下面是小编给大家带来中学化学实验绿色化途径研究论文,本文共8篇,一起来阅读吧,希望对您有所帮助。本文原稿由网友“厦门是我家”提供。
篇1:中学化学实验绿色化途径研究论文
中学化学实验绿色化途径研究论文
随着环境问题日益突出,将绿色化学理念渗透到中学化学实验教学之中,实现化学实验的绿色化显得尤为重要。本文就中学化学实验绿色化途径进行探讨。
实验是体现化学学科特色的关键活动,是沟通理论知识和实践应用的桥梁,能够帮助学生更好地获取知识、发展技能。但是,化学实验在帮助学生构建知识的同时,给环境带来了沉重的负担。因此,我们迫切需要以绿色化学理念为指导,结合中学化学实验教学目标和内容,研究中学化学实验绿色化途径。下面笔者从教学实践出发,就中学化学实验绿色化途径阐述几点建议。
一、实验试剂的绿色化
1.减少试剂用量和试剂浓度。通常情况下,学生都误认为,实验药品越多现象越明显,且对用量没有清晰的概念,因此往往超量使用药品,不仅造成资源浪费,还会增加废弃物,造成环境污染。因此实验时,老师一定要强调药品用量,如试管取用溶液时,一般一个手指到两个手指高的用量就可以了。减少试剂用量的一个有效办法就是用小规格的实验仪器,如用小试管代替大使管,用点滴板代替试管。这样试剂用量自然会大量减少。另外,教师需要对药品浓度尝试摸索,在保证实验效果的前提下,尽量降低药品浓度。如在离子检验时,离子浓度0.1%就已经足够了。
2.化学试剂回收和重复使用。化学试剂的回收和重复使用,是绿色化学理念下使用药品的基本准则,是实现实验绿色化的重要途径。如碘萃取实验后的萃取剂四氯化碳,有毒,不可以直接倒入下水道,应该经过浓氢氧化钠溶液洗涤,分液处理后再循环使用;H2O2分解制取氧气的实验,会产生大量的二氧化锰固体废弃物。有老师建议将半干的二氧化锰粉末沾在水泥球上,晾干后进行实验,不仅实验效果非常好,而且回收利用十分方便;钠与水的反应产生的氢氧化钠溶液、粗盐提纯后得到的盐都应该回收起来再利用。通过重复利用化学试剂,增强学生的节约意识,避免浪费。
3.用生活用品替代化学试剂。日常生活中,处处可见化学用品,用生活用品替代化学试剂进行实验,有利于拉近学生和化学实验之间的距离、增强实验的趣味性、提高学生学习化学的兴趣。如在做碳酸钠和碳酸氢钠相关实验时,可以用食品加工中用的苏打和小苏打粉代替;用废旧电池中的锌皮制取氢气;用食用醋代替醋酸除去水垢等。
二、实验装置的绿色化
1.实验装置的串联。化学实验的串联是指将多个实验系列化,组合在一起进行,不仅可以避免有害气体的溢出造成的环境污染,还会节约实验时间,使实验更加绿色化。如氯气的准备、除杂、干燥及其性质(漂白性、强氧化性)的实验;二氧化硫的制备及其性质实验;乙烯的制取及其性质实验均可以设计为串联实验。另外对于这些有毒气体的实验,我们应注意装置的密封性和尾气吸收。
2.实验装置微型化。微型化学实验,是指实验仪器和试剂微型化,是一种新的实验模式,是实现实验绿色化的重要途径。普通的中学化学实验都是在试管、烧杯中进行的,实验药品消耗量大,微型实验可以在滤纸上进行卤素元素的置换实验、可以在点滴板上进行离子反应和离子检验的实验、可以在W形管中进行氯气的制备和性质实验。相比于传统实验,微型实验不仅可以取得比传统实验更好的实验效果,而且操作简便快捷、节约资源,减少了废弃物排放,有效弥补了很多学校课程资源不足的情况,使每个学生都能自主开展实验、提高实验技能。
3.用生活用品替代部分实验仪器。实验室的仪器和设备是实验课堂重要的资源,如果善于发现和利用,学生身边的`物品同样是重要的实验器具。用日常废弃物制作的小型化学实验仪器,具有简便、直观、药品用量少等优点,更有利于培养学生动手技能和创新意识。如用一次性注射器代替量筒、装药片的塑料穴膜板代替点滴板、用筷子或者吸管代替玻璃棒、用矿泉水瓶代替烧杯进行各种实验。每学期可以举办“废弃物在化学实验中的再利用”活动,提高学生的实验操作水平、创新能力和环保意识。
三、实验废弃物处理的绿色化
化学实验不可避免地会产生实验“三废”,即废气、废水、废渣,教师在每次学生实验结束之后,都应该监督学生做好相关实验的收尾工作,并在平时教学工作中不失时机地向学生介绍实验废物处理的必要性和方法,师生共同努力建设绿色化实验室。
四、运用现代化手段,拓展化学实验绿色化的研究空间
现代信息技术快速发展,给学校教学提出了更高的要求。作为一门以培养学生科学素养、以实验为基础的学科,促进信息技术在化学实验教学中的广泛应用,已经是时代发展的必然。仿真实验平台是一种化学试剂零投入、废弃物零排放的实验方式,为危险性大、重污染的实验找到了更好的出路。如锂钠钾铷铯的结构与性质关系实验、氯气和氢气混合爆炸实验等,出于学生安全的考虑,教师一般不可能让学生做这些实验,在仿真实验室,学生只需要一台电脑,就可以自主操作这些实验,而不需要死记硬背实验现象和结论。以锂钠钾铷铯的结构与性质关系实验为例,我们可以同时看到这五种金属和水反应的现象,方便对比,这是演示实验和教师播放视频的时候不可能做到的事情。当点击同时演示的时候,我们可以看到铯与水反应非常剧烈,发生了爆炸并能听到爆炸声,铷反应也非常剧烈,瞬间完成,其他几种金属反应剧烈程度相对较小。整个过程非常逼真,使学生有身临其境之感,学生对实验现象和碱金属元素性质规律会留下非常深刻的印象,弥补教师嘴上讲实验、学生背实验的不足。
在化学实验教学中,教师应该首先树立绿色化学观念,积极探索新课改下化学实验绿色化的有效途径,通过对传统化学实验的绿色化改进,实现环境保护和实验效果的双赢,实现环境保护和学生实验技能提高的双赢,为国家可持续发展战略输送高素质人才。
