选修课中微型绿色化学实验的探索和实践论文(锦集15篇)由网友“庙鹿”投稿提供,以下是小编整理过的选修课中微型绿色化学实验的探索和实践论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
篇1:选修课中微型绿色化学实验的探索和实践论文
选修课中微型绿色化学实验的探索和实践论文
选修课中微型绿色化学实验具有仪器容量小、药品用量少、操作简单、实验过程快、现象明显、实验成功率高、节省实验时间、安全性高、操作性强、污染低或无污染、趣味性高等优点。有利于实验课的开设,提高学生动手操作的机会。采用微型实验改进化学实验教学,将实验微型化、趣味性、节能化、环保化和创造性融为一体,有利于培养学生良好的环保意识、资源意识、安全意识、创新意识。注射器是一种普通的医疗器械,但它在化学实验装置和习题中出现得越来越多,如上海高考化学试题的26题就是利用注射器来考查实验的创新能力。我在平时化学实验中,巧用注射器改进实验方法进行微型绿色化学实验方面做了一些尝试和整理,和各位同仁一起探讨和研究。
一、实验改进
1.氨气喷泉的微型实验
(1)设计意图
氨气的喷泉实验是高中化学的重要演示实验,教材中实验装置如图所示。该实验操作要求老师课前预先收集好氨气,到时课堂再做演示,由于氨气易扩散,如果当时制取氨气教室通风不好,容易泄露氨气,造成污染,如果将实验改进成将氨气的制备和氨气的喷泉实验结合在一起的二合一微型实验装置,操作简单,成功率100%,也非常适合于学生分组实验。
(2)改进的实验装置
(3)实验说明
①装置中所用的仪器是医用一次性注射器,在去掉活塞的注射器针筒中注入生石灰,用另一注射器吸入浓氨水,将注射器内的浓氨水注入针筒内,浓氨水遇生石灰迅速产生氨气,将上部注射器活塞上推。
②用注射器吸入一定量酚酞试液,将注射器针头刺入含有大量氨气的针筒内,尽可能将针头全部插入注射器,再轻推注射器活塞,将少量酚酞试液注入注射器针筒内,针筒内很快就形成红色喷泉。
③该实验操作简单,现象明显,针筒不需干燥,适合学生的分组实验使用。
2.空气中氧气含量的测定
(1)设计意图
空气是学生从化学角度认识的第一种物质,了解空气的成分并通过实验探究空气中氧气的体积分数是《化学课程标准》的重要内容之一,引导学生认识和探究身边的化学物质,了解化学变化的奥秘,激发化学学习的兴趣,是初中化学教学的重要内容。按照人教社初中化学课本上的实验装置测定空气中O2含量时,如图,存在以下问题:容器较大,容积5等分存在一定误差;所需红磷较多;水位上升位置误差较大。为了简化实验操作,减小误差,可对该实验作如下改进。
(2)改进的实验装置
(3)实验说明
①用试管作反应容器,磷的燃烧均在密闭容器里进行,可防止白烟污染空气。用20mL注射器(活塞事先处在10mL刻度处)测量磷燃烧消耗的氧气体积。
②操作:A.检查装置的气密性。B.装药品,连好仪器。C.夹紧弹簧夹,加热白磷,观察现象。D.燃烧结束,试管冷却后松开弹簧夹,可以看到活塞慢慢左移到2mL刻度处,说明空气中氧气的体积分数为1/5。
3.铜与稀硝酸反应的实验
(1)设计意图
课本中的铜与稀硝酸反应的实验是在试管中进行的,其缺陷有:生成的一氧化氮气体的无色不易观察;无色气体变为棕色的界限不清。如果将注射器引入实验中,可以让装置密封,气体不能外逸,便于学生观察NO为无色气体,一氧化氮的生成与一氧化氮的转化可以(即生成二氧化氮)分阶段进行。
(2)改进的实验装置
(3)实验说明
①拔下注射器内的活塞,向注射器的玻璃筒内放入少量已绕成螺旋状的细铜丝。
②装上注射器的玻璃活塞,推动活塞排尽玻璃筒内的空气,吸入少量的稀硝酸。并让学生观察实验现象。
③待注射器玻璃筒内的无色气体的体积约为2ml时,取下橡皮塞,拉动活塞吸入少量的'空气后再迅速在注射器的针头部位塞上事先配好的橡皮塞。并让学生观察实验现象,会看到有红棕色气体产生,现象明显。
④将氢氧化钠吸入注射器内,将剩余溶液和有毒气体除掉。
4.Fe(OH)2的制备
(1)设计意图
氢氧化亚铁的制备原本是教师演示实验,教材演示实验中出现的违反常规的操作(即滴管插入液面下)肯定会引起学生的疑惑,这恰恰正是探究的绝佳素材;而且按照教材中的要求制备氢氧化亚铁,很难观察到理想的实验现象,白色沉淀中往往夹杂着灰绿色,几乎分辨不出。教材由此要求学生推理出氢氧化亚铁很不稳定,很快被空气中的氧气所氧化,这难以使学生信服,影响了学习效果。此实验若采用注射器来完成,则效果明显。
(2)改进的实验装置
(3)实验说明
①用甲注射器吸入约10mlFeSO4溶液,并将针头插入胶塞封闭。
②用乙注射器吸入约10ml氢氧化钠溶液。
③将乙注射器中的氢氧化钠溶液慢慢推入甲注射器中,可看到甲注射器内生成白色沉淀。
④拿掉乙注射器,将甲注射器活塞左移,吸入一定量空气,可观察到白色沉淀变为灰绿色又变为红褐色的现象。
5.氯气喷泉的微型实验
(1)设计意图
在教学中对于Cl2在有机溶剂中的溶解性教材中没有说明,通过Cl2能与无水乙醇和NaOH溶液形成喷泉微型实验,使学生亲身体验并认识到Cl2易溶于有机溶剂,同时加深对Cl2与碱溶液反应的化学性质的理解。
(2)改进的实验装置
(3)实验说明
①装置中所用的仪器是医用一次性注射器,在去掉活塞的注射器针筒中加入约0.1gKClO3粉末塞上橡胶塞,在另一注射器中吸入少量(约0.5mL)的浓盐酸,将注射器内的浓盐酸注入加入KClO3粉末的针筒内,KClO3遇浓盐酸迅速产生Cl2气体,将上部注射器活塞上推,片刻后拔出针头和注射器。
②用注射器吸入一定量无水乙醇,将注射器针头刺入含有大量Cl2的针筒内,尽可能将针头全部插入注射器,再轻推注射器活塞,将少量无水乙醇注入针筒内,针筒内很快就形成喷泉。
③该实验操作简单,现象明显,适合学生的分组实验使用。
④NaOH与Cl2的喷泉实验步骤同上。
6.影响化学平衡的条件
(1)设计意图
教材中对于压强对化学平衡的影响,没有实验,不利于学生形成直观的思维。此处如有实验,则便于学生理解。同时教材中浓度对化学平衡的影响的演示实验又要用到NO2和N2O4,所以此处可将两个实验放在一起完成,增加课堂教学效果。
(2)改进的实验装置
(3)实验说明
①用一支注射器(50ml或更大些的)吸入约30ml二氧化氮和四氧化氮的混合气体,并将针头插入胶塞封闭。
②将注射器活塞反复往里推和往外拉,可以观察到随压强变化对化学平衡的影响。当活塞往外拉时,混合气体的颜色先变浅又逐渐变深。应怎样理解呢?这必然是由于针筒内体积增大,使气体的压强减小,浓度也减小,颜色变浅。后来颜色逐渐变深,这必然是由于化学平衡向着生成NO2反应的方向即气体体积增大的方向(每1体积N2O4分解生成2体积NO2)移动了。当活塞往里推时,混合气体的颜色先变深又逐渐变浅。这必然是由于针筒内体积减小,气体的压强增大,浓度也增大,颜色变深。由于化学平衡向着生成N2O4的方向即气体体积缩小的方向移动,因此混合气体的颜色又逐渐变浅了。
③将注射器分别浸入热水和冰水中,请学生仔细观察两次实验中的注射内气体颜色的变化,并通过与原注射器内颜色相比,说明二氧化氮双聚成四氧化氮是放热反应还是吸热反应。
二、开展微型绿色化学实验的意义
1.传播绿色化学理念
微型绿色化学实验具有重大的现实意义。用尽量少的试剂做实验,既可节约开支,又能避免污染环境,同时又保证了实验的安全。微型化学实验使用试剂为常规量的(十分之一——百分之一),体现了绿色化学预防化学污染的原则,也体现了化学实验由“粗放型”到“集约型”的发展趋势。
2.转变化学学习方式
开展微型绿色化学实验设计可以给学生提供更多的动手机会,有效增强学生实验的参与度,促进学生学习化学方式的改变,借助微型化学实验这个平台使学生亲身体验、在实验中提高、在交流中升华、在解决问题中提高能力、在设计中体验创新。
3.落实新课改精神
微型实验既有助于解决实验仪器、药品的短缺问题,又可以培养学生的创新精神和实践能力,使学生自觉养成节约意识和环保意识,从而更好地落实新课标精神。
4.开展微型绿色化学实验要探究的问题
(1)由于微型化学设备的微型化,所用药品的微量化,导致了与常规实验在规范化操作上存在一定的差异。从培养学生基本操作技能的角度讲,微型化学实验存在一定的局限性。
(2)由于微型化学实验与一般实验仪器差别很大,教师在指导微型化学实验时一定要注意实验条件的探索。如微型塑料型仪器不能加热,塑料本身能与一些化学试剂起反应而使其应用受到影响。
三、问题与讨论
1.存在的问题
(1)微型实验不适合作为演示实验
由于仪器、装置及实验规模都小,实验的可见度低,如果不采用投影仪等放大实验现象的补救手段,其不适于用做演示实验。
