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化學的研究方法范文1
關鍵詞:化學;實驗探究;教學方法;研究
中圖分類號:G424.31 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2012)26-0201-05
實驗是化學這一學科的基礎,全日制義務教育明確規定了化學學科的課程標準,即讓學生有更多的機會積極主動地體驗探究的過程。在初中化學的教學中,探究式教學發揮著舉足輕重的作用。探究性實驗教學有利于學生更好地理解學科知識,掌握基本實驗技能;有利于增強學生在教學活動中的主體地位;有利于提高學生分析以及解決問題的能力;還有利于培養學生實事求是的可貴品格。在實際教學過程中,針對如何充分發揮實驗作為教學載體的優點問題,筆者提供以下幾點對策。
一、創設化學問題情境,引導實驗探究學習
發現問題是探究的最初動機,但教師結合學生的心理特征,創設適當的問題情境,從而引發學生進行探究學習的動機[1]。教師在進行教學活動時,可以把晦澀難懂的新知識和以往的舊有知識建立一定的聯系,使得學生的知識框架具有穩定性和連貫性,同時,學生對新知識也會更加容易理解和把握。如在講解CO2這一氣體時,可以聯系氧氣的特征和實驗制取過程。此外,教師還應當把化學和日常生活聯系在一起,讓學生學以致用。又如在進行空氣中的氣體教學中,教師可以提問讓學生進行探究實驗:大家都知道空氣中CO2的含量占總氣體體積的0.03%,那么這個數值會改變嗎?在什么情況下會發生改變?又如,在教學“澄清石灰水變渾濁”這一實驗中,教師可以發問:CaCO3與HCL的化學反應產生的CO2會使石灰水變渾濁,那么生活中常見的水垢主要成分是碳酸鹽嗎?有什么妙招可以去除水垢嗎?在小組探究交流后,學生們的答案會是豐富多彩的,通過這種教學方式,學生的學習能力會進一步提升,發現和解決問題的能力也會更上一層樓。
教師還應當結合教學實際,不斷革新教學方式,突破傳統教學的枷鎖。實踐是檢驗真理的唯一標準,教師要鼓勵學生質疑教師或課本。在質疑中引導學生大膽推測嘗試并進行自主探究,然后對實驗結果學生交流經驗感想,最后教師作出總結并肯定實驗中的閃光點,指出實驗中需要改進的不足之處。這種開放式的教學會使得學生的思維活躍、興趣濃厚,為學生形成科學的求知態度打下了良好的基礎。
二、充分利用教材,培養學生發散思維
首先,教材是不可或缺的根源,教師要善于結合實驗挖掘教材,讓學生在理解課本知識的同時探尋新的知識領域。初中學生正處于身體和心理發育期,教師要注重培養學生的發散思維和創新能力,從而有效提高學生對實驗的興趣和銳意探索的求知精神。在實驗教學中,教師還應當注重因材施教,適當表揚在實驗中有創新想法的學生并鼓勵學生發散思維,多方位多角度地思考實驗的路徑,引導學生探尋更深層次的知識[2]。如針對教學中“CO2的制取”這一實驗時,教師可以設置幾個問題引發學生的思考和進一步的動手實驗:(1)你認為CO2的裝置設備可以用來制取哪些氣體?試著用實驗證明你的猜想。(2)在整個實驗過程中,我們需要注意哪些事項?實驗關鍵的步驟是什么?(3)在實驗室如果沒有石灰石,我們該用什么代替,才能保證實驗的順利進行?(4)對于制取CO2,你有什么更好的想法?
