时间:2022-03-27 20:34:18
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学实验论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
绿色化学是世界科学可持续发展的需要,自1995年,由中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题以来,我国的绿色化学也逐渐活跃起来。近几年,随着环境污染的日益加剧,生态环境的不断恶化,人们越来越关注污染问题,绿色化学观点的提出,让许多与化学息息相关的行业都积极响应。面对学术界绿色环保的方兴未艾,作为化学教育工作者,除了具有扎实的基础知识以外,还应将环境污染、保护、治理等作为自己的研究方向。将绿色化学的理念根植于心,牢固树立可持续发展的观念,“计利当计天下利,求名应求万世名”,正确处理可持续发展和绿色环保的关系,将绿色化学的十二条原则始终贯穿于化学教学实验全过程之中,从一点一滴入手,培养并传播绿色化学的理念,绿色化学强调的是原子经济性,即在获取新物质的化学原料中,充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又从根本上解决污染物排放问题,让这种理念时刻伴随学生,随着知识的积累而得到传承和发展。在传授学生知识的同时,还要引导学生正确认识科技发展的负面性:若保护不好环境,发展也会受到严重制约。在课堂上,教师可以提出关注较为广泛的问题进行讨论,比如:40年代初期发生在美国洛杉矶市的“化学烟雾事件”。光化学烟雾是大量碳氢化合物和挥发性有机物在阳光作用下,与空气中其他成分起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中,洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。由此引出我国社会关注度较高的问题——雾霾的成因。光化学烟雾主要为气态污染物,而雾霾则是大气颗粒物,然而光化学烟雾最终生成大量的臭氧,增加大气的氧化性,这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐渐凝结成颗粒物,从而增加PM2.5的浓度。也就是说,光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。因为这种讨论与我们每个人生活都息息相关,积极指导学生开展与化学相关的绿色环保行动,这既有利于知识的巩固,又能增强学生的环保意识,使学生明白,我们生活的地球处处需要保护环境。
二、尝试探索创新,推广绿色实验
众所周知,很多化学知识都是以化学实验引入并且加以验证的,实验是化学教学中的重中之重,如果能在基层教学过程中,大力推广绿色实验,势必会将绿色化学贯穿整个教学。传统化学实验所使用的实验药品,以及伴随实验所产生的各种废弃物,不但对环境造成污染,对师生的健康或多或少都会有一些影响。因此,在教学实验中,教师应严格把关,Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。
1.防止废弃物的产生,比先产生后治理要重要;
2.合成方法应设计尽可能将所有起始物嵌入到最终产物中去;
3.只要可能,合成反应应设计成反应中使用和生产的物质对人体和环境无毒或毒性很小;
4.设计的化学产品应在保证其应有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小;
5.尽量不用辅物质(如溶剂、分离试剂等),当不得已使用时,也应使用无毒物质;
6.能量消耗应是越少越好,应能为环境和经济方面所认可,合成方法应在常温、常压下实施;
7.只要技术上和经济上是可行的,尽量选择可再生的原料;
8.应尽量避免不必要的派生过程;
9.尽量使用具有催化选择性的试剂;
10.化学产品中的设计应保留其功能,减少其毒性,当完成自身功能后不再滞留于环境中,使之降解为无毒的物质;
11.需要开发实时、跟踪监控的分析方法,预先监控有毒物质的形成;
12.化学物质及其在化工过程使用中的物态,应选择潜在化学随机事故(包括气体泄露、爆炸和着火)最小的,等等。从以上论点可以总结出,化学实验绿色化的内容包括:化学试剂、溶剂和催化剂的绿色化,尽量选择低毒和可再生资源,溶剂尽量选择水溶剂,避免采用有毒有害和挥发性溶剂,催化剂应首选采用无毒害、无腐蚀的物质;实验剂量绿色化,在保证完成化学反应的情况下,尽量使用最小剂量的试剂、溶剂和催化剂;对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染程度降到最低。
三、激发探究精神,完善绿色化学
(一)开展微型化学实验
微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。近年来,在我国化学实验教学改革领域中,微型化学实验蓬勃发展,引起国内化学教育界极大关注。目前微型化学实验开展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探索,并取得了骄人的成绩,逐渐形成了具有中国特色的微型化学实验特点:微型仪器价格低廉且配套比较完整,在国际上具有很强的竞争力。此外,微型化学实验与传统实验相比,具有明显的绿色环保、节约药品和节省时间的特点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来,受到了广大师生的欢迎。目前,国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。
(二)探究精神在绿色化学实验中的应用
一、精心设计实验步骤,激发学生创新热情
作为化学教师要善于设计创新性实验,与教材中的既定实验相比,学生更加喜欢教师或学生自己所设计的实验。教师要摒弃传统“师讲生听”的教学模式,而是采取循循善诱、逐步引导的方式,来启发学生对实验进行深思,以达到顺利完成实验的目的。例如,在测试“酸碱盐溶液的导电性”时,实验过程会占据很多时间,为了克服这一问题,可以讲课本中的实验改为一个并联电路,对几种物质的导电性同时进行实验,既省时又省力,还有助于对比和比较。又如,“氢气与空气混合爆炸”的实验难免会给人一种恐惧感,如果采用电点火式,对实验进行远距离操作,不但克服了危险问题,而且提高了实验的科技含量,激发了学生的科学探究精神,同时对教师产生了由衷的敬佩,有助于拉近师生之间的距离。此外,对于一些具有较强开放性的实验,可以由学生自己进行实验设计,并自主验证实验结论,例如:如何捕捉空气,实验方法多种多样,可以鼓励学生自己设计实验来验证自己的想法,有助于激发学生的创新热情。
二、开展多种课外实验,提高学生科学素养
组织学生开展化学兴趣小组是拓展课外教学活动的有效方式,除了可以在课外活动中扩展基础知识之外,还可以进行化学趣味实验,例如:制作相应的实验教具、组织学生进行参观活动、进行社会实验调查等。在小学合作活动过程中,教师要鼓励学生发挥自身的特长,促使他们经常动手、动脑、参与实验。作为学校,应每年都举办科技文化节,将化学晚会作为其中的专项内容之一,学生可以在晚会上表演趣味魔术、化学实验、小游戏等各种节目,当学生们兴致盎然的观看各种化学节目时,不但有助于激发他们的化学兴趣,而且加深了学生对知识的掌握和把握,提高了学生的化学实验技能。当学生听到爆竹声声时,自然会想到不纯氢气被点燃时发出的爆鸣声;当看到清水变色时,自然会主动思考其中的原理等,有助于激发学生的求知欲望,调动学生的学习的积极性。此外,教师要结合教学实际,组织学生进行社会调查,例如,在教学“水是人类宝贵的自然资源要求学生调查家乡水资源的变化;学习“燃烧和缓慢氧化”时,指导学生对加油站、粮库等场所观察“严禁烟火”的标志;还可以让学生以自己家中的厨房为实验场所,观察家庭厨房中的现有物品,如:菜刀表面的锈迹、热水瓶内的水垢等。通过以上课外活动的开展,可以让学生充分感受到化学就在我们身边,从而增强学生对化学的学习兴趣。