(2)微型实验不适用于定量实验和对反应条件有一定要求的实验
微型化学实验的反应物及产物的量都小,沾附在容器壁上的药物占整个反应物或生成物的比偏大,在制备实验、定量实验中因产率过低而使实验无法得到准确的结果。另外,微型化学实验在搅拌、抽滤、分液、萃取、控温等实验操作上难度较高,学生难以操作。
2.几点建议
(1)一定要注意实验的安全性
化学实验具有一定危险性,任何不当都可能造成不可挽回的损失,因此,微型化学实验必须在有安全保障和教师的指导下进行。在实验的准备阶段:问题的提出、实验课题设立,实验物质分析,都要进行必要的安全评估。以避免学生利用微型化学实验手段进行探究时发生妨碍社会家庭生活的情况,如中毒、放射性危险、仪器爆炸等不良后果。
(2)强化使用微型化学实验进行研究的目的性
没有目的的实验只是玩。教师不但要让学生学会利用实验进行研究,还要教会学生查阅科学文献确定实验目的的方法,以及养成真实记录实验现象和数据的科学习惯。这也是教师在微型化学实验教学中必须发挥的关键的作用。
此外,还应重视对实验中得不到正确现象的失败原因的分析。化学实验是失败的艺术,微型化学实验也是培养学生善于找到失败的原因,改进实验器材和方案,这才是最大限度地发挥微型化学实验的作用的根本。
(3)教师应加强对中学微型化学实验的设计、方案的研究
微型化学实验替代常规实验,药品的用量、仪器设备的变化会引起试剂浓度、仪器规格、实验条件的改变,因而不能完全照搬常规实验的条件和方法。这就需要老师不仅在平时教学中作个有心人,还应多浏览学习《化学教学》《化学教育》《中学化学教学参考》和《化学通报》等刊物上发表的有关中学微型化学实验方面的设计、改进的方案。对素材逐一进行研究,不断优化,提出自己切实可行的、科学的新思路、新方法、新方案。“他山之石,可以攻玉。”在可能的条件下,也要研究国外的中学微型化学实验的设计、方案,探求人家的设计思路,找出值得借鉴之处,丰富经验,开阔视野。
篇2:高中微型化学实验的实践论文
1 微型化学实验( Microscale Laboratory,ML )
崛起于20世纪80年代的微型化学实验是国际公认的一种在微型化的条件下对化学实验创新性变革的新技术和新方法。简单地说,就是以尽可能用少的药品来获取最有效的实验信息,具体讲就是药品用量少(一般为常规量的1/10~1/1000)、仪器容量小、基本无污染、操作简单、方便省时、实验现象直观明显的化学实验。微型化学实验因其具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点,并以其良好的教学功能和教学效果,在化学实验教学改革等领域扮演着重要的角色,引起世界各国化学界的高度重视。
中学微型化学实验就是把微型化学实验的理念应用于中学化学实验中,其基本特征是:(1)仪器微型化,药品用量少;(2)微型化学实验不是常规化学实验的简单缩微或机械减量,而是在微型化的条件下对实验重新设计与探索,达到以尽可能少的药品来获取尽可能多的、最为有效化学信息的目标,是在微型化的条件下对常规化学实验的创新性变革。
篇3:高中微型化学实验的实践论文
近年来,结合《中学微型化学实验的研究与实践》课题笔者主要开展了以下四个方面的一些实践与探索。
2.1减量(Reduce)
减量主要是减少药品的用量,主要是以下2方面:
(1)利用小试管、点滴板、多用滴管、井穴板等微型化的仪器,如高一的《氯、溴、碘的性质 氯离子的检验》、《同周期、同主族元素性质的递变》、《浓硫酸的性质 硫酸根离子的检验》,高二的《镁、铝及其化合物的性质》、《乙烯的制取和性质》、《铁及其化合物》、《化学反应速率 化学平衡》等实验中均以12w70 mm的小试管来代替常规试管。在《乙烯的制取和性质》的实验中,改换反应容器后使得乙醇与浓硫酸的混合液由书上的18ml 降为2~3ml。在我们回浦中学高一有24个班、高二有24个班、高三有18个班,每班每次实验分成28组。按现有的高二有18个班来计算,每组能节约混合液15 ml,每班至少可节约420 ml,高二年级就可节约10080 ml。耗时方面,原来按书本上要求做,完成性质实验的全过程一般需十多分钟。现在只需三分钟左右即可。由此,还可大大节约作为能源的乙醇的消耗。
在《浓硫酸的性质 硫酸根离子的检验》实验中以6穴点滴板代替常规试管,尤其在硫酸根离子的检验中以黑色6穴点滴板代替常规试管做,由于黑色背景,现象就更明显,实验效果也就更好。
(2)降低试剂的浓度,如《同周期、同主族元素性质的递变》这一实验中的氯水、溴水、碘水的浓度没有明确规定。而高浓度的氯、溴对人身有较大的`毒害。因此,我就把氯水、溴水的浓度尽可能降低,如溴水的外观由棕红色稀释至淡黄色。此外,酚酞、石蕊、品红、甲基橙等指示剂均适当降低浓度,如酚酞、石蕊原浓度为0.5%~1.0%,可减少到0.1%~0.25%,也可以相应减少酒精的用量。而硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度则可由0.01mol/L降为 0.005mol/L。以上实验药品的减量都增强了实验效果。因此,在保证获取最有效实验信息的前提下,应尽可能地降低实验药品用量,减少药品损耗,预防环境污染。
2.2回收(Recycle)
回收主要包括:
(1)回收未反应的原料、副产物(含“三废”),如用KMnO4制取O2所得到的剩余物质中主要含有MnO2、K2MnO4和未反应掉的KMnO4,这三种物质的混合物均可用来加入浓盐酸制取氯气。再如《浓硫酸的性质 硫酸根离子的检验》实验中学生稀释的硫酸还有剩余,这时就要求学生将所剩硫酸集中倒到讲台上的烧杯里。还有像在《乙烯的制取和性质》实验中,由于最后的混和液中尚有相当的浓硫酸,就要求学生集中倒在指定的废物桶中,处理后再排放。
(2)回收催化剂等非反应试剂,如《化学反应速率 化学平衡》的催化剂对化学反应速率的影响实验中,MnO2 是H2O2分解生成O2的催化剂。在实验结束时,要求学生将小试管中的H2O和MnO2 一起倒入指定的回收容器(烧杯等)中,以便集中回收MnO2。
2.3重复使用(Reuse)
重复使用主要是将上一个实验步骤中剩余的药品以及回收来的化学药品用到下一个实验步骤中或用到其他的实验中去。如前面提到的浓硫酸稀释后,不是直接倒掉,而是用到后面的浓、稀硫酸的性质比较实验中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于浓盐酸制取氯气的实验中。这样,大大减少了药品用量,提高了药品使用效率。
2.4尽可能密闭可控、处理尾气
制备H2S、SO2、Cl2、NO与NO2等气体,在Cu与硝酸、浓硫酸的反应实验中,往往会有有毒气体进入空气而毒化教室、实验室的空气,又直接影响师生健康。以铜和浓硫酸反应为例,如按照教材上的要求,每个实验小组取2ml浓硫酸,每实验小组产生417mlSO2气体,以每班分28个实验组为计,全班一次实验就排放出11.68LSO2气体。按实验室平均面积为50m2计算,实验期间,实验室内SO2气体的质量浓度为3.68mg/m3约是我国规定居民区大气中SO2平均最大允许质量浓度0.15mg/m3的28倍。而每个年级有一、二十个平行班,连续做实验,实验室里SO2的浓度会更大。因此,在这类实验中除了安装尾气处理装置外,还要尽可能使整个装置密闭可控。
在高中微型化学实验的实践中,我深深地觉得微型化学实验主要优点有:
(1)有利于向学生传播绿色化学的观点,帮助学生学会减量、减废、回收等防治污染的重要方法,使他们树立绿色化学观念、保证人类生存质量的责任感。正确引导并妥善处理化学实验的废弃物(回收、无害化处理),既提高了实验的科学性、实验操作的规范化,又培养了学生良好的实验习惯。
(2)有利于学生把握药品的实际用量,培养学生的规范化操作,提高实验的科学性和实验效果,从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法。
(3)有利于激发学生学习兴趣、实现人人动手实验、强化动手能力的训练、全面提高学生科学素质、树立提高实验教学效益,强化化学实验教学中的素质教育和创新教育,培养具有创造能力人才。
总之,中学微型化学实验不是常规实验的简单微缩,也不是对常规实验的补充,更不是与常规实验的对立,而是在整个实验过程中贯穿了绿色化学的思想,有效实现“尽可能小剂量实验、省资源、少污染、减成本”,还增强学生的环境保护意识,是对中学化学常规实验进行的改革和发展。让我们每一位中学化学教师都为此作出新的、更大的贡献!
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篇4:化学实验中的绿色化学教育论文
化学实验中的绿色化学教育论文
绿色化学(GreenChe而stry)又称环境无害化学(Envi-ronmentallyBenignChemis卿)、环境友好化学(Environmental-lyFriendlvChemist叮)、清洁化学(CleanChe而s娜)等。它是从源头上防止污染产生或把化学过程对环境的负面影响降低到最低程度的化学。在化学实验教学中,以绿色化学的理念和原则指导实验教学工作,使实验室的“三废”排放降低到最低程度并能得到妥善处理,实验室的安全性和环境质量得到提升,师生的绿色化学和环保意识得到强化,这也是贯彻绿色化学理念的重要途径。中学化学教学中有大量演示实验,但教科书中提供的部分演示实验,从实验装置的使用到药品的用量,都存在有待改进的因素。如果能够合理利用其中“待改”因素,不仅能够进一步激发学生学习化学的兴趣,而且对于培养学生创新能力、树立环保观念都有独特的功效。有意识、有计划地按照绿色化学的要求进行实验教学,是强化学生绿色化学意识的有效方法。具体有以下三种途径。
一、要尽且减少试剂的用量
在化学实验教学中,应具有绿色化学的思想,尽可能地降低实验药品浓度,预防或减少环境污染。常见的一些可改进的实验项目(表略)
二、要注意尾气的处理和减少废气排放
化学实验教学在培养学生良好实验习惯的同时,也要培养学生不随意丢弃实验残留物,不随意排放实验尾气,不随意倾倒实验废液。正确处理实验“三废”,避免将学校实验室变成污染源,让学生在动手实验的同时养成环境保护意识和社会责任感。例如,硫黄在氧气中的燃烧,剩余气体混合物不能直接排到空气中,应加人适量碱溶液,反应掉二氧化硫,避免其对环境和人的危害。作酸碱盐学生实验时,实验室应准备专门盛放废酸液和废碱液的废液缸,实验后将酸性废液和碱性废液反应,调到pH中性左右再排放。含有重金属离子的废液不能直接倒人下水道,例如硫酸铜废液,应尽量将铜提取出来再处理,一方面避免铜离子污染水和土壤,另一方面还能有效利用,节约资源。
三、可通过变废为宝、循环利用等途径减少资源浪费
中学化学中有大量的试剂可以回收利用,例如,在中学化学实验中四氯化碳是一种重要的有机溶剂,萃取实验中经常用到。以CCI。为代表的氯代烃作为一类耐生物降解的有机化合物,是饮用水源中备受关注的污染物。CC14萃取碘水的实验中,使用过的CC14可用“镁粉再生法”回收,进行再生利用,具有一定的经济价值。具体方法如下:萃取后的CC14因溶解了碘而呈红色,加人镁粉后,发生反应Mg+12二MgIZ,充分搅拌,直至CC14红色褪尽,过滤就得到无色透明的CC14。利用连续实验的方法,不仅可充分利用化学资源,减少浪费和污染,而且也是学生进行研究性学习选题的重要领域。比如做过浓硫酸与铜反应的性质实验之后,利用废液进行504’一的`检验和cu,‘的性质实验。可进行连续实验和回收利用的地方很多,(表略)
四、可采用微型化实验控制试剂用量,实施绿色化学教育
微型化学实验作为绿色化学的一项方法和技术,已在国内外日益得到重视和推广。其优点是减少试剂用量,降低实验费用;降低实验室排废量,减少实验室污染;缩短实验时间且安全可靠。例如,氯气性质的微型实验可按如下方案进行。实验装置如附图所示。五条滤纸条(宽约1。m,长不超过试管直径)上分别滴有:(1)品红试液;(2)石蕊试液;(3)淀粉一Kl试液;(4)N气S溶液:(5)KBr溶液;(6)高锰酸钾晶体;(7)吸有浓(图略)盐酸的胶头滴管。实验步骤:实验时只需挤几滴浓盐酸即可发生变化。(l)褪色;(2)先变红后褪色;(3)变蓝;(4)出现淡黄色固体;(5)变为橙红色。改进后的优点:装置简单、现象明显、所需药品少、无污染。就常规化学实验而言,质量取0.19一19、溶液取2mL一smL是属于常量法;在微型化学实验中,性质实验的药品、试剂用量仅需要常规实验用量的10%一30%左右。从以上两组实验可以看出:微型实验与常规实验一样,能得出相同的实验结果,但它们的药品用量是常规实验的1乃一l乃。既节省了药品的用量,也减少了对环境的污染。由此可见,微型化学实验不是常规实验的简单微缩,它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行的改革和发展,是绿色化学思想在化学实验教学中的具体体现。
篇5:化学实验改革实践论文
[摘要]根据有机化学实验的教学特点,对有机化学实验教学内容、成绩评定体系进行了改革.极大地调动了学生学习的主动性,激发了学生深入研究问题的兴趣,培养了学生的创新能力,取得了较好的教学效果。
[关键词]有机化学实验;教学改革;能力培养
有机化学实验在基础化学实验中占有十分重要的地位[1],其核心内容是有机化合物的合成、分离提纯及分析鉴定。
通过有机实验的教学,可以培养学生严谨、认真的科学态度,观察、分析问题的能力以及良好的实验技能。
目前有机化学实验教学中普遍存在教材内容陈旧、教学方法死板、培养模式单一、成绩评定中随意性大、缺乏科学性等问题[2,3]。
传统的实验教学模式是教师讲授实验目的、原理、装置、操作步骤及注意事项,随后学生按老师讲的内容进行实验操作,写出实验报告。
在教学内容中缺少综合性、设计性与创新性实验,难以引起学生的兴趣和发挥自己的思维及创造能力,对做过的实验没留下较深的印象,学生独立思考及动手能力等综合能力普遍较差,与培养高素质创新人才的目标的要求相差甚远。
因此,有机化学实验教学的内容、形式、方法等的改革势在必行[4-8]。
我校是吉林省唯一进入“211工程”的省属重点大学,是一所具有鲜明民族特色的地方综合性大学。
这几年我们在有机化学实验教学中,针对上述问题并结合“211工程”建设任务和创建省示范教学中心的工作,培养具有创新精神和实践能力的复合型人才目标,为提高学生综合素质对有机实验的教学内容、教学方法及成绩评定等三个方面进行一些改革探索,积累一些经验。
1整合实验教学内容,提高实验效率
为了优化实验内容,把过去的基本操作和实验技术、化合物的合成及有机化合物的性质等3个层次的实验的教学内容,改为基础训练、基本合成实验、综合设计创新实验3个层次来组织教学。
这些实验内容中既包括各类化合物的制备,又兼顾到各种基本操作的训练,同时增加合成实验数量(约占总学时的65%~75%),将单一基本操作训练实验更新为有关的综合性实验,单一化合物的合成验证性实验更新为具有应用性的多步合成实验,把基本操作内容融合在每次制备实验中,在各种制备实验中反复训练基本操作技能,掉验证性的性质实验。
使学生在有限的学时内学到更多的实验知识,掌握更多的操作技能。
实验内容的安排由易到难,循序渐进,逐步提高。
难度大的实验对学生操作技能要求高,能激发学生的实验兴趣。
通过观察反应过程中的温度、体积、压力、状态、颜色和气味等物理化学变化,对有机反应有了感性认识,再经过多次操作训练后,将单个合成串成系列,形成一个多步合成实验,使学生掌握各官能团的相互转化,反应机理,全面了解有机化合物的内在关系,提高独立实验的能力和综合实验能力。
如以环已烯和氯仿为原料在相转移催化下合成7,7一二氯二环[4.1.0]庚烷的合成。
该实验涉及新颖的相转移催化方法,同时涉及中间体二氯卡宾的制备以及回流、萃取、干燥、蒸馏、减压蒸馏、折光率的测定等基本操作。
又如在化合物的分离的基本操作训练课中安排了重结晶与热过滤,蒸馏与分馏,水蒸气蒸馏,薄层色谱和柱色谱等。
在有机实验中所用的试剂和药品大多是易燃和具有毒性,为减少三废排放量将大部分常量实验改为半微量有机实验。
同时为了防止浪费药品现象,严格控制原料试剂的给予量,每个实验小组一次实验只能领取一次药品,在实验过程中操作不当,实验失败时,不允许重做。
这样使得学生在实验过程中尽可能减少中间产物的转移过程,以减少试剂在器皿上的附着,需要特别仔细、认真及熟练地操作,否则就观察不到正确的实验现象,得不到合理的实验结果。
篇6:化学实验改革实践论文
摘要:生物化学实验课程是医学院校生物化学教学内容的重要组成部分,对学生理解和掌握医学现象和规律、培养学生的动手能力和科研素质等方面起到极其重要的作用。
本文从我校生物化学实验课程开设的实际情况出发,针对目前生物化学实验课程教学中存在的问题,从课程内容、教学过程、教学方法和考核方式等方面进行了系统分析,总结了探究式教学方法进行生物化学实验课程进行教学的优点,从而为提高实验课程的教学质量和培养学生的创新能力提供了理论依据。
关键词:生物化学实验课程;探究式教学;创新能力培养
实验课程教学是高等院校教学活动的重要组成部分,也是提高学生创新精神和实践能力的重要环节和途径之一[1]。
生物化学是一门以实验为基础的科学,其教学目的不仅仅是帮助学生更加深入的理解和掌握生物化学的基本概念和基本理论,更重要的是培养学生的创新精神和科研能力,促进他们在理论知识、实践能力、综合素质等方面协调发展[2]。
现代医学对人才的要求不断提高,使得生物化学实验课程教学在培养学生的创新精神和实践能力,提高课堂教学质量方面作用日益重突出[3]。
目前,国内外的众多学者在生物化学实验教学中开展了形式多样的研究和改革,在一定程度上提高了教学效果,提高了学生的创新能力,取得了较好的效果。
我校是一所以中医药教育为主的医学高等学校,在生物化学实验教学方面不仅与国内外著名高校存在一定差距,也与当前高素质医学人才的培养目标也存在一定差距,不能适应当前医学教育的要求。
本文针对目前我校生物化学实验教学中存在的问题,然后从教学内容、教学方法、教学过程、考核评价方式等方面对生物化学实验教学进行了系统分析,总结了探究式教学方法进行生物化学实验课程进行教学的优点,从而为提高实验课程的教学质量和培养学生的创新能力提供了理论依据。