最后,在實驗教學的過程中,要注重發揮學生的主體地位,教師應減少演示實驗的時間,留更多的時間讓學生進行分組實驗。通過小組合作探究,為學生提供了發散思維和創新的空間,充分調動了學生的積極主動性,又可以提高學生的團隊合作能力和探究問題的能力。如在“溶液的導電性”這一實驗中,教師可以這樣安排教學活動:首先,給每個小組分發相應的儀器和藥品。其次,教師在講解相應的注意事項后讓各個小組擬定各自的實驗方案。第三,讓各個小組按照擬定的方案操作實驗,教師給予學生一定的指導幫助。第四,各個小組共同討論交流實驗成果,教師進行最后總結,對于疑難問題可讓學生進一步實驗操作,探究出答案。
三、注重氛圍的營造,引發學生探究興趣
興趣是學生學習不可缺少的動力源泉,實驗探究性學習的出發點是要發揮學生在教學活動中的主體地位,把“要我學”轉換為“我要學”,這對于教學過程將會是一種質上的改變。實驗探究就是要激發學生求知的欲望,充分發揮自身的主觀能動性,進行自主探究、合作探究等多種形式的實驗探究模式[3]。此外,實驗探究還應當注重化學知識的整體性,把各個分散的知識點有機融為一體,成為知識鏈條。
當然,探究氛圍的營造對實驗探究教學有著至關重要的作用,它能激起學生探究的欲望,保證探究實驗的效果。如在教學“燃燒的條件”時,可以實行以下實驗步驟。(1)教師在教學中可以首先提出問題:日常生活中燃燒是很常見的,那么你認為燃燒的條件有哪些呢?(2)學生會根據生活經驗和所學知識進行猜想,可分為三類。第一類:認為要有能夠燃燒的物體。第二類:認為要達到一定溫度才能燃燒。第三類:認為要有足夠的氧氣。教師這時可引導學生動手實驗,探究燃燒的條件是否必須具備以上三個要素,是否還有其他必備條件。(3)讓學生分小組解決問題,教師應當在旁指導。(4)小組相互討論實驗的現象和結果并交流心得,相互指出紕漏和不足的地方,教師最后總結:燃燒的條件必須具備可燃物、空氣或氧氣、溫度達到著火點,三者缺一不可[4]。教師還應當利用學校的資源,如圖書館、多媒體等,確保實驗探究的順利進行。
化學的研究方法范文2
關鍵詞:分析化學;實驗;改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-120X(2016)14-0067-02
在現今的大學教學過程中,學校很注重化學實驗教學,在化學實驗的教學中,我們要以化學學科的特點和學生的實際情況[1]為出發點,設計出適合普通本科院校的學生的實驗學習方法,激發學生的興趣,拓寬學生的視野,豐富學生的知識。為學生今后的就業和深造打下良好的基礎。因此綿陽師范學院對分析化學實驗教學方法進行了一定的研究。經過多次的實踐教學及取得的成績評析,我們設置了一套具體的改革操作方案,如下:
1.在實驗課堂上堅持學生為主、教師為輔的思想
在傳統的實驗教學方法中,由老師擔任整個實驗的原理、步驟等實驗內容的指導者,實驗開始之前老師就將所有的關于該實驗的原理、目的、步驟、注意事項等全部講給學生,而學生也就只將聽講的重心放在該實驗的步驟上,而且很多學校定制的實驗教材將實驗的原理、步驟等非常詳細地進行了敘述,因此這種教學方法必然使學生處于被動狀態,對教師和教材產生嚴重的依賴心理,其結果必然造成學生實驗前不預習,即使“預習”也不思考,實驗時按部就“搬”,實驗后不對實驗結果進行分析,不思考、不討論這些不良現象[2],最終導致他們并不能理解整個實驗的核心和思想,也不能達到舉一反三的效果,何談創新與個人發展。對于這種問題,我們認為可以采用以下解決辦法:
(1)改變實驗教材的編寫,鍛煉學生自主能力。
我們的分析化學實驗教材除了一些練習基本操作之外的實驗,都只給出實驗題目,然后在實驗之前組織學生分組自行查找資料和商討,來了解該實驗的實驗原理、目的,實驗中所需的試劑、器材,制訂好實驗實施細則以及該實驗的注意事項和實驗后我們應該思考什么,然后每一組的商定結果都寫成報告交予老師審核,若老師認為該方案可行,該組成員就應在實驗前一天將實驗所用試劑和器材備好,并記錄實驗儀器規格和試劑級別,以備實驗所用,從而鍛煉學生的自主能力。
