化学实验的教学与创新(精选12篇)
化学实验的教学与创新 篇1
化学是一门以实验为基础的自然科学, 而化学教学中的实验是科学研究的重要方法之一, 也是教师教学工作中, 让学生学习科学知识的重要方法。化学概念、原理、规律等, 都是通过实验探究等方法来加以论证的。纵观当前世界化学教育方面的发展, 中学化学实验教学工作也发生了巨大的变化。
知识经济呼唤着素质教育, 呼唤着创新教育。当今世界以有没有创造能力作为衡量人才的一个重要标准。然而, 值得注意的是, 目前在学生中表现有创新能力的常常是少数, 多数人习惯于单纯地吸收、记忆、理解教材所规定的知识。新课程背景下的操作实验, 使得学生能够获得科学知识以及技能, 更能够激发学生的学习兴趣, 从而引发学生的探究动机, 而且有利于对学生进行科学方法的训练, 培养学生的实验能力以及创新精神等, 从而使学生养成良好的科学态度, 提高科学素养。但是, 由于种种原因使得实验教学仍然是中学教学中最薄弱的环节之一, 实验教学的现状难以令人满意。以化学实验为基础是化学教学的最基本特征, 我们必须重视对传统的实验教学的改革。下面是本人对化学实验教学改革的一些看法。
一、加大实验教育改革的力度, 培养学生的创新能力
1. 改进部分课堂演示实验, 增强实验效果
新课标除强调学生对基础知识和基本技能的学习外, 特别强调要重视情感领域的教学和对学生能力及创新精神的培养。在教学内容方面, 加强了化学实验, 把演示实验列入教学大纲的教学内容, 因此, 我们要对加强实验教学有一个全新的认识。
如在碱的性质的教学中, 为了使实验原理更科学, 现象更明显, 我们对二氧化碳与氢氧化钠反应的实验进行了改进: (1) 选用同体积的水和氢氧化钠溶液来做对比实验, 由于水中溶解的二氧化碳有限, 而氢氧化钠又易溶于水形成高浓度溶液从而吸收大量的二氧化碳, 所以在试管插入氢氧化钠溶液的烧杯中后, 试管内液面上升的高度必然要高很多; (2) 往二氧化碳和氢氧化钠反应后的溶液中滴入氯化钙溶液和稀盐酸, 分别观察到有白色沉淀和气泡产生。这两种方法均可证明二氧化碳和氢氧化钠反应生成了碳酸钠。通过改进后的实验, 学生真正知道了二氧化碳与氢氧化钠之间确实发生了反应, 同时也明白了科学实验来不得半点虚假。
2. 突出学生的主体作用, 激发学生学习的兴趣
化学课程标准侧重培养学生用化学知识解决生活问题的能力, 引导学生主动参与、亲自实践、独立思考、合作探究, 发展学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力, 形成良好的情感、态度和价值观。新教材配合教学内容, 设置了几个家庭小实验。教学实践证明, 家庭小实验对激发学生学习兴趣、巩固知识技能、培养能力、开发智力有一定的作用。
二、多开展探究性实验, 培养学生的创新精神和综合能力
传统模式的验证性实验教学由于只注重实验结果, 将学生置于被动地位, 而探究性实验则从化学实验的特点出发, 注重实验过程, 尊重学生的主动探究欲望, 让学生成为学习的主人。因此, 在化学实验教学中, 教师应更多地让学生进行探究性实验。例如, 在讲氢氧化钠和氢氧化钙的制备时, 结合农村中学实际情况, 教师提供药品、纯碱、水、石灰石和试管、橡皮塞、导气管等仪器, 让学生分组完成氢氧化钠的制备。通过探究性实验, 既培养了学生的实验操作能力和科学思维能力, 又极大地激发了学生的主动性。整个过程是在教师的引导下由学生自己发现问题、提出问题、解决问题, 最后总结出制备思路, 整堂课上得生动活泼, 充分体现了学生的主体作用, 师生间也不断地进行情感交流。所以说, 教师要给学生创造宽松和谐的学习环境和团结协作的学习氛围, 要不断地给他们鼓励, 他们才会有创新的意识, 才能勇于探究, 他们的综合能力才能得到进一步提高。
总之, 化学实验改革是作为化学课程以及教学改革的重要组成部分之一。对于化学实验改革来说, 将其置于整个化学甚至理科课程教学改革的大背景下, 进行有目的有计划系统性的教学模式改革, 这就形成化学实验改革的指导思想。随着素质教育工作的整体推进, 有关培养学生科学素养、创新精神以及实践能力在学科层面的有效实施, 有关化学实验以及教学理论与实践的研究都有了非常大的进展, 有的研究呈现出未来化学实验及其教学改革的发展方向。由此可见, 我们非常有必要对这些研究项目进行梳理, 从而概括出化学实验以及教学改革的一些新的理念。
化学实验的教学与创新 篇2
物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础,并受到实验的检验。因此,在物理教学中,尤其是在实验教学中,注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段,提出种种假设和猜想,发展他们的创新意识显得尤为重要。那么,如何在实验教学中培养学生的创新能力呢?
一、变演示实验为探索性实验,培养学生的创新能力
课堂教学中演示实验一般以教师为主体,学生仅仅是旁观者。没有直接参与,不利于其创新能力的培养。而将演示实验改为探索性实验,让学生充分的动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,有利于学生创造性思维的激发。
二、分组实验,活跃学生思维
学生物理实验有多种方法,对于分组实验,我们在帮助学生掌握实验原理的基础上,允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中,学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选。这就要求学生在即定目标的过程中,有全局观点和善于妥协,在不同情况下善于应变,培养学生的应变能力,使学生分析、抽象、概括、综合表达能力都得到训练和发展。
三、采用多种实验方法,促进学生创新能力的发展
创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合的整体。这就要求教师在实验中创造性的应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此,除了演示实验和分组实验之外,在学生的模型制作、游戏、调查小实验活动中,也可以发展创造活动,鼓励学生创造。
四、保持积极实验态度,主动探索研究
积极一点,就领先一步;领先一步,就领先了一个时代。学习不是一蹴而就的,需要坚强的毅力和积极的心态,否则,只能是半途而废,无功而返。在物理实验学习过程中必须注意以下几点:
1、分析研究学生分组实验中发生的异常现象。
2、注意观察老师的演示实验。
3、做好课外小实验。
4、留心分析日常生活中的物理现象。
通过物理实验,不但要达到教材对每一个实验所要达到的目的,而且要形成常规性的验证性的实验教育;还要培养学生的科学实验素养,理论联系实际和实事求是的科学作风,严肃认真一丝不苟的科学态度;更重要的是通过对分组实验、课堂演示实验、课外小实验以及日常生活中物理现象的严密观察和勤于思考,培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。
化学实验的教学与创新 篇3
摘要:利用化学学科的特点,在实验教学中,采用多种教学方法,是提高学生素质,培养学生创新精神和创新能力的有效途径之一。
关键词:实验教学学生创新能力培养
化学是一门以实验为基础的学科。而化学实验则是化学学科的灵魂,化学实验不仅是学生获取直观信息、认识化学世界的窗口,而且是帮助学生认识化学规律、形成化学概念、理解和巩固化学知识、提高各种能力的重要途径,更重要的是化学实验过程本身就是培养学生创新精神和创新能力的最佳途径,是其他学科所不能替代的。笔者在实验教学过程中做了以下几点尝试,对培养学生的创新精神和创新能力收到了较好的效果。
一、运用化学史实中的实验过程及现象,激发学生的创新意识
在教学过程中很多人都会提到一句话:“温故而知新。”但由于受到许多因素的影响,有关化学史实的教学往往被很多老师所忽视。然而,化学史就是一部不断创新的科学史,是对培养学生创新意识和创新精神的好素材。通过对化学史实中某些实验过程及现象的描述,可使学生们兴趣盎然,极大地激发了学生动脑思维、动手实验和渴望创新的积极性。
例如,在学习空气时,向学生介绍空气的发现史;学习氢气时,介绍16世纪中叶和17世纪的一些科学家发现了某些金属与酸(无强氧化性)反应产生一种可燃性气体——氢气的方法,在工业上虽无实用价值。但却是实验室制取少量氢气的极为简捷的方法;学习王水时,介绍丹麦著名物理学家波尔是怎样巧藏诺贝尔金质奖章的;在学习磷时,介绍法国人布兰特是怎样发现磷的等等。
二、开展探究性实验,培养学生的创新精神
目前,学校化学教材中的实验多为验证性实验。验证性实验是用实验来论证已学过的化学知识的正确性,在实验中学生处于被动接受知识的状态,这种实验模式缺乏对学生的思维能力、动手实践能力、创新精神及创新能力的培养。而将教材中的某些验证性实验改为探究性实验,可将学生带入科学探索的情境中,使学生处于一种主动探索知识的兴奋状态,这对激发学生的创新欲望、培养学生的创新精神等方面所起的作用是验证性实验所无法替代的。
例如,在讲解Fe(OH)2的制备和性质时,笔者先告诉学生Fe(OH)2的颜色、状态及溶解性,然后演示新制的FesO4和NaOH溶液的反应,让学生仔细观察,结果学生未能看到白色絮状沉淀,而看到的是灰绿色的沉淀。该现象立即就会引起了学生的思考,此时及时地引导学生进行原因探索:(1)为什么要用新制的FeSO4溶液?(2)为何要将滴管插入试管里溶液底部,慢慢地挤出NaOH溶液?(3)久置的NaOH溶液中会溶解什么物质?
