綠色分析化學范文
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關鍵詞:分析化學 綠色化 重要性 原理 方法
隨著人類環保意識的增強,經濟發展越來越追求綠色化,而分析化學的綠色化旨在化學分析過程及技術設計過程中進行綠色化學原理的應用,以最大程度地降低分析化學對周圍環境所帶來的污染,因而是未來分析化學發展的一個主要方向,下文分別就分析化學綠色化的重要性、原理、特點及其方法進行了探討。
一、分析化學綠色化的重要性
作為我國的一項基本國策之一,環境保護一直都是分析化學研究人員環境科研的一個重要方向,特別是近些年來,隨著人們環保意識的普遍增強,分析化學作為環境污染排放的重要來源之一本身也越來越受到關注。例如液液萃取過程中所使用的有機溶劑中,有許多諸如二氯甲烷、氯仿及四氯化碳等等都具有極強的毒性,不僅會對環境還會對人體健康造成危害。再如某些氯代烴甚至會對大氣臭氧層造成破壞,這些明顯都違背了環境保護的宗旨。有毒溶劑的使用不僅危害了分析化學研究工作人員的身體健康,還大大增加了樣品測試的成本,有些溶劑的廢液處理也是一個棘手的問題。分析化學自上世紀60年代以來已經成為環境科學的重要的中心學科之一,不少環境分析化學研究工作人員都在從事著同環境樣品相關的分析化驗工作內容,以便于為環境科研、管理及其治理提供有力的科學依據。如今對于許多領域而言,環保活動及進步同分析化學的發展息息相關,只有通過分析化學相關技術手段才可以有效識別環境中污染物化及其代謝物的遷移過程或者所發生的形態變化,然后才能采取相應地措施對污染源進行有效地控制。由此可見,分析化學是大氣及水資源環境保護的基礎學科。
正是由于這些原因,近些年來相關研究工作者都致力于研究和發展綠色分析化學技術,盡可能少用甚至不用有污染的溶劑或其他有機化學試劑。作為綠色化學的一個主要構成方面,綠色分析化學已經成為分析化學未來發展的主要方向。
二、分析化學綠色化原理及其特點
近些年來,綠色分析化學的研究多數是圍繞著催化劑、化學反應、原料、溶劑及其產品綠色化等方面而開展的。因而無論是從原理上還是從方法上都為傳統的分析化學行業帶來了巨大的改變。例如,可通過新型化工方法或新產品的過程中運用原子經濟反應、無毒性原料、催化劑以及溶劑等實現化工的綠色生產過程,并通過所獲得的新型綠色產品為人們的身體健康、環境保護等方面帶來有利影響。
綠色分析化學研究的主要核心問題如下:一是確保所選擇的起始原料及其試劑的綠色化;二是確保所選擇的溶劑、反應條件及其催化劑的綠色化;三是確保所設計產品、目標分子及其化學品的綠色化和安全化。如今,綠色分析化學已經興起,其要求進行化學分析的整個過程中都必須始終將環境保護作為一個前提或目標,最大程度地減少甚至不產生環境污染物質,確保分析過程本身盡可能地減少或消除對環境的影響,這即為綠色分析化學的最主要特征。除此之外,綠色分析化學的另一個主要特征還表現在其過程分析中,通常來說,環境分析主要是出現了環境問題之后進行毒物的監測及其分類的過程,而分析化學則是將分析重點放在了化學過程當中,主要是通過傳感器的使用實現對整個化學反應過程監測的實時性,這樣可以了解環境污染物形成的全過程,進而即可實現對痕量有害環境污染物的有效控制,并從源頭上實現對污染物阻止的目的。整個化學反應過程中,若因溫度、壓力、原料劑量、時間改變進而導致污染物的形成,傳感器會及時地將整個過程的參數進行調整,這樣就可通過整個過程中參數的改變而實現對污染物產生全過程的有效控制,同時還提高了產品的質量極其純度。因此,綠色分析化學可以對污染物進行防治和即時控制。
三、分析化學綠色化的發展方法
通常而言,分析方法是通過精密度、靈敏度、準確度、分析的速度及其校準曲線線性范圍等等的多項指標來進行評價。對于分析化學的綠色化而言,除去上述指標之外,還需將其對于環境的影響程度作為首要指標進行考慮。
為了實現整個分析過程中分析化學綠色化的實現,必須將重點放在如何最大程度地減少甚至取消環境污染物的使用及其產生,可考慮如下方面:1)整個分析系統的微型化,這樣可以大幅度減少試劑及其載體的流耗量,實現污染的降低,還更加經濟。2)對于不得不使用大量樣品進行分析的系統而言,可借助于數理統計及化學計量學等理論,盡可能實現對采樣點數目優化的目的,這樣就可以最大程度地減少分析過程中測量的次數及其相關試劑的使用量,實現減少環境污染物使用的目的。3)通過試劑固定化等技術實現非消耗性及微消耗性等試劑的重復使用,這樣即可大幅度減少有害試劑的使用量及其有害物產生。4)通過無毒無害試劑的使用,例如,超臨界流體的開發,尤其可以將超臨界二氧化碳流體作為溶劑,其不僅具有常規流體都具有的良好的溶解性,同時還擁有氣體所具有的相當高的傳質速度,因此,借助于這種無毒無害的試劑即可實現原有毒性有機化合物的替代。5)將某些無試劑新型分析化學技術,諸如超聲、微波等技術等應用到分析化學的過程當中去,例如超聲萃取法、微波萃取及其消解等方法;6)有些待分析樣品組成相當復雜,因而測定過程中不可避免會有干擾的出現,此時可以借助于儀器掩蔽法來實現對原有化學掩蔽法的替代,例如,可通過借助于導數以及雙波長分光光度法,結合零交技術及其等吸收點法,即可在完全無任何化學試劑條件下實現對干擾的消除;7)若很難完全取代有毒試劑時,應盡量采用微型化或者使用具有較小毒性的試劑對由原有的大毒性試劑進行替代,例如,將有機相的測定方法改變為水相測定方法,以最大程度減小分析過程中自身對于環境所帶來的影響。事實證明,分析化學綠色化最基本的要求及其特征已經在如今的一些分析方法中體現了出來,例如固相萃取技術、高壓流體萃取技術、固相微萃取技術、微型液-液萃取技術、免疫分析技術、x射線熒光金屬分析技術、超臨界流體萃取技術、自動索格利特萃取技術、微萃取技術、揮發性有機化合物真空蒸餾技術及其表面聲波測定技術等等,此類方法都是在測量、監測及其識別過程中,對過程中所用試劑及其所產生的產物進行控制,以最大程度地減少環境污染物的釋放,因而沒有造成不良的環境污染問題,所以應盡可能采用此類綠色分析化學方法進行分析。如今,分析化學正朝著綜合性邊緣學科方向發展,隨著物理學、數學、電子學及激光技術、微波技術、分子束及計算機等的不斷發展,為新型儀器分析方法奠定了基礎,并為進一步實現綠色分析化學的發展提供了良好的技術及其方法支撐,如激光技術已經用于了光譜分析中,并形成了多達數十種方法,有些相當快,可實現瞬態分析。
四、結論
作為可持續發展戰略的一個重要方面,綠色分析化學是解決未來環境保護及其資源短缺問題其中的一個根本出路。因此,必須制定一系列鼓勵政策以支持綠色分析化學的發展,在新分析方法及其技術設計手段中應用綠色分析化學原理。分析化學綠色化的發展逐漸朝著微型化和儀器化方向進行發展。但是,應當了解的是我國如今的分析化學儀器制造科研力量仍相對較弱,因此必須以戰略眼光對待綠色分析化學的進一步發展及其教育,結合我國國情,注重分析化學綠色化的研究,積極探索綠色少污染甚至無污染的分析方法及其技術,并將其應用到實際的分析檢測中。
參考文獻
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一、綠色化學應用的概念
綠色化學是以綠色思想為基礎,通過化學分析理論和研究原則,分析綠色化學研究的相關內容,明確綠色未來的發展趨勢和方向。加強綠色化學產業技術人才的培養,配置良好的技術研發團隊,不斷提升綠色化學應用發展效果,盡可能的提升綠色化學的應用,改善化學技術的研發過程,提升綠色化學應用效果,完善資源的循環理論標準,提升污染物的排放和綠色處理,加強與國外技術的相互交流水平,向優秀的綠色化學研究技術方式學習,引進優秀的綠色化學研究技術方法,實現本國中綠色化學生產工業水平的快速提升。[2]
綠色化學是以化學反應、溶劑、催化劑等反應技術,通過綠色方式,提升新合成技術的研究效果。特別是催化過程。新化學研究中包含生物資源的轉化、新反應條件的利用,無公害介質資源的研究等等。根據綠色化學產品的設計,逐步提高研制技術水平。
二、綠色化學的研究趨勢對象
1.原材料的綠色化研究
綠色化工研究生產是降低產品中的毒性問題,改善安全環保效果,完善人類的安全生活環境,提升化工產品的無公害生產水平。