(2)提供上臺講課機會,讓學生更專心地投入。
前期工作準備好后還應讓每一個學生都上臺當一次“老師”,老師在旁邊進行指導,從而鍛煉學生的講解操作能力,還能更有效地糾正學生在實驗過程中的錯誤操作,老師也可從學生的操作或某些疑問中有新的心得,體現教學相長。
(3)實驗中老師提問,實驗后組織討論。
老師在學生做實驗的過程中可以隨時提出問題讓學生思考回答,還可以將這種問答計入平時成績中,讓學生對實驗前的預習更有積極性,同時將所學知識記得更牢固。實驗結束之后組織學生討論,讓學生將實驗中不懂的地方提出來,老師和學生一起解決。以達到問題及時解決的效果,鍛煉學生合作交流的能力,也能促進良好的師生關系的建立。
2.加強學生基本操作的訓練
現今的化學專業本科大學生應聘工作時常常會碰到這樣一個現象:很多企業在聘請人才時往往會要求受聘人員進行一定相關專業知識的基本操作,而且這些操作是在校時的一些非?;镜牟僮鳎呛芏鄬W生都做不好,有的甚至不會做。面對這樣的現象我們就應該更加加強學生基本操作的訓練,具體的方法為:在平時的實驗課中老師應該向學生演示實驗操作,還可以利用多媒體課件給學生演示實驗中重要操作,在學生自行練習時老師還應不停地查看并及時糾正學生的錯誤操作手法,讓學生形成良好的實驗操作技能。另外,我們在期末考核分析實驗時應該設置理論和操作兩大模塊,理論考試是為了讓學生更準確地掌握所做實驗的原理和步驟,在理論考試中我們還可以加入平日老師讓學生注意的一些細微操作;操作考試就是對學生的操作手法的考驗,考試時老師看學生是否注意那些細節而考慮是否給分,這樣既可使學生養成嚴謹的科學習慣,又可使學生將基本操作牢記于心。
3.分析實驗中的分析樣品多樣化
現在大學中的學生分析實驗大多為無機樣品的分析,有機樣品所占比例很小,導致有些學生走上工作崗位后會摸不著頭腦。因為很多學生會在環境監測部門、自來水廠、食品檢測部門工作,而這些單位有很多分析工作需要檢測的是有機物質[3]。因此我們在學生實驗中制訂了一些有機樣品的分析,如食用油的測定等,學生在平時的操作中了解了這類樣品的分析,在如今的多變的社會
環境中才能更好地立足。
4.增加儀器分析在分析實驗中的分量
大學就是一個給社會輸送人才的地方,現今社會發展很快,分析工作中所用到的儀器也隨著社會的發展而逐漸增多、不斷更新,因此我們現在就應該加強學生的儀器分析能力,讓學生使用儀器多多對我們生活中的物質進行分析檢驗,掌握技術,以免學生將來的工作和學習受到影響。儀器分析不僅可以提高學生對科學實驗的興趣,讓學生從中學到許多有關的知識和技術,開闊學生的視野,還可以提高學生從事創新活動或探索新知的信心,為將來學生的工作提供良好的基礎[4][5]。
5.開放實驗室,鼓勵學生參加科研
在有關實驗的基本操作、基本技能得到訓練之后,學校應積極創造條件開放實驗室,為那些對分析化學實驗感興趣的學生提供一個較好的練習與學習環境。在保證實驗課教學質量、提高學生的動手能力的同時,教師可以鼓勵學生去科研實驗室參觀,感受科研實驗氣氛,實驗操作技能好的學生還可以跟隨導師進實驗室做各類科研實驗,掌握查閱文獻資料、從事科學研究及撰寫科研論文的基本方法,鍛煉實驗技能,更加增強綜合實驗能力,并為以后的畢業論文的撰寫打下堅實的基礎。
6.現代技術與實驗教學的合理嵌套
在如今飛速發展的社會中,為了與社會新型人才的培養要求相適應,多媒體技術在教學中的應用舉足輕重,可是我們并沒有很好地將其應用于我們的實驗教學中。在我看來,首先可以使用多媒體技術彌補實驗教學中有些大型儀器操作不便的缺點,比如質譜儀等精密貴重儀器,讓每位學生都能通過多媒體見識這樣的儀器,并了解儀器的使用原理和作用,這樣不僅為教學添了些趣味,還能使學生更好地掌握這些儀器操作方法,學生以后進入社會工作便不會摸不著頭腦,而且,模擬教學可促進學生的空間想象力和形象思維能力。此外,在實驗室的教學與管理上,我們也可以更好地利用現代技術。很多大學生依然有很多不好的實驗操作習慣,比如不規范操作和浪費實驗用品等,而老師不可能隨時看著學生,可以在實驗室利用遙控系統,老師及時觀察并糾正學生的錯誤習慣;在實驗操作考試中,我們也可以利用它,這樣學生不會因為老師看著他而感到緊張,也可以為老師減少負擔。
