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化学实验安全论文样例十一篇

时间:2022-09-21 23:25:22

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化学实验安全论文

篇1

1问题提出与绿色化学

“8•12”天津港码头瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故,震惊全国,甚至世界。这种特别重大的安全责任事故,至今压在人们的心底无法抹去。然而,近年来高校实验室(中心)安全事故也时有发生。这些安全事故的发生,不仅严重影响学校正常的教学、科研秩序。而且给社会和个人带来了财产甚至生命的重大损失。认真地梳理、调查、分析这些安全事故的原因,非常明显,主要起因:(1)不正确的安全观念和态度(侥幸、无所谓、不在乎);(2)缺乏知识及技术;(3)生理的不当不适应;(4)不适当的环境和设备引起的行为。总之,是人的责任安全意识不强或管理不善,都是人的因素。据确切统计,人为因素占98%[1]。因此,高校化学实验室的安全管理,要以人为本,居安思危,防患未然,从源头上解决问题。绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)。即是用化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生[2]。可以看出,绿色化学注重源头预防,提倡无毒、低毒原料和反应条件的应用,使资源和原料得到最大限度的利用,从而实现环境的无害化和可持续化发展。基于绿色化学理念,在绿色化学视域下,尝试高校化学实验室安全管理,创建绿色、环保、安全的化学实验室管理升级版,取得了良好效果。

2基于绿色化学理念的安全管理

2.1加强绿色化学教育

树立实验安全意识绿色化学教育主要是绿色化学思想、理念、“5R原则(不用危险品、减少用量、循环使用、回收再用、再生)”的教育。把绿色化学的思想和理念融入化学课程的教学大纲,贯穿到化学课程教学的各个环节。理论教学的绪论课,在讲好化学学科的研究对象、发展、应用中,适当提及新兴学科绿色化学的研究对象、发展以及应用,让学生知道绿色化学是干什么的,有什么用处。尤其是在讲授化学科学技术对科学和社会历史贡献时,一定要提到,化学科学技术的另一面。即人类生态环境的化学污染和化学产品的安全危害。让学生一开始就有绿色化学的思想和理念,在今后的学习和工作中,始终具有绿色、环保、安全的意识和责任。课堂教学中,每一个定律、技术、方法和化学反应过程都可以融入绿色化学的思想和技术。化学实验课教学中,更是要让学生知道,怎样用绿色化学的技术和方法减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。如何使用无毒、无害的原料,在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物的排放;提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;生产出有利于环境保护、社区安全以及人体健康的环境友好产品。教育以绿色化学为科学基础,使师生“知其所以然”,使其体会“何应为、何应不为”,将安全意识转化为安全习惯,实现安全意识固化和安全行为常态化。加强师生实验安全操作技能训练,从每个细节入手,从根源上强化安全意识和责任。实验教室里有《化学实验规则》《实验室安全管理规定》《化学实验室安全歌》以及“绿色、环保、安全”的红色标语,使用仪器设备、药品用品上有“绿色、环保、安全”的标签。处处是“绿色、环保、安全”的字样,事事是“绿色、环保、安全”的责任。营造了“绿色、环保、安全在我心中,绿色、环保、安全人人有责”的良好氛围。这样,在化学教学的各个环节参透绿色化学的思想和理念,常念化学实验安全的“紧箍咒”,就能安全无忧;只有警钟长鸣,才能防患于未然。

2.2制订绿色管理制度

明确实验安全责任哲人说得好,“没有规矩,不成方圆”,规矩是安全的保障和“笼子”。在绿色化学的视域下,首先对化学实验教学大纲分析研究,增加绿色、环保、安全的实验内容,去除毒性强、污染重、危害大的实验内容,用微型实验和替代实验的方法,保证化学实验内容的绿色安全化。对实验室的规章制度进行认真的修改完善,在《化学实验规则》《化学实验室安全管理规定》《化学实验药品仓库安全管理规定》中,有法规依据,包含绿色化学的理念和技术;有严格的实验操作规范和责任担当赔偿要求。尤其是,还全面制订了《安全事故应急处置预案》。规章制度的建立完善,筑起化学实验绿色、环保、安全的“防火墙”,为化学实验室的安全管理立下了不可逾越的规矩。高校化学实验室的安全管理还有两项必须做好的工作。一是,化学实验“三废”的处理。高校化学实验的内容广,学时多,频次高,任务重。所以,“三废”物品量多危害大。为此,制订了严格的规章制度。主要是废气、废液能收集净化的,收集净化后再处置,不能收集净化的,在确保流通的情况下排放。对废渣,特别是剧毒药品,实行个人责任处置制度。多数是封袋,贴上标签,注明废品名称和危害,安全处置。二是,危险化学品的管理。根据教育部办公厅《关于进一步加强高等学校实验室危险化学品安全管理工作的通知》[3]精神,化学实验室的危化品仓库,有懂技术、有知识、管理经验的专人管理。并实行,需要主管部门签字的《人员准入制度》,有管理人员负责的《人员进出登记制度》和《物品进出仓库登记制度》等。始终绷紧安全管理这根弦,处处扎牢安全管理这个“笼子”。

2.3遵循绿色化学理念提升安全管理水平

2.3.1实验室安全管理的绿色理念

绿色化学的理念可概括为“三性”:一是洁净性,致力于从源头上防止和消除污染;二是原子经济性,在获取新物质的转化过程中充分利用每个原子,实现“零排放”;三是安全性,尽可能不使用有毒或有害的危险化学品,反应条件尽可能温和或安全。该理念的目标并不是被动地去消除安全存在的隐患,而是要主动地从源头上去“防患于未然”,有效预防人的不安全行为和物的不安全状态,从根本上转变思维方式,培育师生安全思想观念,提高其安全素质,构建完善安全技术体系,将实验室的危险降到最低程度。基于这一理念,化学实验室的安全管理又负有新的工作责任。实验室的设施建设,仪器设备、药品的购置,实验技术和方法,从计划到实施都要遵循“三性”理念,重视安全管理的整个过程,形成化学实验室绿色、环保、安全的管理系统模式。

2.3.2设施设备的安全绿色化

按照绿色、环保、安全的要求,学校投入较大资金对化学实验室的校舍、水、电、通风、实验台等进行合理设计和升级改造。选用原材料保证带有绿色环保标志,符合国家安全标准。给排水管径不小于规定数值,以确保给排水的通畅;照明电与动力电电闸分开,设计短路、过载、漏电等保护装置,确保一键断电,有效遏制事故的蔓延;通风、排气系统满足大型精密设备的特殊需要,便于有毒有害气体的散发;建立了消防预警设施,事故警报系统、呼救系统、逃生系统等。设施设备的绿色化,从源头上堵住了安全事故的发生。消防、报警、呼救、逃生系统的设置,在事故发生时都会发挥最大效益,使危害程度降至最低。

2.3.3实验技术方法的绿色化

从绿色、环保、安全的角度出发,优化实验教学的内容。采用“替代”原则,对于毒性、危险性较大、成功率较低的实验(如硝基苯和浓硫酸的制备),采用计算机多媒体技术进行虚拟模拟实验;用调温式电炉替代酒精灯。在保证教学质量的前提下,提倡“拒用”原则,淘汰毒性大、危险大、耗量大、污染严重且成功率低的实验,选用无污染或者少污染的实验,如氯化钠提纯、醋酸质量浓度的测定等。实施“减量”原则,精密计算,严格控制实验药品用量;积极推广微型实验,保证实验操作安全和“三废”污染的减少。贯彻“循环”原则,尽量选择反应产物可以连续利用的实验,让实验产物可以被其他的实验所用,节约成本,减少污染物的排放。绿色化学理念、技术为化学实验室的安全管理赋予了新的内涵和效益。

3结束语

化学实验室虽小,但安全管理是一个值得重视的系统工程。实践证明,化学实验室的安全管理只要领导重视,管理人员用心尽力,融入绿色化学理念,采用绿色化学技术,就能使安全管理升级。近几年,在绿色化学的视域下,加强绿色化学教育,制订绿色安全管理制度,提升绿色化学实验技术水平,使化学实验室的安全管理上了一个新的台阶。杜绝了重大安全事故的发生,也遏制了小事故频发的势头。基本形成了高效安全的管理模式,创建了绿色、环保、安全的化学实验课程体系。为学校的教学与科研提供一个安全可靠的良好环境,也为高校化学实验室的安全管理提供了新途径。

作者:仲婧 朱晓慧 曹晓群 单位:泰山医学院化学与制药工程学院

参考文献

篇2

化学实验是化学教学中最具魅力的教学方法,但它具有一定的危险性,笔者从事化学教学多年,耳闻目睹了不少化学实验的危险情景。实验中一旦发生事故,危及师生的安全,甚至严重致残造成终生不幸。但也不必谈虎色变,以致于不敢动手实验,安全实验的关键在于按照操作规定进行实验,危险也就转为安全。现就化学实验教学中的安全隐患问题谈谈个人的认识。

以下几个方面常常会发生化学实验事故。

1违反操作规定

1。1点燃可燃性的气体前应检验其纯度。如:在用锌和盐酸反应制取氢气的演示实验过程中,点燃氢气必须先检验纯度。可是,如果你在用锌和盐酸反应制取氢气的演示实验过程中,当锌粒反应完后,打开反应器的瓶塞又装上锌粒,塞上塞子就点燃,就会引起仪器爆炸。为什么会发生爆炸事故呢?这是因为你违背了点燃氢气前必须检验纯度的操作规定。实验过程中打开瓶塞装锌粒跟实验开始时装锌粒相同,反应器里进入了空气,氢气和氧气混合,点燃都会发生爆炸。

在演示氢气的性质实验前,教师可以做一个爆炸实验以加深学生印象,具体操作为:在一个塑料水瓶内装四分之一到三分之一容积的水,然后用排水法收集氢气,倒放在铁圈上,再用火柴去点,就会听见一声巨响,爆炸的气浪将塑料瓶高高掀起。

1。2实验完毕,应按规定有序撤除装置。加热制取气体并用排水法集气,实验完毕时,应先把导管从水里撤出,再撤酒精灯。如:用酒精和浓硫酸加入瓷片加热制乙烯,用排水集气法收集完毕时,先撤去了酒精灯,冷水就会沿导管流入盛浓硫酸的烧瓶,以致引起烧瓶炸裂,溅出硫酸。这是因为你违背了实验操作而引起的。

