化学实验论文范文

时间:2023-03-27 14:16:31

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化学实验论文

篇1

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

篇2

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

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传统的实验教学,都是教师按照课本的内容“手把手”地告诉学生操作的步骤,操作的方法,操作顺序以及实验的注意事项,学生看着老师做一遍,然后自己再做一遍,是一种纯粹的动作模仿,很多学生实验完成后都不知道为什么要这样做,这样做有什么好处,更没有人会去思考是否还有更好的操作来完成这个实验。在这种模式中学生完全是被动的。这样就根本无法培养学生的创新意识。所以,我们在改革实验内容后就对实验教学的组织模式进行了大的调整,当我们根据课本的实验内容提出若干问题让学生解决的时候,学生需要自己独立完成实验方案的设计,但学生对实验方案的设计并不见得每一个人都很认真,因此,教师必须在实验前对学生的实验方案进行分析与讨论,评估方案的可行性,对方案的设计进行检查与监督,只有可行的方案才允许学生实验。同时加强实验考核,培养学生严谨的科学态度和创新性思维。并结合实验过程中出现的问题进行分析与探讨,引导学生运用已学的知识解决发现的问题或提出新的实验方案进行进一步的探索。最后引导学生对实验结果进行总结与分析,并运用所学的理论知识进行解释。这样就保证学生一直按照自己的思路进行实验与分析,通过这种实践使自己的动手能力与创新性思维得到锻炼。

二、建立实验结果的反馈与交流机制

通过实验教学获得学生实验情况的信息,作为改进实验教学的依据,建立教师与学生双向交流的机制。通过与学生面对面的交流与沟通、实验报告等多种形式,与学生探讨实验中出现的新情况,利用教师相对丰富的专业理论知识引导学生去分析实验的结果。对实验中出现的一些异常情况,引导学生设计新的实验方案去探索,达到教师与学生共同提高的目的。

三、实验总结

每一次实验课结束前,要求学生对自己的实验结果进行总结,同时,教师也需要对本次实验课的教学与组织情况进行总结,对实验课堂的控制情况进行分析,看看对学生实验课的每个环节的监督是否到位,对实验中一些值得注意的情况是否进行了提醒等。

四、改革实验考核机制

实验教学不但要培养学生的动手能力与创新性思维,提高学生的科研素养,同时也要培养学生严谨认真的科学态度和一丝不苟的科研作风,所以,为了达到实验课的教学目的,必须建立完善的实验考核机制,主要包括以下几个方面:一是完善实验成绩的评定标准;二是增加学生创新能力的考核与评定;三是强化对学生实验操作能力的考核;四是注重对学生实验结果的分析与讨论能力的考核。同时,强调运用知识解决实际问题的能力以及同学间的协作与交流能力。

五、实验教学实施过程的其他方面的改革

通过实验教学的改革来提高学生的科研素养与科学精神,同时实验教学的改革还需要对学生的环保意识、科研兴趣等进行培养,这就要求老师在组织实验教学的时候,注重实验方案设计的绿色与环保,对学生实验后的卫生整理,实验废弃物的处理,有毒、有害气体的排放,有机溶剂的回收与再利用等方面加强引导与管理,减少有机实验操作对环境的污染,培养学生的环保意识和绿色化学理念。同时,加强实验课后的辅导与交流,在没有实验教学任务的时间段,开放个别实验室供学生使用,鼓励学生设计一些综合性、设计型的实验,充分发挥学生的主观能动性,激发学生的学习与探索兴趣,扩展学生的视野。

六、结语

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学生是教学的主体,我们的化学实验教学不仅仅是要让学生观察实验现象,也不仅仅是要培养学生运用理论知识和实验经验设计实验方案,实验是探索未知的过程,是学生进行科学研究的重要方式,借助于学生的自主探究可以培养学生的科学素养,体验探究的过程,在做中学,在对现象分析的过程中突破对难点的理解,从而实现释疑解惑提升的目的.初中化学实验教学应该注重学生的自主探究,唯有如此,学生的收获才会更多,新课程才能实现知识、技能、情感和科学素养的多维提升,这恰恰就是新课程的要求.

