內(nèi)容摘要:化學是一門以實驗為基礎的科學,以實驗為基礎是化學教學的最基本特征,化學實驗室是加強實驗教學,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力重要場所。新課程實施后,大部分學校原有的實驗設備不能很好的滿足新課程對實驗資源的要求,在新課程背景下化學實驗室的建設與管理應當要及時適應新教改的需求。本文就從四方面介紹如何建設新型化學實驗室,讓化學實驗室成為全面推進化學課程改革、實施素質(zhì)教育的重要陣地。
關鍵詞:新課程 實驗室 實驗 建設
化學是以實驗為基礎的學科,新課程化學學科更加強調(diào)了對學生觀察能力、實驗能力、科學探究能力等方面的培養(yǎng)。而很大程度上對學生這些能力的培養(yǎng)要通過化學實驗這個載體來實現(xiàn),所以化學實驗室成了新課程改革下學生非常重要的一個學習場所。從現(xiàn)有的實驗設施來看,一般學校都存在著實驗室配備數(shù)量不足;實驗教師人員少、工作量大;儀器缺乏補充維護;藥品浪費嚴重等問題,這些問題嚴重抑制了新課程實施的進程。為了更好的讓化學實驗室成為新課程改革的前沿陣地,下面從四個方面介紹如何建設新型化學實驗室,讓化學實驗室成為全面推進化學課程改革、實施素質(zhì)教育的重要陣地。
一、做好實驗室的硬件、軟件建設
1、加強實驗室硬件配置。
新課程下,教材對化學實驗的要求有了明顯的提高,學生的課外探究性實驗也明顯增多,對實驗設備和實驗藥品都提出了較高的要求。原先傳統(tǒng)教育模式下,實驗室現(xiàn)有的各種化學藥品和實驗設備已不能很好的滿足新課改的要求了。我們應加強實驗室的建設投入,硬件上除了供水到桌,供電到室,排氣設備完善外,還應配足配齊各種新課標下新要求的實驗儀器、藥品等設備,確保學生的課堂實驗、課外活動等實驗中的需要,為學生各種實驗的順利開展提供良好的物質(zhì)保證。
2、加強實驗室的管理。
實驗室中的實驗器材和藥品比較多,而且實驗過程中往往會有損耗,因此必須要建立、健全各項規(guī)章制度,加強對實驗教學管理。使實驗室管理和實驗教學真正能夠科學、高效的運作。實驗室必須有嚴格的實驗程序才能保證實驗有序進行,對于任課老師開設的實驗,實驗員不得隨意改動,并且應提前實驗,,在實驗過程中實驗員要嚴守崗位,巡視學生實驗,協(xié)助管理,并指導糾正學生實驗過程中操作不規(guī)范的地方,保證實驗教學正常有序順利進行。
3、 做好實驗員的培訓工作。
實驗室的工作是一項綜合性較強的工作,對實驗室工作人員的要求也相對其他實驗室的要求要高。由于新課程中化學實驗內(nèi)容的增加,實驗要求的變化,要求實驗員要熟悉新課程的理念,掌握教材內(nèi)容,不僅要做實驗的準備員,更要做實驗的探究員,努力使自己發(fā)展為化學實驗的專家。所以實驗員要加強自身修養(yǎng),提高思想水平和專業(yè)素質(zhì)。除了日常工作外,應把精力投入到實驗探究上,用心收集最新實驗改進和儀器改進資料,并應用到實際工作。
教育行政部門要重視對實驗教師的培訓。要定期組織實驗員的專業(yè)進修,開展實驗教學的探究和創(chuàng)新研討活動,學習現(xiàn)代教學技術和實驗室的管理知識,并進行考核。要求實驗員能夠做到持證上崗。
二、建立以探究性學習為載體的探究實驗室
探究性學習(inquiry learning)是一種積極的學習過程,是學生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學的價值觀和活動過程。《普通高中化學課程標準》的基本理念中明確提出要通過以化學實驗為主的多種探究活動,使學生體驗科學探究的過程,激發(fā)學習化學的興趣,強化科學探究意識,促進學習方式的轉變,在實踐中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。化學實驗室應成為學生進行探究性學習的一個重要場所。
1、明確開展探究性學習的活動時間和組織形式。
一般以7-8人組成一個探究學習小組為宜,每月活動次數(shù)不超過4次,而且活動時間一般安排在周六或周日,以免對平時正常的實驗教學產(chǎn)生影響。
2、確定實驗室開放的要求和活動的內(nèi)容。
學生進行的探究性學習課題一定要經(jīng)過指導師的審核,在進實驗室之前,一定要上交探究計劃和探究方案,并逐一羅列實驗過程中所需的儀器和藥品等。實驗員對學生的方案進行審核,并在活動前進行適當講評,對于不能在實驗室正常開展的探究實驗要進行刪除或改進。學生探究性學習的內(nèi)容主要以下列內(nèi)容為主:學生實驗中由于種種原因?qū)嶒炐Ч焕硐牖驔]有成功的;結合課堂學習中“活動與探究”的內(nèi)容進行實驗或開展趣味實驗活動;對教材中“調(diào)查與探究”中有關內(nèi)容進行實驗;學生在習題中碰到的實驗習題,需要驗證的;對演示實驗或?qū)W生實驗的裝置需要改進的。
3、加強實驗指導。