一、目前生物化学实验教学中存在的问题
作者通过对所执教的学生进行了问卷调查,就学生对实验课程教学中存在的问题进行了调查。
调查结果发现,92.3%的学生对生物化学实验具有的兴趣,认为该课程可以提高自己创新能力和实践能力,提升自己的科研素质,对今后的发展非常有益。
85.6%的学生愿意参与自主设计性实验,并与团队其他同学一起进行合作,开展探究式实验;80.1%的学生愿意在课余时间参与生物化学实验。
作者根据以上问卷调查结果,结合近年来从事中医学专业生物化学实验教学的经验,认为我校生物化学实验课程教学中主要存在以下问题。
(一)课程内容与当前医学的发展不适应
我校生物化学实验课程的教学内容一直沿用教学大纲,课程内容陈旧,实验技术落后,特别是在学生研究能力培养方面已经不能满足现代医学技术高速发展对人才培养的需要。
因此,制定适合我校实际情况和现代医学教育发展趋势的生物化学实验教学内容显得尤为重要。
(二)教学方法比较单一,无法激发学生对于实验课程的兴趣
以往的生物化学实验教学中,教学模式一直采用教师讲授实验原理和操作步骤及注意事项,学生进行模仿操作验证性教学模式,必须按照教材规定的步骤完成,不能进行丝毫的改进和创新。
这种教学模式抑制了学生学习的主动性和探究能力的培养,效果较差。
(三)实验课程的考核评价方式不科学
以往的生物化学实验课程考核评价方式基本上是由教师根据学生的实验报告确定的。
一般没有详细的评分细则,教师只是根据主观判断,给出一个比较笼统的分数。
只要学生写好实验报告,不管具体实验过程如何,就可获得较高的成绩,存在不合理性。
二、中医药学生物化学实验教学改革探索
(一)改革实验课程内容,激发学生学习动力
课程内容的质量决定着学生对课程的兴趣和能动性。
中医药学生物化学实验课程的内容较多,为了提高实验课程的教学质量,需要做到以下几点:
1.选择具有代表性的实验
中医药学专业探究式生物化学实验教学的目的是使学生通过课程学习,在掌握基本的生物化学实验技术的基础上,对一些中医药学的现象从生物化学的角度进行解释、学会重要的一些重要化合物的结构、性质及反应,同时要适应现代医学的要求,掌握最新的生化分析技术。
因此,实验内容必须在教学目标的基础上确定,主要是基本操作训练和验证基本原理的实验。
改革后教学内容主要涉及蛋白质的结构和性质、核酸的提取和性质、脂类的结构和性质、分子生物学技术四个方面的实验,共约10个实验。
通过这些实验可以较好地培养学生的基本操作能力,使学生巩固理论教学中的知识,实验技能得到较全面的训练。
2.增加探究性实验研究内容
探究性实验教学是培养学生创新精神和实践能力,提升学生科研素质的有效环节。
例如,将核酸的提取和检测由验证性实验改为设计性实验,要求学生设计与教材不同的实验方案。
在教学过程中,大多数同学都根据新的实验方案完成了提取和检测,少数同学的实验结果不理想,但通过对实验失败的原因进行深入的分析和讨论,也提高了学习的兴趣,加深了学生对理论知识的掌握,培养了实验技能,提高了他们独立设计实验的能力及分析问题和解决问题的能力。
(二)改进实验课程教学方法,培养学生创新精神和科研能力
生物化学实验教学不应局限于使学生验证基本理论,更重要的是开发和培养学生的创新意识,创造性地运用所学的知识探究未知生命现象。
传统的实验教学方式无法实现上述任务。
因此,对当前的教学方法进行适当的改革势在必行。
1.改变教学观念,转换实验课程教学过程中老师和学生的主客角色
在传统教学中,教师是教学舞台上表演的“演员”,老师先通过讲解和演示,再由学生按部就班完成实验,学生在实验开始前对实验的基本步骤和结果已经有了了解;学生是观看演出的观众,被动地接收知识。
这种模式不但抑制了学生的兴趣,也扼杀了他们创新思维的能力。
要改变这种教学观念,就要求教师在实验课程教学过程中由“演员”转变为“导演”,使学生由“观众”变成“演员”。
在改革后的实验课程教学过程中,学生要根据实验目的,了解提前预习实验内容,然后进行实验步骤设计,使学生由知识的被动接受者变成主动发现者,成为学习过程的主角。
当然,如果学生对实验内容理解的不完全正确或实验步骤有明显不合理时,教师应及时给予纠正和指导,扮演好“导演”的角色,共同完成教学任务,达到教学目的。
2.推行探究性实验教学方式,激发学生学习兴趣
探究式实验主要是在学生已经掌握生物化学基本操作技术的基础上,根据学生的兴趣爱好,让学生自主设计一些简单的实验,以研究小组的形式,进行探究式实验,锻炼学生的主观能动性和基本思维能力及团队合作精神。
探究性实验教学的主要特点是始于问题,推进于问题,归结于问题,带着问题去学习。
主要措施是学生根据实验目的提出问题和假设;然后查阅文献资料,设计解决问题的实验方案,以验证提出的问题和假设;再通过实验验证假设等,最后将问题解决。
在这一过程中,学生的创新能力将得到很大发展。
3.抓好实验教学环节,着眼创新能力培养
在探索性生物化学实验教学中,每一个环节都体现出了创新精神。
在实验教学铅,学生要认真预习实验内容,提出问题;同时,允许学生合理的修改实验方案、改进实验内容。
教师除要掌握有关原理等理论、实验过程中可能出现问题和难点、疑点外,还要指导学生巧妙地设计实验过程,积极引导学生发现创新点。
在讨论实验结果时,学生要分析清楚实验成败的原因,总结实验过程中的经验和教训,从而便进一步地改进实验,提升分析问题、解决问题的能力。
(三)完善实验考核方法,综合公平的评定学生成绩
实验成绩的评价体系直接影响学生对实验课学习的态度和积极性。
规范的实验成绩评价体系可以充分调动学生的学习积极性。
本教学改革主要是在学生已经掌握生物化学实验的基本操作技术的基础上,根据学生的兴趣爱好,让学生自主设计一些简单的实验,以研究小组的形式,进行探究式实验,锻炼学生的主观能动性和基本思维能力及团队合作精神。
教学内容的更新与重组将经典与现代有机融合、既保证了实验课程的基础性,又体现了实验课程的时代性,课程内容新颖,较好地处理了课程内容基础性。
那么,如何才能公平、合理的评定学生的成绩呢?
(四)讨论
我们从生物化学实验课程的教学内容、教学方式和考核方法等方面进行了全面改革。
经过两年的研究与实践,取得了良好的效果。
首先,通过教学改革,增强了师生互动性,激发了学生学习的积极性和主观能动性,增强了学生的团队合作能力和集体荣誉感。
其次,探究式实验的开展增强学生了对生物化学实验的兴趣,形成相对持久的探究兴趣和创造兴趣,为以后学生从事科研工作奠定了良好的基础。
最后,探究式实验教学培养了学生查阅文献能力、实验设计能力和分析解决问题的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
最后,提高了学生对实验的兴趣。
实验课程教学改革是一项长期的系统工程,只有在以后的教学实践过程中不断探索、优化和总结,才能全面提高学生的综合素质,符合社会发展和国际教育发展的潮流,培养出高素质的医学人才。
参考文献:
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篇7:化学实验改革实践论文
摘要:基于医学院校有机化学实验教学现状及存在的问题,亟需对制药工程专业的有机化学实验教学进行改革,来建立一种新的有机化学实验教学体系,来满足制药工程专业人才培养需求。
现就有机化学实验教学改革进行初步探讨,以期提高现有有机化学实验教学质量。
关键词:有机化学实验;制药工程专业;教学改革
随着世界药物研发行业的高速发展,药物研发单位不仅对制药工程以及相关专业毕业生需求量在逐年增加,同时对毕业生的实验动手能力、应变能力、创新能力也有所提高。
经济快速发展的21世纪对人才的要求更高,所以近几年来很多高校为培养出适应社会需求的复合型人才,在实验教学上投入了大量人力和物力,也对实验教学体系进行了一定改革,从而提高了实验课的教学质量。
制药工程专业是一个药学和工程学相结合的工科类专业,以培养从事药品研发、工艺研究以及制药设备与工程设计的人才为目标。
实践动手能力和创新思维能力对制药工程专业学生来说尤其重要,实验教学是制药工程专业教学的重要组成部分[1]。
有机化学实验课程是制药工程专业开设的专业基础实验课,而医学院校临床专业有机实验课程仅包含基本操作实验和简单有机合成。
制药工程专业之所以将有机化学实验课作为专业基础实验课,是因为后面的药物合成、制药工艺学、制药设备与工程设计课程都以它为基础。
因此临床专业有机化学实验课程已满足不了制药工程专业学生培养的要求,以往的教学方法与教学内容亟需改革,从而达到制药工程专业学生的培养目标。
篇8:化学实验改革实践论文
摘要:引入绿色低碳理念,把绿色低碳融入到有机化学实验的教学中。
以绿色低碳理念为指导,从更新实验内容、更新实验方法等角度探索当前有机化学实验的教学改革。
关键词:绿色低碳;有机化学实验;教学改革
从开始,联合国环境署连续4年将“世界环境日”主题确定为绿色发展和低碳经济,与此同时包括中国在内的许多国家将绿色低碳发展纳入经济社会发展规划当中。
以低能耗、低物耗、低排放、低污染为特征的绿色低碳经济正成为21世纪世界各国转变发展方式的新选择[1-2]。
在大学教育当中,必然要把绿色低碳理念传授给每个学生,只有这样,才能够进一步促进“节能环保”、“环境保护”等观念深入人心,为国家培养出走新型工业化道路的综合性人才,最终促进整个社会的可持续发展[3-4]。
化学是一门实验性很强的学科,而有机化学实验又是各高校化学及相关专业的重要实验课程之一。
有机化学实验中的药品试剂,大多数以煤、石油、天然气为原料,通过人工方法深加工制得,而且实验过程中又会产生废气、废液和废渣等化学污染物。
因此,有机化学实验注定与“绿色低碳”有着密切的联系。
如何将“绿色低碳”理念贯彻到大学有机化学实验教学当中,对于社会的可持续发展有着不可估量的作用。
