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知識與技能的學(xué)習(xí)不是孤立的,而是由一而二互相牽連的。在培養(yǎng)學(xué)生的時候,重要的一點(diǎn)是能讓學(xué)生將理論知識與實(shí)踐操作融會貫通。如何能讓學(xué)生根據(jù)書本上了解的藥物性質(zhì)指導(dǎo)相關(guān)操作,第一點(diǎn)就要做好自主預(yù)習(xí)工作。自主學(xué)習(xí)或計(jì)劃已經(jīng)成為衡量一個人能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。對于一個新的課題或任務(wù),計(jì)劃是實(shí)施前的重要環(huán)節(jié),包括了對整個過程理論的理解、可行性的分析、各項(xiàng)步驟的安排、結(jié)果的預(yù)測,以及潛在問題的預(yù)料及相關(guān)解決辦法。從以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對學(xué)生的采訪中了解到,很多學(xué)生預(yù)習(xí)只是知道做哪個實(shí)驗(yàn),大致什么步驟;或者完全照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的相應(yīng)部分;更有甚者,直接參照同組人員,對實(shí)驗(yàn)根本不了解。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中,強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)是提高學(xué)生綜合能力的第一步。在預(yù)習(xí)階段,第一點(diǎn)要掌握理論知識:藥物化學(xué)合成的反應(yīng)原理,這個反應(yīng)需要在什么條件下完成,所用的藥品試劑,涉及哪些性質(zhì)。第二點(diǎn)是了解實(shí)驗(yàn)的操作過程,如實(shí)驗(yàn)步驟、反應(yīng)時間、注意事項(xiàng)、操作要點(diǎn)等。第三點(diǎn)是明確實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)結(jié)果,知道評測指標(biāo)。怎樣讓學(xué)生在預(yù)習(xí)的過程中把三點(diǎn)都能學(xué)到?筆者在已有的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)基礎(chǔ)上,增加了以問題形式為主、概括實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)的預(yù)習(xí)報(bào)告,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)完成預(yù)習(xí)報(bào)告,并在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時上交報(bào)告。對于照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、按部就班地完成實(shí)驗(yàn)是教師不想看到的,然而如何能杜絕這種現(xiàn)象,如何能評價學(xué)生預(yù)習(xí)的情況?筆者在預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上增加課前測試。為避免抄襲現(xiàn)象,試題采用多套題庫,涵蓋預(yù)習(xí)的知識點(diǎn),試題測試時間嚴(yán)格控制10分鐘,答完交卷,然后正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)教學(xué)。通過這種方式激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí),在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前做好充足的準(zhǔn)備,并讓學(xué)生認(rèn)識到每一項(xiàng)學(xué)習(xí)都會得到公正的評估的。經(jīng)過預(yù)習(xí)報(bào)告和課前測試兩個步驟,學(xué)生在正式做實(shí)驗(yàn)前能有一個整體的觀念。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及其他同類別的實(shí)驗(yàn)都會應(yīng)用到危險品并進(jìn)行具有一定危險性的操作,在沒有任何準(zhǔn)備的情況下隨便動手操作,很有可能會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗甚至學(xué)生受傷。因此在學(xué)生動手之前,必須做好預(yù)習(xí)工作了解相關(guān)知識。
二、實(shí)施自我主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)安排機(jī)制
對于剛接觸藥物化學(xué)的低年級本科生,實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)很少,學(xué)生猶如一塊未打磨的璞玉,需要教師給打好基礎(chǔ),規(guī)范操作,提升學(xué)生的動手能力。通過藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),學(xué)生鍛煉實(shí)踐操作能力,了解儀器的使用和原理,把書本枯燥抽象的結(jié)構(gòu)方程式、圖像等具體化。讓學(xué)生接受知識、對講解內(nèi)容能重復(fù)并驗(yàn)證規(guī)律,除了嚴(yán)格的評分機(jī)制,更需要有巧妙的實(shí)驗(yàn)安排。設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn),能激發(fā)出主動的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生能轉(zhuǎn)被動為主動,充分利用時間,合理安排實(shí)驗(yàn)過程,協(xié)同操作,在規(guī)定時間內(nèi)優(yōu)質(zhì)高效地完成任務(wù),這些將是實(shí)驗(yàn)課上培訓(xùn)的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)課分為三大部分:第一,小組討論總結(jié)上一個實(shí)驗(yàn)的問題;第二,學(xué)習(xí)本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;第三,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在小組討論這第一環(huán)節(jié),學(xué)生分組就上一節(jié)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題給予討論和解答,鼓勵學(xué)生相互問答,對參加積極、回答精彩的學(xué)生給予表彰,同時就實(shí)驗(yàn)過程征求學(xué)生的改進(jìn)意見。