探究實驗室,以學生自己動手實驗為主,強調(diào)學生的主體作用,但不能忽略實驗教師的指導,教師在活動中應對學生的探究進行指導,并能協(xié)助學生處理探究過程中可能出現(xiàn)的意外問題。
三、 改進實驗,建設“綠色”實驗室
《普通高中化學課程標準(實驗)》中規(guī)定必修課程的設計要“體現(xiàn)綠色化學思想”,要讓學生了解“在化工生產(chǎn)中遵循‘綠色化學’思想的重要性”,還將“樹立綠色化學思想”作為《實驗化學》選修模塊“化學實驗基礎”主題的第三條“內(nèi)容標準”,并將“形成綠色化學的觀念”作為《實驗化學》選修模塊的課程目標之一。而化學實驗室是成為實施綠色化學的一個重要場所。
1、推廣使用微型化學實驗,節(jié)約藥品,減少污染。
微型化學實驗(microscale laboratory簡寫為M.L.)是一種在微型化的條件下對化學實驗創(chuàng)新性變革的新技術和新方法,就是盡可能用少的藥品來獲取最有效的實驗信息。微型化學實驗具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點。學生在實驗過程中,我們要嚴格督促學生按量取用試劑,糾正學生取用藥品“多多益善”的錯誤思想。比如在化學實驗中試管是我們用到最多的實驗儀器,我們可以用12×70 mm的小試管來代替常規(guī)試管,以減少試劑在器皿上的附著量。
2、尋找新試劑來替代有污染、有毒的試劑。
綠色實驗室旨在從源頭上消除污染,而不是對污染物的處理,所以我們盡量尋找替代品,來替代化學實驗中的一些有污染、有毒的試劑。以往學生在做H2O2的分解實驗時,實驗室提供的都是MnO2固體,可這種強氧化劑處理不當會產(chǎn)生環(huán)境污染,一個學校這么多班級實驗下來,污染是比較嚴重的。在實驗過程中我們可以用生物活性酶——過氧化氫酶(豬肝磨碎即可)來代替,也會取得明顯的實驗效果,使用這種催化劑不但可以提高催化效率,更重要的是對實驗室的環(huán)境不會產(chǎn)生任何的污染。
3、妥善處理好化學實驗中的廢棄物。
化學實驗室產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等都會對周圍環(huán)境造成不同程度的污染。如果我們對這些廢棄物進行合理利用,不僅可以減少對環(huán)境的污染,還可以變廢為寶。實驗室應建有專門的廢酸槽和廢堿槽;對于含貴重金屬的廢液,要經(jīng)化學處理回收后再排放,嚴禁廢液的隨意胡亂傾倒;對于廢氣的處理要做好尾氣的吸收或回收再利用。
四、 注重現(xiàn)代教育技術,打造數(shù)字化實驗室
以多媒體為代表的現(xiàn)代教育技術是當今教育裝備的熱點,現(xiàn)代教育技術能使我們實驗教學現(xiàn)代化,它對實驗過程的控制以及收集的數(shù)據(jù)進行處理等方面都有其不可比擬的優(yōu)越性。數(shù)字化實驗室就是現(xiàn)代教育技術在實驗教學中應用的典型例子。數(shù)字化實驗室,是在傳統(tǒng)的實驗室儀器設備的基礎上,發(fā)揮數(shù)字技術優(yōu)勢,借助各種傳感器采集記錄實驗數(shù)據(jù),經(jīng)過計算機數(shù)據(jù)處理,實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)測量、傳輸、記錄和分析,這樣一種新型的理科實驗室。
實行新課程以外,提倡綠色化學,課本上原來的一些有用到劇毒的、有污染的藥品的實驗大大減少,這些實驗的減少,使學生對某些物質(zhì)的性質(zhì)只能從理論上得以掌握,缺少了直觀形象,數(shù)字化實驗室可模擬這些實驗,使實驗者在充分享受實驗樂趣和體驗成功喜悅的同時不會受到臭、腐蝕、有毒等有害物質(zhì)的危害。數(shù)字化實驗室還有助于學生對微觀世界的觀察,對于化學反應學生可以觀察現(xiàn)象,也可以從表面上解釋原因,但只是知其然,不知其所以然,我們可以通過數(shù)字化實驗室模擬實驗,讓學生從微觀角度了解反應的原理,更進一步鞏固對化學反應的認識。盡管數(shù)字化實驗室有著許多優(yōu)點,但也存在著不少顯而易見的缺點,如缺乏實驗的真實感、缺少動手的機會等等。學生實驗過程中動手能力的培養(yǎng)是多媒體代替不了的,數(shù)字化實驗室應是傳統(tǒng)實驗室的輔助品,但絕不能取代傳統(tǒng)的化學實驗室,只有讓兩者有機結合,才會讓化學實驗更加精彩,更加有效。
化學實驗室的建設任重而道遠,我們應遵循新課程理念,以一切為了學生的全面發(fā)展為目的,加強實驗教學環(huán)節(jié),保證緊密配合教學工作,結合新課程要求,不斷完善化學實驗室的硬、軟件建設,讓化學實驗室成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的一個重要場所。
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