当学生通过认真思考、分析得出FeSO4和Fe(OH)2易被空气中的氧气所氧化时,立即换一瓶经煮沸以除去氧气的NaOH溶液重新进行实验,再让学生仔细观察,结果观察到的现象是:先得到白色沉淀,但过一会儿就转变为灰绿色,随后逐渐变为红褐色。这一现象又引起学生的疑问:怎样才能使生成的Fe(OH)2被氧化的速率减慢呢?经过学生一系列的思考、讨论、比较以后,最后选用在FeSO4液面上滴加几滴苯作保护层,再将滴管伸入试管底部,滴加煮沸过的NaOH溶液,就得到了Fe(OH)2白色沉淀,并保持了较长的时间不变色。
通过探究性实验的开展,激发学生主动积极探索的精神,增强了学生的自信,激活了学生的创新能力。
三、利用开放性实验习题,培养学生的创新能力
开放性习题是指题目的设计是开放的,答案是灵活多样的,只要答案是合理的,都是正确的。开放性习题的出现是对传统封闭性习题的挑战,这类习题旨在鼓励学生运用已有的知识和经验,对问题发表自己的见解,不同能力的学生可以从不同的角度、不同的侧面、不同的范围、不同的层次去分析、去选择解决问题的方法和途径,学生答题的过程就是一个创新过程。利用开放性实验习题,给学生提供多角度考虑问题的机会,让学生在解决问题的过程中体验乐趣,领悟知识,感受成功的喜悦,从而激发学生的创新精神和培养学生的创新能力。
例如:在分液漏斗中,用一种有机溶剂提取水溶液里某无色物质时,静置分层后,如果不知道哪一层是“水层”,试设计一种简便的判断方法。
给出题目,让学生根据自己已掌握的知识,并在教师的适当提示下认真思考、仔细分析、比较后,学生给出了以下几个合理简便的方案:
[方案一]取一只小试管,打开分液漏斗的活塞,慢慢放出少量液体(这是取样检验的常规方法,后面表述用“取样”),往其中加入少量的水。如果加水后,试管内的液体不分层,则说明分液漏斗中下层是“水层”;反之,上层为“水层”。
[方案二]取样,向其中加入少量的四氯化碳或苯,若试管中液体分层,则说明分液漏斗中的下层为“水层”;反之,上层为“水层”。
[方案三]取样,用胶头滴管取少量待测液,滴2~3滴到无水CuSO4固体上,观察白色固体上是否有蓝色出现,若有变化,则说明分液漏斗中下层为“水层”;反之,上层为“水层”。
四、开展设计型实验,培养学生的创新能力
实践是创新的摇篮,通过学生自己思考设计实验,既可以培养学生动手动脑解决问题的能力,让学生体验到成功的喜悦,又可以培养学生的创新思维能力和创新设计能力。例如,在钠的氧化物性质的教学中,笔者便要求学生根据反应原理:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+02设计一个实验来证明CO2与Na2O2是否反应及反应后生成的产物。实验设计要求:(1)根据实验原理选择实验所需的试剂、药品;(2)确定实验所需的装置、仪器及连接顺序;(3)尽可能保证实验设计的科学性和严谨性。这样便迫使学生自己去发现问题、去查阅资料、去设计、去探索、去创新。布置任务后,给学生一段时间,让他们去独立思考、查阅资料、设计实验。然后再组织学生一起对他们提出的设计方案的可行性和优缺点进行分析、讨论、比较。选择其中几组方案由学生在课堂上进行演示,对比较好的设计给予表扬,对于较差的设计则从其中找出“闪烁点”给予肯定,从而调动各层次学生的创造积极性,从而培养他们的创新精神和创新能力。
总之,注重实验教学的探索与创新,给学生留出自由思考的空间,增加学生独立设计、独立操作实验的机会,是提高学生素质、培养学生创新精神和创新能力的有效途径之一。
中学化学实验教学的创新与探索 篇4
一、中学化学实验教学现状
目前我们的中学化学实验存在不少缺憾, 正如一位初三学生在自己的日记中描述的:“我们刚上化学课时, 老师在课堂上演示实验, 感觉像变魔术一样, 真的很奇妙。轮到我们做了, 一开始我还觉得有趣, 但做了几个实验后, 发现化学实验挺难做的, 也挺没劲的。一来我们做的实验老师在课堂上都已经做过了, 不用做就知道结果;二来老师强调操作一定要规范。难道化学实验就是为了这个吗?”由于多年的应试教育的影响, 目前我国中学化学实验教学处于以下状况: (1) 领导及有关部门对实验教学重视不够; (2) 教育经费分配不合理, 导致实验经费不足; (3) 中学化学教师的实验积极性不高; (4) “画实验”“讲实验”“背实验”多, 学生动手实验机会少, 实验技能偏低; (5) 验证性实验为主, 探究性实验少; (6) 学生实验的兴趣停学在层面较低的感知和操作层次, 多数学生未形成相对持久的探究兴趣和创造兴趣; (7) 化学课外活动不能正常开展, 学生参与社会活动, 解决实际问题的能力较低; (8) 过分重视固定模式的实验技能的训练; (9) 观看光盘及计算机模拟化学实验。
二、化学实验教学的五点创新
1. 改变传统的教学模式。
我国传统的中学化学实验有两大特点:其一, 实验教学形式是以演示实验为主;其二, 实验教学模式是以验证性教学为主。验证性实验的教学模式是按“问题→原理→结论→实验证明”的程序教学的。这种模式简明、清晰, 有利于学生对相关结论的认可, 强化理解和记忆, 也有利于教师对整个教学过程的控制, 其教学步骤的设计和实施可以做到丝毫不差。教师可以充分把握教学的时间和进程。但学生处被动的观看或接收知识的状态。不少教师摸索了边讲边做, 先做后讲或以问题为中心等的探究性实验的教学模式, 通常按“实验→问题→讨论→结论”或“问题→讨论→实验→结论”的程序进行教学。以元素、化合物性质实验为例:首先做实验, 然后从实验给出的种种现象中, 寻找出一些关键性问题, 再以问题的探究方式展开讨论, 最后由师生共同给出有关的结论;或是先提出问题, 再带着问题引导, 组织学生探讨, 然后根据在探讨中产生的一些问题设计出实验, 并通过实验给出最客观的答案。无疑, 采用探究性实验教学模式, 更能促使学生学习如何自主地发现问题、如何设计实验、如何观察实验、如何用学过的知识来解决问题或发现新的规律等, 同时也更能激发学习的动机。所以把验证性实验变为探究性实验, 对发展学生的多种能力具有重要的意义。
2. 重视实验安全, 开发绿色实验。
安全是教学实验的必备的一个条件, 过去对化学实验的不安全因素主要考虑为爆炸、燃烧、强腐蚀、恶臭、剧毒等, 这些问题今后仍然要重视防范。随着人类对环境保护的日益重视, 实验产生的有害环境的废气、废液、废渣等也被视为不安全因素, 它们同样影响到人们的健康, 而且这种危害还具有弥散性、广泛性和持久性, 要进行必要处理。从贯彻实施可持续发展战略的高度, 要重视通过实验对学生进行潜移默化的环境教育, 建议采取如下的一些措施:
(1) 在保持实验现象明显的前提下, 尽可能减少实验试剂的用量。改变以为试剂用量越多, 实验现象越明显的不正确观念。要求学生养成在一般情况下, 实验试剂以小分量加入反应体系为好。这不仅是减少化学品对环境污染的需求, 也是为了更清晰地观察到由量变引起质变的反应过程的要求。通过实验培养学生正确使用化学试剂的习惯。
(2) 采用密闭化的实验装置。使反应生成的气、液、固体都能够收集处理, 避免敞开操作, 防止反应物质逸散到周围环境中去。
(3) 无法密闭时, 要加强吸收, 通风或其他防护措施。
(4) 加强反应物质的回收利用和消害处理。树立实验后处理观念, 即实验目标内容完成后还需进行必要的善后处理才是完整地完成实验任务。这是教师和学生都应养成的习惯。要做到实验的废液倒入指定的废液缸, 特别是有毒药品 (如氰化物、重铬酸钾、钡盐、铅盐、砷的化合物、汞的化合物等) 不得直接倒入水槽;不得将火柴梗、废纸屑投入废纸篓中。
3. 推广微型化学实验。
由于微型实验具有占用空间小, 用药量少, 污染少, 操作简单、耗时少等优点, 因此适用于在学生密度大的教学课上进行。例如在溶液的酸碱性实验的探究中, 我们就让学生使用微型实验。更重要的是微型实验本身就是一种创新, 它能有效地唤起学生的创新意识, 激发创新思维。微戴安邦院士要求:“力推行微型化学实验, 使全国中学的化学教学皆有学生的单人实验作业, 以加强化学教学的素质教育作用。”
4. 实验内容与生活、生产相结合。
