時間:2022-08-07 11:00:21
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學實驗安全論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:綠色化學;實驗室安全管理;化學實驗課程
1問題提出與綠色化學
“8•12”天津港碼頭瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故,震驚全國,甚至世界。這種特別重大的安全責任事故,至今壓在人們的心底無法抹去。然而,近年來高校實驗室(中心)安全事故也時有發生。這些安全事故的發生,不僅嚴重影響學校正常的教學、科研秩序。而且給社會和個人帶來了財產甚至生命的重大損失。認真地梳理、調查、分析這些安全事故的原因,非常明顯,主要起因:(1)不正確的安全觀念和態度(僥幸、無所謂、不在乎);(2)缺乏知識及技術;(3)生理的不當不適應;(4)不適當的環境和設備引起的行為。總之,是人的責任安全意識不強或管理不善,都是人的因素。據確切統計,人為因素占98%[1]。因此,高校化學實驗室的安全管理,要以人為本,居安思危,防患未然,從源頭上解決問題。綠色化學又稱環境無害化學(EnvironmentallyBenignChemistry)、清潔化學(CleanChemistry)。即是用化學的技術和方法減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等的使用和產生[2]。可以看出,綠色化學注重源頭預防,提倡無毒、低毒原料和反應條件的應用,使資源和原料得到最大限度的利用,從而實現環境的無害化和可持續化發展。基于綠色化學理念,在綠色化學視域下,嘗試高校化學實驗室安全管理,創建綠色、環保、安全的化學實驗室管理升級版,取得了良好效果。
2基于綠色化學理念的安全管理
2.1加強綠色化學教育
樹立實驗安全意識綠色化學教育主要是綠色化學思想、理念、“5R原則(不用危險品、減少用量、循環使用、回收再用、再生)”的教育。把綠色化學的思想和理念融入化學課程的教學大綱,貫穿到化學課程教學的各個環節。理論教學的緒論課,在講好化學學科的研究對象、發展、應用中,適當提及新興學科綠色化學的研究對象、發展以及應用,讓學生知道綠色化學是干什么的,有什么用處。尤其是在講授化學科學技術對科學和社會歷史貢獻時,一定要提到,化學科學技術的另一面。即人類生態環境的化學污染和化學產品的安全危害。讓學生一開始就有綠色化學的思想和理念,在今后的學習和工作中,始終具有綠色、環保、安全的意識和責任。課堂教學中,每一個定律、技術、方法和化學反應過程都可以融入綠色化學的思想和技術。化學實驗課教學中,更是要讓學生知道,怎樣用綠色化學的技術和方法減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等的使用和產生。如何使用無毒、無害的原料,在無毒、無害的條件下進行反應,以減少廢物的排放;提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;生產出有利于環境保護、社區安全以及人體健康的環境友好產品。教育以綠色化學為科學基礎,使師生“知其所以然”,使其體會“何應為、何應不為”,將安全意識轉化為安全習慣,實現安全意識固化和安全行為常態化。加強師生實驗安全操作技能訓練,從每個細節入手,從根源上強化安全意識和責任。實驗教室里有《化學實驗規則》《實驗室安全管理規定》《化學實驗室安全歌》以及“綠色、環保、安全”的紅色標語,使用儀器設備、藥品用品上有“綠色、環保、安全”的標簽。處處是“綠色、環保、安全”的字樣,事事是“綠色、環保、安全”的責任。營造了“綠色、環保、安全在我心中,綠色、環保、安全人人有責”的良好氛圍。這樣,在化學教學的各個環節參透綠色化學的思想和理念,常念化學實驗安全的“緊箍咒”,就能安全無憂;只有警鐘長鳴,才能防患于未然。
2.2制訂綠色管理制度
明確實驗安全責任哲人說得好,“沒有規矩,不成方圓”,規矩是安全的保障和“籠子”。在綠色化學的視域下,首先對化學實驗教學大綱分析研究,增加綠色、環保、安全的實驗內容,去除毒性強、污染重、危害大的實驗內容,用微型實驗和替代實驗的方法,保證化學實驗內容的綠色安全化。對實驗室的規章制度進行認真的修改完善,在《化學實驗規則》《化學實驗室安全管理規定》《化學實驗藥品倉庫安全管理規定》中,有法規依據,包含綠色化學的理念和技術;有嚴格的實驗操作規范和責任擔當賠償要求。尤其是,還全面制訂了《安全事故應急處置預案》。規章制度的建立完善,筑起化學實驗綠色、環保、安全的“防火墻”,為化學實驗室的安全管理立下了不可逾越的規矩。高校化學實驗室的安全管理還有兩項必須做好的工作。一是,化學實驗“三廢”的處理。高校化學實驗的內容廣,學時多,頻次高,任務重。所以,“三廢”物品量多危害大。為此,制訂了嚴格的規章制度。主要是廢氣、廢液能收集凈化的,收集凈化后再處置,不能收集凈化的,在確保流通的情況下排放。對廢渣,特別是劇毒藥品,實行個人責任處置制度。多數是封袋,貼上標簽,注明廢品名稱和危害,安全處置。二是,危險化學品的管理。根據教育部辦公廳《關于進一步加強高等學校實驗室危險化學品安全管理工作的通知》[3]精神,化學實驗室的危化品倉庫,有懂技術、有知識、管理經驗的專人管理。并實行,需要主管部門簽字的《人員準入制度》,有管理人員負責的《人員進出登記制度》和《物品進出倉庫登記制度》等。始終繃緊安全管理這根弦,處處扎牢安全管理這個“籠子”。
2.3遵循綠色化學理念提升安全管理水平
2.3.1實驗室安全管理的綠色理念
綠色化學的理念可概括為“三性”:一是潔凈性,致力于從源頭上防止和消除污染;二是原子經濟性,在獲取新物質的轉化過程中充分利用每個原子,實現“零排放”;三是安全性,盡可能不使用有毒或有害的危險化學品,反應條件盡可能溫和或安全。該理念的目標并不是被動地去消除安全存在的隱患,而是要主動地從源頭上去“防患于未然”,有效預防人的不安全行為和物的不安全狀態,從根本上轉變思維方式,培育師生安全思想觀念,提高其安全素質,構建完善安全技術體系,將實驗室的危險降到最低程度。基于這一理念,化學實驗室的安全管理又負有新的工作責任。實驗室的設施建設,儀器設備、藥品的購置,實驗技術和方法,從計劃到實施都要遵循“三性”理念,重視安全管理的整個過程,形成化學實驗室綠色、環保、安全的管理系統模式。
2.3.2設施設備的安全綠色化
按照綠色、環保、安全的要求,學校投入較大資金對化學實驗室的校舍、水、電、通風、實驗臺等進行合理設計和升級改造。選用原材料保證帶有綠色環保標志,符合國家安全標準。給排水管徑不小于規定數值,以確保給排水的通暢;照明電與動力電電閘分開,設計短路、過載、漏電等保護裝置,確保一鍵斷電,有效遏制事故的蔓延;通風、排氣系統滿足大型精密設備的特殊需要,便于有毒有害氣體的散發;建立了消防預警設施,事故警報系統、呼救系統、逃生系統等。設施設備的綠色化,從源頭上堵住了安全事故的發生。消防、報警、呼救、逃生系統的設置,在事故發生時都會發揮最大效益,使危害程度降至最低。
2.3.3實驗技術方法的綠色化
從綠色、環保、安全的角度出發,優化實驗教學的內容。采用“替代”原則,對于毒性、危險性較大、成功率較低的實驗(如硝基苯和濃硫酸的制備),采用計算機多媒體技術進行虛擬模擬實驗;用調溫式電爐替代酒精燈。在保證教學質量的前提下,提倡“拒用”原則,淘汰毒性大、危險大、耗量大、污染嚴重且成功率低的實驗,選用無污染或者少污染的實驗,如氯化鈉提純、醋酸質量濃度的測定等。實施“減量”原則,精密計算,嚴格控制實驗藥品用量;積極推廣微型實驗,保證實驗操作安全和“三廢”污染的減少。貫徹“循環”原則,盡量選擇反應產物可以連續利用的實驗,讓實驗產物可以被其他的實驗所用,節約成本,減少污染物的排放。綠色化學理念、技術為化學實驗室的安全管理賦予了新的內涵和效益。
3結束語
化學實驗室雖小,但安全管理是一個值得重視的系統工程。實踐證明,化學實驗室的安全管理只要領導重視,管理人員用心盡力,融入綠色化學理念,采用綠色化學技術,就能使安全管理升級。近幾年,在綠色化學的視域下,加強綠色化學教育,制訂綠色安全管理制度,提升綠色化學實驗技術水平,使化學實驗室的安全管理上了一個新的臺階。杜絕了重大安全事故的發生,也遏制了小事故頻發的勢頭。基本形成了高效安全的管理模式,創建了綠色、環保、安全的化學實驗課程體系。為學校的教學與科研提供一個安全可靠的良好環境,也為高校化學實驗室的安全管理提供了新途徑。
作者:仲婧 朱曉慧 曹曉群 單位:泰山醫學院化學與制藥工程學院
參考文獻
[1]仲婧.高校化學實驗室安全現狀分析及防范措施[J].中國化工貿易,2015,7(3):148.