2用药过量发生危险

一些实验虽然剧烈,但试剂量小并无危险,如果用药量稍大便会引发危险。

如:钠与水反应很剧烈,但药量少时并无危险。在做学生分组实验时,让学生观察钠与水反应的现象时,放入的药量一定要适量(通常取一粒绿豆大小的金属钠即可),不得随意用药,且要选用敞口较大的烧杯作反应容器,千万别放在像小试管等敞口较小的容器里反应,否则就会发生意外事故。

我的学生在做钠与水反应的分组实验时,也曾发生过反应容器炸裂,其内液体四溅的事故。究其原因,是一位学生趁老师去指导其他学生的空挡,偷了几块金属钠放在盛有水的小试管里,因金属钠与水反应放出的大量的热量在小的空间里得不到及时的逸散,使试管里空气急剧膨胀而爆炸。

所以,在学生做钠与水反应的分组实验时,一定要事先给学生讲清注意事项:

①此反应只能放在烧杯里做(事先准备好放在学生实验桌上的),不能放在小试管做。并讲清原因。

②金属钠只能取一粒,不能多取(事先把钠切成绿豆大小放在讲台上,老师一定要站在旁边监督学生取钠。)。

③只能用镊子取金属钠,且镊子一定要是干燥的。不能用手拿。

3制取气体时实验装置不畅通

实验制取气体时,一定要保证实验仪器装置畅通,导管不得堵塞,否则会因气体无法排出而发生爆炸事故。

曾发生过学生在用高锰酸钾制氧气时,一位学生在试管的导管口处把棉花放得太多又塞得太紧,导致加热后产生的氧气排不出去,试管内气压增大而把塞子冲飞,棉花随着氧气流冲出并燃烧,燃烧的棉花恰好落到另一位学生的头上,造成这个学生的部分头发被烧。为防止类似的事故发生,在学生做这个实验之前,老师一定得给学生讲清注意事项:

①组装仪器时试管口要略低于试管底,防止加热过程中水蒸气遇冷流回试管底,从而引起试管炸裂。

②加热时,均匀受热后酒精灯的火焰先固定在靠近试管口的药品处,然后慢慢地把酒精灯的火焰往试管底部移,若反过来,氧气流会把前部的高锰酸钾带向导管口,阻塞导管。

③放棉花之前把棉花先拉松,且不要放得太多,尤其棉花不要用水弄湿。

④要做到先“离”后“熄”。即停止加热时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯。

4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,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,造成了爆炸事故。因此用药时要认真辨清药物,不得马虎从事。

5使用失落标签未经鉴定的试剂发生事故

如:在配制溶液时错把硫酸当盐酸使用,造成伤害事故。凡失落标签的试剂一定要检验确定后再使用,以避免伤害事故的发生。

6实验室空气不畅通

在教学中有演示实验制取氯气、二氧化氮等有毒气体时,或学生实验制取可燃性气体如制氢气、乙烯等时,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,会引起师生中毒或其他意外事故。因此实验室应安置通风橱、换气扇等通风设施,必须做到实验室空气流通。

为排除实验安全隐患,更好更安全地进行化学实验教学,实验时一定要做到以下几点:

(1)一切实验要按操作规定进行。

(2)一切实验要在预备室准备好,做到实验无误,方可拿到教室或实验室做。

(3)有可燃性气体的实验,在点燃气体前必须检验其纯度,并注意室内通风。

(4)做有毒实验时,一定要打开门窗,使空气流通。制取或进行能产生具有刺激性、恶臭和有毒的气体反应时应在通风橱内进行。

(5)用药量宁少勿多,不要取用未经鉴定无标签的试剂。

(6)化学试剂随配随用,不可久置。如银氨溶液久置后再用易发生爆炸。

(7)步骤多的实验,操作顺序要记熟,不可看一步做一步。

(8)没做过的实验要向有经验者请教或查清资料再做,不要冒然实验。

篇3

高校化学实验教学中心为了提高实验室管理水平,必须推行规范化、智能化管理,因为它是衡量实验室管理水平的标尺.实验教学中心要围绕这一主题,以经济、实用、简便、安全为原则,优化管理网络系统设计,为实验教学中心建设提供良好的信息平台,达到提高实验室管理效率、学生学习效率,资源共享和减少环境污染的目标.

关键词:

化学实验教学中心;规范化管理;智能化管理;网络管理

随着高校实验室管理改革的逐步推进,化学实验教学中心建设也在进一步规范化、智能化,高校实验室管理工作也变得更加繁重和复杂.为使实验中心能够高质量完成实验教学任务,成为师生教学、科研的平台,最优化的利用实验室资源,就必须对其进行规范化、智能化管理.结合我院实验教学中心建设的实际情况,摸索、探究出一套适合于大学实验室规范化、智能化的管理系统,在实验室人员、仪器设备、化学药品、实验用房、实验课程、实验项目、实验耗材、实验中心建设项目、实验中心经费等一系列与实验教学相关的管理方面,充分发挥实验教学中心的作用,是一个长期的课题.

1化学实验教学中心规范化管理

规范化管理就是管理者通过系统思考,建立健全并优化完善一套以人为本、上下认同、行之有效的管理体系来主导实验教学中心的管理[1].规范化管理的实质就是打造卓有成效的管理体系,化学实验教学中心规范化管理包括实验室的计划管理、制度管理、实验室技术人员的管理、仪器设备管理、药品管理、安全管理以及档案管理等.在化学实验室规范化管理一文[2]中已经论述,下面着重介绍化学实验教学中心的智能化管理.

2化学实验教学中心智能化管理

2.1建立智能化管理系统

智能化系统是由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面应用的智能集合.随着信息技术的不断发展,其技术含量及复杂程度也越来越高,智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业以及日常生活的各个方面.面对目前高校实验室管理越来越细化、规范化,高校化学实验教学中心的工作量也越来越大,加之教育部本科教学质量水平评估的需要,实验教学中心智能化建设越来越受到学校的重视.在实验教学中心智能化建设方面,建立一套内部网络系统,既节省了人力又第一时间了解资源配置,做到资源共享.国内高校普遍采用的是北京化工大学开发的仪器设备管理智能化系统,但此系统仅仅是对仪器设备的管理,没有涉及实验教学中心的其他内容[3].由广东工业大学实验室与设备管理处开发的实验室综合管理系统做得比较好,将高校实验室综合管理系统以智能化模块形式设计出来,包括实验教学中心的各个方面,由实验室管理、实验室队伍、仪器设备、低值易耗品、实验教学、实验室开放、实验室建设、实验室评估、系统维护和数据报表等十大模块组成[4].在这十大模块中还可进一步细化,具体模块按实际需要随时增减信息内容.我们在实验室综合管理系统[4]的基础上,优化每个模块,建立化学实验教学中心管理系统.如低值易耗品管理模块,在玻璃仪器、试剂、药品的入库、领用的常规管理中,设定库存的最低警戒线,当某种库存低于警戒数量时,管理系统会通过系统内消息或以手机短信的形式通知相应实验室管理员,以便及时补充.系统具有手机短信通知功能,当有老师需要的信息时,系统会自动以手机短信的形式发送给老师,使老师在第一时间得到自己所需信息.实验教学模块设置实验课进度表、实验项目管理等,实验项目有综合性、设计性实验的分类.实验室建设模块增加化工工艺实验室、油品分析实验室和石油炼制工程仿真实验室(增设相关仿真软件),使学生在计算机上就能演练工厂生产流程,有问题随时在内部网上向老师请教,既方便了学生又增加了师生互动,提高了学生的学习兴趣和学习效率.所有实验室、仪器设备都按一定序列编号,教师、学生随时都能查到相关信息,最大化的利用化学实验教学中心智能化管理系统.大仪器设备还可提供社会服务,如食品安全检测、环境的污染检测等;石油化工实验室还可以承担企业员工短期培训,承办职业院校和企业技能大赛;企业和教师可利用该智能化管理系统进行合作,作为新项目的技术研究、开发以及新工艺、新技术、新工具的试验场所,最优化的利用实验室.系统维护模块负责全院基础数据及用户管理,即学院数据、专业数据、学生数据、课程数据、用户角色和使用权限的分配等.这样学校、学院能够随时监控实验中心信息情况.

2.2建立开放式智能化实验教学网络管理

智能化网络管理系统是指实验教学人员依托计算机网络及配套软件实时地对实验过程进行管理[5].该系统具体包括:

(1)学生在网络管理系统中申请报名,对学生身份进行鉴别(系统显示学生注册照片).

(2)对开放式实验教学进行网络预约或学生电子签到,为学生提供尽可能好的实验环境.

(3)通过网上安排开放实验项目.除了常规教学实验外,按照学校要求每个学院都必须有开放的实验项目供学生在网上预约.预约的一般流程:实验项目经教务处批准后,实验教学中心主任安排实验室,实验员负责审批并检查教师预约的时间与常规实验教学安排是否有冲突,通过审批后开放实验就加入总实验课表中,不同实验课程可用不同颜色区分开,实验总课表就能实时反映各个实验室的信息,实现实验教学中心对各个实验室的动态管理.学生在教师安排好的实验时间、地点、批次之后,在规定时间进入实验室做开放实验.

(4)已完成实验的学生,教师给出实验报告成绩,并对学生实验操作情况给予评定.开放实验结束后,教师可利用该系统对整个实验进行评价、分析和数据统计等.学生开放实验的综合成绩包括四部分:①学生的出勤率;②动手操作能力;③做实验时纪律表现;④实验报告成绩等.建立开放式实验教学智能化网络管理,增强了实验室开放的广度和深度,提高了实验室的利用率.

2.3建立毕业论文创作智能化网络管理

学生做毕业论文和指导教师的指导是一个双向选择的过程,首先学生通过内部网选择自己感兴趣的教师研究课题及实验室里所拥有的设备,然后指导教师通过学生所报的人数与所学的专业再进行调整.

(1)指导教师可以通过内部网随时与所指导的学生进行交流,探讨论文题目、选材及论文或实验所存在的问题.学生在做毕业论文实验或写论文时遇到问题可以在内部网上向指导教师请教,指导教师再适时予以解答.