對于第二個環(huán)節(jié),以往都是在黑板上寫好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)中的操作由教師現(xiàn)場演示,這種教學(xué)方式老化,有的學(xué)生不能看清教師操作。筆者采用了新的教學(xué)手段,結(jié)合現(xiàn)代化的設(shè)備,采用多媒體教學(xué),對實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到的技術(shù)和儀器錄制好音像視頻,經(jīng)過多次修正,保證視頻中的操作標(biāo)準(zhǔn)、正確。組織學(xué)生觀看視頻,在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,更近一步地學(xué)習(xí)到本節(jié)操作。實(shí)驗(yàn)中的理論、步驟則以幻燈片的形式向?qū)W生依次說明,然后再一次讓學(xué)生以組為單位自由討論,提出可能會遇到問題,如何解決。這種討論式教學(xué)讓學(xué)生知道在實(shí)驗(yàn)課上他們是主角,老師只是指導(dǎo),這樣鼓勵了學(xué)生的自主性,為以后工作中自我學(xué)習(xí),自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題奠定基礎(chǔ)。第三個環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)操作。要求學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的同時,充分利用時間,當(dāng)堂完成其他事項(xiàng):做好觀察記錄,對出現(xiàn)的問題總結(jié)出原因,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于條件有限,實(shí)驗(yàn)安排多人一組,每個學(xué)生都得學(xué)會合作,配合完成實(shí)驗(yàn),并保證完成自己的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)中要求思路清晰,能夠瞻前顧后。當(dāng)代的工作性質(zhì)要求學(xué)生有獨(dú)立完成工作的能力,然而多工種、多交叉是工作任務(wù)的特點(diǎn),學(xué)生能多方面配合團(tuán)體的工作是保證工作順利進(jìn)行的必備品質(zhì)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中總會遇到問題,教師要及時跟蹤,就出現(xiàn)的問題說明原因,并鼓勵學(xué)生采取方案去解決。學(xué)生的創(chuàng)造性不是指對實(shí)驗(yàn)的改變,更多的是指在實(shí)驗(yàn)中遇到問題如何通過自己的方式合理解決。對于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的錯誤要及時糾正,這就需要教師對實(shí)驗(yàn)充分了解并能預(yù)見可能出現(xiàn)的問題,在學(xué)生易出錯誤的關(guān)鍵點(diǎn)注意監(jiān)視學(xué)生的操作,并對學(xué)生好的實(shí)驗(yàn)操作給予鼓勵。
三、確立合理的評分機(jī)制
建立一個合理的評分機(jī)制是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)的根本動力。以往的實(shí)驗(yàn)評分只根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,而課后交實(shí)驗(yàn)報(bào)告常有抄襲現(xiàn)象,真正實(shí)驗(yàn)好壞無法區(qū)分,讓學(xué)生喪失積極性。通過實(shí)驗(yàn)改革,評分包括預(yù)習(xí)報(bào)告(20%)、課前測驗(yàn)(10%)、小組討論(10%)、實(shí)驗(yàn)中的組織情況和紀(jì)律衛(wèi)生狀況(20%)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(20%)、最后實(shí)驗(yàn)報(bào)告(20%)等多項(xiàng)評分標(biāo)準(zhǔn)。從預(yù)習(xí)到結(jié)束都受到評估。讓動手能力強(qiáng)、準(zhǔn)備充分的學(xué)生得到應(yīng)有的獎勵是公平公正的考核準(zhǔn)則。
四、注重多媒體的運(yùn)用
學(xué)生更替,教師也得與時俱進(jìn),教學(xué)形式需要跟得上現(xiàn)代科技的發(fā)展。學(xué)生獲得知識的方式不斷增多,多媒體教學(xué)設(shè)備的使用越來越受重視。教師能親自制備多媒體視頻課件,把實(shí)驗(yàn)操作、語言、文字、音樂等多方面都引入課堂,讓學(xué)生直觀地感受到課程內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的興趣。同時在課堂上增加師生互動,避免填鴨式的教學(xué),采用討論教學(xué)法,使學(xué)生處于主動地位。
五、突出學(xué)生創(chuàng)造性的開發(fā)
一是化學(xué)工程是個動態(tài)靜止的工程。二是化學(xué)工程更具潛在性風(fēng)險。三是化學(xué)工程對人的影響更直接。四是對化學(xué)工程的監(jiān)控難度較大。用籠統(tǒng)的工程倫理來限定化學(xué)工程顯得“帽大頭小”,有必要針對化學(xué)工程的學(xué)科特點(diǎn)提出相應(yīng)的倫理規(guī)范?;瘜W(xué)工程倫理研究的難題在于工程倫理學(xué)與化學(xué)工程倫理不能完全契合,在于現(xiàn)有的工程倫理理論框架不能完全適用化學(xué)工程技術(shù)?;瘜W(xué)工程倫理應(yīng)該是就工程所依托的化學(xué)技術(shù)的特點(diǎn),針對化學(xué)工程主體提出的倫理規(guī)范?;瘜W(xué)工程的自身特點(diǎn)決定了化學(xué)工程倫理不能簡單等同于化學(xué)工程師的職業(yè)倫理,決定了與化學(xué)工程倫理交叉的環(huán)境倫理、生態(tài)倫理和生命倫理等其他倫理是研究化學(xué)工程倫理的重要理論來源。