關鍵詞: 有機化學實驗教學 教學改革 探索
有機化學是高校化學、化學教育,以及應用化學、高分子、環境工程等化學相關專業的必修基礎課,有機化學實驗作為對理論課的補充,是學生通過實踐掌握理論知識的體驗過程,也是培養學生掌握基本實驗原理和實驗技能的操作過程。在化學專業的教學體系中,有機化學實驗課與有機化學理論課一樣,在整個化學教學中占據十分重要的位置。
作為皖西南地區唯一的本科師范院校,安慶師范學院高度重視實驗課程的建設,對實驗教學進行了多方面的改革。依據我校的科研條件,對沿用的實驗教材進行重新編寫[1];開設綜合性的實驗,讓學生在教師的指導下獨立設計實驗,培養學生的獨立思考能力;每年在學生中開展“實驗操作技能大賽”等活動,培養學生的綜合能力。通過一系列的實驗課教學改革,學生的實踐創新能力得到了提高,由學生自主設計的科研項目多次在國家“挑戰杯”設計大賽中獲獎。本文從實驗教學與考核的角度,對基礎有機化學實驗教學改革進行探討。
一、重視傳統教學經驗
1.規范“三個”報告
學生的實驗能力往往是在實驗操作、回答思考題與完成報告等過程中培養出來的。一次系統的有機實驗由三部分組成:實驗預習報告、實驗數據記錄報告和實驗報告。實驗預習報告可以檢驗學生的預習效果,幫助學生對實驗操作事先有一個清晰的整體把握;實驗過程強調學生動手操作的能力,注重要求學生養成科學嚴謹的態度,依據不同的實驗條件,記錄觀察到的實驗現象,設計實驗數據表格,規范條理的記錄數據,同時學生對所記錄的感性層面的現象和數據進行理論思考與解釋,以便在實驗報告中得出結論。實驗報告是對整個有機化學實驗的最終檢驗,包括實驗目的和原理、實驗步驟、實驗現象、結果分析和結論,而學生在撰寫實驗報告時,必須字體工整,表達清楚,準確地闡述實驗的原理、實驗裝置示意圖、步驟、現象等實驗過程并總結陳詞。
2.規范學生實驗操作
我校有機化學實驗課程的開設是從性質實驗過渡到合成實驗和設計型實驗。學生從驗證實驗現象開始,相互之間比較實驗操作對實驗現象的影響,培養實驗中規范操作的意識;進而通過開設一系列對于粗產物分離和提純的操作性實驗,強化學生處理反應產物的能力;順利過渡到合成實驗后,教師發揮主導作用,就實驗所需的合成條件,在學生深刻認識實驗原理,以及粗產物除雜過程的基礎上,指導學生舉一反三,最終學會選擇正確的實驗儀器,設計合理的實驗裝置,完成設計型實驗。
3.重視思考題和結果分析
教師以實驗為基礎,聯系實驗原理提出思考題,引起學生對實驗的好奇心,提高學生觀察實驗現象和動腦思考的主動性。只有認真完成實驗并加以理論分析,學生才能夠很好地回答教師提出的思考題。回答思考題是對整個實驗的再思考與提高[2],在實驗中,教師圍繞每個實驗提出深刻的思考題,不但可以促進學生深入思考與學習,而且可以使學生較好地鍛煉理性思維能力,從而達到較好的實驗效果,提高教學質量。
二、有機化學實驗教學改革的探索
1.學生實驗與教師科研相結合
我校根據教師的一些科研課題開設開放性實驗,學生自主報名,利用課余和暑假的時間參與實驗研究,查閱文獻,學習反應機理,進一步提出設想,在教師幫助下優化反應條件,并動手實驗。參與這些實驗的學生多數以這部分工作為起點開始自己畢業論文的撰寫,并且為考研面試中的實驗操作部分打下基礎,更有提出一些較好設想并努力進行實驗的學生憑借實驗成果參加“挑戰杯”大學生課外學術科技創作競賽,其中《基于Ni(dmit)2分子自旋梯材料的制備和構效關系研究》獲2009年全國三等獎。
2.開展有機化學實驗的“雙語教學”
應對我校化學化工學院的大多數畢業生都選擇進一步深造的現狀,考慮到提高學生的科研能力,幫助學生順利通過考研面試,選擇性地開展有機化學實驗的“雙語教學”[3]是必要的。對于同一個實驗,同時開設中文和英文兩組實驗,讓學生依據個人對英語的駕馭能力進行選擇。實驗完成后,實驗報告必須用英文書寫,這對學生以后撰寫科技論文大有益處。對于學生來說有機化學實驗英語教學是一個難得的系統學習運用專業詞匯的機會,對以后工作、科學研究及進行學術交流非常重要。在雙語教學過程中,為提高學生的英文寫作水平,指導學生查閱與實驗相關的科技文獻,學習英文科技論文的寫作方法,如何采取恰當的教學措施,達到既能幫助學生既掌握專業基礎知識與專業詞匯,又能掌握有機化學實驗的技能操作的雙重效果,還需要進一步探討。
3.有機實驗的微型化和綠色化
有機化學實驗課程作為對理論課的重要補充,開設的課時量為108學時。實驗中所使用藥品大多數具有毒性和易燃性,實驗流程也需要較長的時間,并且由于教育擴招,學生多,班級多,而實驗室的資源有限,如何降低實驗試劑的用量,節省實驗時間,降低污染成為實驗室需要解決的難題。
微型實驗是近年來國內外迅速發展的一種實驗方法和技術[4],它具有節能、安全、減少污染、實驗迅速等優點,并且實驗的微型化不影響實驗現象的觀察,還可以減少實驗三廢,對保證學生和教師的安全,提高經濟效益和環保效益有實際意義。
近年來,超聲波、微波、光、電及生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)、綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)在有機合成中的應用得到了空前的發展,并形成了一系列先進實驗技術[5]-[6],利用這些技術手段對于加快反應速度、提高產率、減少能耗、減小污染起到了意想不到的作用。比如在微波合成β-萘甲醚實驗中,利用微波加熱的方式取代傳統加熱,提高了反應速率,節省了不少時間。
三、建立新實驗考核體系
實驗課成績評定是檢查教學效果和激勵學生認真完成實驗教學內容的重要環節[7]-[8]。嚴格的考核是正確引導和激勵學生的積極性,監督和檢查學生學習效果及應用能力,提高實驗教學質量的有效手段。
我校的實驗課程考核包括平時考核、操作考查和期末實驗理論考試,平時考核是指對學生的“三個”報告的撰寫情況和平時表現進行打分,教師通過整個學期對學生實驗過程的觀察,對學生的真實水平有清楚的了解,根據學生的實驗能力、思維能力、團隊合作能力等多方面進行考核,這一部分占實驗總成績的30%;操作考查主要是就選定的設計型實驗對學生搭建儀器裝置和實驗基本操作的動手能力,對實驗原理、實驗現象、實驗過程中出現的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,根據學生的操作與回答情況進行打分,這一部分占實驗總成績的30%。實驗理論是基礎有機化學實驗課程必須掌握的一項重要內容,實驗理論考試可促進學生在掌握具體的操作上更進一步理解各種操作的理論背景知識。實驗理論考試主要對學生進行有關實驗的理論知識、基本操作、實驗現象、實驗數據處理等方面的書面考試,實驗理論考試成績是學生實驗成績的重要組成部分,這一部分占實驗總成績的40%。
這種實驗考核方式既考查了學生知識掌握的情況,又考查了學生的操作能力,還體現了成績的真實性和公平性。
四、結語
我們對有機化學實驗教學的改革,優化了實驗教學體系,強化了實驗教學環節。學生的實驗技能訓練和實際動手能力得到了有效加強,激發了學生的學習積極性,培養了科研創新精神,不少學生發表了質量較高的學術論文。學生的綜合素質得到了有效提升,考上研究生的人數逐年上升,占畢業生總數的50%左右。他們基礎扎實、動手能力強、敢于實踐創新,受到了用人單位普遍歡迎,經過兩三年實踐就能成為所在單位的教學科研骨干。有機實驗教學改革也大大促進了教師提高自身素質和業務水平的積極性,形成了教師與學生教學相長的良性互動。
參考文獻:
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關鍵詞:高校 化學實驗室 藥品 管理
中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)06(a)-0000-00
0 引言
化學實驗室藥品庫房管理是高校實驗室管理工作的重要組成部分,一直以來人們都是采用手工記錄的方式管理化學實驗室藥品,而化學藥品種類繁多,且它們的保存、分類方法不盡相同,這就加大了管理人員的工作,使得在管理過程中常會許多問題,如藥品積壓、藥品變質,這時如果可以利用計算機網絡全方位的檢測和管理實驗室的藥品[1],這樣不僅能夠提高實驗室藥品庫房管理水平,還能提高管理工作效率,從而保證學生實驗教學工作順利的進行。
1 化學實驗室藥品庫房網絡平臺電子化管理系統
(1)快速查詢化學藥品的各種信息
該系統可以錄入化學藥品的各種信息,如化學藥品的類別、中英文名稱、規格、庫存量、產地、單價、總價、物理化學性質、存放地、藥品危險[2],以便使用者能夠更好的進行化學藥品的查詢。
(2)合理的購入和領用管理流程
在購入時,使用者在提出申請上交申請單之后,該系統會自動的對于實驗室庫存的藥品進行比較,然后刪除庫房已有的化學藥品,系統再進行匯總并將匯總結果反饋給管理人員,由實驗室化學藥品庫房管理者審核和購買。在領用時,使用者在提出申請之后,該系統會自動進行檢索,以查找出藥品存放的位置,然后由使用者領出該藥品。
(3)數據信息安全保障
該系統設置了使用者可以自由查詢化學實驗室藥品庫存情況和領取情況,但是化學藥品的錄入和庫存需要該系統管理人員的特定密碼才能進入,這樣就可以防止他人使用非法的手段進入該系統破壞或修改數據信息,同時系統還會實時的備份數據,以保證數據的安全性。
(4)系統界面
該系統最大化的簡化了使用界面,其可以讓使用者在不經培訓的情況下就能使用該系統。該系統采用簡單明了、容錯能力強、易于操作的按鈕菜單式操作,其可以用來快捷明晰的打印各種化學藥品報表。
2 高校實驗室藥品庫房網絡化管理
(1)化學藥品購入管理
購入管理主要分為學生實驗教學藥品購入、本科生畢業論文所需藥品購入、教師科研所需藥品購入,其是對化學藥品的每一筆購入進行系統的錄入管理。其中學生實驗教師藥品購入管理流程是:首先,根據實驗教學大綱上的實驗項目有實驗員錄入實驗過程中所需的實驗藥品;然后由教師填寫實驗項目和學生人數,網絡化管理系統就可以根據實驗項目、學生人數和實驗員錄入的實驗藥品自動的計算出該實驗項目所需實驗藥品的具體數量,并將計算得出的結果交給實驗員,由實驗員來處理,來提出購買的申請。本科生畢業論文所需藥品購入管理流程是:首先,由指導教師填寫化學藥品申請書,如化學藥品的類別、中文名稱、英文名稱、規格、化學性質、藥品危險提示、備注等;然后由實驗員提出申請。教師科研所需藥品購入管理流程與本科生畢業論文所需藥品購入管理流程一致。