2.化學反應綠色化應用
化學綠色反應的管理需要服務綠色需求標準,根據經濟原子性標準,即最大限度的提升廢物的排放效果,改善周圍環境水平,以良好的選擇標準價值,提升選擇規范性效果,實現在綠色化學選擇上的立體規范性。[3]
3.生產產品的綠化發展
生產產品需要綠化發展模式,逐步提升人身基本安全建設,完善化工產品的安全水平。例如,采用降解劑、除垢劑、殺蟲劑等,使用可以降解的塑料制品,綠色燃料、綠色涂料等。隨著現代科技的快速發展水平,越來越多的存在污染性化工產品被取代,綠色產品受到現代綠色環保化工發展的需求。目前,化工生產中,常常使用具有腐蝕性的化學材料作為催化劑,催化效果較好,但會對環境產生嚴重的腐蝕性問題。而采用仿酶催化劑、水溶催化劑可以有效地達到催化的目標,減少催化后造成的各種腐蝕問題。
4.溶劑的綠化作用
溶劑的綠化發展是以有效分離為技術標準,通過介質作為分離,提高溶劑的有機合成效果。但在反應過程中會產生有機化合物,引發臭氧的形成,造成水資源污染環境的產生。需要對溶劑進行研究,加強綠化溶劑的研究分析。
5.化學綠化的設計
利用計算機應用完成化學綠化的輔助設計,首先需要建立良好的化學反應資料庫標準,利用計算機化學反應組合方式,確定實際原材料使用方式和標準,搜尋產物的目標反應結果,利用計算機模擬分析化學綠色反應結果,確定適合的化學綠色反應效果。根據目標產品的基本原則,準確的分析產物實際的化合原料,確定預定的原料標準內容,對相關反應路線和實際環境效應進行準確的分析,從中選取最佳途徑進行分析。
6.綠化技術的合成
根據實際綠色化學合成技術,準確的分析有毒害物質的有效使用效果。采取合理的非物質化學方式,利用多環境效應,逐步改善化學產品的實際選擇效果,降低產品的整體能耗。按照實際常溫水平,常壓標準,分析電化學實際潔凈中的各種優勢,確定綠化技術合成效果。
三、綠化技術的新技術和新工藝方式
1.催化技術
催化技術是不斷加強實際有效反應效果,大力加強化學反應的高效應用選擇性,對實際的轉化率水平進行合理的分析,逐步提升產品的整體質量,降低成本的同時消除產品的副作用,減少可能出現的各種污染,最大限度的完善各種資源的保護水平,實現對生態有效環境的保護作用,這是綠色化學整體研究的重要方向。
2.生物化學技術
生物化學技術利用現代生物科學技術應用,逐步提升高新技術水平,大力開展生物技術的食品、藥品、能源、化工技術的整體應用效果。按照最大有效特征性水平進行綜合生物資源的快速利用,實現生物化學的有效節能,改善清潔生產水平,實現化工技術的整體生物化工過程。生物化工過程中包含基因化工技術、細胞化工技術、酶化工技術和微生物加工技術。
3.超聲化工技術的研究
超聲化工是利用現有的化學試劑,準確的分析聲學、化工學的相互融合效果。通過分析聲學技術的變化原理,準確的分析實際有效提升整體反應的選擇過程,增加化學整體反應速度,加強化學反應速率和生產率,實現能好的有效降低,實現整體廢物的快速排放,改善化工綠色的多元化技術分析,實現化學超聲技術的廣泛性應用。
4.膜工程化工技術
膜工程化工是利用膜分離技術、膜催化技術,通過分離的方式,實現成本低的化工工程,工程能耗較低,效率較高,污染小,有良好的回收效果。膜催化反應往往是超出整體平衡的反應,可以有效地提升整體反應的選擇效果,提升原材料的實際轉化作用,節約了資源成本,降低了污染。磨技術的快速應用是具有廣泛應用價值的。在化工產業、石油產業、環保產業、電子產業、醫藥技術產業等多種行業中進行發展和分析,提升高新化工綠色產業的快速發展。
結語
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在學習《空氣》這節課的內容時,就在課堂教學中給學生滲透了環保意識.強調清潔的空氣是我們賴以生存的環境,但是當前化石燃料(煤和石油)的燃燒和工廠的廢氣都對空氣造成了巨大的污染,讓學生樹立起環保的意識.在課堂最后,我還給學生布置了這樣的實踐活動:調查了解你所居住的地區的空氣是否受到污染,受污染程度如何,污染源、污染物分別是什么?并討論可以采取哪些措施來防治空氣污染?如在學習《愛護水資源》這節課時,就在課堂教學中利用多媒體播放了水資源被污染的短片,并在短片中顯示著這樣的數據信息:地球上淡水資源并不充裕,僅占總儲水量的2.53%,且主要分布在南北極,真正可利用淡水還不到地球總儲水量的1%,且分布很不均勻,所以目前世界上有許多國家和地區存在著缺水危機.這樣,就在課堂教學中進一步引導學生樹立了水資源保護的意識.在初中化學的課堂教學中,教師要善于挖掘教材中的綠色化學的教育資源,在課堂上引導學生樹立環境保護的意識.
二、立足化學實驗,培養學生“綠色”習慣
化學是實驗的科學,一切化學結論的得出都來自于科學的化學實驗.在初中化學的教學中,教師經常在課堂上進行演示實驗也常常帶學生進入實驗室進行化學實驗,這個時候教師就可以立足于化學實驗本身,與學生一起進行一次“綠色化學”行動.利用化學實驗,讓學生養成節約藥品、改進化學實驗的好習慣.
1.利用廢棄物進行化學實驗
在初中化學的教學中,教師通常會利用演示實驗,來想學生展示一些化學現象,展示一些化學規律.這個時候教師就可以在不影響化學實驗的基礎上,利用一些廢棄物來進行化學實驗,這樣既做到資源的最大化利用,同時也從自身做起,給學生樹立了節約的好榜樣.例如,在驗證金屬活動性順序的實驗中,我們可以利用廢棄的鐵絲、鋁片與硫酸銅溶液一起來驗證金屬的活動性.
2.在實驗中養成節約的好習慣
在引導學生進行學生實驗的過程中,教師一定要樹立學生的節約意識.從實驗中藥品的取用、試劑的回收利用等都要讓學生養成節約的好習慣.例如,實驗過程中,應該嚴格控制藥品、試劑的用量,不要隨意的稱取藥品,這樣不僅造成浪費,還會造成嚴重的環境污染.如,實驗過程中用剩的藥品要放到指定的容器中,不能隨意丟棄,這樣很可能造成環境的污染.對實驗中產生的有毒的尾氣或造成大氣污染的尾氣,一定要用相應的尾氣處理裝置對尾氣進行吸收,防止其對空氣的污染.教師在平時的實驗教學中,要加強對學生進行這方面的引導與教育,讓學生養成良好的實驗習慣.
3.對化學實驗進行改進,讓其更加環保
教師的職責是教書育人,也就是說除了教書教師還應該擔任起育人的職責.提高學生的環保意識從學生開始.從某種程度上來說,化學實驗是會給環境帶來污染的,這就要求教師在化學實驗時嚴格按照實驗的規范操作盡可能的減少污染.在化學實驗過程中,對化學實驗進行相應的改進,彌補原有實驗中的不足,可以大大減少實驗過程中的環境污染.例如,在氨與氯化氫反應的實驗中,可以通過改進化學實驗,讓整個實驗在一個封閉的環境中進行,這樣就可以有效的防止實驗過程中有毒的氣體進入到空氣中,從而避免了對環境的污染以及對學生身體可能產生的危害,這樣的化學實驗更加的綠色化、安全化.例如,在進行紅磷的燃燒實驗中,由于產生的五氧化二磷對人體有害,教師可以將這個實驗在密閉的環境下進行,避免實驗對學生產生的危害.在化學實驗的教學中,讓學生養成節約、環保的意識,不僅可以從小培養學生良好的實驗習慣,還能讓學生在潛移默化中,樹立綠色化學的意識.
三、化學聯系生活,提升學生的“綠色”素養
在初中化學的教學中,對學生進行綠色化學的教育不應該僅僅局限于課堂教學之中,還要延伸到課堂教學之外———學生的實際生活之中,這樣才更能凸顯出綠色化學的教育意義.
1.組織環保講座
例如教師可以以專題的形式,向學生介紹環境保護的重要性.例如,大氣的污染日益嚴重,當前我國大部分地區出現了嚴重的霧霾現象,專家建議學生減少戶外活動.教師就可以組織學生對此現象進行專題的講解,讓學生意識到霧霾給我們的生活帶來的危害,以及造成霧霾的原因是人類自身制造的污染,讓學生提高對環保的認識,意識到環境保護迫在眉睫.
2.開展家庭小實驗,減少實驗污染
在初中化學教學中,有很多化學規律的驗證,教師都可以引導學生在課下利用家庭中有的物品進行實驗探究.這樣不僅激發了化學學習的興趣還減少了化學實驗對環境的污染.例如,在對酸、堿、鹽的實驗探究中,教師就可以讓學生在課下利用家庭調味料———白醋,與開水瓶中的水垢進行化學實驗,引導學生分析實驗現象,從而得出醋酸的酸性強于碳酸這個實驗事實.
