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化學實驗的意義范文1
〔中圖分類號〕 G633.8 〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2013)12—0060—01
隨著中學新課程標準的實施,中學化學教師越來越關注化學實驗的“綠色化”問題。綠色化學是社會對化學科學發展的新要求,對于人類社會的可持續發展具有重要意義。
1.中學化學實驗“綠色化”是幫助學生樹立綠色化學理念、建立環保意識、養成良好行為習慣的有效途徑。
《化學課程標準》指出,化學課程的內容要“體現綠色化學的思想”,要使學生“樹立綠色化學思想”、“樹立珍惜資源、愛護環境、合理使用化學物質的觀念”、“強化實驗安全意識”。化學實驗教學與綠色化學聯系最為緊密,也最為直接。因此,在實驗教學中貫徹綠色化學思想尤為重要。
在實驗教學中,廢氣不加以吸收,廢液、廢渣隨意排放,所有這一切對學生的負面影響是不可低估的。污染嚴重的實驗以及隨意排放實驗廢物的行為給學生傳遞的不良信息是:實驗產生的廢氣、廢液直接排放到環境中并無大礙。應該看到,實驗教學過程中隨意處理“三廢”,不僅直接影響著環境,更對學生有著不良的示范作用。
教師應把綠色化學的思想滲透到化學教學中去,指導化學實驗的設計,在實驗中減少化學用品使用量和污染物排放量,并規范自己和學生的實驗操作,幫助學生養成良好的實驗操作習慣,讓學生知道隨意排放污染物是一種錯誤的行為。
2.中學化學實驗“綠色化”是開展實驗探究、實現學生人人動手實驗的重要保證。
化學實驗是學生學習化學、實現科學探究的重要途徑,是化學課程內容的有機組成部分,也是實現化學教學目標的基本保證。新課程提倡每個學生都親自動手做實驗,學生實驗的數量大大增加。但由于許多學生對于化學實驗不夠了解,對人身安全有所擔憂,造成了有些學生只希望“看實驗”而不愿意“做實驗”的現象?;瘜W實驗“綠色化”,既能減少化學實驗室的污染,又能降低危險事故的發生幾率,減輕學生對化學實驗的恐懼感,為實現學生人人動手實驗提供了重要保證。
按照綠色化學的思路設計,改進的化學實驗往往更加安全、更加環保,同時也更加適合學生動手操作。這對于鼓勵學生積極參與實驗教學過程,在實驗過程中掌握化學實驗的基本技能,提高學生的科學素養都是極為有利的。
3.中學化學實驗“綠色化”有利于控制實驗室的污染,是保護環境的重要措施。
當前中學化學實驗產生的大量有害廢棄物還沒有統一規范的處理辦法。許多學校對實驗廢棄物的處理相當隨意,不經意間就對環境——包括空氣、水、土壤造成了污染。有統計顯示,在我國學生的高中階段,人均有害廢液的排放量大約是100 mL/年~400mL/年,因此,中學化學實驗室是不可忽視的污染源之一。以高中化學中“銅和濃硫酸反應”的實驗為例,如果每個實驗小組取2mL濃硫酸,則會產生400mL左右的二氧化硫氣體,一個班(24個實驗小組)的實驗就排放出9600mL二氧化硫氣體。按實驗室空間為90m2×3m=270m3計算,實驗期間,實驗室內二氧化硫氣體的質量濃度約為100mg/m3,是我國規定居民區大氣中二氧化硫最大允許質量濃度(0.15mg/m3)的667倍。這些氣體擴散到大氣中,也會對環境造成嚴重危害。
化學實驗的意義范文2
關鍵詞:微型化學實驗;培養;能力
中圖分類號:G632.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)17-0242-01
化學教學的學科特征是以實驗為基礎,學生在充滿新奇的化學實驗現象中充分發揮自己的想象力,積極動手參與,開動腦筋分析問題、解決問題。近年來,微型化學實驗在我國化學實驗教學改革領域中發展起來,引起國內化學教育界極大關注。雖然微型化學實驗試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。在化學實驗教學中,開展微型化學實驗對培養學生能力,提高教學質量積極意義。
一、演示實驗融入微型實驗,激發學生學習興趣