(2)藥品領取管理
藥品管理主要包括領取單位、化學藥品、領取數量、領取人、資金來源和領取時間等,其是對化學實驗室藥品庫房藥品的領取進行的管理。領取單位在領取了藥品后,網絡化管理人員及時將該信息錄入到該界面中,系統就會自動的歸納、匯總并打印出領用的憑證單,然后由領取單位進行簽字,以備后續的查看。
(3)藥品購入和領用查詢
購入查詢包括購入記錄查詢和提交藥品購買申請審核查詢,其是對學生、教師、實驗室所購買的藥品進行查詢管理。在該界面中,如果完成藥品購買申請審核,那么系統就會在申請者登入本系統時自動的提醒申請者及時領取藥品,以減少化學實驗室藥品的積壓。領用查詢是查詢實驗室藥品的消耗情況,以便直觀的了解藥品的消耗,從而控制實驗室經費的使用量,該界面同時設置了排列設置和查詢設置,以便更加方便的查詢到自己需要的信息,但是該界面只能進行查詢,不能進行修改、打印。
(4)藥品庫存查詢
庫存管理包括化學藥品名稱和庫存數量等,其是用于統計化學實驗室藥品的庫存量。
(5)系統管理
系統管理包括采購人管理、領取單位管理、領取人管理、使用者權限管理、資金來源管理、系統密碼的設置與修改、系統數據初始化等[3],該界面主要用于維護系統。使用者權限管理是為了保證化學實驗室藥品庫房數據的安全性、準確性;使用人或使用單位采用不同的賬號來進行管理,每個賬號的設置了不同的權限。在主界面上,用戶可以自行選擇按鈕或菜單的方式進行該系統。
3 采用網絡化管理高校化學實驗室藥品庫房的效果
(1)實現化學實驗室藥品庫房管理信息化,提高工作效率
傳統的化學藥品的管理是通過手工操作完成,其工作效率不僅低而且誤差大。隨著網絡化管理的使用逐步促進了藥品庫房管理信息化,網絡化管理具有快速、準確、可靠的特點,實施網絡化管理能夠完成手工操作無法完成的工作[4]。采取網絡化管理模式在一定程度上減少了庫房管理人眼、教師、學生申請和領用藥品的工作量,并節約了人力、財力、物力等方面的資源,同時提高了庫房管理人員的工作效率。
(2)有效減低化學實驗室藥品庫房的庫存量,提高實驗資金使用效益
隨著高校實驗教學的改革和創新實驗項目的開展,教學和科研過程中所使用到的化學試劑需要不斷的更新,這樣不僅增加化學試劑的庫存量,還會給傳統的化學庫房管理帶來困難,特別是容易受潮、分解的化學藥品,這就需要定期的清理庫房,并將受潮、分解的化學藥品處理掉,從而造成大量實驗資金的浪費。而網絡化管理方向比較統一,且化學教學和科研所需的藥也比較穩定,因此,采用網絡化管理模式可以根據使用量和庫存量對藥品進行合理的采購,從而有效的控制化學藥品的采購量,避免大量積壓藥品,進而提高化學實驗資金的使用效益。
(3)促進化學實驗室藥品庫房規范化管理
化學藥品從入庫、庫存、出庫到使用過程中,采用網絡化管理模式實現整個過程的規范化管理。尤其是通過系統單元模塊的劃分和管理人員的配置,能夠準確的統計藥品出入庫的信息。
4 結語
對高校化學實驗室藥品庫房進行網絡化管理是一個有意義的嘗試,對于物流不發達且化學實驗教學需要各種各樣的化學藥品的地方高校來說,對其化學實驗室藥品庫房進行網絡化管理不僅能夠更快捷、準確的管理化學藥品,還能減少管理工作人員的工作量,同時減少藥品的積壓量,以提高實驗室藥品的利用率。
參考文獻
[1] 郭紅玉.高校化學藥品庫的安全和網絡化管理[J].化工時刊,2014,02:40-43.
[2] 張秋云,馬娟,張玉濤等.地方高校實驗室化學藥品的安全管理[J].安順學院學報,2015,04:125-126.
論文關鍵詞:綠色實驗室,三廢,化學毒性試劑,現狀分析
1 高校化學實驗室的現狀分析
如今,高校化學實驗室開設的實驗項目和學生人數較多,實驗所需的試劑、化學溶劑種類多、量大,大多實驗都會產生廢液、廢氣、廢棄物,如果不進行妥善和科學的處理,對實驗室及校園的環境都會造成嚴重的污染,甚至可能危害全校師生的健康。長期的實驗教學,使老師和學生養成了一種實驗—污染—再實驗的思維模式,大家都認為化學實驗理所當然會產生污染。雖然每次實驗產生的廢棄物并不多,但化學實驗是基礎實驗,高校學生的人口基數龐大,每一個實驗室都是一個污染源,以少積多,產生了很大的污染效應。探討如何加強化學實驗室建設與管理,把化學實驗室建設成綠色化學實驗室具有重要意義[1]。
2 構建綠色化學實驗室
2.1 綠色化學實驗室的基本理念
高等學校化學實驗是高校化學教學過程的關鍵環節,是培養當代大學生理論與實踐相結合的重要途徑,是高校培養創新、高素質人才的重要手段。建設綠色化學實驗室首先要改變以往的傳統觀念,要將綠色化學的思想滲透到實驗室的整體規劃和具體運行中。綠色化學的研究就是以系統的科學方法為基礎,以預防化學污染為基本思想,綜合考慮化學實驗與環境的關系。綠色化學實驗室的建設應該源于這一理念,全年建設一個綠色化模式(從原料到產品,再到產品的終結,即一種化學物品在環境中存在所有的形態,包括環境在內的大得封閉系統)。它是用化學的技術和方法從源頭防止污染的產生,對人類健康及生態環境有害的化學試劑、溶劑、產物等應最大可能的減少使用和生產,或者研究一種相應的處理方法消除這種污染。綠色化學實驗室應體現出節約資源的原則,廢棄物的無害化與最小量化原則[1]。在綠色化學實驗建設過程中,要培養師生的綠色化學的理念,從而制定綠色實驗假設的體系或模式。
2.2 綠色化學實驗室的建設
綠色化學實驗室的建設,需注意以下幾個方面:(1)在實驗室的硬件建設上,應加大資金投入,嚴格按照實驗室的安全及設備要求來配備安全設施(如:通風、防火、電源)和購置先進的實驗儀器,并且改進實驗設計與實驗方法[2]。(2)在教學中要培養綠色化學的理念,培養學生的環保意識,使綠色化學的理念扎根于學生的頭腦中,引導學生在實驗中節約資源、循環使用、減少三廢排放,并運用相關化學原理來治理環境污染。(3)教師要重點講授有毒性的化學試劑和實驗產物,以及排放后可能對環境造成的污染及危害,還要讓學生理解并掌握有毒有害物質處理的原理和方法。高校綠色化學實驗室的建設,不僅能節約實驗試劑藥品,降低實驗成本,并且能提高師生的科研水平及創新思維,有利于環境的保護及師生的身心健康[1]。綠色化學的研究原則:一是化學實驗設計項目應盡量選擇無毒無害的試劑。人文歷史論文從源頭上減少污染;二是實驗應選擇在無毒無害的反應條件(催化劑、溶劑)下進行,即盡量選擇水作溶劑,或者無溶劑的條件下進行反應。盡量采用無毒無害的物質作為催化劑,減少任一能夠對環境造成污染的環節;三是產品應是對環境友好的,即在化學實驗設計應盡量選擇生成物無害的實驗;四是具有原子經濟性,即反應具有高選擇性,產生極少的副產物,爭取實現“零排放”[2]。
3 實驗室的“三廢”問題
3.1 實驗室處理“三廢”現狀
長期以來,實驗室“三廢”問題都沒有一個好的解決方案。大多高校對于“廢氣、廢液、廢物”的處理都沒有一個統一制定的規章制度,只有簡單的實驗室安全知識和實驗室操作規則。由于每次實驗產生的廢液并不多,大都是采用自來水稀釋或直接排放的方法,排進了下水道。實驗中生成的固體產物即廢渣也都是按照普通的校園垃圾處理,放入學校的垃圾桶。長此以往,大家對這種處理方法對環境的危害視而不見[3]。
3.2 加強“三廢”處理
廢氣的處理:實驗室所用的各種氣體鋼瓶一定要制定專門的管理制度和使用規則,要有專人看管,定期進行安全檢測,并且氣體鋼瓶存放的位置在陰涼通風、空氣流通的地方,應遠離熱源、火源,避免陽光直接照射。實驗室產生的廢氣包括實驗過程中試劑的揮發和生成的廢氣,如果不經常有效地處理,會影響實驗人員的身體健康,污染實驗室環境、減少實驗儀器的壽命。實驗室應配制通風櫥或通風管道,有毒的氣體可經這些通風設備稀釋排出,避免師生在實驗過程中吸收。實驗室的衛生要求應嚴格遵守,避免室內過多的粉塵污染實驗的環境[4]。
廢液的處理:實驗室的有機溶劑應分類存放,并且選擇合適的存放容器和存放地點,容器應標明種類、時間等。廢液包括清洗容器用的洗滌水、多余的樣品、化學反應生成的產物等。幾乎所有的化學實驗都不可避免的會產生,而廢液中大多含有有機物、金屬離子甚至有毒的成分,若不加處理,直接排入下水道,會造成環境污染。綠色實驗室的構建其中一條就是可以研究新的實驗設計來使生成的廢液進行中和反應,減少污染。有些乙醇、酸堿廢液可以經水稀釋排出。有毒有害溶液實驗室應配置廢液瓶或廢液桶,封閉桶口,放在陰涼處,遠離熱源、火源。這些廢液桶應統一交給相關部門集體處理[5]。
廢渣的處理:實驗室中應對現存的試劑、溶劑、藥品定時進行清點,一些過期失效的化學試劑應標明,避免因處理不慎而污染環境。實驗室中的剩余樣品及實驗過程中產生的廢渣,實驗人員的一次性制品如工作服、帽子、手套、口罩等都不能隨意丟棄在垃圾桶內,應放入指定的袋子里,送到上級廢物處理中心焚燒。可以循環使用的玻璃器材可以洗滌后繼續使用,還有一些耐高溫的容器如搪瓷、塑料等可煮沸或高壓滅菌。
4 化學毒性試劑的處理
劇毒的化學試劑氰化物、砷、磷、硒、鉈等,應單放在劇毒藥品柜,標明試劑名稱寫上劇毒標志,標簽要貼在醒目處。不得與其他樣品混放,并交給專人看管和負責使用登記。在實驗操作過程中必須穿大衣、帶帽子、口罩、手套,缺一不可,對有毒試劑操作時還應穿防護服、戴防護眼睛,以及在適合的操作臺上操作。有毒的化學試劑必須有專用的量器和容器,使用過程中應小心操作,避免破損造成毒性試劑流出,操作完畢應清洗使用所用器材,且把有毒試劑的殘留或生成物都應放在專有的廢液瓶按照相關規定處理[5]。
5 結語
把綠色化學的思想融入到高校實驗室的建設,不僅可以減少化學試劑的消耗和廢物的排放,還在一定程度上提高了師生的學習熱情和創新思維。有利于師生們的身體健康和校園環境保護。加強“三廢”的處理是綠色實驗室非常重要的一環,只有合理地制定綠色化學實驗室體系,并嚴格按照相關規定進行操作,才能實現可持續發展,才能實現人與自然和諧相處。
參考文獻
[1] 余訓爽.淺談高校綠色化學實驗室的建設[J].實驗技術與學,2010,8(3):162-165.