四、總結
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【關鍵詞】綠色化學,現狀、滲透、策略
新課標中清晰指出,化學在改善生活條件、實現人與自然的和諧發展、解決環境等問題中發揮著關鍵性的作用,為積極響應新課改中的要求,化學工作者應不斷探索,積極研究,經過長期探索,綠色化學理念應運用而生。綠色化學理念是一種在化工生產活動以及化學反應階段,盡量不使用或者較少使用有害物質,同時,盡量降低有害物質形成的思想。綠色化學理念與可持續發展相一致,并是人與自然和諧發展的具體體現。近年來,綠色化學思想在高考試題中的比重也逐漸增加,因此,在高中化學教學中滲透綠色化學理念具有深遠的現實影響。
一、綠色化學教學現狀
綠色化學最早是由ASC提出,截止到目前為止,已經得到各個國家的廣泛關注和支持。綠色化學是指通過化學原理降低或者消除環境污染程度,將反應物百分之百地轉換成產物是綠色化學中最理想的生產方式。在二十世紀,化學已經取得了一些突破性成績,自進入二十一世紀后,快速發展,得到了社會各界的高度認可,這在推動社會發展進程的同時,也加重了環境污染程度,使得人們對化學形成了錯誤的認識,大部分人主觀認為化學與化工是產生環境污染的主要根源。現階段,我國在綠色化學中的研究正處于起步階段,在高中化學滲透過程中存在認識不全面、忽視綠色化學理念綠色等問題,化學教學效果并不理想。
(一)認識方面的不足
有學者曾經調查顯示在貴州的中學里只有13%的教師清楚綠色化學的真正涵義,非常清楚的只有8%,因此絕大部分化學教師對綠色化學并不熟悉,對綠色化學的真正意義不清楚,甚至還有人對綠色化學的重要性和前景持懷疑態度。高中學生聽說過綠色化學的人比較少,占調查總人數的18%,知道綠色化學真正含義只有11%不知道的人數占了65%。這一結果說明了盡管綠色化學已經作為化學科學未來發展的方向和趨勢,但在中學中還有很多化學教師對其卻知之甚少,因此,教師在教學過程中滲透綠色化學理念就很少了,尤其在實驗中就更是微乎其微。所以在中學化學實驗教學中滲透綠色化學理念顯得十分重要。
(二)理解誤區的存在
很多人把綠色化學和環境化學混為一談,認為兩者沒有什么本質的區別。實際上綠色化學和環境化學是兩個截然不同的概念。環境化學是一門獨立的學科,而綠色化學是一門多學科交叉的廣泛的研究領域。它與生物學、環境科學、生態學、材料科學、醫藥學、物理學、計算機科學等有著密切的聯系。綠色化學的應用與發展以這些學科的知識為基礎。
(三)高中教材綠色化學知識的局限性
傳統高中化學教學注重化學知識的傳授,化學技能的培養,化學方法的訓練,片面強調了化學反應原理和應用而忽視了反應試劑、催化劑、產品對環境的影響。
從現有高中教材內容分析,高中學生所用的化學教科書在元素化合物知識中穿插了大氣污染和防治,水的污染和防治、溫室效應、酸雨、臭氧層空洞等內容,介紹了主要的污染物對環境的影響及防治。在實驗中也安排有關環境污染及防治的內容,如在制取Cl2的實驗中采用NaOH溶液吸收剩余的Cl2,但很少涉及預防“三廢”問題。因此,教材內容不是從實現污染始端預防的角度出發,而只談到了化學變化或化工生產中的危害和治理,這都不是綠色化學,只能是傳統的環境化學保護和防治。
在硫酸工業,氯堿工業教材中安排了工藝流程的介紹,催化劑的使用,原料的利用率,以及工業化與社會效益的綜合問題的討論。在這部分內容來看開始涉及了綠色化學的知識與理念,但是從內容的數量上及明確程度也不夠。
二、綠色化學理念的滲透策略
(一)提高教師自身綠色化學理念的認識和掌握
教師是課堂教學的關鍵,也是開展化學實驗關鍵的組織者和引導者。因此,教師要不斷提高自身的專業素養,加深對綠色化學理念的認識和掌握。在實際教學過程中,不斷探究創新出更加新穎、科學的綠色化理念的滲透方式。使學生對綠色化學知識有正確的認識和應用,從而提高化學課堂的教學質量和效率。另外,化學教師還要重視起學生綠色化學意識的形成和發展。在課堂教學過程中,培養學生形成正確的綠色化學的意識。在進行實驗時,教師要對儀器的使用和藥品的正確用量,做出正確的講解和演示,尤其是要為學生講解一旦毒氣泄漏時,及時應對和處理的方式。同時還要引導學生對實驗過程不斷總結和完善,減少有毒物品的使用次數,盡量避免由于化學藥品的過度使用,以及有毒藥品對師生身心健康造成的危害。還有就是三廢的處理和回收,很多實驗的殘留物都帶有一定的污染和危害,教師要引導學生在不造成二次污染的前提下,進行科學合理的回收再利用。這樣既保護環境,又能節約資源。
(二)用綠色化學思想指導改進實驗,滲透綠色化學理念
在教學過程中,有意識、有計劃地引導學生設計綠色化學實驗,是強化學生綠色化學理念的有效方法。綠色化學實驗研究的中心問題是使化學反應及其產物具有以下特點:①采用無毒、無害的原料;②在無毒、無害的反應條件(催化劑、溶劑)下進行;③減量、循環、重復使用;④具有“原子經濟性”,即反應具有高選擇性,極少副產品,甚至實現零排放;⑤產品應是對環境友好的;⑥滿足價廉物美的傳統標準。根據不同情況設計的實驗達到上述任一條或幾條要求,就可以認為該化學實驗達到了綠色化學實驗的設計要求。
(三)實驗裝置綠色化的改進
在教學過程中教師除傳授知識和培養技能外,還要著重引導學生對污染環境 的化學實驗或存在安全隱患的實驗裝置進行改革、創新,使其成為綠色化學實驗, 從而培養了學生的綠色化學意識。從綠色化學的角度來看,中學化學中許多物質的制取反應、性質檢驗、化學工 藝等都是值得討論和重新考慮的。如高一化學第六章[實驗6-4}:蔗糖與濃硫酸的 反應,在200m1燒杯中放入2鮑蔗糖,加入幾滴水,攪拌均勻。然后加入15mL溶 質的質量分數為980的濃硫酸,迅速攪拌。觀察實驗現象。此實驗的缺點是:反應 放出大量有刺激氣味的有毒氣體如SOZ等,對空氣污染嚴重,學生咳嗽不止,甚至 干擾了課堂正常秩序。如何改進實驗裝置?使其既能確保實驗安全,防止向空氣 中排入S0}等氣體污染環境,又能保證實驗現象明顯,具有說服力。這個問題讓學 生到開放實驗室去探索討論,并設計實驗改進裝置。學生提出各種各樣的改進方 案,再通過實驗、分析、比較、討論后,得出改進的最佳實驗裝置為:將200m1燒杯置于有少量水的玻璃水槽內的一塊大理石小墊塊上(大理石小墊塊稍微高于水面),再在200m1小燒杯上倒扣一個大燒杯。優點:操作方便,安全可靠,現象明顯。
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關鍵詞:高校;化學教學;綠色化學理念
化學對于社會發展具有重要推動作用,生活中也常可見化學的應用成果,如塑料、化肥、農藥,這些化學成果的出現促進了社會經濟發展,但也造成了環境污染,具體表現有全球變暖、臭氧層破壞、水污染、大氣污染等。針對這種情況,人們開始思考――如何在充分利用化學優勢的同時降低對環境的污染?綠色化學應運而生。為了更好地傳播綠色化學的理念,應該從化學課堂教學入手,讓學生樹立綠色化學理念,為今后的工作打下堅實的基礎。
一、化學理論教學中綠色化學理念的滲透策略
我國當前使用的化學教材,很少涉及綠色化學的內容,學生無法直接獲取綠色化學的相關內容,因此學校應該在教材的基礎上獨立開展綠色化學教學。教師先通過主動學習掌握足夠的綠色化學理念,然后在教學過程中將相關的理念融入對應的教學內容中,對教材內容進行拓展和更新。通過教師的主動引導,使學生了解教材之外的綠色化學知識,提升環保意識,強化環保觀念。要通過這種方法,使學生潛移默化地學習綠色化學知識。
二、化學實驗教學中綠色化學理念的滲透策略
1.借助多媒體進行輔助教學
在化學實驗教學中應用多媒體技術使化學實驗脫離了實物,對于推進綠色化學具有重要意義。多媒體的應用使化學實驗通過視頻操作展示,不需要學生利用實物進行驗證,減少了實驗資源消耗,減輕了實驗殘留物對環境的污染。通過多媒體演示,一些操作復雜、重要但實施困難的實驗也能輕松展現出來,能夠產生更好的教學效果。同時,對于一些可能導致爆炸,需要用到有毒有害物質,會有污染氣體或者物質排放的實驗,通過多媒體展示,有效避免了親手操作產生的危險。因此,可以說,化學實驗通過多媒體演示很好地體現了綠色化學的理念,在保證教學質量的同時也減少了污染。
2.處理好實驗中的三廢,將污染降到最低
三廢是指實驗留下的廢氣、廢水以及固體廢棄物。綠色化學的根本原則是將可能造成的化學污染從源頭上進行阻止。因此,對于化學實驗結束后留下的三廢,必通過綠色化學的方法進行相應處理,實現最大程度的回收以及再利用,這樣不僅符合綠色化學的理念,還能夠節省實驗支出。化學實驗教師應該提高對三廢處理的重視程度,將其融入綠色化學的理念傳播中,最大限度地減少污染。向學生講解未經處理排放的三廢可能對環境造成的危害,使學生形成環保意識,指導學生掌握三廢處理的正確方法,幫助學生培養良好的實驗習慣,禁止出現回收不及時、隨意排放的情況。在實驗教學結束后,留出部分時間向學生講解實驗廢棄物無公害處理的相關內容,使學生真正認識到正確處理廢棄物的重要性,了解循環再利用對環境保護的促進作用。比如,在進行萃取實驗教學時,需要用到煤油以及CCl4等有機溶劑,實驗結束后如果將其直接丟棄,除了會污染環境,還可能導致安全隱患,但是如果利用正確方法進行集中回收處理,則可以使其重新回到實驗桌,得到再次利用,這樣不僅節約了資源,也保護了環境。
3.實驗采取循環式或者封閉式,達到零排放