(2)利用仿真软件做毕业论文.化学和环境科学系的同学可以通过内部网与指导教师联系在仿真软件上做预实验,如果方法可行,再投入试剂进入实验室实际操作.化工类学生做毕业设计时可以利用仿真软件作为依托,更加直观地设计自己需要的工艺和产品,从仿真软件上直接观察自己的工艺流程,不合理的地方可利用软件直接修改,直到合理完美,再转入到化工设备中做实验.化工设备工艺流程一旦开启,所需试剂、材料用量都很大,利用仿真软件可以节约时间,节约原材料,避免不必要的浪费,又保护了环境.

(3)学生在做实验和写毕业论文时普遍存在的问题或难题,可以在内部网上统一回复解决,也可以单独个别讨论.老师在统一回复时,学生可以根据老师的建议,扬长避短修改自己的论文,使自己的论文日趋完善.

3结束语

通过化学实验教学中心规范化、智能化管理的研究,把化学实验教学中心所有资源建立一套内部网络,做到资源共享.学生可通过校园网络了解学院所有的仪器设备以及所开设的实验课程,可以在网上选择自己喜爱的选修课、开放实验、教师的科研方向或适合自己做毕业论文的实验室,使整个实验室及仪器设备得到充分的利用,既方便了学生又为学生节约时间,让学生学到了许多自己感兴趣的知识,提高了操作技能.总之,化学实验教学中心智能规范化管理是实验室正常运行的关键,它有利于提升实验技术人员的素质和工作效率,提高实验教学中心管理层次和水平,降低管理费用;有利于提高仪器设备的使用率,减少试剂、药品的浪费,有效避免实验室意外事故的发生,同时减少了环境污染.

参考文献:

[1]文博.新编市场营销规范化管理制度精选[M].北京:中国纺织出版社,2009.

[2]徐飞,白林,赵国虎,等.化学实验室规范化管理的探索[J].广东化工,2015,42(17):185,201.

[3]何邦平,陈杰,钟如意,等.实验室规范化管理的探讨[J].实验室研究与探索,2003,(3):113-114.

篇4

(2)内容提要与关键词内容提要是论文内容的概括性描述,应忠实于原文,字数控制在300字以内。关键词是从论文标题、内容提要或正文中提取的、能表现论文主题的、具有实质意义的词语,通常不超过7个。

(3)目录列出论文正文的一二级标题名称及对应页码,附录、参考文献、后记等对应的页码。

(4)正文正文是论文的主体部分,通常由绪论(引论)、本论、结论三个部分组成。这三部分在行文上可以不明确标示。

(5)注释对所创造的名词术语的解释或对引文出处的说明,注释采用脚注形式。

(6)附录附属于正文,对正文起补充说明作用的信息材料,可以是文字、表格、图形等形式。

(7)参考文献作者在写作过程中使用过的文章、着作名录。

4、毕业论文格式编排

第一、纸型、页边距及装订线毕业论文一律用国家标准A4型纸(297mmX210mm)打印。页边距为:天头(上)30mm,地脚(下)25mm,订口(左)30mm,翻口(右)25mm。装订线在左边,距页边10mm。

第二、版式与用字文字、图形一律从左至右横写横排,1.5倍行距。文字一律通栏编辑,使用规范的简化汉字。忌用繁体字、异体字等其他不规范字。

高中化学教育课程中绿色化学的实施

摘要:高中化学的课程目标之一就是培养学生的科学素养。随着环境问题的凸显,作为科学素养的一部分,绿色化学理念应该为学生所接受并内化。这就要求教师在高中化学教学中涵盖绿色化学理念,主动创设情境,立足实验,在课堂中渗透绿色化学理念,并对学生的绿色化学理念进行评价。

关键词:高中;教育;绿色化学

一、高中绿色化学教育目标

绿色化学是用现代化学和化工生产技术,消除或减少对人类健康、生态环境有毒的原料、催化剂、试剂和溶剂的使用,不生产有毒有害产物、副产物和废物的一门新兴学科,其宗旨是实现有害物质零排放,从源头上防止污染、保护环境。对于高中化学教育而言,绿色化学教育已经成为了不可或缺的组成部分,其教育目标具体包括以下方面:

1、知识与技能。理解绿色化学概念、原则,了解绿色化学诞生与发展,认识生产生活中的绿色化学现象;学习绿色化学的研究方法,掌握化学实验基础知识与技能,能够完成简单的绿色化学实验;理解绿色化学与其他科学之间的联系,能够运用有关知识和方法解决绿色化学问题。

2、过程与方法。在探究绿色化学问题的过程中,理解绿色化学意义,学习科学研究方法,培养团队合作精神,增强科学探究能力;掌握获取、加工绿色化学信息的方法,能够提出具有探究价值的绿色化学问题,提高自主学习、自主思考、自主探究绿色化学知识的能力。

3、情感态度与价值观。培养学习绿色化学的兴趣,激发参与绿色化学宣传与科技活动的热情,感受绿色化学与自然、社会之间的和谐发展关系;增强将绿色化学知识应用于实践中的意识,能够合理判断与绿色化学有关的社会和生活问题;关注与绿色化学密切相关的热点问题,树立绿色意识和可持续发展观念,主动承担起学习绿色化学的责任,强化保护环境和造福后代的使命感。

二、绿色化学在中学化学教学中的实施途径

1、主动创设情境,善于利用教材素材。教师在教学时,应以主动创设的或者教材中的生活化情境或问题为中心,通过主动探究式教学,鼓励、引导学生主动建构绿色化学理念,比如可以把绿色化学的理念渗透在元素化合物教学中。如在卤素教学中,教师可组织学生讨论氯气用于自来水消毒的利弊;在高分子材料的教学中,教师可以以废旧塑料的再生利用为例,让学生认识到化学对废旧物资的综合利用的作用,讨论其可能的途径。通过这些活动渗透绿色化学思想,学生经常了解及关注身边的环境问题的热点,从而提高其深入了解的兴趣,培养学生的危机感和紧迫感,并将其所学知识运用到生活中,培养学生防止污染、关注人类生存发展的责任感。

2、立足实验,渗透绿色观念。化学是一门以实验为基础的自然学科,实验是化学教学的关键所在,所以实验教学是培养学生绿色化思想的重要手段。中学化学实验中存在一些问题:一是大部分实验的药品用量在教材中都未明确量化,都是用“适量”、“几滴”等笼统的词语限定,而中学生做实验时好奇心比较重,无法准确地把握实验药品的实际用量,所以造成药品的损失,甚至可能造成污染。二是实验的产物有毒。所以要对化学实验进行调整,要定量,实验室明确告诉学生药品的用量情况,这样既可提高实验的科学性,又可为实验操作规范化奠定基础,更是减少环境污染的重要保证。三是让学生根据有毒物质的性质,探究针对该种物质如何进行回收与处理。对于实验可以进行细节上的优化和处理,使得实验更绿色化。例如在萃取操作的演示实验中,由于溴的挥发性强,毒性大,而碘的毒性较小,可以将四氯化碳萃取溴水改为萃取碘水。在铜和浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝,这样就可以控制反应的进行,当实验结束时可以及时将铜丝取出,减少空气污染。演示白磷和红磷着火点对比实验时,该实验反应发生时燃烧物易爆溅并且燃烧时有大量白烟产生且有毒等,实验时在铁片上方罩个玻璃罩,取用的药品也要尽可能少。由此可见,在实验时,要确保实验的安全及环保问题。另外,教师要引导学生从不污染环境、不吸入有毒烟雾及安全和便于观察等角度出发讨论、分析,共同改进完成实验,培养学生的安全意识、环境意识及绿色化理念。

三、循环使用化学试剂、充分利用反应产物

绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,所以,我们应该应用化学的处理方法,充分利用现有资源及反应产物。这不仅从源头上防止了污染,而且增加了经济效益。例如:在中学化学实验用CO还原Fe2O3的实验中,如果将反应后的混合集体(含未反应的CO)直接释放到空气中,既浪费了资源,又污染了空气,产生了新的隐患。如果进行循环利用,就能达到节约化学资源和保护自然环境的目的。在实验工作中,用绿色化学的思想来指导,更能有效地防止污染。

四、妥善处理化学实验中的废弃物

在中学化学实验中,大部分实验的药品用量在教材中都未明确给出限量以致学生很难把握药品的实际用量,这样既影响实验的科学性和实验效果,又会造成药品的浪费,还会对环境造成一定程度的污染,也不利于培养学生的规范化操作。若将药品规定了用量和浓度,既方便施教,又方便操作,更易让学生接受、观察和记忆,从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,同时节约药品,减少环境污染。教师实验教学过程中,限定用量,把好的经验传播给学生,妥善处理化学实验的废弃物(回收、无害化处理),加上正确引导,既提高了实验的科学性、为实验操作的规范化奠定了基础,又培养了学生良好的实验习惯、使学生学到实际应用技术,同时也增强了学生的环境保护意识,作为减少环境污染的重要保证。

参考文献

[1]董量耀.中学绿色化学教育实施策略探讨.化学教育[J].2002,11.

[2]吴光才.中学化学实验绿色化的探索[J].南平师专报.2001,02.