二、强化演示实验

演示实验是操作最简便,占用课堂时间最少,调节课堂情绪功能最强的一种实验教学方式.不过千万不能上成只有教师表演没有学生思维的费环节,我们的演示实验力求做到操作到位,可视度高,思维提炼度高.图1例如,在讲“对可燃物燃烧条件的探究”时,笔者如图1进行演示实验,按照图1标识进行了介绍,然后引导学生自主观察实验现象.演示完毕后,让学生提自己想知道的问题,结果发现学生是可以提出与核心规律相关的问题的.问题1:为什么都是放置在铜片上,白磷能燃烧,而红磷不能?问题2:为什么都是白磷,放在铜片上能燃烧,而放置于水中不能?问题3:是不是红磷不能燃烧?对于问题1和问题2引导学生讨论,对于问题3可以让学生猜测不能燃烧的原因,并思考怎样让其燃烧,接着在学生猜测的基础上再补做实验,观察到红磷在空气中燃烧的现象,最后再讨论总结燃烧的条件.

三、注重贴近学生的生活

对于学生而言,其最熟悉的情境莫过于生活,从学生的生活和社会生产实践出发也是新课程标准提出来的教学要求,化学学科与生活密切联系,教材中的实验设置也有很多与生活有关,实验教学生活化不仅仅能够减少学生化学学习的枯燥感和陌生感,还能让学生真切地体验到化学知识学习的实用性和价值性.例如,在学生学习化学前,都知道吸进去的是氧气,而呼出的是二氧化碳,那么是不是呢?可以让学生自己探究,通过探究深化理解“人体吸入空气和呼出的气体的不同”.化学实验生活化除了教授知识,还能给学生渗透一种观察生活、思考生活的意识,提升改善生活质量和保护生活环境的情感.

四、将实验由课堂延伸到课外

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教材中的演示实验在不同的章节发挥着不同的作用。有的是对概念原理的解释,有的是对条件的探讨,有的则是练习掌握一些简单的基本操作,更多的是一些验证性实验。教师在课堂上的演示实验,除了可以让学生直观的观察到实验现象外,更重要的是在实验的具体操作上起到示范的作用,所以必须要做到演示操作规范,实验现象明显以及语言表述精准。另外,教师在演示实验中,要对学生的观察给予适当的指导,指导学生在观察时要有明确的目的和重点,并且要实事求是地做好实验中的观察记录。比如,在实验前,指导学生观察所用的药品的名称、状态,所用仪器的形状,各种仪器的连接方式和连接顺序,在实验中引导学生注意观察实验的各种现象,并让学生自己总结归纳,最后再让学生根据已学知识和自己的猜测,对产生的现象做出合理的解释或得出正确的结论。这些可以为学生自主进行探究实验打下良好的基础。

二、学生探究实验———学生学习能力的培养

这里的学习能力包括:动手能力、交际能力、表达能力等。学生通过自主参与科学实验探究的学习活动获得新的知识,逐步形成善于提出问题、乐于探究问题、勤于动手解决问题以及努力求知的科学态度,这种态度将一直影响着学生今后的化学理论学习,这样才能更有效的促进学生积极探索未知的知识领域,而不是一味地被动接受新的知识。课本安排的探究实验很多时候可能无法满足我们的教学要求,在教学过程中笔者发现有很多学生难以理解的问题,或者感到很困惑的问题。如何帮助学生理解这些所谓的难题,用什么方法进行突破,是常摆在笔者面前的问题。经过实践发现,将这些问题尽可能的转化成实验进行探究,在探究实验中层层推进,从而使学生在实验中将问题的本质弄清楚,这种方法在酸碱盐知识的教学中尤其突出。例如,在讲授碱的化学性质时,我们都会做这样一个实验,将CO2通入到澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,结果发现,澄清石灰水很快变浑浊了,但氢氧化钠的溶液却无任何明显的现象。此时,若教师直接告知学生,CO2与NaOH反应生成了Na2CO3和H2O,那么学生必然是在心存困惑的基础上进行死记,这样不利于学生对知识的掌握。但是,如果教师大胆的说出学生心中的疑问:“请问,大家觉得CO2与NaOH真的发生了反应吗?如何证明你的观点?”这样必然会激起学生探究的欲望。此时,教师只要稍加铺垫,提醒学生该从哪个角度去分析解决这个问题,下面的实验过程学生自然会想到。对于学生设计的方案,教师要做一定的点评,指出其中不全面的地方。比如,在这,学生最容易想到的就是将氢氧化钠溶液倒入盛满CO2的塑料瓶中,通过观察瓶子是否变瘪来证明反应是否发生。学生在设计这一方案时忽略了CO2能溶于水的这一性质。教师在点评时则应该指出,让学生在这一实验的基础上进行完善,最后学生也顺其自然地想到了对比实验。当得出比较完整的实验方案后再请学生从提供的实验试剂及器材中选择一些去验证自己的猜想。自己亲自动手实验探究所得到的结论,在学生脑中留下的印象肯定非常深刻。一个简单的性质实验,稍加设计就变成了一个非常有价值的探究实验,既学了新知识又巩固了旧知识,还强化了一种非常重要的实验方法———对比实验,何乐而不为呢?

三、家庭小实验———学生学习兴趣的培养

兴趣是最好的老师,是调动学生学习积极性的力量源泉,只有充分激发学生的学习兴趣,才能将学生的求知欲望激发出来,进而让学生自主探究,提升学生的能力。在沪教版化学教材中,拓展视野里的家庭小实验对于刚接触化学的学生来说正是培养兴趣的重要途径。在学习溶液酸碱性时,当教师将无色溶液酚酞滴入无色的氢氧化钠溶液时,溶液瞬间变成了红色,这样一个简单的实验给学生的视觉冲击是非常强烈的。在此,课本安排了一个自制酸碱指示剂的家庭实验,绝大多数同学都跃跃欲试。通过搜集资料获悉,课本实验中没有涉及到的紫甘蓝也可以做成指示剂,并且颜色变化非常明显。所以在布置时,笔者就加上了紫甘蓝,学生可以自由选择其中的一种完成实验。在规定的时间内,很多同学都带来了自己亲手做的指示剂。由于学生家中呈一定酸碱性的溶液不是很多,所以我又利用课余时间,组织学生到实验室利用自己做的指示剂进行检验一定酸碱性的溶液,并且要求学生设计表格记录自己观察到的实验现象。整个过程中,学生的积极性一直非常高,而且对酸碱的内容也充满了好奇心。

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化学实验的目的就是利用实验活动把学到的化学知识运用起来,并且通过实验去论证化学理论的正确性,把自己的理性认识和感性认识结合起来.不断地循环这个过程,有利于学生独立思考和观察解决能力的培养.例如,在化学实验中,有乙醇制备乙醚这个实验,实验中会产生乙烯,但乙烯是怎样产生的呢?反应首先是乙醇与浓硫酸作用,生成硫酸二乙酯,反应伴有放热.然后乙醇进一步与硫酸二乙酯在加热条件下作用生成乙醚,但如果反应时温度过高,则硫酸二乙酯分解就会生成乙烯,同时伴有碳化副反应现象发生.学生在实验的过程中可以通过动手去发现这些.

2.发掘启发思维的因素

启发思维首先想到就是兴趣,在不断的尝试和训练中激发学生的兴趣,再去进行更多的实验.在化学这门学科中教师通过化学实验和实验中那些产生的奇妙的反应可以引发学生的好奇心.另外,教师应该把化学理论知识和生活结合起来,利用生活中铁锅补铁,吃加碘盐,除去茶杯里水垢等这些化学知识,让学生贴近化学.联系发散思维法.在每个实验中实验原理都是其核心,它决定实验装置、实验操作、实验现象、实验条件四个因素,而它们之间又相互关联.这样就形成了一个大型的网状图.如同人体的神经中枢一样,指挥着人体的运动.例如,水变水蒸气这个实验,它的实验原理是水受热变成水蒸汽,实验装置是用铁架台支撑盛有少量水的试管,酒精灯置于少量水下面(水接受加热),实验条件是加热,实验操作是先点燃酒精灯,围绕试管底部预热,再对准装水的试管底部加热,当水沸腾时将一块玻璃片放在试管口感受水蒸汽,实验现象是水受热后开始有小气泡产生,再就沸腾,并产生大量水蒸汽.所以我们可以以这个实验为例子,框架出实验的五要素和结构.再利用这种思路,推理出其他实验的方法和结论,这样学生心理的知识网就会越来越牢固.

3.引导学生设计实验

大多数的学习化学实验都是根据课程标准的要求去为学生安排实验,这样的安排虽说是教学相授的配套工作,是严谨和统一规范的,但是固定住了学生的思维,不利用学生自己的创造力和思维的发散性.化学教师可以在作业习题中多利用的习题中的“开放性”的题目.指导学生自主地设计实验,让学生自己画出实验装置图,写出实验的思路步骤.从一些简单的实验设计开始,再逐步地去设计一些稍复杂的实验.在实验过程中,学生也许没有掌握这方面的理论知识或者是对知识很模糊.因为没有理论的指导,有的学生在做实验时往往会忽略掉最关键部分.所以,在这个过程中,教师要有意识地去引导学生,比如说实验的条件,各个环节和实验的主要结果等,但是只是指导,还是要把主动权交给学生.

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初中化学实验是在教师的操作、演示、引导,学生集中精力、凝视观察的状态下进行的,在整个的化学实验操作过程中,教师居于主导、核心地位,教师实验操作的每一个动作、细节都让学生看在眼里、记在心上,教师的实验操作模式、动作方式等都是学生观察、效仿的目标,这其中教师发挥着极强的示范带动作用,基于化学实验教学中,教师如此关键而重要的地位,要想正确培养学生的化学实验操作能力,教师就要先从自身入手,发挥正确的榜样模仿作用,提高自身实验演示的专业度、精准度,透彻、娴熟地掌握各个化学实验的操作过程,为学生呈现出最专业、最准确的实验操作过程,同时,教师也要明确每一步实验操作中蕴含的知识点、考核项目,以及引导学生应该重点观察的项目等等,这样才能将化学实验操作、知识项目、考核项目等联系起来,从整体上获得良好的教学效果.例如:铁丝在氧气中燃烧这一基础实验,教师要注意规范演示、专业操作,这其中要特别注意以下几个关键点,他们分别是:(1)为了防止集气瓶爆裂,集气瓶内需要预留的水体数量.(2)铁丝插入集气瓶内自上向下的速度.(3)需要引燃多长的火柴棍?教师在演示操作过程中要让学生特别观察这些关键环节,掌握这些重要知识点,一方面学生能够掌握这一实验的专业操作过程,另一方面学生也能够学会重点考核的知识项目,达到双重教学目标,两全其美的教学效果.同时,为了深入培养学生的化学实验操作能力,教师要明确为学生指出需要集中注意力观察的项目,例如:化学实验设备的手持方法、使用模式等等,各个实验仪器、设备等的安装方法,实验操作的先后步骤等等,这些都应该是学生重点观察的项目,同时,实际化学实验操作也要组织学生观察一些细节,对每一个细节都要当成一个重点去解释、分析,从而培养学生基本的化学实验素养.

2.兴趣引导、主动练习

初中化学是对自然科学现象的研究,化学反应实验进行中会出现很多奇异的实验现象,这些现象见证了自然科学的神奇,正是化学实验现象的这种神奇性应该成为化学实验兴趣教学的源泉力量,教师应该善于利用神奇的化学实验现象来聚焦学生的注意力,让学生好奇心丛生、兴趣勃发,自觉投入到化学实验操作当中.例如:“溶液酸碱性的检验”这一章节涉及到了化学实验操作,也就是通过实验操作、观察化学反应现象来判定溶液的酸碱性.这其中引入了紫色的“石蕊”试液,为了能够锻炼学生亲自动手操作的能力,教师可以试着用实验结果来激发学生的好奇心与参与实践的热情,“同学们,你们相信吗,酸性溶液,例如:稀盐酸等能让我眼前紫色的石蕊试液瞬间变成红色”学生听了教师的话语后,会立刻产生巨大的好奇心,由此也会产生想要立即亲手试一试的冲动,教师应该积极捕捉到学生亢奋、激动的瞬间,让学生亲自动手操作进行实验,这样学生就会主动参与到实验操作当中.在实验过程中,能够熟练取用液体药品,正确地使用胶头滴管,这就是用兴趣引导的方法来训练学生的化学实验操作,培养他们实验能力的过程.

3.把握细节、规范操作

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作者:赵丹丹 施庆锋 单位:华东理工大学 材料科学与工程学院

善良仁慈、勤勉自律每个人都应该有一颗善良仁慈的心。在化学实验中,对自身及他人的生命财产安全负责任就是慈悲之心的体现。在化学实验室中,浓酸、浓碱、易制毒药品、玻璃仪器、加热装置、煤气和电等,使用不当都会造成安全隐患。在实验操作过程中,要求同学严格按照实验规程进行操作,绝对不可以将实验当成游戏,嬉笑玩耍,麻痹大意。安全问题不仅仅是某个人的事情,而是关乎家庭、社会的大问题。[7]化学实验课要使学生养成良好的行为习惯。这不仅有助于提高学习效率,也会让同学受益终生。实验前,要求学生完成预习实验报告,明确实验目的和实验原理,熟悉实验内容及操作步骤,确定实验所需的仪器和试剂。按时到达实验指定地点,并能够在实验开始前把要用到的仪器认真、仔细地清洗干净,为实验开始做准备工作。实验进行中,要求学生不大声说话、不乱窜位置、不随意移动公用试剂和仪器的位置。实验结束后,要求学生将实验仪器清洗干净、摆放位置复原,并擦干净实验台。贯穿整个化学实验的点滴小事,如果同学都能自觉自动做好了,那么勤勉自律的品质也就养成了。求真务实、开拓创新实事求是的求真精神是科学精神的基本要求。

在化学实验教学中,要求学生如实记录实验条件,实验操作步骤。要如实地反映实验中观察到的各种现象,即使观察到的现象与预期的现象有些出入。如果实验现象达不到预期效果,要根据实验记录查找问题所在。如果测定的数据出现了偏差,也不能臆造事实或篡改数据,而要如实地做好记录并仔细查找原因。人为原因造成的实验结果不合格、误差较大,应当要求重做。实验结束后,要求学生在实验报告中要如实反应实验过程、总结实验结论。以“氢氧化钠标准溶液的标定”实验为例,该实验要求氢氧化钠浓度的三组数据相对偏差要小于0.3%。实验教学过程中,学生的实验数据经常有这样的现象,三组数据中的两组数据比较接近。这种情况下,正确的做法是补做一组或者几组数据,大多数学生都能这样做。但也有一些学生听之任之,甚至有个别学生对另一组数据做一个“小修正”。实验教师一旦发现这种有违科学道德的做法,马上纠正。经过一段时间的教育引导,类似的错误做法越来越少,久而久之就可以培养出求真务实的科学态度。开拓创新的进取精神是科学精神的本质要求和核心内容。[8]化学实验教学要向学生传达这样一种思想:严格按照实验规程进行操作。这并不意味着墨守成规。化学是一门极具生命力的学科,历史上很多具有划时代意义的发明创造,都是有化学家发起的。教师要鼓励学生根据实验观察,提出问题、善于质疑,利用实验去探索知识、解决问题。在实验室条件允许范围内,学生可以自行设计一些小实验,进行一些小发明、小创造。发明创造并非只是大学者的事情,在未知面前人人平等。诺贝尔化学奖得主哈佛大学的达德利•赫希巴赫曾说过:“在你能够达到了解事物的新水平之前,你一定是迷惑不解的。”[5]坚韧、勇敢化学实验本身具有一些特点,如有的操作程序复杂、有的精确度要求高、有的反应时间长、有的不易得到产物以及某些实验具有一定的危险性。例如,“氢氧化钠标准溶液的标定”实验对操作的精准度要求很高。同学们初次操作,很容易出现如下问题:减量法称量基准物邻苯二甲酸氢钾时,散出药品或称过量;滴定终点时,锥形瓶内溶液颜色不是粉红色,而是深红色;数据处理时,氢氧化钠浓度的三组数据相对偏差大于0.3%。上述情况一旦发生,同学就必须重做实验。这就要求实验教师在化学实验教学过程中,帮助学生树立克服困难、不怕麻烦的决心。教师通过标准的示范、容易出错地方的重点讲解以及实验操作过程中的个别指导,帮助学生最终完成实验内容。当实验失败时,学生应该懂得:失败并不可怕,关键是要在失败中寻找原因,总结经验继续实验。如果我们取得了进步,“不是因为我们特别聪明,而是因为我们锲而不舍”。[5]

竞争、协作化学实验操作过程中经常会遇到两个或多个同学共用一台仪器设备的情况。这就需要同组同学共同协商、密切配合。实验中,每个同学要清楚自己扮演的角色和具体承担的任务。在任务分配时,教师要注意尽量发挥组内同学的特长,以及每个同学任务的连续性。只有组内同学都按时准确地完成自己的任务,整个实验才能高效、顺利地开展。教师需要适时地对实验任务分配的合理性以及实验任务完成的情况给予提点和指正。随着时间的推移,这种把握全局的整体意识和分工协作的合作意识,会渐渐在同学的心中生根发芽,进而上升为一种个人能力。在独立操作的化学实验中,每个同学都有自己单独使用的仪器和药品以及独立的操作空间,同学之间似乎可以互不相干,各干各的。事实上,教师在实际教学过程中,可以允许相邻同学就实验过程中遇到的问题,进行小范围简短的讨论和互助,进而形成一种助人为乐的学习氛围。珍惜、节制随着现代工业的快速发展,环境恶化、资源匮乏的问题日益突出。地球是我们共同的家园,保护环境、合理开发使用资源是我们义不容辞的责任。特别是化学相关专业的学生,他们是未来化工行业的从业者和领导者。不夸张地说,他们对于环境和资源问题的认识和态度,将直接影响到中国乃至整个世界。教师要向学生讲明,化学实验过程中可能产生废气、废液、废渣,即“三废”,强调化学实验过程中“三废”随意排放的严重危害性。将环保意识培养贯穿化学实验教学的始终,教育学生废液、废渣应分类存放,不能随意倒在水槽中或垃圾桶里,而应将其回收并进行无害处理。[9]勤俭节约是中华民族的传统美德,化学实验中的很多点滴细节,都能唤起学生的节约意识。实验中要求学生:严格按照实验要求用量取药品,严格控制化学试剂的用量;能回收的药品尽量回收再利用;水、电、煤气等用好要及时关闭;PH试纸、滤纸、卷筒纸、洗涤剂、火柴等消耗品,要按需取用;各种玻璃仪器等易碎品,使用过程中轻拿轻放,严格按照实验操作规程使用,减少损坏。把道德教育有机地渗透、贯穿于整个化学实验教学中,培养、塑造学生优良道德品质的重要意义不言而喻。培养学生良好的道德品质,使之成为性格的一部分。不但能使学生的人生更加有意义,更能为国家培养一流的公民,一流的人才。只有这样,中国要崛起,中华民族要腾飞,才有希望。

篇9

在某次初中化学实验教学课堂上,教师根据学生的学习能力、沟通能力等指标将全班42个学生分为6组,每组7人,男女生和优差生混合,组长擅长组织,发言的人擅长表达。6个小组的整体水平相差无几,按长方形围坐在一起,方便接下来的讨论。教师的定位是课堂的整体掌控者,学生学习的引导者。

(一)学习目标

根据教学要求和教材内容,合理制订课堂教学目标,容易掌握的可一笔带过,难度较大的要细分。本节课的目标有两个,一是熟悉CO2的物理化学性质,二是掌握制取CO2的方法,并能够独立操作完成实验。重点在于CO2的性质以及与其他元素及物质的反应,难点在于如何正确设计气体的实验室制法,并独立完成任务。

(二)个人思考

在明确教学任务后,学生首先应阅读教材,了解基本知识,比如CO2的气味、颜色、密度等,CO2与水会有什么反应,通入紫色石蕊试液中会有什么变化。有学生自己动手就能够解决这些问题,发现石蕊试液在CO2中会变颜色,可干燥的石蕊试纸在CO2中没有出现任何改变。将这个疑问记录下来,留在小组讨论时解决。

(三)小组合作

每组7个人围在一起,先集体表述了关于CO2的基本信息,各自将没弄懂的地方说出来。组长尽量由优秀生担任,可以把握其他组员的大致情况,并能够将大家的疑问加以归纳总结,指出最根本的地方,由记录员详细记好。在此过程中,组长的任务极为重要,与教师相似也是起引导作用。可指定组员发言,并指出自己认为易错的地方,确保组员不会犯错。对于组员提出的问题,因为每个人的知识水平不同,问题难度也不相同。对于一些较简单的,可由其他组员回答,这样就很好地实现了小组内部的互动,而且有利于共同进步。

(四)实验讨论

经过小组初步讨论后,关于CO2物理化学性质的知识已基本解决。接着是本节课的重点,即如何更好地掌握CO2的实验室制法。经过讨论,确定了实验操作步骤,选择了合适的收集方法,并对各项要求和注意事项做了全面分析,接着小组分工开展实验。有观察记录员,有药品设备准备人员,有全局指挥者,有具体动手执行者。实验药品和方法有多种,如常温下稀盐酸和碳酸钠会发生反应并迅速产生CO2;酒精、木柴等含碳物质在燃烧中也有CO2产生;稀盐酸和大理石反应也会产生CO2。在操作过程中,教师应实时观察学生实验的步骤和操作情况,对于不规范的行为要加以纠正,以免出现错误。同时也利于培养学生科学严谨的态度。实验完成后,组长综合组员的体会,加上记录员的详细记录,对整个实验过程做一次规范的总结。

(五)全班交流

在小组合作之后,教师要检验成果,每组派一个善于表达的学生汇报讨论成果。对于一些较简单的问题,可由学生自己进行评价,对于其中的难点、易错点和注意点,必须要加以强调。对小组讨论成果应予以鼓励表扬,如有不规范处,需耐心指出,让学生能够认识到自身的不足,如此才会加深印象,并主动改正。提炼出学生讨论的精华和闪光点,并及时将信息反馈给学生。最后的评价环节也极为重要,很多教师都很容易忽略,应当引起注意。合理的评价,可帮助教师更清楚地认识到学生对教学内容的掌握程度,也有利于以后教学方法的调整;对学生而言,则是对小组讨论的一个总结,因为每个人都有参与,也能够清楚地认识到自身不足以及要努力的方向。

二、结语

篇10

化学实验是化学发现与创新的源泉,是培养化学创新人才的重要途径。为了适应社会和科学技术飞速发展的需要,对化学人才培养质量的要求也越来越高[1-3]。我们知道,无机化学实验是化学专业的大一新生进入大学校门后的第一门实验课,学生通过对无机化学实验的认真学习,逐步形成一定的化学素养和创新能力,为以后的有机化学实验、分析化学实验和物理化学实验打下坚实的基础。因此重视无机化学实验的改革,充分发挥无机化学实验的重要作用,是更好地提升学生科研能力和创新思维能力的重要途径[4]。

2高等师范院校学生对无机化学实验的态度分析

经过多年来的无机化学实验教学和实践,以及对学生的观察和交流,我们可以将学生对无机化学实验的态度分为三类:第一类学生对化学实验根本不感兴趣,是化学实验的被动者。这类学生经常逃课,甚至让别人代替做实验、伪造实验数据和结论,完全无视无机化学实验的重要作用。第二类学生做实验的目的仅仅是为了获得实验成绩和顺利取得学分,所以只是机械地按实验课本的步骤或教师的要求完成实验,很少动脑思考,更谈不上创新。第三类学生对化学实验很有兴趣,喜欢动脑思考,喜欢提问题,他们有着探求未知世界的心理倾向,对化学实验充满激情[5]。

3无机化学实验改革的建议、方法和措施

目前高校的无机化学实验教学中存在的主要问题大致分为以下三个方面。

(1)如何运用多种方法提高学生对无机化学的兴趣,变要我做实验为我要做实验,真正从无机化学实验的被动学习变为无机化学实验的主动学习者,让每一个学生都对无机化学实验充满激情,为以后的化学学习打好基础。①注重培养学生对无机化学实验的兴趣。现代心理学家告诉我们,轻松、愉快、乐观的良好情绪,这种状况不仅能够使人产生超强记忆力,而且能够活跃创造性思维,充分发挥心理潜力。而焦虑不安、悲观失望、忧郁苦闷等不良情绪,则会降低人的智力水平[6]。因此,强迫性的学习将会扼杀学生探求真理的欲望。教育研究表明,学生对学习的兴趣比智能更能促进学生的积极性,取得优异的成绩。可见,激发学生对无机化学实验的兴趣是至关重要的。②建立科学的考核制度,激励学生学习的主动性。无机化学实验的成绩是实验预习报告的成绩、平时实验操作的成绩、实验报告成绩以及最终实验笔试成绩的总和。通过对学生多方面的公正、全面的考核,逐步引发学生对无机化学实验的兴趣,使学生能够主动地预习实验,养成良好的实验习惯;在实验过程中独立思考,认真操作;在实验完成后主动、及时总结实验,完成实验报告。学生对无机化学实验的主动性增强了,教学质量必然得以提高。③选择实用性课题,提高学生学习兴趣。选择实用性课题探究,可以提高学生对无机化学实验的兴趣。例如,我们开设的废旧干电池的综合利用实验;针对鱼市上商贩使用过氧化钙来获得氧气的事实,开设了过氧化钙的制备与含量分析的实验。这些从实际出发开设的实验极大地调动了学生的实验兴趣和热情,收到非常好的效果。④以多种形式吸引学生参加无机化学实验,激发学生学习兴趣。例如以化学竞赛的形式吸引学生参加无机化学实验,激发学生学习兴趣;建立大学生无机化学实验技能竞赛网站,调动学生的积极性和主动性,培养学生的挑战精神;加强指导教师团队建设,强化实验技巧的训练等。我们学院在积极参与、主办化学实验竞赛方面积累了丰富的经验。我们学院分别于2009年、2010年参与了第一届、第二届山东省大学生化学实验技能竞赛活动,并于2011年成功举办了第三届山东省大学生化学实验技能竞赛,并取得了第一名的优异成绩。通过化学实验技能比赛,激发了学生的实验热情,也暴露了实验过程中的一些问题,为下一步无机化学实验的改革指明了方向。

(2)如何给无机化学实验的学习者提供良好的实验条件和实验操作的机会,使他们尽可能有足够的时间解决所有的困惑。①重视教师指导的作用。学生在做实验的时候会遇到各种问题,需要教师加以辅导。当学生向教师提出问题时,教师不要直接告诉学生答案,要采用启发诱导的方法,让学生自己寻找问题的答案,培养学生分析能力和解决问题的能力。同时,教师的指导要面向全体学生,要有代表性和针对性。实验时,要认真观察每个学生的实验操作,及时纠正错误,并向学生提出问题,引导学生积极思考。②组织学生讨论。组织学生讨论可以活跃课堂气氛,提高学生学习积极性。在具体的教学实践中,要围绕教学目标,精心而巧妙地设计讨论题目。讨论题目要有思考性、争议性,容易产生不同的理解或者不容易做出全面、完整、本质的回答。难度要适中,太简单或太复杂都不能使学生产生兴趣。在学生碰到力不能及的疑难问题时,教师要进行提示,帮助排除障碍。对于讨论中出现的错误,要让学生通过讨论来分辨是非,自己纠正。在学生得出正确结论时,教师应及时作好总结和评价。③让学生独立完成实验。尊重、珍视并要求学生独立完成实验,是对学生的一种肯定,有益于培养学生的主体意识。首先,独立实验能培养学生主动学习的能力。学生在实验过程中独立思考、独立操作,能够更好地提高实验操作技能。其次,独立实验能使学生形成良好的实验习惯。独立实验需要学生不断克服困难,不怕挫折,具有敢于怀疑,敢于成功的精神。再次,独立实验能培养学生的创造意志力。现代教育的最高目标是培养学生的创造力,鼓励学生求真务实、勇于实践,在实践中增强自己的创造意志力。④开放实验室,设立创新实验基金。开放实验室给予学生充分探索的机会。鼓励学生积极参与到开放实验室的研究课题中来,对实验取得阶段性成果的学生给予创新基金资助,激发学生进行科研创新研究的兴趣。这个方面南开大学化学实验教学中心的经验,值得我们学习和借鉴。

(3)如何培养学生的创新素质和创新能力,尽早成为一名新世纪的创新式优秀人才。传统的无机化学实验教学方法不利于培养学生的创新意识和创新能力。要改革无机化学教学方法,必须将传统的验证性实验教学方法转变为新型的探究性实验教学方法,通过探究性实验培养学生的创新能力[7]。无机化学实验是以验证性实验为主,学生基本上处于被动接受知识的状态,不利于激发学生的问题探索意识和创新能力的培养。而探究性实验教学模式要求学生带着问题查阅文献并亲自设计实验方案,这样就把主动权从教师转向了学生。学生在亲自设计实验方案的过程中能够开发智力、培养良好的实验素养和创新能力,锻炼学生的自学能力。改验证性实验为探索性实验,让学生始终处于主动探索知识的状态,对培养学生的创新能力非常有效[8]。当然,教师应在学生设计探究性实验方案时做适当的引导和启发,从设计实验方案的科学性、可行性、安全性、创造性及实验的趣味性出发,培养学生设计实验方案的方法,使学生养成良好的设计习惯,深化学生的创新思维[9]。经过近年来的实验改革,发现将无机化学实验的基础知识与教师的科研实践成果及学科前沿知识有机结合,开设一些研究性创新实验,不仅扩展了实验内容,开拓了学生的思维,培养了学生的创新精神,还使得学生尽早地接触到学科前沿领域,激发学生的科研兴趣和从事科研的热情,为今后培养创新式的化学人才打下坚实的基础[10]。

4结语