以往在進行有毒有害氣體的相關實驗時,多選擇在通風環境下進行,這樣會使有毒有害氣體直接向空氣中排放,導致空氣污染。在綠色化學理念下,應該將產生有毒有害氣體的實驗放在密封環境下進行,利用相應的裝置吸收實驗出現的有毒有害氣體,達到對自然空氣的零排放。也可以選擇重新設計實驗方法、技術、內容、儀器等,綜合各個分散的實驗,將上一個實驗產生的污染物作為接下來實驗的原材料進行循環實驗,這樣不但能夠避免空氣中進入有毒有害氣體,還能夠將各個實驗的間隔時間縮短。比如,教師在教學“氯氣制備及性質”的相關實驗時,實驗期間應該選擇NaOH溶液將多余的氯氣進行吸收,避免排向空氣中造成污染,同時將吸收到的溶液用于“碘量法測定氯離子含量”實驗,這樣不僅避免了廢棄物排放,還利用其完成了另外的實驗,真正體現了綠色化學的理念。
三、結束語
綠色化學是基于傳統化學,不斷發展而出現的一種新型化學,它是化學研究和應用的指導思想。在教學中,教師應探索新方法,將綠色化學的理念傳遞給學生,使每一位學生都能夠樹立環保節約的意識,從而推動社會的可持續發展。
參考文獻:
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篇6
1 綠色化學的教育現狀
綠色化學的概念起源于歐美發達國家,他們最先開始意識到環保的重要性,并且將這個概念融入到學生的教育當中,以此來實現真正的綠色化學。首先是美國,美國不但在中學生課堂中提出了綠色化學,還將其寫進教材中,積極開發綠色化學實驗設備和綠色污染化學材料,從而提高學生的綠色環保意識。不僅如此,美國的相關協會還舉辦了一系列的關于綠色環保的主題活動,讓學生和公眾都充分參與了進來。
現在,美國還在不斷修整中學化學教材,在其中大量介紹了綠色化學的知識,并告訴學生哪些化學物質是有毒的,從而避免污染。美國還在一些大學中設立了關于綠色化學的專業,并且舉辦綠色化學挑戰獎,對獲得獎項的優秀大學生進行獎勵。一些大學生已經開始使用安全無毒的化學原料,或者是采取有效措施來減少資源的消耗。這也說明學生的環保意識得到了一定的提高。
后來,另外一些國家也紛紛開始實施綠色化學的教育,比如日本,日本編寫了一些關于綠色化學的教學培訓資料。而我國的綠色化學觀念相對來說較落后,一直到上個世紀90年代末,我國一所大學開始編寫《綠色化學》的教材,其他一些高校也紛紛進行效仿。但是比起其他發達國家,我國在這方面的普及程度還遠遠不夠。目前,我國已經開設了一些關于綠色化學的教育培訓課程,為綠色化學的發展提供了條件,奠定了基礎。
到21世紀初,多個國家已經設立了綠色化學的獎項,用于獎勵在這個領域有一定的貢獻,或者有一些成就的人,美國還專門設立了培訓機構,用于培訓綠色化學領域的人才,并且鼓勵他們參加綠色化學的獎項。
2 綠色化學教育將面臨的挑戰
2.1 要讓學生弄清楚復雜的化學成分
化學物質里的有毒成分以及其他成分很復雜,教師要讓學生明確認識到有害物質對環境和水質的破壞,并且還要讓學生明白化學物質的有毒性是可以進行控制的。不但要讓學生弄懂復雜的化學成分,還要讓學生在實驗中明確這些有毒分子處于環境中發生的變化,這一個比較難的過程,對于教師來說,也是一個挑戰。
2.2 如何將綠色化學的教學延伸到現實的環保措施中
雖然中學生綠色化學傳授的知識是有關于環保的,但是這些知識僅僅只是停留在原理和理論上,如何將綠色化學的教學延伸到現實的環保措施當中,這將是一個難題,也是個很大的挑戰。比如,對助劑或者溶劑的毒性進行測試,并且開發出無毒原料來代替助劑,這對于教師來說是一個挑戰,對于學生來說更是一個挑戰。
2.3 教師的能力和技能
綠色化學除了要求教師要有基本的化學知識以外,還要求教師要對環保知識及其他領域的知識有一定的了解,因此也對教師的能力和技能有了較高的要求。另外,綠色化學教學還要求教師在傳授知識的時候,教會學生如何分解材料、如何用環保化學成分來代替有毒材料,等等。如果學校不對教師進行培訓,教師的知識結構就會無法滿足知識的需要,因此,教師的能力和技能對于綠色化學來說也是一個重大的挑戰。
2.4 教學方法的挑戰性
綠色化學的教學方法也是一個巨大的挑戰,并且要求教師改變過去的“粗放型”教學方法,從而轉變為“集約型”教學方法,同時,這也是綠色化學對教學的一個要求。教師不但要幫助學生了解化學知識,還要使學生意識到環保的重要性,在整個化學課程中,要將環保無污染的理念貫穿于整個化學領域,又要把綠色化學的內容和知識融入到化學教學當中去,從原理到實驗過程,各個環節都要采取環保的標準。
3 綠色化學教育的措施
3.1 改進不環保的實驗方法
在進行化學實驗的時候,應該盡量采用環保的實驗方法,并且選用一些無毒無危害的材料。比如綠色自燃實驗,在之前的課堂上,教師都采用的是白磷來給大家做實驗,但是白磷是一種危害性極強的物質,而且白磷在燃燒的過程中發揮的有毒氣體會對空氣造成污染。因此,可以用其他一些無毒的物質或者材料來代替白磷,比如碳粉等。
3.2 培養學生的創造性
在化學課堂上,教師要培養學生的創造性,可以鼓勵學生對“減量、減廢”進行實驗或者改造,從而培養學生的創造力。除此之外,也要給學生灌輸節省資源的觀念,帶領或者指導學生對化學教材中的化工生產工藝流程進行分析,或者重新設計一條生產工藝流程,必要的時候,還可以借助計算機來進行輔助設計,通過這個過程可以培養學生的思維與創造性。
3.3 更新教學手段
原來的化學教學方法已經不能再適應綠色化學的要求了,教師必須及時更新教學手段。通過有效的教學工具、教學材料以及訓練手段來向學生傳授知識,讓他們形成綠色化學的意識和環保意識。新的教學手段有多媒體(投影、錄像、光盤等)以及計算機技術,便于學生和教師獲取知識和技術,同時也有利于促進學生用可持續發展的眼光來思考問題。
篇7
關鍵詞:綠色化學;環境監測;實驗教學;小量化實驗
作者簡介:柴育紅(1969-),女,甘肅靜寧人,常州大學環境與安全工程學院,講師;嚴文瑤(1965-),女,江蘇張家港人,常州大學環境與安全工程學院,高級工程師。(江蘇 常州 213164)
基金項目:本文系常州大學重點課程建設項目“環境監測與分析”(項目編號:JJJ10020004)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0099-01
隨著社會和經濟的發展,出現了酸雨、臭氧層破壞、全球變暖等全球環境問題,以及區域性的大氣環境、水環境、土壤環境等污染問題。這些環境問題受到了社會的極大關注。綠色化學是指在制造和應用化學產品時應有效利用原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑或溶劑,綠色化學在節約能源、防治污染、保障人類健康與安全等方面有著顯著的作用。目前,我國多數高校的化學實驗教學中藥品用量大,不可避免地產生了危險性大、有毒的廢氣、廢水、廢渣,而大部分基本上未經處理就直接排放,對環境造成了污染。因此,高等學校的實驗教學中必須實施綠色化學教育,讓大學生了解綠色化學對于人類及其賴以生存環境的可持續發展的重要性,將綠色化學的思想貫穿于實驗教學的全過程,培養大學生的社會責任感和環境保護意識。[1]
本文結合實驗教學實踐提出了在環境監測與分析實驗教學中開展綠色化學教育的措施,保證了環境監測與分析實驗課程的正常開設,力求以最少的實驗藥劑獲取最佳的實驗效果,最大限度地減少廢氣、廢液、廢渣的產生量,提高教育和教學質量,增強大學生的綠色環保素質。
一、綠色化學教育融入環境監測與分析實驗教學的舉措
1.實驗教學中加強環境教育
“環境監測與分析實驗”課程是為環境科學和環境工程專業學生開設的一門重要的實踐課。在環境監測與分析實驗教學中加強環境教育十分必要,當學生第一次進入實驗室時,實驗指導教師應當對實驗中可能用到的有毒、有害藥品進行講解,使學生明白這些藥品對人類健康和環境的危害與影響,以及它們污染環境的主要原因及防治方法。例如,實驗中常用到的硫酸。硫酸是強酸,具有強腐蝕性,硫酸廢水會對地下水、土壤造成污染,實驗中應盡量減少其用量,硫酸廢液一般可通過酸堿中和處理后排放。又如,在環境監測實驗中還經常遇到Hg、Cr等毒性顯著的重金屬污染物,它們會對水環境和土壤環境造成污染,也應該嚴格控制用量,它們的廢液一定要用封閉的收集桶收集。要求學生在實驗過程中要嚴格按照實驗指導進行規范操作,避免因為疏忽而產生各種不必要的廢液和廢料。通過環境教育讓學生體會到環境監測與分析實驗是一個不可忽視的污染源,有毒、有害物質就在身邊,廢液、廢氣、廢渣都會對環璄造成污染,從而避免學生在實驗過程中隨意大量使用試液,亂倒廢渣、廢液的現象,養成良好的實驗習慣,增強環保意識。
2.精選實驗內容,體現綠色化學思想
以往在選擇環境監測與分析實驗項目時,多從代表性、典型性、標準化等方面考慮,實驗過程對環境的污染問題很少考慮。在環境監測實驗教學改革中以綠色化學理念為指導,優化環境監測實驗內容,盡可能選擇圍繞基本環境監測指標、基本實驗操作而進行小污染、無污染的實驗。例如,水中氨氮是水質監測的一個重要的基本指標,比較經典的分析方法是“納氏試劑分光光度法”,而納氏試劑中含有汞,實驗廢液毒性大,易對環境造成污染,在實驗教學中選擇了“水楊酸—次氯酸鹽分光光度法”來分析水中氨氮,測定準確度與“納氏試劑分光光度法”相似,而實驗試劑毒性較小。又如,大氣環境質量的必測指標SO2,廣泛采用的標準分析方法是“四氯汞鉀—鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法”,但四氯汞鉀吸收液毒性較大,在實驗教學中采用了“甲醛—鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法”,靈敏度、準確度與四氯汞鉀吸收液分析方法接近,而試劑毒性也較小。