篇5

 

在化学实验中我们经常去寻找实验仪器的替代品,我发现针管在化学实验中有许多作用。原因是针管的各种规格都有、封闭性好,操作简便、节省试剂、可靠安全、污染少,针筒本身透明、有刻度,便于观察。广泛用在气体制备、收集,微型实验、家庭小实验等实验中,真正做到了一器多用,有哪些作用呢?我们来看一看。

一:充当各种规格的试管。

我们可以把针管的突出部位去掉后,用502胶水把小孔封好备用。优点是材料来源较广,易得,较经济,是偏远地区的学校的试管非常好的替代品;缺点是使用后不能用试管刷刷,原因是塑料制品易刷毛,这样使其使用的寿命大大降低。

二:充当各种规格的粗略量筒。

对于来说可增加量的意思意识初中物理论文,比如知道1~2mL大约是多少,从而在平常的实验中强化了量的意识,同时也可给学生树立节俭的意识。

三:充当各种规格的胶头滴管。

比如在做氨气的喷泉实验时,只需用单孔塞子及导管,而原来胶头滴管的位置只要用带针头的针管代替即可。此操作比用胶头滴管操作简单:抽水溶液,不需要固定在单孔塞子上,随时用随时插入,且用完又可以随时取出,清洗较方便。

四:作为反应容器

(1)制备氢氧化亚铁

在一支15mL针管(去掉针头)中吸入5~8mL新制备的氢氧化钠溶液,另一支试管(带有针头)中吸入2~3mL的新制备的硫酸亚铁溶液,推动针管的活塞把新制备的硫酸亚铁溶液缓缓地注入到氢氧化钠溶液,将会看到有白色的沉淀,且持续的时间较长。如果想看到氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的过程,我们可以通过刚才的针管抽取多管的空气注入到生成氢氧化亚铁的试管中,则会观察到预期的一系列的现象。

(2)可用于钠与水(或乙醇)的反应

取一规格为15mL的针管拔掉活塞,从活塞出加入一小块金属钠。迅速塞上活塞且下推,推至钠块出,然后装上针头,迅速吸入适量的水或乙醇,然后把针管竖立起来,针头斜向上,稍后把针头移向酒精灯点燃,则会看到淡蓝色的火焰论文参考文献格式。

(3)可用于甲烷与氯气的取代反应

取用20mL(也可以用10mL或15mL)的注射器及打吊针时所用的针头及针头所连的细管(最好是配套的)。把注射器的活塞抽掉,配上合适的橡胶塞,用打吊针时所用的针头及针头所连的细管连在针管的小头处,用十字夹夹住细管处。然后用排饱和食盐水的方法在针管中先后充入4/5体积的Cl2和1/5体积的CH4, 用一细线把针管吊在铁架台上,把连有细管的针头放入烧杯中,在烧杯中加入水初中物理论文,并滴入几滴紫色石蕊试液。每个桌子上提供60W的台灯,则会观察到预期的实验现象。一段时间后打开十字夹,还会观察到喷泉实验。

(4)可用于浓氨水与浓盐酸的反应

取一硬质管,把两端配好合适的橡皮塞,用两只5毫升的针管分别抽取2毫升的浓盐酸和浓氨水,用如图所示装置

优点:此实验用量小,且在密闭容器中进行,无污染。

五:组合成各种装置

1.组合各种U形管

取两只相同或不同的针管(规格实验的要求而定)去掉活塞,然后用橡皮管(或打吊针的塑料管)把两针管的下面即原连针头的部位连接起来,即可自制成不同的U形管。

(1)可以用来充当电解池装置

在刚才做好的各种的U形管,如图所示配置好相应的塞子及相应的电极,即可电解各类电解质溶液。适用于微型实验及学生实验。

(2)可以用于制备NO及相关的化学性质的相互转化

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引言

实验教学是化学教学的重要组成部分,结合当今时代特点,环境保护问题已成热点。绿色化学是在获取新物质的化学过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又不产生污染,对环境的治理从治标转向治本。

日前,我国环保部参与欧盟亚洲可持续生产和消费项目研讨会会上提出“采用废物跟踪系统,提高电子废物资源利用和环境保护水平”,可见环保问题全球关注。垃圾之多,却未用尽其能,眼看是不环保,实则是有限资源的浪费。中国南方素以水乡为其优势,由于工厂、化肥农药农业、生活、校园实验等排放的污染水,严重超过环境水体容量,打乱水体的自净能力,单方向的水治理困难重重,污水不同程度地影响着民众身心健康,同时治理污水耗重金耗时而且影响基本生活,如今真正能为民众享用的洁净水正急剧削减中,地表水污染引起的土壤污染影响农业的健康耕作,地下水的污染,源头水的保护,水污染污染物的扩散侵袭等一系列水问题引起我们深思。近日,对环境污染事件的关注度日益提高,尤其在水污染防治方面颇为重视。例如华北平原地下水污染防治开展淮水污染重点工程检查正要在2015年初步完成耗资数十亿建立的监测网,耗资巨大,耗时长久,若能减少污染,这些资源的便能得以节约。就高校来说,从实验排污源起,减少污染。

在高校中,通常做完实验就将试剂直接倒入水池中。这样的实验不停地进行着,而实验室很少有三废处理,致使实验室如一污染排放源向外排放着各种污染物(所用的化学药品种类多,消耗量大,而且大部分有腐蚀性或有毒,有的实验还伴随有毒或有害物质的产生)。不仅对水体造成污染,其对土壤、水生生物的副作用更强,尤其笔者深有感触的是所在学校中的湖泊,经常是发黑散臭气,而如在国庆假期之后的几日里能明显感受到湖的清爽,湖面也无明显漂浮的植物,这是由于没有污染行为的发生,可见实验室的绿色化势在必行。

一、绿色成果创意――激发学生兴趣

教师通过引导促使学生通过一些改良实验(如用无毒、弱毒试剂代替有毒试剂进行实验,发现新方法代替原本效率低的方法,等等),使学生感受到绿色化学创新带来的好处,产生学习兴趣,从而真正步入绿色化学实验的学习中。

二、绿色化学之源――网络微型实验

在当今网络迅猛发展的时代,网络化已具备各方面完善的功能。在网络环境下微型化学开放实验的开设具有显著的经济效益、环保效益和教学效果,代表了化学实验改革发展的方向,是贯彻两型社会(资源节约型、环境友好型)发展的战略指导方针。

创新是一个民族生存和发展的基础,是一个国家兴旺发达的不竭的源泉和动力。网络环境下微型化学实验教学模式有如下优点:实验的项目准备、操作等都是以学生为主体,使学生由过去被动“等待”和“接受式”的学习方式,变为“主动”和“探索式”的学习方式;培养了学生学习化学的兴趣,培养了学生实践和创新的能力。便于学生在课堂上进行实验探究和课外进行家庭小实验(而笔者认为学生的主动思考性实验即使有缺陷也远胜过安排性实验),能增强参与意识和动手能力,有利于创新思维的培养。由于微型实验使用剂量少,可以给学生更多的机会动手实验,有利于培养学生娴熟的实验操作技能。

三、绿色实验开展――融会贯通

1.实践绿色化学实验课程教学,提高学生开展绿色化学实验的能力。

(1)以学生为中心,使化学实验成为绿色工程。

要求学生做到“实验源头预防、实验中间控制、实验排放达标”。期间包括避免使用剧毒原料、用绿色溶剂代替易挥发性的有毒有机溶剂、用绿色催化剂替代有毒、易腐蚀的催化剂、对实验中产生的“三废”进行分类处理,等等。

(2)革新常规实验,开展微型、半微型化学实验。

微型化学实验是以尽可能少的试剂,获取与常规实验相当的化学信息的实验原理与技术。其主要优点是:试剂用量大大减少,仅为常规实验的1%~10%,减少了“三废”排放量,以及相关材料和水、电的消耗,降低了实验成本,节约了实验经费,缩短了实验时间,提高了实验的安全性,改善了实验环境,降低了环境的污染。

常规实验的半微量是指在不改变实验方法、不改变操作技术的前提下,采用常规的小容量仪器、药品用量减量,不用额外的经费投入,就可以充分利用实验室现有的资源而进行实验操作的方法,因为成熟的实验技术更容易推广。

2.实践课程教学中形成绿色工程理念,促使学生形成良好的绿色化学行为。

(1)绿色化学观念贯穿实习、实践。

毕业实习、课程实习及社会实践时,要求学生用绿色化学的思维审视生产单位的技术路线、生产工艺、生产管理、产品销售等环节,用绿色工程的12条标准验证各生产环节,总结出符合绿色化学标准的各环节,整理出不符合绿色化学标准的各个环节,并有针对性地提出解决措施。依据“5R”原则考虑和解决化学实验中出现的污染问题,做到实验药品的减量化、循环或回收再利用,选择污染少、装置简单、产物易分离、安全性高的实验方法,在无法避免使用或产生有毒有害物质时,必须采取有效的保护和消害处理措施。通过反复多次地实习实践、归纳总结,强化学生的绿色化学观。

(2)绿色化学观伴随毕业生终生。

要求学生在进行毕业论文及毕业设计时,从开题报告到论文答辩都必须体现绿色化学观。凡违背绿色化学观及绿色工程理念的毕业论文及毕业设计都视为不合格,要么修改,要么重做。指导老师要严格把关,及时跟踪指导,务必培养出合格的应用型人才。要让绿色化学思想扎根于每一位学生的心田。这既是对学生负责,更是对社会及历史负责。

结语

环境保护是我国的一项基本国策,从源头开始的绿色实验,使清洁生产跟上环保主题前进的步伐。绿色化学实验的进行促进学生在科研、实验的道路上保持绿色、清洁意识,使用绿色材料,开展节约型实验,拥有绿色洁净实验过程,排放低污染值三废。我们要清醒地认识到,化学实验的绿色化是一项大工程,需要学者、生产者持久地进行建设。

参考文献:

[1]唐纯翼.绿色化学观在《环境化学》教学中的实践[J].当代教育论坛,2011(10):126-127.

[2]张康华,曹小华,谢宝华,陶春元.化学实验教学与绿色化学教育[J].实验室研究与探索,2010,29(5):123-125.

[3]黄树辉.问题教学法在环境化学中的应用[J].检验医学教育,2008,15(3):15-172.

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化学实验是中学化学课程内容不可缺少的重要组成部分,是学生认识化学科学知识的重要环节。在多年的教学实验中,笔者觉得在实验教学中必须正视和处理好以下四个问题: 

1 实验内容的选择问题 

目前初中化学教材版本很多,实验内容丰富多彩,为学生开展实验提供了很好的素材。教师要学会选择。以鲁教版教材为例,涉及到的实验有:分组实验32个、演示实验29个、课外实验1个。这就要求教师在每学期开学之初和实验员一道对本学期将要开展的实验内容进行选择列表,写好计划,有步骤地去实施。在课堂之外,可适时提出让学生做一些“绿色化学”实验、“微型”实验、家庭小实验、趣味小实验,让化学实验绿色化、经济化、趣味化。 

2 实验人员的组织问题 

演示实验大多由教师完成。那些以学生操作为主的科学探究实验,大多以学生分组实验的形式进行。按照实验内容的不同,可以2人或4人为一小组,任命好小组长,负责小组的管理、实验报告的填写和收发。在实验前的准备阶段,教师首先要向学生强调遵守实验室守则和实验规律的重要性,让学生养成有组织、有纪律的良好实验习惯。既要激发学生的好奇心,又要克服畏惧心理,还要让学生预习实验内容,让每个学生阅读了解每个实验内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程。 

3 实验中的安全问题 

3.1 仪器和药品的本身安全。 

在各种化学实验中,使用最多的就是玻璃仪器。玻璃仪器的优点很多,如耐酸碱腐蚀、容易加工、价廉物美,但有一个致命的缺点,那就是容易破碎,它经不得骤然的冷或热,经不得碰撞和摔打。例如,“h”型电解水器操作很容易损坏,实验室制二氧化碳的装置由于重心较高操作时容易歪倒;学生在连接拨插玻璃仪器时用力的不当会导致仪器的破损和身体上的外伤等。 

化学药品的存放时间较长,可能会变质失效,影响使用和使用的效果,大多数药品有毒,不能品尝或接触皮肤、衣物,对在实验过程中产生的有毒物质也要有所认识、有所防范,实验结束后的废液废渣要妥善处理,防止毒性污染。 

实验结束后养成清点仪器和药品的习惯,防止个别学生带出。 

3.2 操作规范的安全。 

伽利略说过:“科学的真理不应该在古人的蒙着灰尘的书上去找,而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”我们在平时的教学中倡导科学探究,在大力开展科学探究的实验过程中,学生的参与愿望得到空前的满足,学习的积极性也得到了很大的提高,同时又鼓励学生开展课外实验、家庭实验。以上的这些活动中,如果实验操作规范缺乏,很容易造成仪器损坏、药品中毒、失火爆炸、废物污染等问题。一方面,要鼓励学生搞探究,自己设计实验,自己完成实验;另一方面,又要对学生的实验进行监督,特别是安全方面,不能有一丝的马虎。“安全系于责任、责任重于泰山。”“责任多一分,隐患少十分。”建立健全各种安全制度很有必要,学生实验设计要经得起老师的安全论证,实验过程中教师要巡回监督和指导,杜绝或减少事故的发生。 

3.3 实验室设施的安全。 

仪器药品保管室、实验室门窗坚固,要有防盗、防撬、报警等功能,药品的入库、消耗、报废做到帐册清楚,水路、电路能正常安全使用,通风设施完善、消防器材不过期使用,各种安全管理制度上墙、张贴有序。剧毒物品接受公安部门监督。 

4 实验中的测评问题 

化学实验操作的测评是化学课程中独具特色的一类测评。它主要重于测试学生的态度和实验操作技能与水平,如对实验目的、反应原理的理解,使用和组装仪器的技能,以及对实验过程和实验结果的解释等。做好这项工作的前提是平时教学注重化学实验的训练,让学生熟悉课本中的每一个实验及评分量化细则,能从容应对抽签结果进行实验操作,独立完成实验报告。实验操作测评对于突出和发展化学教学的特征、对于养成学生动手动脑的学习能力,具有重要的导向作用。 

化学实验的正常开展,增添了学生的学习乐趣,也增加了教师的教学负担。这就要求我们教师能够在平时养成吃苦耐劳的精神,多花点时间去研究实验教学。去洞察实验事实发生的实质,搞清楚实验事实说明什么问题,为什么会产生这些事实,并去寻找支配实验事实的规律等;还需要根据学生的认知水平向学生介绍一些新技术和新方法等,这就要求教师设计补充一些实验,在内容的选择、方法和装置的确定、实验成功的条件和关键等方面进行反复的研究。以更好的落实“面向全体学生的化学”、理念,使化学贴近生活、贴近社会,更好地培养学生的科学素质和创造精神。虽然我们教师的教学任务是繁重的,但处理好以上这些问题也是很有必要的。相信在化学实验中能正视处理好这些问题,其实验效果会是高效的。 

 

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自从29届国际奥林匹克化学竞赛实验试题采用微型化以来,国内各类化学试卷中都不同程度地出现以微型化学实验为背景的题目。试题中的信息在学生中快捷、广泛地传播;从以微型实验为情境的化学习题入手,另辟蹊径,可以展现微型化学实验仪器的应用,表达绿色化学的设计理念。

从期刊的影响力出发,笔者从目前化学教育研究领域比较权威的三刊(《化学教学》、《中学化学教学参考》、《化学教育》)以及以实验仪器研究为特色的期刊《教学仪器与实验》中的微型化学实验论文中取材,从不同角度出发编拟化学习题。

1以微型反应装置创设情境

如同常规实验装置的组装目的一样,微型实验仪器同样可以完成气体的制备、物质的合成、气体的干燥和净化、尾气的吸收等基本操作。以此创设化学试题情境,考查基础知识、基本技能。表面上看,只是提供给学生化学常规实验装置的缩微化,但仪器的微型化给解题带来了陌生感,尤其是仪器体积小带来的特殊操作细节,例如试剂的取量、反应程度的控制、尾气处理等――这些都是实验论文作者阐述的实验注意点,也恰是学生在实验操作中容易忽略的因素。

例1、硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,采用常规仪器进行制备和性质检验,常因气密性不佳而对环境产生污染。周老师采用六孔井穴板和注射器组装出以下微型反应装置(如图1所示),向各井穴加入指定的试剂与物料,然后用生料带缠绕井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋紧塞子,使井穴塞紧密地盖住井穴,以细乳胶管把前一单元出气管与相邻单元的进气管逐一连接起来,保证没有硫化氢泄漏。该实验无需通风橱即可进行,对反应废物摸索了实验后处理方法,体现了绿色化学实验的要求[2]。

(1)1号井穴里装有少量FeS固体,实验装置按图搭建完毕后,把吸有稀硫酸的注射器缓缓下推,就可以有连续平缓的气流产生。请问1号井穴孔发生反应应为_______________________________。

(2)2号井穴内只放入一张湿润的白色醋酸铅试纸,且“短管进、长管出”。其作用是(填写两点):____________________________________。

(3)3号井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是证明H2S的____________________(能呈现出该性质的),还可以用____________________溶液代替。

(4)4、5、6井穴孔分别盛放了0. 1 mol・L-1 ZnSO4、0.1 mol・L-1 CdSO4、0. 1 mol・L-1 CuSO4溶液,在实验中分别产生了白色、黄色和黑色沉淀,说明了这些金属硫化物的________(性质)。

(5)7号井穴孔盛有________(填写药品),其目的在于____________________。

评点:该题主要考查硫化氢气体的制备、气体检验、性质验证、尾气处理等。一切都基于基础知识、基本技能,只是通过微型化学实验装置呈现情境。

答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S; (2)缓冲作用(安全瓶), 检验硫化氢气体; (3)还原性, 酸性高锰酸钾; (4)难溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾气

例2、“电凝聚气浮法”是一种工业上处理废水的常用方法,我们用塑料多用滴管作为载体,以微型实验的形式呈现了该方法的原理。先在100 mL烧杯中加约50 mL蒸馏水,再添加3滴CrCl3溶液作为无机污染物,另加少许泥沙和硫酸钠,用玻璃棒搅拌使之浑浊,得模拟废水,标记为A。用塑料多用滴管吸取废水A,从液泡两侧分别插入两根大头针(两针不相互接触), 用鳄鱼夹、 导线将两根大头针与电池(9V)相连,即可对废水进行电解[3]。

(1)电解开始,阴极释放出大量气体,请写出电极反应式________________________________;

(2)阳极现象不明显;片刻后,溶液中生成大量绿色沉淀,随着阴极气泡大量逸出,绿色沉淀随之上浮至液面。已知大头针主要成分为铁,请推测阳极可能发生的两个反应式为:____________;

(3)绿色沉淀中不仅包括由阳极产生物与溶液酸碱性变化而生成的不溶物,还包括沉淀_______(填写化学式),这就表现出对污水中的金属离子进行清除。

(4)本实验中在电解液中添加硫酸钠的目的是____________________。

(5)另取一份相同废水,滴加3滴苯酚溶液作为有机污染物,再加3滴亚甲基蓝使其显示颜色,添加食盐至饱和,标记为B;用塑料多用滴管吸取废水B,采用如上图的装置,只不过将阳极大头针更换成全活动铅笔专用笔芯,在电解后的溶液中滴加FeCl3溶液不发生显色反应,说明____________。更换阳极材料原因是__________________________(用电极反应式说明);

评点:化工生产是化学教学的重要内容,但一直是实际教学中欠缺的,通过微型化学实验模拟实际问题可以帮助中学生了解化学与技术、体会时代性增强学生学习的使命感和责任感。该类试题适用于《化学反应原理》模块的“电解池”、《化学与技术》模块中的“水处理技术”、《化学与生活》模块中的“化学与环境保护”,以及《实验化学》模块中提出的“能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究”。

答案:(1)2H++2e-H2; (2)Fe-2e-Fe2+,Fe2++2OH-Fe(OH)2; (3)Cr(OH)3;(4)增强导电性; (5)苯酚在阳极释放的强氧化性气体作用下已发生了转化,避免阳极材料本身被氧化。

2以微型实验引导实验改进思维

在各大期刊发表的微型化学实验论文多为一线化学教师或高校实验研究者发表,如果只是简单地在学生面前重现这些素材,对他们自身的实验素养提高有限;而通过试题的巧妙设置,将学生也引入到对实验的设计思路中去,有利于提高他们对微型化学实验的深刻认识,也有利于他们创新思维的发展。

微型化学实验不是常规实验的简单缩微或减量,而是要在微型化的条件下对实验进行重新设计和探索,达到以尽可能少的试剂获取尽可能多的化学信息的目标。

例3、用一个小注射器和小塑料反应管做反应仪器,两者中各有一种化学物质,反应后将注射器针头扎入一根带火星的香烟里推动活塞,发现窜起一大串火苗[4]。请问,塑料试管中盛放药品为________,注射器中盛放____________药品。该实验可以代替常规实验中的实验是_______________。

评点:注射器是化学实验改进中常用的替代品,在微型化学实验中常常需要挖掘其功能进行设计,在命题中应用中能帮助学生体会到。图3中的注射器代替分液漏斗,图4中的注射器起到氧气收集的作用。

