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化學是一門研究物質的組成、結構、性質、變化規律的自然科學,化學教學離不開實驗。新課標倡導以科學探究為主,重視學生對于實驗經歷與體驗。化學實驗是進行科學探究的重要方式 它的功能是其他教學手段無法代替的。 在化學實驗教學中,教師要善于以教材為依托,創新問題情境,引導學生對課本中的某些實驗進行創設、改進,激發學生的好奇心,積極實施實驗教學中的創新教育。 一、創設問題情境教育教學論文,激發學生創新意識 教師在進行化學實驗教學時,需適時創設梯度合理的系列問題,培養學生的質疑習慣,激發學生的思考欲、創造欲。實例1:讓學生設計實驗,除去氯化鈉中少量的硫酸鎂雜質,問題提出后讓學生思考:應該應用什么原理;先除去鎂離子還是硫酸根離子;如何判斷雜質是否除凈;如何避免混入新雜質……學生提出的解答方案可能五花八門。甚至會有一些“大膽”的想法,此時教師重在引導學生討論與探索然后經過實驗獲得方法,這樣既培養學生的創造性思維,又能激發學生的創新精神。實例2:如何判斷鋁、銅、鐵三種金屬活動性順序?學生猜想出很多順序,Al>Fe>Cu;Fe>Al>Cu等。我誘導他們根據實驗事實,比較金屬活動性的強與弱。鋅能與鹽酸發生置換反應而銅不能,鎂與鹽酸反應比鐵與鹽酸反應劇烈,鐵能從硫酸銅溶液中置換出銅,同學們制定了各種各樣的方案:a.用鋁、鐵、銅分別和鹽酸反應。b.用鋁和氯化亞鐵反應,鐵和硫酸銅反應。c.用鋁和硫酸亞鐵反應,銅和硫酸亞鐵反應。d.用鐵和硫酸鋁反應,鐵和硫酸銅反應。同學們的實驗方案經審定后教育教學論文,就按自己設計的方案進行實驗。a組同學觀察鋁、鐵、銅分別和鹽酸反應的速度。b組同學觀察鋁和氯化亞鐵,鐵和硫酸銅分別能否進行反應。c組同學觀察鋁和硫酸亞鐵、銅和硫酸亞鐵能否反應。d組同學觀察鐵和硫酸鋁、鐵和硫酸銅能否進行反應。最終得到Al>Fe>Cu。這種創新問題新情境拓寬了學生對新知識的理解和認識,激發了學生的學習興趣和思維能力,開拓了思維意識的深度與廣度,增強了他們分析問題和解決問題的能力。 二、創新演示實驗, 激勵學生創新意識教師創新演示實驗不但使學生更易掌握化學知識,還可培養學生敢于科學創新的精神,達到培養學生創新能力之目的。如通過對化學實驗能采用的方法、儀器和藥品等方面進行創造性篩選,從而激發學生的興趣和靈感。例如“二氧化碳氣體制取”的實驗教學中,我事先準備了如下幾組實驗:(一)碳酸鈉與稀鹽酸反應;(二)純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應;(三)石灰石與稀鹽酸反應;(四)石灰石與濃鹽酸反應;(五)石灰石與稀硫酸反應。讓學生分組來做這五個實驗,然后共同討論:在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適?為什么?在經過討論和交流之后,同學們得出共同的結論:實驗室應用石灰石(或大理石)跟稀鹽酸反應制取二氧化碳最適合。從而不僅使學生們牢固地掌握了二氧化碳的實驗室制法,而且也使學生們學會了對比實驗和優化實驗的方法。在裝置選取方面,為了適應新教材的“探究式”教學需要,我準備了鐵架臺、大試管、集氣瓶、水槽、酒精燈、長頸漏斗、普通漏斗、帶導管的單孔橡皮塞、帶導管雙孔橡皮塞、注射器、醫用裝生理鹽水的瓶子(250ml)、 底部有孔的試管、具支試管、廣口瓶、U形管等,以備在課堂上提供給學生選用,也在課前發動學生自己構思教育教學論文,自己發掘新的材料來組裝發生裝置,學生通過獨立思考、探索逐漸在設計中體現自己的個性,具有一定的創造性。積極踴躍設計好多裝置。 實踐證明,注重實驗的創新與探索,給學生留出思維空間,增加學生獨立設計,獨立操作實驗的機會,是提高學生素質,培養學生的創新精神和創新能力的有效途徑之一。
三、學生自主設計,培養思維的創造性。
傳統的實驗教學中,實驗的設計權力在于教師,學生只是被動地接受教師的實驗方案,導致一些知識點在課堂教學中教師分析地頭頭是道,實驗做得規范準確,現象明顯,但學生做起題來仍然無從下手。實施創新教育后,將設計實驗方案的權力交給學生教育教學論文,事實證明,這種權力的轉移不僅有利于培養學生的創新意識,其教學效果也是傳統教學方法無法比擬的。例如,在二氧化碳與氫氧化鈉反應的教學中,我提出如下問題:試推測二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應的產物。學生通過對比二氧化碳與石灰水中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水的實驗事實,很容易想到應該生成碳酸鈉和水。實驗過程中發現,該反應沒有明顯現象,怎樣設計實驗證明二者發生反應了呢?有的學生向反應后的溶液中滴加稀鹽酸,觀察生成的氣體能否使澄清的石灰水變渾濁;有的學生將一支充滿二氧化碳的試管倒立在盛水的燒杯中,然后向燒杯中加入幾塊氫氧化鈉固體,攪拌(保持試管口不離開水面),觀察試管內液面的上升;等等。這些實驗的設計,體現了學生靈活、創造性地運用所學知識和技能的能力,培養了他們解決化學實驗問題的能力和創新能力,牢固掌握了二氧化碳與氫氧化鈉的反應。 四、做好家庭小實驗,強化創新能力培養。 家庭小實驗能給學生創設開放的問題情境,增強培養學生獨立思考、學會學習、探究問題的良好習慣 從設計實驗程序到完善實驗細節教育教學論文,教師要激發學生主動學習的愛好,調動學生注重聯系他們的學習和生活實際,密切關注課程知識與現實生活的聯系,這樣就利于指導學生觀察操作,收集資料,主動探究,同時還要合理改善學生的學習方式,拓寬學生的學習空間,培養學生的創新精神和實踐能力