[2] 郝玉蘭,張榮明.高校綠色化學實驗室建設的探討[J].廣州化工,2012,4(3):146-147.
論文關鍵詞:信息技術,化學實驗教學,整合,高效課堂
以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一。化學實驗對全面提高學生的科學素養有極為重要的作用。化學實驗有助于激發學生學習化學的興趣,創設生動活潑的教學情景,幫助學生理解和掌握化學知識和技能,啟迪學生的科學思維,訓練學生的科學方法,培養學生的科學態度和價值觀。[1]教育部制定的《普通高中課程方案(實驗)》指出,以計算機為主的信息技術在教學過程中的普遍應用,能逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,充分發揮信息技術的優勢,為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。在化學實驗的教學過程中引入信息技術來提高化學實驗的教學質量和效率,必須針對整合點進行細致分析,診斷出信息技術與化學實驗的整合點。
⒈改變知識的呈現形態
⒈⒈細微現象放大化
反應規模小而課室大,多數學生觀察比較模糊。我們國家實行班級授課制,每班都有幾十人,很多實驗現象靠墻邊的與后面的學生難以觀察到清楚現象。利用投影進行輔助教學,就有很好的效果。投影技術主要是將一些簡單、安全、無腐蝕性的實驗放在實物投影儀上進行放大,克服演示實驗只能演而不能示、可見度小的缺陷高效課堂,使學生能清楚地觀察到實驗現象,特別是一些細小的、不易觀察到的實驗現象。投影技術使實驗現象的可觀察性得到提高,增強學生學習的積極性和參與程度,為培養學生的觀察能力提供條件。例如《氯氣的生產原理》中電解飽和食鹽水的裝置,實驗裝置本身就比較小,實驗現象很難觀察清楚。這時利用投影輔助教學就能清楚地觀察到實驗現象。諸如此類,很多在小試管、小燒杯等中進行的實驗,實驗現象可見度小的,都可利用投影技術。
⒈⒉抽象概念形象化
化學是研究分子、原子及核外電子等微粒運動的科學,許多概念抽象復雜,如電子云、晶體結構、有機物分子空間結構、同分異構、順反異構、手性碳、雜化軌道、大π鍵、電解膠體的滲析與電泳等,都可以用多媒體動畫來模擬。通過這一方式可以把一些難于觀察的、抽象的、微觀的化學過程模擬出來,還可以把常規教學手段難以用實驗演示的動態過程展示給學生,使抽象的概念變為具體形象,幫助學生去領會實驗事實和掌握化學概念。
⒈⒊實驗原理顯現化
化學教材中的理論部分具有一定的難度,學生感到較難理解,學生不易理解和掌握實驗原理,單單靠實驗手段效果往往不理想。對此,通過利用計算機模擬實驗,可以把實驗原理形象直觀地展現在學生面前, 幫助學生理解和學習實驗原理。如在溶解熱測定實驗中利用動畫輔助講解溶解的變化過程,使實驗直觀形象,學生很容易理解,豐富了學生的觀察和記憶。又如,在“原電池原理”和“電解池原理”教學中,溶液中離子的流動方向,電子的流動方向學生難以理解。利用動畫模擬使學生形象地看到水溶液中各種離子運動方向及兩極電子得失的特點。甚至可以展示兩極的實驗現象,這樣學生從宏觀和微觀兩個方面認識了反應機理,為化學概念和化學規律的掌握提供了充分的感性認識基礎,便于學生理解,從而突破教學中的重點、難點站。特別是有機基礎中的反應機理如消去反應、加成反應、酯化反應、聚合反應、取代反應、催化氧化等。這種整合還可以針對有些實驗只能看到結果,而實驗原理很難清楚反映的實驗教學中。
⒈⒋工業流程真實化
化學新課程對工業生產非常重視,課程標準中要求了解、體驗、參觀的工業生產很多。氯堿工業、工業制硫酸、工業制氨氣、工業制硝酸、高爐煉鐵與煉鋼等。教師要結合課程內容,充分利用當地各種有利條件高效課堂,組織學生參觀、訪問、調查、討論等實踐活動,如本省的巨化、鎮海煉化等大型化工企業中的合成氨車間、硫酸車間、氟化學車間、煉油裝置,杭州的四堡、七格污水處理廠,本地的自來水廠,印染、制藥、塑料等化工企業,環保、質檢等部門,使學生有機會接觸實際問題,綜合運用所學的知識來認識生產生活中與化學有關的技術問題。條件不具備的,也可讓學生觀看相關的影像資料或圖片,或從網絡中去查找(也可由教師從網絡中下載)。[2]教師實地拍攝本地化工企業工業生產,既真實,又親切。學生的認同感強,很快會進入學習狀態,學習效果不言而喻。
⒈⒌實驗課堂綠色化
化學實驗教學歷來都強調要實驗的安全性。對化學實驗的不安全因素主要考慮爆炸、燃燒、強腐蝕、中毒以及化學實驗產生有害環境的廢氣、廢液和廢渣等。對于有毒、有害、危險的實驗,制作成錄像并播放給學生看,既保證學生的安全,保護環境,又達到良好的教學效果。如甲烷與氯氣的取代反應、鈉與水反應、制取SO2、Cl2等毒性實驗。另外,化學中有毒、有污染、危險較大的實驗易造成學生對化學實驗操作產生畏懼心理,因而不利于化學教學和學生化學素養的培養。若教師采用信息技術輔助實驗教學,避免上述實驗的缺陷,達到了實驗目的。
⒉改變學生的學習方式
⒉⒈有利于自主學習
現行高中的化學實驗課,特別是學生實驗課,很多的實驗是驗證性?笛椋教Ω學生學習任務,認為就是學生自主學習,自主實驗,但缺σ導實際上是一種放任。蘇教版教材中的《觀察與思考》和《活動與探究》欄目,基本上是教ρ菔臼笛榛蜓生分組實驗。但欄目僅給了學生學習任務,并沒有引導學生如何去思考,如何去探究等。如蘇教版化學必?2教材《化學反應速率》中《觀察與思考》“進行下列實驗,觀察并比較兩個反應放出氫氣的快慢。”《活動與探究》“【實驗2】取兩支大試管,各加入5mL4%的過氧化氫溶液,用藥匙向其中一支試管內加入少量二氧化錳粉末高效課堂,觀察發生的變化。”教材給了學生學習任務,教師若利用投影設計幾個問題引導學生分析影響化學反應速率的原因,就能幫助學生開啟化學思維,自主學習中享受發現的快樂。實際上自主學習的課堂,更需要教師充滿睿智的引導。
⒉⒉有利于合作學習
在日常的學生實驗課中,最常見的小組合作學習形式是按前后座位自然分成四人一小組或同桌兩人一小組。由于分工不明確,學生實驗課表面熱鬧實際上課堂秩序較混亂。這時若利用投影,合理分工明確職責更有利于互實驗進行。做實驗、記錄、發言、總結、匯報等等都由不同的學生承擔,使每人在小組學習中都有表現自己的機會。學生實驗課有利于學生合作學習,但合作學習不僅僅在實驗的操作上,更重要的是引導學生通過實驗共同探究問題,思考問題,總結結論等。而這些問題的引導,問題的設計等需要投影等信息技術的輔助。
⒉⒊有利于探究學習
化學實驗本身就具有巨大的趣味性,如今再利用信息技術圖文并茂、聲像并舉的特點為學生創設各種實驗情境,能使許多復雜的化學反應環境由靜態變動態,由無聲變有聲,由抽象變具體。不僅能大大增強表現力,更能激起學生的各種感官的參與,調動學生強烈的學習欲望。例如,在酸雨的教學中,利用多媒體把酸雨造成樹木、農作物枯萎,文物古跡如石雕、塑像的侵蝕等實物場景展現在學生的眼前,讓學生有身臨其境的真實的感覺。這種適時適度的整合使學生耳目一新,開闊了學生眼界,激發了學習興趣,很容易激發學生探究酸雨的成因及防治措施。
⒊實現高效課堂
⒊⒈增大課堂容量
利用信息技術往往可以增大課堂容量,提高課堂教學效率。特別是高三實驗復習課。在化學實驗的復習中, 由于知識點多, 內容亂, 高三學生的學習時間有限, 重做實驗從時間上是不允許的, 而且部分實驗的現象不明顯、效果不顯著,還有一些實驗的可重復性差、耗時長。利用信息技術可以做到高密度的知識傳授, 對大信息量的優化處理, 它極大地提高了課堂效率。如在對原電池、電解池、酸化反應、水解反應、乙烯的實驗室制取等實驗的復習中, 利用信息技術把微觀反應機理模擬成宏觀動畫加以演示,不但加深了學生對相關實驗的印象, 也促進了學生對相關知識的理解, 使記憶深刻。如果采用動畫、錄像等形式對已做過的實驗進行“回憶”, 對沒有做過的實驗進行“演示”, 則會取得既系統全面又節省時間的效果。這樣, 的課堂時空被計算機拓寬和延長了, 這種高密度教學是常規教學難以實現的, 收到了很好的效果。
⒊⒉減少實驗時間
利用信息技術輔助實驗數據處理,有利于提高實驗學習的效率。在實驗過程中,部分實驗沒有一定的數據量,就不能很好地反映物理量之間的關系。學生把大量的時間用于測量,不能很好地理解、思考實驗中遇到的問題。近幾年來,特別是傳感技術的發展,由計算機控制采集、存儲、計算、處理高效課堂,這種方法可以完成一些常規儀器難以完成的實驗,不但提高實驗測量的精度和效果,還有利于學生在實踐操作活動中有更多的時間用來對實驗涉及的知識進行思考, 避免大量的重復計算工作,有利于提高學習的效率站。如區別強、弱電解質實驗,弱電解質的電離平衡實驗,酸堿中和滴定實驗等等。在數據處理平臺系統中,實驗反應裝置只需要連接上計算機,打開系統就可以自動得到實驗數據和數據處理結果。數據處理自動化, 簡化了學生進行計算的過程。
⒊⒊有利于培養創新能力
信息技術與化學實驗的整合在培養學生創新能力提供了最佳條件,它可以幫助學生尋找問題的突破口。近幾年的高考對化學實驗的考查源于教材而突破教材,體現了化學實驗的創新性,考查了學生化學實驗的創新能力,信息技術的運用則會有助于培養學生的創新能力。例如,實驗室進行氣體制備實驗,考慮到某些氣體會對空氣造成污染,如氯氣、氯化氫、二氧化硫、二氧化氮和氨氣等,都要進行尾氣處理。可用計算機再現常見的尾氣處理裝置,并提出問題:①為什么這樣做?②不這樣做會怎么樣?③我認為還可以怎樣做?其中,①和②是源于教材的知識,③是需要創新的思考。對三個問題的探討既完成了復習任務,又培養了學生的創新意識和創新能力。