答案:MnO2,双氧水,氧气的制备和氧气的助燃性质

3以微型实验题干提供探究和评价的平台

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近年来科学探究实验在化学新课程考试中广被重视,这些实验题不再象以往的实验题平铺直叙――单纯的“课本知识加实验加填空”,也不象大学知识“下放”的新信息实验题,而是促使考生多想实验的整个过程:“做什么”、“怎么做”、“为什么这样做”、“选取哪些因素作为实验变量”、“可能什么原因”、“还有没有更好的改进方法”、“这样的实验有什么实际用途”等等,更加促使考生像科学家一样进行探索,达到真正考查科学思维的目的。微型化学实验与常规化学实验相比,一样能提供符合教学需要的实验内容,更能提供多个相关实验的优化设计过程和满足使用者自主探究的基本条件[5]。以微型化学实验论文素材命题,为训练学生探究思维和评价能力提供了一个适宜的平台,也为一线化学教师提供了巧妙的探究思路,有助于教师拓宽视野。

例4、紫甘蓝,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的颜色会随pH改变,一般遇酸变红,遇碱变绿。向点滴板上一凹槽滴加一滴紫甘蓝汁,再滴加一滴硫酸钠溶液,用连接导线的鳄鱼夹各夹住一根铅笔芯,将电极一端浸入紫甘蓝汁液面以下[7]。

(1)当导线分别与电池两极相连,发生现象是:

阳极_______________________________;

阴极_______________________________。

用铅笔芯将两极所在位置的溶液搅拌均匀,发现整个液滴呈现紫色,(用离子方程式)说明发生反应为_________________________________;

(2)若采用大头针作为______极电极,则对以上实验现象有极大干扰,这是因为_____________;

(3)以各类典型的酸碱盐溶液作为辅助试剂加入紫甘蓝汁中,以铅笔芯作为电极进行电解。请预测实验现象并完成下表1:

(4)将添加NaCl溶液的甘蓝汁电解后溶液搅匀,最终竟然消褪为无色。这是因为__________;

(5)以上实验是以_______、_______作为变量开展的探究活动,如果你是实验设计者,从该实验的特点出发,你还会挑选_______作为变量。(开放性问题,答案合理即可);

(6)如果你是实验竞赛的评委,你将该实验与你们常见的电解实验对比,请提出一些评价意见(至少写出两点,开放性问题,答案合理即可)。

评点:微型化学实验试题取材于实验探究论文,突出真实性;注重实验条件,突出思考性。本题不仅以紫甘蓝汁作为创新情境考查电解规律、中和反应等基本原理,还从异常现象原因探究、变量控制等角度促使学生对实验原理进行深层思考,并且通过开放性的问答培养学生评价和鉴别能力。

答案:(1)2H2O-4e-O2+4H+; 2H2O+2e- H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)阳极;作为阳极的金属电极比水更容易被氧化,产生有色离子如亚铁离子、铁离子对甘蓝汁颜色有干扰; (3)电极附近溶液变紫,有气泡产生;电极附近有大量气泡产生;紫色;迅速冒出刺激性气味的气泡,电极附近溶液变红;迅速冒出气泡,电极附近溶液变红; (4)电解NaCl溶液阳极产生的Cl2将电解对象漂白; (5)电极,电解质溶液;载体、电解体系等; (6)参考评价意见:评价之一:紫甘蓝汁不仅充当电解对象,还兼作实验中的酸碱指示剂,一举两得;评价之二:该微型实验只采用了一滴紫甘蓝汁液作为电解对象,降低成本,操作方便,大大减少了实验时间,适合学生自己动手操作观察探究;评价之三:紫甘蓝汁取材于纯天然,整个实验用量又是微量,所以充分体现绿色环保的理念;评价之四:实验现象明显,有利于学生加深对电解本质的理解。

4 反思

在科学教育中引入习题的初衷是巩固和加深对知识的理解,考查学生掌握知识的水平,培养学生应用知识解决问题的能力。每一道习题都是从原始问题抽象而来,然而有相当一部分已经把其中的一些次要细节、非本质的联系舍去,也没有将科学现象与事实作为背景,甚至完全脱离科学现象,学生思维的一部分已经被习题编制人员“越俎代疱”地完成了。同时,习题教学还存在着模式化倾向,缺乏科学思想的分析,太重视程序与计算、熟练与技巧。因此,在一定意义上说,我国学生创造能力的匾乏是习题教学的直接后果。事实上,科学最重要的基础是源自实验现象的,首都师范大学专家曾提出通过引进原始问题来逐步使习题教学与原始问题教学相结合,从而达到提高科学教育效能的目的。而发表在各种期刊上的实验论文能表现论文作者所作出的技术性和认知性研究的原始工作,是教学科研过程中的一种生成资源[8],也是原始问题的一种表现形式。笔者近年来以微型化学实验为主要研究方向,并尝试将所设计的原创实验素材融合入课堂教学、探究活动中,发现对提高学生解决问题能力、实验分析评价能力有较明显的促进作用;于是进而取材命题,抛砖引玉,目的之一是及时推广课程改革中来自教学一线和高校专家的实验研究经验,从而使研究成果迅速转化为“生产力”,不断推动实验教学研究工作向纵深发展;更希望这些原汁原味的实验素材呈现出反映科学概念、规律本质的原始问题和未被加工的典型实验现象和事实,使学生大脑充分开放、思维触角充分发展,体会到与原论文作者研究过程中类似的思路和体验,甚至在条件允许前提下,用微型化学实验这种耗材少成本小的实验手段完成符合绿色化学理念的验证、改进和探究,达到知识升华的目的。

建议化学命题者可以认真研究各种期刊登载的微型化学实验专题文章,将其素材开发为创新试题:具有提问多样化、知识探究化、信息情境化以及形式开放化等多方面特点,为促进化学习题教学提供优质的题材[9],同时也促进微型化学实验能在中学得到普遍重视和合理应用。

参考文献:

[1]陈凯,张丽娜,龙琪.试纸上的微型电解实验[J].化学教学,2008,(4):10.

[2]周宁怀,屠小燕.一类气体制备与系列反应的微型装置[J].化学教学.2000(12):8~10.

[3]陈凯,刘少贤,张丽娜.电化学法处理废水的微型模拟实验[J].教学仪器与实验,2008,(10):39~40.

[4]陈博,陈凯,胡益民.有关烟草的化学实验集锦[J].中学化学教学参考.2008.(7):46~47.

[5]宋心琦.关于发展和推广微型化学实验的一点看法[J].化学教学,2008,(2):1~2.

[6]陈凯,龙琪,张丽娜.一滴紫甘蓝汁的微型电解实验[J].化学教育,2008,(8):65~67.

[7]邢,陈清梅.从习题到原始问题:科学教育方式的重要变革 [J].课程.教材.教法.2006.(261):56~60.

篇9

摘要:化学分析是一个通过化学实验来测定某一个物质化学成分的过程,在这一过程中实验人员会利用化学仪器设备、化学试剂等进行操作,并得出最终的化学分析数据结果。化学分析中误差是常见的,本文就导致误差的影响因素,以及如何控制误差进行有效处理展开了研究。以期通过本文的研究可以给同行业者提供参考。

关键词:化学分析;误差;影响因素

0引言

化学分析是十分繁琐的,经过多个步骤的分析与计算才能得出最终的数据结果。在这一分析过程中,分析方法、试验器具、实验坏境与条件等等因素都有可能对测量结果造成影响,导致分析误差的出现。

1化学分析中的误差主要包括哪些种类

1.1过失误差

过失误差也被称为粗差,这种化学分析误差的存在是由于工作人员在化学实验与分析的过程出现失误导致的。常见的过失误差包括加错化学试剂、读错刻度或者用错实验仪器,这些都属于不规范操作,因此所产生的实验数据是无效的。过失误差通常都是由人为因素导致的,受到的人为主观因素的影响,在化学分析中这种误差是完全可以避免的。化学实验操作与分析人员只要在操作时严格按照实验规定流程与操作标准来实施,通过科学严谨的操作就可以避免这一误差的出现。

1.2系统误差

化学实验分析中的系统误差具有单向性与重复性的特点,就是在同等条件下连续多次进行反复实验测定依然会出现误差。并且这种误差不是偏高就是偏低,所出现的正负差值还具有一定的规律性,这是由于某一个固定的因素导致了实验系统出现了误差。

化学实验系统误差形成的因素主要包括方法误差、人为误差以及辅助品误差三种。其中方法误差指的是化学实驗的方法科学性不足,在化学反应的过程中,由于实验是间断性来实施的,或者实验所进行的空间不同以及指示剂选择等造成了误差的出现。人为误差指的是化学实验的过程中,由于实验人员的操作不规范或未按照标准流程来操作,导致了实验结果的数据与正确数据之间出现的偏差。辅助品的误差往往集中在容器误差、水和试剂误差两大方面,在化学实验的过程中天平、各种容器等都是十分常见的,也往往是必须品,如果实验容器的刻度不准确或者天平的砝码不准确等都有可能影响实验结果。此外,在实验中试剂和水之间的比例误差,或者受其他原因的影响而出现误差。在实际工作中,化学实验分析中的误差由于系统因素所造成的相对较少,并且这些因素是可以进行检定与校正的。

1.3随机误差

随机误差是由于某些偶然的因素所造成的,其所测定的结果会在某一个范围内进行波动,但是这种波动是无规律可循的。误差的正负、大小等都不能准确测量,每次测量出现的结果都是不同的,这一误差也往往是化学实验中不可避免的误差。

在化学实验与分析的过程中由于所处外部环境的温度、湿度差异,导致了实验结果的偏差,另外空气中的压强不同也会出现实验结果误差。这些因素具有偶然性、随机性,很难对导致误差的具体原因进行准确判断。如果需要找到其中的原因,就需要展开多次测定,从实验的数据中分析其规律,进行一些平均数测定之后,随机误差才有可能降低。但是随机误差是不可能避免的。

2面对化学分析中的误差应当如何有效处理

2.1分析实验室质量控制的措施

要减少甚至避免在化学实验中出现误差分析实验室进行质量控制是十分必要的。首先实验室工作人员应当具备专业的知识与技术,对实验所用仪器设备进行定期的检查与维护,给化学实验提供基本的物质保障。其次通过选择正确的分析方法来进行化学实验质量控制,要建立实验分析控制程序、常规质量控制技术并进行各类质量控制技术的对比。不同的应用目的应当采用不同的质量控制技术,要保证整个化学实验与分析过程都在有效的质量控制范围之内。一个给定系统对化学实验测试数据质量是有一定要的,要求其在某一个限度范围之内,这一限度简单而言就是所得数据其要达到的准确度与精密度。为了有效的达到这一要求,确保实验测试的结果达到经精准度标准,就应当进行有效的质量控制。

2.2分析实验室应有良好的质量保证

质量保证的主要目的就是要使得在实验测试过程中出现的系统误差、过失误差以及随机误差等尽可能的减少,在预期估计的范围内。化学分析质量保证的主要内容包括两大方面。其一,在取样、实验结果的计算、最总结果的分析等各个环节中都采用相关措施来减少误差,以对质量进行控制。其二,采用有效的方法对化学分析结果的质量进行检验或评价,要及时发现化学分析中存在的问题,保证化学分析结果的准确性与可靠性。化学分析的数据要具有准确度、精密度、完整性以及可比性,才能称之为可靠的结果,这样的结果也能具有一定的权威性与法律效力。

2.3加强实验室间的质量控制

实验室间的误差控制通常是第三方来完成的,这第三方是有丰富工作经验与专业技术的组织,其可以对各个实验室以及化学分析工作人员进行质量考查。这一考查可以定期组织开展,也可以采用随机抽查的形式进行,一般这项工作是由上级领导部门发放标准试样,然后再在各个实验室之间进行数据对比分析。质控样书随机考核的方式也是十分常见的,通过这一方式将实际试样考核,检查各个实验室数据之间的可比性,以及是否存在和系统误差、检查分析误差等,判定分析结果是否有效。

3结论

综上所述,在化学分析中误差是客观存在的,不能消灭的,但是应当将这一误差控制在能够允许的范围内,保证这一误差不会影响到结果的准确性。影响化学分析误差的因素是多方面的,可以从实验室质量控制、实验室质量保证以及实验间质量控制三个方面来控制化学分析误差。

化学毕业论文范文模板(二):高校实验室化学废弃物的处理方法探析论文

摘要:在高校实验室中,会产生很多化学废弃物,若不对其进行有效处理,容易造成污染环境等问题。本文简单的对高校化学实验室危险化学废弃物特点开展分析,明确其具有易爆性、易燃性等特征。并重点对高校实验室化学废弃物的处理方法进行了探究,如有机废弃液的处理方式、无机废弃液处理方式等,以期能够对高校实验室化学废物进行正确的处理,减少对环境的污染,实现对环境的良好保护,为关注此类话题的人们提供参考。

关键词:化学废弃物;有机废液;无机废液;高校实验室;处理方式

0引言

随着我国可持续发展战略实施,绿色、低碳、环保观念日益深入人心。在此背景下,为了加强对环境的保护,我国已经将实验室污染纳入到环境监管范围内,力图实现对实验室废弃物排放的有效控制。因此,在新时期,积极探索行之有效的高校实验室化学废弃物处理方法具有重要的现实意义。

1高校化学实验室危险化学废弃物特点

腐蚀性、易燃性、感染性、易爆性、反应性是高校实验室化学废弃物的主要特点。可见,其危险特性显著,若不对其进行科学处理,不仅会对生态环境造成不利影响,而且还会降低人的身体健康水平,对人的生命安全造成严重的威胁。因此,在开展化学实验时,应该明确危险化学废物的特点,采取有效措施进行处理。

2高校实验室化学废弃物的处理方法

2.1有机废液的处理方式

在此废液中,存在大量的有机溶剂,其具有较大的毒性,若是采用直接排放的方式,将会对环境造成严重的污染。针对于有机废液,其大部分是能够回收利用的。

2.1.1含苯废液的处理

此废液可回收和再利用。在对含苯废液进行处理过程中,也可借助焚烧方式进行处理。例如,可将其放置在铁器内,然后进行点燃。在此过程中,需要注意的是,为了避免火灾事故发生,应该在室外较为空旷的地方进行焚烧,并且相关处理人员应该处于上风向,对整个燃烧过程需要进行全过程监督,避免引发重大事故。

2.1.2含酚废液的处理

含酚废液主要分为高浓度废液和低浓度废液两种,浓度不同所采用的处理方法也具有差异性。针对前者而言,首先可借助乙酸丁酯萃取;其次通过氢氧化钠溶液反萃取;最后,在对其PH值进行科学合理调节的基础上,可开展重蒸馏回收与利用工作。针对于后者而言,可借助漂白粉,或者次氯酸钠,促使酚进行氧化,进而以一般有机液的方式对其进行处理。例如,将漂白粉加入含酚的废液中,可将其氧化为邻苯二醌,进而采用一般有机液处理形式。

2.2无机废液的处理方式

2.2.1含砷废液的处理

在将消石灰加入其中的基础上,开展PH值的调节,促使其在9左右,进而生成亚砷酸钙,或者生成砷酸钙,在此工序完成后需要将FeCl3加入其中,这样可生成Fe(OH)3,可实现一定的沉淀效果,从而达到消除废液中砷的目的。另外,在PH值调节环节中,若是将其调节到10以上时,其虽然不会生成Ca3(AsO3)2,但是可以将Na2S加入其中,通过反应可生成硫化物沉淀,此方式也可实现较好的处理效果。

2.2.2含汞废液的处理

在高校实验室化学废弃物中,因为汞通常是以Hg2+或Hg22+离子存,所以相对而言其毒性是比较大的。若是在某些微生物的作用下,其毒性也会随之加大。要想对含汞废液进行有效的处理,需要借助硫化物汞沉淀方式加以处理。具体而言,对其废液的PH值进行相应的调节,此过程需要使用Na2CO3,一般情况下应该调到8到9之间,确保其PH值在规定范围内后,应该将Na2S加入进去,此环节确保其用量足够,以便促使其生成HgS。与此同时,还应该加入相应的汞沉淀剂。例如,FeSO4·7H2O,进行清液排放,然后借助混凝剂对其残渣进行固化处理,为汞回收做准备,实现统一处置。

相对于无机汞而言,有机汞的废水的毒性大一些,所以应该进一步强化对其的处理。在该过程中,不仅需要加入百分之六的KMnO4水溶液,而且还应该将适量的浓硝酸加入其中,当KMnO4水溶液颜色逐渐消失后,可采取降温的措施,在其温度达到六十摄氏度以下的情况下,可将一定量的KMnO4溶液加入进去,对汞产生一定的消化作用,当生成Hg2+离子时,需采取上述措施进行处理。

2.2.3含铬废液的處理

篇10

无机化学实验是化学专业的大一新生步人大学校门后的第一门实验课,是大学化学必修的基础课程,与无机化学课程既有联系,又有独立的系统,学生在这个阶段能够训练化学基本操作及养成良好的实验习惯。但基于中学化学的基础,实践教学和理论教学的目标有所不同,教师希望通过实验来吸引学生的注意力,从而达到提高理论教学的目的;并且,教师课堂演示实验,只是让学生观察实验现象及结果,导致一部分学生的实验基本操作不规范。因此,良好的实验习惯及规范的实验操作需要由无机化学实验课程的教师来指导学生完成。化学实验能够安全顺利完成,得益于规范的实验操作。实验仪器不同,操作方法也会有所不同。例如,不能用量筒直接加热液体;用试管加热固体时,应使试管口略向下倾斜,防止加热过程中产生的液体倒流回底部炸裂试管,同时管口不能对着自己或他人;不能用已经点燃的酒精灯去点燃其它未燃的酒精灯。这些看似微不足道的操作都可能导致危险发生。例如,有些学生疏忽大意,实验中发生试管炸裂,玻璃片飞溅等意外,甚至会对周围其他人员造成身心伤害;有些学生使用电加热套等通电仪器时,没有及时擦净烧杯外壁的水,或者操作不当会将烧杯中的液体打翻,都可能引起电热套的烧毁甚至火灾的发生。通过强化学生对无机化学实验课程的重视程度及学习态度,使学生逐渐形成良好的化学素养,为后续实验课程,如有机化学实验、分析化学实验和物理化学实验、高分子化学实验等打下重要的基础。因此,关注无机化学实验的教与学,充分提升无机化学实验课程的重要地位,是更好地增强学生科研能力和创新思维能力的重要举措。此外,无机化学实验教学中,教师应该 要求学生如实记录现象,提交原始数据,规范书写实验报告,养成严谨求实的科学态度。

2注重学生实验成绩评价方法的改进

无机化学实验成绩分为两部分,即平时成绩(70%)和理论考核(30%)。理论部分可采取开卷或闭卷的形式,考査学生综合知识掌握情况。平时总成绩可根据每门实验独立打分,再取平均值。每门实验成绩又由预习报告(30%)、实验环节(40%)、结果和报告(30%)三部分组成。预习主要参照学生预习报告完成情况和课堂回答问题情况。预习报告不能原封不动抄袭书本,应使用自己的理解与语言来书写,预习报告未完成不允许实验。实验情况当属重点考查环节。实验环节,教师重点考察学生实验操作是否规范,是否具有节约水电、试剂,维护仪器和爱护公物的意识理念,及实验是否有秩序,守纪律、讲卫生等良好的习惯。在学生开始实验操作以后,教师不能只顾做自己的事情,而是应该加强对学生实验过程的考核。可采取的办法有:教师在课堂上认真观察每位学生做实验的过程,并做好相关记录。目的有三个:一是及时掌握每位学生的实验进度;二是及时发现不当操作,并给予当场纠正,对具有普遍性的较严重的问题可以立即提醒全班同学加以防范;三是及时发现操作非常规范、实验认真的学生,给予表扬。另外,在巡视的过程中也能够及时解答学生的疑惑,解决学生遇到的困难,比如有的学生仪器损坏,要及时为其更换等。课堂考察的结果最终可以给出相应的分数。实验报告的内容,应该包括实验目的、实验原理、仪器药品、材料、实验步骤、实验结果与分析讨论、思考题以及实验小结等部分。实验报告可以让学生自行概括实验内容和原理,按流程图、图表等形式书写,仪器装置图美观,数据记录准确,结果分析合理,有讨论思考,有独到见解。一份高质量的实验报告应具备内容完整、条理清晰、数据丰富、实验结果准确、分析合理等特点。此外,还应该对实验环节及实验报告具有突出表现的学生给予肯定和加分。综合评价结果应及时反馈给学生,让其尽早明晰实验过程中的各种问题,并加以纠正,鼓励学生勤思考、多动手,养成良好的实验习惯及学习态度[3]。