教學改革是一個漫長的工作,以上方案只是我們對于分析化學實驗改革踏出的第一步,在以后的工作學習中我們還需要進一步地改進。
參考文獻:
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化學的研究方法范文3
關鍵詞:化學教學;方法教育;內容;途徑
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)23-0005
一、方法教育的內容
1. 學習與研究化學的一般方法
遵循化學規律,使學生按照一定的程序思考問題,可以教給學生一些學習和研究化學的一般方法。初中化學常用到的這類方法有:“組成、結構決定物質性質,性質又決定其存在、用途和鑒別方法”的規律,這是學習元素化合物知識的一般方法;“反應物的狀態和反應條件決定實驗室制取氣體的發生裝置,氣體的水溶性和密度決定收集方法”的規律,這是實驗室選擇制取氣體裝置的一般方法等等。
2. 實驗方法
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,培養學生掌握正確的實驗方法,學會通過實驗來學習和研究化學,是方法教育的一項重要內容。初中學生應掌握一些基本的實驗技能,包括常用藥品及儀器的使用技能、基本的操作技能等,能根據給出的實驗步驟,獨立地完成一項實驗,如實、準確、完整地記錄實驗現象,能對現象進行簡單的處理和思維加工,并進而推斷出結論,撰寫出實驗報告;要學會用實驗的方法解決一些簡單的化學問題,具備初步的實驗設計能力,即能夠先根據實驗的目的要求,聯系已學過的知識找出實驗依據的原理,再根據原理設計出實驗方案,選擇需用的儀器、藥品及裝置,列出實驗步驟及注意事項等。
3. 觀察方法
化學教學要對學生進行觀察能力的培養,要使學生掌握下列觀察方法和技巧:(1)能按一定程序進行系統觀察,對于化學反應能按“反應前、反應中、反應后”的程序觀察;對實驗裝置能按“整體――部分――整體”的順序進行觀察。以實驗室制取氧氣的裝置為例,先從整體到部分:從左到右由發生和收集裝置兩部分組成,再從部分到整體:每一部分從下到上由什么儀器組成,如何連接在一起。(2)能通過對比觀察、重點觀察和重復觀察來突出觀察目的,強化觀察效果。對現象變化不很明顯、區分度差的觀察對象,如CO2通入紫色石蕊試液后的顏色變化,通入澄清石灰水出現的渾濁現象等,能通過對比觀察,獲取清晰的效果;對有些實驗,能根據實驗目的進行有選擇的重點觀察,如對質量守恒定律的驗證實驗,能把觀察的重點放在反應前后天平的平衡變化上。
二、實施方法教育的幾條途徑
1. 充分發揮實驗教學的作用
實驗是一種重要的感性認識方法,具有重要的科學方法教育功能。實驗教學是實施實驗方法、觀察方法教育的主要途徑,是啟發學生思維、進行思維方法教育的重要手段之一,因此,我們要充分利用實驗教學,搞好這三方面的教育。要通過演示實驗及學生分組實驗教學,使學生掌握實驗操作與記錄的方法,逐步領會解決初中各類問題所依據的原理、各種實驗所需要的實驗條件等,要通過實驗習題教學和指導學生做家庭小實驗等,培養學生的實驗設計能力;要加強實驗過程中的觀察方法指導,培養學生廣泛的觀察興趣、合理的觀察習慣,使其逐步掌握各種觀察方法和技巧;要培養學生邊實驗、邊觀察、邊思維的良好習慣,注重實驗、觀察過程中的思維發展,做到實驗、觀察、思維三者的有機結合。
2. 引導學生善于總結并運用規律,指導他們記憶的方法