微型實驗及儀器,對于大多數老師和學生來說是一種新事物,以此激發學生學習的興趣,為創新教學打下良好的基礎。例如筆者利用微型實驗,在做電解水的實驗時,將氫氣和氧氣爆鳴演示實驗也加入其中。取一支廢輸液管,從壺腹(中間膨大處)一端剪去小塑管并在酒精燈火焰上燒熔密封,另一端留有15cm長的小塑管,做成一支塑料滴管,用手擠壓塑料滴管的膠囊吸入10%的氫氧化鈉溶液并將其正放于小燒杯內(溶液量以即將充滿膠囊為宜)。再取兩根大頭針,末端拴上導線,插入膠囊內,通過導線將裝置與6~9V直流電源連接。接通電源,可觀察到塑料滴管內的水發生電解,產生的氣體通過小塑料管排出。用手捏住小塑管口片刻(約5~10秒),再將小塑管口接近燭焰,松開手,會發出清脆的爆鳴聲,小塑管內會產生火花,現象非常明顯,同學們都興趣高漲,極大地激發學生學習的興趣。
二、探究實驗融入微型實驗,培養學生創新意識
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,新教材跟舊教材相比,有著明顯的趨勢:走向培養能力、走向實驗。新教材除大力改革實驗內容外,還力求使實驗生活化、簡單化和微型化。例如,“吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”的探究實驗,學生設計兩種實驗方案:一種以教材中的儀器收集氣體和驗證氣體的性質;另一種以青霉素藥瓶代替集氣瓶、試劑瓶,用眼藥水瓶代替膠頭滴管。兩種實驗方案均取得了成功。教師引導學生對兩種方案作比較,通過學生討論小結出:后者較前者,藥品用量少,簡便易行等優點。在此基礎上再將思維觸角伸向生活,尋找替代微型儀器(如注射器做分液漏斗、滴管),當場試用后,效果良好,使學生逐步養成節約意識,并且使化學實驗和化學教學更加聯系生活實際,培養探究能力。
三、學生實驗融入微型實驗,培養學生觀察能力
傳統的學生實驗很難做到人人動手完成實驗。如果引入微型實驗,由于儀器的微型化和試劑的微量化,給實驗方法的重新設計、改造和組合創造了一個很大的思維空間,便于讓每一個學生親自動手完成更多的實驗,例如:在學完二氧化碳制取及性質后,我們改變了課本上的學生實驗方案,自行設計了一套微型實驗方案。取一支廢輸液管,從壺腹一端剪去小塑料管,另一端留有20cm長的小塑料管;在六孔井穴板中的其中一孔加入2~3ml鹽酸,再將大理石顆料塞入壺腹中,當鹽酸進入時,此反應激烈進行。再在另幾孔分別加2ml蒸餾水和兩滴紫色石蕊試液,2ml澄清石灰水,輸液管另一端分別插入其中,片刻,就觀察到紫色石蕊試液變紅色,澄清石灰水變渾濁。由于裝置小,要求學生仔細觀察,培養了學生細心觀察的能力,同時滲透了環保、節約等優良的品德和素養。
四、課外實驗融入微型實驗,培養學生創新能力
設計開放性實驗,使學生有充分的思考空間,產生多種創造性的想法,有利于培養他們的創新能力。在學完學生實驗《二氧化碳的制取和性質》后,筆者要求學生在課外探究儲存蔬菜的菜窖里的氣體成分。學生們獨立研究或小組合作,人人參與,極大擺脫了課堂教學的約束。他們查閱了資料,設計實驗了方案,用礦泉水瓶收集菜窖的氣體,再用注射器抽取礦泉水瓶里的氣體,用石灰水、燃著的木條測定氣體成分,又改進微型實驗裝置,這樣絕大多數學生都有動手做實驗的機會,使學生主動積極地進行探索式學習。通過實驗拓展、知識的延伸、智力的挖掘,不但適應了新教材的教學要求,又培養了學生的創新能力。
五、各類實驗融入微型實驗,培養學生環保意識
微型化學實驗中試劑的用量只相當于常規實驗的幾十分之一到幾千分之一。改用微型化學實驗后,因為實驗儀器的微型化以及試劑用量的微型化,實驗所排放的廢水、廢棄、廢渣等污染物數量大大減少,從而對環境的污染大為減少。以往實驗不可避免有些氣體逸散到空氣中,那些有毒、惡臭的氣體危害著教師和學生的健康,造成了空氣污染。實驗微型化、藥品微量化使化學實驗的排污量大大減少,尾氣吸收、尾料和廢棄物回收處理也比較容易,因此能減少對環境的污染程度。重要的是微型化實驗本身是一種綠色化學,它以較低的實驗成本,較少的實驗污染,較好地完成了實驗教學任務,把經濟社會效益概念、綠色化學與生態效應概念深入學生心中,是對學生環保意識最生動、最現實的教育,能使學生樹立關心自然、關心社會的意識。另外,微型實驗在提倡勤儉節約、艱苦奮斗方面對學生也有一定的教育意義。
微型化學實驗是在綠色化學理念下,在微型化的條件下對化學實驗的創新性變革,它在激發學生興趣,強化動手能力,提高科學素質,培養創新能力,樹立綠色化學理念等方面有獨特的功效,因此,在化學教學中應盡可能地融入微型化學實驗,培養學生能力。
參考文獻:
[1]郭雨聲.中學微型化學實驗初探[J].福建教育學院學報,2005,(3).