第二,由于一些化學藥品有毒,有的會對環境造成嚴重的污染。在化學時,學生經常接觸到一些酸堿,這些化學物質有可能腐蝕人的皮膚,在使用時存在不少安全隱患,而且,很多化學儀器都是玻璃,很容易破碎劃傷皮膚。目前,我國很多大學生保護環境的意思不強,對化學實驗過程中產生的廢水隨意排放,而且化學藥品的成分復雜,累積起來對環境的污染將不容忽視。
二、大學化學實驗教學的改革措施
目前,我國大學化學教學已不能適應時代的要求,對大學化學實驗教學改革已刻不容緩。大學化學實驗教學改革不僅能夠提高學校的綜合實力,也能夠很好的提高大學生的自主學習能力、自主探索能力以及動手能力。下面筆者將就大學化學實驗教學中存在的問題來闡述改革措施。
第一,首先應該對學生進行思想教育,加強學生對于化學實驗重要性的認識。學校應該多開設化學實驗課程,讓學生有更多的機會去接觸化學實驗,讓學生能夠很好的體驗化學實驗的過程,從而在實驗中提高學生的動手能力以及獨立思考能力,達到提高學生綜合能力的目的。老師也可以有計劃的布置一些書上沒有的化學實驗,讓學生自主設計實驗,體驗成功背后的成就感,從而更好的提高學生的學習積極性。
第二,加強對學生化學實驗的管理。由于有時候進行化學實驗時會出現實驗儀器不夠等現象,因此,學校有必要安排專人對儀器進行管理,達到對儀器進行統一發放和回收的目的,防止在實驗過程中儀器丟失了卻仍然不知道,從而影響到下一次的實驗。
第三,學校多安排一些校企合作的項目,讓學生體驗到在工廠中對于化學實驗能力的要求,讓化學專業方面的人才能夠更好的適應時代的需求。這樣做有利于學生拋棄原來的傳統的化學實驗方式,讓學生真正學習到對以后有作用的知識。同時加強化學實驗教學的師資力量,并對其進行適應現代化化學實驗教學方式的培養,讓老師能夠更好的培養大學生。
第四,在進行化學實驗前,老師應該多對學生進行有關藥品不慎粘在手上的合理處理方法,同時加強學生對于藥品和儀器的合理使用,從而減少學生因做化學實驗時出現安全事故的頻率。同時,學校也要加強學生對環境保護的意識,教會學生如何合理處理化學實驗過后的廢水,盡可能減少對環境的污染。
二、利用探究性實驗,培養學生的探究精神
學生通過體驗實驗探究的過程,培養學生實踐能力,通過實驗探究活動,培養學生的觀察力、想象力和創造力。初三化學教師要改變教學理念,創新教學方法,提升學生嚴謹的科學態度,促進學生的個性形成和全面的發展,培養他們科學素養。教師精心鉆研化學教材,結合學生實際,設計探究性實驗,學生通過探究活動,學習化學知識,培養探究能力和創造思維能力。直觀、生動的實驗現象和實驗結果,促進學生更深刻地思考問題,在課堂教學中,教師要引導學生積極參與探究性化學實驗,依據探究的目的,選擇合適的方法,設計合理的實驗步驟,采用適當的方法進行實驗,通過觀察和比較,記錄實驗結果。例如,“酸堿中和反應”教學時,教師設計如下探究實驗:取一支盛有少量氫氧化鈉溶液的試管,向里面滴入幾滴酚酞試液,讓學生仔細觀察實驗現象;另取一支盛有少量氫氧化鈉溶液的試管,向里面滴入幾滴酚酞試液,再滴入鹽酸溶液,讓學生觀察實驗現象。第一個試管中溶液變成紅色,第二個試管中,隨著鹽酸溶液的滴入紅色逐漸變淺,最后消失。面對這一神奇的現象,及時提出探究的問題:“溶液變紅的原因是什么?”“為什么紅色會消失?”步步設問,通過實驗探索和邏輯推理,化解了難點,得出結論。教師要樹立探究理念,把握探究本質,將探究教學滲透在各個教學環節,發揮學生的主體性,引導學生發現問題,搜集資料,自主探究解決問題,把教學中的知識點轉化為問題。探究過程中,學生運用逆向思維、求異思維、發散思維等多種思維方式,在有限時間內最大限度地獲得情感體驗,積累經驗,建構知識,思維得到有效的訓練,教師為學生打造和諧民主的課堂氛圍,培養學生應用化學知識解決問題的能力,拓展豐富教材內容,讓學生自主探究,感悟化學科學魅力。
三、開發課外實驗,提高學生的實踐能力