篇2:高中化学实验绿色化研究论文
高中化学实验绿色化研究论文
一、高中化学实验绿色化的意义
化学科学的发展在一定程度上影响着经济与科技的的进步,但凡事都有两面性,化学科学在研究成果的过程中也掺杂着对环境、对人类的危害,因此应不断加快促进化学研究的绿色化进程,绿色化突出了对资源的充分利用,保护环境与生态平衡的特征,不仅符合国家提出的可持续发展要求,也为其提供了发展的途径和方法,是人类社会发展的首要选择。化学科学的研究促进着国家的发展与进步,但研究的过程会给人类环境造成威胁,甚至还会造成安全事故,因此久而久之,化学慢慢和污染、危害形成一体,因此许多人不敢再触及化学领域,甚至对它提出许多质疑,也让学习化学科学的学生对其充满恐惧。因此,必须促进化学绿色化,降低甚至杜绝有害物质的污染与危害,也促进化学研究过程的和谐发展。在高中化学实验教学中实行绿色化教学,它可以优化教师的实验方案,减少实验产生的污染,也通过绿色化教学的有效实施,引导学生树立正确的绿色观念,促进学生更加爱护环境,增强学生学习化学的信心,使得学生的绿色观念更加符合社会可持续发展的要求。
二、高中化学实现绿色化的策略
(一)培养学生的绿色意识
教师是学生的楷模,教师可以以自身为标准,在实验操作过程中做到精准的药品用量,及时回收处理废弃物,合理运用实验装置,严格避免有毒物质排入环境,并在严格执行的`同时也要求学生严格遵守,也可以运用多媒体播放视频,展现一些不正确使用化学物品而导致的污染和危害,让学生认识到不正确使用的后果。促进学生绿色观念和环保意识的形成和提高。
(二)指导绿色化学方法
教师可以通过让学生在选择合适的反应原理、装置、三废处理等方面不断积累实验经验,要求其尽量在各个环节和装置都采取有效措施,降低有害物质的排放和污染,指导学生学会降低有害物质排放的方式,基本处理三废的方法,并深刻意识到环境污染的危害,从而坚定战胜污染的决心。
(三)控制实验产生的污染
高中的化学教材,虽然在编写时已经严格减少有害物质的使用,但仍有许多实验会产生污染物质,尽管每次实验所用药品、药量不多,但是,反复和累计的实验相加所用的药量是不可估计的,而且产生的污染物不尽相同,不仅复杂而且也难处理,因此,教师应该积极的规范学生的实验操作过程,在正式实验前反复的练习,在学生反复练习的过程中细心指导出错误并及时改正,避免实验错误造成的反复实验以及有害物质的再次运用。长期以往不仅使学生养成良好的练习习惯,也大大减少了有毒药品的使用,以及有毒气体的排放。
(四)回收处理废物
对废物的及时处理和回收能够有效地节省资源,减少药品的使用和污染。例如:对实验所用到的铁、铝、铜等金属物,实验后及时地回收,像实验所用到的煤油等类似实验物品,如果不合理回收,不仅危害环境,也会存在一些未知的安全隐患,可以用稍浓的氢氧化钠进行分解,重新获取四氯化碳和煤油,也可以在水层加硫酸调到酸性,得到可循环利用的典水。高中化学实验中可回收利用的物质有很多,为了使化学药品得到充分的循环利用,必须加强三废的处理和回收,降低实验成本,减少有毒物质排放。
(五)规范药品用量
教材中关于实验的药品用量并未给出明确指示,一般都用“适量”来表达药品的用量,导致了学生常常把握不好合理的用量,不仅影响了实验的顺利实施,也增加了实验的成本。例如:在硫酸根离子检验的试验中,学生往往根据个人兴趣随意的添加氯化钡试剂的用量,教师应该在实验前着重强调大量氯化钡溶于水会产生的有毒物,过量的使用氯化钡后转成废液会污染水和土壤。这样不仅加强了学生的节约和环保意识,也提高了实验过程的安全性,保证师生的安全。也可以把气体的排放装置和实验物质的反应装置串联起来,进行循环实验,减少其体外漏,或是把一些零散的实验,有效的合并在一起,既省时又省力,还能减少有害气体外漏产生的污染。
三、结语
通过对绿色实验方案的不断更新、完善,使实验器材更加安全,实验物质更加环保,虽然再实施的过程中会遇到种种问题,但只要不断地创新、发掘一定能促进化学实验绿色化的推进,教师要以自身为准则,严格要求学生正确使用药品和装置,增强其绿色环保意识,全面提高公民的绿色环保意识,适应社会可持续发展的需要。
作者:黄学朋 单位:河北省张家口市宣化第一中学
篇3:针对物理化学实验绿色化的教学改革研究论文
针对物理化学实验绿色化的教学改革研究论文
[摘要]
近几年东北大学在物理化学实验教学改革中引入绿色化学思想,在满足物理化学实验教学大纲基本要求、保证实验教学效果的前提下,合理选择和设计实验内容,采取环境友好的化学实验新技术、新方法,尽量减少或消除对环境或人体有毒、有害的化学物质的使用。在实验教学方式上,注意培养学生实验操作规范性,提高学生的绿色化意识。在教学实践过程中,提出了物理化学实验绿色化教学的一些具体措施。例如,更新实验设备、优化实验内容、实验微型化小型化设计、综合经典实验等。经过长期的努力和探索,增强了学生的绿色实验意识和环保意识,同时也改善了实验教学环境,基本实现物理化学实验教学的绿色化。
[关键词]物理化学实验;绿色化学;教学改革