1培养绿色低碳理念
党的十六大提出了以人为本的全面协调可持续的科学发展观,其中“人的全面发展”是科学发展观的重要内涵。
而教育事业的核心,就是要以学生为中心,促进学生全面发展。
高校教师在进行思想教育和专业教育的同时,要把“绿色低碳”、环境保护、可持续发展等思想渗透到有机实验课堂教学当中,让学生切身体会到废弃物的产生及处理、资源化利用的方法,增强大学生的环境保护意识,促进学生全面发展。
2更新实验内容
2.1实验内容的调整
有机化学实验当中需要的试剂和药品很多都是强酸、强碱、有毒、易挥发、易腐蚀,而且反应的过程不仅有危险而且产生废弃物,处理不当就会对学生的人身安全和环境保护造成危害。
因此在有机实验的安排中,应淘汰高危险、高污染的实验项目,补充污染小和环保型的实验。
例如,在做减压蒸馏的实验当中,用的试剂是苯乙酮,苯乙酮不仅对身体有害而且还会污染环境,此实验完全可以用自来水代理,既学会了基本的操作又不会污染环境;传统的“乙酰苯胺的制备”实验,所用的酰化试剂是乙酸酐,此实验可用毒性更低、价格更便宜的乙酸代替;用“1-溴丁烷的制备”实验来代替“溴苯的制备”,回避了苯和液溴的污染性和危险性,而改用溴化钠来制备溴化氢气体,并且学会了有害气体的吸收装置。
2.2实验规模的调整
有机实验所用的药品试剂大多有毒有害,减小实验规模后,所用的试剂量为常规用量的几分之一到几十分之一。
这样不仅减少了试剂用量,节省了时间,而且提高了实验的安全性,减小了有机实验对环境的污染。
但是,减小实验规模也有它的缺点,尤其是对有机实验操作还不是很熟练的学生来说,减少试剂用量,如果操作不慎,一不留心,就很有可能得不到产品,会对学生的实验积极性造成打击,因而通常采用常量实验。
虽然缩小实验规模的半微量化实验是有机化学实验改革的趋势,但是对于蒸馏、分馏、减压蒸馏等重要的基础性实验,要仍然采用常量实验,待学生的实验操作熟练之后,对于有危险性、污染性的实验可以采用减小实验规模的方法。
通过常量和半微量的实验操作结合,不仅能提高学生的实验操作技能,而且增强了学生的环境保护意识,利于培养适应于社会发展的新型人才。
3更新实验方法
3.1微波、超声波等新实验技术的引进
微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一。
大量实验结果表明,借助微波技术进行有机反应,不仅反应速度较传统的.加热方法快数十甚至上千倍,而且具有操作简便、产率高及产品易纯化、安全卫生等特点[5]。
在有机实验中应用超声波技术,不但可以缩短反应时间、提高反应产率和选择性,而且还可以改变反应的方向和途径,使一些在通常条件下不能进行的反应得以实现[6]。
因此,在有机实验的教学当中,如果引进微波和超声波技术,将不仅能够节省大量的时间,而且反应需要的试剂量少,既节约能源,又有利于环境保护,还能让学生学习微波技术。
引入微波和超声波技术,是实现有机化学实验“绿色低碳”的一个重要手段。
3.2新教学模式的引进
“慕课”是英文MOOC的音译词,为MassiveOpenOnlineCourse(大规模开放网络课程)的缩写,是近年来开放教育领域出现的一种新课程模式,其本意是“大规模、开放性的在线课程”[7]。
目前的有机化学实验课程中,实验项目的危险性小且难度不大,但是有机实验还包括贵重药品、剧毒、高温、高压、无水无氧等。
对于这些实验,很多实验室难以实现,且对老师和学生的实验操作技能要求较高。
而慕课的载体为微视频,老师可以为这些实验制作视频,真实展示条件要求苛刻的有机实验的操作过程、实验现象及危险的处理方法。
这样不仅可以使学生学习实验原理和方法,更重要的是节约了药品,减少了对环境的污染。
3.3不同学科实验的对接
虽然目前大学不同学科设置的实验课程较多,但是实验都相对独立,不同学科实验没有衔接。
学校可以将有机化学实验与仪器分析实验对接起来,用学生在课上合成出来的样品进行分析检测实验。
比如有机实验中合成出来的苯甲酸可以拿去做熔点的测定实验和红外光谱实验,1-溴丁烷可以去做折光率、核磁共振等分析测定实验。
这样既分析了实验样品的纯度又让学生学习了图谱的分析方法。
3.4废物循环利用
有机化学反应的一大弊端就是会产生很多的废液和废渣,如果将废渣堆积,或者将废液直接倒入下水道,不仅会对环境造成严重的污染,而且还会淡化学生的环保意识。
比如“从茶叶中提取咖啡因”实验中提取的咖啡因可以做分析测定的实验,而回收的乙醇既可以成为下一批学生的溶剂,又可以用做“乙酸乙酯的制备”实验中的试剂。
在实验室现有条件下对于能够处理的废液和废渣,要用物理或化学方法进行预处理,对不能够处理的要集中收集存放,与相关处理厂家联系进行统一回收。
4结束语
总之,在有机实验教学中贯彻绿色低碳理念,对于从事化学教学的老师来说还有很多工作要做,如实验教学内容的更新、环境友好试剂的选用、慕课等新教学模式的探索等等,更要让学生时刻树立环境保护、合理利用资源的责任心,为国家培养出走新型工业化道路的人才。
贯彻绿色低碳理念是新世纪有机化学实验教学的发展方向,也是时代赋予化学相关工作者的艰巨任务。
参考文献
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篇9:从化学实验开始中的绿色化学论文
从化学实验开始中的绿色化学论文
从化学实验开始中的绿色化学论文【1】
【摘 要】 通过对国内外绿色化学分析,总结实验教学开展微量化学实验、绿色化学实验操作要求、绿色化学仪器和药品及信息技术在绿色化学实验研究和应用,培养学生绿色化学意识。
【关键词】 绿色化学;绿色化学实验;绿色化学意识
一、引言
突破传统的化学实验方法,绿色化学已成为世界各国普遍接受并大力提倡、实施的人类、自然环境等可持续发展战略方针的重要组成部分[1]。
二、绿色化学国内外现状分析
1990年,美国国会通过《污染防治条例》;由美国环保署P.T.Anastas等编写的《绿色化学》丛书陆续出版;,美国正式启动“绿色化学”计划;1月,英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》创刊;秋季开始美国波士顿Massachusetts大学开始设立绿色化学博士学位[2]。
1993年,中国政府制定了《中国21世纪议程一一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》;1995年,中国科学院化学部组织《绿色化学与技术一一推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动;5月,中国以“可持续发展问题对科学的挑战一一绿色化学”在北京举行;首都师范大学专门编著了《环境与绿色化学》一书于201月由清华大学出版社出版[3];8月由清华大学出版社出版,完成了《环境与绿色化学》配套教材的建设[4]。
三、培养绿色化学意识是实现绿色化学的基础
1、绿色化学含义
绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是指在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒有害物质的使用和产生,设计研究没有或只有尽可能少的环境副作用、在技术上和经济上可行的产品和化学过程,是在始端实现污染预防的科学手段[5]。
2、培养学生的绿色化学意识
教师具有丰富的绿色化学知识并采取有效的行动,例如:在实验室张贴绿色化学标语,鲜明提出绿色化学的口号,在教学中强调12项基本原则[6],潜移默化地去感染学生。
三、实施绿色化学教育
3.1绿色从微量实验开始
关于微型实验、绿色化学与微型实验己有大量文献报道[7],国内有关微型化学实验的研究成果也陆续出版[8~10],微型实验具有仪器装置微型化和试剂少量化两个基本特点,操作方便,节约药品, 减少污染,代表了绿色实验发展的方向[11]。
是一种以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理和技术,其试剂用量是对应的常规实验的0.1%~10%[12]。
如利用试管代替烧杯进行水中花园实验,节约了试剂(原方法试剂用量的1/20) 实验效果明显安全材料易得[13]。
因此,既节省了药品,又使得产生的“三废”大大减少,基本解决了实验室的污染问题[14]。
3.2 绿色实验基本操作
有些学生实验设备动手能力较差,不能按实验要求操作,如:SO2、溴苯、硝基苯等有毒,制备和性质实验特别强调规范操作;如:不能向燃着的酒精灯添加酒精;如:乙烯、乙炔、CH4等点燃前要验纯,降低事故发生率,节约药品,减少污染严格遵守实验操作规则。
3.3选择绿色药品及仪器
选用对环境友好的原料、催化剂等实验药品。
例如:在乙酸乙酯制备实验中,常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反应多、过程复杂、收率低、废酸污染等不足,可依据实验原理,选用 PW12 / SiO2 绿色催化剂取代浓硫酸,催化合成乙酸乙酯[15]。
白磷毒性大,燃烧产物五氧化二磷对环境污染也较严重,改用 Mg2S i水解产生的 SH i 4在水面上自燃代替白磷,整个实验安全无毒无污染,符合绿色实验要求[16]。
3.4 绿色处理废液和剩余药品
在化学实验教学中,把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液应分类倒入各自的回收容器内,可采取中和、分解、吸收、燃烧、回收循环利用等方法处理废弃物。
例如:在实验室制取氯气时,采用向上排气法收集氯气,并把多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收。
保证了化学实验末端绿色化,使学生受到良好的绿色化学教育。
3.5绿色实验设计方案
从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计,实验产物或中间产物循环使用多种操作有机组合,如:乙醇系列实验:工业酒精 95%的乙醇- 乙酸乙酯- 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酰乙酸乙酯,乙酰水杨酸系列[17]。
如:次氯酸钠、氯酸钾的制取和氯气的氧化性实验连到一起做,不仅节约了时间、药品,而且基本上闻不到氯气、氯化氢的气味,环保效果好[18]。
3.6 信息技术代替传统实验
对于实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,特别适合演示实验。
如胶体的电泳:硫化氢的性质制取Co、So2、CL2等毒性实验,氢气还原氧化铜时先加热后通氢气,将水加入浓硫酸以稀释浓硫酸)用启普发生器制取乙炔等[19]。
利用信息技术对实验反应过程进行仿真,既有助于学生理解,又减少了三废污染。
总之,绿色化学是全体化学教育工作者必须研究和解决的课题。
把绿色化学的新理念、新方法和新技术落到实处,实现绿色家园伟大的中国梦想。
参考文献
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倡导绿色化学中的微型化学实验【2】
摘要:环境保护是目前全世界人民最关心的问题,也是国际社会面临的严重问题。
在新课标化学教材中实验所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质,这些物质的排放给环境造成了危害。
我们可以用绿色化学观点改进中学化学实验,
即对中学化学某些实验进行微型实验,使其向无污染方向发展。
关键词:环境保护;微型实验;绿色化学
篇10:探究微型化学实验,提高学生科学素养论文
探究微型化学实验,提高学生科学素养论文
摘要:化学是一门以实验为基础的学科,微型化学实验较常规实验具有较大的优越性。笔者结合自己的教学经验选用一些废弃物品和仪器,制作多种微型实验器材。用微型实验探究调动学习兴趣,积极参与,发展创新思维,提高严谨治学的科学态度,培养勤俭节约的良好习惯和环保意识,提高学生科学素养。
关键词:微型实验;探究实验;绿色化学;实验设计;科学素养
化学是一门以实验为基础的自然科学。1998年诺贝尔奖授予科恩(美)和波普尔(英),以表彰他们在理论化学领域作出了重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质,引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。未来化学的发展方向不再是经验化,也不再是纯实验科学,而是两者的有机结合,在理论的指导下进行实验,在实验中不断地完善理论。
微型实验是近20年发展较快的新的化学实验模式,就是以尽可能少的化学试剂在微型化学仪器装置中进行实验来获取所需化学信息的实验方法与技术。其试剂用量是常规实验用量的十分之一至千分之一。在初中化学教学中,采用微型实验进行探究,既能发展学生的思维,培养学生动手操作和设计实验的能力,也能全面提高学生的科学素养。笔者就这一方面,结合自己的经验和做法略谈一二。
一、利用微型实验调动学习兴趣,激发学生的求知欲
兴趣是最好的教师,化学实验是激发学习兴趣的最佳途径。每学年开始,第一堂课可以是生动活泼、妙趣横生的“化学游戏”课。本人首先向同学们展示各届同学制作的小巧玲珑、精美可爱的微型化学实验仪器“珍品”;再利用微型化学实验仪器和常规仪器,师生同台表演的化学趣味实验和小魔术,像“仙纸显灵”、“水火相容”、“魔棒点灯”、“清水变牛奶”、“星星点灯”、“点石成金”等……学生被这些神秘莫测的奇妙现象深深吸引, 好像进入了一个神话世界,如醉如痴:真没想到,用身边的废旧物品制出的这些“小东西”竟有如此的魔力。游戏会虽然落下帷幕,但学习化学的心灵已经打开,他们恨不得立即找来一些废弃的物品,制作几件“小东西”显示一下自己的威力。学生深深地感到:化学并不遥远,就在我们身边。
二、利用微型实验探究发展思维,提高学生创新意识
传统的课堂演示实验,很多学生既看不清楚,也说不明白,只是“听”实验。由于老师的“代劳”,不利于学生创新能力的培养。微型实验探究改变了“一人做、大家看”的局面,使绝大多数学生都有动手实验的机会,使“被动等待”的学习方式,变为“主动探究”的`学习模式。让学生在课堂上手脑并用,不仅增强了学生的感性认识,有利于对新知识的理解、记忆,而且发展学生思维,开拓学生视野,提高了创新意识。
如利用双氧水和二氧化锰混合制取氧气时,一位同学不小心将双氧水滴在地上,发现有大量的气泡产生,提出“寻找催化剂分解双氧水”的课题。同学们纷纷响应,积极行动起来,利用废弃的塑料眼药水瓶(内吸双氧水)和青霉素瓶为仪器,四处寻找催化剂。在兴趣小组总结会上,同学们踊跃发言,并用实验证明自己的想法,既活跃了课堂气氛,又形成了科学的探究方法。现将部分同学的探究结果汇报如下:
李华同学应用点滴板和塑料眼药水瓶(内吸双氧水)找出多种催化分解双氧水的物质。
张明明同学说:去年我患牙痛病时,医生让我喝少量的双氧水消毒,结果口腔内充满了气泡。口腔内什么物质使双氧水分解呢?我请教医生知道:血液中的组织酶与双氧水相遇时,使其分解产生氧气,氧化细菌体内活性基团而发挥杀菌作用。人体内的组织酶——过氧化氢酶也是其分解的催化剂。
帅磊同学说:既然人体内的组织酶能分解双氧水的分解,动物体内是否含有过氧化氢酶呢?我们用动物内脏——猪肝来检验一下吧!(设计实验的过程)(通过实验可得出结论:猪肝也可作其分解的催化剂)。
葛天怿同学说:我上网查阅材料知道硫酸铜溶液、氯化铁溶液也能催化分解双氧水,我们能不能验证哪个催化效果更好一些呢?……
三、利用微型实验探究积极参与,提高动手操作意识
传统的实验教学不是靠学生大量的实验操作(表象)去体验,去掌握,去思维,而是由老师演示,学生记忆,生搬硬套去应用。学生不做实验,更谈不上动手能力的培养。而微型实验探究可使每个学生都可在教师的指导下,按照自已的意愿去独立开展实验,提高动手操作意识,培养实验能力。
在学生熟悉了化学仪器和化学基本操作后,笔者曾放手发动学生,引导鼓励他们利用生活中的废弃物开展小制作、小探究活动。如利用废旧的塑料眼药水瓶、塑料吸管(或耗完油的圆珠笔芯)制成多用滴管;利用草珊瑚含片的透明真空硬塑板制成微型井穴板;利用小号具支试管、塑料眼药水瓶、塑料吸管、小号离心试管等制成一套试验白磷与氧气反应的装置;利用装青霉素的小药瓶、塑料眼药水瓶、塑料吸管、装新簧片的小药瓶等制成一套制取二氧化碳的实验装置;利用音乐贺卡制作测试物质导电的实验装置,还把它制成使用方便的“导电笔”。学生制作的这些仪器,虽然粗糙了一些,但能避免常规玻璃仪器的一些弱点,即使碰打也不易破损。在规定的时间内微型仪器制作齐全后,再适当地配给学生各种药品,让其装进各自的微型实验箱中。在空余时间内,甚至在家中都可进行实验探究,增强了学生动手实验的机会,提高了学生设计、鉴赏能力和创新精神,又充实丰富了学生活动课的内容。
四、利用微型实验探究凸显实验现象,提高勤俭节约意识
微型化学实验不是常规实验的缩减或减量,也不是对常规实验的补充,更不是与常规实验的对立,而是在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索,达到以尽可能少的试剂来获取尽可能多的实验信息。具有实验药品用量少,反应产物少,实验中不会造成危险,使用仪器简单、反应速率快、实验现象明显等特点,既节省了时间、提高了效率,又能精确获取实验中的信息,更能提高学生勤俭节约的意识。下面是近几年来,笔者指导学生设计的几组微型实验探究化学知识的图示。
五、利用微型实验探究减少污染,提高学生环保意识
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,通俗来说就是无污染的化学,其根本就是杜绝污染源,实现零排放和零污染。在化学实验中常常会产生一些物质污染实验环境,影响师生的身心健康。而利用微型实验进行探究时,试剂用量少,仪器微型化,反应时产生的废气、废液、废弃物质的量就少,而且尾气、废液等吸收和处理也较容易。特别是有机实验中易燃、易爆、有毒物质特别多,利用微型实验进行探究,可大大降低实验时燃烧、爆炸、中毒的危险,确保人身和实验的安全,而且能大大地减少了化学实验对整个周围环境的污染,提高学生的环保意识。
如浓硝酸与铜的实验中,由于产生较多的剧毒气体NO2无法消除而严重地污染环境。通过下图甲组的四个实验可将反应中产生的NO2被限制在微型气体发生器内,被NaOH溶液吸收,可从根本上解决了对环境的污染问题。再如探究燃烧的条件时,由于白磷燃烧时产生大量的白烟——五氧化二磷对空气有污染,与水结合成生成偏磷酸,导致肺气肿等疾病,用下图乙组实验可有效控制污染物的排放,保护师生的健康。
参考文献
[1]孟宪伟,李春香.微型化学实验的发展及其意义[J].生物磁学,2005,(3)
[2]宋广治.微型化学实验在课改中的实践[J].教学仪器与实验,2004,(1)
[3]江桂斌.环境化学的回顾与展望[J].化学通报,1999,(11):14~15
篇11:微型化学实验培养学生能力生物论文
微型化学实验培养学生能力生物论文
摘要:在化学教学中引入微型化学实验不仅创新了化学教学方法,更重要的是培养和提高学生实验操作、观察、思维、自学等能力,从而有效地提高化学教学的质量。
关键词:微型化学实验;实验能力;观察能力;思维能力;自习能力
微型化学实验是用尽可能少的化学试剂获得比较明显、清晰的反应结果和化学信息的一种实验方法。其特点是实验药品微量化及实验仪器微型化,可以减少试剂用量,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间并且安全可靠。在化学教学中引入微型化学实验,不仅能激发学生的学习兴趣,使学生更好理解理论教学内容,而且能培养学生的实验、观察、思维、自学等多方面能力,对提高学生素质起着重要作用。
一、强化实验能力
实验能力是化学教学中最基本的内容之一。在教学中引入微型化学实验,将增加学生动手操作的机会,有利于增强学生的实验能力。
1、自制微型化学实验箱。在教师的指导下学生自己动手加工制作一个微型化学实验箱,实验箱内的全套微型仪器都是利用医院或学生家庭中的废旧物品经简单加工做成。如把医用安培瓶、一次性输液管、一次性针筒、各种口服液瓶和饮料瓶收集起来,整理分类,代替烧杯、集气瓶、广口瓶、细口瓶、试管、导管等。实验箱内的药品,一部分是学生动手从废旧物品中收集来的,如从废电池中收集到锌、石墨、二氧化锰等;一部分是由老师一次性为学生配备的。
2、人人参与演示实验。化学课中的演示实验在整个化学实验中占了很大的比例,将演示实验改为学生用微型仪器操作后,增加了每个学生的实验机会。凡是微型实验能操作的演示实验都放手让学生去做,从中培养学生的科学实验能力。
3、重视学生实验。常规实验改为微型实验可节约试剂用量,减少污染,可以放手让学生做更多的实验。这样既增加了学生的动手实验能力,又提高了实验课的效益。如“硫酸的性质”这节实验课,安排学生用微型九孔板代替其中多数试管实验,这样节省了课内实验时间,在多余的时间里再要求学生把稀硫酸换成稀盐酸重复实验,结果学生多做了一个实验。实验过程中,为了加强实验操作的规范化,要求学生在试验前认真做好预习,教师及时指出和纠正学生实验中出现的错误。
学生的实验能力需要经历多次实践才能得到较快的提高和拓展。在复习课中、边讲边实验中、课外活动中等引入微型实验,让学生通过反复的实验练习获得操作技能,强化实验能力。
二、提高观察能力
观察是学生发展智力、增长知识、认识世界的重要途径之一,也是学生认识事物累积知识的基本方法。没有敏锐的观察力就不会有灵敏的思维力、丰富的'想象 力和良好的记忆力。观察是思维外壳,要使思维得到发展,必须学会认真、仔细的观察,从而得到广泛的感性认识。
过去课堂上的演示实验都是由教师一人做,全体学生进行观察,许多实验现象只有前排学生看得清楚,多数学生印象浅,效果差,大大削弱了学生学习的积极性,失去了学习化学的兴趣。引入微型试验后,由于微型试验小巧便携,学生每人都有自己的实验箱,教师把一些演示实验改为学生自己动手做微型试验后,在实验中每个学生都能近距离观察实验。实验前教师明确实验要解决的问题,讲清观察方法和方向,提醒学生观察重点现象,实验中学生按照教师提出的观察目标、观察步骤进行仔细观察,然后教师再引导学生应用已有的知识,通过分析、综合、抽象思维来解释观察到的现象,使感性认识上升到理论,得出概念性的结论,使学生既增强了观察能力,又轻松愉快地接受了新知识。
以“氯气与水反应”这个实验为例,用学生微型实验替换教师的演示实验,向学生提出如下问题及观察要素:
1.比较氯水与原氯气的颜色,可得出什么结论;
2.用两支玻璃棒蘸取盐酸和氯水,分别滴在两条蓝色石蕊试纸上,观察两条试纸的颜色变化;
3.在氯水中滴加少量稀硝酸,观察有什么现象。
通过实验学生都能观察到明显的实验现象。在实验中,教师指导学生制定观察计划,分清观察的主次现象,使其能观察、会观察,从而培养学生形成良好的观察品质。
三、发展思维能力
通过观察得到的是感性认识,要使其上升到理性认识,还要借助于思维。通过思维活动,把观察的结果上升到理性认识,揭示事物的内在因果关系和本质特征。由于微型试验仪器精美小巧,尤其是学生自己做的仪器,使学生产生了强烈的求知欲。学生一看到小巧的 九孔井穴板、酒精灯就迫不及待地想操作,使学生们的思维活跃起来。许多学生课前主动预习,课上认真听讲,按照试验步骤操作,通过自己动手做实验,观察现象,在教师的指导下积极思维,讨论、解释现象、证实结论。如在“氯气与水反应”的演示实验中,教师结合学生观察的现象启发学生思考:为什么滴有氯水的蓝色石蕊试纸中间变白外圈变红?再引导学生思考,“变白”说明氯水中有能使有色物质褪色的物质,H2O 和HCl 均无漂白作用,那么是Cl2 与水反应后其他生成物有漂白性?怎样用实验证明?学生积极开动脑筋提出各种方法,然后由教师总结归纳,给出一套封闭式微型装置进行实验,最后得出结论。
ピ诟聪翱紊希为了改变以往复习课难上、枯燥、沉闷的不良现象,让学生边复习边做几个微型实验,将化学知识串联起来,激发他们的综合思维能力,使复习课充满生机。如复习氧族元素的性质时,要求学生设计一套硫、硫化氢、二氧化硫为主干的系列实验,且配以相应的思考题,让学生既动手又动脑,通过对试验现象的比较、分析、综合,提高了归纳、推理、判断的能力,从而收到较好的复习效果。
在第二课堂活动中,除了有计划、有目的组织学生开展微型实验外,还让学生不断改善实验仪器,自拟实验习题,自己探索实验方法,选择实验器材和药品,实验后写出实验报告。如针对废电池乱丢会污染环境的不良现象,要求学生把废电池收集起来,进行“废电池中的化学”实验,这样不但提高了学生开展课外活动的兴趣,还培养了学生的创造性思维能力。
引入微型化学实验,使学生不断从生动的直观现象变为抽象理论思维,使学习过程与实验紧密结合在一起,提高了学生的学习主动性和思维能力。
四、掌握自学能力
自学能力是顺利完成学习任务的本领,是独立获得知识的能力。由于微型实验的引入改变了传统的教学模式,使教师讲课与学生实验同步。学生在实验中能观察到许多明显的现象,如物质形态的变化、颜色的变化、新物质的生成等,学生的亲眼目睹,实验过程的亲身参与和成功的快乐,都会使他们欢欣鼓舞,并产生进一步学习的愿望。强烈的求知欲,使学生能主动预习新课,课堂上认真听讲,认真记笔记,课后认真复习,归纳知识重点,提出疑难点,同学之间相互进行讨论。一些学生还利用业余时间阅读科普读物、参考书等,不仅扩大了知识面,巩固加深课内的学习,还提高了阅读能力,培养了阅读习惯和兴趣。教师平时还布置一些家庭实验,让学生结合自己所学的化学知识去完成。
化学教学中培养学生能力,是化学教学改革和教学理论研究的一个重要课题,也是适应时代发展,贯彻实施素质教育的需要。它不仅是学生完成在校学习任务的必要条件,也是学生将来从事工作不可缺少的本领。微型化学实验是当前国际化学实验教学改革的重要发展趋势。在化学教学中引入微型实验,有助于培养和提高学生的实验操作、观察、思维、自学等能力,培养学生的科学精神和品德,从而有效地提高化学教学质量。
篇12:高中化学实验微型化、绿色化的探索和实践
高中化学实验微型化、绿色化的探索和实践
微型化学实验是20世纪80年代崛起、国际公认能体现绿色化学理念的一种化学实验的新技术和新方法.它具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点,并以其良好的教学功能和教学效果,在化学实验教学改革等领域扮演着重要的.角色,引起世界各国化学界的高度重视.中学微型化学实验是微型化学实验的重要组成部分,更是当前中学化学实验教学改革的热点.
作 者:徐晓颖 作者单位:江苏省盐城中学 刊 名:青年与社会・中外教育研究 英文刊名:CHINESE AND FOREIGN EDUCATION RESEARCH 年,卷(期): “”(12) 分类号:G63 关键词:篇13:探索化学实验学中培养学生能力的途径论文
探索化学实验学中培养学生能力的途径论文
笔者在多年的化学教学实践中深深体会到:化学教学中实验能力的培养非常重要,因为它能让学生手脑并用,培养动手能力的同时,也培养了学生的多种思维能力,有利于开发学生潜在的思维矿藏资源,有利于提高化学的教学成效。我的探索轨迹如下。
一、强化学生的实验意识
实验的功能之强,作用之大,非同一般,但是在实际教学工作中,往往由于受条件的限制,特别是“应试教育”“阴魂”不散,有的学校化学实验所处的位置还远远没有达到其应有的地位,使实验长期处于教学的辅助地位,存在教师“在黑板上做实验”现象。有的怕麻烦,敷衍了事,有的虽然全做了,但实验仅仅是用来验证一些结论。有的演示实验不科学不规范,现象不明显,结论不准确,致使实验本身的内涵没有挖掘出来。这样长此以往,潜移默化,使学生错误认为实验可有可无,实验意识淡泊,形成好奇多变看热闹,红红火火走形式,实验得不到严肃、认真、具体地实施。因此,我们认为加强实验教学,首先教师要重视实验探究式教学,把实验教学放在重要的位置,尽量能用实验来重视教学,突出实验功能。
二、培养学生的观察能力
观察是人们对自然现象进行有计划的、计划周密细致的感觉活动,它是学生认识世界、增长知识的重要途径,又是智力发展的基础,没有观察就不可能有丰富的想象和创造性的思维。学生的观察能力不是天生就有的,需要教师进行诱导、启迪、培养、提高。实验开始前,应使学生明确“观察什么”“注意什么”,所以要做好学生的预习和教师的预习指导。预习中教师向学生提出具体要求,让学生逐宇逐句阅读,明确实验目的,熟悉实验步骤,拟定实验方案。学生实验前要写出预习报告,做到观察前,对观察对象做好知识准备,有计划、有步骤、有顺序、有选择地进行观察,胸中有数。因为一些实验现象较复杂,若不加以说明,学生会把次要观察当成主要观察。例如在做元素化合物的性质实验时,观察重点是反应前、反应中、反应后的变化情况,并要注意反应条件、试剂的用量及滴加次序,这样就要培养观察能力。