化學知識來源于生活,應用于生活,家庭小實驗趣味性強,靈活可行,選用儀器簡單,貼切學生的生活實際,是化學實驗課堂教學的補充,具有獨特的促進作用。探索解釋生活問題,體現了化學教學的生活化目標,從生活中選擇與教學內容有關的材料,設計開展生動多彩的家庭小實驗,教師不僅要重視課堂實驗,更要重視化學實驗的課外延伸,培養學生的學習興趣,調動學生學習化學的主動性,培養學生的觀察能力及創新思維素質。實驗教學實現簡單化、生活化和微型化,開展綠色化學實驗,引導學生關注社會,組織學生收集資料,自己設計實驗方案。例如,“質量守恒定理”的實驗教學,教師鼓勵學生自主設計實驗,依據已有的知識經驗,討論篩選出合理的實驗方案進行探究,學生在實驗操作中,及時調整實驗方案,通過探究得到“化學反應前后各物質的質量守恒”的結論。在探究過程中,學生體驗了成功的樂趣,鞏固了化學知識,增強了學生動手操作的能力,提升了語言表達能力。“化肥合理施用”教學,教師發動學生到農科所訪問,了解在實際農業生產中,如何合理施用化肥,減少化肥對水體和土壤的污染。“酸堿指示劑”教學,教師鼓勵學生自制酸堿指示劑,從家中帶來花瓣、蔬菜等植物自制酸堿指示劑,用制成的指示劑檢測學校土壤的酸堿性,尋找學校花園適合種植的植物。通過家庭小實驗鞏固了知識,開發了智力,豐富了學生的生活,擴大了視野,培養了操作能力,培養了學生的社會責任感。例如,水污染的教學,水與人們的生產生活息息相關,教師讓學生通過互聯網查找有關水的資料,培養學生的節水意識,珍愛每一滴水,重視對水資源的保護,很多學生就節水和防止水污染問題提出了獨到的建議,通過實驗活動,增強學生的社會責任感。
2開設手持技術實驗后的調查分析
手持技術實驗課教學效果如何?利用手持技術進行教學的有效性、可操作性和認同性怎樣呢?我們對選修“手持技術實驗”課的155名學生進行了問卷調查。調查問卷由21道大選擇題(包括47道小選擇題)和2道開放性問答題組成。調查采用無記名方式,共發放問卷155份,收回148份,其中有效問卷144份。調查的內容主要包括:(1)手持技術的優點(第3-5題);(2)手持技術對化學教學的影響(第6-8題);(3)使用手持技術教學的態度(第13-14題);(4)影響手持技術在中學化學教學中廣泛應用的因素(第15題);(5)手持技術實驗課的實施效果(第16-23題)。以下是在統計分析調查問卷的基礎上,結合實驗過程中的觀察以及對部分學生的訪談對調查結果進行的評析。
2.1手持技術操作的難易程度
通過對學生的訪談發現,在開設手持技術實驗課之前,絕大多數學生從未聽說過手持技術,只有個別學生通過圖書、期刊等對手持技術略有了解,但從未見過實物,可見手持技術在河南并未得到廣泛應用。第一次接觸手持技術儀器時,80%的學生感覺很新奇,很想進一步了解。只有7%的學生對其有恐懼感。調查表明:絕大多數的學生認為手持技術的操作不難,這與當今大學生思想開放,接受新事物的能力強有很大關系。
2.2手持技術的優點
與傳統化學實驗相比較,使用手持技術實驗的優點如表5所示。學生認為手持技術的優點排序為直觀、便攜、操作簡單、準確、實時,其中對準確、實時2大優點的認可度較低。
2.3手持技術對化學教學的影響
學習手持技術儀器的操作是為了更好地在化學教學中應用,而在化學教學中使用手持技術產生的作用將直接影響手持技術的應用范圍。調查結果表明,手持技術對學生學習化學既有正面的積極地作用(圖1),又有負面的消極的影響(圖2),影響程度的大小取決于具體應用手持技術的情況(圖3、圖4)。
2.4影響手持技術應用的因素
手持技術在中學化學中的廣泛使用受到諸多因素的影響。這些影響因素大致可以分為8類:經濟條件或成本問題、學校的態度問題、化學教學實踐(如教學內容的選取課時數量)問題、學生方面的問題、教師的專業水平及觀念意識問題、評價的問題、手持技術本身的問題及學校外部壓力的問題。61.2%的學生認為手持技術有一定的教學適用范圍。一是由于經濟等因素無法購買手持技術設備;二是雖購買了手持技術設備,也因其他條件的限制未廣泛使用;三是手持技術不能代替傳統實驗,有些實驗用手持技術合適,而另一些實驗用傳統的儀器更好。手持技術要想在中學中得到推廣和使用,最大的障礙是:52.1%的學生認為是學校沒有設備或者設備少,43.7%的學生則認為是沒有相配套的教學資源(課堂教學設計案例、實驗案例),57%的學生認為學校領導的支持最為重要。
2.5學生對手持技術的認同感
應用和推廣手持技術任重道遠,師范生是未來的教師,擔負著重大的責任,他們是否愿意成為新思想和新技術的傳播者,推廣和使用手持技術呢?此次問卷中設計了第13題和第14題進行相關的調查。
2.6學生對手持技術實驗課實施的效果評價
2.6.1學生對系列實驗1實施效果的評價
有17%的學生認為效果很好,62%的學生認為效果好。這些認為教師講解得條理清晰,跟隨教師一起操作,又通過幾個小實驗的練習,基本掌握了手持技術的操作步驟。
2.6.2學生對系列實驗2、3實施效果的評價
從圖7可以看出,14.6%的學生認為很好,59.7%的學生認為好,這說明大多數學生認可系列實驗2、3的教學效果。但相比較實驗2采取的指導探究式教學組織形式,學生更喜歡實驗3開放式的合作探究式教學,他們認為這樣有利于提高思考能力和創新能力,同時有助于提高科學探究的能力。對于系列實驗2、3內容(圖8),85%的學生認為貼近初、高中化學教學,對今后從事初、高中化學教學有用。從難易程度上,多數學生(64.6%)認為實驗內容不難也不太簡單,屬于一般難度。
2.6.3學生對自我開發實驗能力的評價
開設手持技術實驗課,不僅是為了讓學生了解手持技術,熟練掌握其基本操作,更主要的是讓學生將手持技術作為一種工具,能開發出合適的案例,提高探究的能力。學生能否開發出適合的案例呢?調查表明,88.8%的學生認為自己能,但需要時間,11.2%的學生覺得自己不能開發出新的手持技術實驗。這說明絕大多數的學生還是很自信的。對于開放題“您認為利用手持技術可以和初、高中化學中的哪些實驗相結合或者是對哪些實驗進行改進”,大多數學生寫了測量反應的熱效應、強弱電解質的電導率等,是比較簡單的定量實驗,而且還和手持技術實驗課上的實驗內容很相似。這對應了學生的選擇“能,但需要時間”。
3結論與反思
3.1結論
調查結果表明,手持技術實驗課取得了良好的教學效果,絕大多數學生對手持技術進行教學的有效性、可操作性和認同性持肯定的態度,即對化學師范生開展手持技術實驗課是可行的。大多數學生認為實驗內容貼近初、高中化學教學,對今后從事初、高中化學教學有實際應用價值,而且難度適中,層次性的實驗教學模式恰當,所以對化學師范生開設手持技術實驗課是必要的。另外,選修手持技術實驗課的已是大三學生,具備一定的知識基礎,在教學過程中能較快地掌握手持技術的使用方法,理解手持技術的工作原理以及儀器的維護。他們不僅了解了一種現代化實驗手段,認可其在化學教學中的獨特優勢,愿意在條件許可時使用手持技術進行教學,而且能夠與初、高中化學課程整合,開發實驗,提高科學探究能力。
1、開發學生智力是全面貫徹黨的教育方針的需要
我們教育的總目標是使學生在德、智、體、美、勞諸方面都得到發展,智育即包括化學實驗知識技能的傳授,又包括開發學生的智力。有人認為智育就是傳授知識,這顯然是把“智”當作“知”來理解了,這是不全面的。人無知識不行,但光有知識沒有智慧更不行,有了知識不會用,知識就是僵死的東西。有了知識又有了智慧,才能舉一反三、觸類旁通、靈活運用,把實驗知識、技能轉化為實踐工作的創造性能力,因此,實驗教學中須注意開發學生的智力。
2、開發學生的智力,是培養社會主義經濟建設科技人才的基本措施
近幾十年來,由于科學技術的飛速發展,反映科技成果的科學知識也在不斷的更新換代。由于新的知識層出不窮,學生畢業后必然會遇到他們所不熟悉的新科學應用技術、新的發現、新的成果,那時,他們必須發揮自己的智慧去弄懂、掌握、應用它們。因此,只有認真重視開發學生的智力,才能使學生面向現代化、面向世界、面向未來。
3、化學實驗教學對開發學生的智力有其獨特的優勢
化學實驗這門課程是通過教學活動使學生把學到的理論知識在實踐操作中進行論證,使理性認識轉化為感性認識,并在感性認識過程中,通過實驗技能知識的積累和獨立思考,不斷豐富觀察力、想象力及分析問題和解決問題的能力,使其智力得到開發。例如,在乙醇制備乙醚的實驗中,學生已知副產物有乙烯生成,但副產物是怎樣產生的呢?學生在實驗過程中觀察發現得知:反應首先是乙醇與濃硫酸作用,生成硫酸二乙酯,反應伴有放熱。然后乙醇進一步與硫酸二乙酯在加熱條件下作用生成乙醚,但如果反應時溫度過高,則硫酸二乙酯分解生成乙烯,同時伴有碳化副反應現象發生。
這是學生在掌握乙醇加熱生成乙醚的基礎上,在實驗中通過觀察得出新的理性認識,使其智力得到鍛煉。
二、在實驗教學中開發學生智力的方法
1、要加強“雙基”教學,為開發學生的智力奠定基礎
智力和知識、兩者是緊密相連的。如果一個人對客觀事物一無所知,就根本談不上有什么分析問題和解決的能力。從這個意義上來說,缺乏一定的知識,就會阻礙學生智力的開發,因此,要開發學生的智力,教師就必須加強基礎知識的教學和基本技能的訓練。從化學實驗這門學科而言,就必須通過課堂理論課的教學,把反映客觀物質本質性的知識,通過實驗,使學生獲得的理性知識,在實驗中加以檢驗,并對實驗中的問題加以分析解決,達到智力開發的目的。要完成這個任務,教師在教學過程中就要注意講練結合。所謂“精講”就是畫龍點睛地把實驗的重點、難點和實驗成敗的關鍵講清楚。“練”就是根據教學目的,精心安排設計各種實驗內容,培養學生運用知識的能力。
2、堅持啟發式教學方法,為開發學生智力創造條件
《高中化學新課程標準》指出:高中化學實驗教學應當以學生的全面發展為宗旨,在教學過程中要注重化學實驗的趣味性、安全性和無污染性。注重化學實驗教學的趣味性能夠有效激發學生學習化學的興趣,使學生能夠積極主動地參與到化學實驗教學過程中,從而不斷進行探索和發現;重視化學實驗教學的安全性體現了以學生為本的思想,使學生在實驗教學中不僅獲得知識、開發自己的思維,還能保障自身的安全;重視化學實驗的無污染性突出了對學生環保意識的培養。有些化學試劑是存在一定的污染性的,如果做完實驗之后將實驗器具等亂丟棄就會造成環境污染,也可能會對自身造成一定的危害。總之,化學實驗教學注重學生的全面發展,是符合時代和社會的要求的。
1.2高中化學實驗教學應當凸顯探究性的特點
探究性的教學方式是鼓勵學生自主獲取知識與技能,調動學習積極性和主動性,以及塑造良好的創新意識與科學價值觀的重要方式。在我國的傳統高中化學實驗教學中,教師是整個實驗的操作者,學生只是圍觀教師的整個操作過程,對整個實驗的過程和其中出現的實驗現象很少進行思考和分析,而在自己動手操作時也只是簡單模仿,目的是獲得與教師一樣的實驗結果。這種單純模仿和重復的過程實際上限制了學生的個性思維和思維能力的發展,因此,在化學實驗教學中教師應當著重凸顯探究性特點,從而激發學生的學習興趣和探究精神,使學生的全面發展成為可能。
1.3高中化學實驗教學應當強化應用性
化學是一門實踐性和應用性很強的學科,與人類社會的生產和生活有緊密聯系。但是在傳統的化學教學中,化學實驗僅僅是被當做鞏固“雙基”的手段和工具,其應用性基本上是被忽視的,這就導致學生認為化學實驗僅僅是在化學實驗室里進行定理驗證和假設的,造成學生對化學學習興趣的缺失。因此,《普通高中化學課程標準》提出:“要注重強化化學實驗的應用性,將化學實驗與學生的日常生產、生活實際緊密聯系起來,讓學生從身邊熟悉的事物入手,產生對化學實驗的濃厚興趣,并積極參加化學實驗,從中獲益提高。”
2網站構架的搭建
確定了網站建設的目的后,就要根據網站目的建立網站的大構架。一般而言,網站框架包括一些標準的內容,包括首頁、簡介、新聞動態、產品展示、在線留言、聯系我們等。在搭建前,首先瀏覽國家級以及各省市級實驗教學示范中心的網站,調研學習。在結合其它網站優點以及本校化工實驗中心的特色下,詳細地列出該中心網站需要的模塊,并根據模塊對網站構架進行設計,頁面構架完成后盡可能不要改動,避免對先前內容產生影響,甚至破壞網站。確立了大框架,網站的主體部分也就確立了。
3制作網站相關素材的準備
這是制作網站最大的準備工作,包括實驗教學相關素材以及網站設計相關素材的準備。實驗教學相關素材,包括師資隊伍人員介紹,設備儀器相關參數以及圖片的收集與整理,實驗講義、課件、題庫以及視頻的準備、規范,獲獎證書的集中與拍照,規章制度等。該環節設計的素材多,任務量大。要先作統一安排,把大工作切分成很多小任務,具體每項任務都下達到相關老師,規定好上交時間。收集完材料要對格式進行規范、校對,不合格的要重新反饋修改,如此反復,直到所有素材都分門別類得準備好。網站設計相關素材的準備,主要是網站上顯示的各種圖片等,相關素材要準備幾個方案,以便統一討論選出最優方案。
在高等農業院校,分析化學實驗課是一門十分重要的基礎課,在整個教學過程中起著極為重要的作用,它是培養學生科學素質的一種有效形式,是培養農業生產和科研等合格人才不可缺少的教學基本環節。通過學習,使學生更深刻地理解有關的理論知識,提高學生實際操作技能及分析問題、解決間題的綜合能力。圖分析化學實驗課考核方法有筆試、操作等。實驗操作考試是考查學生實際操作能力、動手能力和基本實驗技能的一項考試,是培養學生基本科學素養的一項必不可少的工作。以筆試的方法進行考試無助于培養學生的動手能力和實驗操作能力,在檢驗學生實際操作能力和基本實驗技能方面,實驗操作考試是其他考試形式不能替代的。為保證教學質量,提高教學效果,我們在重視教學實踐的同時,不斷地改革了分析化學實驗課的考核方法。總結考試經驗,形成了我們分析化學實驗課自己獨特的考核方法:即采用實驗的有關理論考試與實驗技能考核相結合的辦法(口試加操作)。
一、我校分析化學實驗課舊的考核方法
(一)2001級學生采用閉卷筆試的方式
試卷內容包括分析化學實驗中的實驗原理、實驗現象、所加試劑的作用以及所用儀器的使用方法等。像文化課統一時間統一科目進行。考前對試題進行了保密。
(二)2002級學生采用實驗操作考試
考前操作內容也是保密的。具體是:自己的老師監考,考試時間為每人30分鐘,一組02人,所有學生實驗操作內容一樣,都是通過酸堿滴定計算溶液的濃度?學生操作完成后將數據以及計算結果記錄到試卷上,老師根據記錄結果打分。上實驗的全部學生考了4、5天才能結束。
(三)2003級學生采用實驗操作考試
具體是:每個學生考試時間10分鐘,學生按班級、學號排序進行考試,一個老師一次監2個學生,10分鐘后再進2名學生,依此類推。全部學生實驗考試內容都相同,都是完成一次酸堿滴定,老師要對每個學生每一個操作要領和操作要求正確與否打分。5天全部學生考試完畢。
二、舊的考核方法中存在的一些問題
分析化學實驗課舊的考核方法中存在很多的間題,比如筆試存在抄襲現象,所以不能體現出學生的實際水平,對學習好的學生也不公平。2002級學生雖然采用實驗操作考核方法,但也沒有檢查學生的操作要領,只是通過最后的計算數據是否接近準確值來判分。這兩種考核方法都沒有關注學生實驗過程中的操作是否規范,技術要領掌握與否。2003級學生采用的考核方法雖然檢查了學生的實驗操作技能,但不能檢查出學生對實驗理論知識的掌握程度。這樣傳下去對以后做實驗的學生的影響也不好。以后的學生在做實驗的過程中就不會深刻理解理論知識,也不認真觀察和分析實驗現象,更不分析產生誤差的原因,執照老師給定的步驟完成實驗,使用儀器的操作要領和要求也不管規范與否,因為考試時只要打聽一下使用那種儀器,突擊記憶它的正確使用方法即可過關。這樣考核的結果并沒有達到開設實驗課的目的要求,以提高學生實際操作和動手能力以及培養學生獨立思考和分析問題的能力,實驗操作并不是非要讓學生得出一個即定結果,而是讓學生掌握實驗基本知識和操作技能,這才是實驗的目的。除此之外,還有一些間題如下:
(一)分數不成正態分布
實驗成績不成正態分布,一是因為閉卷考試時有些學生在考場上作弊了(有的抄襲學習好的學生的答案,有的抄了書本),二是因為操作時一次考生人數多,有的學生抄襲別人的數據,這樣不能體現學生的實際水平。
(二)試題保密
我覺得實驗考核試題沒有必要保密。因為實驗操作考試主要考查學生的動手能力與實際操作能力,而不是考查理論知識,不能像文化課統一時間統一科目進行閉卷筆試。以筆試的方法進行實驗考試無助于培養學生的動手能力和實驗操作能力,所以不應該保密的,再說操作考試全部學生要進行4、5天,也保密不了,所以實驗考試本身應該開卷考試。
(三)突擊訓練問題
后面考的有的學生向已考過的學生打聽操作所用儀器,然后進行突擊訓練。操作姿勢和要求是靠平時積累和培養的,不是靠突擊訓練。有的儀器使用方法突擊也沒用。分鐘內不但要完成一個完整的操作,還要考慮儀器使用方法的話時間是比較緊張的。上課使用的每種儀器老師都詳細的講到它的正確使用方法和操作姿勢。只要你平時都按照要求使用,考試01分鐘是足夠的。
三、分析化學實驗課新考核方法
為了使學生成績能夠客觀地反映學生對實驗基本知識和操作技能的掌握程度,激勵學生學習的積極主動性,我們采用平時實驗報告成績與期末考試成績相結合的辦法給出最終成績:即平時實驗報告成績占50%,其中包括預習報告、實驗態度、實驗操作技能以及實驗結果的準確度與精密度。考試成績占50%,其中包括實驗有關理論考試成績和操作考試成績。為了提高實驗課的教學效果和加強學生對實驗知識的理解和掌握,我們提出新的實驗考核方法:即采用實驗的有關理論考試與實驗技能考核相結合的辦法(口試加操作。具體做法如下,
(一)試題
試題內容為口試加操作。考試試題的難易程度一致,保證考試的公平性。口試內容為實驗有關理論:即所做過的分析化學實驗中的實驗原理、實驗現象、所加試劑的作用以及所用儀器的使用方法等,比如標準溶液的配置方法有幾種,Ha、Na0H溶液如何配置,標定二者使用哪種基準物質、采用哪種指示劑辨別終點以及終點顏色如何變化,自來水硬度測定終點顏色如何變化,K2C2r07測FeZ+實驗中加H3P4O的作用是什么,甲醛法測N%實驗原理,分光光度計的組成部分以及每部分的作用,電子天平的稱量方法以及差減稱量法的步驟和注意事項等內容。對實驗有關理論我們摘錄出來做成卡片,每一個問題一個卡片,一個卡片一個編號。實驗操作內容所有學生一樣,并且提前通知學生,都是完成一個完整的滴定分析操作:即將燒杯中溶液準確定容至容量瓶中,移液管準確移取一定量溶液至錐形瓶中,用標準液滴定至終點后記錄滴定管數據后報告老師。操作內容及步驟我們做成試題形式。每名監考老師拿一份實驗理論卡片以及實驗操作要領評分細則,監考老師們考前要統一口試題的正確答案。
(二)考試過程
每個考場4張實驗臺,每次考試一個考場進4名學生,每個考場2名監考老師,即每個監考老師每次監2名學生。
1、試題的擺放
我們把操作內容及操作步驟試題貼在每個考生的實驗臺上,所需儀器和藥品也整齊地擺放在實驗臺上。
2、學生進場考試
學生不按照平時做實驗的地點和代課老師進行,而是按班級、學號排序先在準備室抽考場號,準備室的老師宜讀考場規則和注意事項。每個考場先進4名學生,每個老師監2名學生。先考操作,每個學生10分鐘,到時做不完的監考老師會讓學生停止。監考老師根據每一步操作要領評分細則打記號,比如容量瓶的洗滌用水是否過量,從燒杯向容量瓶中轉移溶液是否使用玻璃棒,定容是否過量;移液管操作手法是否規范;滴定管涂油、洗滌、潤洗、裝液、排氣泡、讀數姿勢以及有效數字位數、滴定過程中活塞的控制以及終點顏色的判斷等一系列的操作是否規范。實驗操作結束后到監考老師處抽理論口試卡片編號,閱讀完題意回答問題,時間為5分鐘,在此時間內最多有三次抽卡機會,滿分逐漸降低,比如第一次滿分01分,第二次滿分8分,第三次滿分6分。考試結束后監考老師根據回答內容酌情打分。4名學生考完后監考老師收拾好儀器和藥品后再進4名學生,依此類推.我覺得實驗考核試題沒有必要保密。因為實驗操作考試主要考查學生的動手能力與實際操作能力,而不是考查理論知識,不能像文化課統一時間統一科目進行閉卷筆試。以筆試的方法進行實驗考試無助于培養學生的動手能力和實驗操作能力,所以不應該保密的,再說操作考試全部學生要進行4、5天,也保密不了,所以實驗考試本身應該開卷考試。
(三)突擊訓練問題
后面考的有的學生向已考過的學生打聽操作所用儀器,然后進行突擊訓練。操作姿勢和要求是靠平時積累和培養的,不是靠突擊訓練。有的儀器使用方法突擊也沒用。分鐘內不但要完成一個完整的操作,還要考慮儀器使用方法的話時間是比較緊張的。上課使用的每種儀器老師都詳細的講到它的正確使用方法和操作姿勢。只要你平時都按照要求使用,考試01分鐘是足夠的。
三、分析化學實驗課新考核方法
為了使學生成績能夠客觀地反映學生對實驗基本知識和操作技能的掌握程度,激勵學生學習的積極主動性,我們采用平時實驗報告成績與期末考試成績相結合的辦法給出最終成績:即平時實驗報告成績占50%,其中包括預習報告、實驗態度、實驗操作技能以及實驗結果的準確度與精密度。考試成績占50%,其中包括實驗有關理論考試成績和操作考試成績。為了提高實驗課的教學效果和加強學生對實驗知識的理解和掌握,我們提出新的實驗考核方法:即采用實驗的有關理論考試與實驗技能考核相結合的辦法(口試加操作。具體做法如下,
(一)試題
試題內容為口試加操作。考試試題的難易程度一致,保證考試的公平性。口試內容為實驗有關理論:即所做過的分析化學實驗中的實驗原理、實驗現象、所加試劑的作用以及所用儀器的使用方法等,比如標準溶液的配置方法有幾種,Ha、Na0H溶液如何配置,標定二者使用哪種基準物質、采用哪種指示劑辨別終點以及終點顏色如何變化,自來水硬度測定終點顏色如何變化,K2C2r07測FeZ+實驗中加H3P4O的作用是什么,甲醛法測N%實驗原理,分光光度計的組成部分以及每部分的作用,電子天平的稱量方法以及差減稱量法的步驟和注意事項等內容。對實驗有關理論我們摘錄出來做成卡片,每一個問題一個卡片,一個卡片一個編號。實驗操作內容所有學生一樣,并且提前通知學生,都是完成一個完整的滴定分析操作:即將燒杯中溶液準確定容至容量瓶中,移液管準確移取一定量溶液至錐形瓶中,用標準液滴定至終點后記錄滴定管數據后報告老師。操作內容及步驟我們做成試題形式。每名監考老師拿一份實驗理論卡片以及實驗操作要領評分細則,監考老師們考前要統一口試題的正確答案。
(二)考試過程
每個考場4張實驗臺,每次考試一個考場進4名學生,每個考場2名監考老師,即每個監考老師每次監2名學生。
1、試題的擺放
我們把操作內容及操作步驟試題貼在每個考生的實驗臺上,所需儀器和藥品也整齊地擺放在實驗臺上。
2、學生進場考試
學生不按照平時做實驗的地點和代課老師進行,而是按班級、學號排序先在準備室抽考場號,準備室的老師宜讀考場規則和注意事項。每個考場先進4名學生,每個老師監2名學生。先考操作,每個學生10分鐘,到時做不完的監考老師會讓學生停止。監考老師根據每一步操作要領評分細則打記號,比如容量瓶的洗滌用水是否過量,從燒杯向容量瓶中轉移溶液是否使用玻璃棒,定容是否過量;移液管操作手法是否規范;滴定管涂油、洗滌、潤洗、裝液、排氣泡、讀數姿勢以及有效數字位數、滴定過程中活塞的控制以及終點顏色的判斷等一系列的操作是否規范。實驗操作結束后到監考老師處抽理論口試卡片編號,閱讀完題意回答問題,時間為5分鐘,在此時間內最多有三次抽卡機會,滿分逐漸降低,比如第一次滿分01分,第二次滿分8分,第三次滿分6分。考試結束后監考老師根據回答內容酌情打分。4名學生考完后監考老師收拾好儀器和藥品后再進4名學生,依此類推。:
2.通過實驗創設問題情景
對于一些抽象的概念,學生學起來會感到枯燥乏味,如果巧妙地運用實驗創設一種問題情境,讓學生自己去尋找答案,就會化難為易,達到掌握概念的目的。例如在講燃燒、自燃等概念時,可以演示這樣的實驗:用扇子對著浸過白磷二硫化碳溶液的濾紙輕輕扇風,濾紙突然燃起火苗。學生感到非常奇怪,不用火點,僅用扇子扇怎么就能使濾紙燃燒起來呢?學生急于尋找謎底,教師不必直接回答,可引導學生自己通過閱讀課本去解決。
3.通過實驗使學生獲得知識規律
為了提高化學教學的效果,讓學生掌握知識規律,可以在實驗中提供機會。比如在講鹽與某些金屬反應的規律時,可以為學生提供幾種金屬與幾種鹽溶液,讓學生通過實驗,自己總結出鹽與金屬反應的一般規律。然后再提醒他們將自己得出的規律與課本中的敘述作比較,看看自己總結的規律是否有不完善、不確切的地方。這樣做既有利于學生掌握知識,又可讓學生品味自己獲得知識的喜悅。
1.有些實驗具有一定的危害性和危險性,這些實驗是不適合進行現場演示的,對此,我們不妨借助于多媒體課件進行演示。如要做“濃H2SO4”的實驗時,可通過多媒體展示濃H2SO4滴入水中放出大量熱量,使H2SO4液飛濺現象的視頻,這既能保證學生的安全,避免過去傳統實驗演示過程中的一些安全隱患的問題,又能使學生加深對這一知識點的理解,進而取得良好的教學效果。
2.利用多媒體課件進行實驗,可以增強實驗過程的可見度,提高實驗教學的效率。開展化學演示實驗,其目的是通過實驗讓全體學生觀察到物質變化的全過程,培養學生觀察實驗的能力。在進行“金屬鈉和水”反應的實驗時,過去傳統的實驗演示是利用鈉和水在大燒杯中進行反應,現在我們則可以利用多媒體技術中的投影改在方型試管中進行,同時向盛有滴加酚酞的水中加入金屬鈉,通過多媒體清楚地進行演示,從而讓學生清晰地觀察到“浮、球、游、消、紅”等現象的發生,加深學生對相關知識點的記憶。
二、通過化學實驗培養學生的觀察能力
觀察化學現象不僅是學生獲得感性認識的首要條件,也是一切科學成就的開端。因此,化學實驗過程中,我們一定要培養學生的實驗觀察能力。