随着科学技术的发展和社会的进步,人们越来越清醒地认识到经济发展所带来的环境污染问题已经对人类生存和社会发展构成了巨大威胁。引起生态环境破坏的污染物中很大一部分都是在人类自身的生产、生活过程中产生的。因此建设绿色生态环境已成为人与自然和谐发展的基本前提。绿色化学(GreenChemistry)就是近些年发展起来的与防治污染、保护生态环境密切相关的一门学科,目前已经成为国际化学学科领域研究的热点。绿色化学又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”等。绿色化学倡导利用化学的技术和方法减少或避免在工业生产及日常生活过程中使用、生产对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质。[1][2][3][4]高等院校中物理化学实验的绿色化改革正是契合了绿色化学的研究发展方向,向化学实验的无毒、无害化迈出了积极的一步。其目的是将绿色化学的研究思想传递给学生,使学生在今后的科学研究、生产、生活中也能积极主动地践行绿色化学观念;其方法是将绿色化学的实验设计理念融入基础物理化学实验教学进程之中;其核心内容是最大限度地减少或避免使用有毒、有害的化学物质,最大限度地减少或避免产生化学废物,也无需再处理废物,从源头处减少或消除环境污染。
一、物理化学实验教学绿色化的总体设想
物理化学是东北大学应用化学、生物工程、材料科学、冶金工程、环境科学、资源与矿物等专业的基础课程之一。而物理化学实验是物理化学教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和科研能力的重要教学环节。[5]学校的化学实验中心每年为全校12个专业的近1200名学生开设数十个不同的物理化学实验项目。其中的“液体饱和蒸气压的测定”、“酸碱中和反应热效应的测定”、“铋-锡二元相图的绘制”等这些我们耳熟能详的、经典的物理化学实验项目曾经见证过几代学子的成长。毋庸置疑,这些实验设计得简单易行。通过实际的操作,实验者很容易理解其中蕴含的物理化学原理。然而,这些实验过程中都不可避免地会使用或产生某些有毒、有害的物质。如果不对这些物质进行无害化处理而直接排放,日积月累,不仅会影响师生的身体健康,还会污染周围环境。因此,物理化学实验绿色化是化学实验教学改革发展的必然趋势。在长期的物理化学实验教学改革过程中,我校化学实验中心高度重视贯彻绿色化学的教学理念,将绿色化学作为实验教学改革的重要组成部分。在对物理化学实验教学进行绿色化改革的进程中,我们从实验内容、实验设计、实验设备、经典实验项目整合、教学方法和教学理念等方面进行了积极的研究和探索,并取得了一定的效果。
二、物理化学实验教学绿色化的实践
(一)实验内容的绿色化
在实验项目的选择和实验内容的调整方面,尽量排除或减少对环境污染大、对人体毒性大的实验项目。在不影响实验效果的前提下,选用环境友好的试剂替代有毒或后处理困难的试剂,从而实现物理化学实验的绿色化。例如,“弛豫法测定铬酸根-重铬酸根离子反应速率常数”是以往我校应用化学专业学生必修的一个化学动力学实验项目。这个实验过程中需要使用的主要化学试剂是重铬酸钾。然而,通过对重铬酸钾性质的学习不难知道,它不仅有化学毒性和致癌性,而且还是一种强氧化剂,长期吸入,能破坏鼻粘膜,引起鼻膜炎和鼻中隔软骨穿孔,使呼吸器官受到损伤,甚至造成肺硬化。皮肤接触重铬酸钾溶液时易引起铬疮和皮炎。不仅如此,化学实验中心每年还需要投入高昂的实验经费用于处理由此产生的铬酸废液。因此,为保证实验教师和学生的身体免受危害,现已将其改为另一动力学实验“旋光光度法测定蔗糖水解反应的速率常数”,实验中用到的原料蔗糖无毒,而且使学生有机会学习旋光仪的使用方法。又如,在“气泡最大压力法测定溶液的表面张力”实验中,原来所使用正丁醇水溶液的最大浓度达到了0.35moldm-3。为了降低正丁醇使用浓度,我们曾对实验方案和实验装置进行了多次改进,使正丁醇的最大浓度降至0.1moldm-3。而且,实验操作也更加简便易行,实验中气泡的逸出平稳、连续。上述改进已经过多次教学实践检验,结果表明,正丁醇浓度的降低不仅节约了实验药品,而且低浓度正丁醇水溶液的表面吸附量随浓度的变化规律更符合吉布斯吸附等温式,有利于得出好的实验结果。
(二)实验微型化、小型化设计,减少药品用量
所谓微型化实验是指在微型的仪器设备中,用尽可能少的试剂获取所需的'化学信息的实验方法。在保证可观测到与普通实验相同的实验现象的前提下,微型化实验还具有节约实验材料和时间、减少环境污染、操作安全等优点。所以,开展微型化实验是实现化学实验绿色化的好方法。在长期的物理化学实验教学过程中,在保证实验方案合理、实验结果稳定、实验效果显著的前提下,我们积极推行实验的微型化、小型化设计。例如,在“差热分析”实验中采用微型化实验样品管后,每份CaC2O4样品使用量减少到不超过0.05克,每学期仅CaC2O4试剂的使用量就减少到原来的十分之一。对于目前尚无法实现微型化的实验项目,我们采取了小型化设计或减少化学试剂使用量等方法,以期将物理化学实验对环境的污染降至最低。例如,在“金属二元相图的绘制”实验中,由于金属铋和锡具有熔点低、化学稳定性好、数据重现性好、原料易得、价格低廉等特点,所以,铋-锡二元系统一直以来都是我们进行此项实验教学的首选系统。若使用以往的实验设备,在实验过程中,以各种比例混合的金属铋和金属锡试样被放置在瓷坩埚中,上面覆盖一层硅油,以防止加热过程中金属样品被氧化。但是,通过查阅相关化学数据手册可知,金属铋的熔点为271℃,而硅油的燃点为320℃,仅仅比铋的熔点高约50℃。这意味着,在加热纯铋试样时,若操作者没有控制好升温速率而导致系统温度上升过快,那么样品温度很容易冲高至硅油燃点而引燃硅油。这不仅会造成大量硅油的损耗,容易引起教学事故,而且硅油高温挥发及不完全燃烧的产物还会污染空气。