基于化學(xué)工程的特點(diǎn)和倫理困境,化學(xué)工程受化學(xué)工程主體共同體的影響。即化學(xué)工程是化學(xué)工程師、工程投資者、政府企業(yè)決策部門、工程影響人群等主體共同體作用力合力的結(jié)果?;瘜W(xué)工程師的職業(yè)倫理是化學(xué)工程倫理的最主要組成部分。不同的化學(xué)工程師與化學(xué)工程的投資方雇傭關(guān)系不同,面臨的倫理困境不同,在化學(xué)工程中承擔(dān)的責(zé)任不同。
化學(xué)工程的倫理規(guī)范要高于一般工程
化學(xué)工程具有一般工程的特點(diǎn),同時高危險性高污染性使得化學(xué)工程與一般工程的不盡相同,化學(xué)工程對環(huán)境和人類健康的影響更為迅速和直接,與公眾的生存環(huán)境和自身健康息息相關(guān)。因此,化學(xué)工程的倫理規(guī)范要高于一般工程?;诨瘜W(xué)工程的以上特點(diǎn),化學(xué)工程倫理規(guī)范的構(gòu)建就尤為重要。
化學(xué)工程理論是工程理論的一部分,將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的化學(xué)工程,不僅是一種技術(shù)的應(yīng)用行為,同時也應(yīng)該被視作一種社會實(shí)踐活動。因此,化學(xué)工程倫理規(guī)范的構(gòu)建應(yīng)該技術(shù)和社會實(shí)踐兩方面來考慮。
二、降低化學(xué)原料的威脅
一是化學(xué)工程中使用到的原材料,大多數(shù)都帶有危險標(biāo)記,對人們對健康具有一定的威脅。甚至,有些化學(xué)原料無色無味,可以使人在不察覺的情況下吸入或接觸到,從而造成對人體的傷害。危險化學(xué)原料應(yīng)該具有醒目的危險標(biāo)志是十分必要的:二是危險化學(xué)品在生產(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營和運(yùn)輸過程中都應(yīng)得到妥善處理。有些危險化學(xué)品,可以通過冷藏壓縮,密封保存等技術(shù)手段來降低和消除對人體和環(huán)境的危害。運(yùn)用專業(yè)的技術(shù)降低化學(xué)原料的威脅刻不容緩。
三、保證生產(chǎn)過程的規(guī)范和安全
在化學(xué)材料的生產(chǎn)過程中涉及很多環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都可能具有潛在的危害。保證整個生產(chǎn)線都達(dá)到科學(xué)工藝的要求能夠減少工程事故和對環(huán)境的危害。一是通過對相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn),使其了解生產(chǎn)過程環(huán)節(jié)的危害,使其在每個生產(chǎn)過程中的操作都符合相應(yīng)的規(guī)范,對于一些故障能夠妥善處理。二是運(yùn)用技術(shù)手段對每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的危險進(jìn)行預(yù)防和控制,要有完備科學(xué)的三廢處理設(shè)備,保證生產(chǎn)過程的規(guī)范和安全。
(一)治理和修復(fù)化學(xué)工程對環(huán)境的危害:對化學(xué)工程對環(huán)境的污染應(yīng)該做的預(yù)防為主,防治結(jié)合,綜合治理。但是,有些化學(xué)工程對環(huán)境的危害,運(yùn)用目前的技術(shù)手段不可避免的?;蛘?由于種種原因,對環(huán)境的污染已經(jīng)造成,都可以運(yùn)用相關(guān)技術(shù),采取有效措施,對污染后的環(huán)境進(jìn)行治理和修復(fù)。
一是必須對環(huán)境污染工程進(jìn)行詳細(xì)分析,找出污染源,確定污染物,最終制定相應(yīng)措施對環(huán)境進(jìn)行治理和修復(fù):二是修復(fù)過程中采取的方式方法,應(yīng)該充分考慮到周邊公共建筑和相關(guān)人群的敏感度等因素,建設(shè)修復(fù)設(shè)施不得對場地及周圍環(huán)境造成新的破壞。
(二)構(gòu)建化學(xué)工程倫理的制定和實(shí)施方法
一是化學(xué)工程倫理的制定和實(shí)施要比一般工程更加嚴(yán)格,確保化學(xué)工程的規(guī)范和安全;二是對化學(xué)工程倫理的監(jiān)督和執(zhí)行也要高于一般工程,敢于接受社會各方面的監(jiān)督,取得公眾對于化學(xué)工程的信任。三是化學(xué)工程師應(yīng)保證化學(xué)工程科學(xué)合理的論證和設(shè)計(jì),全力參與、全程跟蹤化學(xué)工程活動,同時對化學(xué)工程的每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督,從而降低化學(xué)工程風(fēng)險,保障化學(xué)工程合倫理性。四 是工程決策者應(yīng)該根據(jù)針對工程中可能存在的問題和風(fēng)險進(jìn)行分析,制定不同的備選方案,選擇合適方案,實(shí)現(xiàn)工程最優(yōu)化。五是政府部門應(yīng)該在道德約束和倫理規(guī)范尚不完善的情況下,對化學(xué)工程中的每個參與者進(jìn)行監(jiān)督,明確他們的權(quán)利義務(wù),監(jiān)督和管理化學(xué)工程的實(shí)施。六是公眾是化學(xué)工程的最直接利益相關(guān)主體,有權(quán)監(jiān)督化學(xué)工程的運(yùn)行和實(shí)施,捍衛(wèi)自身健康和生存環(huán)境安全,并對化學(xué)工程的負(fù)影響,提出正當(dāng)?shù)膫惱碓V求.。
化學(xué)工程是工程的一個重要分支,化學(xué)工程倫理規(guī)范應(yīng)該在原有工程倫理規(guī)范的理論框架下,同時結(jié)合化學(xué)工程理論來構(gòu)建。通過技術(shù)了解危害,規(guī)范操作,對可能的危險進(jìn)行預(yù)防和控制;同時,任何一個工程也是一種社會實(shí)踐活動,那么就不應(yīng)該脫離社會而獨(dú)立存在,當(dāng)然也應(yīng)該受到社會倫理規(guī)范的約束。
通過管理,結(jié)合國內(nèi)的具體情況,明確不同角色的權(quán)利和義務(wù),同時制定相應(yīng)的化學(xué)工程倫理規(guī)范。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 科學(xué) 方法教育