⒊⒋有利于養成良好實驗習慣
化學實驗的操作步驟和操作規范都有一定的要求,一旦學生操作失誤,不僅會引起實驗失敗,也可能引起實驗事故,更會引起學生的恐懼心理,影響學生學習化學的興趣。采用多媒體網絡技術,可模擬一些錯誤的實驗操作, 讓學生親?碭惺艿醬砦蟛僮韉奈O?, 從而避免錯誤操作的發生。例如:對點燃未檢驗純度的氫氣發生爆炸進行模擬,使學生加深對操作錯誤引起危害的認識,然后再進行正確的實驗,通過多媒體技術的模擬,不僅提高了實驗的成功率,更深刻理解正確操作的重要性。又如稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸溶液中,老師通常都會反復強調后果的嚴重性,但學生機械地記憶印象往往不深高效課堂,而使用計算機課件模擬水倒入濃硫酸時的沸騰和四濺現象,很容易加深學生對這一操作的認識,對學生的實際操作起到了良好的指導作用,從而培養學生正確實驗操作能力,養成良好實驗習慣。
⒊⒌有利于形成正確價值觀
新課程標準要求在化學課程的學習過程中達到人文精神和科學精神的整合,體現教育育人的本質。信息技術輔助化學教學,創設實驗情景,培養學生人文精神。如用多媒體網絡技術模擬化學家的科學實驗過程,講述化學家研究化學的艱辛等化學史,努力創設情景,不僅使學生偷快地投入到學習中去,激發他們參與學習的積極性和內部學習動機,更對培養學生的人文精神有著非常需要的作用。例如模擬舍勒發現氯氣,門捷列夫發現元素周期表。這些仿真實驗有效的激發學生的學習熱情和求知的探索欲。另外,一些環境污染的事件可從網上下載,通過視頻播放展示給學生。讓學生通過具體的實驗事實和相關分析,培養學生愛護環境,關心社會,在潤物細無聲中形成對化學的熱愛。
化學實驗是化學理論產生的源泉。化學教學中要重視以化學實驗為基礎,信息技術輔助化學實驗教學也要以現實的化學實驗為基礎。在整合過程中,我們不但要彰顯化學學科的魅力,更要在培養學生科學素養付出更大的努力。
參考文獻:
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[2]浙江省普通高中新課程實驗工作專業指導委員會化學學科組.化學學科模塊教學指導意見化學與技術(選修).wenku.baidu.com/view/013e1889680203d8ce2f24dc.html(下載)2011年11月8日
[3]黎國蘭,李松.信息技術在開放性實驗教學中的整合應用.高校實驗室工作研究[J],2009,(09):40
1高等醫學院校生物化學實驗教學現狀
生物化學既是高等醫學院校的一門專業基礎學科,又是當代醫學和生命科學的前沿學科,其理論研究的深入與實驗技術的革新息息相關,生物化學實驗技術在生物學及醫學發展的科研實踐中,展現出不可限量的前景,不僅在新理論發現和開發應用新技術方面起著決定性的作用,同時也為實現科技創新和社會生產力跨越發展提供重大戰略機遇。特別是進入21世紀以來,生命科學突飛猛進,生物化學實驗技術已滲透到醫學科學的各個領域,成為診斷、治療、預防疾病的重要手段[5-9]。然而,相對生物化學理論教學,當前的實驗教學普遍存在一些弊端和不足,難以滿足學科發展與創新的需要。生物化學課程內容廣泛,授課學時有限,特別是教學改革后各專業的實驗課時都進行了壓縮,實驗課程內容往往只能選擇一些簡單的實驗項目,實驗教學模式往往是教師課上講解、現場演示實驗步驟、學生動手實驗的傳統模式。學生只需嚴格按照教師的指導被動地進行實驗操作,而無需進行獨立思考和自主設計。這就造成了教學內容、教學模式與新技術的不斷涌現及學生多角度、多層次學習需求之間的矛盾,造成學生主動性的缺乏。現代科學技術的發展為解決這一矛盾提供了契機,“互聯網+”、大數據、云計算、移動互聯、多媒體、流媒體等技術能夠突破時空限制,使多維度、多方位、多手段、實時實地的學習成為可能[10-12]。因此,在當前的生物化學實驗教學中,采用結合現代科學技術的混合式的教學模式是解決問題的良策。
2“互聯網+教育”實驗教學模式研究思路
研究過程遵循“一個理念,兩項策略,三點提高,四個改變”的核心思想。
2.1落實“一個理念”
新型教學模式應真正落實“以學生為中心”的教學理念。傳統教學中,在傳授實驗步驟、強調注意事項后,讓學生進行操作的方法,基本上是一種灌輸式的教育模式,是以教師為中心的。新的實驗教學模式則是讓學生先自學實驗內容,再上機進行虛擬實驗操作,自己總結出問題和注意事項后再進行實踐操作,這對學生的能力培養具有很好的作用。
2.2實現“兩項策略”
旨在充分利用現代信息技術擴充教學資源,包括微實驗制作策略和手機端平臺策略。微實驗制作策略。微課視頻時間短、內容精、趣味強、效果佳,有利于生物化學這樣內容較抽象、知識點較繁雜的學科教學。利用微實驗對儀器操作技術進行放大處理,對關鍵問題進行重點強調,增加了直觀性,有助于學生掌握操作要領和教師節省課堂講解時間,學生能夠通過反復學習達到易學、樂學的效果。手機端平臺策略。藍墨云班課、微信工作平臺,因信息傳播的及時性、互動性、廣泛性、高效性和低成本等特點而備受教育工作者的青睞。構建生物化學實驗教學手機端實驗課程平臺,并要求學生及時上傳當天實驗結果,便于查找教學問題、激發學生學習動機、考查課前預習效果、加強師學互動,以及提高學生的主體性和實驗效率。
2.3應用“三點提高”
旨在提高學習使用高、精、尖生物化學實驗儀器設備的效果。生物化學實驗涉及許多貴重的儀器設備,如PCR儀、高速冷凍離心機、凝膠成像系統等。這些儀器設備價格昂貴、操作復雜,對操作人員素質要求較高,且需專人維護、保養,不能滿足學生人人通過上機操作熟練掌握技術的需求。在實驗教學過程中的具體做法是,一方面以第二課堂形式吸引部分優秀學生參與科學研究,在實踐中學習;另一方面通過虛擬實驗教學系統幫助學生認識和熟悉高、精、尖儀器設備的使用方法及其注意事項,提高學習使用這些儀器設備的效果。
2.4達到“四個改變”
在實驗教學模式方面主要有4項改變,一是由傳統的再現式學習模式改變為探究性、合作性學習模式;二是知識的傳授方式使學生由被動接受變為主動學習;三是教師由原來的知識灌輸者變為學習的組織者、引導者、參與者;四是學生由知識的被動接收者變為主動融入課堂。
3“互聯網+教育”實驗教學實踐
在生物化學實驗課程教學實踐中,采用藍墨云班課和手機端平臺,遵循“課程視頻提前推送—學生自由自主學習—師生線上線下互動”的教學模式。電腦端平臺的功能包括管理課程運行、制作視頻微課、上傳編輯資源、編寫在線測試等,手機端平臺的功能包括通知、參加頭腦風暴和討論等各項活動,以及在線測試、作業互評等,實現了實驗教學“線上—線下—線上”的過程。教師在切實做好課前推送的同時,精心組織課中指導和課后分析討論,并根據各方面反饋對教學過程進行修改完善。
3.1課前資源準備
構建實驗項目區、實驗工具區、前沿知識鏈接及即時通知等課前資源。實驗項目區主要針對課堂實驗教學環節,上傳所有實驗課件、視頻資料;實驗工具區主要針對生物化學實驗常用儀器;前沿知識鏈接的目的是分享生物科學前沿動態;即時通知主要涉及課前實驗安排、實驗計劃、實驗須知的。
3.2虛擬實驗和微實驗制作
虛擬實驗如SDS-PAGE凝膠電泳、紫外可見分光光度計使用、基因克隆技術等,通過虛擬的動畫演示和互動操作,能夠方便學生掌握實驗操作流程和注意事項。利用PowerPoint2016、Flash等軟件,根據教學大綱和學生專業需求,選擇WesternBlot、分光光度技術等科學研究常用技術進行微實驗課制作,使實驗理論和實驗操作直觀易懂,對注意事項和重要步驟進行字幕說明或旁白解說,對實驗結果以動畫形式呈現,使學生對實驗過程、實驗現象有直觀的認知。
3.3手機端平臺建設
用于構建生物化學實驗教學微信平臺和藍墨云班課,能夠提供實驗室設備、使用時間等信息,方便學生在線預約、登記;能夠在課前推送實驗須知、微視頻、電子課件;能夠使學生上傳實驗結果,并在云班課APP上進行結果欣賞、分享實驗趣聞等;能夠使學生就實驗報告進行分析討論,激發學生的學習動機,增強學習效果,加強師生互動,提高學生的主體性和實驗效率。
3.4實驗室開放
高校實驗教學改革的重要內容之一就是實驗室開放,開放實驗室對于學生參與或獨立開展科研活動至關重要。實驗室開放應進行規范化管理,制定安全、低值易耗品管理、易燃易爆品管理、廢棄物品處理管理等規章制度,并在貫徹落實中鼓勵學生參與。在一些非教學時段開放實驗室,提高了實驗室的利用率,對培養學生的科研思維、動手能力和管理能力有促進作用。
4結語
1化學實驗教學體系改革
建設完善一支高素質的師資隊伍,從教師抓起,改革和完善教師考核模式,督促化學教師做好實驗教學的改,完善和嚴格執行實驗室管理制度,為化學實驗教學改革的順利實施造就堅強的后盾。新型的化學實驗教學體系要充分地體現化學這門學科的優勢,并交叉關聯其他學科,促進各學科的滲透與交又學習,使學生的綜合能力得到有效提升。新型的化學實驗教學體系必須包括三個層次:首先,第一層是培養基本實驗操作技能。主要是基礎性的操作性實驗培訓,主目的是使學生掌握基本技能,熟悉并能夠應用相關的實驗儀器,對儀器和操作有一個初步認識和掌握;其次,第二層是針對化學基本原理理解的實驗開展。讓學生在實驗過程中吃透原理,從而舉一反三,觸類旁通.最后,第三個層是開展綜合性實
2化學實驗教學過程規范化