三、重视实验的安全性,保证实验成功有效
安全第一,这是任何实验的首要保证,只有在安全的前提下我们才能谈及实验的改进和效果的追求,因为如果实验给师生带来了身心上的伤害,不但无法完成预期的实验目标,更严重的是会给学生带来心理阴影,让学生丧失学习化学的兴趣,所以,无论是什么实验,我们首先要考虑的是实验的安全性。首先,要及时消除实验中的不安全因素,比如如果将H2、O2的混合气体放到铁皮罐内或玻璃瓶中会发生爆炸的危险;第二,操作一定要规范、正确,避免意外的发生,对师生身心健康造成伤害。比如给试管加热时不能将试管口对准人,再比如,如果制取的气体有度一定要保证装置的气密性避免气体发生泄露;第三,实验的内容一定要科学合理,方法可靠,避免发生误解或造成事故。另外教师一定要充分预备实验,思考实验应该注意的事项以及实验中可能发生的问题,把握成功的关键,从而保证实验过程顺利安全。
四、结语
总之,化学教师要坚持“以人为本”的教学理念,从学生实际情况出发,调动学生主观意识,激发学生自主参与实验教学活动的积极性,真正让初中化学实验绽放活力。”
作者:四川省宜宾县教学研究与教师培训中心单位:罗成云
一、改变实验方式,激发学生的主动参与意识
化学是以实验为基础的科学,实验是学生进行探究活动的重要手段。化学实验特有的客观性、生动性、直观性,有助于提高学生学习兴趣,但随着越来越多的毫无悬念的验证性实验教学的进行,学生会感到枯燥乏味。因此必须改进实验方式,让学生主动地参与、体验过程。不仅要让学生动手实验,还要让学生设计实验,使学生对实验充满兴趣。在学生熟练掌握基本操作的基础上,引入设计性实验,鼓励和促使学生独立思考、观察现象和分析问题。例:给学生布置一个作业:校实验员在实验室发现一瓶无色溶液,其标签已经腐蚀掉一半,残存的标签纸上写着K,请你帮助该老师重新贴好标签纸。学生可以自行假设,并设计实验进行验证,当然答案可以是多种的。
二、贴近生产生活,进行实践探究
在具体的化学教学过程中,可以利用生活中的化学现象、物质引入所学的知识点,从而提高学生的学习兴趣。“有机物是大家在日常生活中接触得很多的一类物质,人类吃的和穿的基本上全是有机物”。学生立即就会联想到生活中所接触到的东西:米饭、肉、油、蔬菜,水果,服装……这些东西都是有机物?主要成分是什么?对身体有什么作用?例如:把成熟的苹果梨和生的香蕉放在一起,香蕉会熟得快些,加深了学生对乙烯性质、用途的理解;介绍松花皮蛋中的”松花”是碱与蛋白质分解出的氨基酸反应来的,让学生有了对蛋白质和氨基酸的了解;碱性物质可降低农药的药性、如何鉴别真假皮革、食品中的添加剂常识、高温加热煮沸和酒精消毒作用……引导学生关注生活中的化学,使学生感到学化学生动有趣,他们也愿意用所学化学知识解释、解决生活中的实际问题。事实上,学生利用学校实验室进行实验探究是有限的,但化学就在我们身边,它与我们的生活息息相关,许多探究实验都可以在家里完成,正确引导学生做好家庭实验,可以大大减轻学校的负担。教师应指导学生利用生活中的常见用品和废弃物制成简易的实验器材,或替代实验用的化学药品。这样既有助于把“活动与探究”延伸到校外,又能培养学生的实践能力、节约和环保意识。案例1:生活中哪些是过滤操作?哪些是蒸馏操作?哪些是蒸发操作?案例2:让学生思考,喝水丢弃的塑料饮料瓶有什么作用?(可以用塑料饮料瓶的上半截可作漏斗,下半截作烧杯,用塑料饮料瓶也可制作储气瓶、洗气瓶。)案例3:可以用注射器、输液管制成充气、抽气装置。引导学生用家中现有的用品,运用所掌握的知识进行实践探究:用醋酸除去水垢、铁锈的反应;食醋与鸡蛋壳的反应;土豆中的淀粉与碘酒的显色反应;水果电池;SO2和氯气的漂白性(用鲜花);分子的立体构型;晶胞的分析可以用不同大小的球形组装。家庭小实验不仅增长知识,培养能力,而且提高学生学习化学的兴趣,让学生从身边熟悉的物质和现象入手,让学生发现问题并展开探究,使学生自主地获得有关知识和经验。新课程充分体现了STS(科学、技术、社会)的教育思想,从真实问题入手展开学习活动,有利于激发学生的学习动机。
三、培养学生主动观察的兴趣,创设问题情境,培养学生的探究能力
宋代教育家朱熹曾说:“教人未见意趣,必不乐学。”这句话充分说明兴趣对学习有重要意义,学生的学习兴趣是提高教学质量的关键。学生亲自动手不仅能培养自己的动手能力,而且能加深学生对知识的认识和理解。在享受实验乐趣的同时,更要注意实验的过程。例如:任何一个化学实验都包括实验装置、试剂、操作和现象等几个部分,在实验装置中,则包含仪器、仪器的连接方法、各部分的作用、使用注意事项等;在操作中则包括装配拆卸顺序、操作步骤、实验条件和注意事项;在试剂中,主要表现在颜色、状态、气味、规格、取量等方面;在实验现象中,则包含颜色、状态、气体、沉淀、分层、声音、光、热、溶解等。通过一段时间的学习和观察,学生会逐步掌握有目的地选择重点观察的方法。特别是一些异常现象,最后对观察的各种现象进行分析、总结,得出科学结论,甚至还会有新的收获,这样比课后去记效率高的多,既节省了时间,又减轻了学生的学习压力。教师应在日常教学中养成经常设疑的习惯,应在教学过程中的最佳处设疑。因为适当的目标设置能唤起对象的多种需要。例如:在学到氢氧化钠的性质时,向学生介绍CO2能与NaOH溶液反应,但生成的碳酸钠是易溶于水的物质(无浑浊出现),反应前后没有明显的现象,难以使学生通过观察现象确定发生了化学反应。如何把这一难点分化,我想到了用塑料饮料瓶进行这一实验,在课前用向上排气法收集满一塑料瓶二氧化碳气体(瓶洗净、干燥、透明),盖好瓶盖备用。实验时,打开瓶盖,倒入少量浓氢氧化钠溶液,迅速旋紧瓶盖,振荡。可以看到塑料饮料瓶迅速变瘪并伴随着“咯,咯”的响声(说明二氧化碳参与了反应)。立即又提问能用什么方法让塑料饮料瓶恢复原状,并让学生亲自上来实验,一会儿塑料饮料瓶又鼓了起来,学生觉得很有趣。课堂教学不应局限于书本知识,要结合每节课的具体特点集多种情境于一体,创造“发现情境”的机会,营造可供学生积极探索的创造氛围,让学生评价、思考、解答。
四、注重对比教学和典型教学
透过典型的化学实验,学生可以利用举一反三的原理衍生到其他内容里面,同时抓住实验的异常现象记住化学的特殊状况,找出物质、元素间的差异。特别是必修一中金属以钠、铝、铁,非金属以氯和硅为代表。教学中,通过实验加深对性质的理解和记忆。例如:学习铝元素的过程中,通过观察了解铝的物理性质。再通过实验探究铝与酸、碱反应、氧气反应、铝热反应等重要内容,加深对铝性质的认识,从而了解铝的不同用处。而在学习某主族元素的时候,首先应就这一族元素的代表元素及其化合物的物理性质、化学性质,用途和制法进行学习。例如:在学习碱金属的过程中,选取钠元素为代表,通过对钠的观察、取用与储存方式掌握钠的物理性质。再通过实验钠与氧气、水、氯气、盐溶液的反应掌握钠的化学性质进而了解其用途和制法。然后从个别到一般逐步掌握该族元素的性质及变化规律。这个过程中迁移能力很重要,要在对比中举一反三。化学是研究物质性质的一门学科,贯穿始终的是化学反应。所以学好化学反应也就学好了化学的一大部分。无论教育体制如何变化,在化学教学中实验始终发挥着重要作用;并且随着教育改革不断深入,实验在化学教学中的地位越来越重,所以学好实验、运用好实验是新形势下学好化学的“法宝”。总之,在实验探究过程中,学生尝到了科学探究的乐趣,学会了主动探索获取新知识,掌握了正确的科学学习方法。
作者:何传英单位:攀枝花市第九中学校
目前生物化学实验教学依附于理论教学,而不是作为一门单独学科进行教学,学校、老师和学生对生物化学实验教学重视不够。生物化学实验教学内容设置简单,以验证性实验为主;实验教学方式机械简单,主要表现为教师准备、讲解,学生依样画葫芦。目前的生物化学实验教学不利于学生培养,谈不上应用能力的培养,更谈不上科研素养的培养。问题主要表现在:
1.生物化学实验教学投入不够:
湖南理工学院生物工程专业为2005年新设专业,一切从零开始,实验设备不够,无法满足现代生物化学实验教学要求。实验设备台套数不够,限制了学生单独操作实验设备的可能,例如层析系统、常压色谱仪和高效液相色谱仪各一台,很难让每位学生单独操作。
2.生物化学实验教学内容陈旧:
由于生物化学实验教学经费投入有限,生物化学实验设备单一,导致生物化学实验内容设置只能以验证性实验为主。比如运用分光光度计测定物质的含量,设置的内容太多,几乎一半实验均需要使用分光光度计。这样的实验内容设置,根本无法满足学生对生物化学基本理论、基本概念的理解,更谈不上能力的培养。
3.教学过程中学生参与性不强:
实验前预备室教师做好一切准备工作。课堂上实验教师先召集学生讲解操作步骤等等。然后学生按照实验教师的讲解一步一步完成实验内容。实验完成后,教师指导学生处理实验结果,分析实验问题。一切均由实验指导教师包办。学生不用思考,只需要机械地完成一切,久而久之,学生不再思考,更谈不上在实验过程中发现问题和解决问题。如此教学方式,必将影响学生对实验课的兴趣,不利于学生能力的培养。
二、生物化学实验教学改革内容。
针对上述问题,湖南理工学院在多方面采取对策,对生物化学实验教学进行了改革,具体改革内容如下:
1.加大生物化学实验教学投入。
加强实验室基本建设,首先从实验场地建设入手,学校加大实验场地建设,为生物工程专业建设了大量实验室,保证了实验教学场地,目前建立了包括生物化学实验分室在内的大量实验分室。在进行场地建设的同时,连续多年对生物化学实验教学仪器进行投入,购置了包括5台液相色谱仪在内的大量实验教学仪器,使生物化学实验教学内容改革成为可能。近几年来,湖南理工学院不仅在实验室硬件建设方面增加了财力投入,同时在实验室人员配置上也投入人力,把教学能力强的教师配置到实验教学上,把实验教学放在一个前所没有的高度进行建设。
2.改革生物化学实验教学内容。
生物工程专业在改革前生物化学实验40学时,实验内容主要以验证性实验为主。通过改革,把生物化学实验从40学时调整为96学时,把实验教学内容将生物化学实验调整为以验证性实验为基础,以综合性实验和设计性实验为主要教学内容,重点突出综合性实验和设计性实验的实验教学内容设置,以此为基础进行生物化学实验教学。结合教师专业方向特点,我们在生物化学综合性和设计性实验设置上主要以生物大分子的分离提纯与活性测定为主。事实证明,综合性和设计性实验的开设,激发了学生的学习与研究热情,越来越多的学生主动申请进入教师课题组从事科学研究工作。考虑到学生的学习热情,我们在改革生物化学实验教学内容的同时,结合学院每位教师的科研工作,开设了生物化学创新性实验,以期学生获得进一步提高。比如2011级生物工程专业生物活性镇痛肽的合成与活性研究课题小组,在该文作者的指导下,通过Fmoc固相多肽合成、高效液相色谱纯化、复性体系二硫键形成等方式合成生物活性多肽,将活性多肽在动物模型上进行镇痛活性研究,发现合成的镇痛多肽在动物模型中具有良好的镇痛活性,该实验结果通过该文作者整理,发表在SCI杂志“Protein&PeptideLetter”杂志上。通过创新性实验开设,学生解决问题的能力越来越强。为本科生将来进入实验室从事研究工作实现无缝对接打下了坚实基础。
3.改革生物化学实验教学方式。
传统生物化学实验教学由教师主导,学生被动接受,学生缺乏主观能动性,缺乏参与性。目前我们通过改革,将教师从主导地位改为从属地位,而学生则从从属地位变为主导地位,教师只安排实验项目,也就是出题。学生则从实验设计、实验准备、实验过程到实验结果分析全部自己解决,并且每次实验完成后学生均应该能够提出问题,教师则和学生探讨实验问题,学生的实验操作技能和实验成功率得到了极大提高。同时也使学生了解了一个实验的全部内容,为学生研究性学习,为学生将来进入社会参与工作或者将来从事研究工作打下坚实基础。
4.改革生物化学实验考核方式。
针对传统生物化学实验只注重实验理论考试和期末实验考试的做法,湖南理工学院采用全程考核的方式对生物化学实验进行全程考核,也就是实验的全过程都是考核过程。对每位学生生物化学实验成绩的评定,采用平时实验成绩、实验报告和实验考试成绩相结合的办法。平时实验成绩占比50%,平时实验成绩根据每位学生每次实验的准备情况,实验过程中各种仪器设备操作规范性,实验结果的准确性,甚至包括实验过程中试剂称量、溶液配制等实验习惯性动作进行综合评定,每次实验完成现场给出平时成绩;实验报告占比20%,实验报告的撰写是学生对自己实验过程以及实验结果的重要总结,体现学生分析归纳总结能力,同时也是对学生将来从事研究工作,撰写研究论文和研究报告的重要训练,故有必要将实验报告的撰写考核单独列出,予以评分,使学生重视实验报告的撰写;实验考试成绩占比30%,实验考试成绩和传统实验考核一致,但比重显著下降,实验笔试成绩占实验考试成绩的20%;实验操作考试占实验考试成绩的80%。通过实验考核方式的改变,督促学生在生物化学实验过程中全身心投入,认真对待每一次生物化学实验,认真对待每一个实验的全部细节,认真做好每一个生物化学实验。由于考核方式的改变,只有那些从头至尾认真对待生物化学实验的学生才有可能获得高分,大大调动了学生对生物化学实验的积极性和主动性。
三、结语
一、利用多媒体技术将抽象问题具体化
由于客观条件的限制,很多化学实验无法投入实践,然而多媒体技术的存在能够弥补这个遗憾,使得那些抽象不可实施的实验课可以展现出来,能够帮助学生进一步理解实验现象与实验结果,掌握化学知识。比如学习“物态变化”时,由于雾、霜、雨、雪、冰雹等自然现象很难在课堂上直接观察,可以通过网络视频来解决;“电流”教学时,由于电流本身不可观察,可以通过制作flas,将电荷在导体内部定向流动,进而形成电流的过程制作成幻灯片,这样在视觉上便更加容易让学生们对于电流概念的理解掌握。多媒体通过在视觉、听觉等方面的有机结合,可以极大程度调动学生的课堂参与度,创建一个直观、动态的实验情景,激发学生对于化学课程的学习兴趣。分析化学是关于研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学,是化学的一个重要分支。现代有机分析是现代分析化学的主要组成部分,是有机化学和分析相互融合、相互渗透的一种新兴的边缘科学,是人类对有机世界进行了解的一个重要途径。随着现代科学仪器以及新的分析方法和新的技术被不断应用,现代有机分析化学的研究正在不断超出化学学科领域的涵盖范围,而是把物理、数学、生物、医学、计算机科学等学科结合起来,如今已经发展成为一门具有相当广泛应用前景的学科。
1.基于铜-锌纳米复合材料表面催化发光的乙酸传感器研究。乙酸(CH3COOH),也叫醋酸(36%38%),广泛存在与自然界,是一种常见的挥发性有机一元酸,被认为是食醋内酸味及刺激性气味的来源。乙酸通常以食物、化工生产等方式与人体接触。现代催化发光气体传感器已经在挥发性有机物的测定中被广泛的应用,夏卉等科学家不仅成功地合成了铜-锌纳米符合材料,还观察到了乙酸在其表面的催化发光现象,而且他们在载气流速、温度以及波长等条件下进行了优化调试,还对其分析特性进行了简要评估,并在最终成功的构建了灵敏的乙酸传感方法。
2.络氨酸酶-金纳米颗粒-石墨烯的可抛式生物传感器的制备。酚类化合物(phenoliccompound),指的是芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物,是芳烃的含羟基衍生物,依据其分子所具有的羟基数目可分为一元酚和多元酚、依据其挥发性又可分为挥发性酚和不挥发性酚。环境中的酚污染主要指酚类化合物对水体的污染,含酚废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一,是环境中水污染的重要来源,所以能够准确得鉴定酚类化合物对于环保具有极其重要的意义。而基于络氨酸酶的传感器是一种较为方便的方法,其中的性能相对稳定的固定酶分子是关键性因素,因而作为一种全新的纳米材料—石墨烯便成了固定酶分子的理想介质;由于金纳米颗粒独特的物理化学性质,可以为电子传递进行加速,从而能为生物分子的固定提供较为理想的微观环境。由此,华东理工大学的李原婷等人成功的制备了可抛式电化学生物传感器。
二、利用多媒体技术简化化学实验
对于学生来讲,很多化学实验比较繁琐,或者有一定的风险。因此,在实验之前,教师可以利用多媒体将实验通过图片或者视频的方式进行模拟,增加实验的可视度,这样能够减少不必要的实验损失,并且有利于梳理实验前学生的实验思路。比如“伏安法测定小灯泡电阻”,由于电路连接在实际实验中比较繁琐,容易出现连接错误的现象,如果通过利用多媒体将简化的电路图呈现给学生,理清学生进行实验前的线路连接思路,并且对于电流表以及电压表的使用,也可以通过模拟的方式。总之,通过多媒体大大提升化学实验的教学效果,激发学生的学习兴趣,学生通过多媒体将化学实验理解并掌握。模式识别是人类的一项基本智能,在日常生活中,人们经常在进行“模式识别”。模式识别的应用包括文字识别,语音识别,指纹识别等。多模式识别传感器则指的是通过传感材料性能的多样性如电、光、热等开发的具有多个传感原理的传感模式,它可以为传感器的传感材料提供丰富的信息,从而能够识别不同类分析物或者多组分同时分析。四川大学的胡静等科学家成功设计了一款基于紫外光诱导n-Si/TiO2/TiO2:Eu表面光电压及荧光的二维传感器,可以区分20多种的挥发性物质,以及市面上销售的5种饮品,这也成功得验证了二维传感器的稳定性及其准确的识别能力。
三、结语
综上所述,在新课改的背景下,多媒体技术迅速在我国的教学过程中普及。我们必须承认,多媒体借助强大的网络资源优势与媒体应用能力可以充分营造一个精彩高效的课堂。化学实验作为一个可以让学生近距离接触化学的重要教学环节,有助于学生理解与认识化学,提升课堂教学效率。当然,利用多媒体的优势的同时,切忌盲目利用多媒体。在合适的条件下让学生亲身实践,才更符合我们新课改对于教学的要求,为我国输送更多的全面发展的综合型人才。
作者:刘玉德 单位:中国烟草总公司青州中等专业学校
一、强化规范教育,加强基础训练
通过人们长时间的实验工作表明,规范化学实验是避免出现意外事故、保证化学实验室正常秩序的重要手段之一,并且还是对学生的职业素质与工作习惯进行培养的重要方式。依据高等职业学校学生的实际特点,按照高职化学教学大纲的基本要求,可以制定出化学的基本规范,主要包含的内容有:(一)确保化学试剂与仪器的摆放顺序,在使用完化学仪器之后,应当对其进行清洗,且将其放回原位;(二)对于他人的实验仪器,不能擅自使用,倘若仪器被损坏,必须向有关人员申报或者是补领,同时还应当依据有关规定予以赔偿;(三)在未经教师同意的情况下,不能将化学实验室内的仪器与试剂带出去;(四)在使用药品时,应当依据有关规定用量,不可擅作主张更改药品的用量;(五)依据有关规定对化学废液或废物进行倾倒;(六)不可擅作主张做一些没有规定的实验项目;(七)在实验过程中,应当详细、真实地记录实验的数据、现象;(八)一旦出现意外,必须保持冷静,及时向上级汇报,且采取有效的、正确的处理措施。以上的化学操作规范,对帮助学生养成正确的实验习惯,树立务实、严谨的实验态度,提升化学实验的有效性,都具有十分重大的意义。在高职化学实验教学过程中,教师为了进一步加强化学操作规范,可以与实际的化学课程有机结合,在开展实验教学之前,利用一段时间实施现场教学,以便将各项操作规范切实贯彻于化学基本操作当中,让学生意识到规范制定的主要目的;另外,对于一些操作不规范的学生,教师应当对其说明不规范操作将带来的危害,进而对其予以纠正。通过对学生进行实验规范教育,且加强其基本操作训练,能够为之后化学实验教学的正常展开打下坚实的基础。
二、优化实验内容,增加设计性、综合性实验
所谓的设计性实验,指的就是具有探索与研究性质的一种实验种类,要求学生按照实验的条件与要求,选取合适的实验仪器和方法,自主对实验的线路进行有效的设计,对实验的步骤进行科学的安排,并且单独完成整个实验,对于实验过程中所碰到的各种问题,必须自行处理,最终独立完成实验报告的撰写工作。而综合性实验是复合型实验的一种,该实验的主要内容是由某个学科与有关的学科知识相互交叉、融合的一种实验技术与方式,将若干门专业课的理论知识与技能结合起来。这就需要学生在实验的过程中可以把所学习到的各种知识都应用起来,以有效提升自己的综合运用能力与素质。例如,教师可以提出“鸡蛋壳中钙的提取与含量测定”的实验,要求学生自行对实验思路进行设计。在完成设计之后,教师再对学生的设计方案加以评定。为了能够将学生的创造性与主观能动性都发挥出来,教师在实验教学的过程中,可以仅仅向学生说明实验操作的要点与需要注意的事项,然后由学生自主对实验试剂加以配置,而对于实验过程中所遇到的各种问题,例如仪器的选择等,教师可适当给予指导,进而使其自己找到解决问题的方法。采取这种方式不但可以帮助学生掌握基本的化学实验操作技能与制备方式,同时还能够培养其实验设计的能力。
三、加强化学实践教学
加强高职生综合素质水平的一个关键措施,就是对其探索求知的态度与能力进行有效的培养。在化学知识学习过程中,实验同样是一种实践活动,在实验的过程中,学生对物质进行探究与认识,理解化学的原理与技能,掌握化学研究的实验手段,锻炼科学探索能力,并且感受科学家实验探索的方式与过程,进而得到实验探究的愉悦与成功的感受。高职化学教师在实验教学过程中,应当积极主动地为学生创造有利的条件,以便使学生能够积极加入到化学知识与实验技能的探索当中。比如,化学教师可以设置一些具有探索性的化学实验,要求高职生动手做,在此过程中,教师先不告诉学生实验的最终结果,使学生在一边实验一边探索的过程中,得到实验的结果,然后教师与学生再对结果进行探讨与分析。上述这种措施使得学生参与讨论的机会变多,加速了学生动脑和动手的有机结合。在这个过程中,学生不仅能够得到较为深刻的理解,同时还可以调动学习化学知识的积极性与主动性,对提升高职生的实验技能十分有利。
四、充分运用现代化的教育手段
在化学教学过程中,使用一些现代化信息教学手段与技术,对提升教学效率与质量,具有极为重大且现实的意义。例如,计算机、光盘以及录像带等,可以带给学生不一样的感官刺激,而互联网技术与多媒体技术能够给学生提供具备良好交互性的界面,对调动学生学习的积极性,且实现协作学习,都极为有利,这在一定程度上扩展了学生学习的空间。教师可以将一些学生要阅读、训练以及模仿的学习内容,放在校园网络或者是多媒体网络当中,例如,把一些平时较为常用的实验仪器的使用方法与注意事项,以电子文件的形式上传至校园网上,供学生学习。学生如果在学习过程中遇到不明白的知识点,可反复不断地观看,进而在一定程度上提升了学生学习的自主性与积极性。
五、总结
在高职化学教学过程中,有一些实验是必须进行演示的,但由于种种原因,严重影响了教学的效果。而现代多媒体技术完全弥补了这一缺陷,在现代信息技术的帮助下,学生不但可以观察到教师所做的演示实验,同时还能选取不同的现代教学技术对观察的时间进行设定,这极大地提升了演示实验的时效性。
作者:周伟庆 单位:江苏省连云港中医药高等职业技术学校
一、引入图示教学法,让学生高效而迅速地理解和掌握实验操作步骤
研究表明,人脑处理图像的速度是处理文字的60,000倍,而且,图示教学法也已经在多门学科的理论课教学中得到了广泛的应用。图示法可以使抽象的知识具体化、形象化,也可以使零碎的知识系统化,从而简明扼要地概括出教学内容的重点和难点。在日本,研究人员以及硕士和博士研究生们广泛使用的生物化学以及分子生物的实验方法参考书普遍采用了图文并茂的格式,笔者在考察中了解到大家普遍认为这种图文并茂的表现格式化无形为有形,形象生动,简单明了,而且使读者便于对实验内容的整个流程进行整体的把握。为了考察图示法在食品生物化学实验教学中的效果,我将图示法引入实验操作步骤的说明中,并且对其效果进行了问卷调查。在实验教学过程中,我让学生们对照使用常用的文字描述形式的实验方法和图文并茂形式的实验方法,并且对问卷进行了回答。问卷的内容包括:1.从第一印象看,你更愿意选择哪种形式的实验方法?2.在实验操作前,哪份实验方法介绍的内容更容易读懂?3.在实验过程中,你主要参照了哪份实验方法?4.实验课结束后,哪份实验方法更容易回想起来?5.如果让你设计实验方法,你喜欢选用哪种形式来设计?来自5个班的209名学生在对两种形式的实验方法进行对比使用的基础上,对问卷进行了回答。在对前4个问题的回答中,分别有94%、93%、91%和97%的学生选择了图文并茂式的形式。在对最后一问的回答中,有87%的学生选择了图文并茂的形式。从问卷调查结果来看,无论是从第一印象、易懂性、实验指导性还是在容易记忆性方面,90%以上的学生选择了图文并茂形式的实验方法。对问卷的最后一问,虽然选择图文并茂形式的学生人数低于90%,但课后调查发现,多数学生是因为对画图没有自信而选择了用单纯文字描述来设计实验。因此,图示教学法使实验内容形象生动,简洁概括,便于学生迅速而有效地理解和全面掌握实验步骤,其教学效果得到了大多数学生的认可和好评。
二、通过适时安排实验设计,及时进行知识的回顾和综合
食品生物化学实验课通常安排在理论课教学之后,起到加深理论知识的理解和培养学生实验技能的作用。因为受到课时数、仪器设备、师资力量等因素的限制,实验课的内容是由几个独立的有代表性的实验内容组成,而且各实验内容之间缺乏内在的联系。为了使所学的知识通过对比而得到理解加深,通过综合运用而实现全面的掌握,并且也为了同时培养学生解决实际问题的实践能力,我在淀粉的显色和水解实验、氨基酸纸上层析实验和蛋白质的呈色反应实验之后,及时地引入了实验设计的课题。课题的目的是通过复习单糖、淀粉、氨基酸和蛋白质的性质,运用已经学习的生物化学反应原理和检测方法,鉴别未知混合溶液的组成成分。课题的实验对象是三种未知混合溶液。课题的实验要求是:(1)首先,自己设计鉴定方法与操作步骤,并预测实验结果。(2)实验中,根据实验设计选择试剂,实施检测方案,观察实验现象并记录实验结果。(3)实验后,分析实验结果,判断溶液的组成成分,完成实验报告。实验设计课题布置后,学生们翻阅理论课教材和实验指导,回顾已经学习的相关章节和已做过的实验内容,积极地思考检测方案,并且以小组为单位,各抒己见展开了热烈的讨论。从课堂检查结果来看,大部分的实验小组能够制定出比较合理的实验方案,虽然他们所用的时间长短不一。其他一小部分实验小组的方案在经过教师的启发和引导后,也趋于完善。在实验方案的实施过程中,学生们抱着比通常的验证性试验更强的好奇心,仔细观察每个实验现象,验证自己提出的预想和假设。从实验结果来看,大部分的实验小组能够正确地推断出三种未知溶液的组成成分。虽然正确的实验结果能给予学生成就感和自豪感,这对于激发学生的求知欲和学习兴趣至关重要。但是,从任课教师的角度来看,实验设计课题的实施过程更为重要。与一般的应试复习截然不同的是在此过程中学生们对已经学习的书本知识进行了能动的复习,而且通过对比进行了进一步的巩固和认识的加深。与此同时,在探究的过程中,学生的学习积极性和主观能动性得到了充分的发挥。食品生物化学实验设计课题的导入,在加深和巩固理论知识的理解、锻炼学生的实验操作技能、培养学生发现问题和解决问题能力等诸方面,都起到了明显的推动作用。
三、以附加实验补齐各实验组之间的进度差异,及时进行实验总结
实验小组之间存在实验进度的差异是不可避免的,如果提前完成实验的学生可以提前离开实验室,这样既影响了实验未完成小组的情绪,而且也无法进行系统的实验总结。我尝试了通过引入与计划内容相关的附加实验来补齐小组之间进度差异的方法,而且附加实验的结果将在实验总结时展示给全班同学并归纳进实验总结中。所以,附加实验不仅补齐了实验小组之间的进度差异,而且充实和拓展了实验内容。另外,我还发现实验内容的拓展大大地激发了学生的学习兴趣,许多实验小组在顺利完成计划实验内容的前提下,争取演习附加实验内容。实验总结是实验教学的一个重要环节,学生在实验过程中往往专注于实验操作,并没有及时将实验结果与要验证的生物化学理论联系起来。通过实验总结,趁热打铁,从刚刚观察到的实验现象引伸出生物化学理论,并且让学生更加充分地理解生物分子的特性以及生物化学反应的机理。与此同时,还要对实验中发现的问题进行一次综合的说明,从而起到全面提高实验课教学效果的作用。食品生物化学是一门发展的学科,随着生物化学、食品科学及其相关学科的不断发展,食品生物化学的内容也在不断充实和完善。为了培养出掌握扎实的实验操作技能、具备科学的发现问题和解决问题能力、适应我国迅猛发展的食品行业需要的高素质科研和专业技术人才,食品生物化学实验教学作为食品生物化学教学中不可分割的一个重要部分,其教学方法的革新将发挥积极的作用。
作者:郎刚华 顾立众 单位:江苏食品药品职业技术学院食品与营养工程学院
1.1实验技术人员对实验室仪器管理重视程度不够
目前我院实验中心承担了全校理工科学生的化学基础实验教学,包括材化、化药、生工的全体学生。上物理化学实验课的班级有50个,学生人数达到1500余人,而物理化学实验室仅有4间,上物理化学实验课的全体师生是走“流水线”的形式,再者,师生总体受“重教学,轻实验”思想的影响,学院领导对实验技术人员工作的认同度不高,导致实验技术人员工作积极性下降,实验技术人员都产生一种消极应付实验仪器设备管理心理,敷衍实验教学。
1.2实验教学过程未严格遵循管理制度
我院物理化学实验室制定了相关实验室运行规章制度,要求每次实验要安排值日生,仪器要严格按照使用步骤操作,仪器损坏要及时登记等。但是在具体的实验过程中,很多教师为方便学生实验,或者节约实验时间,没有按照仪器正常操作规程操作仪器,比如,使用旋光仪一定要预热至少十分钟,很多学生根本就没有做到。同时,在物理化学实验教学中,由于参与实验的学生较多,指导教师不能一对一指导,大部分学生都在摸索中完成实验过程,结果导致学生实验做完后,仪器也损坏严重。
2定位化管理物理化学实验仪器探讨
目前,定位化管理在很多行业起着重要的作用,王晓础等等报道了在大型综合医院手术室仪器管理中采用双向定位的方法进行管理,周清武报道了对药房药品进行定位化管理,辛晓东报道了对煤矿井下人员进行定位系统管理,刘建东等报道了在小包装中药饮品库房进行定位化管理,张玉琢报道了在高校图书馆自习区有限定位管理。现在我们把定位化管理运用到物理化学实验室教学仪器的管理中。
2.1定位化管理实验仪器理念
定位化管理就是将物理化学实验室教学仪器统一定位,放置于实验室,使用后立即放回原处,保证实验的顺利进行。首先,制作好物理化学实验仪器分布表模型,在模型上标注好各种实验仪器的摆放位置,通过该模型可以正确找到仪器;又在每个实验仪器上粘贴标识来表明它原来的归属位置,通过仪器上的标识反向找到它的归属位置,可以有效提高实验仪器的管理。
2.2定位化管理实验仪器的初步构想
仪器分布表模型包括实验室房间号,仪器名称和维修情况,将各种仪器制成不同的小模型并写上名称粘贴在上面,不同仪器可以用不同颜色区分。将仪器分布表模型放在实验室的最前方,即黑板下方,方面上物理化学实验课全体师生查看。具体操作步骤如下:实验技术人员在上课前首先对上实验课教师说明要求定位化管理仪器,实验结束后,指导教师按照仪器分布模型要求学生将实验仪器摆放好,如果在实验结束后,仪器如果损坏或缺失应及时上报给实验员,实验员检查通过后,师生方可离开实验室。3.3定位化管理实验仪器的预期效果通过采用定位化管理物理化学实验教学仪器,其预期效果有:首先,方面师生教学,教师能轻松演示实验,学生进行实验时也能快速找到所需仪器,改变了以前学生满教室找实验设备的现象;其次,学生实验能够更加有序地进行,在实验进行中,能及时发现仪器问题并进行维护;最后,将实验教学仪器按照仪器分布表模型还原,能够减少实验技术人员的工作量,方便实验技术人员更加有效的管理实验仪器。
3结语
一、强化演示实验教学
课堂上的演示实验是激发学生学习兴趣的良方,可以使学生全身心地投入到课堂教学中来.人教版教材根据义务教育的新大纲要求,在各章节当中一共编排了85个课堂实验演示.丰富多样的实验演示有的目的在于让学生感受与掌握化学的定义和原理,有的目的在于让学生更好地分析和验证元素化合物的知识,有的则是让学生习得化学实验的基本操作流程.对于这些演示性的实验,笔者基本上是安排在常规化学课堂活动中完成的,且力求做到实验演示的规范化、现象的显著化、阐述的准确与简练化.对部分演示实验装置和实验操作流程还进行了恰当的补充与改进,以便增强演示实验的效果.例如,在讲“分子”时,笔者添加“氨的挥发”以及“碘在酒精中溶散”两个实验,有效深化了学生对“分子运动”的了解;在讲“燃烧和缓慢氧化”时,笔者对“白磷的燃烧”演示实验做了适当改进,使用球胆慢慢地向烧杯热水中注入氧气,能够看见热水里的白磷和氧气经过接触之后,逐渐开始燃烧,并产生出火光.在实验演示后,笔者请学生思考问题:第一,为何铜片上的白磷可以燃烧,而红磷却不可以燃烧呢?第二,水里边的白磷要满足何种条件才可以燃烧?第三,红磷可不可以燃烧呢?接下来添加演示“红磷燃烧”的实验,把少量的红磷放到铁纱网中,直接放到酒精灯的火焰上进行加热,让学生观察在空气中红磷的燃烧现象,之后指导学生阅读课文内容,概括归纳出燃烧所需的条件.这种学习方式,既有助于学生理解化学知识,又能使学生将化学知识牢记于心.
二、开发家庭小实验
实践证明,家庭小实验的引入可以让课堂活动延伸到课外,其对培养学生学习的积极性、深化知识与技能、提升智力有着一定的作用.例如,笔者第一次布置“绪言课”的家庭小实验:观察蜡烛的色态、构造和点燃蜡烛时候的现象,且和课文习题结合作为家庭作业的时候,学生感到非常新奇.第二次布置家庭小实验:用玻璃杯、饭碗与小蜡烛来测定空气中氧气的含量,学生逐渐产生了兴趣,大部分学生在家里操作了这一实验,部分学生获得成功,有的失败了.等到第二天学生一回到课堂上就七嘴八舌咨询老师,通过简单的解释与指导之后,一些学生回家又一次做了这一实验,在其获得成功之后,兴奋不已,对化学课程的兴趣也受到强化.以至于后来,在笔者做实验演示时,学生就要问:“老师,家里可不可以做呢?”结合课堂知识内容,除布置学生完成课文中所设置的家庭小实验之外,笔者还添加一些富有生活气息,与所学化学内容密切联系,且在家里可以找到素材进行独立完成的家庭小实验,作为学生的家庭作业.这些家庭小实验,按照课程进度相应地布置给学生完成.很多学生都乐此不疲,兴趣黯然.在学生每做一次家庭小实验后,笔者便会在第二天给他们提供阐述成果的机会,和全班同学一起分享探索的快乐.家庭小实验的布置与开发,不但能够丰富学生课外生活,让学生拓宽视野,发展他们的动手操作能力以及观察分析的能力,而且还因为家庭小实验和课程内容的同步,对化学知识的掌握与巩固也起到了推动作用.例如,笔者将课本“铁钉生锈”演示实验中的(1)作为家庭小实验,在上课前的一星期布置给班上学生到家里完成.等到对“铁的性质”这一内容进行教学时,笔者把实验室事先已做好了的铁钉生锈实验的三支试管呈现给学生看,同时引导学生将其和自己在家里做的小实验的结果进行对照,他们很快就领会到“铁在潮湿的空气中能跟氧气发生化学反应,生成铁锈”的现象.接下来引导学生想一想:一半浸到水里的铁钉,锈斑最为明显的是哪一个部分,原因是什么?引导学生对课本问题进行讨论:想一想,铁在什么情况下最容易生锈?展开探索,进而对铁钉生锈的原因以及预防铁钉生锈的办法有更深刻的理解.
三、结语
总之,在化学教学活动中,教师应该对化学教学中存在的问题进行适当的改革,做到创新化学课堂教学,使学生可以更好的参与到化学实验教学中来,大力培养学生的操作技能,最大化的发挥出化学实验教学的关键作用。
作者:刘亚平 单位:江苏滨海县八巨初级中学
1改革实验教学内容,接足地气
根据学校的办学定位和转型发展要求,学院通过企业调研、专家论证、毕业生跟踪调查等方式全面修订了化学、化学工程与工艺、制药工程三个专业的人才培养方案,与新乡区域经济发展相吻合。根据新的人才培养方案,全面修订了实验教学大纲,改革实验教学内容,接足地气。压缩实验课时,还学生自我学习的空间。我们将化学专业无机化学实验课时由过去的90学时减少到72学时,化工和制药专业为30学时,根据实验内容安排每个实验的课时,不在统一。减少课时,并不意味实验内容的减少。根据专业特点对现有实验内容进行全面整合和更新,剔除过时、重复性内容。例如去掉仪器的认领、洗涤和干燥实验,放在课余时间让学生自行探究;将以前传统的台秤和分析天平的使用实验改为电子天平的使用和称量练习;将基础实验操作集中整合,强化练习。减少验证性实验,适当增加综合、设计性实验,突出地方经济发展特色。将传统的无机化学物制备实验改为锂离子电池材料和无机过滤材料的制备实验,既锻炼了学生的基本无机化合物制备操作技能,又增加了电池材料和过滤材料的制备知识,让学生切身感受学有所用,学以致用,实现教学内容与就业的密切联系。在学期的最后,结合当前研究热点、生活实际和教师的科研项目,拿出1~2个实验,开展一些“命题+探究性”探索,不再局限于课本上的设计性实验,由学生在教师指导下查阅文献,自己设计实验方案,并在实验室完成,增加学生对无机化学实验的兴趣。
2改革实验教学方法,突出以学生为主体
以往的无机化学实验教学方法大部分是要求学生上课前预习实验内容,老师在课堂上讲授实验方法和注意事项,然后学生自己操作实验,课后上交实验报告,学生基本上处于被动接受的状态,实验效果一般,有些学生更是忙于应付实验,好像是为老师而学,无法突出自我的中心地位。我们改变传统的每次实验小组都重复讲授实验内容的方法,采用集中时间,统一讲授实验内容和注意事项,运用多媒体教学,让学生首先对实验内容有一个感性认识。同时让学生分组讨论,联系生活和实际,提出疑惑和不解,怎样运用实验解决问题,变主动去学习实验。实验教学课堂中控制理论讲授时间,让每个学生有充分的时间去动手练习,允许学生失败,反复操作,培养学生扎实的实验基本功。老师严格要求学生实验的规范操作并及时纠正,比如天平的使用、洗涤的方法、滴定的操作等,有些学生意识不到实验操作的不规范带来的后果,老师可以演示操作、耐心讲解,不能强制和命令式教学,只会让学生更加反感和抵触。鼓励学生在实验中探索,发现不同的实验现象和问题,引导学生寻找“异常”实验现象的原因,通过实验解决问题,同时培养学生对无机化学实验的兴趣,增强学习的主动性。成立无机化学实验课程教学小组,实验教师集体备课,相互听课,共同提高教学技能。按照学校要求,实验教师到企业进行实践锻炼,提高自己的实践动手能力,自己有一桶水,才能给学生一碗水。
3加强实验素养培养,提高学生综合素质
培养学生整洁的卫生习惯。无机化学实验是学生进入大学后的第一门实验课,养成良好的卫生习惯对以后的实验将起到巨大的作用。要求学生进入实验室必须穿实验服,实验过程中的废纸屑、废液等需放到指定容器中,不能随手扔到地面或水槽中。公共药品和仪器不能拿到自己实验台上;取药品时要用专门的钥匙取用,取完后及时放回原处。实验结束后,要及时整理和清洗仪器,恢复原状,清洁实验台,值日生还需要清洁实验室的公共卫生,经老师同意后方可离开。培养学生实验安全操作的习惯。进入实验室开始,就给学生灌输实验安全操作的理念,要求学生严格遵守实验室规则,熟悉实验室安全知识守则,对水、电、有毒、可燃、易爆的药品和气体的操作进行培训。在实验过程中,老师每次都要强调实验安全问题,告诉学生怎样处理异常现象,一旦出现问题,要镇静、及时报告老师,在老师指导下妥善处理,不能隐瞒不报,以防出现更大事故。针对无机实验中常用到的强酸、强碱和其他腐蚀类化学试剂,实验室配备急救小药箱和冲眼器,对一些小的偶发事件可以先进行有效的处理,再去医院检查和治疗。实验室还装配了通风设备、通风厨、通风药品柜和气瓶柜,最大程度的降低对学生和老师的身体伤害,确保实验安全进行。培养学生“实事求是”的科学态度。自然科学的重要教学任务是培养学生“实事求是”的科学态度,实验是科学研究中重要的环节,在实验中客观、规范的记录实验现象和实验结果是科学研究者的基本素质。要求学生提前预习实验内容,并不是简单的看看书本,而是要发现问题,提出问题,通过实验验证和解决。在实验过程中,要认真全面的观察实验现象,特别是和书本上不同的现象,要查找原因,找出症结,得出结论。要及时记录实验数据,不得随意修改、抄袭、造假数据,一旦发现,严厉惩罚。通过严格要求,让学生意识到“实事求是”的重要性,并养成“实事求是”的科学态度,为后续课程和以后的工作、学习打下良好的基础。
4探索微型化实验,倡导绿色化学实验
实验室污染已成为当前面临的一个问题,怎样减少实验污染,保护环境成为近年来大家探讨的一个热点,实施微型化实验是一个有效的解决办法。在不影响教学效果的前提下,做到“性质实验点滴化,测量实验缩微化,制备实验减量化”。在做元素性质实验时,我们用点滴板、井穴板和小试管代替常规的大试管,节约了实验药品,更容易观察实验室现象,并且方便实验结果的对比和重复。在做氧化还原反应和电池电动势的测定实验时,用井穴板代替小烧杯,用滤纸代替盐桥,简化了实验装置,减少了氨水的用量,实验小型化,结果更加明显,降低了对学省的伤害。在做无机化合物的制备实验时,把原料减少,产率提高,并且容易得到产品,现象明显,缩短了反应时间,受到学生的欢迎。
5结语
在当前新建地方高校转型发展的大背景下,作为传统的基础实验课程,无机化学实验应与时俱进,及时更新教学内容,和地方经济发展联系起来,化被动为主动;大胆进行教学方法改革,以学生为主体,让学生动起来,培养学生的扎实的基础实验操作能力和创新能力,在实验过程中培养学生良好的科学素养和综合素质;积极倡导绿色化学实验概念,实现化学实验可持续发展。通过改革,使无机化学实验课程适应高校转型发展要求,老课程焕发新活力。
作者:王辉 单位:新乡学院化学化工学院
1以化学为主要代表的自然科学基础对医学院研究生人才培养具有十分重要的作用
随着医学专业的研究生人才培养的改革和发展,不论国内或国外,愈来愈强调扎实的自然科学基础,因为只有具有宽厚自然科学基础的医学专业研究生才具有发展潜力和后劲,具有良好的医学研究能力。在北京协和医学院(清华大学医学部)医学专业人才培养目标中,明确提出:加强基础,注重技能,强调素质,整体优化,面向临床、科研的培养方式。培养具有较广泛的人文、社会科学知识,宽厚的自然科学基础知识和坚实的基础医学理论,一定的预防医学知识和能力,系统的临床医学理论知识,较强的自学能力和临床分析和思维能力,熟练掌握一门外语,富有开拓精神,具有满足21世纪医学科技竞争和社会需要的基本素质和较大的发展潜力,足以参与国际竞争的高层次医学人才。而国外的医学教育更是强调自然科学的基础,以美国为例,在进入医学院之前都要接受普通本科大学教育,获得生物、化学、等专业的学士学位,在本科学习期间必须学过或补修过生物、生化等有关医学的基础课程,而且在4年大学期间所有学科的成绩一定要到达全国统一规定的标准。进人医学院之前,必须经过国家规定的医学院入学考试(MCAT),方能被医学院录取,考试科目包括数学、物理、化学、英文。我国许多水平较高的医科大学或医学院,如协和医学院和清华大学、湘雅医学院和中南大学、上海医科大学和复旦大学合并后,化学实验教学都由综合性大学的基础化学实验教学中心承担,正是利用清华大学、中南大学和复旦大学这些名牌综合性大学雄厚的基础学科综合优势和优良的学术氛围,强强结合,培养学生成为既具有较强的医疗实践能力,又具有较强独立进行医学科学研究能力的复合型高层次医学人才,体现了重视自然科学基础教育的趋势。
2我校化学实验教学基础薄弱,严重制约高水平研究生人才培养
在我国目前迫切需要提高国家的整体创新能力的形势下,高校研究生教育培养人才核心的内涵是为了培养创新人才。而实验教学中心则是最重要的支撑平台之一,我校化学实验教学中心建设的目的就是:实现优质资源融合,教学科研协同,促进实验室建设和实验教学改革与创新,建立创新人才成长环境,提高人才培养质量,支撑创新人才培养。而化学实验教学中心作为化学学科的基础实验教学公共平台承担全校各个专业的四大化学实验、生化实验等实验教学,其教学科研的高水平是我校研究生人才培养水平的重要体现和支撑,目前存在的最主要的问题和困难为:尽管中心建设的许多工作得到了学校职能部门的支持,但边缘化现象还是很严重,中心的学科建设、师资建设、仪器设备建设都不足,使得我校的化学实验教学基础十分薄弱,在海南省内都处于落后水平,更无法谈及在全国范围内去比较了。化学实验教学中心的建设需要以优势学科专业为基础,但化学学科建设基本上是空白,国家自然科学基金等各类高水平课题的申请很少,没有凝炼的科研方向,还形不成凝聚力和优势,无法支持化学实验教学中心的建设,更无法支持高水平研究生人才的培养。其次,人才发挥作用的平台不足,中心人员队伍整体水平和活力不高,人才引进不足和没有有效的奖惩措施使得师资队伍建设薄弱,教学、科研工作效率不高。再加上硬件仪器设备方面,化学实验中心的仪器经费投入不足,基本教学仪器设备落后更新慢,大型精密仪器设备较少,也打击了老师们从事教学科研的积极性。以上的困难制约着中心的发展,这也是化学实验教学中心的建设推动较缓慢的原因。
3加强化学实验教学中心建设的建议
首先,化学实验教学中心的校级教学实验中心的地位需加强,需要学校进一步的重视和支持,将其建设的重要性提升到关乎研究生培养水平的高度来对待。尤其在目前中心实行院校两级管理体制下,应对中心的发展予以一定的倾斜侧重,比如建设经费,作为校级中心,应有一定的专项经费支持,避免药学院的经费紧张,只能顾及专业建设,而无力再支持实验中心的建设。再比如人才引进,可给化学实验教学中心的人才引进专有的名额,以避免同药学院人才引进名额竞争。其次,加强化学学科建设。化学与生命医学的交叉融合区域将是十二五规划中国家重点支持的研究领域,如能给予更多的支持,将有利于化学学科的建设发展,并推动化学实验示范中心的建设,大力提高我校医学研究生人才的培养水平。海南岛正面临前所未有的历史发展机遇,如化工、医药类的大项目进驻,防止环境污染,保有环境优势等方面的科学研究是海南区域发展的重点,在这方面,化学学科发挥优势申请项目都大有可为,机遇不容错失。目前化学学科与海南岛区域建设有关的热点领域,重点实验室等都相继落户在海大或海师大,海医没有一项,对中青年教师的发展和科研能力的提升都有很大的制约,也不利于师资队伍建设和各项工作的开展。面对现状我们的内心也感到很焦急,如果我们现在不抓紧进行学科建设的话,以后更难在省内有一席之地,最后,在困难中寻找突破口,经过探索,我们的体会是开放共享,以学生为主体,用项目带动中心的发展。紧紧把握示范中心的核心内涵是培养创新人才,积极加大中心向全校开放,鼓励学生和老师们利用中心的设施和平台进行科学研究,分散的开放对中心的带动性不强,而我们积极带领学生申请学校的学生创新项目,明显发挥了学生的积极性,取得了较好的效果,以中心为依托连续两次获得了学生创新项目,结题的一项,以学生为第一作者发表了论文,今后更要以此为契机,鼓励老师和研究生们依托中心申请各类科研课题,进行研究生教学,使化学实验教学中心真正成为研究生教育中创新人才培养的优良公共平台。
作者:陈榕 单位:海南医学院化学实验教学中心
【关键词】:精细化工实验设计性实验
随着国际先进技术和经验不断涌现,化工行业迫切需要知识与技能兼备的高层次技术应用型人才。精细化工实验是在继有机化学实验、精细化工产品单元反应、精细化工工艺学等课程后开设的一门重要的专业课。我们对精细化工设计性实验教学进行了相应的探索,因注重了学生实验技能的要求和科研能力的培养,极大地提高了学生学习的积极性,并为学生毕业后能成为具有初步科研能力、进行小型化工产品开发及生产技术管理的高级技术人才打下了良好的基础。
1设计性实验的步骤
通过基础实验和综合性实验训练使学生的实验技能有了提高后,我们才安排设计性实验。设计性实验主要按以下五个步骤来进行:
(1)设计题目的立项:教师提前3个星期给出大类设计题目,比如,我们给出设计美容、美发、护肤产品和农副产品的再利用两大类要求的大题目,并告知实验室条件和主要试剂,具体题目学生自定。学生们结合所学知识和自己的兴趣,通过上网查资料、图书馆借书等多种途径,设计了许多不同的实验题目,有面膜、面霜、洗发香波、洗涤剂、染发剂、香脂,还有果胶的提取、甲壳素的提取与应用、中药在化妆品中的应用等。
(2)开题报告的撰写:选题拟定后,学生查阅并整理文献资料,写出开题报告。开题报告包括以下主要内容:首先是概述,介绍该实验课题研究的目的、意义及其研究的历史和最新动态;接着是实验要达到的性能指标;然后根据实验室现有实验设备和条件拟定详细的实验方案:实验材料、实验设备、详细的实验步骤与实验方法、实验进度安排、检测手段等,其中需要详细列出所需化学试剂品种、数量、规格,实验仪器名称、检测设备名称等。实验方案需经过教师审阅同意,对于过于简单的配方实验要求增加一定的研究内容。若实验教师认为有的实验药品购买有困难,则通知学生寻找替代药品或更换相应实验内容。待实验教师初步确认实验方案设计合理并且实验条件具备后,学生进入实验室进行实验。
(3)开放的实验室:除常用实验试剂外,根据学生开题报告的实验要求,实验室还需提前购买某些特殊实验药品,并准备好仪器设备,然后开放实验室,供学生完成实验。按照预先设计的实验方案,学生提前预约安排实验时间,实验次数不限,只要在规定时间内完成实验即可。实验过程教师主要起指导作用。实验中再也不会像以前那样:学生对照黑板按部就班地“照方抓药”,而老师事无巨细、提前把实验中可能出现的每一个问题都“打预防针”。由于实验的成败取决于实验方案、准备工作和实验操作等各种因素,实验过程每一步都需要自己认真操作、仔细观察并及时记录,若出现问题需要自己动脑筋分析原因并加以克服。学生没有了依赖心理,从而充分调动了学生的学习主动性,极大地提高了学习兴趣。当然,学生有不清楚的地方而请教教师时,教师还是会耐心回答的。
(4)实验小论文的撰写:学生完成实验后进入实验数据整理阶段,根据实验结果撰写实验小论文。实验小论文的格式要求参照正式发表的科研论文要求,内容包括论文的题目、署名、中英文摘要、关键词、引言、实验方法、结果与讨论、参考文献等,并对其中的图、表、公式、符号等也同样按照正式的要求。通过严格写作训练,初步培养了学生科学实验的思维方式,使他们基本掌握了实验型论文的写作模式,为即将开始的毕业论文和毕业设计做了一次很好的基础训练。
(5)小型答辩会的开展:实验论文完成后,按照毕业论文答辩的模式,请来我系的专家教授,对学生的实验论文进行一次小型答辩。每个学生花10分钟时间介绍自己实验的背景、实验方案、实验过程、实验结果并进行产品展示,最后回答教师和学生的提问。答辩也是设计性实验考核的一部分,通过小型答辩会,大家不仅掌握了自己实验产品的性质、用途、物理参数,而且了解了其他同学产品的制备原理及方法,扩大了知识面,同时每个人还锻炼了口头表达能力和灵活应变能力,这为后面的毕业论文答辩也打下了一个良好的基础。
2设计性实验教学改革的效果
设计性实验这种独立解决问题的全面训练,既提高了学生的实验热情、激发了创造性思维,又巩固了所学的知识和技术,培养了学生的科研能力,深受学生们的欢迎。通过设计性试验教学改革,取得了如下成效:
(1)提高了学生自我动手能力
学生们在进行设计性实验后的体会中写到:“设计性实验提高了查阅资料及独立分析、解决问题的能力,具有极强的实践性,极大地提高了进行化学实验的兴趣,是培养学生自我动手能力的有效方法”“设计性实验后的答辩和产品展示非常重要,它让我们很有成就感……,希望以后多开展这类实验。”
(2)为学生的毕业论文打下良好的基础
查找资料,提出实验方案,严格的实验训练以及对实验现象的观察记录和分析总结,有利于培养学生严格的科学思维和科学实验能力,提高科学研究能力;实验论文的格式参照正式的规范格式要求,锻炼了他们的实验论文写作技能,为即将开展的毕业论文打下了基础;小型答辩会的训练,提高了他们论文答辩技巧,已经为毕业论文答辩做了良好的“预演”。经过设计性实验训练的学生得到带毕业论文教师的好评。
(3)受到毕业生用人单位的肯定
综合性设计性实验培养了学生认真仔细的科学态度,严谨踏实的工作作风,增强了他们分析问题、解决问题的能力。从近几届化工专业毕业生的情况看,除考取研究生的学生外,很多学生去了广东、福建等沿海大中型化工企业,由于他们经过了良好的专业实验等实践性训练,他们掌握新技术很快,动手能力也很强,普遍受到用人单位的好评。
3设计性实验带来的经验与不足
1)经费紧张,开设设计性实验次数有限
很多学生要求多开设计性实验,由于设计性实验每一个实验方案所需的药品不同,药品统计后种类繁多,考虑经费问题,购买的药品数量也有限。所以设计性实验开设有一定的局限性。基于此,学校需要重视设计性实验教学,加大经费投入力度,这样才能确保设计性实验教学的继续进行。
2)实验教师和实验技术人员工作量大大增加
审查学生的设计性实验方案、统计学生的实验仪器、实验药品,开放实验室,给实验教师和实验技术人员带来了大量的工作量。以统计实验药品为例,由于实验题目各异,实验方案众多,使得设计性实验药品种类多达200余种,由于学生查的资料不同,有些药品写的是商品名、别名或代号,实验技术人员要一一记录下来,再仔细归类汇总。对实验室已有的药品要统计需要的数量,对没有的试剂、材料要想办法购买,若实在无法解决,还要通知学生更换药品或实验内容……。凡此种种,需要实验教师和实验技术人员具有极大的耐心和无私的奉献精神才能完成实验教学。
3)对实验教师的业务素质要求也要提高