初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提升學(xué)生的積極性,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣濃厚,不僅能提升初中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識,同時還能提升學(xué)生的操作能力以及化學(xué)素質(zhì)。為此,我們在今后初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該不斷地探究新的方法,為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作出自己的貢獻(xiàn)。
一、合理控制實(shí)驗(yàn)過程,突出學(xué)生教學(xué)主體性
合理設(shè)計(jì)開放程度不同的實(shí)驗(yàn)探究活動,形成應(yīng)用科學(xué)方法的技能、定勢和能力。方法總是跟一定的活動任務(wù)聯(lián)系著的,為了讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)科學(xué)方法的主體,需要精心設(shè)置活動的情境和任務(wù),讓學(xué)生參加有關(guān)的科學(xué)實(shí)踐活動,組織其討論和設(shè)計(jì)完成任務(wù)的方法、交流有關(guān)的體驗(yàn),適時引導(dǎo)他們進(jìn)行理性的思考、總結(jié)。按照知識的獲得或應(yīng)用過程來組織化學(xué)教學(xué),讓學(xué)生自主的參加到解決問題的實(shí)驗(yàn)探究活動中,是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法學(xué)習(xí)的有效途徑,也是進(jìn)行科學(xué)方法教育的有力手段。實(shí)驗(yàn)是一種探究性活動,積極開展以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的教學(xué)活動,實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),這是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的化學(xué)教學(xué)觀的核心思想。能夠?yàn)閷W(xué)生充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)?zāi)軇有蕴峁┲匾緩剑瑫r也是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育的有效途徑。[1]
1.以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)
以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的一個重要指導(dǎo)思想,也是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的化學(xué)教學(xué)觀在教學(xué)中的具體體現(xiàn)。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),就是把實(shí)驗(yàn)作為提出問題、探索問題的重要途徑和手段。要求課堂教學(xué)盡可能用實(shí)驗(yàn)來展開,激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)軇有?,使學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)史實(shí),運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法論來探究物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)律。
2.強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性
學(xué)生是實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的主體,要想有效地實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),就必須增強(qiáng)學(xué)生的主體意識,充分發(fā)揮他們的主觀能動性。為此,教師首先要注意激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,這是充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的重要前提和基礎(chǔ);其次,要給學(xué)生提供更多的機(jī)會,如變演示實(shí)驗(yàn)為邊講邊實(shí)驗(yàn),增加探索性實(shí)驗(yàn)等,讓他們親自動手進(jìn)行探究。[2]
3.強(qiáng)調(diào)知識技能在探究過程中的統(tǒng)一
掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識和技能,固然是科學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo),但僅局限于此,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求的。科學(xué)教學(xué)要肩負(fù)起培養(yǎng)未來人才的使命,就不僅要使學(xué)生掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識和技能,而且還要培養(yǎng)和發(fā)展他們的能力,使他們形成科學(xué)態(tài)度。知識技能的掌握、能力的形成和態(tài)度的培養(yǎng)這三項(xiàng)科學(xué)教學(xué)目標(biāo),并不是對立的,而是統(tǒng)一的,三者在運(yùn)用科學(xué)方法而展開的科學(xué)探究過程中得到統(tǒng)一。而使學(xué)生掌握科學(xué)方法和科學(xué)探究過程是實(shí)現(xiàn)三者統(tǒng)一的關(guān)鍵。
二、有序?qū)嶒?yàn),突出思想
1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段
其中確定化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題和設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案是最主要的兩項(xiàng)工作。從方法論的角度看確定化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題過程是對學(xué)生進(jìn)行提出問題、抽象、假說等方法的訓(xùn)練:而設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案是學(xué)生運(yùn)用分析、綜合、提出問題、抽象、假說等方法的過程,教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)類別的不同,有選擇的進(jìn)行假說、分析、綜合、比較、類比、實(shí)驗(yàn)等方法的訓(xùn)練。