观察中,要让学生不再盲目。消极的注视和随便看看都不是观察。要培养学生全面观察的习惯和注意关键的细节。例如,在做向浅绿色FeS04(新制)溶液中滴加NaOH溶液时,提醒学生注意观察沉淀在空气中颜色变化的过程。使学生观察到瞬息即逝的白色沉淀逐渐转化为灰绿色沉淀,最后转变成红棕色沉淀。学生在观察化学变化时常常会被一些引人入胜的表面现象所吸引,而忽略其他方面。例如,镁带的燃烧实验,有的学生往往只注意到镁带燃烧时放出大量耀眼的白光,而忽视观察生成物的状态及颜色。而在容量分析中,不同的阶段观察点不同,滴加前,首先要正确读取滴定前的初读数,滴加完毕,及时读取滴定时的终读数,这些重要的特征、细节、学生们容易忽略,教师注意随时提醒。观察后,教师要帮助学生善于分清观察现象和对现象的解释之间的界限。如在做金属钠与水反应时,不能记成“看到氢气生成”而应弄清Na与水剧烈反应放出的热使它熔化成银白色的小球,反应放出的气体使小球在水面上迅速游动,并逐渐缩小,最后消失。通过对化学实验的观察,学生获得了丰富的感性认识,观察越仔细,记忆越牢固,对知识的理解就越深刻。敏锐准确的观察,是创造性思维发展的先导。
三、培养学生的思维能力
思维是人们对客观事物的一般性和规律性一种概括的、简洁的反应过程,是认识过程的高级阶段,学生通过分析、综合、抽象和概括,从复杂的化学现象中找出内在的规律,使获得的知识更加生动、深刻、牢固。思维能力是多种能力的基础,没有创新思维,就没有创新能力。思源于疑,学生在观察了化学变化以后,激发学习兴趣,思维处于兴奋状态,脑海里总会有一连串问题,学生迫切需要解疑,产生强烈求知欲。教师要引导学生主动进行分析、综合,自觉探求问题的`答案,锻炼学生独立探讨问题的思维能力。不能用教师签字代替学生的思考,而应因时质疑,有步骤有计划地引导学生多观察,多比较,进行多阶段的分析综合,使学生生动活泼地主动学习。如在讲解氯气的性质时,教师要边进行演示实验,边质疑。①将氯气通入到水中,可观察到什么现象,说明氯气的什么物理性质。②将红色布条分别放入盛有干燥氯气和新制氯气的集气瓶中各有什么现象发生,说明什么问题。③将新制的氯水滴入带紫色的石蕊试液中,试解释观察到的现象,并推断氯水的组成。通过实验引路,由鲜明的实验现象刺激学生的大脑皮层,启迪学生积极思维,并自己去寻找答案,从现象到本质认识氯气的化学性质,加深理解氨水的漂白作用。
四、培养学生动手实验能力
劳动创造人,重视技能训练,强调学生动手能力,不仅能帮助学生掌握化学原理,获得探求化学知识的本领,且能培养科研基本功。学生实验,根据难度大小,分为两类:一类是诸如阴、阳离子的检验,溶液的酸、碱性等实验,操作简单,现象明显,安全可靠。在教师讲解、演示的基础上,让学生动手操作独立完成。另一类是分析天平仪的使用、溶液的滴定(尤其标准溶液的标定)等,难度较高,学生不能独立完成,就可采用分段进行,逐步提高的方法。第一阶段为教师讲解、示范阶段,教师结合实物详细讲解、师范操作,让学生观察模仿,自己琢磨,领会要领。第二阶段为学生独立操作阶段,根据实验题目和要求让学生独立操作,完成实验。
例如,在分析天平上用减量法,准确称取硼砂两份,每份0.3 g~0.4g(精确到小数点后第四位)再用称量好的硼砂标定O.lmol/L盐酸溶液。第三阶段为学生操作技能发挥阶段。在这一阶段中,让学生自行设计实验方案,测定某物质的容量。经过上述三个阶段的严格训练,使学生的操作技能得到不同程度提高,动手能力得到有效培养。
总之,我们做实验,不是为了实验而实验,而是要通过一些具体的实验来帮助学生掌握实验这一科学的研究方法和手段,进而培养和发展学生的能力,这是化学学科的特点。在实际教学中我们更充分挖掘每个实验所涉及的基础知识,基本原理和操作规则及其在其他实验中的体现和应用,充分挖掘实验与实验的异同及联系,使学生在基本操作、实验原理分析、实验现象的观察和记录、实验数据的分析和处理、综合实验的设计等方面得到提高,培养他们实验知识的迁移能力,这就是我们进行实验教学的核心,这在素质教育形势下显得尤为重要。
篇14:议微型实验在医用化学中的应用
议微型实验在医用化学中的应用
微型化学是在微型化的仪器装置中进行的.化学实验.其特点是实验药品微量化,可以减少试剂用量,降低实验排废量,缩短实验时间且比常规实验安全可靠,是以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术的实验.微型化学实验是医用化学教学中创新思维、环保观念和面向全体学生的教育思想指导下的教改实践,应该大力推行微型化学实验.使医用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 者:宋春 作者单位:江西医学院上饶分院 刊 名:教育界 英文刊名:JIAOYUJIE 年,卷(期): “”(22) 分类号:G64 关键词:医用化学 微型化学实验 改革 应用篇15:浅谈化学实验中的安全教育论文
浅谈化学实验中的安全教育论文
化学是一门建立于实验基础上的自然科学,化学实验不仅可以验证前辈曾经演示过的实验的结沦,通过实验还能培养学生的观察能力和严谨的科学态度。实验教学是化学教学的灵魂。但化学实验具有一定的危险,笔者从事化学教学30年,耳闻日睹了不少囚实验操作不当引发的严重后果。现就化学实验教学中的安全问题谈谈个人的一些肤浅认识,与同仁一道高度重视化学实验中潜在的危险,制定实验教学中的安全防范措施,避免悲剧发生。
安全实验的关键是要按照操作规程进行操作,只要熟悉操作规则,了解试验中潜在的危险,实验前要求学生做好预习,了解防范事故的措施,危险也能随之化解。下面例举几种常会发生实验事故的因素,以引起同学们的注意。
一、违反操作规定
例如:点燃呵燃性气体的必须先检验纯度。如在用锌和稀硫酸反应制取氖气的演示实验过程中,当锌粒反应完后,打开反应器的塞了装锌粒,不验纯度就点燃,就会引起仪器爆炸。这是因为你违背了点燃叮燃性气体前必须检验纯度的'操作规定。实验过程中打开塞子装锌粒时,反应器里又进入了空气,造成氢气和氧气混合,混合气体的体积比例在爆炸极限内,再点燃就会发生爆炸。
又如,实验室稀释浓硫酸时,先在烧杯里注入浓硫酸,然后将水直接倒入烧杯,就会使液体飞溅,发生烫伤事故。为防止这样的事故发生,正确的操作顺序是,先在烧杯中注入水,再沿烧杯内壁慢慢将浓硫酸注入水中,并不断用玻璃棒搅拌,使浓硫酸溶于水产生的热量尽快散去即可防止液体飞溅。再如,用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,当用排水取气法收集完气体后,如果先撤去酒精灯,冷水就会沿导管倒流人灼热的试管,引起试管炸裂。这也是因为违背了实验操作而引起的。如果同学们知道在加热制取气体并用排水法收集,实验完毕时,应先把导管从水里撤出,再撤酒精灯,就不会发生事故了。
二、用药过量发生事故
有一些实验反应虽然剧烈,但试剂最小并无危险;如果用药量稍大就会发生危险。如红磷在氧气里燃烧时,反应很剧烈,如按要求用燃烧匙装少量的药品点燃,不但现象明显,也不会发生危险。但如果药量过多,就可能爆炸,造成事故。所以,在做分组实验,让学生观察红磷在氧气罩燃烧时的现象时,一定要严格限制学生用药量,才能保证学生生命安全。
三、药品混入杂质
在用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时,容易将同为黑色粉末的二氧化锰和木炭搞混,错把木炭粉当作二氧化锰加入试管与氯酸钾混合,使得药品中混入了杂质,相当于配制的火药,加热后导致试管爆炸,造成事故。因此取用药品时要认真辨清药物,不得马马虎虎,最好是将二氧化锰放在石棉网上灼烧至不再产生火星,待二氧化锰冷却后再一j氯酸钾混合。
四、实验室空气不流通
在演示有毒气体如二氧化氮、一氧化碳、氯气、硫化氖等时,或实验可燃性气体如制氢气、乙烯、乙炔等时,如果实验室空气不流通,有毒、易燃气体逸散到空气中越积越多,达到一定浓度,会引起师生中毒、气体爆炸等意外事故。因此实验室应安置通风橱、换气扇等通风设施,使实验室空气流通。有毒气体的实验必须在通风橱中进行。
五、废液处理不当会造成环境的污染
磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,残留物要用热水洗涤,让五氧化二磷热水作用生成无毒的磷酸。如用冷水洗涤,五氧化二磷与冷水反应会生成有剧毒的偏磷酸。
六、一些未用完的试剂要深埋
在演示银镜反应时需配制银氨溶液,如果加入过昂的氨水,久置后再用,溶液中就会生成容易爆炸的物质,用时就会引发爆炸事故。因此,配制时要防止加入过黾氨水,银氨溶液必须随配随用,未用完的银氨溶液不能久置,必须深埋。
七、对于易爆易结块的药品在研细时不可猛烈撞击
实验室常用的易爆、易结块的药品如硝酸钾、氯酸钾、硝酸铵等药品,在研细时不可用铁锤猛力敲打,只能用木棒轻轻的压研,否则会引起猛烈的爆炸,造成人身伤害。当然,化学老师在进行实验安全注意事项的讲解时,切不可把实验中的危险性讲得过于严重,否则会让学生产生恐惧心理,影响学生实验的顺利完成。
为顺利、安全地进行化学实验,实验时一定要做到以下几点:
1.一切实验一定要按照操作规定进行。
2.-切实验一定要在预备室准备好,做到实验无误方式拿到教室或实验室做。
3.做有毒、可燃性实验时,一定要打开门窗,使空气流通。
4.有可燃性气体参加的实验,在点燃或加热前切勿混入空气或氧化剂。
5.用药量宁少勿多,不要取用未经鉴定尤标签的试剂,随配随用,不町久置。
6.没做过的实验要向会者请教或查清资料再做,不要冒然实验。
7.步骤多的实验,操作顺序要记熟,不可看一步做一步。8.实验室要有一定的安全设施。9.熟悉实验室事故的急救方法和处理措施。
只要我们了解各种化学实验事故发生的引发原因,遵循操作规程,认真仔细地进行操作,就可避免各种事故的发生,做到安全实验。
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