1.引導學生形成正確觀察實驗現象的順序,提高實驗成功率。化學實驗過程中,會有很多實驗現象發生,因此在實驗教學中,一定要培養學生觀察實驗現象的能力。如在做“用氫氣還原氧化銅”的實驗時,可讓學生分組來進行。在實驗開始前,我在黑板上列出了需要觀察實驗現象的順序提綱:(1)化學實驗過程中,反應的顏色、狀態分別是什么;(2)實驗過程中的反應條件是什么;(3)反應中的試管內物質的顏色又有哪些變化呢?(4)試管口有哪些化學現象?通過教師有目的地引導,學生在觀察的過程中會形成正確的觀察順序,這樣可以幫助學生形成概念,加深他們對知識點的理解,從而有效地使他們鞏固化學知識。
按照11版教學培養方案的修訂,有機化學由原來的126學時減少到108學時,上下半學期各54學時。同時,有機化學實驗也做了相應的修改,由原來的90學時減少到70學時,上下半學期各35學時。在此次教學方案修改的同時,有機教研室依據教育部規劃教材特點,結合我校化學專業長遠發展需求,立足于學生可操作性,本著“微型化、節約化”原則,進一步梳理與完善了有機化學實驗教學內容。在堅持熟練基本操作的基礎上,將教師科研方向中的一些原料合成作為教學內容引入到了有機化學實驗操作中,例如,將降冰片烯二酸酐的制備引入教學環節,讓學生在鞏固雙烯合成理論的基礎上,進一步熟練如何利用已知原料合成目標產物的方法。再如,在重結晶實驗操作中,由于原料的恒定性,學生實驗往往很容易形成機械操作、簡單重復和照方抓藥等特點。為了打破重結晶原有實驗原料的單一性,我們借助重點實驗室這一平臺,跟有科研項目的老師一起交流并達成共識,他們合成的粗產物直接應用到有機化學教學實驗中,形成了原料種類多樣性。變換原料,學生就得通過重結晶的步驟,合理選擇理想溶劑,提高了學生參與實驗的主動性,同時也為老師科研提供了保障,避免了實驗產品的浪費。另外,對先前的常量化實驗也進行了改進,引入了微量實驗儀器,樹立學生節約意識,進一步強化學生的實驗技能。
1.2教學模式的轉換
傳統的實驗教學模式只注重學生實驗結果,往往忽視了實驗過程。有機化學實驗教改過程,首先,注重實驗前的準備。讓學生通過相關文獻檢索,吃透實驗操作中的一些問題,熟悉物料性質,確保實驗順利進行(見圖1)。其次,全面干預學生實驗操作過程。在實驗操作過程中既要強化學生的實驗操作技能,對于違規操作行為,要及時糾正,必要時要作為典型案例,引導全體學生注意,同時還要全面跟蹤學生實驗過程,設立專門教師實驗臺,實現學生和教師共同實驗,在實驗操作中及時將實驗過程中出現的問題反饋給學生,進一步培養學生對一些反常現象的理解和認識,鍛煉學生分析與解決問題的能力(見圖2)。第三,做好實驗結果總結與實驗報告信息反饋。對于實驗結果來說,由于個人的操作或多或少存在差異,尤其在現象描述、收率計算和物理參數測定等方面都多少存在分歧,采取集中討論與分散交流相結合的方式,干預學生實驗結果討論,引導學生對實驗結果做出正確的判斷,為后續實驗報告的書寫奠定基礎;對于實驗報告信息反饋,一要堅持原有認真批改實驗報告的做法,二要在新的實驗開始時做好實驗報告的點評工作,既要突出表揚優秀的實驗報告,也要指出不合格的實驗報告,通過以“優幫差”,切實發揮好“傳幫帶”的作用,逐步完善學生對實驗報告的書寫。三是對學生在實驗創新中提到的一些改進措施要給予合理的解釋,激發學生積極嘗試實驗的熱情,增進學生對化學實驗的興趣。
1.3教學評價體系
老師通過實驗教學中的“預習、操作、衛生和實驗報告”可以直觀地給學生在某個實驗中給予合理的分數。反過來,學生也要發揮監督老師的作用,通過教學評價體系,可以反映出教師在實驗教學中的投入。學校雖然每年都通過教學評價系統,讓學生對老師教學做出客觀公正的評價,進一步激發教師的教學熱情,但效果往往不是很理想。我們在有機化學實驗教學環節中引入了“一個實驗一評價體系”,采取無記名信息反饋,梳理后將意見轉達給任課教師,通過教研室活動討論,確定整改措施,并及時地應用到下一個實驗中,并將有用信息擴大到了整個教研室活動中,使得教師在教學中豐富閱歷,使得學生在學習中長了見識。這種做法在學生與教師中已經形成了良性互動,并得到了很好的評價效果。
1.4科研協助教學改革
有機化學實驗是在大學二年級開設,學生已經初步掌握了一些基本的實驗技能操作,在有機化學實驗實驗教學過程中,積極引導學生參與教師科研活動,增強學生對學科前沿知識的了解,提升學生對化學實驗的興趣。具體可通過內蒙古每年舉辦的“挑戰杯”科技作品競賽和畢業生畢業論文的設計兩個途徑進行嘗試,讓學生以興趣小組形式參與到教師科研項目中,讓學生從教師科研活動中吸取寶貴的信息資料,獲得長足的進步。例如,β-氨基酮類化合物的合成(Mannich堿)是有機化學理論知識中的內容,基本的有機化學實驗教學中并沒有此類化合物的實驗操作內容,是一個綜合性很強的實驗操作,學生要從多組分溶劑的選取、TCL(薄板層析)、重結晶、熔點測定等一系列實驗技能入手,擴展了學生的思路,增強了有機實驗手段的連續性和銜接性。截至目前為止,已有兩屆學生10多人次,借助教師科研平臺,參與“挑戰杯”科技作品競賽,并獲獎;有三屆學生15人次,通過參與教師科研活動,發表了高水平的學術論文。當然,這些成績的取得反過來又促進了實驗教學的運行,在培養學生實驗技能的同時,進一步拓展了學生在實驗中“敢想、敢問、敢做”的理念,從某種意義上也完善了新版教學培養方案。