化學實驗的意義范文3
[關鍵詞]初中化學 實驗教學 思考
初中化學課程標準指出:化學是一門以實驗為基礎的學科,在教學中創設以實驗為主的科學探究活動,有助于激發學生對科學的興趣,引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識,提高學生的科學探究能力。由此可見,實驗是化學教學的基礎,是學生獲取知識、進行知識創新的重要手段,更是培養學生科學興趣和科學態度的重要途徑,因此在化學教學中如何強調實驗都不過分。近年來,政府加大了基礎教育的投入,為各校添置了許多實驗器材和藥品,盡可能地滿足教學對實驗的要求。但目前初中化學實驗教學中,實驗教學的開展仍不盡如人意,實驗這一學習化學的重要學習手段和方法沒有得到高效的運用。
一、初中實驗教學中存在的主要問題
1.對實驗教學不夠重視
不少教師對實驗教學不夠重視,在課堂上不做實驗,用大量的講授和練習代替實驗。這不僅剝奪了學生實驗探究的機會,打擊了學生學習化學的積極性,更忽視了實驗在培養學生動手和觀察能力方面的作用。還有不少教師抱著完成教學任務的態度開展實驗,對實驗應達到的目的和其潛在價值沒有進行認真思考,使實驗淪為形式。
2.指導思想發生偏離
初中化學實驗可分為驗證性實驗和探究性實驗兩大類型。驗證性實驗主要結合學生已有的化學知識,培養學生觀察、收集和處理信息的能力;探究性實驗在驗證性實驗的基礎上,引導學生根據問題進行設計、預測、質疑,促進學生推理、歸納、思維能力的形成。目前教材中涉及的驗證性實驗較多,而探究性實驗較少,試卷、教輔上設計的實驗題目往往通過聽課和閱讀教材都能夠得出答案,學生只要死記硬背,即可完成紙筆測試中對實驗的考查。久而久之,教與學就會停滯在應試作答的模式上。這卻被大多數教師認同為獲得高分的法寶,“動手做實驗”也因此變成了“動筆寫實驗”。學生在實驗操作過程中,知識和實踐是完全脫離的。
3.迷戀多媒體模擬實驗
科技飛速發展,多媒體進入化學課堂。相當數量的教師不做或少做實驗,多以多媒體演示實驗取代實驗操作,學生眼看手不動,完全不能體會動手實驗帶來的真實感受,缺少對實驗過程的理性分析。例如,在“粗鹽中難溶性雜質的去除”教學活動中,授課教師用多媒體展示了粗鹽提純的過程,視頻內容完整準確。當問及實驗的過程時,由于學生沒有親身的體驗,所以他們不能完整地回答出來;而對于過濾后液體渾濁的原因,學生的回答更是五花八門,完全沒有圍繞實驗過程進行思考的意識。
4.忽視實驗在知識學習中的重要載體作用
一些教師由于自身的原因,缺乏對教材編排內容的整體性思考,片面強調某個實驗內容而忽視了該實驗在整個教材中的作用,對實驗目的及實驗的內涵進行片段式的解讀,導致教學內容零散分裂,不能形成系統的漸進關系。如制取氧氣的實驗,從教材的編排體系來看,設計該實驗的目的是使學生確立制取氣體的一般思路,初步感知原理、裝置之間的關系;而制取C02的實驗,是在制取02的基礎上感知原理選擇的原則,裝置選擇的依據,明確原理、裝置的制約關系,并推知制取其他氣體的思路和方法。對這一內容的理解和把握,不僅關系到初中有關氣體的制取,而且這種思路和方法一直延續到高中Cl2、C2H4等氣體的制取。因此在對這部分內容進行教學時,不能簡單看成是O2、CO2兩種氣體的制取,而應該站在學科的角度理解其深遠意義,并做出相應的滲透。而很多教師在進行這些內容的教學時,依然是以零散的、片段的內容進行,使教材的思想無法落實。
二、初中化學實驗教學的改進
1.更新實驗教學觀念,真正重視化學實驗教學
初中化學實驗的現狀在很大程度上與教師的觀念有關。要促進實驗教學現狀的改變,轉變教師觀念是根本?;瘜W實驗教學的功能不只是傳授基礎知識和訓練基本技能,更重要的是在教學中有意識地對學生進行科學素養的培育,認真分析各實驗在不同階段對學生的要求,從培養人的角度去認識實驗教學的意義。
2.將實驗由演示性實驗、驗證性實驗向探究性實驗過渡
教師要有創新意識,主動進行一些實驗創新活動。比如,對將演示實驗、驗證性實驗進行實驗影響因素的綜合分析,探究各種因素對實驗效果的影響,讓學生確定最優的實驗方案。同時,適當分散實驗的關注點,以拓寬實驗研究的思路,尋求實驗改進的途徑。如要求學生設計鹽酸與氫氧化鈉反應后溶液酸堿性的檢驗方案,或設計實驗方案證明CO2與NaOH發生了反應等。
3.正確認識多媒體在實驗教學中的作用
多媒體實驗教學具有極強的直觀性和示范性,能使演示裝置放大,提高細微現象的可見度,使學生清楚地進行觀察,并具有保障安全和節省藥品等優點,是一種很好的教學輔助手段。而教材中提供的實驗都是經過千挑萬選的經典實驗,這些實驗現象明顯,易于操作、最有說服力。在教學時,教師要守住“能現場實驗的絕不采用多媒體”這一底線。
4.認真挖掘每個實驗背后的功能
實驗教學的目的并不止于完成實驗,而是為了讓學生在學習中更好地通過實驗獲取知識和提升能力。因此教師要從教材的角度思考實驗,不僅要考慮如何完成實驗,更要考慮如何通過實驗引導學生思維。具體而言,要重視實驗中隱含的化學原理及實驗步驟之間的內在聯系,使學生經歷實驗內容與知識的內化過程,體現學科知識的系統性。
5.建立實驗考核機制
化學實驗課的考核是化學實驗教學的重要一環。如何客觀、公正、合理地評價學生的實驗課成績,直接影響教師教學和學生學習的積極性,對學生的學習方法、學習態度也起著重要的導向作用。學生實驗考核可采取平r成績與期末考試成績相結合的方法,將設計性實驗和探究性實驗的結果納入成績總評中。期末考核主要是考查學生的實驗操作能力和實驗技能水平。具體辦法如下:平時成績占40%;設計性實驗占30%;期末實驗操作考查占30%。平時成績由實驗操作、實驗報告、隨堂考查、原始實驗記錄和綜合素質幾個部分組成。期末考核主要是考查學生的實驗操作能力和實驗技能水平。
化學實驗的意義范文4
關鍵詞:科學素養;創新;實踐能力
受高考方式的影響,高中化學實驗主要是教師演示實驗,學生親自做的實驗較少,實驗的思想、方法和操作過程與此有關的改進方法主要依靠學生的記憶和理解,學生擁有大量機械性知識,卻體會不到它們在現實情境中的價值和實用性。
教師因為成績等一系列問題,對學生實驗的意義并不十分在意,雖然對一些實驗方法和過程進行了改進,但其目的主要是提高學生的考試成績,功利性較強,并未太多考慮實驗對學生將來的影響,也未認真思考實踐與學生將來創新能力的關系。
一、復雜來源于簡單,熟練來源于多次練習
學生動手能力是探索能力的基礎,是興趣獲得的主要來源。而動手能力的培養需要一個長期的過程,是一個從簡單逐漸到復雜的過程,不可能一蹴而就。例如,簡單儀器的使用,藥品的取用、加熱、過濾、蒸發結晶、蒸餾、萃取等操作是化學實驗的基礎,這些看起來簡單的實驗操作不可能通過一次的講解,或一次的使用,就能對儀器的性質了然于心,靈活應用,大多數學生是不可能通過一次練習就熟練掌握過濾和結晶的,而對于蒸餾和結晶這樣的實驗操作,學生則要通過數次的練習才能真正明白其意義和原理。如果這些基本操作學生都沒熟練,那么,對于更為復雜的實驗組裝或更為復雜的儀器學習就會出現困難,如果需要學生自己設計一個實驗過程,他們將無從下手。
如,鈉和水的反應是高一一個操作簡單的實驗,如果只是一個演示實驗,可能在教室后排的學生沒有弄清任何操作和現象,只能依靠老師的講解記住這個實驗和現象。如果學生自己實驗,出于對未知事物的恐懼和實踐經驗的不足,在切鈉塊和投入水中的過程都會非常緊張,可能第一次實驗并不會體驗到鈉和水反應的化學性質及其對應的物理現象,只是在鼓足勇氣克服恐懼和緊張,完成了實驗,如果重復第二次或三次時,他們就能更多地關注實驗現象的細節,可能有些同學對鈉的熔化非常有興趣,可能有些同學對顏色的變化和顏色的擴散影響深刻,這樣一個簡單的實驗操作對學生的影響可能是多方面的,有些同學可能只是增強了自信心,有可能激發對物質性質的更多興趣,有些可能只是覺得好玩等。但是,學科的基本素養就在這些重復性的練習中緩慢得到培養,這些練習并不能短時間的在考試成績中得到體現,但會影響將來他們的學習。
二、能力孕育于實踐,將來來源于現在
學生在熟練基本操作和基本實驗裝置后,才能在復雜的實驗中進行更多的思考,孕育出新的想法,才能通過改進儀器進行探究或對儀器的組裝合理化,或者對新的儀器,新的實驗方法才能快速的理解。如,當知道了氯氣的毒性,知道了氯氣實驗的目的,熟練的儀器的使用方法后,學生才有能力合理組裝儀器,規避實驗的危險性,甚至通過改進裝置進行一些其他相關性質的探究,在討論類似實驗裝置和效果時進行對比,分析不同實驗的優劣性,進而改進裝置或產生新的想法。
如果沒有親自實驗的機會,僅依靠老師的講解和資料,學生只能機械的記憶,程式化的記住結果,在考試中得到應用,絲毫沒有體會到實驗探究的艱辛、困惑、失敗、高興、危險等一系列感受,就會逐漸失去探索的興趣和熱情,遇到實際問題時不知所措,只尋求標準答案或者模仿,逐漸喪失質疑,創新能力。這種基礎實驗能力的培養只有學生自己動手才能逐漸培養起來,并能在將來產生巨大的作用。
三、精細來源于粗糙,失敗是成功之母
在實驗中學生可能經常出現各種錯誤,實驗結果可能并不正確,操作失誤可能比比皆是,甚至有些同學的實驗方法天馬行空,如果沒有這些失敗的過程,其基本科學素養、基本動手能力、基本研究習慣就很難形成,這些早期的過失都在為未來做基礎,對未來科學探究,正確面對挫敗感,自信心,對應能力都會產生影響,使其更有勇氣面向未來,更清楚自己的喜好。
在結晶的實驗過程中,很多同學很難把握最后的處理方式,造成鹽粒飛濺,剩余水過多或過少,在乙醇和乙酸的酯化反應中造成液體噴濺,或根本看不到乙酸乙酯的生成,在制備氫氧化亞鐵時,??吹經]有白色沉淀,在海帶提碘時,最終看不到任何現象,銀鏡反應中經常出現黑色。
如果僅講述這些實驗或做演示,結果似乎顯而易見,學生并未從中得到太多感受,可能感覺科學實驗非常簡單,結果明確,思維逐漸固化,在以后面對復雜的探究時,一旦遇挫,可能極易失去信心,更易接受一些按部就班的事情,失去創新和探究的原動力。
四、大樹源于沃土,創新源于實踐
學生的親自實踐和老師的指導是培養學生科學素養的重要手段,只有在實踐中不斷探索才能發現問題,只有在不斷的實踐探索中才能解決問題,傳統的課堂看起來似乎以一種簡單的,更為高效的方式傳播知識,考試成績似乎體現了這種方式的有效性,但其嚴重的剝離了學生實踐的機會,隔離了知識和實踐的聯系,使學生將更多的時間消耗在機械記憶,理解,背誦上,學生并不能體會這些知識在生活中的價值,雖然,我們改進了很多實驗,和上課方式,但是幾個實驗并不能在學生能力培養上起到決定性的作用,各種類型的實驗,各種方式的實踐最終才能產生影響。
實驗課在組織和上課難度上都要大一些,可能在教學效果上并不明顯,還有一定的危險性,在考試成績上并不見得會有多少提高,在教學成本上和管理上都要求更高,但是它卻是將理論與實踐聯系的最好方式,是最初建立探索和興趣的基礎,是學生興趣分化的最直接手段,對學生的后期學習都將產生及其深遠的影響,將學生對理論的理解推向更深的層次,使學生的能力發展更加全面。
改進實驗室的一些相關基礎設備,淘汰一些過舊的實驗儀器和方法,改變思想,提升教師的實驗指導水平,讓學生有更多的機會練習更多的實驗,了解各種基本實驗類型,勇于探索一些較為實地的問題,不只是埋頭于書本和習題中,為將來的人生發展奠定有力的基礎。
參考文獻:
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化學實驗的意義范文5
關鍵詞: 化學實驗 學習興趣 學習信心 教學
高職高專院校培養的是高素質技能型人才,然而當前職業教育的觀念和培養模式相對滯后,教育工作存在著片面強調學科體系和知識灌輸,與生產和生活實際聯系不緊密,對知識應用、創新精神和實踐能力培養重視不夠,實踐和專業技能訓練比較薄弱等問題,難以使學生形成熟練的職業技能和適應職業變化的能力,很難引起學生的學習興趣。很多學者意識到了這一點,從多角度進行研究,以提高教學質量?;瘜W課是一門實驗和課堂教學并重的課程,和實際應用結合比較緊密,合理設計實驗可以使化學教學達到“教、學、用”的統一。
一、當前高職高專化學教學的現狀
高等職業教育在我國興起得比較晚,但是發展較快。招生規模的迅速擴大,推動了我國高職高專教育的發展。然而,由于招生規模的擴大以及一些其他客觀因素,導致生源的質量有所下降,重點表現在學生基礎課知識薄弱。在當前的招生體制下,進入高職高專的學生都是學習成績偏下的學生,學生自己也往往有自卑感,很容易產生厭學情緒。還有部分學生是由職業高中升學而來,不重視化學學習,化學基礎較差。對這樣的學生群體,如果只強調化學體系的完整性而忽略他們的接受能力,很難取得好的教學效果。高職高專的學生往往化學課學得不好,尤其是在高考前的題海戰術中,經歷了過多的考試失敗,嚴重挫傷了他們的自信心,他們對于化學學習可以說持一種敵對態度。
在我國,由于高職高專教育起步比較晚,很多專業都沒有高職高專的教材,多數沿用的是本科教材,相對難度超過了學生的接受能力,不符合高職高專的教學規律。同時很多教師是由本科院校教師或者中專學校教師轉型而來,不能夠把化學知識和實踐相接合,講課缺乏趣味性,很難調動學生的學習興趣。
二、以實驗為突破口,實現“教、學、用”的統一
進入職業學校的學生和進入普通本科院校的學生在智力水平上沒有差距,只是智能結構和類型不同。本科生多數屬于抽象思維的類型,他們通過學習、教育與培養,主要智能傾向為抽象思維,他們可以成為研究型、學術型、設計型的專家;進入高職高專的學生多數傾向于形象思維的類型,他們可成為技術型、技能型、技藝型的專家[1]。也就是說,高職高專的學生可能抽象思維能力不強,動手能力卻是他們的優勢,因此利用實驗提高學習興趣,實現“教、學、用”的統一,正是高職高專的優勢。
(一)利用化學實驗,引發好奇心和學習興趣。
化學是自然科學教育中的一個新起點,化學中的各種反應和奇妙想象非常容易引發學生的好奇心和興趣,化學課應該為培養學生的問題意識提供新的生長點。化學實驗課不但應承擔起驗證學生心中原有問題的任務,更應該讓學生產生新的困惑和探究欲望。好奇心是興趣的先導,是人們積極探究新奇事物的一種傾向,是人類認識世界的動力之一。實驗是化學學科的特色,它呈現千變萬化的現象,容易引起學生的好奇心,也是喚起學生學習興趣的最有效的手段。因此在講課過程中可以利用各種奇妙的化學反應,引發學生的好奇心。當引發了學生的好奇心后,教師要不失時機地引導學生,提醒學生應當觀察什么、怎樣觀察等,將學生的觀察引向深入。同時,穿插一些啟發性強的問題,使學生積極思維。心理學研究表明:興趣是從具體的物體和經驗中概括出來的,并且從具體的物體和經驗的興趣發展成為整類物體和經驗的興趣。可見通過實驗引起興趣、培養興趣是符合心理學原理的。
(二)利用基本實驗操作,培養學生的學習信心。
當前高職高專的學生也許根本意識不到他們在實驗操作方面的優勢,他們多數認為自己是差生,各方面都不如本科生,實驗操作不好認為是理所當然的。因此,以實驗作為培養學生自信心的突破口,就要從最基本的實驗操作學起,如對量筒、吸量管、移液器等的使用以及液體的混勻、樣品的過濾等,不讓他們在學習中感到有困難。這樣安排2-3個課時專門進行基本實驗操作技能的培訓,力求每個學生能掌握基本實驗操作技術,熟練使用相關儀器。基本操作規范了,學生對操作也就有了信心,進而產生興趣,進入自主探索狀態。
(三)實驗結合專業,學習更有意義。
在我接觸的學生當中,不愛學化學的不少,但是承認自己不愛所學專業的卻不多?;瘜W實驗是許多課程的基礎,如果試驗課能夠結合學生的專業開,更有助于學生理解學好化學對其以后發展的幫助,例如對中獸醫專業,選擇和中獸醫有關的實驗往往可以收到事半功倍的效果。比如分光光度計的使用,我們完全可以選擇中藥大黃的主要藥效成分1,8―二羥基蒽醌來測定,或者干脆選擇一些中藥的實驗,如“黃連中黃連素的提取”就是很好的化學和中獸醫學的實驗[2]。這樣在講授化學課的同時,又提高了中獸醫知識,增加了學生的學習興趣,體現了化學的“教、學、用”三結合。
(四)實驗進生活,設計要靈活。
化學本身就來源于生活,因此設計實驗就要和生活密切相聯系。比如自來水硬度的測定,在實驗前教師只要列舉出自來水硬度對日常生活的影響,學生自然就會提出如何去測定,這時教師只提出實驗內容與總體要求,具體該怎樣做,讓學生自己去設計。當前信息資源比較廣,教師可以指導學生充分利用網絡資源和學校圖書館自己查閱文獻,自己熟悉實驗背景和技術要求,學習相關理論知識,完成實驗設計方案,獨自或小團隊完成實驗操作。學生在教師的指導下,多次討論、反復修改實驗設計方案。有時學生的實驗可能要比實驗指導上先進,教師應對學生設計的試驗充分肯定,這樣更能調動學生的積極性,使其有成就感。優化的實驗設計,是成功的一半。之后可以進行各項準備,包括配置溶液、實驗材料,組裝或調試儀器設備、測量數據、分析處理、結果討論等。這樣學生能用自己的能力解決生活中的實際問題,更能夠提高其學習興趣。
(五)實驗前提問,盡量避免實驗進程中出現挫折。
對學生實驗準備情況的質詢同樣重要。每次課前提問應主要圍繞實驗原理、實驗方法、操作步驟以及本實驗在實際工作中的運用,并提問學生本次實驗的難點。有時也可簡單考查學生對實驗儀器操作的熟練程度、獨立排除實驗故障和分析處理實驗中意外情況的能力。提問的目的是為了鞏固學生的知識,盡量避免學生在實驗中受到挫折。經過實驗前的設計方案和實驗材料準備,學生基本能掌握實驗的基本原理和實驗步驟,對仍然存在的個別問題教師再加以輔導和演示。實驗前的提問是對學生的一個督促,切記不可以給學生太大的壓力,否則會造成逆反心理。對于準備不充分的學生,教師要加以引導。
(六)自主實驗,化學知識在過程中鞏固。
這時“萬事俱備,只欠東風”,可以引導學生進行自主實驗了。這也是最能體現學生主體的內容,最能強化對學生的個性教育。首先,學生有比較充分的自,可以自己策劃整合最佳實驗方案,實驗室延長開放時間。其次,學生有使用設備、資源的充分自由。實驗室的設備,除教學實驗設備讓學生任意使用外,在確實需要的情況下,教師用的實驗設備也可以對學生開放。在整個實驗過程中,對于個別學生出現的錯誤,不要急于去糾正,而應引導學生去思考,引導學生自己去學習找答案。教師要善于啟發學生自主觀察和獨立分析實驗現象,并將相關實驗進行分析、比較,尋找其規律性,提高了每個學生的實驗能力和思維能力,使學到的化學知識在實驗中鞏固。
(七)實驗總結,利用鼓勵性評價,點出本實驗可以解決的實際問題。
對實驗過程和結果的總結是體現教師主導作用的重要一環。實驗總結可以包括四方面,一是對學生實驗中的共性問題、難點問題作出解釋,必要時教師親自操作演示。二是依據學生撰寫的實驗報告,討論分析如何科學化和規范化記錄實驗現象和數據,重點探討如何展開實驗討論,以培養學生的科研思維和寫作能力。三是褒獎實驗設計、操作過程、實驗結果方面表現優異的學生。要從多個方面找優點,例如設計、操作、討論,爭取發現每個學生的優點,讓他們的努力都得到承認,有一種成就感。適時、適度的精神鼓勵有時能激勵一個人的一生,使其終身受益。四是要指出實驗可以解決生活中的或生產中的實際問題,讓學生明白學習化學的用武之地。
(八)開展討論,挖掘學生思維中的創新點。
設計討論的教學環節,就是讓學生展開思維的翅膀,讓他們在思維的空間自由地翱翔,使他們能充分發表見解、相互爭論或辯論。學生在討論中可以相互啟迪、取長補短、集思廣益、博采眾長,這是訓練學生積極思維特別是創新思維的重要手段。心理學研究表明,群體中的個體易受他人提出見解的刺激和啟發,產生群體感應和共生效應,從而誘發發散思維,拓展思維的疆域。在化學實驗中,有許多需要學生討論的內容,討論的內容可以是本次實驗的內容,也可以是實驗的實際用途,只要能開發學生的思維都可以討論。教師要善于挖掘學生思維中的創新點,也許這就是下一個教學實驗的開端。
參考文獻:
化學實驗的意義范文6
【關鍵詞】虛擬實驗 生物化學 實驗教學
生物化學與分子生物學實驗技術是生命科學研究的重要手段,是生命科學相關專業的重要的實踐性課程,該課程的教學效果直接影響學生的培養質量,尤其是對相關專業研究生的培養質量(如論文質量和研究生的實驗技能)至關重要。而生物化學與分子生物學實驗是通過微觀領域的深入研究不斷地揭示了各種生命奧秘,因此學生了解生命本質必須能夠進入微觀世界,傳統的教學手段對微觀世界的動態變化的展示卻顯得不夠充分,但信息技術提供了這種可能。運用多媒體課件教學,動態模擬,創設教學情境,把學生的思維帶進微觀世界模擬的實驗環境之中,誘導學生觀察思考,相互討論,共同探究規律,較好地實現教學效果。虛擬實驗就是基于信息技術、網絡技術、虛擬仿真技術上構建的開放式網絡化的虛擬實驗教學系統,使現有各種教學實驗室的數字化和虛擬化。
一、虛擬實驗的概念
虛擬實驗的概念,最早在1989 年由美國的William Wolf教授提出,用來描述一個計算機網絡化的虛擬實驗環境。虛擬實驗概念的提出至今僅為十多年的時間,但因其廣闊的應用前景,國內外有很多組織都已經開展了虛擬實驗系統的研究和建設工作,特別是在國外一些著名的大學,已有較多建好并投入使用的虛擬實驗系統,涵蓋了計算機網絡、數學、人工智能、生命科學、化學、物理、生物工程、通訊、3DCAD、圖形圖像、農業科學等教學、科研領域。
目前,國內在虛擬實驗方面開展的工作還不多,已有部分高校初步建立了虛擬實驗室。例如:中國農業大學建立了網上虛擬土壤作物系統實驗室,應用計算機模擬植物在三維空間中的生長發育狀況,探討虛擬植物模型在農業領域應用的關鍵問題。縱觀近年來虛擬實驗室在國內高校的發展和應用, 可以看出虛擬實驗室已經實實在在地改變了人們對實驗室的看法。由于它不但能有效地降低實驗成本, 提高實驗效率, 而且可以實現異地協作和實驗資源共享, 因此這種實驗方式也越來越受到國內高校和科研機構的重視和青睞, 成為強化實驗室建設、改革實驗教學手段的一個重要發展方向。
虛擬實驗在生物化學與分子生物學教學中的實踐意義
生物化學與分子生物學實驗教學一般都是在實驗室中進行,往往是教師介紹相應實驗項目的原理,學生則按照教材所示實驗步驟進行操作,對于實驗過程中具體的細節尚處于一知半解狀態;而且,生物化學和分子生物學實驗所用試劑費用較高,教學經費往往不允許學生進行反復實驗,一些較為前沿的實驗項目還會因為實驗經費和所需儀器的限制無法開設;另外,在實驗進行過程中,往往需要較長的等待時間如PCR擴增時要等待1個多小時、SDS-PAGE時電泳要等待1小時左右,后面的凝膠染色、脫色又有很長時間等待,有限的課程實驗時間只能開設非常有限的實驗項目。綜上所述,實驗教學過程費時費力,卻難以達到預期效果。
虛擬實驗則可以很好地解決上述問題,開展虛擬實驗的虛擬實驗環境由虛擬實驗臺、虛擬器材庫和開放式實驗室管理系統組成。虛擬實驗臺與真實實驗臺類似,可供學生自己動手配置、連接、調節和使用實驗儀器設備。教師利用虛擬器材庫中的器材自由搭建任意合理的典型實驗,或實驗案例,學生既可以在虛擬實驗臺上動手操作,又可自主設計實驗,有利于培養的操作能力、分析診斷能力、設計能力和創新意識。在虛擬實驗中,學生更易獲得相關的知識,科學的指導和敏捷的反饋。
二、生物化學與分子生物學虛擬實驗的運用現狀
目前,相當部分的物理與化學虛擬實驗室逐漸運用于實驗教學,但是有關于生命科學的相關虛擬實驗平臺均尚處于建設之中。原因有多方面的,如生命科學現象比較復雜,虛擬實驗平臺的開發也就相對較為復雜;生物化學與分子生物學實驗項目繁多,有時候實驗材料的選擇、方法的選擇不同就是不同的實驗項目,要建設一個相對較為完善的虛擬實驗平臺工作量非常大,需要耗費大量的人力物力;另外,生物化學與分子生物學虛擬實驗平臺建設需要計算機工程和生物化學與分子生物學專業人才共同努力才能完成的一項工作,而大部分實驗教學中兩個學科之間交叉得比較少,也就是專業課程老師的計算機基礎相對較為薄弱,而計算機工程的專業人士的生物化學與分子生物學背景又相對欠缺。因此,生物化學與分子生物學虛擬實驗尚有待于探索和研發。
三、展望
虛擬實驗輔助生物化學與分子生物學實驗教學是一種全新的嘗試,能提升課程學習效果和教學質量。但是,由于生物化學與分子生物學實驗本身的復雜性,虛擬實驗軟件的研發尚處于起步階段,其進一步開發需要投入很大的人力和物力,需要計算機工程和生物化學與分子生物學專業人才共同努力才能完成。綜上所述,針對課程特點合理選用開發技術,逐步實現教學型虛擬實驗室的建設和應用,使虛擬實驗成為實驗教學的有益的、必要的補充。
【參考文獻】
[1]易杰,高東輝. 實驗技術類教學體系和課程體系構建的思考,現代中西醫結合雜志,2009,18(2):2485-2486.