3.采用微型化實驗和小量化實驗,減少實驗廢物
目前環境監測與分析實驗使用常規的實驗儀器,如50mL的滴定管、250mL全玻璃回流裝置、50mL比色管等,實驗藥劑使用量較大,產生的實驗廢物量多,易污染環境,也容易造成資源浪費。微型化學和小量化實驗是近年來發展起來的新型化學實驗方法,是減少化學實驗廢氣、廢液、廢渣的產生,改善實驗室環境的理想途徑之一,因此在環境監測與分析實驗中開展微型化和小量化實驗非常必要。在實驗原理、方法、操作與常量分析相同的情況下,用常規的小容量儀器如25mL滴定管(改進的滴定管、用醫用塑料尖嘴代替玻璃尖嘴,使滴定時為0.025mL/滴)、100mL全玻璃回流裝置、25mL比色管等。實驗結果表明,實驗現象明顯,基本上可以保證測定結果的精密度和準確度,使實驗趨于綠色化,既減少了化學污染又節約了資源,提高了學生綠色化學的意識。另外,小量化實驗所用儀器較傳統儀器小,操作更輕松,可縮短實驗時間、降低儀器損壞率、節省實驗費用。
4.理順各實驗之間的聯系,充分利用試劑
在開設的環境監測與分析實驗項目中,有些試劑經常會用到,在常規的環境監測與分析實驗時,單獨對待每個實驗項目配制所需試劑,實驗結束后全部廢棄處理,從不考慮再利用。把綠色化學理念引入環境監測與分析實驗教學之后,綜合考慮實驗內容,研究并理順各個實驗所用試劑間存在的關系,通過合理安排實驗次序,開展關聯實驗串聯,一方面減少了藥品的浪費,另一方面也相對降低了對環境的污染。[2]例如,鉻是有毒金屬元素,在工業廢水化學需氧量的測定、工業廢水硫化物的測定、校園湖水溶解氧的測定中都要用到重鉻酸鉀標準溶液,溶液濃度分別為0.25mol/L、0.05mol/L、0.025mol/L,同時工業廢水硫化物的測定、校園湖水溶解氧的測定中都用到硫代硫酸鈉溶液,濃度分別為0.05mol/L、0.01mol/L,而水中鉻的測定中需要含鉻廢水樣品,綜合考慮四個實驗之間試劑的關系以及試劑的毒性危害,安排實驗以化學需氧量的測定、硫化物的測定、溶解氧的測定、水中鉻的測定先后次序進行。配制0.25mol/L重鉻酸鉀溶液、0.05mol/L硫代硫酸鈉溶液,在實驗中使用并稀釋再使用,剩余的不同濃度的重鉻酸鉀溶液作為含鉻水樣品,在水中鉻測定實驗中使用,通過這種方式節約了藥劑消耗量,減少了廢液,減輕了重金屬污染。
5.采用現代化多媒體輔助實驗教學
多媒體技術在化學實驗中的具體應用是化學實驗擺脫實物教育的一場革命,它的運用對解決化學實驗的環境污染有著積極的作用。在環境監測與分析實驗教學中,利用多媒體技術把必須使用有毒、有害試劑或實驗過程中排放出有毒的氣體或有毒廢液的實驗進行計算機模擬,對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進行仿真,用文字、聲音、圖像、動畫的效果讓學生有身臨其境的感覺,取得了較好的實驗教學效果,實現了環境監測與分析實驗綠色化。它的實施將對化學實驗綠色化,以及環境保護、增強學生的環境保護意識起到不可低估的作用。[3,4]
二、結束語
從防止環境污染和節約資源的觀點來改革傳統環境監測與分析實驗,把綠色化學教育貫穿于環境監測與分析實驗教學中,對培養大學生保護環境的素質有著重要意義。因此,在教學過程中,必須繼續積極探索環境監測實驗綠色化學模式,培養學生綠色化學意識,使學生樹立環保理念,正確地對待科學發展的利與弊,把綠色化學知識運用到今后的工作和生活中,為保護環境做出一定的貢獻。
參考文獻:
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篇8
關鍵詞: 分析化學實驗教學 創新能力 主動實踐能力 心理素質 道德修養
隨著科學技術的發展,社會對綜合型、創新型人才的要求不斷提高,培養學生的綜合能力和綜合素質,是高校教育工作者面臨的一個不可忽視的問題。教育部在“新世紀教改工程”中強調了新世紀人才的培養宗旨:注重學生綜合素質的提高,培養學生的創新意識和實驗能力[1]。分析化學實驗課程是重要的化學基礎課程之一,是綜合學生知識、能力和素質三者一體化的教育平臺。利用實驗教學直觀性、綜合性的特點,教師可以在分析化學實驗教學過程中激發學生的學習興趣,提高實踐能力,激勵創新思維,培養科學精神,促進學生知識、綜合能力和素質的全面發展。
1.結合當今學科前沿動態,激發學生的學習興趣,提高創新能力
大學的分析化學實驗偏重于理論的理解和實驗方法的掌握,如稱量、溶解、滴定等實驗,使得有的學生覺得實驗枯燥無味,從而導致學生對實驗課的興趣不高,達不到實驗教學的目的。
因此,在進行分析化學實驗課程的教學過程中,教師可以適當引入當前本學科研究的前沿來激發學生的學習興趣,端正學生的學習態度,啟發學生的創新思維能力。例如2002年獲得諾貝爾化學獎的三位科學為了研究蛋白質,采用創新的分析方法對蛋白質進行分離和測定,在生物大分子研究領域作出突出貢獻[2]。綠色分析化學是近年來受到廣泛關注的一門前沿科學,它是把綠色化學的基本原理應用于新的分析方法和技術方面,包括有綠色分析樣品前處理技術、綠色分析分離富集技術和綠色分析測試技術等內容。綠色分析化學旨在減輕分析化學對環境的影響,是今后分析化學的發展方向,在21世紀里綠色分析化學必將為人類可持續發展作出貢獻[3]。
當前科學技術日新月異,分析化學實驗的研究方法和手段也在不斷發生著變化。高校教師要勤于思考和深入鉆研,一方面要了解當前學生的基礎知識水平及思維方式等,另一方面要掌握本學科的發展動態,通過不斷學習來更新自己的知識結構,提高業務水平。同時結合教學過程,介紹先進的科研成果,在學生的頭腦中架起分析化學實驗與現代化學科技前沿的橋梁,以此來激發學生的學習興趣,逐步培養學生的創新能力。
2.改革實驗教學的方法,提高學生的主動實踐能力
通過開展分析化學實驗課外興趣小組和設立開放性實驗教學,可以培養學生動手實踐和自主學習的能力[4]-[5]。教師可以選擇開放部分實驗室給那些有科研興趣、勇于鉆研進取的學生。利用開放時間,教師可以調整部分實驗內容,加強理論與實際的配合,融入生活中的一些現象,指導學生嘗試做綜合設計實驗或進行課題研究。如水果中維生素C含量的測定、葡萄糖注射液中葡萄糖含量的測定、醫用雙氧水中過氧化氫含量的測定、雞蛋殼中碳酸鈣含量的測定、食鹽中碘離子含量的測定、學校及周邊地區生活用水鉛的測定等貼近生活的實驗可以列入設計性實驗中。在這個過程中,學生通過主動查閱文獻資料,設計實驗方案并解決實驗中的問題,不僅能培養動手操作及解決實際問題的能力,而且能初步掌握科研創新的基本方法,增強獨立思考、分析和解決問題的能力,培養進取心和實踐能力。
3.教書育人,提高學生的心理素質和道德修養
時代要求青年大學生要適應現代社會發展需要,能夠獨立地解決各方面問題,將來成為為國家及社會做作貢獻的人才。學生不但要具有扎實的專業知識,而且必須具有良好的心理素質、高尚的道德修養作為基礎。因此,高校教師可以利用分析化學實驗教學過程,積極引導大學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。
在開展實驗之前,教師通過組織學生集體討論預習時遇到的問題,讓全班學生都參與其中活躍實驗課堂氣氛,發揮學生的自主性,強化學生的主體意識,從而提高實驗的效果。在進行實驗的過程中,提倡學生與組員相互配合,強化團體合作和互助精神,加深同學之間的相互交流與溝通,有助于學生人際交往的正常發展。在學生遇到實驗出現異常情況或失敗的時候,教會學生要先冷靜地思考,理智地討論及分析原因,堅決不能為了得到好的實驗結果而篡改數據。這樣有助于培養學生實事求是的作風,良好的學術道德情操,百折不撓的探索精神。在實驗課訓練學生承受失敗的心理能力和加強學生主動解決問題的能力,培養學生良好的心理素質,有利于學生學好文化知識,順利完成學業,促進青年學生的個人全面發展。
進行愛國主義教育,培養民族自尊心和自信心,對學生的成長可起到導向與推動作用。在實驗的教學過程中,教師可以對學生介紹我國化學家作出的貢獻,使學生懂得每一種新成果的誕生,都無不包含著科學家們辛勤的汗水和孜孜不倦的追求精神,使學生了解到科學家獻身科學的高尚品質,從而受到啟迪和感染,產生獻身科學,報效祖國的道德追求。
進行責任感教育,對學生的個人成長可起到規范和保證的作用。教師在課堂上詳細講解如何正確、合理、合法地使用實驗藥品(特別是易燃、易爆、有毒的實驗藥品),強調違反操作要求所產生的嚴重后果,例如做實驗后有毒的廢液應進行處理后再倒入廢液缸,不能擅自把實驗藥品帶離實驗室,等等。在動手實驗之前,教師應介紹所用儀器的的基本原理和正確的使用方法,要求學生珍惜實驗室的公共資源。實驗開始要檢查實驗器材是否完整,結束后要整理好實驗臺,方便下組的同學。從實驗室的小事做起,培養學生的社會責任感,使學生樹立保護環境的信念,銘記遵紀守法的理念,不做危害國家和社會的事情。
4.結語
總之,在教學過程中,有目的地融入對大學生綜合能力和綜合素質的培養,是分析化學實驗教學系統中重要的組成部分,這也是一項長期的、艱巨的任務。教師應當充分發揮實驗教學的特點,為國家、社會培養出更多素質高、能力強的高質量人才,以適應社會發展對高校畢業生的更高要求。
參考文獻:
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[3]邵鴻飛,冀克儉,鄧衛華,華蘭,李艷玲.綠色分析化學技術研究進展[J].化學分析計量,2008,17,(1):78-81.
篇9
[關鍵詞]網絡課程;無機及分析化學;立體課程建設;實踐
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-4634(2012)02-0100-03
山東科技大學的《無機及分析化學》不僅是應用化學和化學工程與工藝專業最核心的專業基礎課,也是礦物加工、生物工程、環境科學與環境工程、無機非金屬材料工程和高分子材料與工程等近化學專業的核心基礎課程,主要為學生進一步學習《有機化學》、《環境監測》、《食品理化檢驗》、《高分子化學》、《生物化學》、《生化實驗技術》、《儀器分析》等核心專業基礎課打以及做畢業論文打基礎。
《無機及分析化學》課程是一門理論與實驗相結合的課程,針對不同專業的需要,山東科技大學有兩種方式進行教學:一種是將無機化學與分析化學整合成一門課程的短學時教學(近化學專業),一種是將無機化學與分析化學分開授課的長學時教學(化學專業)。
《無機及分析化學》網絡立體課程主要包括理論教學和實驗教學兩部分,經過十多年的教學改革和課程建設,形成了一套以培養應用型人才為特色的教學內容體系:在理論教學方面,本著應用為目的,夠用為度、適量超前的原則,以定量分析為主線,設置化學基礎原理和化學分析原理與技術兩大塊教學內容,準確、簡明的闡述最基本的無機及分析化學原理和規律,并使“分析與應用”貫穿于整個課程教學內容之中,體了重基礎、強應用、為專業服務的特色。在實驗教學方面,按照“基礎一綜合一應用”的思路設計的實驗教學內容,突出基礎技能為專業技能服務的特點,強化綜合技能的訓練。
1 《無機及分析化學》課程系列教材的建設實踐
教材的建設體了教學思想、培養目標、教學內容和課程體系的改革,是網絡立體課程建設的重要組成部分,是有效解決教學內容和教學方法存在問題的關鍵。
根據山東科技大學近化學、化工類專業本科生對化學基礎知識的要求,以少而精、精而新的原則,將傳統教學內容與代新知識相結合,對無機化學、分析化學、普通化學內容進行整合、革新和優化,注重對學生進行素質教育,編寫出版了21世紀高等院校教材《無機及分析化學》、《無機及分析化學實驗》和《分析化學實驗》。這些教材注重處理傳統學科與新興交叉學科知識的關系,在闡述基本原理和知識的基礎上注重內容的更新,體了材料、環境及生物類學科與化學學科的交叉與融合。將化學熱力學知識融入全書有關章節,并將四大平衡和四大滴定分析法有機結合。理論教學以化學熱力學基礎、物質結構、四大平衡為重點,適當簡化四大滴定分析法,而使其在實驗教學中加強簡化分子軌道理論、晶體場理論等難度較大的內容。編寫了綠色化學概論、材料與化學、生命與化學、環境與化學等作為培養學生興趣和擴大知識面的閱讀材料。通過閱讀材料部分的學習,既可使學生了解本專業的發展動態,擴大知識面,又能使學生了解化學基礎理論在相關學科中的重要地位,激發他們學習化學知識的興趣和熱情。編寫中力求使教材簡明扼要、概念準確、重點鮮明、深入淺出、通俗易懂、理論聯系實際,適用于礦物加工、材料、環境、生物工程等主要專業大類。
2 《無機及分析化學》課程立體化網站的建設實踐
按照國家、學校新修改的教學大綱的要求,對《無機及分析化學》課程進行了網絡立體化的全面建設,建立了《無機及分析化學》課程網絡平臺。將課程簡介、師資隊伍、理論教學、實驗教學、教學互動、教學視頻和化學資源等欄目的內容公布在山東科技大學的網站上。目前無機及分析化學理論教材、實驗教材、學習指導書、電子教案、課程網站等學習資源已經形成了全方位、立體化的課程教學體系。學生可不受時間和空間的限制,掌控自己的學習過程。
在教學理念方面,把培養學生的科學素質和創新精神放在第一位,把無機及分析化學課建設成為既是學生學習科技知識的基礎課,又是培養學生科學素質的基礎課。理論課教學以無機化學基本原理為主,以物質結構基礎為依據,以四大平衡原理為重點,以重要元素及其化合物的結構、組成、性質、變化規律及其含量測定為目標,以指導學生自我學習為方法。實驗教學以化學分析技術和技能訓練為核心和重點,強化基本技能訓練,強調系統分析問題和解決問題,重視系統性、綜合性、設計性實驗。礦物加工、材料科學、生命科學、環境科學等諸學科的研究和發展都離不開無機化學、分析化學原理和技術的進步與發展,要不斷建立礦物加工類、材料類、環境類、生物類幾個模塊相關專業的課程體系和教學內容。
3 在教學實踐中改革教學方法,增強師生互動
網絡立體化教學的多樣性,給不同層次的學生提供了適合自己的教學平臺。學分制的改革,作為基礎課的《無機及分析化學》的學時數也在減少,這對教學內容和教師的教學水平提出了更高的要求,必須不斷進行教學內容更新,教學方法、教學手段及考試方法的改革。無機及分析化學內容廣泛,涉及物質結構理論基礎、化學反應基本原理、溶液平衡、化學分析、元素化學、部分儀器分析等內容。課程講授不可能面面俱到,要在吃透教材的基礎上分層次合理安排講課內容,注重難點和重點引導,精講與對比分析討論,如四大平衡與四大滴定,同時注意引入學科前沿知識。在教學方法上,主要是講重點、講難點、講思路、講方法、講應用,形成了“課內講授一課外講座一輔導答疑一考核評估”教與學一體化的互動教學模式,既注重培養學生的邏輯思維能力,又注重培養學生的創新精神和自主學習的能力。
《無機及分析化學》的教學課程在大學一年級進行,該課程的學習不僅使學生在知識上有所積累,而且在學習能力上也應得到較大提高,要求學生做到課前預習、課中互動、課后小結,學會學習的方法。在教學中針對部分內容,要求學生自學,有些延伸內容,要求學生查閱有關學術期刊,并撰寫小論文、課堂討論,最后教師總結。同時充分運用代教育技術,將傳統的教學方式與代化教學手段相結合,大大提高課堂效率。此外,也在網絡課程中制作了大量的圖片、圖表、動畫、錄像等素材和資料,用以表課程教學內容。
不斷進行考試方法的改革。鼓勵學生撰寫讀書報告和科技“小論文”,培養學生科學研究的意識、習慣和能力,有助于學生對化學知識的深入理解及綜合運用。期末成績由考勤、平時作業、課堂提問、單元測驗、期末考試等成績綜合評定,撰寫的讀書報告和科技小論文實行額外加分,根據撰寫的質量在總成績中加0~10分,若能達到公開
發表的水平最多可加10分,但課程總成績最多為100分。
4 《無機及分析化學》實驗課的改革實踐
實驗改革的目標是通過系統的實驗教學,加強基本訓練,著重能力培養,強化創新意識。創造性教育要求對學生既要有基礎知識和新的專業知識的傳授,又要有自學能力、獨立思考能力、動手能力的培養,尤其是代意識、競爭意識的培養。自2004年起,根據山東科技大學實際情況和學生不同層次、不同專業的培養要求,對原實驗課程體系、教學內容和方法進行改革,建立和完善了無機及分析化學實驗課的教學內容,按照基礎實驗一綜合實驗一設計實驗3個層次推進教學進程。建立了以實驗技術要素為主線的實驗教學體系,設計了適合山東科技大學不同學科學生的多層次實驗教學內容,為學生個性發展、潛能開發以及優秀學生脫穎而出創造條件。開放實驗室,使一些不能在課堂上完成的實驗得到補充,同時學生也可以自己設計一些感興趣的實驗,在教師的指導下進行,從而使學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力得到進一步提高。無機及分析化學實驗形成了多層次的實驗教學體系,多模塊的實驗教學內容,預約開放式教學模式。為此,無機及分析化學實驗課程教學采取了以下改革措施。
1)對無機及分析化學實驗教學內容進行了重組,并進行綠色化改造。本實驗課注重在繼承傳統內容的基礎上創新,增加設計性實驗,加強綜合性實驗,減少驗證性實驗。根據無機及分析化學實驗的特點,用綠色化學的觀念對傳統化學實驗進行了改造,實了“性質實驗點滴化、制備實驗小量化、分析實驗減量化”,這樣在常規儀器中完成無機及分析化學的實驗教學,不僅大量減少了化學試劑和藥品的消耗,節約了實驗消耗費用,而且也加強了學生的環保意識,收到了良好的效果。
2)正確認識理論課教學與實驗課教學的關系。在無機及分析化學實驗教學中,學生應始終處于主置,教師則處于為實驗教學服務的主導位置。作為實驗教學主體的學生,在繼承傳統知識和技術的基礎上,重點進行知識和技術的應用和創新;作為主導教師,在搞好實驗教學引導工作的同時,加強自身知識和技能的擴展和更新,達到知識豐富、技術熟練和教學方法科學而實用的要求。
3)多媒體輔助教學和開放實驗室緩解實驗課時少、內容多的矛盾。隨著單一、驗證性實驗向綜合性、設計性實驗的轉化,實驗教學內容不斷豐富,往往一個連續的系統的試驗中涉及好幾個相關的實驗技術,由學生自己動手設計并完成整個實驗,由此開設綜合實驗面臨著如何在有限時間內讓學生掌握更多實驗技術的難題。對于無機及分析化學實驗課,使用多媒體技術輔助教學,利用錄像演示實驗技術的操作要點,再實驗進程和結果,增強學習效果。建立了仿真實驗室,學生可以在計算機上進行無機及分析化學實驗等課程的仿真實驗,同時可進行相應的預習。
4)形成了基礎-提高-突優-參與科研4層次的開放實驗教學模式和管理方法,完善了對不同層次學生因材施教的實驗教學方法。在生產實踐中發、研究、分析和解決問題,這對于培養學生分析問題和解決問題的能力,培養創新意識和實踐能力有著不可替代的作用。無機及分析化學實驗室成為大學生科技創新創業的基地,幾年來山東科技大學啟動“挑戰者杯”、“大學生實驗技能大賽”、“大學生創新基金項目”等多項大學生科技創新資助計劃,開放無機及分析化學實驗室,為其高質量完成項目提供條件保證。
篇10
關鍵詞:無機與分析化學實驗;層次化教學改革;多元化教學模式;綜合考核方法
實驗是理論教學的深化和延續[1],是培養學生動手能力和創新能力的重要實踐環節,教學水平和質量對學生實驗能力起著非常重要的作用,其重要性不言而喻。“無機與分析化學實驗”單獨設課,是化學專業重要的基礎課,通過實驗獲得感性認識,加深并鞏固學生對基本理論和概念的理解。規范并熟練地掌握實驗基本操作技能,學會觀察實驗現象,正確使用與維護實驗儀器,了解化學試劑性能及特點,正確處理實驗數據及表達實驗結果。培養學生優良的實驗素質,創新意識,科研論文寫作能力,激發學生學習主動性,建立團隊意識。但是,目前實驗教學中存在諸多弊端,如實驗內容陳舊,教學方法滯后,學生缺乏探究能力,操作技能和實踐能力訓練尤感不足,實驗成績評價體系單一。筆者在教授大一學生過程中,發現學生重理論輕實驗,實驗投入精力不足,不能運用所學理論知識,解釋觀察到的實驗現象,對實驗缺乏理解,達不到實驗目的。為此筆者根據十多年從教的教學體會,從教學內容設置,教學模式,實驗考核方式等幾個方面探討“無機與分析化學實驗”改革的思路和想法.
1改革教學內容,建立層次化教學體系
傳統實驗課為“注入式”教學模式,教師是教學活動主體,教師教什么,學生就學什么。教師按照實驗步驟講解,學生按照實驗要求完成,這種方式不能激發學生做實驗的主動性和積極性,學生學而不思,不利于創新能力的培養。為此將實驗分為操作性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗四個層次開設,盡量避免安排重復的實驗內容。
1.1嚴格規范操作技能訓練
操作性實驗著重強化學生實驗基礎知識和基本操作技能的嚴格規范訓練,這是“無機與分析化學實驗”教學的重要環節,為后續實驗課程、各專業實驗課、未來獨立從事科研乃至走向社會奠定堅實基礎。教師可以適當調整教學大綱,如以往老式半自動電光分析天平因磨損、老化被淘汰,引進電子天平,實驗操作簡單快速,稱量操作得到簡化。因此,稱量操作練習的課時應縮減。實驗基礎知識包括常用玻璃儀器(量筒和量杯、移液管和吸量管、容量瓶、錐形瓶、酸式滴定管和堿式滴定管)的洗滌和使用[2],化學試劑規格和取用(固體試劑和液體試劑),實驗室用水的要求、制備和檢驗等。基本操作技能包括溶液配制,固液分離,過濾(常壓過濾、減壓過濾和熱過濾),沉淀洗滌、干燥和灼燒,蒸發和濃縮,結晶和重結晶,稱量等。教師邊演示邊講解并強調操作要點,如演示最簡便常用的常壓過濾(沉淀為微細結晶)。將濾紙整齊地對折,然后再對折(四折法折疊)。記住第二次不要折死,將錐體打開,放入漏斗,如上邊緣不密合可改變折疊的角度,使濾紙與漏斗密合,此時再折死。打開三層的一面對準漏斗出口短的一面,食指按緊三層的一面,用洗瓶吹入少量蒸餾水以潤濕濾紙,輕輕按濾紙,使濾紙錐體上部與漏斗間無氣泡,濾紙錐體下部與漏斗內壁形成縫隙。然后加水至濾紙邊緣,此時漏斗頸應全部充滿水并形成水柱(重點強調)。接著學生自己練習,教師巡視及時發現并糾正學生操作上存在的問題,然后請一位學生演示操作,其他學生點評,最后教師總結,定量轉移沉淀是保證測量結果正確可靠的關鍵,應注意以下五點:(1)每次轉移至漏斗中的溶液量不得超過漏斗容量的2/3,液面應低于濾紙邊緣1厘米左右。(2)溶液轉移完畢,容器壁上粘附的少量沉淀可用少量洗滌液并用小片濾紙或淀帚輕輕洗擦,直至確認全部洗凈為止。(3)對比較穩定的沉淀必要時可略提高溶液溫度以增加濾速。(4)在保證不穿濾的情況下,可用減壓抽濾以提高濾速,但絕不允許翻動濾紙或用玻璃棒攪拌以提高濾速。(5)過濾時濾紙與漏斗壁間勿存有氣泡,以使支管內形成水柱而加大濾速。同時漏斗下支管管口緊貼在濾液容器壁上,這樣既可提高濾速,又可防止濾液迸濺而造成的損失。
1.2選擇現象明顯經典的驗證性實驗
驗證性實驗重復內容較多[3],尤其是元素部分,很難調動學生積極性,不利于學生創造能力和綜合素質的提高。因此,精選驗證性實驗十分必要,實驗重點應包含化學原理、常數測定及少數重點元素化合物。要求學生預習時將實驗步驟設計成實驗流程方框圖,清清楚楚,一目了然,元素實驗采用啟發式,通過小改進使得現象更加明顯,激發學生學習興趣。如比較E(Fe3+/Fe2+)、E(Br2/Br-)和E(I2/I-)電對電極電勢的相對大小,指出最強的氧化劑和最強的還原劑。實驗內容:(1)取一支試管加入1mL0.1mol/L的KI溶液和5滴0.1mol/L的FeCl3溶液,有何現象?(2)取一支試管加入1mL0.1mol/L的KBr溶液和5滴0.1mol/L的FeCl3溶液,能否發生反應?因FeCl3溶液本身就是紅棕色(或棕紅色),實驗很難判斷是否有紅棕色(或棕紅色)的I2析出,經改進的實驗內容為:取一支試管加入1mL0.1mol/L的KI溶液和5滴0.1mol/L的FeCl3溶液,有何現象?再加入1mL淀粉溶液,振蕩試管,溶液顏色有何變化?因I2遇淀粉溶液變藍,所以就能很清楚地判斷出是否有I2析出。
1.3增加綜合性實驗
為提高學生綜合素質和能力,有必要增加綜合性實驗,它與基本操作實驗和驗證性實驗相比有一定難度,目的是訓練學生對所學化學知識和實驗技能的綜合應用,綜合性實驗涉及化合物制備、含量測定和結構表征。物質制備綜合性實驗有:工業硫酸銅提純和等級檢驗、硫酸亞鐵銨制備和質量鑒定、三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀制備和配離子組成測定等。含量測定綜合性實驗有:電位滴定法測定H3PO4的Ka1和Ka2、水泥熟料中SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO含量的測定、高錳酸鹽指數的測定(酸性法和堿性法)等。物質制備訓練了學生的稱量、溶解、加熱、攪拌、沉淀、分離、過濾(常壓過濾和減壓過濾)、蒸發濃縮、結晶和干燥等基本操作實驗技能。如減壓過濾要點:(1)濾紙略小于漏斗內徑,但又能蓋沒全部瓷孔。(2)布氏漏斗下端斜口應朝向吸濾瓶支管。(3)臨用前先潤濕濾紙,抽氣使慢慢貼緊,再往漏斗內轉移溶液。(4)先拔去連接吸濾瓶的橡皮管,再關掉連接水泵的開關。(5)盡量抽干樣品,可壓緊漏斗內樣品。物質含量測定訓練學生的標準溶液配制、滴定分析(酸堿滴定、沉淀滴定、配位滴定、氧化還原滴定)(直接滴定、返滴定、差減滴定)、指示劑正確選擇和滴定終點判斷掌握、比色法中標準曲線繪制和含量定量分析等分析方法綜合實驗技能。學會運用有效數字處理實驗結果,對實驗結果進行互動式和啟發式教學討論,與學生共同探討實驗成敗的關鍵,分析其結果偏高或偏低的原因,最后撰寫實驗報告。實踐證明,綜合性實驗雖然花費較多時間(有的學生為了得到滿意結果,多次重復操作),但學生收獲很大,真正體會到大學實驗課與中學化學實驗的不同。