STS是英文科学 (science) 、技术 (Terchnology) 和社会 (society) 的缩写。STS教育以培养了解科学技术及其社会价值, 能够在一定程度上参与科学技术决策的公民;培养了解建设现代化社会对科技进步的需求, 能够应用科学技术致力于经济和社会发展的广大人才为目标。融合STS教育思想是化学教材改革的一个趋势。如实验将渗透社会关注的热点问题, 使学生体验化学、技术和社会的联系, 显然这类实验具有综合性、现实性和动态性。这类实验的开展形式也是多样化的。可结合社区或工厂的调查、采访而设置, 也可结合环境保护或测试开展。
5. 实验趣味化。
过去我国化学教学强调化学学科知识的科学性和严密性时, 往往把实验设计得非常“严肃”“规范”, 实验装置必须由规定的化学仪器来装配, 实验试剂必须用化学试剂, 再加上实验内容多是验证书本概念理论的内容, 使过去的实验教学显得呆板, 枯燥乏味。而事实上我们可以利用生活中的一些材料来进行教学, 例如做一个酸碱反应的实验, 教师在上班途中的商店买一瓶柠檬酸和一包小苏打发酵粉就解决了实验的试剂, 然后在一辆玩具四轮小车上捆扎一个塑料瓶 (废弃的饮料瓶) , 把试剂放入塑料瓶内再塞上塞子并放置在地上, 片刻后由于反应产生了大量气体把瓶塞冲出, 产生的反冲力把小力推向前方……这是实验还是游戏?答:都是。采用贴近生活物料或实验对象, 设计现象新奇, 趣味性强的实验, 如魔棒点灯、蓝瓶子实验、滴水生烟、雪山燃烧、黑面包等等运用到实验教学中来, 增强了学生的学习兴趣, 激发了学习的热情, 让他们在愉快的氛围中学习, 发挥了实验教学的智育、德育和美育功能。
三、创新实验教学实例
在燃烧条件中, 新教材虽然不再用红磷、白磷的不同现象来作为实验教材, 但由于该实验的现象明显, 因此作为学生的趣味实验。不过由于实验中产生的五氧化二磷白烟有毒, 对环境有污染, 要求在通风橱或抽风调和中进行, 操作不方便, 不利于学生分组进行探究实验, 不能体现绿色化学实验要求, 不利于培养学生的环保意思与责任感。因此, 我们对实验进行了如下改进。
1. 实验仪器:
烧杯500 mL和1000 mL各一个 医用注射器1个 镊子1个铁架台1个 0.3 mm铜片一块 滤纸 黑纸板2块 小刀1把
2. 实验试剂:
红磷 白磷 氢氧化钠溶液 氧气
四、操作步骤
1. 条件一:温度对燃烧影响的探究。
(1) 在大烧杯的底部和一半内壁上贴上浸有氢氧化钠溶液的滤纸, 留下一半, 便于观察;
(2) 用铁架台安装并固定好铜片 (确保恰好搁在小烧杯上) ;
(3) 在小烧杯中加入开水, 并放入1块绿豆大小的白磷, 在铜片上 (如教材图7-4) 放置绿豆大小的1块白磷和适量红磷;
(4) 将大烧杯倒扣在铜片上, 确保红、白磷处于大烧杯内。
2. 条件二:氧气对燃烧影响的探究。
(1) 在上述小烧杯的底部和外壁各贴一黑纸板;
(2) 用收集好氧气的医用注射器平稳缓慢地推入氧气。
五、改进后的优点
1. 操作简单方便, 不需要通风橱或抽风设备。
2. 由于氢氧化钠能极大地吸收燃烧生成的五氧化二磷白烟, 对环境几乎没有污染, 安全。不像原实验那样, 只是把污染物转移到另外一个环境。能很好地体现绿色实验意识, 有助于学生环保意识的培养。
3. 白磷因大烧杯的半封闭状态, 减少了磷吸收的热量的散发速度, 升温快, 能确保实验顺利成功。
4. 由于用注射器推入氧气, 气流平稳, 加上黑色对比环境, 因此白磷在水下燃烧火花明显, 便于观察, 现象明显, 而且所用氧气量少。
有机化学实验教学改革与创新论文 篇5
摘要:介绍了改革有机化学实验教学,培养大学生创新能力的方法。通过结合本校的具体情况,提出了培养学生创新能力的方法:改革教学方式、教学内容以及丰富教学手段。
关键词:有机化学实验课;有机化学实验教学改革;创新能力的培养
有机化学是我校药学院中药学专业、药学专业、制药工程等专业的重要基础课,而有机化学的内容可以在有机化学实验中得以体现,有机化合物的合成可以在有机化学实验中实现,是有机化学的最终表现形式。有机化学实验的内容主要分为三部分:基本技能操作、性质实验和综合性实验。牢固掌握基本技能的操作,熟悉性质实验,在综合性实验中培养学生的主动性和创新性。传统的有机化学实验教学是老师在实验前先进行讲解,包括实验原理、实验步骤、实验装置、实验注意事项等,学生根据老师所讲解的内容进行操作。实验的反应步骤、反应现象,甚至连实验结果都写的清清楚楚。这样的教学方式,学生即使不预习,也清楚如何操作,即使不认真观察实验现象,也能清楚有何现象,即使不认真总结规律,也知道会有什么实验结论。因此这种教学方式不利于学生创新思维的培养,需要对这种有机化学实验教学模式进行改革[1-2]。
1改革传统教学方式,培养学生的创新思维
要充分调动学生的积极性和主动性,培养学生的创新能力,就必须改变以老师为主体,而采用以学生为中心的教学方式。以学生为中心的教学方式主要包括以下几个阶段:实验预习阶段、实验讲解阶段、实验实施阶段、实验报告撰写阶段、实验评价阶段。实验预习阶段。提前一段时间(2周左右)将要做的实验通知学生,要求学生通过查阅相关文献掌握实验目的及原理,分析各实验方法的优劣,优选出最佳实验方案,并画出实验装置图,列出相关注意事项等。实验讲解阶段。老师通过批阅学生的预习报告,挑选3组最具代表性的实验方法,让同学就自己所优选的实验方案进行讲解,最终通过讨论、问答,确定2套理想的实验方案实施。实验实施阶段。根据确定的2套实验方案,把学生分成2个大组,再将大组分成合适的小组进行实验。每个大组采用其中的一个实验方案,对2个不同的实验方案进行比较,比较实验的时间、现象、结果等内容。实验报告撰写阶段。要求同学根据实验方法写出相应的实验报告,并写出自己的实验体会,也可以通过跟另一大组的同学进行交流,以比较两种方案的差异。实验评价阶段。老师通过批阅实验报告,对学生实验报告中的实验时间、现象及结果进行统计,结合实验中的创新性对2个实验方案进行一定的评价和打分,也可以把实验方案的采用及实验方案评价结果计入实验成绩,以督促学生积极、主动、有创新性的优选实验方案。这样在实验进行的所有阶段,都是以学生为主体、教师为督导,学生的积极性和主动性得到了最大程度的挖掘,有利于培养学生的创新性。
2改革实验教学内容,培养创新性
有机化学实验基本包括3部分内容,基础操作、性质实验、综合型实验。我们在实验内容安排上,遵循减少性质实验、保留典型的综合型合成实验、增加与生活相关实验的原则进行实验的安排。例如,对于合成实验乙酸乙酯的.制备和乙酰苯胺的制备是有机合成实验的经典,必须保留并进行强化,这些实验能够巩固学生的基础操作,并有助于学生把有机化学理论课堂上讲的理论知识与实验进行有机结合,进行充分理解和掌握,为创造性的发挥奠定基础;同时为了提高学生的实验兴趣,增加了天然有化合物的提取实验,如从牡丹皮中提取丹皮酚等。牡丹皮是我们日常生活中熟悉的物质,而丹皮酚又是一种利用价值较高的化合物,学生的兴趣瞬间提升。从牡丹皮中提取丹皮酚的实验,主要是利用丹皮酚的理化性质符合水蒸气蒸馏的条件,让学生掌握水蒸气蒸馏的基本原理、实验操作和实验装置。传统的水蒸气蒸馏实验常采用苯胺或肉桂酸作为分离对象,使用的药品毒性较大,学生的实验积极性不高。改用牡丹皮做实验原料后,学生积极性的提高极为显著。学生能够对实验原理透彻理解,对实验中现的现象认真观察,积极讨论,收到了非常满意的教学效果。在实验过程中,实验原料是生活中常见的,学生对实验就会有更加浓厚的兴趣。在观察实验现象时就会更更认真,更能容易独立思考和积极讨论实验中遇到的问题,并在实验报告的讨论中更为认真的进行了实验经验的梳理。因此更利于学生的实验积极性和创能力的培养。
3丰富教学手段,进一步进行创新能力的挖掘和培养
要在课题教学的基础上,增加灵活多变的实验教学手段,进一步丰富有机化学实验内容。例如可以在传统实验教学的时间之外,开放实验室。让学生自主选题选导师,到实验室进行SRT的实验,就是我校近年来开展的一个极有意义的实验项目。学生在查阅文献后自主选题,设计实验方法和路线,在导师的指导下进行实验。这能激发学生对实验的积极性,有利于学生创新能力的培养。教育是什么?有人说教育就是把学校教给你的知识都忘记,剩下的就是教育。创新能力则属于剩下的内容!
参考文献
[1]兰州大学,复旦大学.有机化学实验[M].北京:高等教育出版社,:124-125.