为此,我们放弃使用瓷坩埚而改用金属样品管盛装样品。这样不仅使单个样品的质量从过去的120克减少到几克,而且使用时很容易将金属样品管抽真空后密封,并循环使用。这种全封闭的手段有效避免了大量使用硅油作为样品保护层所带来的空气污染问题的发生。又如,在“酸碱中和反应热效应的测定”实验中,我们更换了体积更小的杜瓦瓶,使氢氧化钠和盐酸的用量减少到原来的四分之一。减少试剂用量后的中和反应系统由于溶液体积大幅减少,搅拌效率更高,系统各处的温度更趋一致,对温度变化的监测更容易,温度数据也更准确。除此之外,我们对“凝固点降低法测定分子量”、“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”等实验项目也进行了小型化改进,不同程度地减少了化学试剂使用量,显著降低了实验成本,改善了实验环境。实践证明,物理化学实验的微型化、小型化设计不但可以达到与常规实验相同的实验目的和效果,而且可以大幅减少试剂用量、不同程度地减少实验过程中产生的化学废弃物、节约后处理费用、减少污染、改善实验环境,因此,此举已经成为物理化学实验教学改革的一个重要发展趋势。
(三)实验仪器和设备的选择
与其他化学分支学科的基础实验相比,物理化学实验需要的中、小型实验仪器设备种类较多。其中多个实验需要测定温度和压力。传统的测温、测压装置都是含汞的,不但操作步骤繁琐复杂,而且易造成实验室汞污染,危及教师及学生的身体健康。例如,在“液体饱和蒸气压测定”实验中,过去常用U型水银压力计测定系统压力差。此种压力计中需要使用大量的金属汞,汞面用水液封。然而,由于此装有汞的U型玻璃管不宜经常清洗,所以管壁会吸附环境中的气体分子及尘埃等颗粒物。而在实验过程中U型管内汞液面会不断变化,会有少量汞由于与管壁上的吸附物作用而产生挂壁现象,从而使汞暴露于空气中并挥发为汞蒸气,这会对人体产生极大危害。目前,我们物理化学实验室中全部的测压装置均用数字式低真空测压仪替代水银压力计,从根本上消除了汞蒸气可能对教师和学生产生的危害。又如,在“凝固点降低法测定物质的摩尔质量”、“酸碱中和反应热效应的测定”及“燃烧热的测定”等热力学实验中,过去一直使用贝克曼温度计来监测实验体系温度的变化。贝克曼温度计虽然测量精密度高,但在实际使用时,存在操作繁琐且易碎等缺点。目前我们用数字式温度温差测量仪替代贝克曼温度计,不仅使实验操作难度降低,实验过程简化,而且也规避了由于操作不当造成温度计破裂而引起环境污染的风险。上述实验仪器设备的替换无疑使物理化学实验的测温测压手段更安全、更方便。
(四)综合经典实验内容
通过长期的教学实践和教学研究我们发现,传统的物理化学实验门类齐全、架构完整,大量的基础实验内容至今仍值得我们继承和发展。但囿于当时实验条件的限制,导致许多简单的实验耗时费力。因此,我们在保留经典实验内容的前提下,致力于整合实验方案,不仅大幅减少了试剂用量,有效降低了环境污染风险,而且还提升了学生综合分析实验结果的能力。例如,“原电池电动势的测定”、“电解质溶液电导率的测定”及“原电池温度系数的测定”这三个实验同属于电化学基础实验,内容相对简单。但是在过去,由于实验设备和实验手段的落后,完成这三个实验中的任何一个都需要很长时间,所以每一个都被设计为一个相对独立的实验项目,而这显然不利于学生将所学到的电化学基础知识融会贯通。通过认真分析、研究这三个实验的目的及内容,我们将它们融合并设计成了一个新的电化学综合实验。经过精心的实验方案设计和内容的整合,这个新的综合实验得到了学生和教师的广泛好评。由于实验试剂循环使用,避免了浪费和对环境造成的污染,为化学实验中心节省了实验经费。同时,学生对理论课中学到的电化学基础知识也有了比较全面且更为深刻的理解。
(五)合理分工协作
在实验教学过程中,我们不仅对经典内容重新进行综合设计,而且还会根据不同实验的特点,实时调整学生所做实验的部分内容。例如,学生在进行“双液系气液平衡相图”实验过程中需要测定的实验点较多,做出一个完整相图大约需要6个小时的时间,显然在规定的4学时内是无法完成的。为此,我们设计由两组学生分别测定相图的左半支和右半支,之后将两组数据合并,从而做出一个完整的相图。这就要求每组学生在实验过程中都必须认真仔细地完成操作并记录好数据,否则可能会因而某一环节的失误而导致合作双方的数据都出现偏差。实践结果表明,这种分工合作,在保证实验教学质量的前提下,既节省了药品,又有利于培养学生的协作精神和良好的操作技能。因此,对于复杂的实验项目,我们认为这不失为一个值得尝试和推广的好办法。
(六)规范操作方法,提升绿色化意识
长期的教学实践表明,在物理化学实验教学过程中,严格规范实验操作方法、督促学生养成良好的实验习惯是学生科研素质教育的重要内容。规范的实验操作方法和良好的实验习惯不仅是提升学生实验操作技能的重要基础,也是培养学生自觉进行绿色化实验的前提。在实验过程中,指导教师要认真监督学生不要随意丢弃药品,并纠正学生中普遍存在的“药品用量越多,实验现象就越明显”的错误观念,杜绝学生在做实验时随意加大试剂用量的现象,鼓励学生用最少的试剂做出成功的实验。同时也要求学生每次实验之前都要充分预习,提高实验成功率,减少重复实验引起的药品损耗现象。此外,教育学生从实验过程中的每件小事做起,逐步树立起绿色化科研意识和对社会的责任感。
三、改革后的成效
