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在平時工作中,個人尊重科學、尊重實踐、努力探索本行業新路子,自己的勞動也得到了社會的承認。
煙葉的主要化學成份是決定煙葉內在品質的因素之一。現在已發現煙葉和煙氣中各種化學成分已達5259種。長期以來國內外的煙草科研工作者,均想從煙草化學上來探索出一種用化學成份表示煙草質量的方法。近幾年來,隨著化學分析技術的提高和現代化的分析儀器的應用,只能夠說明煙草的主要化學成份對其質量的影響,但還不能完全用化學成份的含量來表示煙草在“吃味”、“香氣”方面的特性。
從長遠來說,對煙草所含更多的化學成份的探討還是一個任重而道遠的長期研究課題。從目前卷煙生產對煙葉的要求來看,我們必須掌握煙葉的主要化學成份和特性以及對煙草質量產生的影響,為設計卷煙配方提供參考。
一、煙葉的主要化學成份及特性
1.碳水化合物
煙葉中的碳水化合物有可溶性的糖和不可溶性的多糖。
(l)可溶性糖有單糖和雙糖。煙葉中的葡萄糖和果糖屬于單糖,蔗糖和麥芽糖屬于雙糖。因為葡萄糖分子結構中含有醛基(-CHO)又稱醛糖,果糖分子中含有酮基(-C=O)也稱為酮糖,醛基和酮基在堿性溶液中都能還原酒石酸銅,所以在煙草化學分析中,用這一性質來檢測煙葉中單糖含量,烤煙單糖含量一般在10%—25%之間,單糖含量的高低是衡量煙葉優劣的重要因素。
雙糖屬非還原性糖,只有在酸性條件下水解成單糖之后,才能與酒石酸銅在堿性溶液中發生還原反應。
(2)不溶性的多糖屬于高分子碳水化合物,煙葉中的多糖包括淀粉、纖維素和果膠等,多糖與單糖雙糖不同,它即不溶于水,也無還原能力,但在酸性條件下和酶的作用也能水解成單糖,但數量很少,所以在煙葉中起的作用也較少。淀粉在成熟的煙葉中的含量為10%—30%,在于制和發酵過程中轉化為單糖、雙糖及糊精,所以為提高煙葉內在質量,煙葉發酵是一個重要步驟,發酵技術的高低直接影響淀粉的轉化率。
纖維素是構成煙葉細胞組織和骨架的基本物質,煙葉中含纖維素的量一般在11%左右,它隨著煙葉等級的下降而增加。
果膠在煙葉中含量為12%左右,果膠影響煙葉的彈性韌性等物理性能,由于果膠的存在,當煙葉含水份多時煙葉的彈性韌性就增大,含水少時就發脆易碎,果膠分子結構中還含有甲醇,影響煙草吃味,因果膠分子易水解,煙葉在發酵過程中在酶的催化下,果膠發生水解便可除掉甲醇,提高煙葉質量。
2.含氮化合物
煙葉含氮化合物較多,主要有蛋白質、煙堿和游離堿。
(1)蛋白質:煙葉中的蛋白質對煙葉質量影響較大,在燃燒時產生一種臭雞蛋味,其含量在5%—15%之間,蛋白質中氮元素的平均含量為16%,在檢測煙葉化學成份時不直接檢測蛋白質,而是通過測得的氮元素來換算出蛋白質含量,從煙株部位來看,中部煙葉含量低于上部煙葉.它隨著煙葉等級的下降而增加,以頂葉含量最高。
(2)煙堿:煙草之所以能區別于其他植物主要是因為含有煙堿,烤煙含煙堿在0.5%-3%,而晾曬煙含量在5%以上,從煙株部位來看,上部煙葉含量最高。煙堿容易和酸進行化學反應,與草酸、檸檬酸作用,生成草酸鹽和檸檬酸鹽,與硅鎢酸作用生成煙堿硅鎢酸的白色沉淀,用此法可檢測煙葉中煙堿含量。在50℃左右煙堿與水反應生成水合物,并具有和水蒸氣共同揮發而不分解的特性,利用此性質可提取煙堿。
(3)游離堿:煙葉中還有一種游離堿,雖然含量很低,但對卷煙質量影響很大,卷煙在燃燒時,揮發堿受熱進入煙氣中,對人的感官產生一種辛辣刺激,但煙氣中還必須有一定量的揮發堿,用以中和酸度較大的煙氣,使煙氣豐滿,吸食后感到舒適。
3.有機酸
煙葉甲含有機酸在200多種以上,大部分為二元酸和三元酸,其中以檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸含量最多,這四種酸占煙葉中的有機酸的70%,雖然含量高但不是揮發酸,所以對卷煙香氣元明顯影響,但對卷煙的吸食品質影響較大。它可增用煙氣酸性,中和游離堿降低煙氣的辛辣、嗆喉現象,使煙氣變得甜潤舒適,所以在卷煙生產中,經常加入有機酸來調整卷煙吸味品質,尤其對用那些含糖量低,含氮量較高的煙葉,在生產中加適量有機酸更為重要。
4.礦物質
煙葉中的礦物質種類繁多,一般含量為10%上下,從煙株的部位來分,以下部煙葉含量較高,其中對煙草影響較大的有鉀和氯。
煙葉含鉀高則燃燒性和陰燃持火力都較強,煙灰也好。氯離子在煙葉中含量高低,直接影響煙草的燃燒性,若含量在1%以下可使煙草柔軟減少破碎,若超過1%則燃燒性較差,當氯離子達到1.5%以上時煙草就熄火,以上是一種概括的說法,確切的說要看鉀氯比值,二者比值在4以上燃燒性就好;陰燃持火力強,若在2以下則煙草熄火,所以應把鉀氯比調制到適當的比例。
二、煙葉的主要化學成份對卷煙質量的影響
卷煙質量分外在質量和內在質量,外在質量是指卷煙各種物理性能指標,如硬度、吸阻、重量等,這些指標受卷煙生產過程各個環節的影響。內在質量是卷煙在燃燒后,所產生的煙氣中的各種化學成份含量及比例關系,對人的感官產生的各種感覺的一個總的反映。近一二十年來煙草企業都將煙氣分析做為衡量卷煙質量的重要依據,卷煙煙氣的質量優劣主要是由煙葉所含的主要化學成份及比例關系的協調性決定的,所以在設計卷煙配方時,煙葉的主要化學成份指標.是選評煙葉優劣,確定各等級煙葉比例及卷煙煙氣質量的重要依據。
為了設計出一個優質卷煙產品或保持卷煙內在質量的穩定,就應以煙葉的主要化學成份為依據,結合配方師的經驗來設計卷煙配方。
1.總糖量對卷煙質量的影響
煙葉的含糖量一向被認為是體現卷煙良好吃味的重要標志,在一定的幅度范圍內,含糖量高則卷煙的品質好,由于糖在燃燒后產生的煙氣呈酸性,可以中和煙氣中的游離堿(氨),消除煙氣產生的辛辣和嗆喉的刺激。
煙葉中的蛋白質對卷煙是一種不利因素,燃燒后產生一種使人不愉快的氣味,為了調節好煙氣,蘇聯專家施本克教授尋找了用糖和蛋白質的比值來說明卷煙吸味品質和
煙葉品質,
稱之為施木克值,比值高表明卷煙含糖量高,含蛋白質低,卷煙檔次高品質好。
糖的存在對卷煙質量起到一定的作用,但不能認為糖是決定卷煙質量的決定性因素,更不能認為煙葉含糖越高越好,蛋白質含量越低越好,各自應有一個適宜范圍,糖一般在18%—25%為佳,蛋白質一般在5%—10%為好。而且兩者應有一個比較適宜的比例關系,所以施木克值也不是越高越好,一般掌握在2~3之間比較適宜。糖是卷煙的有利因素,但在卷煙中不能單獨發揮其作用,還必須和煙堿協調起來,才能使煙氣豐滿、醇和、吃味甜潤、舒適。若糖高煙堿低煙氣無勁頭,吸味平淡,香氣不足吸食后不過癮;若煙堿高糖低,煙氣勁頭大、不醇和、吸后無舒適感。為此國內外的卷煙配方師們,又在長期的研究和實踐中,尋找出糖和煙堿適宜的比例關系,稱為糖堿比值,此值一般在10:1—15:1為準。
2.煙堿含量對卷煙質量的影響
煙堿俗稱尼古丁,是煙草特有的植物堿,是影響煙葉質量的重要化學成份,具有產生興奮的刺激作用,同時也是卷煙產品質量穩定的主要標志,所以控制卷煙產品中的煙堿含量是卷煙質量的一項重要指標。
配方師在選擇煙葉擬定配方時,必須掌握住各等級煙葉的煙堿含量和配方煙絲中的煙堿含量,一般要求煙堿含量控制在1.2%—2.2%之間比較適宜,但這不是硬性規定,配方師可根據設計產品的需要和當地消費者的口味來確定煙堿的高低。
現在卷煙生產方向為中焦油和低焦油卷煙,但降低焦油的同時煙堿也會降低。配方師必須采取措施保證煙堿在低焦油卷煙中的含量,或者說煙破和焦油之間要有一個適當的比例關系。經研究和實踐認為10:1至15:1適宜,也就是說每支煙含焦油10~15毫克含煙堿1毫克,配方師在設計卷煙配方時應特別重視這個比例關系,而且要保持它的穩定性。
煙葉除了煙堿外,還含有一種揮發堿(游離態煙堿)它的含量高低不決定煙的勁頭,而決定煙氣是否辛辣、嗆喉。為了控制揮發堿的含量,引用了一個尼古丁值來表示,此值是煙葉中的總煙堿被總揮發堿除所得的商值,稱尼古丁值,此值越大表明揮發堿含量低,煙氣就顯得舒適平和,此值越小煙氣就越加辛辣、嗆喉,由此可見尼古丁值與卷煙質量呈正相關系,在一定范圍內此值越高,卷煙檔次越高質量越好。
“儀器分析實驗”是應用化學專業必修的基礎課程之一,它是分析化學不可分割的重要組成部分。通過本課程的學習,學生比較系統地掌握儀器分析的基本理論和操作,能根據不同儀器的性能、不同分析對象選擇合適的分析方法。能夠運用分析技術解決生產和科研的實際問題,并初步具備從事儀器分析方面研究工作的方法與能力。為此,我們的設計理念是“夯實基礎,綜合訓練,創新提高,實踐應用”?!昂粚嵒A”要求所有學生都要完成基礎性實驗,加深理解儀器分析的基本原理,掌握大型儀器的使用方法;“綜合訓練”是指每個學生必須完成部分綜合性實驗,能夠綜合運用所學的知識和各種儀器分析測定實際樣品,掌握常用的樣品前處理方法;“創新提高”是指學生自主選擇1-2個創新性實驗,課下完成,針對生產生活實際中的某個問題,查閱文獻,設計實驗方案,優化實驗條件,得到產品,進行表征或測定,并評價其使用效果,無論成功與否,都要給出合理的解釋。通過這樣的訓練,可以培養學生的問題意識和創新能力,為下一步畢業論文和今后的研究生學習奠定基礎?!皩嵺`應用”是指學生通過見習實習,加深理解課堂上所學的知識;更重要的是利用學到的基本理論和分析方法去解決生產生活中遇到的實際問題,增強綜合應用能力。
1.2課時安排
在2011版應用化學專業培養方案中,儀器分析實驗在第5學期與儀器分析課同時開設,安排在無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗等基礎課程之后,48學時,開設12個實驗項目,教學大綱提供了26個項目,其他實驗項目作為開放實驗,供有興趣的學生課下完成。
1.3課程體系
近年來,我們緊緊圍繞應用型人才和創新型人才培養目標,按照儀器分析實驗的要求,課程組以教育部精品課程建設宗旨為指導,以學生實驗能力和創新能力培養為切入點,對儀器分析實驗課程目標和教學內容進行了一系列改革,形成了相對獨立的由基礎性、綜合性與創新性實驗以及實踐實訓構成的課程新體系,體現了從易到難、從簡單到綜合、從基本技能訓練到創新能力養成的認知發展規律。
(1)基礎性實驗
共有8個基礎性實驗,其中6個為必做實驗。該類實驗針對基本的分析方法,選擇常用的儀器,開設較為簡單的實驗,目的是讓學生學習和掌握大型儀器的使用方法和基本操作,了解儀器的基本結構,學會記錄和分析處理數據,為養成良好的科學素養打下基礎。通過第一層次的實驗,強化了學生的動手能力和操作技能,并為后續實驗奠定了基礎。
(2)綜合性實驗
2個綜合性實驗為學生必做實驗,其余10個為選做實驗。綜合性實驗包括樣品前處理和分析測定兩部分。目的是讓學生進一步熟悉原有儀器的使用,學習新型儀器的操作,如氣質聯用儀、液質聯用儀、X-射線衍射儀等,掌握常用的樣品前處理方法,培養學生綜合運用知識解決問題的能力。
(3)創新性實驗
該類實驗難度較大,教師精選生產生活實際中的問題,只給出實驗要求。學生必須進行社會調查、查閱文獻、設計方案、獨立完成實驗、分析數據、得出結論。這類實驗以開放性實驗開出,與大學生創新訓練項目、教師科研課題相結合,培養學生的創新能力和科研意識。
(4)實踐實訓
為了實現應用型人才的培養目標,課程組非常重視學生的實踐實訓工作,積極開展第二課堂。結合環保主題開展臨沂市水質調研、土壤中重金屬污染情況的調查,對水質的各種指標和土壤中重金屬離子的含量進行測定。學生查閱文獻設計方案,不同小組可以選用不同的儀器進行測定,進一步熟悉氣相色譜儀、液相色譜儀、ICP-OES光譜儀、原子吸收光度計和原子熒光光度計的使用,掌握樣品的前處理方法。比較不同小組的測定結果,并與國家標準對照,確定水或土壤是否被污染。2011年,我們組織的臨沂大學沂河水質調研團獲山東省暑期“三下鄉”社會實踐優秀服務隊。充分利用現有的實習學生進行參觀學習或實習,在實踐中開闊視野,學習了解先進的分析儀器。學生在學習儀器分析之前,接觸到的分析儀器都是玻璃儀器,復雜一點的就是紫外-可見分光光度計,所以對于大型儀器非常陌生。開始新課前,我們組織學生分組到儀器分析實驗室和分析測試中心,見識將要用到的大型儀器,對于學校沒有的較先進的儀器,就帶學生去實習單位參觀,了解分析化學的應用領域,大型儀器在現代分析中的重要地位,明確儀器分析要解決的問題,讓學生帶著實際問題學習,增強學習的目的性和針對性,提高學習效果。教學結束時,部分有興趣的學生,可以再去實習基地見習或實習1~2周,用學到的知識去解決問題,對實際樣品進行處理和測定,深刻體會學有所用、學有所成的道理。大四下學期,所有的學生都要去基地實習2-3個月,實習期間,學生進行系統的訓練,從設計方案,到優化條件,最終建立一種靈敏度較高、選擇性較好的分析方法,或者對已有的方法進行改進,在校內教師和基地老師的指導下完成畢業論文。
2儀器分析實驗課程內容
為了適應不斷發展變化的社會需求和人才培養需要,我們積極吸收行業企業參與課程內容和課程體系改革,臨沂市環境監測站、臨沂市出入境檢驗檢疫局、臨沂市產品質量監督檢驗所、臨沂市藥品檢驗所等監測部門、山東金正大生態工程股份有限公司、魯南制藥集團股份有限公司、天津藥明康德新藥開發有限公司、山東濰坊潤豐化工有限公司等企業對儀器分析實驗項目的設置提出了修改建議。我們主要從以下幾方面對實驗內容進行了修訂。
2.1從生產生活實際出發選擇實驗內容
儀器分析實驗教學的內容要貼近生活、生產實際,強調知識的應用和內容的開放性,這樣才能激發學生的好奇心,從而引起對實驗的興趣。討論問題不能一味地從理論知識開始,應注重從與知識相關的應用和技術以及社會的角度進行思考,從項目(主題)及應用性的問題出發,根據需要合理選擇實驗內容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以選擇頭發中微量元素含量的測定,雙波長紫外分光光度法測定復方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量,循環伏安法可以選擇各種飲料中葡萄糖含量的測定,既保證了實用性,又增加了前處理的內容。對于社會上出現的一些熱點問題將其有選擇性地融入儀器分析實驗教學中,如假藥的檢測、蘇丹紅及三聚氰胺的分析等此類探索研究性實驗,作為開放性實驗,對一些有濃厚興趣且基礎較好的學生單獨開放。學生通過實驗可以體會到儀器分析實驗在社會生產和生活中的巨大作用,以及給社會生活帶來的便利,并且認識到,如果不合理地利用科學技術,它會給人類帶來危害,甚至是災難,讓學生關注與科學有關的社會問題,增強社會責任感。
2.2刪除陳舊的內容,增加新技術新方法
傳統的儀器分析實驗內容多是一些驗證性和低層次的常規實驗,與現代實驗方法技術和現實應用等相差較遠,無法調動學生學習實驗課的興趣和積極性。在實驗課的教學過程中,必須結合科學發展前沿介紹本學科的新理論、新方法,以及本學科與其他相關學科的關系。以基礎理論為主線,以典型的實驗為重點,以實際操作為核心,在集中講授研究成熟、應用性廣泛的儀器方法的同時,要讓學生通過查閱文獻,掌握現代儀器理論的最新動態,了解本學科涌現的新知識、新技術、新方法,使學生受到現代科學技術的熏陶?;谶@一想法,我們增加了有關新儀器、新方法、新技術的實驗,如“吹掃捕集-氣相色譜/質譜法測定水中苯系物的組成”、“松果菊中組分的LC/MS分析”、“流動注射化學發光法檢測DNA”、“基于納米金比色分析法測定中藥材中的汞離子”等。
2.3提高綜合性實驗和創新性實驗的比例
不少學生希望老師把更多的思維空間留給他們,讓他們有獨立思考的機會。為此我們嘗試把學生的一些基礎實驗設計成研究型實驗,把科學前沿領域的知識引入學生實驗中來,增加創新性實驗,旨在調動學生的積極性,培養學生的綜合能力。例如“HPLC法測定中藥材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌劑含量”、“葉綠素的提取分離及葉綠素金屬絡合物的合成與鑒定”、“固相萃?。璈PLC檢測土壤中的三嗪類除草劑”等。通過實驗,學生很好的掌握了樣本的提取與預處理,以及氣相色譜、液相色譜、紫外-可見分光光度計、原子吸收分光光度計等儀器的使用和注意事項,初步具備了實驗方案制定的能力,并對現代儀器的原理、結構和操作有了更深一步的了解。
2.4及時將教師的科研成果轉化為實驗內容
課程組教師堅持以教學為中心,教學與科研相互促進,積極開展科研工作,形成了幾個較為穩定的研究方向:生命化學分析、納米改性與傳感、環境分析、天然產物分離與分析。課程組充分利用科研優勢推動教學改革和實驗內容的更新,部分教師的研究成果已經成為儀器分析實驗的重要組成部分。例如,“流動注射化學發光法檢測DNA”來源于生命化學分析研究方向,“毛細管電泳法測定阿司匹林中水楊酸的含量”、“松果菊中組分的LC/MS分析”等實驗項目來源于天然產物分離與分析方向,“基于納米金比色分析法測定水中的汞離子”、“稀土摻雜TiO2光催化劑制備及光催化活性的研究”來源于納米改性與傳感方向,“土壤中砷的形態分析”,“金屬離子印跡聚合物的制備及水中鎘離子的測定”等實驗項目來源于環境分析化學方向。這些實驗項目的實施,既完善了實驗教學體系,又充實了實驗內容,有助于學生了解科學研究的過程,激發參與教師科研課題的熱情。
2.主動學習。高一化學教學是處于初、高中化學教學承上啟下的一個重要階段。從初三到高一,學生的知識面開闊了許多,學業的壓力也增大了許多,因此傳統的死記硬背會收效甚微,這時要求學生轉變學習理念,以理解記憶為主,增強學習的主動性,最初可以遵循教材的設置來進行,以后逐步培養自己思考問題,找尋問題的能力。比如,教材設置了“聯想·質疑”、“活動·探究”等活動性欄目,“方法引導”、“工具欄”等方法性欄目,“資料在線”、“身邊的化學”等拓展性欄目。學生不應只注重知識而忽略能力的培養,而應該在這些欄目的導引下,學會觀察、思考、質疑、遷移、應用、整合等。
3.適當練習。剛進入高中階段學習的學生由于受到初中教師的教法,自身的學法及其它一些因素的影響,往往不適應高中化學的學習,特別是新課程實施以來,學生會遇到一個實際問題,那就是學的是新教材,做的是舊習題。由于剛開始知識面窄,做題中會遇到很多困難,容易有畏難情緒。這種情況是正常的,學生對這些習題要學會取舍,不要搞題海戰術,更不能去啃難題、偏題??梢韵劝焉崛サ念}目保留,等以后隨著學習的不斷深入,回頭總結,會起到事半功倍的效果。二、教學建議
1.教學中主要是解決二點:一是調動學生的興趣;二是介紹最新的化學科技成就。教師應盡可能避免照本宣讀,這里介紹課本上所沒有的學生感興趣的知識是能否達到教學目的的關鍵。尤其應注意讓學生感到化學就在身邊,生活中充滿化學知識。這里同時要注意學生的知識面和可接受性,避免過度深奧而導致學生的不理解。
2.正式學習高中化學的第一章,教師一定要引導學生注意突破初中化學中酸、堿、鹽之間復分解反應的局限性,使學生對化學反應的思維突躍到氧化還原反應的新境界中來,能不能自覺地完成這種思維突躍,往往是能不能適應今后元素化合物知識學習的一個關鍵。教學中:(1)注重對概念進行對比與聯系,使學生建立概念。建立概念的前提就是要使學生明析概念的來龍去脈、所研究事物的對象等。如氧化、還原是“變化”,氧化劑、還原劑是“物質”等。力求通過對比聯系過好概念關,這是分析和學好本節的前提和關鍵。(2)化合價是學習本節的入手點和突破口,也是分析解決氧化還原問題的關鍵點。鑒于學生在初中化合價的學習中尚存在許多疑點,建議教師首先對化合價進行復習,為學生快速識別價變提供幫助,以防止學生學習分化。(3)在引導學生分析時,建議教師有意識地、多次重復地加強諸多概念的辯證對比,并引導得出氧化還原反應的基本規律。(4)教學中應著重強調氧化與還原反應是同時發生,既對立又統一。注意學生學習中常將二者分離以及得失電子數不等或只有物質得電子卻沒有物質失電子的錯誤。
3.對離子反應的學習,是學生認識反應的又一突躍,并且在此基礎上,也第一次把物質的鑒別提高到離子鑒別,這無疑對簡化與深入認識反應是有利的。教學中建議:(1)做好演示實驗,通過實驗引入強、弱電解質的概念并加以對比,這是學好本書的先決條件。電解質概念的教學一定要注意對問題本質的強調。尤其應強調電解質概念的適用范圍(化合物)、判斷標準(二個條件滿足其一);電解質溶液導電的前提和實質(電離是電解質溶液導電的前提,實質是自由移動離子的定向移動,即陽離子移向陰極,陰離子移向陽極);劃分強電解質和弱電解質的唯一標準(劃分的唯一標準是看電解質能否完全電離,與其溶解性無關這一點學生常?;煜?;電解質溶液的導電能力強弱(導電能力的強弱取決于溶液中自由移動離子的濃度,很稀的強電解質溶液的導電能力就很弱,電解質的強弱跟導電能力的強弱沒有必然聯系)。(2)注意控制好教學的深度。學生第一次從本質上認識反應,特別是離子反應,需要有一個適應過程,不可隨意拔高,否則將使學生喪失學習化學的興趣。(3)書寫離子反應方程式是學生學習化學必須掌握的重要基本功,必須重點訓練。訓練起點不可過高,應從易到難,不可引入復雜和定量型離子反應,主要應局限于復分解反應和簡單的置換反應。(4)應加強對常見難溶性物質、難電離的物質(即弱電解質)、易揮發性物質的強化記憶教學,這對改寫和書寫離子反應方程式極為有利。