初中化学教学的改革与创新 篇6
学无止境,教无完美。初中化学教学的改革创新,就是要更新教育理念,改革教学方法,合理处理教材,真正培养学生的良好素质和创新能力。
一、真心和学生沟通,做学生的良师益友
“爱自己的孩子是本能,爱别人的孩子是神圣”。“喜欢优秀学生是教师的本能,喜欢每一位学生才是教师神圣的职责和对学生的真爱”。亲其师才能信其道,和学生推心置腹的交流和沟通是师生感情融洽的前提、互相尊敬的基础,更是学生认真学习的催化剂。教师对学生的爱是一种具体的教育体验,是教师对学生的理解、宽容,以及成功时的快乐分享、失败时的痛苦分担。老师只有真正从内心关爱学生,做学生的良师益友,师生才能互相信任,心灵相通。老师要学会多听学生的倾诉,把握学生的心理,了解学生的愿望。对学生正确的观点给予肯定认可,错误的观点给予引导指正。教育学生是一门艺术,“树怕剥皮,人怕伤心”,要做一个值得学生尊敬的人,首先要公平对待每一个学生,尊重学生的人格,你对学生尊重、理解,才能起到润物细无声的作用。德国一位教育家说过:“教育的艺术不在于传授知识,而在于激励、唤醒、鼓舞。”当学生的潜能被调动起来后,教育就成功了一半。
二、提升教育理念,提倡“大课堂”教学观
教师是课堂教育、实践活动的组织者和引导者,“导”是关键;实践活动是知识、能力的载体,而学生是活动的主体;学以致用、创新发明是我们培养人才的目的。教师的阵地不再是三尺讲台,学生的活动不再局限于教室。学校和整个社会是老师和学生的“大课堂”,学生要学会“听、看、思、悟、记、用”。学会自己动手、动脑、思考、质疑、领悟、运用、创新。师生应共同研究、共同探讨、共同实验、教学相长,把乏味的灌输过程转变为愉快的学习体验。实现愉快教育、幽默教学、快乐学习,让学生感受学习的乐趣,使课堂真正成为学堂。使学生活动成为教学的中心环节,在自然、宽松、和谐、愉快的氛围中,让知识的获取、方法的掌握、能力的培养如泉水般流进学生的心田,这才是我们真正的“大课堂”教学观。
正确的学习方法是教和学的完美统一。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。兴趣是求知的巨大动力和发明创造的源泉。教学中要善于挖掘教学内容与材料、能源、环保、生命、农业等科学的联系,使学生认识到生活中处处有化学。激发他们热爱化学的情感和积极而持久的学习动机。教学中要多联系实际,比如讲到石灰石,我县富含石灰石矿,学生若能实际调查或了解石灰石的开采、转化、性质、用途,积累了生活体验后,学习效果会更好。关于氧气、二氧化碳、酸碱盐等知识的学习,都可以采用类似的方法。良好的习惯是成功的前提,正确的学习方法会收到事半功倍的效果。善于思考才善于学习,当学生养成独立思考的良好习惯,遇到问题能想、会想、善想,甚至大胆地去猜想,才能发现问题、解决问题。鼓励学生讨论,讨论是人们进行思维交流的最好形式,学生间的争论,可使学生从思维的相互碰撞中受到启迪,培养思维的深刻性。要引导学生总结,归纳总结是对课本内容、知识建构进行梳理和归类的过程,是学生掌握知识的质的飞跃过程。要最大限度调动学生学习的主动性和积极性,变“要我学”为“我要学”。
三、合理处理教材,培养学生探究学习
对教材加工处理,不要完全拘泥于大纲,要求变、要延伸、要拓展。教学中要力求把握重点,分化难点,循序渐进,深入浅出。下面仅举几例,谈谈我对教材的一些处理思路:
绪言课以激发学生浓厚的学习兴趣为重点,介绍学习化学的基本方法。强调实验时仔细观察,学会记忆方法,可做实验:往Na OH溶液中加入酚酞,变为红色,再滴加稀盐酸,变为无色。虽然同学们还不知为什么,但这种好奇会使学生的兴趣一下就高涨起来。
探究质量守恒定律。我认为改进使用NaOH溶液和CuSO4溶液更好些,方法是:先在试管中演示NaOH溶液和CuS04溶液反应生成沉淀,让学生判断反应前后总质量的变化可能情况(三种,学生争论很热烈),再将NaOH溶液和CuSO4溶液分别装入滴瓶的瓶中和滴管中,一起放在天平上称量,调节天平平衡后,挤压滴瓶上滴管,两种溶液反应,生成沉淀,再看天平平衡情况,结果是平衡。实验改进后,好处不仅仅是操作简便,更重要的是,让学生掌握了探究问题的方法,滴瓶是一个封闭体系,反应前后体系内外没有发生物质交换,对探究、分析、解释质量守恒很有帮助。同时培养了学生的发散思维、创新能力。
合理处理教材,就是要在教学中把复杂的问题简单化,巧用“四两拨千斤”的技巧。比如,分子的性质知识既是教材的重点也是难点,“分子的间隔”对于不少同学无法想象,我布置预习作业时让孩子们回家用一个杯子(能装一斤米左右),量取一杯黄豆、一杯大米,混匀后再用这个杯子量混合后的体积,结论是:总体积小于两杯。
有了这样的生活实践体验,何愁抽象的理论知识掌握不好呢?在师生互动,学生交流时,有学生“装怪”地发言说:老师,我用的是花生和米做的实验,结论是:“一杯花生加一杯米,小于两杯花生米”,引起哄堂大笑,他继续补充说:“这是由于宏观的物质花生、米之间有间隔,微观的分子间也有间隔……”。你会批评这位同学吗?不会,这才是真正的“做中学、乐中学”啊。
化学实验在化学教学中最具魅力,可以让学生在亲历亲为中形成化学概念,获得化学知识。放手让学生完成探究实验和社会实践,是老师的传授无法代替的生活体验。实验以其具有的生动、形象、鲜明的特点,自然地去激发和满足学生的知觉好奇。“能看见的东西用视觉,有气味的东西用嗅觉,能感触到的东西用触觉”。关于探究氨分子的运动扩散实验。可以这样改进:将滴有酚酞的滤纸条放在试管里,管口放上有氨水的棉花,塞上试管塞,观察现象并解释。还可以这样改进:将两个小烧杯改为两只小试管,将大烧杯改为大试管。改进后的实验效果很好,让学生从酚酞依次变红的宏观现象中,得出分子不断运动的结论。魔术“烧不坏的布”更让课堂气氛极度活跃,老师巧妙创设的问题情景,激发了同学们强烈的好奇心和探究欲,分子运动的知识在同学们的脑海中扎根。(在棉布中包裹紧樟脑块,用打火机点燃,但棉布烧不坏,这实际上是樟脑分子从棉布的空隙中运动出来被点燃,而不是棉布被点燃。
关于探究白磷在水下燃烧的实验,烧杯中做的实验,由于白磷在烧杯底部运动不受控制,燃烧的实验效果并不好,如果改在试管中做,将氧气收集在储气瓶中,实验操作简便,现象非常明显。成功的改进实验,会触动学生灵感,培养创新精神。
优秀传统的教学方法是千百年来教学的精华,理论联系实际是培养创造型人才的教学的精髓。“授人以鱼可供一顿之需, 授人以渔终身受用无穷”。当学生学会学习、理论联系实际,在实践中探究、验证、感悟,再归纳总结、演绎推理、发现、创新时,才会让学生的思维真正迸发出智慧的火花。
化学实验的教学与创新 篇7
1 在实验教学中, 创设情境, 培养学生的创新思维
学习”实验室制取气体时如何选择适当的反应物和反应条件”时, 我首先让学生完成教材P113上的第5题“列举你所知道的能生成二氧化碳的反应, 然后与学生讨论这些反应能否用于在实验室里制取二氧化碳, 并说明理由”在课堂上, 学生展开了交流, 有学生说“我选择用燃烧碳的方法来制取二氧化碳, 因为它操作简便。”
“不行”有同学反对, “产生的二氧化碳不好收集。”
“但是, 碳的价格便宜。”又有其他同学发表意见。
“那, 如果燃烧不充分呢?”我提出问题。
“就会产生有毒的一氧化碳!”学生叫了出来
讨论陷入了僵局, 学生都把目光投向我, “没关系, 还有其他的方法, 我们共同来思考和分析。”我鼓励他们。
“老师”有学生举手, “我选的方法是用碳还原氧化铜, 这样产生的二氧化碳气体就可以通过导气管收集。”
……
学生积极地回答, 参与讨论, 我不时地提出一些问题, 让他们思考, 最后从科学性、安全性、可行性、简约性等方面分析、评价, 明确了利用缓慢氧化、碳及含碳化合物燃烧、碳还原金属氧化物、碳酸盐分解等方法都不适于在短时间内简便地制取纯净的二氧化碳。然后, 我演示了“碳酸钠粉末、碳酸钙粉末、大理石颗粒分别与稀盐酸、稀硫酸”的反应, 通过对比观察实验, 学生很容易得出药品应选择大理石和稀盐酸。
由此可见, 在教学过程中, 教师要努力设置疑问, 注意在关键处设疑, 在重点、难点处设疑, 还要鼓励学生质疑。要创造条件让学生质疑, 使他们有充分的发言权, 同时积极组织学生相互设疑, 相互探讨, 相互启发, 相互辩论, 勇于发表不同见解。启发学生不断探索、发现、总结、激活思维, 以促进学生创新思维的发展。
2 不断改进、创新实验, 培养学生的创新精神和意识
不断改进实验, 使实验更合理, 效果更明显, 让学生从中学到研究和解决问题的科学方法, 对学生创新思维能力的发展起到促进作用。
如“白磷燃烧前后质量的测定”实验, 由于白磷属于剧毒品, 取用时不太方便, 有时将白磷置于锥形瓶内, 还未称量好整个装置的质量, 白磷就自燃了。因此, 我把实验这样改进:取出一块保存在冷水中的火柴头大小的白磷, 用滤纸吸干表面的水分, 用镊子将白磷放入底部铺有石棉网的锥形瓶中, 用气球密封瓶口, 将其放在天平上称量, 将锥形瓶放在石棉网上加热, 很快可以看到锥形瓶里产生白烟并且气球膨胀起来, 随着锥形瓶的冷却, 气球慢慢瘪了下去, 这时, 将装置放回天平称量, 发现质量是不变的。通过实验改进, 不仅激发了学生探求科学知识的兴趣, 而且在潜移默化中启迪了学生的智慧, 活化了学生的创新思维。
3 变验证实验为探索性实验, 培养学生知识的创新
要提高实验教学的质量, 必须改革现行实验教学模式, 充分挖掘课本中理论知识与实验相结合点, 加强实验的设计性和探索性, 使学生在实验过程中变被动为主动, 在实验技能、知识应用、观察现象、分析问题及解决问题等方面的能力得到全面训练, 从而培养学生对科学知识的创新。
如:“分子和原子”一课题中, 讲分子间有间隔时, 课本中有一个演示实验, 把100毫升水和100毫升酒精混合, 结果体积小于200毫升。直接按教材讲授, 学生就会被动地接受, 而激发不起对知识的探究, 如果改进一下该实验: (1) 把100毫升水和100毫升水混合。 (2) 把100毫升酒精和100毫升酒精混合。 (3) 100毫升水和100毫升酒精混合。在做这三个实验时, 学生就会用实验现象和自己的思维来判断, 为什么等体积的同种物质混合, 体积不减少, 而异种物质混合, 体积会减少?很容易自己就会得出结论:构成物质的微粒之间有间隔。这样变验证为探究, 比原先的效果要强得多。
通过这样的实验设计教学, 培养了学生积极的思维能力, 同时教给学生一种认知事物的方法:即创造性地应用相关知识解决实际问题。
4 拟定实验题目, 激励学生的创新精神的实践能力
学习“二氧化碳的实验室制法”时, 一般是教师先演示, 学生再实验, 或边讲边做, 学生对所学知识只能“照单抓药”, 忽视了学生的主观能动作用, 压抑了学生的创新潜能。现在我把课堂设计改变一下, 效果就不同了。首先, 我为学生准备一些实验室制二氧化碳的仪器.让学生预习教材, 再自行探索设计, 模仿氧气的实验室制法, 考虑仪器的组装、操作步骤、注意事项等。这样为学生创造一个宽松的创新环境。学生大致设计如下几种方案: (1) 多数学生能设计出简易装置, 即导管与反应器相连, 但反应器容器的选择各不相同, 有的选试管, 有的选锥形瓶, 有的选集气瓶等。 (2) 部分学生能用长颈漏斗或分液漏斗加酸液, 但也有用普通漏斗的。 (3) 还有极个别学生能在试管里加塑料片, 这就体现了学生的创造能力。在学生设计的基础上, 教师再组织学生进行反思与评价, 指出设计实验的可行性和操作过程中应注意的一些问题。这种放手让学生自主探究的方法给予学生创新学习的机会, 其重要价值在于培养学生的主体精神和创新意识。
化学实验的教学与创新 篇8
一中学阶段化学实验教学的现状
经过对传统的化学实验课堂教学的观察和研究, 发现传统的教学方式仍然在课堂上占据主导地位, 主要依赖于教师对实验的亲自操作和讲述, 学生只是通过教师的化学实验操作明白了某个规律, 在化学实验过程中并没有充分地发挥自主思考能力, 成为知识的灌输对象。最终化学实验教学变成与化学教学捆绑在一起的呆板的教学活动。
为了更加准确地掌握高中阶段学生对化学实验的学习情况和学习兴趣, 以及了解学生主动进行化学实验探究的情况, 张英波老师曾经对某一学校的高二年级学生进行问卷调查, 随机挑选高二年级不同老师任教的、不同层次的9 个班共400 名学生参与问卷调查, 使调查具有一定的客观性和代表性, 随后对调查问卷结果采用SPSS17.0 进行数据统计与处理。调查发现, 在实验兴趣方面, 大部分学生停留在感知兴趣和操作兴趣的表面层次, 在遭遇实验失败或遇到异常现象时, 学生表现为探究兴趣不会持久, 在改进装置并使之微型化方面创造兴趣明显不足。随后, 分别对化学成绩不同层次的学生以及不同性别的学生化学实验能力的差异进行检验, 发现不同化学成绩和性别的学生的化学实验能力并没有显著差异。目前来看, 不论是成绩较好还是成绩较差, 不论是男生还是女生, 对化学实验创新的认知在兴趣感知、主动思考、动手实施三个层面均存在不足。
二化学实验设计与教学的创新原则
1.理论与实际结合原则
在化学实验创新教学过程中, 一定要突出理论与实际相结合。首先, 教师要充分注重基础知识的教学, 对实验过程涉及的基本概念、原理要深入细致地分析, 使学生充分认识到其对加强基础学习的重要性, 为学生进行实验操作打下良好的理论基础;其次, 学生在对理论知识进行充分的了解和学习后, 对实验创新进行实践操作, 同时在操作过程中要注意发现是否存在新的问题、新的实验现象等;最后, 在老师的指导下对创新实验实践活动进行分析和总结。通过实践对创新成果进行检验, 感悟创新的价值, 增强参与创新设计的积极性, 从而使学生的创新意识和创新能力得到发展和提高。
2.安全环保原则
由于化学实验过程中使用的实验用品部分具有一定的危险性, 教师在实验之前必须向学生强调具有毒性、易燃、易爆、腐蚀性药品的取用及保存, 废物的处理和药品的回收等方面的规范行为, 实验教学要注重提高学生的安全意识, 同时把环保理念作为实验创新教学的一个重要内容, 通过实验教学提高学生的环保意识。
3.效果与效益最优化原则
对化学实验的设计进行创新性改进, 一定要注意效果与效益最优化原则。效果最优化即通过实验设计的创新, 可以使实验效果更加明显, 实验速度更加快捷;效益最优化即通过实验设计的改进可以降低实验的成本, 简化实验的过程从而减少实验误差的概率, 因此在改进、优化实验方案中一定要注重改进后实验的效果与效益是否已经最优化。
三化学实验改进与创新的案例
1.浊液和胶体中胶体粒子大小区分实验
在必修一胶体的性质探究实验中, 有浊液和胶体中胶体粒子的大小对比实验, 通过前期的理论学习, 学生已经对实验目的有了一定的了解, 即此实验是为了证明浊液中胶体粒子大, 胶体中胶体粒子小。
教材中, 对Fe (OH) 3胶体和泥水进行过滤, 观察现象。实验装置包括带铁圈的铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸等, 实验过程中总共需要过滤两次, 通过两次过滤实验来辨别浊液中和胶体中的胶体粒子大小, 但是实验过程中仪器笨重, 操作麻烦。
在经过改进后的实验设计中, 整个实验过程只需要三张滤纸即可完成实验过程。具体操作过程:把三张滤纸叠放, 用滴管吸取泥水滴在叠放的滤纸上。
实验现象:在最上层滤纸上会有固体小颗粒, 而第二层上对应位置没有固体颗粒, 只是呈湿润状。
实验说明:浊液中的粒子不能透过滤纸。接下来, 在滤纸的另一位置滴上几滴Fe (OH) 3红褐色胶体, 会看到在第二层甚至第三层滤纸的对应位置都有红褐色, 说明胶体中的胶体粒子透过了滤纸, 从而验证了浊液中粒子比胶体中粒子大的事实。
经过实验设计改进前后的对比可知, 改进后的实验设计当中运用到的实验器材简化了许多, 操作起来简单方便, 实验对比效果也更加明显。
2.化学能与热能的相互转换实验
在必修二中的化学能与热能相互转换章节中, 通过对Ba (OH) 2·8H2O+NH4CL的化学反应实验现象进行观察, 证明该反应过程吸收了热量。
教材上的实验操作:将两种晶体一起放入烧杯中, 并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上。在快速搅拌以后, 提起烧杯可以发现玻璃片和烧杯底部粘在了一起, 同时烧杯上的水滴变成了冰状物。通过实验现象分析可知, 由于实验过程中烧杯中的化学反应吸收了大量热量, 从而使水滴结冰, 因此也可以证明该实验为吸热反应。但是在实际操作当中发现, 如果搅拌时烧杯有所滑动, 或者室温较高, 玻璃片与烧杯底部往往粘不起来, 针对此问题对实验设计进行了改进。
改进设计:将实验过程中玻璃片上的水滴换成冰醋酸再进行实验操作, 多次实验现象发现将水滴换成冰醋酸后烧杯和玻璃片更加容易进行黏合, 因此实验效果更好, 这是由于冰醋酸的熔点比水高 (16.6℃) , 在吸热的过程中更加容易结成冰状物。因此, 在很多实验中如果对实验材料进行稍加改进, 实验难度会降低, 实验效果会更好。
四结语与建议
在中学的化学教学中, 通过化学实验实践操作很好地培养了学生的动手能力和创新精神, 因此化学实验在学生的学习过程中占据重要的地位。然而在目前的中学化学教学过程中, 实验的优势作用并没有得到很好的发挥, 因此化学实验在设计和教学中还具有相当的创新优化潜力。同时, 随着教育体制改革的不断推进, 未来的化学教育体系会越来越注重学生的实验动手能力和创新精神的培养, 对广大教育工作者会提出更高的要求, 而未来的实验创新设计应当以挖掘课程资源为基础, 以化学实验的教学观念、教学目标、实验过程、实验教材和实验评价五个方面为主要着眼点进行教学理论与设计创新, 同时在实际的教学过程中应当加强学生的主导地位和主动学习的能力, 如设计良好的探究式教学情境, 激发学生的探索欲望和创造能力, 同时要鼓励学生的各种发散性思维和想法, 并在有条件的情况下一起进行探究式活动。相信通过老师和学生的共同努力, 化学实验在设计与教学上的创新发展必定能取得很好的成果。
参考文献
[1]黎晓霞、蔡河山、易芬云.化学实验教学改革的研究与探讨——以分析化学实验为例[J].广东化工, 2010 (3) :37
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[3]刘芳红.新课程背景下的中学探究式化学实验教学策略的研究[D].西北大学, 2013
化学实验的教学与创新 篇9
关键词:基础化学,理论教学,实验教学,教学一体化
化学是一门以实验为基础的学科, 实验教学是培养化学专业高素质人才的必要手段。但现阶段我国大学化学教学普遍是以实验教学来辅助理论教学的形式存在, 通常是先讲解理论过程后, 在通过实验教学对理论知识进行验证, 甚至有时候为了合理安排课时, 会造成理论教学与实验教学相脱节。这种教学模式既不利于发挥大学生的主观能动性, 又不利于培养学生的创新精神, 其违背了开设大学化学课程的初衷[1]。因此, 如何建设大学化学理论教学和实验教学一体化模式的完整教学体系, 是现如今我国大学化学教学改革的重点。
一、理论与实验教学中存在的问题
1. 教学脱节。
大学化学教学是由理论和实验两个方面组成的, 两者之间联系紧密, 需要相互结合。但在我国由于受到传统教学模式影响, 两个教学环节出现了长期的分离, 并以两种独立的教学课程体系存在。老师在进行教室理论课程无法全部借助实验来对理论知识进行解释, 学生不能对课堂上所掌握的知识进行实验印证, 更不能通过掌握化学知识, 自己动手开拓思路进行实验研究。
2. 学生的自主学习能动性不高, 教师的教学模式也相对比较单一。
大学化学的传统教学与其它学科一样, 都分为课前学生自主预习、课堂理论学习或课堂实验学习、课后完成作业或完成实验报告三个阶段, 在这过程中, 理论教学没有得到实验的辅助, 并且在实验过程中的前期准备工作、设备调试等内容全部由实验室工作人员操作, 学生只是按照实验指导书过程按部就班的做实验。教学模式的单一性也扼杀了大多数学生对于化学知识的想象能力, 设计能力更是得不到很好的发展。
3. 多数高校的教学方法较落后, 实验室设备增加与高校的发展速度不相匹配。
随着社会的发展和进步, 高校的学生已经全部由90后学生组成, 这些学生不仅对于新型知识的接纳能力较强, 对于较为陌生的问题现象也都习惯于从互联网上查找学习, 而大学化学教学过程中的教学方法还是与前些年没有太大的变动, 这也就在课堂上调动学生积极性方面略显出自己的劣势。现阶段多数大学都实现了多媒体教学, 虚拟实验技术也越来越成熟, 这虽然不能完全替代在实验室中利用专业设备进行实验所起到的作用, 但为理论教学与实验教学一体化的实施提供了契机。一些高校中非化学、化工等专业对于大学化学实验室所需要的某些设备价格同样昂贵, 这也就使得高校的经费不可能全部用在新建或改造实验室之中, 从而导致大多数高校中的实验教学设备不足且陈旧落后[2]。
二、大学化学理论与实验一体化教学模式
形式上的灵活多样性是一体化教学的关键所在, 这种教学模式可以在一定程度上提升学生的创新能力, 大学化学开展一体化教学模式具体有以下几个方面的优势:
1. 可以充分利用现代化教育设施。
采用现代化教育技术, 例如使用多媒体教学或者联网授课, 在不方便进行理论与实验同时授课的情况下, 可以使用现代化技术扩大课堂信息量, 减少指导教师在授课期间的工作任务量, 而学生通过计算机仿真实验或者实验录像投影, 能够更大限度的激发学生对于化学实验技能和理论指导知识的兴趣, 发挥学生的主观能动性。
例如在有机化学理论教学和实验教学过程中, 性质实验较少[3]。教师通过将一些重点性质实验拍摄成录像, 并储存在授课课件过程之中, 在教学时播放, 可以使用学生更容易理解的直观感受来理解和记忆相关化合物的化学性质。例如使用Lucas试剂鉴别伯、仲、叔醇的反应, 2, 4-二硝基苯肼鉴定羰基化合物反应, Hinsberg实验鉴别胺的反应等, 采用这种方式既可以避免因为性质实验造成的有毒气体危害等负面影响, 又可以使学生加深对理论知识的学习。
因此, 只要能够充分利用现代化设施进行教学, 找到理论教学和实验教学两者的相关点, 就可以实现两者的有效结合, 让学生能够发挥最大的主观能动性。
2. 微型化学实验。
微型化学实验的特点是使用药品较少、安全环保、操作简单等。微型化学实验是由师生共同设计, 具有良好启迪性和开拓性能的学生实验;与传统化学实验课程相比, 它有着灵活性强、机动性能高的优势[4]。
微型化学实验可以脱离化学实验室, 设置在普通教室内进行开设, 因此, 它可以在普通理论课过程中进行, 而且由于其安全性、绿色环保, 所以可以由学生自主在教室进行操作演示, 教师负责指导。通过微型化学实验可以把理论教学和实验教学更好的结合起来, 充分体现化学是以实验为基础的学科。
理论教学结合实验教学, 相互帮助, 相互支撑, 对于培养学生的开拓创新能力及对于化学知识点的吸收掌握有着很大的帮助。
3. 利用课下时间, 组织兴趣小组, 培养高校学生的科研意识[5]。
为了更好的实现化学理论和实验相结合, 可以组织学生进入化学实验室协助实验室工作人员进行化学实验前的准备工作, 也可以组织学生参与高校教师的科研项目, 负责相对简单的一部分任务。通过实验准备及相关项目课题研究, 可以使学生将零散的知识应用于时间之中, 能够提升他们对知识的掌握和应用能力。另一方面, 学生的知识面在经过项目研究后会有不同幅度的扩展, 这对于他们将来的化学科学研究和知识探索有一定帮助, 并且也有利于培养学生的创新意识和能力。
三、建议
大学化学理论与实验教学本是融会贯通、相互促进、相互补充的关系, 随着教学改革不断深入, 为大学化学的发展创新提供了一定的基础, 但要实现真正意义上的课程一体化教学, 必须全方位进行调整提升, 不断完善教学体系。因此, 一方面要做好大学化学专业的教师队伍建设, 要求教师要有熟练的实践操作技能;另一方面要加强完善化学实验室建设和改造, 优化实验教学内容, 重点培养学生独立思考和操作创新。
参考文献
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[3]戚洪彬, 郑红, 梁树平, 等.物理化学课程体系建设与改革[J].宁夏大学学报:自然科学版, 2007 (28) :186-187.
[4]崔学桂, 王乃兴, 高峰等.构建化学实验新体系立体化系列教材培养具有国际竞争力的复合型创新人才[J].广西师范大学学报:自然科学版, 2003, 21 (2) :95-96.
化学实验的教学与创新 篇10
从创新人才培养的需要来看,传统的化学实验教学体系、内容和模式已不能适应21 世纪对人才的要求。大多数高校都面临如何改革、如何建立有利于创新人才培养的新的教学模式的挑战。作为基础学科的化学学科,其创新人才的培养尤为重要。因为化学学科本身是一个需要有丰富创造力的学科。唯有源源不断的创新,才能为社会提供更为丰富多彩的物质和技术,才使得人类社会的生活更加精彩[2]。建立一个一体化、多层次的实验教学体系,高度重视学生的个性发展,把创新思维和创新能力的培养贯穿于其中迫在眉睫。
我院全体教师高度重视化学教育和人才培养工作,在近十年探索研究和实践的基础上,形成了若干化学教育教学新理念,开展了教学改革综合试验,并取得了显著成效,现简要总结如下。
1 改革措施
1. 1 构建实验教学新体系
按实验教学基本内容整合实验教学,构建新的教学体系。这就是“一体化、两阶段、三层次”的实验教学体系。 “一体化”就是重组教学内容,整合化学实验教学,将四大基础实验内容加以调整优化,对化学实验中的各种基本技能进行分类训练,开发新的综合性、设计性、专业特色性和研究性实验,加强学生合成化学实验及运用现代分析测试仪器手段解决问题的能力,侧重于对各类基本技术的综合运用和实验设计思想的培养,并训练学生掌握现代化学的专门技术和相关领域的交叉技术; “两阶段”就是一、二年级为基础阶段,三、四年级为提高阶段; “三层次”就是在学生实验中开设基础性实验、综合性实验、设计或创新研究性实验,而且综合性实验、设计或创新研究性实验要占一定的比例。
1. 2 重组化学实验教学内容
以四大基础实验为核心的课程体系不但体系庞大,而且各自为政,部分内容重复,缺乏整体性、关联性。大多数实验教学内容以验证式实验为主,较少涉及科研前沿领域和现代实验技术手段,学生实验往往是 “照方抓药”,难以激活学生的创新思维,因此,在教学内容的改革上,应改变以验证性、描述性实验为主的局面,逐步减少这类实验的比例,增加综合性、设计和创新性实验,按照基础训练→综合实验→设计创新实验三个层次组织实验教学[3]。实验内容既要体现各二级学科专业方向的特色与优势,又涵盖多个二级学科的知识点,还要适应学科综合发展和学科交叉渗透对人才思维方式综合化、多样化培养的要求,注重知识的综合运用,强调逆向思维和创新意识的培养。
1. 3 改革实验教学手段
实验教学手段的创新是培养具有创新型高素质人才的技术保障。学校应适时更新实验设备,运用现代化教学手段和教学形式,在实验教学中综合运用投影、录像、CAI多媒体、网络等多种现代教学工具,活跃课堂气氛,加大知识信息传播的力度与深度,激发学生的想象力。此外,努力将现代高新技术应用于实验仪器设备实现实验手段的创新。
1. 4 加强教学与科研相结合,推进化学实验教学内容的更新
实验教学内容应当与前沿的技术相结合,紧跟学科研究的最新动态,尽可能将学科发展的新原理、新技术、新方法引入实验教学之中,拓展学生的知识,拓宽学生的视野。另外,鼓励有科研课题、科研能力的中青年教师参加实验教学第一线的工作,并且要使教师的科研成果移植或转化到综合性和研究性实验教学中,让学生介入某些科研课题,了解科研过程和科研方法,全面提高学生的综合素质。将学科发展的新原理、新技术、新方法或教师的科研成果转化成本科实验教学选题,建立激励措施,加大人力、物力的投入,鼓励新的实验选题的开发。
1. 5 建立开放实验室,实施开放式实验教学,促进创新人才的培养
为了使学生得到全方位的科研素质和创新能力训练,实验室要实行开放实验室模式,为学生提供实验场所与一定的设备支持。开放式实验教学可用4 种方式进行: ( 1) 进行 “培优补差”。开放实验室允许基础差的学生课内做不完的实验可以在课余时间做,通过重复实验达到实验教学的要求。允许基础好的学生在完成基本实验内容的基础上自选实验。( 2) 在化学实验中心的指导下,成立校大学生化学实验创新协会,给热爱化学实验的学生提供交流和提高的平台,使学生社团走专业化、特色化之路。 ( 3) 在正常实验教学之外,增加课外实验模式。课外实验开放前布置论文题目,让学生选题和查阅文献,在此基础上设计实验步骤,开放实验室条件允许下进行实验。实验后以小论文的形式写实验报告,并组织交流。( 4) 实行 “导师制”。在老师的指导下,学生组成课外科研小组,利用1 学年的业余时间,通过完成教师交给的1 项科研任务或参与教师的科研项目,或完成大学生自己提出并获得批准的1 个科研课题,培养学生的科研和创新能力。
1. 6 实施研究性实验教学新模式
实行新的实验教学模式是提高实验教学质量,切实落实培养学生素质和能力的有力措施。研究性教学是一种全新的教学方法,其实质就是 “研究性学习”,教师通过引导、促进、支持、指导学生的研究性学习活动,来完成教学任务,从而培养学生的研究意识和研究能力。在综合实验的教学过程中,我们采用课题研究模式,从实验项目出发,引导学生查阅资料,设计实验方案,完成实验。教师的作用体现在 “启发”上,启发学生如何完善实验方案,如何解决实验中出现的问题,通过这样的学习过程,使学生逐步了解、体验、掌握实验研究的基本思路、基本研究方法和基本研究过程,并在此基础上有所创新。对于没有课题研究经历的学生,我们给予恰当的引导,先给出实验的总体框架,介绍参考资料,学生通过查阅资料,完成框架中的具体内容,设计出详细的实验方案并完成实验,以免学生拿到题目后茫然不知所措以至于丧失信心。