不以規矩不能成方圓,化學實驗教學也要有章可循,而不是毫無章法。首先是課前預習要規范化。化學實驗前一定要求學生做好預習報告,凡是預則立,不預則廢。對學生以后的職業生涯中,這是很有利的培訓。做好預習報告,可以使學生對實驗操作步驟、儀器及注意事項做到了然于胸,如此可以對實驗事故的發生進行有效規避,對學生日后的職業安全具有長遠的裨益。其次是操作過程的規范化。對學生強調并嚴格執行實驗室管理規范,不能馬虎大意,切實加強實驗教學中的巡視,努力注意查找和及時糾正學生在實驗過程中器具使用、藥品使用、器材維護等方面的不規范操作,確保學生的正確操作,培養學生的安全實驗正確實驗意識。同時要對實驗結果進行嚴格把關,對篡改數據的現象進行深入教育,端正學生實驗態度,培養學生嚴謹做事、認真求實的科學作風,為學生日后的職業奠定良好的個人素質。
最后是實驗考核的規范化,傳統的考核方法只是依據實驗報告與課間練習來進行實驗成績評定,該做法應當及時轉變,其不能客觀反映學生對實驗技能的把握及其綜合職業素質。為客觀反映學生基本操作和基本技能的掌握情況,可以采用課時成績與操作考試綜合評估相結合的評分方式,由學生抽簽確定實驗題目后在規定時間內完成實驗操作得出實驗數據,并由教師評分;也可以由教師給出若干設計性實驗題目,要求學生選擇一個或多個,自主進行文獻資料查閱后,提出實驗方案并設計實驗、完成實驗,最后以科學論文的形式提交實驗報告。這樣的自主學習與實驗模式能夠更好地激發學生的求知欲,培養學生的創新精神和科學素質。
3化學實驗內容改革
在以實驗技能為主導進行化學實驗課程體系改革的同時,在具體的實施教學過程中也要從宏觀上進行實驗教學內容的改革,以職業素質為目標,以應用能力為重點,遵循高職生能力培養客觀規律,建立基礎化學實驗到綜合化學實驗到設計性實驗的實驗教學體系,循序漸進地開展化學實驗教學,使高職生更好地掌握化學實驗技能和相關應用技術。首先是基礎化學實驗教學,這是實驗教學的基礎,是培養化學高職生專業能錄的重中之重,打牢這個基礎能力,后面的問題才能得到解決,如果基礎不行,根本談不上綜合能力的培養,后面的綜合實驗和實驗設計無從談起。因而,實驗教學一定要強化基礎實驗技能的培養,使學生對化學實驗從宏觀上形成一個整體的認識,微觀上對基本技能說連掌握、基本實驗儀器能夠規范化操作。
其次是綜合化學實驗教學。即是在基礎實驗教學的基礎上,進行對實驗內容、操作訓練和實驗技能等多方面綜合的要求的實驗教學,從而培養學生的綜合化學實驗能力,包括對實驗原理的理解力、實驗目標的宏觀把握能力、實驗步驟的執行能力、實驗數據分析與總結能力。最后進行設計性實驗教學,可由教師根據實際應用提出實驗方案,有學生進行實驗設計,并完成實驗,這樣可以更好地培養學生的自主創新意識和創新能力,為職業生涯奠定堅實基礎。
4結語
本文提出高職化學課程體系建設應當以職業素質能力作為高職生人才培養的第一目標,注重課程的實用性,突破以學科為中心的教學課程體系和學時安排,使其與職業教育的目標和功能更加相符。
作者:李建東 單位:銅仁職業技術學院
摘要:中國著名化學家戴安幫先生曾在探討化學實驗教學時提到,一味傳授化學技術及化學知識理論的教學方式不僅是片面的,而且是不科學的。全面教學理論要求教師在教學中不但能夠提高學生的學習思維能力,而且還能培養學生自我思考及自我管理的良好學習習慣,尤其是在化學實驗教學中,教學主體是學生,而教師的主要作用是通過引導和點撥,使學生獨立識別其中的化學原理及化學現象,使理論知識與實踐技能相結合。
【關鍵詞】素質教育;化學教學;實驗
本文主要基于我國著名化學家戴安幫先生提出的全面教學理論,通過在教學過程中引導學生理解基本化學理念及化學理論,使學生在化學實驗教學中獨立觀察、實驗、獨立總結及分析,從而提升其自我思辨能力和觀察問題、分析問題、解決問題的能力。
一、初中化學實驗教學中提高學生的科學文化素質
第一,在課堂中對學生演示相關化學實驗時,應突出教學重點和難點,滿足化學實驗教學過程中的可靠性及簡潔性和安全性教學操作要求。在實踐中要指導學生規范操作,幫助學生養成良好的實驗操作習慣,使其既能在實踐中獲取基本化學理論,又能在實踐中提升自己的總體素質能力。比如,在初中化學實驗教學中,事先向學生科學演示關于汞受熱分解的相關化學實驗,以便在后期試驗中能使學生對氧化汞分子分解這一章節內容有更為直觀、清晰的認識。在具體演示過程中,教師通過向學生傳授科學的實驗操作方法,培養其觀察能力,首先應使學生充分認識到化學實驗觀察的目的性,在觀察過程中有重點及有目的地展開觀察,以免學生在實驗過程中無目的性而將整個實驗過程當作走過場;其次,要基于全面教學理論,引導學生對化學實驗過程全面、系統觀察,以便在觀察中能分清重點和主次。比如,鎂帶燃燒實驗,不僅要引導學生對鎂帶燃燒化學實驗中的強光進行細致觀察,更提示學生仔細對鎂帶燃燒后生成物的實際顏色進行觀察,從而為后期化學實驗奠定重要基礎。除此之外,如果教學實驗條件允許,教師應盡可能設計合理的化學實驗環節,全面調動學生的思維及聽覺和觸覺、感官等不同素質能力,使學生能夠將觀察與思考結合起來。比如,在鐵釘生銹實驗中,通過以下三種不同條件假設,可為學生實驗后思考、對比及總結奠定基礎:一是鐵釘一部分浸沒在蒸餾水中;二是鐵釘全部在植物油中浸泡;三是鐵釘在干燥空氣中存放;實驗結束后,教師可引導學生觀察及對比鐵釘在不同介質作用下的生銹情況,并采用基本化學原理進行解釋,以此鍛煉學生的思維能力。
第二,為了提升學生的基本操作技能,應在實驗后對試驗設計和操作安排習題,使學生從理論階段上升到實踐動手階段。按照心理學相關理論解釋,技能是在不斷動手實踐過程中形成的一種特殊本領。因此,在初中化學實驗教學中教師應利用一切機會鍛煉學生的基本能力。
第三,按照心理學的相關理論解釋,學生在學習中,技能的獲得具有一定的階段性,而學生在化學實驗操作中,必須以基本化學知識理論為基礎,事先按照學習和教學進度制定科學的教學計劃。通過對習題集及試驗方案進行設計,以此拓寬學生的學習渠道,尋找更多解決問題的方法和思路。在此過程中,還要從環保及經濟角度對化學實驗過程進行優化,使學生能夠充分養成愛護公物及保護環境的良好習慣。
第四,在化學實驗中,培養學生規范化實驗的意識。如果學生操作不規范或不合理,應及時指導其糾正偏差,發現問題,防止長此以往學生在學習中養成不良的化學實驗操作習慣。在學生獨立操作過程中,應指導學生相互監督和糾錯,及時發現操作實踐中存在的基本問題,對癥下藥,合理解決問題。
二、初中化學實驗教學中鍛煉學生的思想品格
初中化學實驗教學可結合具體教學實驗步驟及相關注意事項,對學生展開安全操作教育,無形中可強化學生熱愛勞動及保護公物和節約物資的意識。同時,在此過程中,教師還可通過講解與化學實驗教學相關的故事,對學生進行網絡教育,激發學生的愛國熱情。
三、初中化學實驗教學中陶冶學生的身心
在具體實驗演示指導環節,教師可通過合理、有序的方式指導學生展開操作,磨練學生的意志和品格,結合實驗過程,激發學生學習興趣。在此過程中,教師可采用更加開放的教育方式激發學生的學習能力,幫助其培養良好的學習習慣,引導學生獨立操作,提升團隊協作能力。通過集體協商及討論,共同完成實驗并進行討論,實驗環節中教師可穿插習題,幫助學生及時消化課堂內容。只有使學生在實踐中嘗到成功的喜悅,才能調動其積極探索自然科學奧密的主動性。
四、初中化學實驗教學中提高學生的基本審美能力
化學實驗的主要目的是發現自然界的奧秘。千變萬化的實驗現象離不開實驗器材。在實驗環節,教師可通過向學生展示具體儀器的操作方式,幫助學養成良好的學習習慣及操作習慣。在自我實踐中,激發學生的思維意識,使其在實驗器材直線美及曲線美和造型美中提升自己的審美能力,通過美的眼睛去發現實驗中的自然現象。
【關鍵詞】化學實驗教學概述;實驗教學問題;實驗教學對策
引言
筆者將化學實驗教學分為實驗前、實驗中和實驗后三個部分。在化學實驗實際教學中,實驗前、實驗中、實驗后都存在著相應的問題。化學實驗具有一定的危險性,如果不能很好地解決這些問題,可能對實驗者的人身安全造成傷害,我們要重視在化學實驗教學當中的問題,并切實解決。
一、化學實驗教學概述
筆者大致將化學實驗教學分為三個部分,即化學實驗教學前的準備、化學實驗教學的進行、以及化學實驗教學后續工作。化學實驗具有一定的危險性,因此每一個部分在進行的過程中都要格外注意,以免發生意外對師生的人身以及室內器材造成損害。
二、化學實驗教學中存在的問題
1.學生對于基本規則的忽視
學生在進入化學實驗室前沒有熟悉相關的規則,一般而言我們會將化學實驗室規則掛在教室前方,進入教室的同學都能夠看到這些規則。但是依然會有一些同學忽視了這一規則,進入實驗室造成了不可避免的麻煩。
例如化學實驗規則當中的:了解實驗室水電總開關的地方,了解消防器材(消防栓、滅火器等)、緊急急救箱等的位置和正確使用方法。學生做實驗不像教師那樣非常穩妥,隨時都有可能發生意外。實驗時我們經常用到酒精燈,酒精燈控制不好就會引起失火,這就需要學生對于消防栓和滅火器有一定的了解。在危險發生時可以及時的進行遏制;又例如我們的實驗規則中要求學生在做實驗時要穿長袖衣褲,長發要扎起來,不能穿拖鞋。這一條也是對于學生人身安全重視。在觀察化學反應時硫酸是我們經常用到的物質,硫酸一但濺到人的身體上就會對人的身體造成腐蝕,后果都是非常嚴重的,有的甚至無法彌補。而學生對于基本規則的忽視,成為我們需要關注的第一個問題。
2.學生對于實驗材料的浪費