化學中有許多重要的規律,可為人們研究各類問題提供一定的思考程序和思維模式,遵循這些規律去學習和研究化學,可簡化人們的認識過程。如有機物中都含有氫元素和氧元素,氫元素在燃燒時會生成水,氧元素在燃燒時會生成二氧化碳,所以有機物燃燒的生成物都有二氧化碳和水,這樣甲烷、乙醇、甲醇的燃燒產物輕而易舉就記住了。因此教學中,一方面要積極引導學生善于發現與總結規律,初中化學教學中除了讓學生認識前面所述的兩條重要規律外,還要特別注意在習題教學中引導學生總結各類典型習題的解題規律;如等質量的金屬在過量稀酸中反應生成氫氣的質量,可以通過總結規律得出公式。另一方面,要指導學生學會利用規律去研究與解決問題,不斷提高學生運用規律解決問題的能力,使學生在學習與研究問題時,有章可循、有章會循。
精煉的總結,便于學生記憶。在化學教學中,對概念和實驗進行精煉的總結,便于記憶,利于理解,譬如,在講催化劑的定義,對它總結為“一改變,二不變”即改變化學反應速率,而質量和化學性質不變;又如在講對“質量守恒定律”的理解,總結為“三不變,二變”?;瘜W實驗也需要精練的總結,在電解水的實驗結論中,筆者總結為“氫二氧一,氫負氧正”,實驗室制氧氣的步驟學生不易記憶,于是筆者把每一步抽取一個字,連成一句話“插裝定點收離熄”(茶莊定點收利息),便于學生理解掌握。
3. 重視課堂提問
課堂提問可了解學生對知識的理解和掌握程度,從而及時調控教學程序。改變教學策略。恰如其分的提問不但可以活躍課堂氣氛,而且可以誘發學生思考。開發學生智能,調節學生思維節奏,與學生作情感的雙向交流,同時提高學生注意力,如果注意力集中,大腦中只有一個學習興奮中心,學生在回答問題時精力集中。而在聽講時有時散漫,教師光靠靜講,維持課堂紀律來保證學生的注意力是達不到要求的。而應以授課的內容來吸引學生。用一個個由淺入深,循序漸進的“問號”來吸引學生的注意力。緊緊地把學生的思維鉗住,賦予學生學習動機。從而收到良好的教學效果。
4. 充分發揮多媒體在教學中的作用
多媒體是今后計算機輔助教學的主要發展方向,對于我們這些新世紀的化學教師來說,了解和掌握計算機輔助教學顯得尤為重要。新課程對課堂教學提出了新的要求,多媒體應成為提高教學效果的主要工具和手段。多媒體課件把文字、聲音、圖像、動畫集于一身,為學生提供一個生動、逼真的教學環境,使學生在興趣盎然的情景下去接受知識,對提高課堂教學的效果和效益能夠收到事半功倍的效果。
5. 重視化學知識與生活的聯系
密切聯系實際,讓知識回歸于生活,讓知識運用于生活,讓學生感覺到學有所用。在學習了分子的特點后,教師就讓學生解釋生活中的現象,“如裝汽油的瓶塞為什么在塞緊?濕衣服在太陽下為什么容易干?”學習了CO2的性質,就知道了“人工降雨、舞臺煙霧、溫室效應”。通過這些問題,激發了學生興趣,提高了教學效果
化學的研究方法范文4
【關鍵詞】任務分析;同化策略;聯想策略;類比?策略?;邊講邊做
新課標(人教版)化學(必修1)第一章第二節《化學計量在實驗中的應用》是本冊教材中教學重點和難點,也是學生學習的難點,其主要存在“概念多,理解難;公式多,計算難;操作多,實驗難”的三大障礙。如何突破難點,提高課堂教學效率,筆者作了些嘗試。
1 任務分析
1.1 單元地位
人教版高中化學必修1第一章第二節“化學計量在實驗中的應用” 主要內容為“物質的量及其單位—摩爾”概念的建立;物質的量與物質微粒數量,阿佛加德羅常數之間的關系;物質的量與物質的質量,物質的摩爾質量之間關系;氣體摩爾體積概念以及氣體摩爾體積、氣體體積、物質的量之間的關系;物質的量濃度概念以及相關計算和配置一定物質的量濃度的溶液的方法。這部分內容是將化學基本概念作為基礎,并于實驗緊密相連,強調概念在實際中的應用,同時突出以化學實驗為基礎的特點。
1.2 課程標準
①體驗科學探究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法。②初步學溶液配制的實驗技能。③認識摩爾是物質的量的基本單位,能用于進行簡單的計算,體會定量研究的方法對研究和學習化學的重要作用。④初步認識實驗方案設計、實驗條件控制、數據處理等方法在化學學習和科學研究中的應用。⑤能夠獨立或與同學合作完成實驗,記錄實驗現象和數據,完成實驗報告,并能主動進行交流。
1.3 知識價值
本單元的知識價值首先體現在為學生提供了最基礎、最直接、最有效、最重要的學習化學的方法?;瘜W是以實驗為基礎的科學,實驗是學習化學、體驗化學和探究化學過程的重要途徑。
2 應用多種策略,突破“理解難”障礙
2.1同化策略
美國著名教育心理學家,著名的“同化理論”創始人奧蘇伯爾認為:影響學習的惟一最重要的因素就是學生已知道了什么,要探明這一點,并根據此進行教學。例《化學計量在實驗中的應用》中最重要的、最難理解的概念——物質的量的教學,本節開頭可以用“曹沖稱象”為例,為建構如何記數微觀粒子做鋪墊。通過實例提出問題,如何去“數”微觀粒子,激發學生的學習動機,運用集合的思想去解決問題,繼而引出用阿伏加德羅常數作為集合標準,再定義物理量“物質的量”、及其單位“摩爾”。
2.2 類比策略
類比就是在兩類不同的事物或者事物的不同發展階段之間進行對比,找出若干相同或相似點之后,推測在其他方面也可能存在相同或相似之處的一種思維方式。這種方法的邏輯過程特點是從特殊到特殊,即把兩個特殊事物進行類比;從思維方式的類型上說,是把抽象思維與形象思維相結合。
3 注重技法指導,實破“計算難”障礙
構建計算關系網絡
網絡結構法其特點是以圖示意的方式進行教學和學習?,F代心理學實驗證明:在一般情況下,只依靠聽覺,人們可以記住接收信息的15%左右,只依靠視覺看圖象,人們可以記住大約25%的信息。假使兩者結合起來。邊聽邊看邊思考,那么就能夠記住接收信息的65%。這說明網絡結構法與講述法相結合,會大大提高學生在課堂上的思維容量。
4 運用邊講邊做,突破“實驗難”障礙
化學的研究方法范文5
【關鍵詞】教學改革;物理化學;實驗
1 物理化學教學現狀與存在問題分析
目前,物理化學實驗課教學中存在大量問題,申請人曾經針對學生做過問卷調查,結果令人吃驚,約有60%的學生認為大多數物理化學實驗“沒有任何實際價值”、“把簡單的實驗弄得很復雜”或者“沒新意,不感興趣”。通過相互溝通,申請人發現學生產生這種想法的主要原因是實驗內容過于陳舊,且缺乏實際應用價值。以其中電導滴定實驗為例,實驗內容沒有把電導滴定的優勢及意義充分體現出來:1)對于簡單的酸堿中和滴定,完全可以用指示劑法完成,不僅快速準確,而且能夠快速計算出結果,可是電導法則需要統計數據并用電腦繪圖后,才能計算出結果,相對繁瑣。2)如果被滴定的溶液是有顏色的或有渾濁的,則可以使用電位滴定法完成,相對電導也很簡單。因此,學生們普遍認為以“酸堿電導滴定”作為電導滴定實驗的主要內容“舍近求遠”、“勞而無功”、“大材小用”。作為一名長期在教學第一線工作的教師,作者對于學生的這種看法非常擔憂,因為“沒有實用性”的課程,不僅不會讓學生對實驗課產生興趣,甚至會讓學生產生厭學情緒,這些都屬于課程建設中的不足之處,對于大學生綜合素質的培養非常不利。分析其根本原因,是實驗內容與當前的科學前沿“脫節”導致的。因此,對于陳舊的實驗內容的改革,是勢在必行的。
2 教學與科研相結合的教育方法在物理化學實驗教學中的探索
針對上面提出的問題,我們認為必須將教學與科研相結合的教育方法應用于物理化學實驗教學中。這種教育方法,并非是通過政策法規將教學與科研硬性粘連在一起(這只會適得其反),而是必須建立在教育者較高的教學水平與科研水平的基礎上、并充分發揮教育者自身綜合素質,自主的將教學與科研有機的、良性的融合在一起。只有將實驗教學與科研相結合,才可使大學化學的教育緊跟科學發展的步伐,才能提高學生學習的積極性,使學生在學習基礎知識的同時,掌握國內外最新最前沿的實驗方法,增加他們對科學研究的興趣。所以,我們擬根據當前比較新穎且實用的技術,設計若干適合本科生操作的實驗內容,添加到大學《物理化學實驗》中。具體應做到如下幾點:1)充分調研國內外物理化學前沿領域的相關研究,結合物理化學理論課中涉及的知識點、尤其是重要知識點,針對性的設計或改進物理化學實驗內容,使其具備新穎性和實用性,同時兼顧本校物理化學實驗室的實驗條件等。2)根據所設計的實驗內容,選擇合適的試劑、并針對性的設計新穎合理的實驗裝置。同時充分考量試劑的毒性和儀器的危險性,兼顧實驗室、教師、學生以及實驗室工作人員的安全等。3)根據實驗內容、試劑及實驗裝置,確定合理的實驗流程。同時充分考慮實驗流程的合理性和連貫性,兼顧本校學生的綜合素質。
自1991年Decher重新提出層層組裝技術(Layer-by-layer)以來,該技術作為一種通用的、便捷的組裝多層膜的方法越來越引起人們的重視,齊偉等人[1]充分利用了自身學院的教學條件,將這種技術引入到化學實驗課的教學中,并取得了良好的教學效果。循環伏安法是一種常用的電化學研究方法,胡萬群等人[2]用簡單有效的方法制作電極,并用于測量一些喜聞樂見的實際樣品(包括湖水、雪碧、芬達、可口可樂等),課堂教學效果明顯。作者和合作者們在基于學校的教學條件和本科生的基本素質,也做了一些探索性的研究工作:設計了一個“沉淀電導滴定法測定BaCl2?2H2O中鋇離子的含量”的實驗[3],并在《應用化學綜合實驗》課程中面向本科生開放;將便攜式投影儀用于本科實驗教學[4];將電子目鏡和普通生物顯微鏡組裝,用于觀察和研究磁性微粒在外磁場作用下靶向移動的速率[5]。
3 改革的理論意義與實踐價值
教學與科研相結合的教育方法,可以為物理化學實驗設計或改進新穎、實用的實驗內容,既緊跟當前國內外科學前沿領域、又結合物理化學理論課中涉及的知識要點,具有重要的理論意義和實踐價值:首先,對教科書的內容進行充實與完善。因為教科書中的內容原本就是前人當時最新的科研成果和學術總結,科學技術以其為基礎不斷進步和發展,隨之而來的是更新穎、更有效、更精確的成果被展現出來,需要教師能夠適時的將其編入教科書中,為學生證明文明的進步、詮釋科學的真諦,功在千秋,如傅獻彩等將2002年最新的科研成果[6]編入到《物理化學(第五版)》教材中。第二,提升大學生綜合素質、優化課堂教學效果。教師在課堂教學中適當展現當今科學發展的最前沿領域,可以有效提高大學生學習的積極性和主動性,刺激學生開動腦筋,自主發現、分析并解決問題,這對培養新世紀創新性人才是極為重要的。第三,實現青年教師的自我培養。當代大學中的青年教師隊伍壯大,多為35歲以下的青年教師,一般為理學博士或在讀博士,具有較強的獨立科研能力和高昂的教學熱情,非常適合于將最新的科研成果,尤其是和他們研究相關的成果在課堂中展現出來,有效的提高教學效果,同時增加了青年教師從事教學工作的信心,提升教學水平,快速的實現從單一的科研型人才向教學科研型人才轉變的過程[7]。
4 結論
教學與科研相結合的教育方法,對物理化學實驗的內容進行改革或改進,旨在教授學生實驗原理和實驗技能的同時增進學生對當前國內外科研領域的了解,提高學生學習的積極性,同時也兼顧了學校、實驗室和教師的現狀,意義重大。
【參考文獻】
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化學的研究方法范文6
一、化學探究性實驗設計的基本原則
不依規矩,無以成方圓。探究性實驗也不是天馬行空的想象,它要遵循一定的原則。在設計探究性實驗時主要遵循以下原則:(1)目的性原則。(2)科學性原則。(3)創新性原則。(4)啟發性原則(5)簡約性原則。(6)安全性原則。(7)趣味性原則。(8)可行性原則。以上各原則是滲透在整個探究性實驗設計過程中的,我們可以在設計的時候不斷地修正,使我們的設計方案達到最佳效果。
二、化學探究性實驗設計的基本方法
探究性實驗的基本內容是:課題、假設、設計實驗、預期、完成實驗、觀察并記錄結果、分析結果、得出結論。針對這些內容,在教學實踐中,我們進行了探索,總結了一些基本的方法。
(一)認真研讀教材,充分挖掘探究性實驗課題
我們的教材是化學知識的集合體,多數教材中的實驗是驗證性的實驗,這對培養學生的探究能力就比較不利,因此,需要教師進行研究改進,把能夠改成探究性的實驗進行改進,或者自己設計新的探究性的實驗進行教學,從而提高學生的探究能力。
《化學反應原理》是高中化學階段的重難點內容,抽象且枯燥,實驗多為驗證性的實驗。因此,《化學反應原理》中的實驗就需要教師進行改進,力求充分利用好化學實驗,使學生參與進來,用探究性的實驗幫助學生加深理論知識的理解。例如,魯科版《化學反應原理》第三章第四節講解酸堿中和滴定實驗的時候,書本上是直接給出反應原理和實驗步驟。雖然是定量實驗,我們也可以增加其探究性,可以先給出測定NaOH溶液濃度的多種方案,如用滴定管實驗、燒杯實驗、試管實驗,然后讓學生討論各種方案的準確性、可行性、最終確定實驗方案。
(二)積極總結經驗,建立一套探究性實驗設計的“套路”
進行探究性實驗的設計不是說什么都要從頭開始,什么都要從四面八方思考,這樣的話效率很低,而且可能會偏離教材的主題。我們在教學實踐中既要懂得思考、探究、創新,也要懂得積累經驗,優秀的經驗會讓我們事半功倍。經過一輪高中教學實踐,我們總結了一些常用的“套路”。
1.加強對實驗儀器的探究設計
把基本實驗儀器進行組裝、改進、優化,這是培養學生思維和動手能力的重要方法。比如,講解啟普發生器時,先讓學生思考討論原理,并總結其優缺點,等學生掌握理解后,就可以開始讓學生探究:如何用實驗室的其他儀器組裝成類似啟普發生器原理的裝置?教師可以先給出一些基本儀器,然后讓學生組裝。
讓學生進行實驗裝置的設計是探究性實驗設計的重點內容,教師應設計更多的這種類型的探究性實驗,讓學生不斷嘗試,以提高運用的能力。
2.豐富對實驗原理的探究設計
對實驗原理的探究很多樣化,為了豐富學生的思維,提高運用和創新能力,教師應該進一步豐富對實驗原理的探究設計。例如,魯科版高中化學選修《化學反應原理》第二章第3節中,在探究濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響時,書本的確是設計了探究性的實驗,但是書上的探究實驗都是針對一個因素的單獨對比探究,然后分別進行分析討論,得出獨立的結論,這就為學生減輕了探究的難度。如果我們能夠在該實驗探究完后,將三個因素綜合起來,設計新的內容讓學生進一步探究,那就可以大大提高學生綜合運用的能力。
3.重視對實驗異常現象的探究設計
對于化學實驗,經常因為藥品不純,反應條件的不同而出現不同的實驗現象。當出現這種狀況時,要及時啟發學生進行思考,并找出原因,還可以讓學生思考是否有改進的方法,從而提高思考能力和創新能力。比如,魯科版高中化學選修《化學反應原理》第一章第3節,做銅鋅原電池演示實驗時,以鋅和銅為電極,稀硫酸為電解液進行實驗,理想的現象是銅電極表面有氣泡產生,而鋅電極沒有。但是實際演示會遇到的情況是:兩電極都有氣泡產生,甚至有的出現鋅極產生的氣泡遠多于銅極。這時就要引導學生思考:為什么鋅極也有氣泡產生?進而分析出是因為鋅中含有碳等雜質,鋅本身和雜質形成許多微小的原電池,所以有氣泡冒出,從而加深對原電池原理的認識,也增強學生積極思考的意識。
4.擴展對生活應用實驗的探究設計
新課程改革要求:加強課程內容與學生生活以及現代社會和科技發展的聯系,關注學生的學習興趣和經驗,精選終身學習必備的基礎知識和技能。如果我們能很好地引導學生將實驗與生產生活聯系起來,一方面,可以使學生感到化學就在身邊,從而提高學習化學的興趣;另一方面,可以使學生清楚所學的知識能用來做什么和怎么做,從而對化學的本質和價值有一個正確的認識,體現高中化學探究性實驗的時代性。比如,魯科版高中化學選修《化學反應原理》第一章第3節中探究原電池反應原理時,可以在講完原電池的組成條件后,讓學生用家里面的材料自己組一個原電池,讓學生動腦、動手,提高理論運用于生活的探究能力,激發學習的興趣。