1. 7 建立有利于创新人才成长的实验考核评估体系
如何科学客观评价学生的实验水平,是多年来实施实验教学的一大难题。可以说,实验成绩的评定方式是引导学生如何进行实验的指挥棒,我们现在尝试把 “过程”与 “结论”有机结合起来,建立了新的考评体系,其中包括: 预习报告、问题回答、实验操作、实验设计、实验报告、数据处理、实验态度、清洁卫生等项目。通过这种综合评价方式,避免了传统考试的随机性、片面性,使学生意识到实验学习重在平时的各个环节[4]。科学分配实验成绩,多方面促进学生创新能力的培养。
2 改革成果
2. 1 教师的业务能力显著增强
在实施化学创新人才实验教学模式的过程中,师生互动,教学相长,教师们不但认识到在教学中贯穿综合考虑解决问题的思想对学生能力的培养的重要性,而且提高了业务素质,教师的教学水平得到了长足的进步。一人获省级教学名师奖,两人先后获校级教学名师奖,两人先后获校级教学优秀奖,两人获得山东省大学生课外学术科技作品竞赛 “优秀指导教师”,多人次获枣庄学院教学质量奖,为推进 “质量工程”的实施提供了保障。
2. 2 专业建设和课程建设成绩斐然
我院化学工程与工艺本科专业、应用化工技术专科专业获得山东省特色专业建设项目资助,“煤化工”实验室被评为省级高校重点实验室。
《无机化学实验》、 《有机化学实验》、 《分析化学实验》、《物理化学实验》和 《精细化学品合成实验》等5 门课程遴选为 “省级精品课程”。
在山东大学出版社出版了 《 实验化学 》,该教材是山东省教学改革试点课程项目“高师化学实验体系改革研究”出版配套教材,2009 年被评为“山东省优秀教材二等奖”。我院各专业基础课全部被校级以上精品课程覆盖,使学生充分享受优质教学资源,体现了 “以人为本”的教学理念。
2. 3 大学生科技创新成果显著
通过实验教学内容和教学模式改革取得很大进展和成绩,尤其是开放式实验教学、综合与创新化学实验课程的开设及让本科生加入到教师科研队伍中,使科研全面渗入创新教育和人才培养,在依托学科建设培养学生的科学兴趣、促进学生参加化学研究与创新能力的提高方面取得了明显效果。
高校实验教学的改革与创新 篇11
【关键词】高校 实验室 教学改革与创新
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)02-0005-01
引言
实验室是高校教育培养学生实践能力的重要基地,其教学模式和配套设施质量的高低直接影响着人才培养的质量,间接影响这我国的经济文化建设体制的完善水平。当前纵观高校实验教学的实际现状,形式化和刻板化的实验教学模式仍是普遍存在,远远不能适应社会形势发展大环境的需求。大部分高校实验教学存在着不同程度的问题。高校实验教学的改革已是刻不容缓,首先要提供的是实验教学在教学设置中的地位,在理念上认识到实验教学在人才培养中的地位性作用,完善教学单位的实验室硬件和软件设置配置,完善科学的实验室管理体系,建立一支高素质的实验室教学队伍,加强对学生实际能力的培养。把培养有着高素质创新能力、实践能力、适应能力的人才作为实验教学的战略目标。
一、对当前高校实验室教学的思考
在目前的高校实验教学设置中,仍然普遍的存在以课程规定内同为实验室建配套标准的建制模式。这种建设模式很大程度上限制了是实验室的规模性和扩展性。一个是实验室仅为少数的特定课程进行配置,其虽然能够针对课程的相关理论要求发挥其一定范围的积极性作用,但是随着高等教育建设规模的不断升级以及新世纪对人才各方面能力更高标准的要求,其教学模式存在的不足和导致的限制性矛盾会越来越突出。主要表现在以下几个方面:
1.缺少学科间的相互交叉与渗透, 不利于学生综合能力和创新能力的培养。当今的科学技术发展不断朝着更高度分化和高度集成的方向发展,多学科之间的相互交叉与融合已经成为未来科学技术发展的核心竞争力。知识、能力、素质三者的高标准要求促使着高校教育体制不断的完善自身的教学模式,才能满足社会对高素质人才的大量需求。然而在传统的实验室教学模式中,教学方法实施上的形式化,教学手段上的灌输式教学极大的限制了学生的实际动手能力和创新能力的培养与发展,严重影响了高校教学的质量水平。
2.实验室功能单一, 利用率低。当前的高校是实验室配置建设中存在着为了局部利益盲目申请经费购买不符合实际需要的实验设备。使得原本有限的实验经费并没有得到有效的运用,仪器购买的无针对性势必降低其可利用率。再者,实验室内部管理工作混乱,课程设置于实验的衔接问题上经常出现脱节,实验室的对外开放工作经常难以开展。能够提高学生实践能力的实验项目无法有效的开展,具有高水平的学术交流活动和合作研究工作难以有序的进行,造成具有学科高新技术含量的最新成果难以引入到高校实验教学之中,导致了高校教学内容与科学前沿发展潮流的脱节。
3.实验的验证性太强, 实验教学手段单一, 不利于当代人才的培养。传统的实验教学重视的是对学科理论知识的讲解与验证,实验课内容大多以演示实验和验证性实验为主。实验教学的效果评价上局限于实验教学的课程数量和时间长短。实验教学的整体体系设置过于形式化,教师以及学生本身对实验报告的完成上缺少严格的考核制度。实验教学手段的单一性导致了实验教学成为理论教学的附属品,培养出来的人才也大多只会纸上谈兵,极大限制了学生的创新能力的发展。
二、高校实验教学的改革与创新
1.坚持三原则构建相对独立的实验教学新体系。一是目标性原则, 即突出学生创新精神和实践创新能力培养; 二是系统性原则, 即将实验课单列, 系统整合, 与课程体系和教学内容改革配套; 三是层次性原则, 即将实验按基础性、提高性、综合设计性三层次设计。注意整个课程体系中实验教学内容的整合及其在知识构建和人才培养中的作用, 解决各门实验课程的人为割裂和实验内容的重复, 防止重要内容的缺漏, 注意以基础性实验为主(占实验教学总学时的60%)注意增加综合性、设计性和应用性实验(占实验教学总学时的40% ), 鼓励自选性实验, 着重学生动手能力、综合分析能力和创新能力的培养, 以全面提高学生的综合素质。
2.建立新的实验教学管理模式。实验教学设置要体现以学生综合能力提升为本的教学思想,强调学生在实验教学中的主导位置,教师在教学方法上采用引导教学的方法,培养学生提出新问题并加以实践动手验证的能力。在教学管理上完善教学评价体系,对教学的教学能力和学习的学习效果进行综合评价,针对教学活动中出现的纰漏问题进行及时的改进。教学设置上实现三个开放: 时间上开放, 即学生可以根据自己的具体情况, 自己确定完成某个实验教学内容的时间; 内容上开放, 即学生可以在一定范围内自己确定实验内容; 形式上开放, 即学生可以自己确定实验的形式, 在教师的指导下自主完成实验任务。
3.将先进的、现代化的仪器设备用于实验教学。实验分组尽量人少为宜, 以增加独立操作机会, 培养学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力。为了适应不断提高的科技发展水平和教学要求, 必须加大对实验室建设的投入。精密仪器应适当向学生开放, 以充分发挥培养人才的作用。学生对先进的仪器和相关领域较前沿的实验手段有着浓厚的兴趣, 从而激发他们的学习热情和积极性, 自觉学习各方面知识,提高综合素质, 以适应高素质人才培养的要求。
结语
实验教学体现了高校锻炼学生实践能力的教学目标,在高校教学中有着举足轻重的重要作用。针对高校目前轻视实验教学的现状,必须进行深入的教学体制改革,完善实验教学硬件和软件配置,建立完整的教学管理体制,提高实验教学队伍的整体业务素质,提升其教学效果的考核、评价体制。
参考文献:
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[2]邓国红.实验教学改革的探讨[J].?重庆工学院学报.2000(06)
化学实验课教学模式的改革与创新 篇12
关键词:化学实验,模式,创新能力,教学改革
随着中国的高等教育已由精英教育发展到大众化普及阶段,各所学校确立了不同的人才培养目标,广东海洋大学确定了教学与研究的办学定位,以培养服务于企业生产一线的工程师为主要目标。这就要求学生除了掌握广博扎实的基础知识和专业知识以外,还要见识丰富,具有良好的工程素质和实践能力。但是目前的人才培养主要沿用过去精英培养模式,重视理论教学,实验实践能力的培养相对薄弱,况且学校实验室条件不佳,企业不愿提供实习、实践机会,致使毕业生缺乏解决实际问题的能力,直接导致人才培养无法满足市场需求[1]。
基础化学实验是化学课程的重要组成部分,其运用化学、物理方法和技术,训练学生科学设计实验,熟练掌握各种仪器设备的基本操作技能,培养学生分析及解决问题的能力,并建立科学思维方法[2]。当今社会发展对高校的人才培养提出了新的要求,以往在实验教学中以传授知识为主的被动型人才培养方法已不能满足社会发展的需求,取而代之的是以培养综合能力为主的创新型人才培养[3,4]。为使学生知识、能力、素质协调发展,依据“厚基础,宽专业,强能力,高素质”的实验教学原则,笔者根据广东海洋大学化学实验教学实际情况和近几年的教学实践,就基础化学实验课教学内容和教学方法改革提出如下措施。
1 教师以导学、演析方法,提高学生发现问题、解决问题的能力
目前普遍存在学生厌学的原因较多,主要是:教师一般采用传统的照本宣科教学模式,导致课堂乏味,降低学生学习兴趣另一方面,高校扩招导致生源素质较差,自学能力低,学生一知半解增多,上课易开小差,敷衍了事,教师亦因此而教学热情锐减,甚至得过且过,造成恶性循环。目前,学生在电视、网络、手机等媒体中成长,受到的是大量的、直观的、形象的教育,喜欢生动、有趣、直观场面。因此,亟须改革传统教学模式,使之与现代高等教育相适应。
1.1 导学
教之目的是为了不教,学是让学生去获取知识,去灵活运用所学知识分析和解决问题,进而提高能力。导学是化学实验课教学中一种卓有成效的方法[5]。其第一步是认真备课。备课对教师来说是基本功,教师不仅要把自己融入课堂,还要把学生融入课堂,为此,教师须博览群书,把这门课的历史、现实、未来趋势弄清楚,把概念、原理讲准确,讲透。为此,好的案例是关键,举例需恰到好处,正如《高校课程类型与教学技艺》培训课赵伶俐老师所说,一幅画,近距离看,很粗糙;远距离看,很模糊;站在恰当的距离观看很美。举例,既不能让学生觉得案例较为肤浅、低俗、粗糙,又不让学生觉得案例高不可攀,应让学生产生美感、现实感(看得到、摸得着的东西)、欲望感(迫切需要了解此东西,对今后工作、学习方法产生影响)。现代著名物理学家爱因斯坦向大众解释相对论时,就有一个美的案例,他说:当你坐在火炉边烤的时候,你的感觉时间很长,当你和你的恋人坐在一起的时候,你的感觉时间很短,这让大众一下就明白了深奥的相对论原来是阐述时间与空间的关系。
让学生获在得认知前,带着问题去做实验,以使学生思维展开积极主动的运作,这样才能使学生充分理解教材,了解仪器,使学生真正成为学习的主体,从而使学生在获得一定知识的同时,能够获得探索知识的方法,使问题成为学生思维的起点。这就要求老师必须巧下功夫,精心设计实验课堂中的提问和设问。例如,在讲解恒温水浴仪器设备构造时,通常对着恒温水浴仪器设备,以“恒温水浴一般由槽体、加热器(冷却器)、温度调节器、温度控制器、搅拌器五部分组成”方式讲解,学生只知其然,不知所以然,极易遗忘。水是热的良导体,为什么装水的槽体可很好地保持恒温?这需要从保温的三要素(热辐射、热容、导热)说起。由于水与环境温度相差不大,可以忽略热辐射这个因素;常用液体中,水的热容较大,且无污染,为了减少水的导热,槽体通常为玻璃材质,若为金属材质,一般为中空型,便于保温,或者在外层套一恒温水浴,这就是超级恒温水浴原理。在夏天,湛江地理位置偏南,而武汉、南京、南昌、广州地理位置偏北,但湛江比武汉、南京、南昌、广州更凉爽,为什么?原因就是湛江的水多,这是大家可以感受的。为了进一步达到良好的恒温效果,对加热器也采用分段分功率加热方法,在温度上升时,采用大功率加热器度热,在温度恒定时,采用小功率加热器加热。为什么呢?这样可以减少温度的波动,达到良好的恒温效果。当然可以通过误差分析,得到温度调节器,温度控制器的精度,与之配套。这样普通恒温水浴恒温精度达到0.1℃,超级恒温水浴恒温精度达到0.01℃。在讲解最大气泡法测定溶液的界面张力时,首先提出是我们日常生活中见到的太阳、月亮、地球、液滴、气泡等为什么都是圆的?学生会自然地回答是界面张力的结果,但根椐力学原理,三角形是最稳定的图形,而非圆形,为什么。学生根据物理化学三大定律,决定稳定性是能量,而力也是能量的一种表现。再根椐表面能由界面张力和表面积组成,对于一定的液体,界面张力是一定的,要能量最低,必须表面积最小,因此得出在同等质量下,圆的表面积是最小的。通过这样的导学,使学生对所学知识融会贯通,勤于思考解决日常生活、工作中问题。
充分利用互联网+,提高教学和学习效率。随着计算机网络的发展,信息的获取变得越来越便捷,充分利用好互联网+,可以大大提高教学效率。首先,录制每个实验视频,挂在网上,学生可通过实验视频得到对实验感观认识。教师开通个人网页,增加与学生联系。通过CAI软件来模拟实验操作,更好地达到辅助教学的目的。引入实验数据在线和离线处理,增强学生应用计算机能力。
通过这样的教学安排,可用问题激凝来启发学生的思维,让学生合理利用学过的知识进行推理、分析,充分调动其积极性,从而非常轻松而愉快地掌握所学的新知识,大大提高其学习效率.取得良好的教学效果。
1.2 演析
根据要求恒温的准确度和精度,让学生自己根据误差分析,重组仪器设备,测量,得到普通恒温水浴及改装的和购买的超级恒温水浴恒温的准确度和精度,以及在温度恒定时,采用大功率加热器得到的普通恒温水浴及改装的和购买的超级恒温水浴恒温的准确度和精度,然后一一对比、分析,得到亲自动手后想要答案,让学生感觉事物的本来面目。
2 以完整性实验提高学生掌握和应用化学实验技术的能力
改变传统的实验过程,即改变实验员准备仪器和药品,学生预备预习报告,教师讲解、提问后,学生做实验,数据合格后,教师签字,写出实验报告这一程序。这样的程序中,学生缺乏实验技术系统性训练,动手能力极差,缺乏创新能力,也就是说,仅从形式上进行千遍一律地重复训练,并未接触化学实验的灵魂和精髓。课程改革后,学生在完成基础化学实验课时,必须做一到两个完整实验,作为考核依据和知识完整性的体现。完整实验包括:(1)学生自己准备仪器,首先根据实验,确定需准备哪些仪器,然后根据误差分析,选择配套仪器,组装,调试,得到系统误差合乎要求;(2)学生自己准备药品,首先选择药品级别(工业纯、化学纯、分析纯(食品纯)、光谱纯),让学生知道药品纯度和用途,其次将药品进行预处理(烘干去水、研磨、过滤除杂等),然后根据实验要求配成溶液等;(3)学生预备预习报告,包括实验目的、原理,实验可行性分析和详细步骤,与教师讨论,确定几套实验预案;(4)学生根据预案独自实验,认真观察实验现象和结果,随时根据实验现象和结果方案,至得到与文献报道相近的结果为止;(5)写出完整实据报告,在预习报告基础上,对实验数据进行处理(包括表格用三线表,作图需正确),对实验结果分析,讨论,最后谈谈自己做实验的体会和改进意见;(6)教师综合上述,给出考核成绩。
通过完整性实验训练,学生训练了自己合理选择仪器药品、合理查阅手册、合理选取实验方案、综合分析仪器药品和实验方案合理性的能力。学生充分认识到完整性实验是灵活的,可以发挥自己的创造力。这样完整性实验就变成对所学知识的综合运用,而不是单一实验的练习。这种完整性实验既调动了学生的学习兴趣,又提高了化学实验课程的质量,同时培养了学生的化学实验技术的应用创新能力。
3“钉子精神”+现代教学方法是按时保质保量安全地完成教学任务的前提
上述教学改革导致教学时间可能不够,需增加学时数,大大增加学生负担。采取“钉子精神”+现代教学方法可按时保质保量地完成教学任务,现代教学方法包括改革化学实验体系,利用计算机网络、视频,开放实验室系统和计算机辅助系统等。
(1)教师精心备课,以精辟的语言把重点、难点讲透,且每次课不重复,并精炼并录像后将视频挂网上。
(2)学生通过书本和网上视频预习,如有问题,可由专职教师解答,并累积形成问答册,供学生查询。
(3)以往教师对学生每次实验的现场操作仅凭印象打分,这样既不公平,也不合理。现在在每个实验台上安装摄像头,将整个学生实验过程全程录下,教师根据视频打分,并指出错误后,一并反馈到班级邮箱供学生查阅,改进。
(4)逐渐取消了二级学科专业课程实验,代之以基础化学实验、综合化学实验等多层次一体化的化学实验体系[6]。其中基础化学实验课程的设立以以往的无机与分析化学实验为主体,整合了部分有机化学实验和物理化学实验的部分内容[7,8,9,10]。籍此可精心安排实验,对相近的实验,根椐专业需要,通常合并、精简实验,学生如需要,还可通过网上视频和开放实验室进一步了解学习。在整个化学实验期间(一年半),通过这种方式至少可节省2~3个实验学时供完整性实验用。
(5)开设一个完整性实验一般需要3~4实验学时,仪器和药品准备1个实验学时,若时间过少,可通过开放实验室弥补;预习报告和实验预案确定1个实验学时;师生主要通过网上沟通交流;学生自己独自实验1~2个实验学时,亦可通过开放实验室弥补学时欠缺。原有普通实验1个实验学时,加上节省的2~3个实验学时,可满足开设一个完整性实验的学时要求。
(6)学生不需交纸质实验报告,只需交电子版实验报告。引入实验数据在线和离线处理,作图软件,减轻学生负担。
(7)通过开设完整性实验选修课16学时解决实验学时问题。
(8)对安全隐患较大的实验,教师第一次实验时必须强调注意事项,并陪同实验。对第二次和一般实验,若有问题,可自行解决,或通过手机视频与实验教师共同解决,或与开放实验室的值班教师共同解决。
4 教改的效果
4.1 促进了实验教学质量的提高
由于教师采用导学、演析方法教学,学生提出的问题比以前更深奥,促使教师增加知识储备,更加精心备课,否则难以胜任;反之又促进学生思考,形成良性循环。
(1)大大提高了学生学习基础化学实验的积极性。由要我学习,变为我要学习,认为做实验是一件寓教寓乐的事,而不像以前那样做实验囵吞枣,应付教师。
(2)提高学生的自信心。以前做酸碱中和滴定实验时,很多学生会问是滴定过了还是没过终点。教师只要把颜色的稳定性和半滴液体的操作讲清楚了,就没有学生问这类问题。再如,在测量物性常数实验时,实验前学生会查好相关的文献数据,实验数据即刻用计算机处理,与文献数据对比后,则会知道是否需要重做实验。
4.2 提高了学生的创新能力和综合素质
通过完整性实验,学生在实验过程中需综合运用所学的理论知识,通过收集、阅读相关文献资料完成实验方案的设计、仪器使用和故障排除、实验数据分析和处理等各项工作,这些实践使得学生的创新能力和综合素质得以提高。
4.3 促进了实验室的改革与创新以及现代化建设
通过改革化学实验体系、评分系统,使课程安排、评分规则更公平、合理;促进了实验室的开放,提高了仪器设备利用率。通过增加计算机网络、视频、计箅机辅助系统等软硬件,提高了教学和学习效率,促进了现代教学方法和实验室建设。
5 结语
实验教学改革是一项长期的、艰巨的任务,只要不懈努力,不断探索,以学为本,因学论教,活学活用,就一定会培养出更多的具有较高能力的高质量人才,为科教兴国作出应有的贡献。
参考文献
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