腐蝕性等一些特點。下面我以大學有機化學實驗的制備實驗“相轉移催化法合成苯甲醇”為例,探討如何對學生進行安全教育。在這個實驗中,要達到的實驗目的是要掌握鹵代烴制備醇的原理和方法,了解相轉移催化反應的原理及其應用,掌握機械攪拌,加熱回流,萃取,干燥,常壓蒸餾等基本操作。使用的試劑包括:苯氯甲烷,催化劑四乙基溴化銨,無水碳酸鉀,乙醚,無水硫酸鎂。那么針對試劑這一塊的安全教育,要求學生進實驗室之前,了解所用藥品的物理化學性能,比如苯氯甲烷要求學生能了解到它的腐蝕性,這樣學生在加料時就要小心,不要弄到皮膚上。一旦灑到皮膚上,要立即用水處理,再用肥皂水洗,還有它的催淚效應等;比如無水乙醚的易燃易爆低沸點的性質,使用過程中周圍避免明火,蒸餾時應該采用水浴加熱以及回收乙醚的存放還有它的麻醉性的了解。這里舉此例說明在進入實驗室之前,學生應該對自己在實驗過程中使用的試劑藥品的物理化學性質要有全面的了解,這是保證實驗成功及自身安全非常重要的一個環節。
2.3儀器設備的安全使用
現在的有機化學實驗所使用的玻璃儀器大多是標準接口玻璃儀器,那么在實驗前要對標準口的玻璃儀器的使用進行學習。要裝配一個實驗裝置,主要靠的是玻璃儀器的連接,把磨口和磨塞輕微地對旋連接,不宜用力過猛,不得在有角度時強行扭轉,以免玻璃儀器破損割傷自己。在進行實驗時,常常使用的溫度計的破損最為嚴重,很多學生在給溫度計套上橡膠塞時,手握的距離過遠,導致溫度計斷裂,割傷手,另外水銀溫度計還存在一個水銀的回收處理問題。所有這些,都要求學生在實驗過程中去學習鍛煉,做到安全使用。仍然以“相轉移催化法合成苯甲醇”為例,這個實驗所用的實驗裝置是一臺機械攪拌器。機械攪拌器使用不當,會造成儀器的破損、試劑的灑落并使實驗無法完成。因此在使用前,要指導學生對儀器安全使用,比如裝配時保證攪拌棒垂直,攪拌頭離瓶底的高度,開啟攪拌前要檢查裝置是否穩妥,剛啟動時轉速不宜太快等。當然儀器的安全使用還有很多方面,本文只是提出一個例子供參考。
2.4對實驗風險的預見及處理
事故應急預案是一種預先設置的危機處理機制和安全管理措施,其目的是為有效預防,及時控制和消除實驗過程中突發事件及其危害,最大限度地減少對實驗室工作人員、環境和社會造成的危害[4]。當然即使對學生進行了足夠的安全知識教育,學生也預習了實驗過程所使用的藥品的物理化學性質以及掌握了儀器的正確使用,但是實驗畢竟是一種操作實踐過程,作為具有自主性的學生,仍然會有突發的實驗事故發生。在這種情況下,指導教師要做一些應急處理,也要培養學生處理突發事件的能力。針對實驗過程中發生的一般傷害、火災、爆炸、中毒等突發事件而制定人員隔離機制、事故處理、事故報警等應急預案[5]。
二、循環(Reuse)原則———實驗的系統化
教師在對化學實驗進行設計時,要綜合考慮實驗所要探究的化學知識,充分利用前一個反應產物的性質,系統化地設計實驗,可以將多個實驗融于同一實驗設計中,使其變為一個富有趣味性的“多米諾實驗”,從而實現化學實驗的再循環。這不僅符合循環原則,而且是降低成本的需要。一些實驗藥品或用品在完成其部分使用功能后,教師如果能簡化實驗中的某些無關因素,就可使這些藥品或用品重新變成可利用資源,以有效節約藥品或用品,同時又可將某些內容形成一個連續的“多米諾實驗”。例如,筆者對氯、溴、碘活動性比較實驗進行了創新設計,在一張濾紙的中心滴上一滴飽和的溴化鈉溶液,待其濕潤之后,再滴上一滴氯水,濾紙呈現黃色的斑;在呈黃色的斑點處,滴上一滴碘化鉀溶液,濾紙上的斑變成淺褐色;然后再滴上一滴淀粉溶液,濾紙上的斑點變成藍色。該實驗用濾紙代替試管;變間斷式實驗為連續實驗,節約時間;藥品用量很少;實驗現象明顯而有趣。這樣,不僅深深地吸引了學生,加深了對所學內容的印象,更重要的是激發了學生學習化學知識的興趣。教師的行為也在潛移默化地影響著學生,能促使學生自覺地、有意識地進行創新,提高思維的創造性和批判性。物質的綜合利用實際上是將化學實驗設計和化學知識系統化、綜合化的強化過程。
三、再生(Regeneration)原則———實驗的綠色化
地球上的資源是有限的,在滿足現代社會發展的同時,也要為子孫后代的發展作長遠考慮,對非再生資源的開發和利用,應具有長遠持續發展的眼光。再生原則是變廢為寶,節省資源、能源,減少污染的有效途徑。在進行化學實驗設計時,教師應充分考慮原料、產物的再生利用,變廢為寶,實現化學實驗的綠色化。筆者在引導學生對干電池進行回收研究時,利用從干電池中回收的鋅、銅開展探究金屬活動性的實驗;利用回收的二氧化錳作為過氧化氫分解反應的催化劑制取氧氣;回收剩余的氯化銨作為肥料,從而實現了干電池的回收再利用。
二、扼殺危險因子
在化學實驗教學中,有許多實驗現象是無法直接感知的,而且不乏一些危險系數較大的實驗,教師不能為了加深學生對實驗的印象,而冒險用危險實驗去直接驗證結論。但是使用多媒體技術模擬這些實驗,可以將危險因子扼殺在搖籃之內,讓學生留下終身難忘的記憶。比如演練“加熱高錳酸鉀制氧氣”這個實驗,實驗結束前的最后一個步驟是熄滅酒精燈并撤走水槽。在實際教學中,對于這個過程的留心之處在于先撤走水槽,然后再熄滅酒精燈。如果順序顛倒,有可能導致水倒流,進而導致試管炸裂,傷害人體。對于這樣一個錯誤的操作過程,教師不能用實驗直接演示給學生看,而是可以通過Flas來模擬水的倒流與試管炸裂的過程,加強學生的印象,促使他們養成嚴謹的科學精神。諸如此類的實驗還有很多,比如將水倒入濃硫酸中,稀釋濃硫酸;一氧化碳還原氧化鐵時,先加熱后通一氧化碳。這類危險性實驗都可借助多媒體演練。
三、化抽象為具體
2注重實驗室建設
作為化學教師,要不斷的根據實驗產生的殘留物,對不同的實驗垃圾進行回收,哪怕是一個小的紙張也是如此,比如我們在進行氣體類實驗時,一定要打開實驗室的排風設備,保持實驗室不被有害的氣體污染;在做液體的化學實驗時,我們要放置殘液搜集桶,以便在實驗結束時對殘液進行有效的回收;只有這樣,才能讓學生們有一個良好的實驗環境,并使學生在生活中就養成保護環境的良好習慣。再有,在做一些容易產生有毒或有害氣體的實驗,教師要盡量開動腦筋,能用無毒藥品能演示出效果的盡量用無毒藥品實驗來演示,如果實在沒有別的選擇,則可以通過減少藥品的配比來實現實驗的效果,以保證環境不被污染。
3注意實驗與生活相結合
雖然說化學實驗大多是屬于基本的化學元素實驗,但如果任課教師能夠精心準備,好多還是可以和我們的實際生活聯系在一起的。例如,當前,不少家庭都采用天然氣來為家里提供能源,而未來的理想能源則是氫氣,在這里我們可以讓學生根據分子式和反應方程來進行對比,為什么氫氣是我們未來的理想能源,這樣,在在加強學生專業知識的同時,還對學生進行了環保理念的培養。另外,我們在進行鹽酸的實驗時,還可以通過生活中的常見的一些如氯化鈉等來讓學生們了解鹽酸和酸鹽的差異,并養成學生能夠把所學知識活學活用的習慣,真正的完成素質教育的任務。再有,我們在講解氨的特性時,還要讓學生知道,這種氣體是有毒的,但對莊稼的生長又是十分有益的,化學藥品就是一個雙刃劍,既可以有益處,也可以有害處,關鍵是你選擇使用的地方一定要準確,否則,就會給社會帶來危害。
4注意培養學生節約的好習慣
在我們進行化學實驗的過程中,并不是多使用藥品,實驗效果就越明細,因此,我們在進行化學實驗教學時,一定要經常督促學生減少化學藥品的使用量,用最少的化學藥品進行實驗。這樣,不僅降低了實驗的成本,同時也可以少產生化學殘物,減少對環境的壓力。再有,在做一些有危險的實驗時,教師也一定要叮囑學生,一定要注意藥品的比例,不可隨意增加,否則不但會影響化學實驗的效果,也會對學生們的安全與健康產生影響。再有,在養成教育方面,教師要不斷叮囑學生不要隨意的使用藥品,否則不斷實驗失敗,而且可能還會產生危險。比如我們在做反應劇烈的鎂的燃燒實驗時,如果操作不當,就會導致實驗失敗,甚至會造成危險。還有在使用酸液時,雖然我們實驗室的酸液在濃度上都是低的又低,但如果我們不對學生進行教育,如果一旦學生用此來嬉戲的話,很有可能對學生皮膚或眼睛產生影響,因此,在進行化學實驗時,教師一定要多多叮囑學生,告誡學生,不讓做的實驗千萬不要亂作,否則會給實驗室和學生本人帶來不必要的損失和麻煩。
5充分利用多媒體教學
隨著多媒體技術被引入到課堂,許多復雜的教學內容被變得簡單,所以,在我們進行化學教學和化學實驗教學時應該充分發揮多媒體的長處,使之能夠為教學更好的服務。比如我們在有些化學實驗的演示時,有可能這個實驗反應的很劇烈,學生還來不及看就已經結束;而有的則反應的很慢,等了好長時間,也沒有反應,這時,如果教師能夠借助多媒體,把實驗的情況演示給學生,就會在適當的時間內使學生能夠更好的掌握各種化學元素的特性,同時也減少了二次實驗給環境帶來的壓力,是一舉兩得的好事。還有一些我們課上無法演示的,容易產生有毒或有害氣體的式樣,我們也可以通過多媒體演示,這樣,既讓學生們能夠看清楚實驗的整個過程,也防止了有毒有害氣體對學生的身心健康產生影響,無論對環境還是學生都是十分有利的。