4.學生初次結識能量問題,加之能量問題涉及面相當廣泛,而本節教學要求并不高,為此,建議:(1)教法要靈活,注重引導學生分析實例;注重讓學生探索問題;注重學生得出結論。(2)要多列舉日常生活中的能量變化實例,使學生感到學有所用。(3)對能源、環保等社會熱點問題,教師要充分利用課本、實驗、多媒體輔助教學,調動學生學習的積極性,以此對學生進行節能、環保教育
二、抓住重點問題,采取多種方式復習
不是簡單地過一遍,而應突出重點。根據所掌握的情況,適當調整教學課時分配,對于掌握較好的知識一帶而過,普遍存在的問題要下功夫徹底解決。例如問卷調查后發現很多新生對電解質的概念和電解質導電的實質等內容掌握不牢;對一些概念如加熱、高溫、點燃、燃燒混淆不清;對有些知識點如溶解度的計算模糊不清。這些重點問題,要徹底解決。還要使學生認清初中知識既是高中化學的基石,有些知識點在會考、高考中也占有一定地位。
如在化學分冊中初中基本概念、基礎理論、基本計算要求中就有15個知識點,《高考考試說明》也有多處明確要求,近幾年在高考中頻繁出現關于溶液溶解度和溶液的深質的質量分數計算的考題。采取各種靈活多樣的方式,既能提高學生的學習興趣,也是啟發式為中心培養能力的需要。在復習中既可以采用列表、知識結構圖、歸納對比等復結方式,還可以采用分組討論、層層誘導、實驗啟發等先進教改手段。不要一味滿堂灌,要留一定空白,講練結合,設置疑問,培養學生的思維方式和思維能力,以適應高中教學。
三、及時查漏補缺,適當拓寬延伸
針對初中知識重點突出地復習,還要對忽視和薄弱問題及時彌補。通過問卷調查,學生普遍反映有以下三個方面急需彌補:
①初、高中教材脫節的內容。現行的初三新教材和高中教材之間存在一些脫節。如初三新教材刪去了電解質、非電解質和核外電子排布規律等概念和理論,也沒有以選學內容的形式出現,但這些內容屬于初、高中相互銜接的知識,高中講到就感到突然和陌生。這些知識應在復習中注意彌補。
②關于溶液較高要求的計算。在初中關于溶劑和溫度發生變化時溶解度的計算不做要求,以后學生卻要在高中習題中常常接觸到,這些內容要適當加深一些。
二、探究式教學法的實施步驟
1.提出問題,明確目標
教師在對教學內容總體認識和認真把握的基礎上,創設一定的情景,使學生面臨矛盾,從而提出問題,讓學生帶著疑問去探究,主動參與到教學過程中去。在探究性學習中,問題是學生學習的重要載體和核心,學習活動是圍繞問題展開的。所以,教師的問題創設非常關鍵,一般要注意:問題的提出要圍繞本學科知識和學生已有的認知結構并在此基礎上逐漸擴大到生產實際和社會生活;要圍繞教學目標和教學重點設計問題;提出的問題要有層次化,要面向全體學生,根據各層次學生不同的特點設計問題,注意各層次之間的區別和聯系,盡可能采用低起點,層層推進,做到統籌兼顧。既要為高層次的學生插入騰飛的翅膀,也要為低層次的學生裝上起跳的助力器;要選取一些學生感興趣,易于培養學生創造思維能力的熱點問題。提問有新意、有趣味、有針對性,能給學生創造一種最佳的心理狀態,變“問題”為興趣,可很快使學生處于興趣盎然、思維活躍的狀態中,從而提高研究的積極性和思維的活躍性;創設的問題要有現實意義,要注意理論和實踐相結合,使學生覺得學有所用,以充分調動學生的積極性,主動性。2.以疑導讀,師生互動
學生通過所創設的問題明確了本單元的教學目標后,就會在疑問的引導下去探究和思考,充分發揮主觀能動性。學生自學過程中,教師要發揮主導作用,把教學的重心轉到學習過程的調控、環境的創設上,積極充當管理者、促進者、咨詢者和參與者等多種角色,充當一個在關鍵時刻對學生的提供服務與幫助的人。要引導學生積極回答所創設的問題,對一般性的問題,要求學生自學后自己解答;對較難的問題,則需要通過教師啟發來解決;對于應用性的問題,還需要引導學生查閱有關資料獲取信息,并組織學生進行討論,讓學生發表它們對問題的認識和理解,互相補充,共同提高。要鼓勵同學們勇于探討,積極探究解決問題的方法,形成敢于嘗試、善于嘗試的良好習慣。
探究式學習強調師生互動,強調把學生作為學習的主人,讓學生在整個學習過程中充滿生機與活力,但并不能全面否定教師講授的作用。但這種講解應當是精講,是有針對性的點撥式的講解,主要在于解決學生難以準確理解和掌握的重點、難點問題以及在理論聯系實際中出現的學生無法理解的問題。評講時要簡練、準確、生動,點撥要力求巧妙,使學生既能窺見門徑,又不一覽無遺。為了充分解答所創設的問題,教師還有必要增加一些教材上沒有的相關資料,一方面豐富課堂信息,另一方面也使學生進一步體會所學的知識,提高認識問題、分析問題、解決問題的能力。對于一些抽象的概念或原理,最好有實物、模型、掛圖、多媒體課件或舉一些生活中熟悉的實例,加以比喻講解,然后再回到概念和原理上來,加以升華,達到把學生引入回味和思維之中的境界。引導和誘導學生學會知識、學會技能、開發思維、學會探究。
3.自主質疑,發展思維
學生通過自學、討論、查閱資料等自主學習過程,知識進一步豐富的同時思維也得到了提高,智慧和潛能大大地被激發出來。此時,學生的學習會由被動變為主動,促使自己去獲取知識、發展能力,最終達到自己能發現問題、提出問題、分析問題、解決問題。因此教師要積極鼓勵學生解放思想、放飛想象,激發學生的懷疑和批判意思,敢于并善于向老師發問,讓學生充分張揚個性,表現自己,體驗成功。倡導學生自主質疑,就是指在學生自學、討論的基礎上,鼓勵學生把凡是受課本知識觸發而閃現的問題,或是聯系生產、生活實際所產生的不明白的問題,或是對教師的講課、說法認為不對或不理解的問題都可以大膽地提出,充分發展學生的思維能力。只有這種既有教師設計問題又有學生提出問題的課堂,才能真正煥發出生命活力。
4.及時評講,總結提高
為了保證問題解決的效果,還要對學生問題解決的完成情況進行評價總結。評價的重心不再只是放在學會知識上,而是轉移到學會學習、掌握方法和培養能力上。因此,教師不僅要對學生的基礎知識進行評價,更重要的是要對學生的學習能力、合作能力和信息素養等進行評價。具體來說,評價內容包括:對新知識的理解、掌握和應用能力;自主學習能力;同學間的相互協作能力、解決問題的能力和創新能力等??偨Y既是對探究式教學過程的一個總的回顧,也是每個學生的一種深入和提高。整個認識過程以問題的提出為始,問題的創造性解決為終。
一、講清概念中關鍵的字和詞
為了深刻領會概念的含義,教師不僅要注意對概念論述時用詞的嚴密性和準確性,同時還要及時糾正某些用詞不當及概念認識上的錯誤,這樣做有利于培養學生嚴密的邏輯思維習慣。
例如,在講“單質”與“化合物”這兩個概念時,一定要強調概念中的“純凈物”三個字。因為單質或化合物首先應是一種純凈物,即是由一種物質組成的,然后再根據它們組成元素種類的多少來判斷其是單質或者是化合物,否則學生就容易錯將一些物質如金剛石、石墨的混合物看成是單質(因它們就是由同種元素組成的物質),同時又可誤將食鹽水等混合物看成是化合物(因它們就是由不同種元素組成的物質)。
又如在初中教材中,酸的概念是“電解質電離時所生成的陽離子全部是氫離子的化合物叫做酸?!逼渲械摹叭俊倍直闶沁@個概念的關鍵了。因為有些化合物如NaHSO4,它在水溶液中電離是既有陽離子H+產生,但也有另一種陽離子Na+產生,陽離子并非“全部”都是H+,所以它不能叫做酸。因此在講酸和堿的定義時,均要突出“全部”二字,以區別酸與酸式鹽、堿與堿式鹽。
二、剖析概念,加深理解
對一些含義比較深刻,內容又比較復雜的概念進行剖析、講解,以幫助學生加深對概念的理解和掌握。
如“溶解度”概念一直是初中化學的一大難點,不僅定義的句子比較長,而且涉及的知識也較多,學生往往難于理解。因此在講解過程中,若將組成溶解度的四句話剖析開來,效果就大不一樣了。其一,強調要在一定溫度的條件下;其二,指明溶劑的量為100g;其三,一定要達到飽和狀態;其四,指出在滿足上述各條件時,溶質所溶解的克數。這四個限制性句式構成了溶解度的定義,缺一不可。
又如在學習“電解質”概念時,學生往往容易將“電解質”與“非電解質”,甚至同金屬的導電性混淆在一起,導致學習中的誤解。因此教師在講解時,可將“電解質”概念剖析開來,強調能被稱為電解質的物質①一定是化合物;②該化合物在一定條件下有導電性;③條件是指在溶液中或熔化狀態下,二者居一即可,所以概念中用“或”不能用“和”。如NaCl晶體雖然不導電,但①它是化合物;②NaCl在水溶液中或熔化狀態下都能導電,所以NaCl是電解質。而NaCl溶液和Cu絲雖然能夠導電,但前者是混合物,后者是單質,所以它們既不是電解質也不是非電解質。在教學中若將概念這樣逐字逐句剖析開來講解,既能及時糾正學生容易出現的誤解,又有抓住特征,使一個概念與另一個概念能嚴格區分開來,從而使學生既容易理解,又便于掌握。
三、正反兩方,講清概念
在近、現代化學史上,我國的化學家也為人類社會的進步做出了巨大的貢獻,特別是建國后,我國在化學工業上成果顯著。例如:我國的化學家同生物學家合作在世界上首次人工合成有生物活力的牛胰島素?;瘜W科學與化學工業上的成就保證了我國原子彈研制中有關化學材料的部分。我國化學家在世界上首次合成了化學結構與天然物相同的核糖核酸,為人工合成生命物質邁出了新的一步。
一個人的自我意象一旦形成,就非常難于改變。積極的、成功的自我意象,對于人是一種巨大的潛在動力。
二、在化學課中滲透國情教育
化學課的教育內容很豐富,但它不像思想品德那樣直接,它要通過“化學”的形式來進行。例如:國家的一些緊缺能源在化學中可將國家公布的有關統計數據的原因告訴學生,結合課本知識,擬編成習題,讓學生進行化學思考、練習,使學生對能源危機有所了解,同時把我國的國土資源、礦產資源從世界部分國家進行比較,在進行水的組成、水的凈化有關內容教學時,從水資源在我國也不豐富,算得上中度缺水國,而且各省市水分布還不均勻,也有不同程度的水污染現象,從多方面分析,讓學習知道,水不是“取之不盡,用之不竭的”,從而培養學生節約用水的意識和愛護水資源的好風尚。在學習H2、CO、CH4的化學性質時,結合化學與能源的關系,特別是“綠色能源”,分析H2作為氫能源的3大優點:原料來源廣泛;發熱量高;生成物是水無污染。CO作為能源的優點和弊端(CO有毒)對空氣帶來污染。CH4作為能源對我國廣大農村的能源、環境衛生、農作物的肥料的解決都具有重要意義,針對我國能源緊缺的現狀,對學生進行潛意識的要節約能源,開發利用新能源等國情教育。結合教育,介紹空氣的發現史,分子原子的發現史,元素的發現史和物質質量守恒定律的發現史。讓學生知道對待任何事物都必須有一個實事求是的嚴肅認真的科學態度。介紹著名化學家居里夫人發現鐳的艱辛故事,侯德榜的生平事跡,培養學生的科學態度和良好的道德品質,學習科學家們吃苦耐勞、頑強拼搏的敬業精神。介紹我國原子彈、氫彈的研制成功,人造衛星的成功發射和準確回收,以及我國“神舟”號火箭的載人技術的研制成功,無不凝結著科學家們共同努力奮斗的艱辛,學習科學家們團結協作、自力更生的精神。從小學會協作,學會自立。
加強化學實驗教學。在實驗教學方面,化學有得天獨厚的學科條件。化學教師應努力創造化學實驗的機會,或演示或分組或布置家庭小實驗,或演示下放分組或補充趣味實驗。無論哪種形式的實驗教學,教師都應嚴格實驗規范操作,以培養學生良好品德品質。對于失敗的或效果不明顯的都應重做,以教師自身的科學態度教育學生、培養學生一絲不茍的科學態度。
三、環保知識滲透
人類面臨著兩大環境問題:一是生態平衡的破壞;二是因工、農業生產、交通運輸等人類活動而導致了洪水泛濫、大氣污染、海河污染、地球升溫等,給人類的生存帶來了巨大的危害。因此在化學教育中教師可以結合課程設計一些環保知識。比如,盲目的使用和不合理施用化肥,是我國農村出現的普遍現象,農村化肥的平均使用量為378kg/km2,已成為化學施用量最多的國家之一。這一現象將會造成水體富營養化污染,未被利用的養份通過流失、淋漓、反硝化、吸附和浸蝕等方式進入空氣,使環境受到污染。所有推廣合理的耕作制度,減少化肥的施用量,增加有機肥的比例等,都是減少農業污染有效措施。又如我國大氣污染源主要來自能源的利用,過度燃燒煤、石油、天然氣等燃料排放的氣體有:SO2、CO2、NO2、CO等與潮濕的空氣接觸、就形成酸雨,而酸雨對農作物的影響相當不利,對金屬材料和大理石雕塑等建筑材料有強烈的腐蝕作用。隨著車輛的增多,汽車尾氣中排放的氣體NO2也隨之增多,這將會造成“光化學煙霧污染”,所以改變能源結構,減少廢氣的排放量,增加廢氣處理設施將是一個急需解決的問題,如不用一次性筷子,盡量少用塑料杯、塑料袋等減少白色污染。通過教學,既培養了學生對化學知識的運用能力,又可以引導學生樹立起保護環境的意識,自覺環保的好習慣。
四、辯證唯物主義教育在初中化學教學中的滲透
1.世界是物質的
辯證唯物主義認為,世界是物質的。結合教育使學生樹立物質第一,意識第二的唯物辯證法的思想。我們生活的客觀世界是物質的。大到日月星辰,小到分子、原子都是物質的,是不以人們的意志而存在的,是不可消滅的。
2.世界是運動的
辯證唯物主義認為,物質世界是由分子、原子、離子構成的,而且是不斷地運動著的。通過化學變化的現象及本質的認識,通過化學變化及其條件研究使學生認識到客觀事物處于相對運動中,又是不斷變化的。用客觀、微觀相結合,動與靜相結合,質與量相結合,樹立學生運動的思想。
3.量變、質變;內因,外因觀點
辯證唯物主義認為客觀事物是處于永恒變化中,而且變化是有條件的。只有當量變積累到一定程度時才能引起質的變化。而且外因是變化的條件,內因是變化的根據,外因只有通過內因才能起作用。結合化學變化的根據,外因只有通過內因才能起作用。結合化學變化的條件研究,催化劑的對比實驗教學,燃燒和緩慢氧化的學習;還可以結合一氧化碳和二氧化碳的性質比較教育,由分子結構上一下氧原子的差異,致使他們性質大不相同。在傳授化學基礎知識的同時,對學生進行辯證唯物主義教育。
4.對立、統一的觀念
辯證唯物主義認為客觀事物既是對立的又是統一的,是矛盾的統一體。通過介紹物質的純與不純,分子的可分性與不可分性的認識,溶質溶劑的相對性,化合與分解,氧化與還原,如何防火滅火,污染與防止,開發與利用資源,培養學生相對與絕對的統一,辯證地思考問題。
CAI(Computer--AidedInstruction)指計算機輔助教學。它是集圖、文、聲、像為一體,通過直觀生動的形象來刺激學生的多種感官參與認識的活動,能調動學生的學習積極性,使學生成為學習的主體,從而提高課堂教學效率的教學輔助手段。在教學之中使用CAI課件,目的是使用CAI技術來輔助教學,為了能夠產生更好的教學效果而采用的,到目前為止,做課件的老師也的確不少,課件也做了不少,但是粗制濫造的卻很多,在課堂、公開課中作秀、表演的也比較多,真正能恰如其分地用于課堂的就不多了。因此,作為一種新的教學手段具有它本身的特點和優點,并且只有在正確的教育理論支持下,與原有的傳統教學手段一起相互補充,共同運用于教學過程,才能取得最佳的教學效果。否則必然會過于花俏,過于賣弄,直接影響教學的效果,或者,沖其量也只不過是僅僅代替了黑板的板書而已。
CAI輔助化學教學形式多種多樣,應用比較普遍的是用大屏幕投影系統與傳統教學媒體有機結合來進行教學。教師可以邊講邊操作;也可以結合教學內容,展示事實、創設情景、呈現過程、提供示范,必要時再輔以課堂實驗等。這樣的教學模式除了公認的信息量大、時間利用率高等優點外,我認為在設計時還應具有以下不可替代的功能:
一、直觀
想象力是智力活動的翅膀。在現實刺激物的作用下,人腦中的舊表象重新配合,從而構造出與原有事物基本相符甚至完全嶄新的形象的心理過程稱為想象。豐富的記憶表象是培養想象力的重要手段。在化學教學中培養學生的想象力也是大綱和考綱的要求,是培養學生素質的重要組成部分。想象的水平是依一個人所具有的表象的數量及質量為轉移的。培養想象力,就必須擴大充實表象的數量,改善已有表象的質量,以擴大已有表象的儲備。
化學研究的對象中有大量的微觀過程,若只通過教師的講解去想象實際發生在三維空間中的運動和變化是有難度的。在傳統的課堂中,由于給學生提供的感性材料受到很大的局限,有時因不能給學生直觀的表象而影響了學生對知識的理解與鞏固。如:化學中的一些微觀抽象知識一直是課堂教學中的難點。依靠傳統的講授和靜態模型的展示提高教學效果,已經越來越不能滿足現代中學生的需要。因此,對原子結構、分子在化學變化中的變化、電子得失、微觀粒子的基本特性等大量微觀現象進行動態的模擬是化學教師渴求的現代教學手段。
通過多媒體計算機可以把微觀抽象的內容及某些實驗利用二維或三維的圖像、動畫進行模擬。用圖形、圖象、動畫、文字和聲音等方式向學生提供豐富的感性材料,特別是可以把從文字材料獲得的概念轉化成直觀的形象,把難于想象的微觀世界宏觀化,把難以演示的實驗形象化,通過直觀的視覺來幫助學生理解,大大降低了難度,使學生深入認識事物的本質,從而使教學難點順利突破。這樣學生多種感官同時參與學習,教學信息豐富,學生獲得的記憶表象數量及質量均大幅提高,日積月累想象力自然得到長足發展。舉例如下:
①展示分子結構及分子的分裂情況。這主要用于物質結構及化學變化實質的教學中,如H2O、H2、O2等分子結構,可通過制成立體分子結構動畫,生動地展示在大屏幕上。通過Anthorware制作動畫,加上閃爍與伴音,能形象地展示水分子分成氫原子、氧原子,氫、氧原子分別構成氫分子、氧分子等。
②模擬工業生產流程。教材中有些生產流程的內容,如鋼鐵的冶煉、石油的煉制及合成氨工業等,僅靠掛圖及教師講解,效果不理想。恰當地利用動態模擬,能使學生對主要生產設備內的反應產生身臨其境的感覺,避免了書本上冗長文字所造成的呆板、枯燥。
③模擬實驗及視頻播放實驗錄象?;瘜W是以實驗為基礎的科學,演示實驗是必做的,不能用計算機來代替。但常規實驗受到條件限制有某些不足,這可以通過CAI課件中的動畫、視頻播放等手段來彌補。如液態空氣的蒸發,普通中學的實驗室是沒有條件得到液態空氣的,課堂上難以演示;再如濃H2SO4的稀釋時錯誤地將水倒入濃H2SO4,會帶來什么后果呢?這是不能用實驗來演示的。但都可通過動畫模擬及伴音得到解決。又如Na與H2O反應實驗,通過投影實驗能使全體學生基本看清,但反應太快,學生完整描述實驗現象有困難。這時可將該實驗的視頻文件反復播放,并通過幀數控制定格在幾個特殊階段,這樣學生就能將實驗的整個過程看得十分清楚。
二、互補
CAI在化學課堂教學中不能起主導作用,只是化學教學中的一個必要的補充,這也要求我們在課堂設計的時候和CAI設計的時候充分考慮到這一點。課堂設計的時候,必須還是按照課堂必有的一些步驟進行課堂設計,如復習提問、引入新課、講授新課、板書設計等等。作為一個必要的補充,CAI可以在任何需要的時候出現。
1、與實驗的互補
化學實驗是有目的地使自然界中的化學現象在特定的環境、條件下簡單化、明晰化、突出重要因素重現出來,以便于進行觀察、研究,認識物質的性質及其變化的規律。化學實驗中物質的性質及其變化通過聲、光、色、態的改變生動、鮮明的表現出來,為學生提供豐富的新意刺激,可以有效的調動學生的各種感官,全面、清晰、準確的認識物質的性質及其變化的規律。化學是一門以實驗為基礎的自然科學,說明化學中的一些現象、變化,當然必須充分通過課堂化學試驗來說明。CAI課件與化學實驗兩者必須相輔相成,相互補充,同時為化學課堂教學服務。也就是說,CAI課件中的模擬實驗也不能代替全部課堂演示實驗。如:在講水的組成時,首先在課堂上做電解水的實驗,兩電極產生的性質截然不同的氣體引起學生的興趣,都想知道為什么水通電產生的為什么不是水蒸氣。接著老師展示CAI課件,從微觀方面以動畫的形式展示水分子在通電時變化的原因。學生心中的謎團終于解開了,同時也接受到了新的知識。在這里,化學實驗教學和CAI課件就起了非常好的互補。
2、與板書的互補
板書,是教師用以傳達教學信息的一種媒介,是化學課堂教學的重要手段和環節之一。它和教學語言,非語言行為或先或后或同時出現,互為補充、完善,是化學課堂教學不可缺少的部分。在一堂完整的課堂教學中,板書可以揭示教學內容的要點和邏輯層次,體現知識脈絡和體系。板書直觀、精煉。它通過調動、刺激學生的視覺器官,將教學信息的結構及其內在聯系呈現給學生,使學生便于聯想記憶。流暢漂亮的書法,新穎別致的布局,搭配合理的色彩等無不給人以美的感受,對學生的審美觀和表達能力具有潛移默化的影響。人們把精心設計的板書稱為形式優美、重點突出、高度概括的微型教科書?;瘜W學科的特點決定化學知識的層次性、階段性。沒有板書或者僅僅只是展示一下板書,知識的全面性或者層次性不能在學生頭腦中形成一個整體。一堂課下來,學生對CAI課件中的圖片、聲音、動畫有較強的記憶,而他們所記憶的知識點是零散的,不完整的,不系統的。
三、交互
CAI網絡課件人機對話的方式有效地實現了程序化、啟發式教學??蔁o距離地實現個別化教育,因人施教?!敖處煛迸c學生間可用文字、聲音、圖像、動畫等進行相互交流,這是“一塊黑板、一張嘴,一支粉筆講到底”的傳統教學方法根本無法實現的。交互式的教學方式使教學效果得到了顯著地提高。
教師講課前,首先發一道命令,封鎖所有學生的鍵盤,強制性地中斷學生操作,然后教師通過網絡軟件將自己屏幕上的信息實時地傳遞到各個學生機,隨著講課內容的不斷變化,教師可以適時改變屏幕上的內容。如學生在學習中遇到了問題,自己無法解決,學生只要按一下控制鍵,教師那邊就能得到及時的反饋,老師立即把學生的屏幕截取過去,通過自己的鍵盤和這位學生做一個雙向式的交流,共同地解決問題。這一切只是在“默默無聲”不影響其它同學的情況下完成的。如果老師發現學生的問題解答得很有創意,或者是覺得這個答案有相當的典型意義的時候,他還可以將這個學生的答案示范給在座的每位學生,讓所有學生分享他的成功和教訓。這種新的教學模式比傳統課堂教學更能促進師生之間的交流與合作,教師在這種教學環境下,會感到自己更多地是一個管理者和引導者,而不是一個說教者。我認為這完全符合目前教育教學改革的需要,通過這一方式可以使學生在各自的基礎得到更加全面地發展。
此外利用計算機的存貯信息量大的特點,可以大量儲存相關知識點的習題、例題以及與化學相關的課外資料,這對學生進行因材施教提供了極大的方便?,F在軟件市場上的相關題庫均有各種層次的習題、例題及測試反饋系統,對于優秀生計算機可以根據要求調出難度較大的資料供他們選用;對于基礎薄弱的學生,也可以調出鞏固性習題,且計算機可以不厭其煩地幫助學生,適時地在屏幕上出現鼓勵性提示語,對于克服學生的厭倦心理和被動心理大有益處。
四、安全
化學實驗教學歷來都強調要保障實驗的安全,安全是教學實驗必備的一個條件,過去對化學實驗的不安全因素主要考慮為爆炸、起燃、強腐蝕、極毒等。而現在,人類對環境保護日益重視,化學實驗產生有害環境的廢氣、廢液和廢渣等也被視為實驗的不安全因素,因為其結果同樣會影響到師生的健康,而且這種危害還具有廣泛性和持久性。現階段的新課程改革就已非常重視這個問題,如刪除了會引起空氣污染的硫的燃燒實驗、引起危險的氫氣爆炸實驗等。但是硫的燃燒、爆炸的形成又是一個非常重要的基礎知識,如果使用CAI課件中播放視頻的方法,則可以很好的解決此類問題。此外對于下列實驗用CAI課件演示的方法完全可以起到很好的效果。
1.有毒、有害以及在短時間內無法完成的實驗。如膠體的電泳、硫化氫的性質與制取、CO、SO2、Cl2等毒性實驗。
請注意下列情況下常常會發生實驗事故:
一、違反操作規定
例如,點燃氫氣必須先檢驗純度。可是,如果你在用鋅和鹽酸反應制取氫氣的演示實驗過程中,當鋅粒反應完后,打開反應器的塞又裝上鋅粒,塞上塞就點燃,就會引起儀器爆炸。為什么會發生爆炸事故呢?這是因為你違背了點燃氫氣前必須檢驗純度的操作規定。實驗過程中打開塞裝鋅粒跟實驗開始時裝鋅粒相同,反應器里進入了空氣,氫氣和氧氣混合,點燃都會發生爆炸。
又如,在制乙烯時,在大試管里倒入酒精和濃硫酸,加熱時,就會發生液體噴出事故。為防止這樣的事故發生,在加熱液體制取氣體時,應加入瓷片以防爆沸。
還要注意,如果你用酒精和濃硫酸加入瓷片加熱制乙烯,用排水取氣法收集完畢時,先撤去了酒精燈,冷水就會沿導管流入盛濃硫酸的燒瓶,以致引起燒瓶炸裂。這是因為你違背了實驗操作而引起的。
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,水就沿導管流入反應器,引起儀器炸裂,濺出硫酸。
二、用藥過量發生事故
一些實驗雖然劇烈,但試劑量小并無危險,用藥量稍大便會發生危險。如紅磷在氧氣里燃燒時,反應很劇烈,但藥量少時并無危險。
在做分組實驗時,讓學生觀察紅磷在氧氣里燃燒時的現象,放入的藥量一定要適量,不得隨意用藥,否則就會發生意外事故。
又如: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。像這樣,也曾發生過燒壞衣服,腐蝕操作者的手的事故。
再如:配制銀氨溶液時,如果加入過量的氨水,且不隨配隨用,久置后再用,溶液中生成了容易爆炸的物質,用時就會引發爆炸事故。此實驗要防止加入過量氨水,銀氨溶液必須隨配隨用,不能久置。
三、藥品混入雜質
在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,錯把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,使得藥品中混入了雜質,造成了爆炸事故。因此用藥時要認真辨清藥物,不得馬虎從事。
又如:做甲烷的演示實驗時,有人沒有把空氣排凈就點燃甲烷氣體,產生爆炸事故。此實驗應先做甲烷的性質實驗,再點燃甲烷氣體,以防空氣的混入,保證甲烷的純度,避免爆炸事故的發生。
四、使用失落標簽未經鑒定的試劑發生事故
如,在配制溶液時錯把硫酸當鹽酸使用,造成傷害事故。凡失落標簽的試劑一定要檢驗確定后再使用,以避免傷害事故的發生。
五、實驗室空氣不流通
在演示氯氣、硫化氫、二氧化氮、一氧化碳等有毒氣體時,或學生實驗可燃性氣體。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。
為安全地進行化學實驗教學,實驗時一定要做到以下幾點:
1.一切實驗一定要按照操作規定進行。
2.一切實驗一定要在預備室準備好,做到實驗無誤,方可拿到教室或實驗室做。
3.做有毒、可燃性實驗時,一定要打開門窗,使空氣流通。
4.有可燃性氣體參加的實驗,在點燃或加熱前切勿混入空氣或氧化劑。
5.用藥量寧少勿多,不要取用未經鑒定無標簽的試劑,隨配隨用,不可久置。
6.沒做過的實驗要向能者請教或查清資料再做,不要冒然實驗。
7.步驟多的實驗,操作順序要記熟,不可看一步做一步。
作為《文化與詩學叢書》之一種,李春青先生的《宋學與宋代文學觀念》一書,通過一個典型的學術個案,為北師大文藝學學科近年來力倡的"文化詩學",在學術理念和研究方法兩方面作出了具體的演示。
在該書"引言"中,春青先生介紹自己的研究方法是將詩學話語與學術話語平行置于普通的文人心態之上進行對比,看一看二者之間有哪些共同之處,在各自的話語系統形成過程中它們又有這樣的內在聯系。并言之所以如此,目的是為了揭示宋代詩學觀念所蘊含的豐富的非詩學的社會文化內容,以及梳理這種詩學觀念生成的學理軌跡,最終借助于對宋學基本旨趣的闡釋,尋覓出宋學與宋代詩學共同矗立其上的深層的意義生成模式。筆者以為,這實際上體現了春青先生欲從文化史和學術史兩個維度來審視、闡述宋代詩學的意向,而從該書作為《文化與詩學叢書》之一種,以及從宋代詩學觀念生成的歷史語境兩方面來看,這種研究視角的選擇是非常必要的,甚至可以說是唯一的。為什么這樣講呢?因為首先,"文化詩學"之用意,即就是意欲通過文化與詩學之間的互動關系析解出一些更加深層次的東西來,用春青先生的話語來說這個東西就是"深層意義生成模式",而這正是理論研究所必然要求的一種品格,庸淺的歷史現象復述與深刻的歷史意蘊析解之區別正在這里。其次,宋代詩學的"文化"含量確實非同一般,宋代詩學話語是在與這一時期的哲學、史學、宗教、倫理話語的交融、互滲、相互轉化和彼此觸發的過程中展開的,如果割裂宋代詩學與宋代學術文化的共生關系,僅僅就詩學而談詩學,則所見者甚微少,便擔當不起"文化詩學"這一名目。于此,筆者完全同意春青先生關于古代文論研究應該成為一種文化研究的看法。這是因為中國古代文論的基本觀念和范疇體系與其它文化學術話語之間是一種共時性展開的關系,如果離開了對中國古代學術文化的整體把握,便無法準確地體知古代文論的觀念和范疇的精神、義理。而這樣一來,春青先生所進行的"宋學與宋代文學觀念"研究,在一定意義上便成為對宋代詩學觀念的一種原生態描述和整體性解析。我們之所以肯定春青先生的研究方法,正在于他的方法論與研究對象的特殊性要求之間,確實押韻合轍而無比妥帖。
我們注意到春青先生所使用的"宋學"這一范疇,實際上涵蓋了與宋代詩學有牽涉的宋代的文化、思想、學術等諸多門類,而在對此的觀照中,又緊緊扣住"宋學"影響宋代士人文化精神特征形成這一關鍵點,并以為在"宋學"影響下形成的宋代士人的以儒家的修身養性之學為基點、格物致知而辯言入理、經世致用而關心世事,以及堅守思想學說的自信原則等精神特征,完全貫徹到了他們的文學觀念的建構之中,并由此而決定了宋代詩學的價值旨趣。應該說,這一結論之得出,是春青先生長期精研宋代思想文化和藝文典籍,以及長期浸沉于宋學、宋藝之中的結果,正因其平實,方為體貼入微,與那些新訛的命名式言說不同,在于其中充盈著學術誠信。從這個意義上講,我們說所謂人文學術方法無所謂新舊之別,有學養根柢,有學術誠信,釀造到火候,左說右說,橫說豎說,皆成學問,否則任啥也不是。此為題外之言。
在研究工作的具體展開中,春青先生將宋代的文論與宋代的學術文化視為一個具有共同生成機制與深層意義結構的彼此相連的整體,因此在析解文論觀念和范疇時注重從"宋學"話語中尋找其根源與演變軌跡。同時又擴展研究的疆域,除詩文評論之外,又將整個宋代的文化學術納入視野,對這些非藝文類的話語系統中所潛藏著的詩性話語或影響著詩性話語生成和展開的因素亦高度關注和精心理會。這樣,便形成了該著以總論與分論結構成篇的特點。在"總論"篇中,先闡述宋代士人的文化心態,以及"宋學"的諸如"心"、"性"、"誠"、"敬"、"思"等基本思想旨趣和核心范疇,然后討論宋代詩學的基本精神與價值取向,并進而梳理出了"宋學"對宋代詩學的的一般影響的若干重要方面。在"分論"篇中,對各家各派的體知,一般也是先描述他們的文化精神特征,然后分析他們的學術旨趣,然后探討他們的詩學觀念。這實際上就是認為,宋代士人的文化精神和學術旨趣是他們建構自己的詩學話語之前提與基礎存在。這樣的經營,不但有助于研究工作在指述和闡釋功能方面向對象之更隱秘微妙處延伸,從而強化學術研究的解蔽功能,而且又保證了這一研究的性質既是文化的,又是詩學的,以及春青先生目中的研究對象既是文化的,又是詩學的。在文化的與詩學的之過程中,實現文化與詩學的圓融自洽,是該著的最大成功之處。當然,如果在"分論"篇中將歐陽修之前的宋儒們的話語也予以論析,應該說也是"宋學與宋代文學觀念"的題內話語。
其次,從教學模式來看,當前高職分析化學實驗課仍然是教師講解示范、學生聽講做筆記,然后根據教師的方法來依葫蘆畫瓢,再加上現有的論證性實驗,“照本宣科”、毫無新意,不利于充分挖掘學生的主動性和創造性,導致學生難以激發對實驗課程的興趣。此外,在實驗過程中,學生所分析的樣品大多數為實驗室提供的純品,很少是學生實際采集的,實驗缺乏主動性和積性,體會不到實驗成功的興奮與滿足感,也體會不到分析實際樣品的重要性和嚴肅性。
再次,從實驗器材看,近幾年來隨著高職學校的大幅擴招,在校學生人數猛增,由于資金等條件的限制,實驗儀器的購進量與學校學生增長量不成比例,學校實驗儀器過少,遠遠不能滿足學生的實驗需要。同時,由于國家對高職學校經費投入不足,高校自身的籌資渠道狹窄,導致學校更新設備的資金能力嚴重不足。當前職校實驗室配備的多數為傳統的分析儀器,缺乏先進的、與企業行業實際使用一致的分析儀器,這導致在實驗教學中學非所用,很難真正掌握生產一線所用儀器的使用方法。
二、提高高職分析化學實驗課有效性的途徑
1.優化分析化學實驗教學課程及內容。
分析化學主要可分為結構分析和成分分析兩個部分。其中,高職分析化學教學以成分分析為主,而成分分析又可以分為定性分析和定量分析。一般而言,定性分析實驗內容比較繁瑣,實驗效率不高,且在某些內容上與無機化學實驗內容有一定的重復。因此,相關人員可以對分析化學實驗教學內容進行適當調整,將定性分析實驗納入無機化學元素化合物的實驗教學內容之中。高職學校主要是為國家培養應用型人才,因此在分析化學實驗教學內容上應進行適當改革,在實驗內容安排上由淺入深循序漸進;從高職教育的實際目標出發,以實用為先、需求為準,加強實驗內容的基礎性、普及型和應用性,在保障學生操作規范的基礎上逐步開展技能訓練,從而切實提高學生的綜合職業技能。
2.加快化學實驗室建設。
分析化學實驗課的教學手段和教學質量與化學實驗室裝備條件的是否先進有直接關系。當前,實驗室建設已經成為衡量一所學校綜合實力的重要標志之一,因此,學校應該加大對實驗室建設的重視和投入。學校應該集中力量加大對氣相色譜儀、液相色譜儀、原子吸收分光光度計、可見分光光度計、電子分析天平、精密酸度計等先進的分析檢測儀器的購進,加快建設分析實驗室、分析天平室等化學實驗室,努力創建高水平、高質量的化學實驗實力與實驗條件,為提高分析化學實驗教學質量創造積極平臺。
3.改進教學手段和方法。
隨著我國教學改革的不斷深入,傳統的教學模式已遠遠不能適應當前高職教育發展的需要,應當盡快進行改革。首先,要重視對學生的基礎輔導。分析化學的實驗課與理論課同樣重要,要加強學生對理論知識和實驗知識的學習,對一些基礎較為薄弱的學生不僅要以補課方式加強個別輔導,還要加強檢查和督促,防止學生出現編造數據和抄襲實驗報告等情況。同時,高職院校為國家培養應用型人才的特點決定了高職分析化學實驗課要更加注重學生的參與性,對學生的基本操作嚴格把關。分析化學實驗課基本操作多、要求嚴、實驗時間長,教師要從最基本的儀器洗滌及保養等基本操作開始,循序漸進,逐步培養學生的實驗能力,保持嚴謹、細致、求真務實的實驗作風。其次,要充分發揮學生的主動性和積極性。以往的分析實驗課,學生大多只是按照教師的規定程序進行實驗,缺乏主動實驗的欲望。教師應該給予學生更多的發展空間,可以提出實驗課題,由學生根據實驗內容來自行設計實驗步驟。如讓學生檢測市場上銷售的鈣片中的鈣含量,學生即可查閱相關資料進行鈣片溶解、試劑配制、滴定、實驗結果分析等一系列步驟,不僅能夠激發學生的實驗探索欲望,還有助于提高其綜合能力。
4.完善實驗考核制度。
實驗課與理論課不同,其成績的計算應該采取綜合評價的方式進行,包括平時表現、筆試和現場實驗等多種考試形式,綜合考慮學生的各項能力,注重考察學生運用所學知識解決實際問題的能力。對于成績評定,平時的實驗態度可占30%、筆試成績可占20%,現場操作占50%。在現場操作考試中,要求學生能夠在規定時間內獨立完成,力求操作準確、數據精密,并結合計算機進行實驗數據分析,使學生認識到數據的嚴肅性。若出現數據異常情況,則讓學生積極找出原因并作分析解釋。若學生不能在規定時間內完成,則必須進行補考,保證考試的合理公正。
5.加強教師隊伍建設。
當前,高職分析化學實驗課指導教師的素質偏低,應加大鼓勵實驗教師的進修和培訓力度,提高他們的綜合素質。同時,還可以有計劃地聘請公司或企業實驗能力強的教師來指導本校的實驗課教學工作。此外,還可以聘請其他高校的教師來指導和從事本校的實驗教學工作,充分為本校教師不斷加強自身學習創造條件,促進學校實驗教學整體水平的提高。