多年以来,经过对物理化学实验教学改革的绿色化探索与实践,在提升了教师自身的绿色化学教学理念的同时,在培养学生的协作精神、综合科研素质等方面也取得了良好效果。这些效果体现在学生在校学习期间养成了良好的实验操作习惯,明晰并理解了实验设计中绿色化改进之处,学会了用绿色化学知识设计实验等方面。而且,近几年来,我们对大量本科生就业后反馈的信息进行了分析并从中了解到,经过我们多年的绿色化实验教学训练,毕业生们在各自的工作岗位上都表现出较高的实验技能和良好的团队合作精神,综合素质高,受到用人单位的广泛欢迎。
篇4:农村中学化学实验教学研究论文
农村中学化学实验教学研究论文
摘 要:化学实验教学对提高学生素质起着至关重要的作用。农村中学教学条件普遍较差,很多学校连课本上的化学演示实验都无法保证完成,而实验对学生学习化学知识和提高技能又有很重要的作用。那农村中学怎样才能做好实验教学呢?对此将从以下三个方面进行探索:一、想方设法消除学生对化学实验的畏惧、畏难心理;二、加强化学实验理论的指导,进行“想象实验”教学;三、阐明实验规律,对化学实验进行总结,指导学生解题。
关键词:农村中学化学实验 实验教学 实验规律
化学是一门以实验为基础的自然科学,加强化学实验教学对提高学生素质起着至关重要的作用。化学实验教学也是培养科学方法和科学态度的重要载体。化学实验教学在中学化学教学中占有极其重要的地位,因此必须搞好实验教学。农村中学教学条件普遍较差,很多学校连课本上的化学演示实验都无法保证完成。很多实验学生没有机会加以实践,只能靠教师讲解,靠死记硬背来学习,化学实验教学效果很差,也造成很多学生比较怕做实验题,怕考实验题。那如何做好实验教学呢?
一、想方设法消除学生对化学实验的畏惧、畏难心理。
目前农村学校的教学条件比较差,很多化学演示实验都无法做,更不用说让学生做分组实验。仪器也只是拿给学生看看,学生根本没做过实验,实验大都是靠教师讲解,学生根本没有机会加以实践,对化学实验的畏惧、畏难心理较为严重。在日常教学中要想方设法消除学生对化学实验的畏惧、畏难心理。老师应该告诉学生,我们没条件做实验,不等于我们就不用学化学,不用学化学实验。中学化学实验基本上都是验证性的实验。既然是验证性实验,如果我们能掌握好相应的理论知识,我们就可以想象出整个实验的情形,就可以学好、掌握好实验。目前各学校的教学条件差别很大,特别是广大农村地区。只有我们掌握好相应的理论知识,通过实验的讲解,弄懂实验原理,进行理论推导实验,我们才可以学好化学、做好实验题。在日常教学中要安慰学生并增强学生学好化学实验的信心。
二、加强化学实验理论的指导,进行“想象实验”教学。
在日常教学中,加强化学实验理论的指导,这是学好化学实验的保证。我们可以在教师的引导下让学生利用所学理论知识进行推导,想象整个实验的过程,再由老师进行演示,若无法进行演示的实验,可由教师讲解实验或观看实验录像来验证。教学实践证明这样做的教学效果比直接由实验获得结论的教学效果好得多。在综合性实验题中,有很多的实验都是学生没做过的。要完成这样的实验题也只能由学生通过想象来完成。如果学生不会利用所学理论知识进行适当的推导,那是不可能很好完成这样的化学实验题的。
那我们该如何引导学生进行“想象实验”教学呢?现在所表述的“想象实验”是建立在一定理论基础之上的“想象”实验,而不是盲目去想象实验。下面我就以金属钠和水这个实验为例来加以说明。先指导学生学习一些理论知识:金属钠的密度比水小,钠的熔点较低,在化学反应中会放出大量热量,并让学生回忆实验细铁丝在氧气中剧烈燃烧的情景。如果将钠放入水中,根据理论知识不难推导出:钠会浮在水面上,在反应中会熔化成小球。接下来要求学生利用质量守恒定律和氧化还原观点来推导产物,写出化学方程式。钠在反应中要失去电子,那会转移给谁呢?水由氢氧两种元素组成,谁能得到电子呢?产物是什么?学生不难推导得出:有强碱和氢气生成,得出另一现象:溶液变成红色。我们还可引导学生考虑一下,钠和水反应时,与水接触的各部分产生的氢气量是否相同?若不相同,那会怎样呢?我们可以通过演示实验或观看录像加以验证。这样做的.教学效果是比较好的,学生记忆也深刻。
三、阐明化学实验规律,对实验进行总结指导学生解题。
化学实验的原理、装置、操作等方面总有规律可循。因此在讲解实验时,先向学生分析每一类实验的设计原理和内容要求,再指导学生进行“想象实验”,然后做演示实验或观看实验录像。在此基础上师生通过分析、对比,共同总结出这类实验的规律,以期达到触类旁通、举一反三的目的。通过对实验进行总结,阐明化学实验规律和注意事项来指导学生解题。
1.综合物理知识进行相关的复习
物理与化学的关系非常密切,解答化学实验题时需要结合相关物理知识,特别要注意压强与实验的关系。在化学实验过程中有许多地方都跟气体的压强有关。这在日常教学和复习中,需特别关注。
2.结合一些物理和化学常识进行复习
学生在解答实验题时经常会忘记以下一些常识,在复习实验时需注意:一些易挥发的物质会挥发出来混在生成的气体中;气体从溶液中经过会带出水蒸汽;所给的物质很难百分之百都反应完(特殊情况例外);大多数的化学实验都是在空气中做的等等常识。对这些常识要求学生在解答时需特别注意。例如,在实验中有使用到盐酸来制取气体的,HCl气体就会挥发,混在混合气体中。如果学生不懂得这个知识,他就不知混合气体含有HCl,就无法很好解答此实验题。
经过几年的教学实践,这几种方法已取得较好的教学效果,但也存在一定不足,主要是中等程度以下的学生没有太大的改变,他们还是学不好实验,这还需要我们继续努力。以上是根据我校化学实验教学情况总结出来的几点经验。
篇5:中学化学实验探究式学习的研究与实践论文
中学化学实验探究式学习的研究与实践论文
中学化学实验是一项非常重要的专业课程,对提高学生的实践操作能力和动脑能力具有积极的促进作用。实践证明,传统的教学方式已经不再适用当前实验课程的教学要求,需要对教学方式和教学理念进行不断创新,促进学生的全面发展。探究式学习方式是指在学习新知识时,教师只是发挥一个引导作用,通过一些问题的设置,引导学生进行独立思考、反复观察,掌握解决问题的方法和步骤,研究事物之间的客观规律,提高学生学习的积极性和主动性,从而提高学习效果。本文针对当前中学化学实验教学中存在的问题,对如何加强中学化学实验探究式学习进行了研究,并提出了切实可行的建议。
一、当前中学化学实验教学过程中存在的问题。
1、教学方式过于落后,不能有效激发学生的学习兴趣。
在应试教育思想的影响下,教师过于注重对化学实验课程的理论教学,而忽略了学生实践能力的培养与提升,导致“高分低能”的现象普遍存在,严重制约了学生的发展与成长,不符合当前素质教育的要求。很多教师认为高中阶段的学习就是为了让学生考人一个较好的大学,在这种教育观念的引导下,教师将考试成绩作为衡量学生学习好坏的唯一指标,教学内容是根据教学大纲进行针对性的选择,对于教学大纲上没有的知识点,教师则以“考试不考”为由,不向学生进行讲解,导致当前中学化学实验教学偏离教学目标,无法实现该课程的实际功能。
此外,“满堂灌”的教学方式忽略了学生在学习中的主体地位,教师只是进行实验示范教学,并不让学生亲自参与,实验演示完成后直接将该实验涉及到的化学知识和结论告诉学生,学生被动地接受知识,不仅不能提高学生的实践操作能力,反而打击了学生学习化学实验课程的积极性和主动性,失去了实验教学的真正意义。
2、学校化学实验资源匮乏。
通过调耍我们了解到很多学生在中学阶段从未进过化学实验室,他们也不知道自己的学校是否有实验室,只是每天埋头学习理论知识,实际亲自动手进行实验操作的机会很少。这样的调查结果说明当前很多学校的化学资源还很匮乏,严重阻碍了化学实验课程的开展。学校化学资源短缺主要表现在以下两个方面:
第一,学校教育经费不足,学校为了提高学生的学习成绩,将大部分教育经费用于复习资料的购买,导致化学实验室严重不足,不能满足化学实验的教学需求,多数情况下都是几个班级共同使用一个实验室,在很大程度上降低了化学实验课程的教学质量;
第二,实验设备比较落后,自动化程度较低。随着新课程改革的不断深人,化学实验课程越来越注重学生的全面发展,要求培养学生的实践能力,在实际操作中发现并解决问题,掌握化学规律,并在此基础上进行创新。然而,由于化学实验仪器的落后,导致化学实验教学目标无法实现。
3、学生没有意识到化学实验课程的重要性。
由于学校化学实验资源匮乏,化学实验课程设置较少,学生在思想上就放松了对该学科的学习,认为化学实验课程并不重要。此外,学校在对学生化学学习效果进行考核的过程中,只是对学生理论知识的考核,没有将化学实验操作作为一项考试内容,更加让学生以为只要学好理论知识就能取得较好的成绩,因而怠慢了对化学实验课程的学习。
二、探究式学习在化学实验课程中的应用。
中学化学实验课程探究式学习的目标是通过问题的创设,激发学生对未知知识的好奇心与求知欲,引导学生进行独立思考与自主探究,转变学生对化学实验课程的`学习态度,培养并训练学生的实验探究思维,促进学生的全面发展,为学生今后的成长奠定坚实的基础。
中学化学实验探究式学习过程主要分为提出化学实验探究主题一实验方案设计一化学实验探究过程一归纳总结,得出正确结论―反思与表达等五个阶段。
1、提出化学实验探究主题。
确定一个合适的探究主题是化学实验课程的关键所在,因此,教师要根据学生学习的实际情况和教学目标,选择最佳的化学实验探究主题,为学生提供简单的实验指南,包括实验目的、实验基本步骤、安全注意事项以及实验过程的相关信息,防止学生在实验过程中发生意外。教师要通过问题创设,激发学生的好奇心,使学生积极参与到化学实验中,所以问题的设计要经过深思熟虑,既要引出探究内容,又要锻炼学生的动脑能力,发散学生的思维,达到化学实验教学的根本目标。
2、化学实验方案设计。
一项具体的化学实验可能有好几种操作方式,不同的实验设备、化学仪器所得出的实验结果在精确度方面一定存在或多或少的差异,这是由实验系统误差所决定的。因此,教师要根据教学内容和教学大纲的要求,设计最佳的实验方案,使学生通过亲自实践掌握各种仪器的使用方法和注意事项,把握化学知识之间的内在规律,从而提高化学实验课程的学习质量。
3、化学实验探究过程。
教师可以将学生分成几个小组进行实验探究,小组内部要积极查阅相关资料,寻找与探究主题相关的化学信息,之后小组之间要进行资源的共享,并经过协商确定最终的探究内容,在探究过程中巩固学生所学的化学知识,完善知识体系,保证化学实验的顺利完成,并得到预期的实验效果。
4、归纳总结,得出正确结论。
学生对化学实验过程中记录的数据要进行及时的整理和归纳,对实验现象进行分析和总结,要确保各个环节之间紧密连接。这一阶段是比较重要的阶段,对学生的智力提出了较高的要求,一些学生不能对实验过程中出现的实验现象给出合理的解释,此时,教师要及时帮助学生,不时抛出一些小问题来引导学生进行思考,循序渐进,向学生传授新的化学知识点,促使学生及时归纳总结,得出正确的实验结论。
5、反思与表达。
反思与表达阶段是学生在实验结束后进行实验报告编写的阶段,学生根据实验目的、实验过程、实验注意事项以及实验结果对化学实验进行回顾,所谓“温故而知新”,通过化学实验的反思与表达可以加强学生对化学实验的理解,帮助学生较好的掌握知识点
三、中学化学实验课程探究式教学的策略。
教师要转变教学观念,注重学生在学习中的主体地位,充分发挥探究式教学的优势,由知识的传播者转变为学生发展的促进者,营造一个和谐、融洽的学习氛围,充分尊重学生的自尊心,不断创新教学模式和教学方法,时刻关注化学实验方面的前沿动态,提升自身的专业素质,为化学实验课程不断注入新的生命力。
化学实验课程对培养学生的动手能力,发散化学思维具有非常重要的作用。只有改变传统的教学模式,充分发挥探究式学习的优势,引导学生进行独立思考与探究,激发学生的学习兴趣,从而提高化学实验课程的教学质量,达到该学科的预期作用。
篇6:中学化学实验教学改革初探论文
中学化学实验教学改革初探论文
化学是以实验为基础的学科,以实验作为教学的起点,从培养学生的动手操作能力、观察能力开始,激发学生思维。抽象出系统的化学知识,然后预测未知的实验现象,通过设计实验,探究新的实验现象,创造出新的结论,这是化学教学的真实面目,也是化学实验教学的核心。化学实验教学的改革就是以其为核心目标而进行的。为了使化学实验教学更有利于学生的学习和发展,我对实验教学作了以下工作,取得了较好的效果。
一、将教师演示实验改为学生参与的实验
过去课堂上的演示实验多数是由教师按教材中的实验方案“按方抓药”,然后“表演”实验,学生只是被动地观察实验现象,没有积极的思维,也没有自己的探究。从调查中得知:大多数学生认为,看自己同学的实验操作更为注意,对不规范和错误的操作会大胆指出。观察实验现象时,总是担心实验能否成功,对这样的实验记得特别牢。而进行演示实验的同学特别想把实验做好。这说明,让学生参与演示实验,不论对实验者或观察者,都能促进他们思维活动的开展。所以在化学教学中,应结合教学实际,在保障安全的前提下,开放演示实验,即适当让学生参与课堂演示实验。例如,在教学“二氧化碳”一节时,课前让学生自备一瓶汽水。上课一开始,出示课题“探究汽水中的气体的性质”,学生觉得很新奇,情绪高涨起来。这时教师及时强调要有计划地探究,提出:“你准备探究气体的哪些性质?”引导学生有目的、有计划地探究该气体的物理性质(颜色、状态、气味、密度、溶解性等)和化学性质(是否有可燃性或助燃性,能否与石灰水反应,能否使石蕊试液变色等)。在演示过程中,教师放手让学生根据实验的目的有步骤地进行操作,有时适当提示,引导全体学生进行从现象到本质的思考、讨论,适时组织学生归纳实验结论,并由学生对实验进行评价,教师做总结。最后,教师简单介绍汽水中的二氧化碳所起的作用,使学生进一步了解了生活中处处有化学。这样教学改变了原教材编排的顺序,使教学更加紧凑,学生有更多的时间参与讨论,突出了学生的主体作用。
二、将验证性实验改为探究性实验
教材中的一些验证性实验,可设计为探究性实验,突出实验的创造性,发挥探究性实验在培养学生科学态度、科学方法上的.作用,使学生学会研究与探索,让学生成为新知识的探究者和发现者。这类实验首先由教师经过精心筛选,选择有代表性的符合学生实际水平的问题来进行探究。然后让学生先设计出解决问题的方案,师生共同分析讨论,修改后实施。
例如,上海教育版初中化学第一章第二节的第一部分“学习化学需要进行化学实验”,其内容主要是通过实验学习碱式碳酸铜(俗名叫铜绿)的性质,从而学习常用仪器及基本操作。在学生掌握相关的知识后,可把它设计为探究铜绿性质的实验。上课时教师将一枚“锈”迹斑斑的古钱币向学生展示,问古钱币表面这一层是什么物质,大多数学生都讲是“铜锈”。教师提出问题:大多数金属如铁、铝等表面生锈都是生成一层氧化层,这枚古钱币表面的这一层是氧化层吗?这时有的学生说是,有的学生说不是,说不是的又不能说出它到底是什么。这时教师拿出一段铜线,把它放在酒精灯火焰上加热一下,学生发现刚才表面还是光亮红色的铜线现在变成了黑色(铜被氧化为氧化铜),将之与古钱币表面的物质比较,可以观察到二者明显不同,说明它们不是同一物质。那么,铜绿到底是什么物质呢?它有什么性质呢?让学生查资料可知,或直接告诉学生,铜绿的化学成分是碱式碳酸铜,其分子式是Cu2(OH)2CO3,它受热容易分解。为了探究碱式碳酸铜的性质,将它进行加热分解,反应生成物中有水、某种气体和黑色固体。根据碱式碳酸铜的分子式,关于某种气体,学生猜想可能是O2、H2或CO2;而关于黑色固体,学生猜想可能是C或CuO。然后引导学生设计实验方案,判断这到底是什么气体和什么固体。学生进行实验后,确定是CO2和CuO,于是可写出碱式碳酸铜加热分解的反应方程式:Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO2↑。实验增强了学生的学习兴趣,教学中要抓住时机,把学生的兴趣、求知欲引导到持续的主动学习上去。
三、让实验从课内向课外延伸
1、开发家庭小实验。家庭小实验的引入使课堂教学延伸至课外,它有激发学习兴趣、巩固知识技能、培养能力、开发智力的作用。例如,铁钉生锈的演示实验需要的时间较长,可把它当作家庭小实验,提前一周布置给学生在家里做。到教学《铁的性质》这节课时,教师将在实验室预先做好的铁钉生锈实验的三支试管展示给学生看,并请他们将自己所做的家庭小实验结果与之对照,学生很自然就接受了“铁在潮湿的空气中能跟氧气发生化学反应生成铁锈”这一事实。家庭小实验的开发,不仅丰富了学生的课余生活,使学生扩大了视野,培养了学生动手实验能力和观察分析能力,而且由于实验内容与课堂教学内容同步,也促进了学生对知识的理解和巩固。
2、开展化学兴趣小组活动。组织化学兴趣小组是开展课外活动的好方式,兴趣小组的活动除举办扩展课内知识内容的专题讲座外,还有做化学趣味实验、组织参观、进行社会调查和小制作、小发明、小创造等活动。如学习了《化学与能源》后,指导学生用水果、食醋等制作电池,并用电池使生日贺卡上的小灯泡发光。通过开展活动使学生感到化学就在自己身边,化学与生产、生活、社会密切相关,增强了他们关心自然、关心社会的情感,满足了他们个性发展等多种需要,有利于发展学生的智力,培养学生的创新能力。
实验是化学教学中的重要实践活动。化学教师要积极探索符合新课程要求的化学教学,多挖掘有探究性的实验内容。增加探究性实验的数量,努力提高实验教学的质量。
篇7:化学实验中学化学教育论文
化学实验中学化学教育论文
1.化学实验可以培养学生的化学学习兴趣
对于化学教学中学生学习化学兴趣的培养,需要通过化学实验实现。因为化学实验并不像化学理论知识学习那样枯燥乏味,其具有神奇性、趣味性及奥妙性,在化学教学活动中进行化学实验,学生将有机会动手进行实验,从而使得学生成为化学实验的参与者,在化学实验中感受化学反应的神奇,这将大大提高学生学习化学的浓厚兴趣。如此便充分说明了化学实验在化学教育中的重要性。
2.化学实验可以培养学生的观察能力
观察是人们在现实生活中认知事物和信息、吸收与获取相关知识过程中必备的一种能力。化学教育的意义在于教授学生知识的同时,提高学生能力、开发学生智力、发散学生思维、提升学生素质,等等,以便使学生更好地发展。而化学教育意义的体现,需要通过化学实验实现。因为化学实验正是提升学生观察能力的有效手段。可以说,很多化学反应和化学表象是在短时间内体现的,这就要求学生在做化学实验的过程中具备较强的观察能力,仔细观察实验现象,不放过任何细微的反应或现象,这样才能准确、有效地通过实验论证化学理论知识。所以,在对中学生进行化学教育的过程中,适当、合理地穿插化学实验非常必要,可以培养学生通过观察抓住现象本质,真正掌握化学知识。当然,化学实验观察过程中可能出现盲目观察实验的情况,为了避免此种情况发生,在进行化学实验的过程中,首先要清楚地知道此次化学实验目的、步骤与结果。其次,在师生共同进行化学实验的过程中从化学实验目的出发,对重要的现象予以观察,如仪器的'正确运用、实验规范操作、化学现象等。最后,学生将所观察的内容准确记录下来,就可以有效地完成化学实验及化学理论的验证。
3.化学实验可以帮助学生理解化学知识
在化学教学活动中,学生所学习的化学知识具有较强的学术性,很多化学物质或是食物中的一种组成成分、或是某种物质的组成成分、抑或是某种产品生产的原料。学生对化学物质几乎没有任何了解,对化学物质及其使用进行的学习,往往很难理解和掌握。而通过化学实验直观的展示化学物质之间的反应,可以使学生更容易理解和掌握化学物质。所以说,化学实验也是促进学生有效、准确掌握化学知识的有效措施,对于强化化学教育效果具有重要作用。
4.化学实验在化学教育中的重要作用
化学实验具有较强的操作实践性,教师正确指导学生进行化学实验,学生在动手动脑操作实验的过程中,产生浓重的化学学习兴趣,而在兴趣的驱使下学生将积累更多学习经验和学习知识,学生的化学成绩将有很大飞跃,这也间接促进化学教育水平提升。这充分说明了,化学实验在化学教学中具有激发学生学习兴趣、引导学生学习、启发学生创造性思维、培养学生观察能力的作用。而这与当前所提倡的素质教育非常符合,促使中学化学教育在素质教育背景下更好地实施。总之,化学实验在化学教育中起到非常重要的作用。
5.结语
在我国大力提倡素质教育的当下,中学化学教育应当更加重视化学实验教学,充分发挥化学实验的作用,培养学生化学学习兴趣,提升学生化学知识水平,强化学生观察能力,开发学生智力,发散学生思维,等等,促使中学生全面发展,为成为祖国发展所需的栋梁之才做铺垫。所以说,化学实验在中学化学教育中具有重要作用。
篇8:药学实验室绿色化研究
随着社会的进步,科技的发展,环境污染问题已是当今世界人类所面临的最严峻的问题之一。
绿色化学便是科学家在研究环境问题和环保方法时提出的。
20世纪90年代初,相关研究人员提出了预防化学污染的一些科学方法、措施。
人们将这一新科学技术命名为无污染化学,或命名为环境良好化学以及原子经济化学等,最后美国环保局采用了“绿色化学”这一词,后被人们普遍采用。
绿色化学指在生产和应用化学物质时,应最大效率地利用原料,并尽量消除废物和避免使用有毒、危险的试剂及溶剂,从而建立环境友好的生产工艺,使得化学工业可持续不断地发展。
其目的便是节约资源,并从源头上防止或减少污染。
绿色化学最显著的两个优点是:最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放。
1无机化学实验室绿色化的必要性及意义
无机化学实验是无机化学赖以形成和发展的基础,是检验无机化学知识真理性的标准,是化学教学中学生获得化学经验知识和检验化学知识的重要媒体和手段,是提高学生科学素质的重要内容和途径。
近年来由于学校招生规模不断扩大,做实验的学生也相应增加,实验室产生的废弃液也随之增加。
无机化学实验为我校中药学、药学、制药学专业大一新生开设的基础实验课,将绿色化学理念融入其中,实现无机化学实验室的绿色化,不仅能使教师在良好的环境中工作、学习,而且使学生从大一开始就在潜移默化中受到绿色化学的教育,这对培养学生保护环境及资源的观念,提高他们环境保护的紧迫感和责任感具有非常重要的意义。
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