學生做實驗所用的材料都是不需要自己花錢去購買的,因此一些學生就會不珍惜實驗材料,造成對實驗材料的浪費。例如鎂條在空氣中燃燒的實驗,我們需要將鎂條在空氣中進行燃燒,燃燒后的鎂條呈淡黃白色固體狀,然后我們需要在固體中加入適量的水觀察實驗現象。這是一個非常有趣而且簡單的實驗。我們的學生年紀不大,平時所上的課程大多是與書本打交道,親自動手去做實驗的機會比較少。一些學生覺得燃燒鎂條很有趣,就反復的燃燒鎂條,這就對我們的實驗材料造成了浪費,是一個需要解決的問題。
3.學生不注意實驗后的清理
在實驗過程中由于這樣那樣的化學反應,實驗臺上不會像學生剛剛進來時那樣整潔,學生在課堂上認真學習一節課之后,急于下課出去放松休息,就會忽視試驗臺清理這一環節。例如鐵絲在氧氣中燃燒時所產生的黑色物質即四氧化三鐵,就需要學生在實驗結束后進行清理,放入垃圾桶中。學生不做這個工作就要由教師來做,一個班里有很多學生,將@項任務轉移給教師,則是非常繁重的。
三、化學實驗中問題的相應對策
1.提高學生對于實驗規則的重視程度
針對筆者以上列舉的三點問題,筆者將一一論述相應的對策,使我們的化學實驗課堂更加和諧。在學生進入課堂實驗這一階段之前,教師應當花出2-3課時的時間讓學生熟悉化學實驗室的實驗規則。教師可以在第一課時向同學們逐條分析講解實驗規則,使學生能夠大致理解在實驗室中上課應該注意些什么問題。在第二課時對同學們進行抽查,考察大家對于實驗規則的熟悉程度,對于檢查效果好的同學,教師要給予表揚;對于檢查效果有所欠缺的同學,教師要重點關注,督促學生盡快熟悉實驗規則。因為對于實驗規則不熟悉的學生,很可能在實驗時犯錯誤,如果錯誤無法彌補,會是一項巨大的損失。
2.學生要養成節約材料的好習慣
我們的學生要明白我們所擁有的一切都是不容易的,如同“半絲半縷,恒念物力維艱”。學校就是我們的家,學生在做實驗時所用到的實驗材料要像自己家中的東西一樣懂得愛惜。教師在學生進入實驗室進行實驗之前,要向學生灌輸這樣的學習觀念,例如鐵色、鎂條等物質的使用,酒精燈中酒精的使用量,棉球的使用量,都要節約。而教師在實驗之前也要做到心中有數。例如鎂條在空氣中燃燒的試驗,我們一個班需要用到多少鎂條,每組大概多少,細化到每人大概用多少,教師都要有數。
3.提高學生實驗后的清理意識
“自己的事情自己做”。這樣的行為習慣相信在學生讀小學的時候教師就已經進行了灌輸。例如:木炭在空氣中進行燃燒時,我們會用坩堝鉗將木炭在空氣中進行加熱,然后將木炭插入有氧氣的集氣瓶中,隨后觀察實驗現象,再倒入澄清的石灰水中進行震蕩。在這個實驗過程中燃燒的木炭、石灰水中的雜物都是我們實驗后需要清理掉的雜物。每個班平均有60個學生,這個工作由教師來做對于教師的負擔就太重了。做一個實驗要集體動起來,大家一起進入實驗室、一起做有趣的實驗、清理環節也不能丟下,也要一起清理試驗臺。教師對于積極清理實驗臺的學生可以進行相應的獎勵,例如設置化學平時分,學生所做的這一努力將會在期末的化學成績中得以體現。由此,我們可以提高學生的清理意識。
結語
化學實驗教學是化學學科中不可或缺的環節,如何使這一環節效率更高、效果更好是我們每一個教師所追求的目標。正確認識化學實驗當中存在的問題并加以解決,筆者相信我們的化學教學質量會越來越高。
【參考文獻】
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[2]劉闖.高中化學實驗教學淺析[J].考試周刊,2014(50)
【關鍵詞】 綠色化學;綠色化學實驗;綠色化學意識
【Abstract】 Based on the domestic and international green chemistry analysis, summarize the experimental teaching of trace chemical experiment, green chemistry experiment operating requirements, green chemical instruments and medicines and information technology in the research and application of green chemistry experiment, training students' consciousness of green chemistry.
【Key Words】 green chemistry, green chemistry green chemistry consciousness
【中圖分類號】G63.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)32-0-01
一、引言
突破傳統的化學實驗方法,綠色化學已成為世界各國普遍接受并大力提倡、實施的人類、自然環境等可持續發展戰略方針的重要組成部分[1]。
二、綠色化學國內外現狀分析
1990年,美國國會通過《污染防治條例》;1996年由美國環保署P.T.Anastas等編寫的《綠色化學》叢書陸續出版;1998年,美國正式啟動"綠色化學"計劃;1999年1月,英國皇家化學會主辦的國際性雜志《綠色化學》創刊;2001年秋季開始美國波士頓Massachusetts大學開始設立綠色化學博士學位[2]。1993年,中國政府制定了《中國21世紀議程一一中國21世紀人口、環境與發展白皮書》;1995年,中國科學院化學部組織《綠色化學與技術一一推進化工生產可持續發展的途徑》院士咨詢活動;1997年5月,中國以"可持續發展問題對科學的挑戰一一綠色化學"在北京舉行;首都師范大學專門編著了《環境與綠色化學》一書于2005年1月由清華大學出版社出版[3];2007年8月由清華大學出版社出版,完成了《環境與綠色化學》配套教材的建設[4]。
三、培養綠色化學意識是實現綠色化學的基礎
1、綠色化學含義
綠色化學,又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學,是指在化學品的設計、生產和應用中消除或減少有毒有害物質的使用和產生,設計研究沒有或只有盡可能少的環境副作用、在技術上和經濟上可行的產品和化學過程,是在始端實現污染預防的科學手段[5]。
2、培養學生的綠色化學意識
教師具有豐富的綠色化學知識并采取有效的行動,例如:在實驗室張貼綠色化學標語,鮮明提出綠色化學的口號,在教學中強調12項基本原則[6],潛移默化地去感染學生。
三、實施綠色化學教育
3.1綠色從微量實驗開始
關于微型實驗、綠色化學與微型實驗己有大量文獻報道[7],國內有關微型化學實驗的研究成果也陸續出版[8~10],微型實驗具有儀器裝置微型化和試劑少量化兩個基本特點,操作方便,節約藥品, 減少污染,代表了綠色實驗發展的方向[11]。是一種以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗原理和技術,其試劑用量是對應的常規實驗的0.1%~10%[12]。如利用試管代替燒杯進行水中花園實驗,節約了試劑(原方法試劑用量的1/20) 實驗效果明顯安全材料易得[13]。因此,既節省了藥品,又使得產生的“三廢”大大減少,基本解決了實驗室的污染問題[14]。
3.2 綠色實驗基本操作
有些學生實驗設備動手能力較差,不能按實驗要求操作,如:SO2、溴苯、硝基苯等有毒,制備和性質實驗特別強調規范操作;如:不能向燃著的酒精燈添加酒精;如:乙烯、乙炔、CH4等點燃前要驗純,降低事故發生率,節約藥品,減少污染嚴格遵守實驗操作規則。
3.3選擇綠色藥品及儀器
選用對環境友好的原料、催化劑等實驗藥品。例如:在乙酸乙酯制備實驗中,常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應多、過程復雜、收率低、廢酸污染等不足,可依據實驗原理,選用 PW12 / SiO2 綠色催化劑取代濃硫酸,催化合成乙酸乙酯[15]。白磷毒性大,燃燒產物五氧化二磷對環境污染也較嚴重,改用 Mg2S i水解產生的 SH i 4在水面上自燃代替白磷,整個實驗安全無毒無污染,符合綠色實驗要求[16]。
3.4 綠色處理廢液和剩余藥品
在化學實驗教學中,把用過的酸類、堿類、鹽類等各種廢液應分類倒入各自的回收容器內,可采取中和、分解、吸收、燃燒、回收循環利用等方法處理廢棄物。例如:在實驗室制取氯氣時,采用向上排氣法收集氯氣,并把多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收。保證了化學實驗末端綠色化,使學生受到良好的綠色化學教育。
3.5綠色實驗設計方案
從實驗技術、方法、儀器等方面進行重新設計,實驗產物或中間產物循環使用多種操作有機組合,如:乙醇系列實驗:工業酒精 95%的乙醇- 乙酸乙酯- 乙酸乙酯皂化反應速率常數測定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酰乙酸乙酯,乙酰水楊酸系列[17]。如:次氯酸鈉、氯酸鉀的制取和氯氣的氧化性實驗連到一起做,不僅節約了時間、藥品,而且基本上聞不到氯氣、氯化氫的氣味,環保效果好[18]。
3.6 信息技術代替傳統實驗
對于實驗中排放較多的有毒氣體、有毒廢水,特別適合演示實驗。如膠體的電泳:硫化氫的性質制取Co、So2、CL2等毒性實驗,氫氣還原氧化銅時先加熱后通氫氣,將水加入濃硫酸以稀釋濃硫酸)用啟普發生器制取乙炔等[19]。利用信息技術對實驗反應過程進行仿真,既有助于學生理解,又減少了三廢污染。