2.實(shí)驗(yàn)的實(shí)施階段
其中的控制實(shí)驗(yàn)條件是實(shí)驗(yàn)的靈魂,全面、準(zhǔn)確地觀察是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵,測定是對實(shí)驗(yàn)對象量的特征進(jìn)行研究的重要方法。這一階段是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練的重要途徑。主要包括測定、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格化和線圖化處理。其中,觀察方法的訓(xùn)練是最主要、最直接的方法教育目的。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理階段
對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和處理,實(shí)質(zhì)上就是運(yùn)用分析與歸納等方法,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行純化;而對實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出理論解釋,則是對比較、分類、分析、綜合、抽象和概括等科學(xué)方法的全面體驗(yàn)和綜合運(yùn)用。
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中進(jìn)行有效的科學(xué)方法教育。重要的是要把實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)作理性活動來把握。在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一科學(xué)方法教育的教學(xué)資源,對學(xué)生進(jìn)行有步驟、有選擇的科學(xué)方法教育。初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,探索性實(shí)驗(yàn)偏少,在教學(xué)中應(yīng)注意系統(tǒng)規(guī)劃,統(tǒng)籌考慮。將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)探究活動的重要表現(xiàn)形式之一,與實(shí)驗(yàn)探究活動其他功能的發(fā)揮緊密結(jié)合起來,重視獲得結(jié)果的過程,滲入探究性內(nèi)涵。[3]
三、鼓勵學(xué)生提出問題
“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因?yàn)榻鉀Q一個問題也許僅僅是數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而己,而提出新的問題、新的可能性,從新的角度去看舊的問題,卻需要有創(chuàng)造性的想象力,而且標(biāo)志若科學(xué)的真正進(jìn)步。”在科學(xué)方法教學(xué)中所倡導(dǎo)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題,應(yīng)具有探究價值,同時應(yīng)具備動機(jī)功能、啟動功能、定向功能、交流功能。
根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題在教學(xué)認(rèn)識中的作用,從化學(xué)教學(xué)論的角度可以將化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題劃分為三類:啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)問題,如:“蔗糖、食鹽和硝酸鉀在一定量水中是否能無限制的溶解?”;驗(yàn)證性化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題,如:“食鹽水煮沸時的溫度是否比水煮沸時的溫度要高呢?”;應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)問題,如:“怎樣用實(shí)驗(yàn)方法證明雞蛋殼和水垢中含有碳酸鹽?”。培養(yǎng)學(xué)生提出化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題能力的主要策略包括:創(chuàng)設(shè)使學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的情境;營造和諧氣氛,鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑;留給學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和提出問題的時間和空間:引導(dǎo)學(xué)生對所發(fā)現(xiàn)的問題以口頭或書面的形式加以表述。為使學(xué)生掌握提出實(shí)驗(yàn)問題的科學(xué)方法,教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注意:自己提出的問題要具備科學(xué)性、要結(jié)合教學(xué)實(shí)際、要符合邏輯和認(rèn)識規(guī)律、要有一定的梯度。
化學(xué)教育中要求培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力,這些能力的形成都離不開觀察方法、實(shí)驗(yàn)方法、邏輯思維方法等的訓(xùn)練和培養(yǎng)。因此,化學(xué)教學(xué)中學(xué)到某種知識應(yīng)聯(lián)系對應(yīng)的科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要將知識教學(xué)、方法教育和能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合在一起。知識、方法和能力在學(xué)習(xí)和研究活動中是密切關(guān)聯(lián)、相互依存的。在知識學(xué)習(xí)的同時不失時機(jī)地進(jìn)行方法教育,有利于學(xué)生能力的提高。
參考文獻(xiàn):