1.4增加設計性實驗
設計性實驗營造研究氛圍的實驗課堂[4],讓學生體驗科研工作的艱辛,這對提高學生的創新實踐能力和科研素質十分有利。教師根據教學大綱要求并結合實驗室現有條件給出題目,2~4個學生組成實驗小組,運用已掌握的基本知識和實驗技能,自己查閱文獻資料,擬定實驗項目,設計實驗方案并獨立完成。這對學生的培養是多方面的,尤其是學生科學思維和創新意識等綜合能力,大大激發學生求知欲望,學以致用,學習態度由被動轉為主動。在實驗過程中,學生是主體,教師起著引導、解惑、答疑和監督作用。教師必須清楚學生實驗過程中遇到的各種問題和解決方案,學生在實驗過程中隨時與教師討論溝通。要求學生實驗報告按照科研論文格式完成,傳統學生完成實驗報告,大部分都是將教材內容重抄一遍。設計性實驗沒有現成的實驗步驟參考,學生要查閱相關文獻資料,并學會引用他人文獻。設計出規范的實驗路線、方案步驟,通過實驗驗證方案的可行性,發現問題及時調整實驗方案。最終完成實驗報告,也培養了學生的科研寫作能力,學生的成就感極大提升。另外,幾個學生組成實驗小組,學生之間的溝通交流能力和團隊合作意識都得到加強鍛煉。設計性實驗多多益善、值得推廣,在提升學生科研素質的同時,教師也得到進一步拓展。設計性實驗形式多樣,可以是教師的科研課題,讓優秀學生參與部分課題研究。也可以對經典實驗方法或步驟或條件進行改進,寫出改進后的優點,鼓勵學生以論文形式發表,增強學生的科研自信心。也可以根據學生自己興趣自擬研究課題,如維生素C(瓜果和蔬菜)提取和含量測定、雞蛋殼中鈣含量測定等。同時開展多種形式的課外科技活動,如“ASC杯”大學生科技節趣味化學競賽,將專業知識與實際生活相結合,讓學生真正體會學習樂趣。
2改進教學模式,提高教學質量
2.1將傳統實驗模式改革為多元化教學
改變傳統單一教學模式,采用多元化教學方式[5-6],將現代多媒體技術與傳統板書教學優勢互補。教師將基本操作制成多媒體教學課件放在網上,讓學生提前預習,獲得感性認識,效果顯著。使實驗由抽象變形象,由復雜變具體,提高教學質量。污染嚴重,對人體有毒有害的驗證性實驗,如鉛、鉻、銀、鎘和汞重金屬元素及相應化合物性質,可拍攝錄制視頻多媒體課件向學生播放。這樣既保證理論知識的系統性,又使學生對實驗步驟、現象、污染程度等各方面知識更充分理解。這種教學方式使枯燥的實驗變得形象生動,充分調動學生的積極性和好奇心,不僅節省時間,還避免傳統板書的單調枯燥。還可利用便捷豐富的網絡共享視頻向學生展示實驗儀器設備、實驗步驟、以及目前無法達到實驗條件的實驗,該模式,保證實驗安全性和趣味性,有效提高實驗教學質量。注重教學與科研有機結合,鼓勵教師將最新學科發展前沿,科研成果與技術融入實驗教學內容中,每年更新實驗內容,至少開出2個新實驗,新實驗主要來自教師在研項目或科研成果。
2.2實行開放式實驗教學模式
《教育部普通高等學校本科教學工作水平評估方案》已明確把“實驗室開放時間長、開放范圍及覆蓋面廣,效果好”作為實驗室建設目標[7]。因此要調動實驗教師開放實驗室的積極性,充分利用實驗室重要場所。在保證日常教學任務完成情況下,對本專業學生,可根據實驗室和學生課余時間,安排一系列開放性實驗供學生選擇,學生可以以班級或小組為單位,按照自己水平和興趣從中選擇。這種開放式實驗教學模式的教學理念,更有效促進實驗教學改革發展,凝練學科特色和提高實驗教學質量。開放性實驗促使學生主動思考,引導學生思維縱向和橫向深發展,激發興趣,培養獨立思考、分析問題和解決問題能力。對全校學生可以利用周末、節假日或寒暑假進行開放,學生必須提前申請(個人、小組或班級均可),申請時說明時間、實驗目的、實驗所需儀器及藥品,獲得申請許可的學生,在指導教師陪同下,進入實驗室進行大學生科技創新綜合性實驗(科技制作,科研訓練,學科競賽,研究性、探討性、創新性、設計性實驗)。實驗室利用現有科研儀器設備,為學生提供開放式實驗教學平臺,不僅達到開放式實驗教學目的,而且提高了儀器設備使用率,避免儀器設備浪費,真正實現實驗資源有效共享。
2.3樹立綠色化學理念,更新優化完善實驗內容
學校要將綠色化學教育融入到化學實驗中,改進以前只重視實驗有效性,而忽視實驗對環境造成的嚴重污染[8]。應從調整完善實驗內容、更新實驗形式、消除實驗生成物的危害三個方面著手,促使綠色化實驗進程。首先,調整完善實驗內容,科學安排綠色化學實驗。在不影響培養學生實驗操作能力前提下,優化實驗內容,改進實驗方案,盡量選擇綠色化學實驗,刪除毒性較大的實驗,以減少環境污染,讓實驗向著綠色化方向靠攏。同時,合理安排實驗順序,把實驗串聯起來,將上一個實驗產生的生成物(產品)能成為下一個實驗的反應物(原料),實現廢物利用,減少環境污染。如硫酸亞鐵制備及質量鑒定硫酸亞鐵提純和等級檢驗硫酸亞鐵銨制備和質量鑒定三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀制備和配離子組成測定。以鐵屑和稀硫酸為原料制備硫酸亞鐵。接著以自己制備的硫酸亞鐵為原料,進行下一個實驗,硫酸亞鐵提純和等級檢驗。接著再以自己提純的硫酸亞鐵為原料,加入等物質量的硫酸銨,進行下一個實驗,硫酸亞鐵銨制備和質量鑒定。最后以自己制得的硫酸亞鐵銨為原料,先加草酸制得草酸亞鐵(沉淀反應),然后在過量草酸根存在下用過氧化氫(氧化還原反應)氧化制得三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀。通過微型化學實驗更新實驗形式,以推進綠色化發展,微型化學實驗以較少的化學試劑用量完成實驗,它在減少環境污染、節省實驗開支和學時方面都具有較大的優勢。如試管驗證性實驗,取樣量均為1~2mL,現改為點滴板實驗,取樣量均為1滴。微型化學實驗無形中提高了學生的操作規范和水平,因為它有更高要求的實驗水平。
3建立科學考核方法的具體思路
通過多年無機與分析化學實驗教學發現,沿用以往實驗報告70%,期末考試30%為依據的考核方法,不能全面、客觀和合理地評價學生的真實水平、操作技能和動手能力。該考核方法會導致學生不重視實驗課(不認真做實驗),只要實驗報告寫好就能取得好成績,甚至抄襲,完全達不到實驗目的。為此,必須調整考核方法[9-10],應將實驗過程考核貫穿于整個體系中,考核應該全方位、客觀和合理的評價學生。建議具體考核方法如下:實驗成績由平時成績40%、實驗過程30%和期末考試成績30%三部分組成。平時成績由“日常考勤、實驗預習、課堂發言、儀器整理、衛生、實驗報告”六個方面的綜合表現給出。實驗過程由“查閱資料、實驗操作方案設計、實驗技能(操作過程和熟練程度)、數據記錄與分析”組成。期末考試由“理論筆試和現場實際操作”構成。理論筆試命題主要是實驗原理、方法、現象和反應方程式,側重點與平時講課內容相匹配,重點內容重點考核,一般了解性內容也占一定比例。現場實際操作考察學生實際操作技能,為學生準備多個實驗題目,學生抽簽選題來完成相關實驗操作及報告。該考核方法從實驗教學的每個環節出發,細節量化且落實到實處。學生最終實驗成績的評定更為公平合理,避免學生產生心理誤區,培養學生認真嚴謹的實驗習慣和工作作風,重視無機與分析化學實驗,提高實驗教學質量。
4結語
“無機與分析化學實驗”教學改革,沒有固定教學模式,各個學校的發展不同而各有特色。應堅持不斷探索和嘗試,總結和完善,使“無機與分析化學實驗”改革達到預期效果。在實驗教學中要敢于創新與實踐探索,通過改革培養更多符合社會實際需要的應用型人才,為進一步深化教學改革貢獻自己的綿薄之力。
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