總之,綠色化學是全體化學教育工作者必須研究和解決的課題。把綠色化學的新理念、新方法和新技術落到實處,實現綠色家園偉大的中國夢想。
參考文獻
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關鍵詞: 實驗室管理 制度化 規范化 服務化 信息化
學校化學實驗室是學校辦學的重要組成部分。隨著新課程改革的不斷推進,教育內容和手段的不斷更新,化學實驗教學成為全面實施素質教育,培養學生實驗技能、創新能力、科技素質的一個重要環節。素質教育對實驗室管理工作提出了更新、更高的要求。如何強化管理,真正將實驗管理工作納入制度化、規范化、服務化、信息化的科學管理體系,是化學實驗教師面臨的重要問題。筆者作為一名化學實驗管理員,談幾點化學實驗室管理的做法。
1.管理制度化
即使實驗管理有章可循,建立和完善各項規章制度根據實驗室的具體情況,建立了實驗室的崗位規范,實驗教師職責;儀器、設備、藥品保管、使用制度;儀器維修、損壞賠償制度,學生實驗操作規范;實驗室安全、保衛、環境衛生制度,化學危險品領用制度等。做到在使用中逐步完善;在完善中自覺執行,一切按制度辦事、運行,切實做到有章可循,有矩可守。近一年來又制定了使用實驗室的有關規定,如不允許學生帶食品進實驗室上課,不得擅自帶出實驗藥品等實驗室管理制度,為此我在實驗課上、教研組教研活動上,同師生共同研究并解決有關問題,收到了良好的效果。這些制度的實施,使實驗管理有章可循,確保實驗工作能正常有序地開展。
例如:教師每學期初應配合授課教師制訂《實驗教學計劃》,教師應在學生分組實驗前一星期將《學生實驗通知單》送達實驗室,演示實驗提前三天將《演示實驗通知單》送達實驗室。實驗教師據此安排,并做好實驗準備。無實驗通知單,實驗教師有權拒絕實驗準備并形成制度。實驗后實驗教師應如實填寫《實驗記錄單》,并及時收回所借出的儀器。如有丟失或損壞,應及時填寫《儀器報損(賠償)單》。學年末將任課教師所有的實驗通知單和實驗記錄單裝訂成冊,為學校評估提供依據。
同時,學校對實驗教學和實驗教師的一些制度也應該得到重視和執行。實驗管理是整個學校教育教學管理的重要組成部分,必須配備富有事業心、責任感和具有專業知識的專職實驗教師。同時要形成校長主管,教務處主抓,總務處、教研組共同配合的管理。要將實驗室管理工作納入學校行政會研究的范圍,定期召開各處室的協調會議,確實解決實驗管理工作中出現的一些問題。要關心實驗教師的工作環境和安全保障體系。關心實驗教師的生活待遇、勞動待遇、工作量核定、年度考核、職稱晉級等切身利益,充分調動其工作的積極性和主動性。學校應經常組織實驗教師到先進的學校學習交流,參觀取經,開闊視野。要加強對實驗教師的定期培訓和業余進修,鼓勵實驗教師寫經驗總結和撰寫論文。上級主管部門應定期組織有關人員到各校進行業務指導,督促實驗管理工作正常開展,促進校領導對實驗管理的重視并及時發現和解決存在的問題。增強實驗教師工作的責任心,促進實驗教學的有序開展。
2.管理規范化
即形成一套有效的管理模式,實驗室的中心工作是使儀器、設備處于正常可使用狀態,安全可靠,能滿足實驗教學的需要,這就要求我們在管理上下工夫。
實驗儀器設備是學校的固定資產,是開展實驗教學的物質基礎。因此,實驗室及其設備不得以任何借口挪為他用或閑置不用,以免影響實驗教學的正常開展。實驗儀器設備的配置應按照教育部的《中學理科教學儀器配備目錄》實施。各類儀器分門別類排放。排放順序、位置以配備目錄的序號為主要依據,個別放不下的大儀器可適當調整位置。儀器應分櫥分層定位存放,做到不擠壓、不堆放。對移液管搞定管、分液漏斗等細長儀器可在層極中增加小間距的隔板增,這樣不但少占空間,而且取用或清點都清楚方便。各櫥柜應張貼儀器的定位卡,內容包含:編號、儀器名稱、規格型號、數量、單位等。各器材除易損易耗外,都應有相應的編號。對各種新購入的儀器經驗收合格后編號入櫥。要將各類儀器說明書歸類裝訂成冊,編上目錄以便查用。要加強對各種儀器的日常保養和維修管理,做好防塵、防銹、防潮、防蛀、防腐、防變形、防老化、防粘等工作。發現有損壞的應及時維修,保證儀器的完好,延長使用壽命。
實驗藥品和材料應按普通藥品和危險品分室保管,并按配備目錄順序分櫥分層排放,為取用方便,櫥上應貼上相應的標簽。配備目錄中沒有的放在最后排放。凡是進出實驗室的各種儀器、藥品、材料,應進行登記造冊,建立檔案。應建立儀器總賬、分類賬、低值易耗品領用賬、儀器借用使用歸還情況登記。這些賬目不但是實驗室裝備情況的縮影,而且是一個學校實驗開展情況。每學年末應對各種器材。藥品進行一次清點,列出報廢、報損的清單,經領導審核后消賬,使之一目了然。做到賬目清楚,賬物相符,賬賬相等。
為保證化學實驗的正常開展。每年應參考上一學年的消耗量,新學年學生數,庫存情況開出合理的儀器藥品申請單。開出的申請單經主管領導審核批準后,交由學校后勤處統一采購。
3.管理服務化
即以教學為中心開展活動,要使化學實驗室成為教師和學生施展才華的基地;要為教師課堂教學提供幫助,并自制教學儀器、改進實驗方法提供材料和資料;要鼓勵學生開展小制作、小發明、小論文活動,培養他們的創新素質。
此外可以積極開展主題明確的課外實驗、科學探究實驗。可以鍛煉學生勤動手、動腦和實驗的技能技巧,擴大學生的觀察范圍,培養學生自尋儀器、藥品和代用品的意識,從中領會研究自然科學的一般方法和規律,有效地發揮創造能力。開放實驗室是課堂教學的延續和補充,學生利用自由時間,在教師的指導下做實驗課中未做好的實驗或一些實驗習題,也可做一些趣味性實驗,增強感性認識。組織一些實驗操作技能比賽和經驗交流,可調動學生學習化學的積極性。為了能夠提供更好的服務,實驗室工作人員要不斷進修和學習先進的實驗經驗、實驗技能技巧、實驗新技術、實驗管理方法,寫實驗總結和撰寫實驗論文。在不斷學習和經驗總結中,把實驗教學工作扎扎實實地開展下去。
4.管理信息化
關鍵詞:化學實驗;實驗改進;過氧化鈉
新教材中化學實驗教學比重較大,許多知識點的引出與探討都是在化學實驗的協助下完成的,在課堂上,實驗就顯得尤為重要。但由于各種各樣主客觀原因的存在,目前教材上現有的一些實驗在隨堂操作時可能會出現一些弊端,影響課堂進程或是達不到原有的實驗目的及效果等。但如果注意細節,加強操作規范或是改變方法就會取得良好的效果。本文就現用人教版高一化學第三章中的過氧化鈉與二氧化碳的實驗內容及操作過程做如下
改進。
新教材改版后,教材中只安排了實驗3-5過氧化鈉與水反應的實驗,沒有安排過氧化鈉與二氧化碳反應的實驗。但是由于過氧化鈉是一種很重要的金屬化合物,很多教師在課堂上都會穿插演示其與二氧化碳的反應。
據我分析,在實際操作中,很多老師會這樣做:(一)首先制一瓶二氧化碳,然后往里面投放過氧化鈉,雖然此實驗足以證明過氧化鈉與二氧化碳反應的性質,此方法存在的不足是往二氧化碳投放過氧化鈉時,由于此反應比較劇烈,有可能灼熱手指,存在不安全因素;(二)仍然用棉花輕輕地裹住過氧化鈉,用一支長玻璃管吹過氧化鈉,利用口中呼出的二氧化碳與過氧化鈉接觸反應,使棉花燃燒,此實驗優點在于安全、簡易,而且可以讓學生來操作,達到互動的效果。
然而,實際操作過程中用長玻璃管吹二氧化碳的這個實驗卻經常容易失誤。
其主要原因是:實驗室拿出來的過氧化鈉,除非是剛生產出來就被立即采購到學校,然后剛打開包裝,取出的過氧化鈉新鮮呈淡黃色的粉末,這樣的過氧化鈉用來實驗效果就相當好。但是由于過氧化鈉只是教師的演示實驗,用量很少,相對于整瓶500克重量的過氧化鈉來說,多數是被剩下了,等到下一年使用,即便進行了密封保存,因為過氧化鈉性質的特殊性,有很多的過氧化鈉還是變質了。這樣由于過氧化鈉的純度不高,在進行過氧化鈉與二氧化碳的性質實驗時往往會影響實驗的效果。還有即便是實驗室剛采購來的過氧化鈉,也有可能因為廠家或經銷商沒有及時售出,過氧化鈉存放時間太久,導致在實驗室采購后拿出使用前就已經有一部分變質了,部分過氧化鈉已經結塊了,變白色了。
由于很多非實驗操作的原因,過氧化鈉與二氧化碳實驗容易造成失誤。
經本人實驗研究,在具體教學中對此反應我是這樣處理的:用我們日常生活中的兩截紙巾代替脫脂棉花,就能解決以上問題。同樣是上述的方法二:用兩截紙巾輕輕地裹住過氧化鈉,用一支長玻璃管吹過氧化鈉,利用口中呼出的二氧化碳與過氧化鈉接觸反應,使紙巾燃燒,實驗效果良好,紙巾瞬間燃燒起來。這個實驗優點是不但安全、簡易,而且操作時間短,所需的過氧化鈉藥品也更少,可以很好地節省上課的時間,實驗效果相當的明顯。
分析其可能的原因,主要有三:一是棉花包得更厚,紙巾包裹得比較薄;二是跟空氣接觸面積更大;三是紙巾著火點比棉花著火點稍低一些。所以選用紙巾代替脫脂棉花包裹過氧化鈉效果更好,對過氧化鈉藥品純度要求更低,藥品用量少,實驗時間更短,現象更明顯,而且利用的是生活中必用物質,再一次揭示化學和生活息息相關的道理。學習化學不限于書本,不限于實驗室,化學學習成功的關鍵在于如何激發學生對自然現象的興趣,學習并逐步掌握科學探究的方法和養成良好的科學習慣。
當然不管是過氧化鈉與水的反應,還是過氧化鈉與二氧化碳反應,實驗裹取過氧化鈉要在表面皿中進行,并要減少搓擦,以免在裹取過氧化鈉的過程中發生意外。過氧化鈉使用過后,一定要密封保存。
達爾文曾說過:任何改進,都是進步。同樣的對化學實驗的任何改進都具有積極的意義,甚至起到意想不到的效果,所以我們教師應在實踐中多多思考,總結實驗中發現的問題,并力爭通過改進實驗達到更好的實驗效果。
參考文獻: