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有機化學以有機物的組成、結構、性質及變化規(guī)律為主要研究對像,是化學學科中的一個相當重要的二級學科。它與人類生活和生命活動息息相關,在衣食住行、醫(yī)療衛(wèi)生、農業(yè)生產、能源和材料等工業(yè)生產及科學技術領域都發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此,技師學院有機化學教學內容應以物質結構為主線,將“有機化學與生活”,“有機化學與材料”和“有機化學與生命”等內容滲透進課堂教學,徹底改變“純化學”式的教育模式,讓不同層次的中學生積極投入到實踐學習的氛圍中,在實現(xiàn)知識積累的同時,得到方法、技能的鍛煉,為實現(xiàn)終身教育奠定基礎。有機化學由于其內容本身的真實性與實踐性,學生在學習、活動過程中通過自己親身感悟與體驗,在獲得知識與技能的同時,可以內化形成過程與方法、情感態(tài)度與價值觀,理解科學的本質,從而全面落實化學課程目標和提高學生的科學素養(yǎng)。
同時有機化學是基于實驗的一門科學,有機化學的研究更是具有明顯的實驗特征。因此,在技師學院有機化學教學中開展實踐學習研究是一個契機。通過實踐學習,對學生進行探索化學知識的過程和學習方法的訓練,既可以激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的興趣,形成求學所必需的質疑態(tài)度和批判精神,又培養(yǎng)了學生多維思考、分析推理、歸納總結的能力。
2技師學院有機化學實踐教學現(xiàn)狀的調查和分析
通過對技師學院有機化學教與學現(xiàn)狀的調查和分析,對目前技師學院有機化學教學模式現(xiàn)狀進行了摸底,以便于更有效地開展探索適應新課程要求的教學模式的研究。根據(jù)占有的資料和實際的走訪調查,設計了調查問卷。結果顯示31.5%的學生對技師學院有機化學學習無興趣,45.2%的學生認為學習化學興趣不高的主要原因是教師傳統(tǒng)的教學方法,59.6%的學生不能很好地參與課堂教學,68.5%的學生喜歡實踐學習模式。由此看出,傳統(tǒng)的教學方法中存在以教師為中心,強調教師權威的現(xiàn)象,忽視了教師與學生的合作關系,剝奪了學生的自主性,影響了學生的自信心,導致學生厭學,使學生對教師有抵觸情緒。學生希望老師在課堂上成為他們的合作伙伴,給他們一定的學習空間,使個人的主動性、積極性充分發(fā)揮出來。而有機化學教學改革的核心任務便是建立和形成旨在充分調動、發(fā)揮學生主體性的學習方式。實踐學習就是一種行之有效的學習方式,能使學生的主體性、能動性等在實踐學習過程中得以發(fā)展。
3技師學院有機化學實踐教學創(chuàng)新的措施
3.1培養(yǎng)學生設計實驗并動手實踐
假設提出后就要想方設法去檢驗它,用實證性材料去或支持假設。這是實踐學習的重要步驟。因為學生要達到對所學知識所反映事物的性質、規(guī)律以及該事物與其他事物間聯(lián)系的深刻理解,最好的辦法是讓學生到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受,去體驗,而不是僅僅聆聽教師或其他人的介紹和講解。比如在2乙醇與濃硫酸反應產物的驗證試驗中。我們創(chuàng)設了以下問題情境創(chuàng)設:乙醇與濃硫酸制乙烯氣體時溫度控制不當常有副反應發(fā)生,若溫度過高,乙醇被氧化成二氧化碳,濃硫酸被還原為二氧化硫。那么如何設計實驗驗證反應混合氣體中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸氣那?學生一般都能知道驗證二氧化碳用澄清石灰水,驗證二氧化硫用品紅溶液,驗證水蒸氣用無水硫酸銅,但是具體的操作步驟是什么,為什么?大部分的學生不能正確說明原因,這時教師可以引導學生進行實驗設計實踐。
實踐實驗設計思路:
(1)水蒸氣先驗證還是后驗證,為什么?這時有的學生想到若先驗證二氧化硫或二氧化碳必須通入水溶液中,帶出水蒸氣,影響產物水蒸氣的驗證,所以水蒸氣必須先驗證。即通過裝有無水硫酸銅的硬質玻璃管。
(2)二氧化硫和二氧化碳哪個先驗證,為什么?通過教師的引導,學生認識到因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁,所以必須在檢驗二氧化碳之前,先將二氧化硫除去并除盡。而除去二氧化硫之前應先驗證二氧化硫,所以應用三個洗氣瓶,分別是品紅溶液,溴水,品紅溶液,第一個品紅溶液為驗證有二氧化硫,溴水為除去二氧化硫,第二個品紅溶液為檢驗二氧化硫已除盡,這樣通入澄清石灰水變渾濁一定為二氧化碳。通過這樣的設計使同學認識到在設計實驗時必須全面考慮各個因素的影響,應注意到每個細節(jié)的設置,才能使最終的結果正確。但要使學生對設計實驗方案感興趣,并能設計出高質量的實驗方案,學生就必須有扎實的知識基礎和實驗技能。在化學學習中,教師要幫助學生對已學過的知識加以回憶、深化、提高,將所有中學化學知識系統(tǒng)化、條理化、網絡化。
3.2培養(yǎng)學生多動手實驗并注意學會觀察
當前在實驗教學中往往會出現(xiàn)這樣的問題:實驗現(xiàn)象琳瑯滿目,學生情緒亢奮,實驗做完后學生只記住他最感興趣的部分,而對其他現(xiàn)象說不清楚,因此,在初次進行實驗時教師必須讓學生知道觀察什么,怎么觀察。比如我們在苯與液溴的取代反應試驗中,在演示苯與液溴的取代反應時由于注意點較多,可邊實驗邊提出問題,指導學生觀察實驗:
(1)苯與液溴混合后有沒有明顯現(xiàn)象,加入鐵屑后有沒有明顯現(xiàn)象?
(2)跟反應器連接的長導管起什么作用?
(3)導管口為什么不插入液面下?
(4)怎樣除去無色溴苯中溶解的溴?
通過以上問題的設置使學生對該實驗應掌握的問題一目了然,所以只要明確觀察目的,仔細觀察,不管實驗現(xiàn)象多少,都能抓住本質。同時要引導學生邊觀察,邊進行思維性觀察。不僅要觀察實驗儀器的選擇組裝,而且要分析為什么,不僅要觀察實驗現(xiàn)象,而且要思考產生這一現(xiàn)象的原因。而在實踐學習中,很多猜想與假設只有通過實驗才能得以驗證,在動手實驗的過程中,不僅可以提高學生的實驗技能,而且可以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力,激發(fā)他們的實踐精神。
總之,技師學院有機化學傳統(tǒng)的教學方法已不再適應時代的要求,但舊的教學理念往往根深蒂固,因此以實踐學習為核心的有機化學教學的實施還有很長的路要走,實踐學習的各種有效途徑還需要在實踐中不斷摸索。
參考文獻
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1.試管的握持
出錯點:用手一把抓或將無名指和小指伸展開;位置靠上或靠下。
正確方法:“三指握兩指拳”。即大拇指、食指、中指握住試管,無名指和小指握成拳,和拿毛筆寫字有點相似。手指握在試管中上部。
2.藥品的取用
出錯點:A。取粉末狀藥品,由于藥匙大,加藥品時不能深入容器內致使灑落或粘附容器內壁,而不知用V形紙槽代替藥匙送藥品入容器內。B.傾倒液體藥品時,試劑瓶口沒緊挨接受器口致使藥品外流,標簽沒向著手心,造成標簽被腐蝕。
正確方法:A.取用粉末狀或細粒狀固體,通常用藥匙或紙槽。操作時,做到“一送、二豎、三彈”。(即藥品平送入試管底部,試管豎直起來,手指輕彈藥匙柄或紙槽。)使藥品全部落入試管底。B.取用塊狀或大顆粒狀固體常用鑷子,操作要領是"一橫、二放、三慢豎。"即向試管里加塊狀藥品時,應先把試管橫放,把藥品放入試管口后,再把試管慢慢地豎起來,使藥品沿著管壁緩緩滑到試管底部。C.使用細口瓶傾倒液體藥品,操作要領是“一放、二向、三挨、四流”。即先拿下試劑瓶塞倒放在桌面上,然后拿起瓶子,瓶上標簽向著手心,瓶口緊挨著試管口,讓液體沿試管內壁慢慢地流入試管底部。
3.膠頭滴管的使用
出錯點:中指與無名指沒夾住橡皮膠頭和玻璃管的連接處;將滴管尖嘴伸入接受器口內。
正確方法:夾持時:用無名指和中指夾持在橡皮膠頭和玻璃管的連接處,不能用拇指和食指(或中指)夾持,這樣可防止膠頭脫落。吸液時:先用大拇指和食指擠壓橡皮膠頭,趕走滴管中的空氣后,再將玻璃尖嘴伸入試劑液中,放開拇指和食指,液體試劑便被吸入,然后將滴管提起。禁止在試劑內擠壓膠頭,以免試劑被空氣污染而含雜質。吸完液體后,膠頭必須向上,不能平放,更不能使玻璃尖嘴的開口向上,以免膠頭被腐蝕;也不能把吸完液體后的滴管放在實驗桌上,以免沾污滴管。
4.振蕩盛有液體的試管
出錯點:手握試管中部或中下部抖動。
正確方法:手指應"三握兩拳",握持試管中上部,這樣留出試管中下部便于觀察試管內部的實驗現(xiàn)象。振蕩試管時,用手腕力量擺動,手臂不搖,試管底部劃弧線運動,使管內溶液發(fā)生振蕩,不可上下顛,以防液體濺出。
5.使用托盤天平
出錯點:A.直接用手撥游碼;B.托盤上不放或少放紙片;C.藥品放錯托盤;D.在托盤上放多了藥品取出又放回原瓶;E.稱量完畢忘記把游碼撥回零點。
正確方法:正確操作要領是“托盤天平稱量前,先把游碼撥零點,觀察天平是否平;不平應把螺母旋;相同紙片放兩邊,潮、腐藥品皿盛放,左放稱物右放碼,鑷子先夾質量大;最后游碼來替補,稱量完畢作記錄,砝碼回盒游碼零,希望大家要記住”。使用時還應注意:A移動游碼時要左手扶住標尺左端,右手用鑷子輕輕撥動游碼;B。若稱取一定質量的固體粉末時,右盤中放入一定質量的砝碼,不足用游碼補充。質量確定好后,在左盤中放入固體物質,往往在接衡時加入藥品的量難以掌握,這時應用右手握持盛有藥品的藥匙,用左手掌輕碰右手手腕,使少量固體濺落在左盤里逐漸達到平衡。若不慎在托盤上放多了藥品,取出后不要放回原瓶,要放在指定的容器中。
6.量筒的使用
出錯點:A.手拿著量筒讀數(shù);B.讀數(shù)時有的俯視,有的仰視;C.有的不能依據(jù)需量取液體體積選擇合適量程的量筒。D.液體加多了,又用滴管向外吸。
正確方法:使用量筒時應根據(jù)需量取的液體體積,選用能一次量取即可的最小規(guī)格的量筒。操作要領是"量液體,筒平穩(wěn);口挨口,免外流;改滴加,至刻度;讀數(shù)時,視線與液面最低處保持水平"。若不慎加入液體的量超過刻度,應手持量筒倒出少量于指定容器中,再用滴管滴至刻度處。
7.溶解食鹽時攪拌操作
出錯點:A.溶解食鹽使用玻璃棒攪拌過程中發(fā)出叮噹之聲;B.玻璃棒在液體中上部攪拌。
正確方法:操作時將燒杯平放在桌面上,先加入固體食鹽,然后加入適量水,拿住玻璃棒一端的1/3處,玻璃棒另一端伸至燒杯內液體的中部或沿燒杯內壁,交替按順時針和逆時針方向做園周運動,速率不可太快,用力不可大,玻璃棒不能碰撞燒杯內壁發(fā)出叮噹之聲。
8.過濾操作
出錯點:漏紙與漏斗壁之間留有氣泡,影響過濾速度;手持玻璃捧的位置太靠上或太靠下;玻璃捧下端靠在濾紙上時:一是沒輕靠在濾紙的三層部位,二是用力過大致使漏斗傾斜;盛放待過濾液的燒壞的尖嘴部位靠在了玻璃捧的中部甚至中上部。
正確方法:將濾紙貼在漏斗壁上時,應用手指壓住濾紙,用水潤濕,使濾紙緊貼在漏斗壁上,趕走濾紙和漏斗壁之間的氣泡,以利于提高過濾速度。過濾操作要求做到"一貼二低三靠"。一貼:濾紙緊貼漏斗壁。二低:濾紙上沿低于漏斗口,溶液液面低于濾紙上沿。三靠:漏斗頸下端緊靠承接濾液的燒杯的內壁,引流的玻璃棒下端輕靠濾紙三層一側;盛待過濾的燒杯的嘴部靠在玻璃棒的中下部。應手持玻璃棒中上部。
9.儀器的連接
出錯點:把玻璃管使勁往橡皮塞或膠皮管中按;拆的時候使勁拉;手握彎管處使勁用力將管折斷,手被刺破。
正確方法:"左手持口大,右手持插入,先潤濕,稍用力轉動插入就可以"。即左手持口大的儀器,右手握在靠近待插入儀器的那部分,先將其潤濕,然后稍稍用力轉動,使其插入。將橡皮塞塞進試管口時,應慢慢轉動塞子使其塞緊。塞子大小以塞進管口的部分為塞子的1/3為合適。拆時應按與安裝時的相反方向稍用力轉動撥出。
10.裝置氣密性的檢查
伴隨著工業(yè)科學技術的日益發(fā)展,環(huán)境污染已成為人類生活中不可忽視的重要問題之一。據(jù)統(tǒng)計,目前傳統(tǒng)化學產業(yè)每年制造的有害廢物已達3—4億噸,一些重金屬及其化合物酚類和氰類污染造成的魚貝類中毒,一氧化二氮和甲烷等溫室氣體造成的全球氣溫升高等現(xiàn)象層出不窮,嚴重威脅著人類生存環(huán)境的清潔健康,于是“綠色化學”的概念應運而生并伴隨著環(huán)保觀念的流行而漸入人心?!熬G色化學”,其核心內容為提高對原料的有效利用,盡量消除和避免使用有毒和危險試劑,并爭取將反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。在高?;瘜W教學過程中,有機實驗是基礎課程中不能忽略的重要一環(huán),但是因開設相關實驗的高校多、項目繁雜,且存在藥品浪費嚴重,甚至隨意處理廢氣廢液等現(xiàn)象,難免聚沙成塔累積效應,無形中給實驗室及外部環(huán)境帶來負面影響。因此,我們應該采取有效手段加以預防和解決,將有機化學實驗的綠色化作為一個嶄新的課題加以探討研究。
2.實現(xiàn)有機化學實驗“綠色化“教學目標的若干措施
2.1綠色化學意識的樹立與培養(yǎng)若想樹立學生的綠色化學意識要求教師能夠率先把握環(huán)保低碳理念,并積極實施環(huán)境無害化學實驗管理模式。為此,應首先將綠色化學的相關概念及原則融入到課堂管理中,并進行科學指導。例如,在課前預習階段積極引導學生以查找資料的方式初步了解相關實驗試劑的毒性及其對環(huán)境產生的損害和影響,并鼓勵學生不拘泥于教材,通過改良步驟或運用技術手段減少對生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑的使用,并有針對性地降低有害副產物的產生和排放。再如,應密切關注實驗整體的進行情況,及時糾正一些因意識疏忽而造成的裝置安裝問題,阻止因其導致的儀器損害或有毒物質泄漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過教學過程,潛移默化地影響學生,使之在觀念上重視化學實驗綠色化,在學習中掌握更新實現(xiàn)綠色化學目標的方法途徑。另外,可在教學過程中將能否貫徹綠色化學意識、積極實施對環(huán)境友好舉措作為考核項目之一,杜絕學生在實驗過程中不慎造成的藥品浪費、隨意丟棄廢物等現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2實驗試劑的選用與教學內容的革新完善在有機化學實驗中,難免使用一些易燃易爆、有毒或有腐蝕性的原料,這些試劑不但用量大,而且存在危險和污染,如果能勇于突破定性思維和教材,在保證實現(xiàn)原有教學目標的同時,有針對性地選取低碳無害試劑,也能起到推廣“綠色化學”的目的。比如在原料與催化劑的革新方向上,可用無毒高效原料代替有毒原料,用新型催化劑取代腐蝕性嚴重的催化劑。在此試舉兩例:在利用硝酸氧化環(huán)己醇和環(huán)己酮制備1.6—己二酸的實驗中,傳統(tǒng)教科書一般選用高錳酸鉀作為氧化劑。高錳酸鉀具有放熱強烈、有毒等不良特性,并不符合低碳環(huán)保標準,但若改用過氧化氫做氧化劑,則副產物是水,其污染程度不會隨反應的進行而增加,部分實現(xiàn)了綠色化學目標的達成。又如,在乙酸正丁酯制備過程中,將具有腐蝕性、易產生碳化異構化等副反應的催化劑濃硫酸,改為固體催化劑一水合硫酸氫鈉,不但能夠降低實驗過程中“三廢”的生成量,還能將產品率由70%提高到90%,起到了事半功倍的效果。另外,可選用學生熟悉的天然食品代替有機藥物完成教學任務,如在利用茶葉提取咖啡因的過程中使學生掌握索氏提取器的用法;采用橘皮改良過去使用的苯甲醛完成水蒸氣蒸餾實驗,而蒸餾得到的檸檬烯又具有光學活性,可將其進一步用作測定旋光度的原料。在教學設計環(huán)節(jié),應使實驗內容及實施方式趨向低碳環(huán)保。內容低碳化主要反映在合成路線的設計上,可用綜合性較強、合成路線較復雜的實驗代替目的過于單一的項目。如僅選取溴乙烷的制備這一個實驗,就能夠學習吸收有害氣體、蒸餾、分液、萃取、干燥等重要方法,可大大降低實驗項目無意義的重復性。另外,可適時設計一些具有連續(xù)性的實驗,使回收到的產物作為反應物而被重新利用。如在甲基橙的制備實驗中得到的產物可作為重結晶實驗的主要試劑而被循環(huán)使用,將制備好的乙酰水楊酸用于阿司匹林原料藥的檢驗等。這樣設計的優(yōu)勢還在于,因前一產品質量的優(yōu)劣將影響后續(xù)實驗的進行,可提高學生對結果真實性與可靠性的感悟,通過連續(xù)的實驗過程,培養(yǎng)其環(huán)保節(jié)約意識。實施方式的低碳化主要在劑量的半微量或微量化過程中得以體現(xiàn)。將一些污染較嚴重實驗的規(guī)模進行相應的縮小處理,是運用預防化學污染的新方法新技術對常量實驗進行改革的必經之路。例如在茶葉提取咖啡因的實驗中,將乙醇用量從150ml降低至70ml即能提取到產物咖啡因,再如環(huán)己酮的制備及苯乙酮的制備實驗中,可將有害原料環(huán)己醇和乙酸酐用量減少到原量的1/5,除提高實驗綠色化外又能有效地提高產率。由此可見,微量實驗值得推廣的原因在于節(jié)約能源減少污染,降低有機實驗的危險性,同時減少了因處理“三廢”帶來的壓力。除此而外,微量及半微量實驗的規(guī)模更接近于科研現(xiàn)狀,它的安全性和低成本大大促進了開放式實驗教學項目的開出率,提升了學生的動手能力和膽大心細的實驗態(tài)度,因此,在教學過程中采取常量和微量實驗交替配合的模式,將更有利于化學實驗綠色化目標的實現(xiàn)。
2.3合理進行三廢處理在有機化學實驗中,若不將“三廢”進行合理有效的處理而直接排放,將會對環(huán)境和人體產生一定的污染和傷害。因此在實驗過程中應結合以下幾點有效提高實驗室中對“三廢”的處理效率:
(1)廢氣的處理:實驗中應合理使用通風櫥,并在尾氣排出裝置處安裝氣體凈化裝置。對于在實驗進行過程中產生的有害氣體應用專門的吸收裝置進行吸收。
(2)廢液的處理:可將廢液分類為酸堿及有機試劑進行分別處理。酸堿可混溶中和并調節(jié)pH值在6.5—8.5之間,并用水將其稀釋后排放;對于乙醇、乙酸乙酯等有機試劑,可在積攢到一定體積后進行重蒸提純,并作為反應物應用于后續(xù)的實驗中。對于一些在學校條件內無能力進行處理的廢產品,切不可直接將其倒入下水道或排放到大氣中,應定期送到專門地點進行生化處理。
(3)廢渣的處理:有機實驗所產生的廢渣一般為有毒易燃易爆的固體,應統(tǒng)一回收并將其埋于地下固定地點。尤其需要注意的是特殊但常用試劑的處理方式,如在破損溫度計灑落的微小汞珠上撒上硫粉,使其合成毒性較小的硫化汞,減少環(huán)境損害等。
2.4將節(jié)約意識與綠色化學觀念相結合建設節(jié)約型社會是贏得國際競爭優(yōu)勢的重要戰(zhàn)略之一,作為未來化工行業(yè)的主流人才,我們有必要在化學實驗的學習過程中重視資源意識和節(jié)約意識的養(yǎng)成。除去精簡實驗項目,控制原料使用量外,也要注意水電的使用,從小處做起,才能將此觀念深植于學生的頭腦之中。比如在蒸餾回流等步驟中,冷凝裝置一組組相連的搭建方法即可大大降低自來水的用量。
2.5科學技術的引入與完善科學技術的不斷發(fā)展為實驗室實現(xiàn)綠色低碳目標提供了技術支持和保障,在教學過程中適當引用微波技術、多媒體技術已成為實踐教學的大勢所趨。
(1)微波技術。微波作為一種新能源,可用于多種化學實驗之中,已成為一種加速有機反應的經典技術。它具有極大提高有機反應時間,使受熱體系升溫均勻、控制方便、產率高和產品易于純化等特點。如在合成肉桂酸的實驗中,將苯甲醛等反應物的加熱時間由回流1.5小時縮短為微波輻射條件下的20分鐘,在此條件下可降低副產物產量,隨之而來的分離提純步驟減少,基本實現(xiàn)了“零排放”目的。據(jù)目前研究表明,利用微波技術的化學反應,可減少甚至不用溶劑,對環(huán)境污染極低。酯化反應、重排反應、偶聯(lián)反應、酯交換反應及有機金屬反應均可利用微波技術實現(xiàn)反應速度的最大化。
(2)多媒體技術。采用多媒體技術模擬實驗進程是“綠色化學”理念下值得重視和使用的科學技術之一。在有機教學中,存在一些污染嚴重卻又不得不要求學生全面掌握的實驗項目,此時借助于計算機技術呈現(xiàn)真實完整的反應過程,可以彌補因實驗條件不足帶來的負面影響。學生也可學會在接受傳統(tǒng)課堂教學的方式外,充分利用網絡資源,展開全方位學習,有利于其自主性及創(chuàng)新意識的提高。
3.結語
我們把“溶液的配制”放在最前面,以訓練學生稱量、固體溶解、量取液體體積等基本操作。實驗七“酸堿標準溶液的配制與標定”,可使學生初步掌握電子分析天平、滴定管的正確使用和滴定操作技術,鞏固移液管、容量瓶的正確使用方法。在實驗十一“水的總硬度測定”中,進一步鞏固滴定分析基本操作。把實驗十二“雙氧水中H2O2含量的測定(氧化還原滴定法)”作為自行設計實驗,掌握滴定分析在酸堿滴定中的應用后,再應用于氧化還原滴定,強化滴定分析基本操作。另外通過“鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵”實驗,使學生學會可見分光光度計的使用方法,掌握儀器分析方法,學會標準曲線制作,用作圖方法進行數(shù)據(jù)結果處理。筆者依據(jù)“基本實驗—綜合性實驗—設計性實驗”的教學模式以及自身三十多年的教學實踐體會,新編了《醫(yī)學化學實驗》教材,刪除一些陳舊過時、重復的實驗,增加相關現(xiàn)代化儀器分析實驗內容與綜合設計實驗內容,達到了優(yōu)化學生知識結構且不過分依附于理論課的基礎化學實驗教學目標。
2認真做好預備實驗,檢查學生預習情況
本教研室在開展每個實驗之前都會安排兩位教師進行預實驗。通過預實驗,教師可以了解所用到的各種儀器是否正常、實驗條件是否合理、藥品是否失效等;能及時發(fā)現(xiàn)實驗中可能出現(xiàn)的各種異常情況,掌握實驗的第一手資料,以應對學生在實驗過程中提出的各種問題。教師在學生實驗課前進行的預實驗是課堂實驗順利進行的保證。此外,預實驗得出的結果,給批改實驗報告提供了依據(jù),從而更好地指導學生進行實驗。同樣,課前預習實驗對學生進行實驗也是至關重要的。通過預習,學生能夠明確實驗目的及原理,做到心中有數(shù)。學生動手操作前有大約30分鐘的教師講解時間,實驗內容不能被詳細敘述,教師必須把握住實驗的重、難點。此外,在講授中要將相關實驗原理、實驗操作及注意事項等分解成若干個問題隨機提問學生,以此檢查學生預習情況,提問成績記入學生平時成績,可督促學生加強實驗預習,從而起到事半功倍的效果。
3闡明儀器的正確使用方法
對用到的儀器,教師在課堂上進行規(guī)范的演示操作,向學生講清操作要領和具體注意事項,目的是指導學生正確進行實驗,避免出現(xiàn)錯誤或發(fā)生危險。如以滴定分析操作為例,說明其使用方法。酸堿滴定管在使用前,應先檢查是否有漏水現(xiàn)象,如果酸式滴定管漏水,取下活塞涂上凡士林即可;如果堿式滴定管漏水,則上下調動玻璃珠位置。在裝入標準溶液之前,應先用標準溶液潤洗2~3次。在趕去滴定管尖端氣泡和調整好液面后,就可進行滴定了。滴定時要善于控制溶液流速,剛開始反應可以“見滴成線”,接近終點時要做到需要一滴加一滴、需要半滴加半滴。當顏色發(fā)生突變且20s不褪色時,即到達滴定終點。讀數(shù)時應注意保持滴定管垂直,由于附著力和內聚力的作用,滴定管內液面呈彎月形。讀數(shù)時,對于無色或淺色溶液,應讀彎月面下緣的最低點對應的數(shù)值;對于有色溶液,應讀彎月面上緣對應的數(shù)值。學生在使用滴定管時總喜歡左手拿錐形瓶振蕩,右手操作活塞;對這個不良動作教師要演示錯在何處,使學生留下深刻印象,培養(yǎng)學生正確操作習慣。在實驗過程中,教師要巡視,發(fā)現(xiàn)學生錯誤操作及時給予糾正,這樣既增強了師生之間的感情,又使學生掌握了常用儀器的規(guī)范操作方法。
4建立完善的考核制度
綠色化工就是要在對環(huán)境污染嚴重的地區(qū),進行技術上的加工,使得與環(huán)境相協(xié)調的可持續(xù)發(fā)展的化學化工。重視“科學是第一生產力”,要堅持發(fā)展可再生資源的使用,以多種多樣的高超技術加以研究。綠色化學前景的探索對于我們還任重道遠。
【關鍵詞】綠色化學化工;綠色概念;綠色化工產品;綠色環(huán)境;友好化學
引言
政府只有深入研究和發(fā)現(xiàn)各種綠色產品,探討綠色化學化工,才能使出現(xiàn)的問題得到很好的解決,對每一個問題的發(fā)生我們都要追根溯源,從根本上根除問題。綠色化學化工技術的應用,正在不斷增多,我們要設計研究低公害,經濟效益高的綠色產品,這就要求我們在一定程度上選擇適當?shù)牟牧?,例如新型的催化劑,溶劑,油漆等。利用自然界中存在的可持續(xù)發(fā)展條件,以廢棄物作為原始原料,生產一些綠色化學化工產品。國家要想改變傳統(tǒng)的生產模式,就不要有自給自足的傳統(tǒng)思想,否則將可能出現(xiàn)很嚴重的結果。在宣傳方面要倡導綠色化學化工產品,這些產品的新生將會給化學史上增加一筆新的光彩。
環(huán)境與綠色這兩個詞是分不開的,綠色環(huán)境就是要把環(huán)境好好經營,建設社會主義和諧社會。改革開放以來各種污染物大量出現(xiàn),同時還有一部分人為了暴利不惜破壞環(huán)境,所以要研究出符合經濟條件的綠色化學化工產品,取得一定的經濟效率。
一、綠色化學化工的重要性
(1)世界各國在發(fā)展建設過程中不斷造成對環(huán)境的影響,例如泥石流,地震的頻頻發(fā)生,以致于對綠色化工越來越重視。
(2)綠色化學化工基本的問題是技術與人才問題,綠色化工可以很好的保護環(huán)境和帶動一系列的化工產業(yè)的飛速發(fā)展,在工業(yè)上起到經濟效益好,實用性強的理念,還可以消除化工工業(yè)對社會和環(huán)境的各種影響。
(3)綠色化學化工具有一定的循環(huán)利用性,工業(yè)的加速發(fā)展,使得一些資源的利用率得到百分百的提高,綠色化學在國際上被稱為是解決污染物的科學殺手。從目前看來,綠色化學化工前景廣闊。
(4)化工上要解決一些技術上的難題,從觀念上強化,在制造綠色產品方面,要有好的建設,制度要明確。
二、政府重視綠色化工技術和人才的教育培養(yǎng)
政府要主導綠色化工的技術發(fā)展,優(yōu)化政策對于綠色環(huán)境的要求,要樹立“以人為本的原則”,觀念上要高效,經濟實惠,簡潔,建立一系列的新形勢下政企的合作關系,國家政府要落實和扶持這一方面的有關條例。其中還要結合對高新技術產業(yè)發(fā)展的綠色化學化工產品,優(yōu)化環(huán)境等有利條件。
加快建設對于綠色化學化工方面的人才,在國家的扶持下開發(fā)綠色化工的發(fā)展和服務。
國內先前在冶金、鋼鐵、礦類上的開發(fā)導致了很多問題的發(fā)生,現(xiàn)在需要綠色化學化工產品的加入為這一類企業(yè)注入新的血液。在綠色化學化工產品的設計和建設中加入高技術的含量。
化學與化學工業(yè)有著本質上的差別,以前的原料,不可再生資源的危害,相信大家有目共睹,這些問題制約了國家化學工業(yè)和環(huán)境的協(xié)調發(fā)展,充分利用可再生資源,是綠色化學化工的首要解決的問題之一。對于這一方面,人才上要遵循科學發(fā)展的道路,要有著對未來前景的預測,人才具備這些才能很好的為國家和人民服務。學校培養(yǎng)人才研究,綠色化工的規(guī)劃,研究論文,環(huán)保意識上,要深入到骨髓里。綠色化學代表了化學和化工學科的共同發(fā)展趨勢和目標之一,即無論是化學還是化工,不僅要面對社會發(fā)展對環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴格的要求。
三、綠色化工的前景預測
(1)我國企業(yè)主要是以工業(yè)化為主,所以綠色化學工業(yè)在國民經濟中占有主導作用,對推動我國加速發(fā)展社會主義和諧社會做出了巨大貢獻。
(2)化學工業(yè)在教育方面,雖然有很多不完善的地方,但還是可以培育一代代優(yōu)秀工業(yè)人才,這些人才使得綠色化學化工業(yè)的發(fā)展加速。
(3)綠色化學觀念上實施科學主義發(fā)展觀,貫徹落實以人為本的原則。
(4)綠色化學含義的這種變化不僅得到各國政府的高度關注,而且也使它所涉及的內容也越來越廣,越來越豐富。從它現(xiàn)在代表的意義來看,還可用環(huán)境友好化學、可持續(xù)發(fā)展、清潔生產等詞匯來描述,在當今社會,環(huán)保,政治,國際上多方面的推動下,我們綠色工業(yè)發(fā)展前景相信會越來越廣闊,也將會越來越好。
四、我國對于綠色化學化工上采用的戰(zhàn)略
1、國家研究院建立了專門的機構,目前我國有很好的合成、催化綠色化學技術。如研究院的基礎研究綠色化學合成,有機化學產品的檢測和研究。
2、在戰(zhàn)略實施上重視可再生資源,自然界中含有最多的木質素和纖維素的植物,有著一定的可再生資源,總結方案,在綠色化學化工的問題上采用更好的方案。
3、戰(zhàn)略上要重視解決資源浪費的問題的發(fā)生,迅速推動國內的科學化工業(yè)的發(fā)展等,國際上對于綠色化工工業(yè)產品的溶劑,反應條件,催化劑等化學使用方法,對于高原子的組合,目標分子的研究,使綠色化學工業(yè)上保持了有效的功能外,同時讓有害影響降到最低,體現(xiàn)了經濟效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。
結束語
從綠色化學化工的定義,原理研究的方向下,我國慢慢的展現(xiàn)了完整的綠色化學化工體系,以及國家人民對于綠色化學化工意識上的加強,但是目前還有很多方面不夠健全,如發(fā)展速度很快,導致一些內部問題的發(fā)生,還有對于綠色化學化工的產品定位,望日后有更多推進綠色化學化工的方案。
參考文獻
[1]麻生明.環(huán)境友好的合成化學.1999年科學發(fā)展報告[J]北京:科學出版社,1999.101-105
在實驗前兩周,教師將本實驗需預習的問題掛在教學實驗中心網站上(http://jxsys.cczu.edu.cn/),學生通過查閱文獻資料,做好充分預習。我們對苯甲酸正丁酯的合成課前預習設計了如下幾個問題:1.如何使用分液漏斗?干燥劑種類、選擇和用量?常壓蒸餾的裝置、操作和注意事項?如何提高反應的產率?2.分水器的作用和原理?帶水劑種類和選擇?3.反應后如何提純苯甲酸正丁酯?4.如何設計反應的裝置和實驗的方法?5.減壓蒸餾的原理是什么?如何正確地安裝和操作減壓蒸餾裝置?設計問題的目的:問題1是為了讓學生復習鞏固前面所學的回流、干燥、洗滌與常壓蒸餾等實驗基本操作;問題2和5是預習的重點和難點,學生可通過預習初步掌握分水器的作用、原理和使用條件等,初步了解帶水劑的種類和選用方法,初步了解減壓蒸餾的原理、適用條件、實驗裝置、使用方法和注意事項等;問題3和4是考查學生對實驗知識的綜合運用能力,也是對學生實驗技能的綜合訓練和提高??傊?,通過預習實驗前設置的問題,學生不僅能鞏固所學的知識,了解實驗的目的、原理、方法,以及注意事項等基本內容,也避免了實驗前教師花費過多的時間作“注入式”的講解,并能有效地增強學生的實驗興趣,拓展其知識面。
二、實驗前討論
將實驗前教師的講解改變成以問題為中心的探討,不僅能確立學生的主體地位和教師的主導作用,而且能夠活躍課堂氣氛,提高學生的實驗興趣,更有助于學生分析問題和解決問題能力的訓練和提高。課前的預習只是讓學生對本次實驗的內容有個大致的認識和了解,但是對實驗的重點和難點,學生可能還是一知半解。因此,為了讓學生全面掌握實驗的內容,我們對實驗前的討論準備了以下的問題:
1.合成苯甲酸正丁酯的方法?反應的機理?如何提高反應的產率?大部分學生可能知道書本上的合成方法,即通過苯甲酸和正丁醇合成苯甲酸正丁酯。這時,教師可以適當補充其他合成酯的方法。這不僅能拓寬學生的知識面,而且能使學生因教師具有廣博的知識而產生敬重,從而引發(fā)更加強烈的求知欲望。對于反應的機理,可讓一名學生到黑板前邊書寫邊講解,教師既可以檢查學生對基礎理論知識掌握情況,充分體現(xiàn)理論與實踐的有機結合,也能訓練和提高其表達能力,提供展示自我的機會。如何提高反應的產率涉及化學反應的工藝優(yōu)化。通過前面幾次實驗的練習,學生應該基本掌握了方法。教師可以對此問題直接提問,以了解學生對知識的掌握情況。根據(jù)化學反應動力學速率公式可知,降低產物的含量或將產物及時移走也可以加快反應的速率。那如何降低產物的含量或移走某一產物呢?接下來,教師可以順勢自然拋出下面的問題:
2.如何將產物移出體系?移除哪種物質比較方便?根據(jù)產物的物化性質可知,移除水顯然比移除苯甲酸正丁酯要簡單得多,怎么才能把水移除呢?對此,學生可以運用所學的知識進行思考和討論。歸納其結論,主要有以下兩種:一種是教科書上寫的采用油水分離器,一種是采用精餾裝置。對于第一種建議,教師首先要肯定學生已充分預習了教材;對于第二種建議,則要表揚其思維靈活,能學以致用,那也是工業(yè)上普遍采用的方法,這在我們以后的實驗中會涉及并運用。接下來就討論有關分水器的問題。
3.分水器的作用原理?如何設計分水器?帶水劑的種類、選擇、用量?使用注意事項?由于分水器的使用注意事項較多,我們將其分解成以下幾個主要的問題進行討論:(1)分水器如何檢漏?可以讓學生聯(lián)系分液漏斗檢漏方法。(2)在離支管下邊沿1cm處,為什么要預裝一定量的水?這主要從經濟和節(jié)約的角度出發(fā),讓學生樹立經濟環(huán)保的思想。(3)如何觀察是否有水生成?可以提示學生在預裝水位處用筆做一個記號,便于觀察現(xiàn)象。(4)搭建實驗裝置的時候分水器的支管為什么要盡量遠離電熱板?這是因為活塞上涂抹的凡士林和玻璃的膨脹系數(shù)不一樣。如果把分水器放在電熱板上直接烘烤,分水器活塞將打不開,導致放不出水。(5)如何運用分水器判斷反應的終點?引導學生注意觀察分水器中分水量和回流液中含水量,培養(yǎng)學生的觀察能力。特別要交代的是,如果水量不再增多,說明反應已基本結束。但適當延長反應時間,反應將更加充分。以上對分水器諸多方面的分析探討,能讓學生明白有機化學實驗不僅要有較多的理論支撐,還要有更多的技巧和經驗,這需要我們善于學以致用,不斷總結經驗和教訓,才能保證實驗的順利完成,體驗到實驗的成功感。
4.如何設計本實驗的裝置和實驗的步驟?通過以上諸多問題的探討,學生自然而然就會明確本實驗的目的和方法,消化實驗的重點和難點。對于實驗的裝置,可讓一位學生結合問題的探討和預習搭一個反應裝置,其他學生進行觀摩和評價。對于實驗的步驟,可以讓一位學生進行歸納總結,教師在黑板上按其方法書寫流程圖,其他同學進行補充修改。這不僅能幫助學生及時消化所學的內容,學以致用,同時對教師也能起到督促和檢查的作用。
三、減壓蒸餾
常壓蒸餾結束后,由于實驗條件的限制,學生不能人手一臺減壓裝置,加上生成的苯甲酸正丁酯的量較少,我們要求2~3人合作進行減壓蒸餾。將減壓蒸餾放到實驗后再講解,也有助于分化難點、提高學習的效率。對于減壓蒸餾,我們設計了以下幾個問題:
1.為什么要先常壓蒸餾再減壓蒸餾?常壓下,正丁醇的沸點只有117℃,容易蒸出來,如果直接減壓蒸餾,易被抽到油泵里,會損壞油泵。另外,從原子經濟的角度看,先常壓蒸出正丁醇,也可以讓原料能夠充分回收利用。
2.減壓蒸餾的原理、適用的范圍、裝置、操作方法?大部分學生通過預習已知道減壓蒸餾的原理和適用的條件,教師可根據(jù)學生回答的情況做適當?shù)难a充。但實際操作中學生可能存在諸多的問題,因此,我們采取由一名學生示范,其他學生觀摩、糾錯,教師提出問題讓學生進行探討的方法。對于裝置的安裝,主要提醒學生每個接口都要涂油,以保證氣密性,安裝要由下至上,從左到右,橫平豎直;對于操作主要提示毛細管鼓泡速度的調節(jié)、閥門開啟的先后順序、真空數(shù)字壓力計的使用,減壓蒸餾結束時的判斷方法、閥門關閉順序等。實踐證明,這種以問題為中心,邊操作邊教學的方法要比純粹講解效果好得多。
四、課后思考題
1.實驗中不加環(huán)己烷對反應有何影響?2.能否用強堿氫氧化鈉?3.本實驗成敗的關鍵在哪些地方?有何心得體會?設計問題1和2的目的是將本課程實驗的內容進行適當拓展,擴大學生的知識面;設計問題3的目的是讓學生養(yǎng)成歸納總結的習慣,為以后的實驗或科研做一些積累。
五、教學效果
苯甲酸正丁酯合成的PBL實踐教學,已取得以下幾點明顯的效果:
1.通過實驗前問題的設置,學生對實驗的目的、內容、裝置、實驗步驟,以及注意事項都有比較詳細的了解,一改以往只知大概不知細節(jié),邊翻教材邊做實驗的壞習慣。
2.預習報告的質量顯著提高。其明顯的表現(xiàn)就是:學生對實驗的提問能用簡練的語言回答,且正確率明顯提高;實驗裝置圖的繪制也不再是“依葫蘆畫瓢”,作圖規(guī)范且有創(chuàng)意;實驗步驟的設計簡潔明了,更加科學合理。
3.實驗記錄翔實。學生不僅能夠及時記錄現(xiàn)象,還能備注操作目的、分析產生現(xiàn)象的原因、問題和討論的結論,以及老師對問題的拓展等內容,杜絕了抄襲或寫回憶錄的現(xiàn)象。
關鍵詞:化學 問題 設計
義務教育階段化學新課程的性質決定了初中化學必須體現(xiàn)啟蒙性和基礎性,要求學生不僅要掌握基本的化學知識和技能,更重要的是要在學習知識的同時,學會運用化學知識、化學觀念、化學思想去分析和解決各類問題,并在解決問題的過程中形成良好的科學素養(yǎng)。而要達到這一要求,教師就必須為學生構建良好的求知氛圍,也就是說要為學生設計相應的問題,在引導學生解決問題的過程中培養(yǎng)學生的科學素質。所以,如何設計出高質量的問題則成為化學教師必須面對的問題。
那么,怎樣才能設計出優(yōu)質的化學問題呢?筆者結合自己的教學實踐,總結出四個原則:
一、科學性原則
化學問題的科學性原則是指化學問題的設計必須符合客觀事實,所設計的事實、知識、思想、方法必須是真實的、符合科學規(guī)律的,在化學問題解決中所倡導的情感、態(tài)度與價值觀的導向是正確的。初中化學問題設計的知識要求并不高,但如果因過分注重考核某些技能技巧而人為編造,就可能導致科學錯誤。舉一個簡單的例子:常溫下配制100克50%的NaCl溶液需NaCl和水各多少克?由于NaCl在常溫下的溶解度為36克,所以,根據(jù)溶解度的相關計算,飽和食鹽溶液溶質質量分數(shù)為26.5%。也就是說,常溫下NaCl溶液的濃度最大為26.5%,所以是不可能配制出50%的NaCl溶液的,這是一個假命題。事實上,在平時的一些測試甚至在某些地區(qū)的中考試卷中,脫離實際閉門造車的試題屢見不鮮。這種做法就會給學生造成一種錯覺,似乎化學并不一定要以實驗、以事實為基礎,只是文字和數(shù)字游戲而已。這種做法很顯然是違背科學精神、科學原則的。
二、情境性原則
情境性原則是指將化學問題置于真實的情境中,讓學生在一種現(xiàn)實需求中解決問題,讓學生不僅體驗到解決問題的喜悅,還能在潛移默化中感知到化學在生產生活中所發(fā)揮的作用,從而使其加深對化學科學價值的認識。例如:為什么可用白醋除去金屬門上的銹斑?為什么小麥出芽后要向田里拋撒草木灰?焚燒秸稈有什么危害?為什么不能過量補充微量元素?這些問題都來源于學生的真實生活,他們對此都有一定的感性認識,當然也最能激發(fā)學生學習化學的興趣,優(yōu)化解決實際問題的能力。
另外,教師演示實驗中出現(xiàn)的“意外”也是設計情境性問題極好的素材。有實驗必然有失敗、有“意外”,這是科學研究的必然規(guī)律,教師對此勿庸諱言,而要引導學生一起分析探討、查找原因。在這種情況下常常會有意想不到的精彩出現(xiàn),學生的思維常會迸發(fā)出絢爛的火花。無疑,這種“現(xiàn)場直播”的問題更能培養(yǎng)學生的科學素質。
例如,筆者在進行葡萄糖化學性質的教學時,臨時根據(jù)如下的化學反應原理(C6H10O5)n+nH2O――nC6H12O6,將淀粉加水后與稀硫酸混合,利用硫酸的催化作用,生成葡萄糖,再取樣加入新制的Cu(OH)2及碘液來探究淀粉的水解程度。但事實上,無論教師怎么加熱,都沒有出現(xiàn)紅色沉淀,實驗“失敗”了。對此,我沒有掩飾,而是組織學生討論:為什么實驗會失???學生的積極性一下子被調動起來了,有的說可能是淀粉中含有雜質,有的說NaOH溶液太少,還有的說是H2SO4過量了,破壞了反應的堿性環(huán)境,不一而足。我則因勢利導,指導學生現(xiàn)場進行試驗探究,最后終于找出了問題之所在,原來是酸加多了,將反應的堿性環(huán)境破壞了。這一節(jié)課我至今記憶猶新,當時學生在課堂上所表現(xiàn)出來的激情靠題海戰(zhàn)術是絕對訓練不出來的。
三、實踐性原則
實踐性原則是指化學問題的設計要充分體現(xiàn)化學問題解決過程中的探究性和體驗性,使學生在解決問題的過程中運用化學試驗、觀察、參觀、討論等多種方法解決問題,在解決問題的過程中提升化學素質。初中化學課程中的實驗,雖然大多數(shù)是對物質組成、結構、性質及變化規(guī)律的再認識,但從本質上看,這一過程與科學家進行的研究試驗在模式上是一致的。另外,建構主義的教學原則也反對簡單機械地處理學習內容,希望把學習置于真實的、復雜的情境之中,從而使學習者能夠將在這種背景下學到的知識和技能在其他的情境中進行遷移。這種教學思路也可以通俗地稱為“做中學”。
每逢冬季下雪,筆者都會根據(jù)教材設計以下的實踐性課題:
1.教材(滬教版)上講“寒冷的冬季,人們常向公路上的積雪撒些鹽,使冰雪能較快融化”,那么下列哪種鹽使冰雪融化的速度最快?A.NaCl;B.KNO3 ;C.MgSO4。對此問題的解決,由學生自己設計方案,自己動手操作完成,不追求結果的正確度,更多地關注學生的參與性。
2.為了恢復交通,政府組織人力向一些交通主干道上大量潑撒融雪劑,融雪劑的主要成分是什么?在融雪之后它對環(huán)境有什么不利的影響?可以采取什么方法消除這些不利影響?
對這個問題的設計,其目的主要是引導學生能從化學的視角來關注周圍的世界,并能借助互聯(lián)網等現(xiàn)代媒體來獲取解決問題的信息,同時通過相互之間的合作與交流來解決問題,培養(yǎng)團隊精神。當然,問題的結果對于初中學生來講肯定不是第一位的。
這樣的問題在現(xiàn)實中還有很多,我想只要我們教師多做有心人,一定會設計出更多更有啟發(fā)性和實踐性的問題來。
四、開放性原則
開放型問題是指不具備完整的初始條件、目標狀態(tài)和轉換手段的一類問題。對這類問題的解決, 一方面能使不同的學生都能產生自己的思考結果,獲得成功的喜悅;另一方面又可以使學生從不同的角度思考問題,提出不同的解決方案,從而使其創(chuàng)造性思維得以發(fā)展。開放性問題的開放不是指問題形式上的變化,而應體現(xiàn)在學生的思維過程之中。教師設計的開放性問題應具有發(fā)散性、探究性、發(fā)展性的特點,使學生在解決問題的過程中,能結合已有的經驗,運用觀察、分析、綜合、類比、歸納、概括和演繹等方法,從不同的角度摸索解決問題的線索,選擇最優(yōu)途徑或方案來解決問題。
例如:1.如何鑒別稀HCl、Ba(OH)2、Na2CO3三種無色溶液?
2.如何解決城市生活污水問題?
3.怎樣從化學的角度理解“構建和諧社會”?
這些問題的答案是不確定的,也就是說沒有所謂的標準答案,問題設計的目的是培養(yǎng)學生從不同層面、不同視角看問題的能力,開闊學生的視野,從而為將來解決實際問題奠定基礎。當然,由于開放性問題答案的不確定性,如何評判學生的回答也就對教師的教學理念和業(yè)務水平提出了更高的要求。但不管怎樣,教師對學生的回答不能求全責備,要以鼓勵為主,要允許學生犯錯,要讓學生敢于發(fā)言、樂于發(fā)言,對學生精彩的發(fā)言,教師還要不吝美詞。另外,教師還可以組織學生相互之間進行點評,通過相互之間的交流,產生思維的碰撞,從而找到最佳的答案。其實,這種方式才是最理想的。
在實際的教學實踐中,我們教師常常感到學生只滿足于接受教師傳授的知識,不能提出問題,其實這也不能完全責怪學生,因為在很多時候,我們并沒有教給學生提問的方法,或者我們自己也沒有認真研究過這個問題。所以,我想,如何恰如其分地設置問題,應該是我們每一個教師都必須研究的課題,從而切實落實課標對我們提出的教學要求。
參考文獻
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醫(yī)學檢驗技術是一門實驗技術學科,培養(yǎng)學生具有較強的實驗技能是醫(yī)學檢驗技術專業(yè)學生的培養(yǎng)目標。實驗技能的培養(yǎng)與化學實驗的教學密切相關,學生整個化學實驗過程中操作規(guī)范化的熟練程度可以反映其操作技能的高低,也是實驗結果準確性的根本保證。操作技能包含順利完成整個實驗的各種能力,如:動手操作能力、觀察判斷能力、歸納總結能力、溝通協(xié)作能力、統(tǒng)籌思維能力、獨立分析解決問題能力和創(chuàng)新能力等等。操作技能各種能力的總和就是實驗技能。因此,操作技能是實驗技能的基礎,實驗技能如何發(fā)展有賴于操作技能的提高。所以,無機化學實驗教學中必須突出專業(yè)特點,緊扣培養(yǎng)具備工作實際能力的高素質技術應用型專門人才的目標,加強無機化學實驗教學,強化操作技能訓練,在此基礎上再進一步培養(yǎng)實驗技能。
2淡化學科觀念強化服務意識
醫(yī)學檢驗技術專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生與地方經濟和醫(yī)學檢驗相關產業(yè)發(fā)展相適應,面向醫(yī)療衛(wèi)生機構一線崗位從事臨床檢驗技術、實驗室技術等方面的工作。即便是工作崗位具有先進的檢驗設備,醫(yī)學檢驗人員也必須具備較強的實踐操作能力,如分析儀器的校正,常用試劑的配制等,更何況農村醫(yī)療衛(wèi)生機構檢驗設備未必都大型、先進。因此,培養(yǎng)的學生必須具有職業(yè)素質高、基礎知識扎實、操作能力強、適應性強等特色。無機化學課程的教學必須根據(jù)學生就業(yè)崗位的需要,淡化學科意識,服務于專業(yè)課程,為學生的職業(yè)拓展提供平臺,體現(xiàn)“以生為本”,著眼于學生人文精神和理科素養(yǎng)的提高,緊貼于專業(yè)培養(yǎng)目標的要求,服務于學生整體專業(yè)素質的培養(yǎng)。為此,鑒于無機化學課時少(總學時32),教材版本變換頻繁,內容不統(tǒng)一的現(xiàn)狀,漯河醫(yī)學高等專科學?;瘜W教研室根據(jù)各系部專業(yè)培養(yǎng)目標的要求,合理制定課程標準,討論優(yōu)選實驗內容,開發(fā)校本實驗教材《分析測試實驗指導》,各專業(yè)構建新的實驗教學新體系。如,漯河醫(yī)學高等??茖W校醫(yī)學檢驗技術專業(yè)目前選用的《無機化學》教材是由人民衛(wèi)生出版社出版、牛秀明主編的全國高職高專“十二五”規(guī)劃教材,但教材中的實驗部分缺少化學實驗的基本知識,如實驗室管理、實驗室安全、常用儀器簡介、化學實驗基本操作規(guī)程及實驗數(shù)據(jù)記錄和實驗報告書寫等等相關規(guī)范內容,如果忽略此部分內容的學習,對醫(yī)學檢驗專業(yè)的學生來講,強化操作技能,培養(yǎng)實驗技能,為后續(xù)課程的學習奠定基礎,基礎課為專業(yè)課和未來工作的需要服務,就成了空洞的目標。因此,我們適度增加了這些內容的教學,同時增加緩沖溶液的配制與性質實驗,注意與生化檢驗課進行銜接;并將化學實驗與醫(yī)學檢驗專業(yè)的衛(wèi)生檢驗員資格證書考核結合起來安排實驗內容。按照校內自編教材增加此部分內容后,收到了良好的教學效果。
3掌握學生基礎合理安排教學措施
開課之初,對新生進行問卷調查,對學生的化學基礎摸底。招生時的文理兼收,入校后的大班學習,造成了同班學生文理基礎差異顯著,部分學生連常見的玻璃儀器都不能辨認,實驗無法同步完成,為解決文科學生理科知識的相對薄弱、理解和接受化學知識的相對困難、動手實驗能力稍差等問題,在上課學時少,教學任務重的情況下,鼓勵和幫助文科學生做好實驗,安排實驗小組時采取文理生混合編組的方法,互補學習;嚴把實驗制度關,如,一對一幫扶制度、獨立操作制度、實驗前預習制度、課堂提問討論制度、實驗后反思總結制度、書寫實驗報告制度、實驗教學督導制度等等。這些舉措較好地培養(yǎng)了學生的實驗技能。
4創(chuàng)新教學方法豐富教學手段
多年的教學經驗發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的實驗課教學方法存在弊端,盡管實驗前教師將實驗目標、實驗原理、實驗內容及步驟、實驗用品及操作方法、有關實驗注意事項等內容全部詳細講解,一部分學生仍然不知從何做起,尤其是文科學生,學生自己實驗時需要指導教師分別重復講解實驗內容,這樣既浪費時間又影響實驗效率。為此,要求學生課前必須預習實驗內容及實驗相關知識,并寫出實驗預習報告,對實驗關鍵內容及注意事項進行思考并提出問題。在實驗教學時合理安排講授時間與實驗操作時間,實驗課開始時,講解實驗目標、實驗原理、實驗內容,并在講解時與學生之間進行互動討論,以便鼓勵學生按照實驗原理對實驗操作步驟詢問“為什么”。待學生認領清點儀器后,再組織學生一起講解實驗操作步驟、示范性演示儀器使用方法,強調實驗中的注意事項。實驗完成后,要求學生對整個實驗過程進行總結和分析,總結實驗成功的經驗,分析討論實驗中存在的問題,反思和糾正實驗中的不足,通過學生自己來全面充實完善實驗報告內容。這種做法減少了學生操作過程中的錯誤,增加了正確使用儀器的機會,同時也促進學生改變了對待實驗的態(tài)度,提高了學生實驗操作的自信,也對今后的實驗提供借鑒和幫助。對于規(guī)范的基本實驗操作、一些需要觀察實驗現(xiàn)象的實驗操作、較復雜的實驗操作、危險性較大的實驗操作,教師實驗前采用多媒體教學技術的方法,放大實驗現(xiàn)象,提高實驗能見度;提供模擬的實驗環(huán)境,熟練掌握實驗操作規(guī)范和操作技能;既保證了學生實驗操作的正確性、規(guī)范性和安全性,又有利于增加學生實驗的自信心,激發(fā)他們動手的欲望。培養(yǎng)了學生嚴格遵守技術操作規(guī)程的工作作風和相互協(xié)作、大膽工作的能力。
5貫穿綠色化學理念增強學生環(huán)保意識
無機化學實驗用到的化學藥品較多,在不影響實驗效果的前提下,盡量減少試劑用量,增加微型實驗,使無機化學實驗綠色化;盡量減少和替代刺激性或有毒試劑的使用,主動地減少和消除實驗室的化學污染,體現(xiàn)綠色化學原則;要求學生將在實驗過程中產生的廢液、廢渣和剩余少量物品等,都分別統(tǒng)一收集到實驗室制定的廢液回收桶和廢渣回收杯中,實驗完畢統(tǒng)一處理。廢氣通過實驗室通風裝置壓出。這樣,既避免了“三廢”對環(huán)境產生的污染,又讓學生在實驗的點點滴滴中接受環(huán)保教育,愛護環(huán)境,珍愛生命。在化學實驗教學中培養(yǎng)學生保護環(huán)境的意識和責任。
6創(chuàng)新實驗評價方法重視綜合素養(yǎng)提高
學生的學習動機主要在于興趣,而興趣的培養(yǎng)不是自發(fā)的,需要老師進行有益的啟發(fā)、教育和耐心的培養(yǎng)。這種意識滲透到整個教學過程中,可以起到事半功倍的效果。這是啟發(fā)式教學必不可少的重要一步,因為它直接牽動著學生發(fā)現(xiàn)、探索問題的興趣。有機化學的教學,可以通過講與每章有關的社會熱點問題或與該章有關的有趣的事來激發(fā)學生的興趣。比如醇那一章,可以結合檢測醉駕的原理來講,講講如何檢測酒精含量及如何醒酒。緒論可以結合日常生活中的衣、食、住、行來講,學習有機化學可以指導人的衣、食、住、行。比如有趣的食,可以用一些大家喜歡吃的肯德基快餐、可樂為例,分析這些食品的主要有機成分,以及給人體帶來的傷害。還可以講一下最佳的膳食平衡,每種食物提供給人體哪種營養(yǎng)成分,這些營養(yǎng)成分的有機結構是什么?缺少了會怎樣?等等。立體異構體那章,可以先讓學生自己動手做分子模型,然后再去觀察實物與鏡像的關系。烯烴的親電加成,可以先顯示烯烴使溴的四氯化碳溶液褪色的實驗。經驗告訴我們,這樣的方法可以大大提高學生學習的興趣。
二、要激發(fā)學生的好奇心
古希臘教育家亞里士多德講過一句名言:“思維自驚奇和疑問開始”。課堂上教師的提問可以有效地發(fā)展學生的思維能力。師生互動可以通過老師提問學生回答來完成,還可以通過學生提問老師回答來完成。這就要求老師在課堂上須巧設疑問。比如講烯烴的化學性質,老師可以先講幾個實驗現(xiàn)象,并把相關的反應方程式寫出來,讓學生分析一下主要發(fā)生了什么反應,再結合前面章節(jié)的內容,讓學生大致寫出反應機理,并把反應機理進行分類,比如是親電加成還是親核加成等等。羧酸那章就羧酸同時存在羰基和羥基,老師可以向學生提出如下問題:1.與醛或酮相比,羧酸中羰基的親核加成活性如何?2.羧酸中羥基的氫原子與醇的相比,為什么酸性更強?面對這些問題,學生利用已學過的知識可以一一解答。這樣該章的學習就會變得很輕松。學生可以實現(xiàn)由“學會”到“會學”的轉變。
三、要引導學生多議
課堂上學生產生疑問怎么辦?是由老師一個一個來解決,還是分類匯總后解決,抑或由學生一起討論來解決?由于課時的限制,最好的辦法就是引導學生多議多問,讓學生相互之間開展討論,自己解決發(fā)現(xiàn)的問題。老師可以在課堂上提問,然后分組進行討論,引導學生自己解決問題。比如講酯的親核取代和克萊森縮合反應時,老師可以提出問題:以醛酮羰基的親核加成及羥醛縮合反應為基礎,分析一下酯可以發(fā)生哪些反應?以小組為單位進行討論。最后交上來的答案基本上是完整的。當然,問題也不要總是由老師提出,老師還要引導學生自己提出問題。比如講共軛二烯烴的1,4加成,老師可以先寫第一步機理,按照單烯烴的性質先進行第一步,生成一個碳正離子中間體,第二步老師可以直接寫出和單烯烴一樣的1,2加成產物,然后問學生:有疑問嗎?有不同的想法嗎?這個例子我們曾經試過,有很多學生舉手提出了疑問。學生會問,第一步生成的碳正離子中間體為什么不重排?它是烯丙型的碳正離子,正電應該可以分散到另一個碳上,這樣第二步就應該形成1,4產物。學生能這樣分析問題就說明他們把前面章節(jié)學的知識都掌握了,也能激發(fā)出想問題的樂趣。這樣,學生課后就會按照課堂上的模式進行提問和討論,問題也就迎刃而解了。
四、要理論與實踐相結合
化學是一門實踐性的科學,除了理論學習外,還要與實踐相結合。我們選擇部分學生特別是畢業(yè)后繼續(xù)讀研和從事化學化工類工作的學生,一般在大二開始進入教師課題組,在老師的指導下完成一個課題的研究。比如我們學校的有機化學課都是在大二開的。上課時,教師可以先了解學生的情況,了解有哪些學生打算考研?有哪些學生對化學有興趣,今后有可能從事與化學有關工作的?又有哪些學生對化學沒興趣,以后不想從事與化學有關的工作?挑出一些想考研的和想從事與化學有關工作的學生參與課題組,一般是占班上人數(shù)50%的比例。然后將他們分成四個組,每個組有一個研究課題,課題與所講的內容有關。讓他們從查閱文獻、總結文獻開始做,由他們自己先提出實驗方案,然后老師再指導他們確定最佳的實驗方案。實驗方案確定后,由學生自己準備藥品和儀器,進行實驗操作。這樣,他們在查閱文獻時可以了解化學的發(fā)展動態(tài);提出實驗方案時可以對所學的反應做個總結和比較;準備藥品和儀器時可以了解一些化合物的結構和物理性質及一些儀器的用途。舉個例子來講,當講到酸與醇的酯化時,教師可以讓學生做一個與酯化有關的課題。由于酯化是個可逆反應,不斷地有水生成,要使這個反應向右進行,最好是把產物之一水移走。實驗時可以讓學生做個對比實驗,一個是沒裝分水器的,就是讓水留在體系里,一個是裝了分水器的,將水通過與有機溶劑共沸帶出來。實驗后會發(fā)現(xiàn)后者的酯化收率較高,這樣學生就明白了移走產物之一反應會向右進行,收率會較高。每屆參加課題組的學生都會有不少收獲,做得好的最后還發(fā)表了論文,這些論文可以參與評獎學金,還可以參與保研等等。學生因此積極性特別高。學完了有機化學后,大部分學生還想繼續(xù)留在課題組做實驗。通過理論聯(lián)系實際,學生不僅用實驗驗證了學到的理論知識,還可以鍛煉動手能力,從實驗中發(fā)現(xiàn)樂趣,提高學習的興趣,并且可以為以后的繼續(xù)深造打下很好的基礎。
五、改革考核方式和內容
有機化學的考核以前主要采取一考制,即由最后的期末考試決定成績。這種考核方式容易使學生死記硬背,而不會靈活應用,并且考完就容易忘記。我們對考核內容和考核方法進行了改革??己朔椒ǜ某捎善綍r成績、期中成績、期末成績三部分組成。平時成績由出勤率、平時作業(yè)、平時討論及平時實踐來決定;期中考試形式可以靈活一點,可以考試,可以寫論文,也可以用課堂作業(yè)甚至是綜合性的設計實驗;期末考試的題不要局限于選擇、填空、合成、機理等類型,可以適當?shù)丶有┡c日常生活緊密聯(lián)系的實驗綜合題。以前的一考制容易造成很多學生不來上課??己思由铣銮诼屎蟮秸n率基本上是100%。有機化學一般都是三節(jié)課連上,三節(jié)課都講新課可以講很多內容,學生一下消化不了,加上一點討論題可以讓課堂變得輕松,課堂氣氛好很多,留出較多的時間讓學生去思考。這樣,師生之間及學生之間的關系會更融洽,而且學生分析問題的能力可以得到強化。參加了課題組的學生可以加上實踐分,沒有參加課題組的學生可以加上討論分。這樣,期末考試的壓力就減輕了很多,補考率也會低很多。我們現(xiàn)在采取的考核方式就是平時成績(25%),期中成績(25%),期末成績(50%)。平時的出勤率很高,平時作業(yè)也完成得很好,討論題都很積極,而且印象深刻,討論題如果出現(xiàn)在期末試卷上,同學們沒有人不會答,參加實踐的人也很多,最后取得的成績非常好,期末考試卷面成績不及格的很少,比以前有不少30~40分的現(xiàn)象好很多,總評基本上沒有不及格的。這種改革逐漸改變了學生考前突擊死記硬背、走出考場頭腦一片空白的現(xiàn)象,學生在多方面得到了發(fā)展。
六、總結