[1]郭傳恩.初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)滲透研究性學(xué)習(xí)初探[D].山東師范大學(xué),2006.
一、問題提出
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,是化學(xué)教師常用的教學(xué)手段,也是學(xué)生學(xué)好化學(xué)的有效方法。
改革后的新教材在實(shí)驗(yàn)編排上得到加強(qiáng),《普通高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中必修Ⅰ模塊的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生初步認(rèn)識實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中的應(yīng)用?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)教學(xué)大綱》也明確提出:化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兄趯W(xué)生學(xué)好化學(xué),提高科學(xué)探究的水平。教師應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開展有關(guān)的課題研究,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,引導(dǎo)他們綜合運(yùn)用知識和技能解決一些簡單的化學(xué)實(shí)際問題。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則
1.目的性原則:在整個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,如實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟等的設(shè)計(jì)都應(yīng)圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵筮M(jìn)行。
2.科學(xué)性原則:科學(xué)性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心原則。在整個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,實(shí)驗(yàn)原理、裝置原理以及操作原理都必須與化學(xué)理論知識、實(shí)驗(yàn)方法論和實(shí)驗(yàn)研究過程相一致。簡單來說就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該具有合理性。
3.安全性原則:化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)盡量避免使用有毒藥品或反應(yīng)生成有毒氣體物質(zhì),以及具有一定危險性的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作。
4.可行性原則:可行性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的根本原則。主要包括兩個方面:一是實(shí)驗(yàn)原理、裝置原理和操作原理以及實(shí)驗(yàn)方法切實(shí)可行;一是所選用的儀器、設(shè)備和藥品在現(xiàn)有條件下能得到滿足。
5.簡約性原則:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案越簡單越好。
6.創(chuàng)新性原則:創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂。化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要敢于突破陳規(guī),能反映新事物、新觀點(diǎn)、新理論、新方法和新思路,體現(xiàn)新穎、獨(dú)特的特點(diǎn)。
7.最優(yōu)化原則:在化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,對所運(yùn)用的反應(yīng)原理、裝置原理、操作原理和實(shí)驗(yàn)方法等進(jìn)行全面優(yōu)化,或是在多個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中選取最佳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)策略
1.講清實(shí)驗(yàn)原理,挖掘經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想
實(shí)驗(yàn)原理是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心部分,它不僅貫穿于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的始終,而且還影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方方面面,在一定程度上決定著實(shí)驗(yàn)的方法和步驟,因此,充分理解實(shí)驗(yàn)原理是形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想是化學(xué)理論和化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的橋梁,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂,是根據(jù)相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課題,以化學(xué)理論為依據(jù),思考、指導(dǎo)怎樣進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理性認(rèn)識。任何化學(xué)實(shí)驗(yàn),都有其各自設(shè)計(jì)思想,一個成功的實(shí)驗(yàn),其設(shè)計(jì)思想包含著對以有知識靈活運(yùn)用與創(chuàng)造性的科學(xué)構(gòu)思。引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生挖掘、繼承前人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效途徑。
2.挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,在教學(xué)過程中有計(jì)劃地讓學(xué)生參與或設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)
中學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識體系還不夠健全,一般不可能實(shí)現(xiàn)像科學(xué)家那樣運(yùn)用科學(xué)方法,通過探究的途徑去發(fā)現(xiàn)人類尚未認(rèn)識的科學(xué)事物及規(guī)律。在這種情況下,探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容的選擇上,應(yīng)立足于教材、貼近生活的情景素材,以具體的化學(xué)問題為載體,挖掘教材、生活中的素材,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。將科學(xué)探究的方法滲透于某一具體的課題內(nèi)容教學(xué)之中,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)。
3.改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)
在化學(xué)教學(xué)中要有計(jì)劃的指導(dǎo)學(xué)生將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探索性、研究性實(shí)驗(yàn),為學(xué)生探索和創(chuàng)造提供廣闊的實(shí)踐活動空間和思維分析空間,讓學(xué)生積極探索的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、調(diào)整實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,使自身的探索過程不斷趨向科學(xué)、合理,從而使學(xué)生充分體驗(yàn)探索性實(shí)驗(yàn)的魅力,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
4.重視生活情景中的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)
化學(xué)是與日常社會生活、生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的自然科學(xué),這就決定了自然現(xiàn)象、社會生活、生產(chǎn)實(shí)踐都能為化學(xué)教學(xué)提供豐富而有效的科學(xué)探究素材。如食品袋中常放的脫氧劑,可以利用這一日常社會生活中學(xué)生熟悉的情景,去引導(dǎo)學(xué)生對脫氧劑成分進(jìn)行探究,觀察其顏色。根據(jù)其脫氧原理及顏色進(jìn)行假設(shè)與猜想,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,將粉末分別加入水、堿、酸中,觀察到前兩者沒明顯變化,后者冒氣泡,反應(yīng)后一段時間加硫氰化鉀溶液,發(fā)現(xiàn)變紅即存在鐵離子,逐步引導(dǎo)學(xué)生抽象出脫氧劑粉末中存在鐵粉這一結(jié)論。在這一實(shí)驗(yàn)探究體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生不僅實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提高,也提高了分析問題、解決問題的實(shí)踐能力。
5.分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,拓寬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,就必須引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,拓寬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,進(jìn)行同一實(shí)驗(yàn)問題多個實(shí)驗(yàn)方案并優(yōu)選的設(shè)計(jì)方式,使學(xué)生從中體會實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,從而達(dá)到培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的目的。
6.對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)提供咨詢
由于中學(xué)生的知識水平參差不齊,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中,遇到的問題肯定很多。所以,這就需要教師要一一給予幫助,提供必要的咨詢服務(wù)。在整個設(shè)計(jì)過程中,要采取邊扶邊放的政策,切不可包辦代替,要逐步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。
7.在化學(xué)考核中滲透探究性實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容
對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)考核時,要盡量改變過去重知識輕能力的考核方式,要求命題標(biāo)準(zhǔn)不僅要具有代表性和充分的知識覆蓋面,而且要符合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰己说哪康囊蟆Mㄟ^考核,真正能體現(xiàn)出學(xué)生掌握知識和技能的情況。化學(xué)考核的命題,應(yīng)注重對學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面考核。
8.及時指導(dǎo)學(xué)生總結(jié),不斷提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平
一、分清實(shí)驗(yàn)的類型
化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)兩種,定性實(shí)驗(yàn)就是根據(jù)某種物質(zhì)的性質(zhì)鑒定該物質(zhì)的存在與否。定量實(shí)驗(yàn)是測定某種物質(zhì)的各種成分的含量。在整個高中化學(xué)的教學(xué)中,定性實(shí)驗(yàn)比較多,像制取某種物質(zhì),物質(zhì)鑒別、鑒定、推斷,物質(zhì)性質(zhì)檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作順序或裝置排列順序的連接,分離混合物或從混合物中提取某物質(zhì)。定性要求能排除其他的干擾并有明顯的現(xiàn)象;定量實(shí)驗(yàn)遇到的比較少,主要像測定物質(zhì)的純度,確定物質(zhì)的組成(某化合物的定量組成、混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),測定化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,測定某些中學(xué)化學(xué)常用計(jì)量(某元素的相對原子質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)等),定量實(shí)驗(yàn)要求準(zhǔn)確地測定物質(zhì)的量。
二、定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟
1.提出實(shí)驗(yàn)研究課題(實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?。?shí)驗(yàn)?zāi)康囊笫菍?shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿,因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前,必須對實(shí)驗(yàn)的目的要求相當(dāng)明確。
2.確定實(shí)驗(yàn)原理。要求在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上,綜合運(yùn)用學(xué)過的知識,通過類比、遷移、分析,主要是從原理合理、操作簡單、原料易得且利用率高、無污染而確定(選擇或擬出)實(shí)驗(yàn)原理的。
3.選擇實(shí)驗(yàn)用品。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理,以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件等,合理選擇實(shí)驗(yàn)所需的儀器和藥品。
4.設(shè)計(jì)裝置步驟。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,以及選用的實(shí)驗(yàn)儀器和用品,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟,并繪制或識別相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。
5.觀察現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑砗瓦^程,預(yù)測實(shí)驗(yàn)將觀察到的現(xiàn)象,以及實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒁涗浤男?shù)據(jù)等。
6.分析得出結(jié)論。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和數(shù)據(jù),通過分析、計(jì)算、圖表、推理等處理,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
7.對實(shí)驗(yàn)方案作出評價。根據(jù)題目所要求的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,對?shí)驗(yàn)所采取的原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等作出優(yōu)與劣、好與壞等的分析和評判,并在評價的基礎(chǔ)上作出改進(jìn)。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循的原則
1.科學(xué)性原則。這是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的首要原則。它指設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、操作順序、操作方法等時,必須與化學(xué)理論知識以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法論相一致。如驗(yàn)證鹵代烴中的鹵素原子,不能直接加入硝酸銀溶液,因?yàn)辂u代烴中的鹵素原子不是可以自由移動的離子,故必須先加入強(qiáng)堿水溶液或強(qiáng)堿的醇溶液使鹵素原子變成鹵素離子,再加入稀硝酸中和過量的堿,最后加入硝酸銀溶液看沉淀的顏色。
2.可行性原則??尚行栽瓌t是指設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時,所運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)施時切實(shí)可行,而且所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法等在現(xiàn)行的條件下能夠滿足。
3.簡約性原則。這是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要盡可能地采用簡單的裝置或方法,用較少的步驟及實(shí)驗(yàn)藥品,在較短的時間內(nèi)來完成實(shí)驗(yàn)的原則。
4.安全性原則。這是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量避免使用有毒藥品或具有一定危險性的實(shí)驗(yàn)操作。如需要點(diǎn)燃可燃性氣體應(yīng)先檢驗(yàn)氣體的純度再點(diǎn)燃,防治發(fā)生爆炸;需要用到有毒氣體的反應(yīng),最后一定要進(jìn)行尾氣處理:可燃性氣體的點(diǎn)燃,氯氣可用氫氧化鈉溶液吸收。
四、實(shí)驗(yàn)操作的一般步驟
1.連接組裝儀器,按照從下到上,從左到右的順序。
2.檢驗(yàn)裝置的氣密性,先使儀器和大氣不再直接相通,然后形成氣壓差,再根據(jù)現(xiàn)象能保持壓差的,氣密性良好。
3.裝入藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這一步需要認(rèn)真觀察現(xiàn)象,需要測量數(shù)據(jù)的要進(jìn)行幾次求平均值以減少誤差。
4.拆卸裝置,需要注意防止發(fā)生倒吸,像用排水制備氣體的裝置需要先從水中撤出導(dǎo)氣管再撤酒精燈。
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