3注重现代化教学手段的使用

教师可以将一些基本操作制作成微视频,实验前先让学生认真观看基本操作规范。还可以将污染较大、耗时较长、有毒有害的合成类实验制作成多媒体或者视频播放。这样既能够避免有毒有害物质对人体和环境的危害,同时又能够保证实验教学对理论教学的支撑性,使理论知识具备系统性。同时,如果实验中出现问题或异常现象,还可以让学生借助图书馆、网络搜索答案,进行实验小结分析。此外,还可以让学生尽早到专业数据库中查阅相关的学术论文,在老师的帮助指导下撰写化学小论文,以此培养学生严谨的科学态度和应用现代化信息手段的能力,为毕业论文或设计打好坚实的基础。通过现代化教学,增强学生的学习兴趣,提高学习的主动性,扩大化学视野,将化学前沿的知识渗透进人课堂,反过来提升对理论教学内容的理解。大学化学实验运用现代化教学手段,不仅能够扩大课程容量,还可以培养学生利用现代资源解决问题的能力。

4提倡绿色化学及微型实验,节约能源保护环境

根据化学类权威期刊《绿色化学》的定义,绿色化学是指在制造和使用化学品时应当有效地利用原料,尽量消除生成的废弃物和避免使用有毒和危险的化学品和化学溶剂。将绿色化学的新理念渗透进人化学实验教学正逐步成为化学教育工作者追求的目标。微型化学实验使用的化学试剂与对应的常规实验相比少90%以上,从污染预防和环境安全的角度出发,大大减少了药品用量;且反应在微型化的仪器装置中进行,缩短了反应时间[5]。同时,由于微型化学实验所需仪器具有独特的优势,例如体积小,价格低廉,很容易在日常生活中找到替代品。无机化学实验课程中有关元素性质的鉴定实验,使用试剂种类繁多,接近一百种试剂,且用量较大,相应废气废液排放量也很高。因此,如果把这一部分实验改进为微型实验,将很大程度上减少了污染,节约了成本,缩减了经费开支,并且还能够减少水、电等能源的消耗。例如,我们可以把用试管反应的实验改为在点滴板上操作,看到现象即可;将粗硫酸铜提纯、硫酸亚铁氨等实验改为在微型仪器中进行。目前我们实验室已对元素性质鉴定实验进行了改进,例如学生使用眼药水瓶来取用药品,大大减少了药品的用量。即使如此,每次实验结束,眼药水瓶中还会残留半瓶甚至更多药品,如何进一步减少药品取用量,减少浪费也是我们亟待解决的问题。微型化学实验不仅能够达到常规实验同样的实验效果,同时在树立环保观念、节约能源、减少环境污染、培养严谨的科学态度、培养解决实际问题能力等方面发挥重要的作用。

5结语

篇11

化学实验是一门重要的课程,可以培养大学生的动手能力,巩固理论课上学到的知识,在实验中对化学增加感性认识[1]。实验能力的高低是衡量大学化学专业学生综合素养的重要标志之一。正因为此,各高校在实验课程设置、内容目标、实验资源、教学模式、评价方法等方面积极进行改革,以促进学生实验能力的提高[2]。

一、大学生化学实验课程教学改革的目的

化学实验课程主要包括无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学的相关实验,其目的是培养学生的基本化学实验技能、基本化学计算、实验设计、实验操作、数据采集和分析处理能力,常规和部分贵重仪器的使用、图谱解析,实验总结与报告能力。进行化学实验教学改革的目的主要有以下几个方面[3]:

1.培养学生基本操作技能的规范性

玻璃器具使用、天平使用、真空泵使用、滴定分析、抽滤、分离、洗涤等,实验器材的维护及正确放置、标签的书写、实验废弃物处置等,都属于基本操作的范畴,规范地掌握这些基本操作,是形成良好实验行为的基础,也是学生基本科学素质的体现。这些素质的欠缺,将影响学生的未来发展,甚至人身安全,因为许多化学实验室事故的发生都是由于操作不规范而引发的。因此,化学实验教学必须在培养学生操作的规范性方面下足功夫,教师的指导必须严格到位。

2.强调基础性实验的作用和重要性

在当前强调培养创新人才、加强综合性实验的同时,不要忘记和淡化基础性实验。没有基础或基础不牢,就谈不上综合,更谈不上创新。因此,在教学资源的调配上,要始终抓好基础性实验的教学安排,配备足够的师资、教学时间和教学设备等,这是需要由实验教学管理部门统筹考虑的工作。

3.训练学生的表达与分析能力

经过一系列测试获得一批实验数据,对这些数据进行科学处理与分析,进而得出科学结论,不仅是对教学实验的总结,而且也是科研的重要环节之一。这种能力的培养十分重要,如果在这方面重视不够,就会导致学生的归纳、总结与分析能力不强,提出问题、提出新概念的能力不强,这最终会影响学生的创造能力。

4.培养学生综合素质

学生思维的多样性、观察能力、耐心、细致、沉稳、有序等素质需要依靠实验过程的点滴训练和积累,这是一个长期的过程,需要在实验教学中精心培养,需要教师进行耐心细致的、科学的指导。大学生化学实验综合素质的培养需要从选择题目开始,到实验设计、实验操作、结果分析、问题思考与解答等多个方面系统进行能力培养[4]。

5.提高化学实验教师队伍素质

实验教师的授课水平和责任心是影响实验教学质量的关键。实验教学改革对于青年教师和研究生助教的培养,老教师在教学方法、教案设计、教学技巧与能力、教学态度等方面的引导,全面帮助,都有助于他们胜任实验教学工作,科学地培养学生。

二、大学生化学实验教学中存在的问题

化学实验是化学教学中一门独立课程,其目的不仅是传授化学知识,更重要的是动手能力和优良素质的培养。通过长时间对大学实验课程教学的切身感受和观察分析,我们可以看出在化学实验教学中现在主要存在以下几个问题:

1.课程设置不重视化学实验

许多学校对理论课程很重视,而忽略实验操作的训练,即存在重理论、轻实验的现象。尽管现在强调培养创新型人才、加强综合性化学实验,但决不能淡化基础实验的训练,基础实验是综合性实验的基础,其基础性和重要性是毫无疑问的。实验指导教师要认真负责、严谨规范,实验课程就会得到学生的高度重视。此外,还存在实验课学时数占总学时的比例较低,有些实验课学生动手的机会较少等不合理现象。

2.对学生的综合素质培养不够

化学实验是化学教学中一门独立课程,其目的不仅是传授化学知识,更重要的是动手能力和优良素质的培养。综合设计性实验可以体现化学教学内容的综合性,设计的独立性,同时能考察出大学生的实验技能,反映出学生的实验综合素质。但是现在实验课内容较浅,一般都是验证性的,很少有探求性和研究性的。这样的实验不符合培养高素质大学生的要求,也会影响学生学习的积极性。

3.实验教学室设备陈旧,投入不足

尽管各院校都在加大对实验教学的投资力度,购进了不少新的实验仪器,实验室面积较过去有所增大,但是由于过去欠账较多,仍有不少陈旧仪器在使用,近几年在校学生人数增加了几倍,而实验室的面积和实验仪器的增加相对滞后,实验课的教学条件没有明显的改善,所以对实验课教学质量的提高必然会产生一定的影响[5]。

4.实验课教学方法欠佳

一些教师在实验课的讲授方法上比较单一,不注意实验课教学方法的研究,教师怎么讲学生就怎么做,给予学生独立分析问题和发挥想象的机会较少,不能充分调动学生的主观能动性。另外,课堂讨论的教学方式采用较少,现代化教学手段应用不够,也制约着实验教学水平的提高。

5.教师责任心不够,对学生管理不够严格

部分学生的化学实验习惯不好。比方说,对于刚打开的天平没有检查是否处于水平态;使用完电子天平没有进行清扫;用完后未关掉电源和罩上天平罩。学生在做滴定实验时,坐站姿态不雅观;有的学生损害仪器不汇报给带课教师等[6]。学生实验动作不规范也是化学实验教师需要特别关注的问题。如果要求严格、动作规范,对他们的后续化学实验课大有益处;相反,如果实验操作动作不规范,以后很难改正。

三、大学生化学实验教学存在原因分析

很多高校在教学中重理论轻实验的思想仍然没有发生根本地改变,必然会影响到实验室的管理和建设,从而影响实验课的教学质量[7]。

1.教师和学生对实验课的认识不够重视

很多大学生在学习时,仍然保持着高中的一些学习习惯,就是重理论轻实践。到了大学以后,对实验课的重视程度仍然轻于理论课,他们在思想上并没有将实验课提升到与理论课同等重要的地位。其次,诸如大学英语四六级、计算机等级的考试也占据了学生的大部分时间,这些考试都会涉及到以后学生的就业、落户等问题,使他们没有更多的精力投入到实验课的学习当中去;最后,基础实验较多,没有充分激发学生的兴趣,结果基础没学好,专业实验课也是学的一塌糊涂,操作能力自然就会很差。

2.化学实验室建设水平落后

有的高校把实验教学附属于理论教学,在一定程度上削弱了实验教学在整个教学过程中的作用。另外,在实验教学的建设中投入非常有限,实验仪器设备及设施老化、废弃、数量不足,且配套不齐全,自动化程度不高,仪器设备分散,开出实验率低,设备利用率低,实验条件、实验手段、实验技术水平落后。

3.实验课教师队伍的素质不高

在一些高校里,实验教师是辅助教学的二线工作人员,因此大家一直认为实验工作无足轻重,致使不少人缺岗在编,却很少或根本没有从事实验教学工作,部分人员只经过简单培训就上岗工作。此外,实验室人员独立活动能力弱,不利于充分调动实验技术人员的积极性。

4.实验课程管理制度的松懈。

多数高校都有实验课考试不通过不能参加理论课考试的规定,但是几乎所有高校学生每次实验课都来参加,不论实验做的如何,其实验课程考试成绩均为合格,以杜绝学生因实验课考试未通过而不能参加理论课考试的现象发生。从而使学生滋生了轻视实验课的想法,反正最后也能通过。

四、大学生化学实验教学改革的具体措施

1.将理论教学与实践教学有机结合起来

课堂教学可以使学生熟悉每种仪器分析方法和分析仪器所基于的基本理论,也可以培养学生的思维和创新能力;同时加大实践教学的比例,使学生能有机会学习和使用这些仪器和设备,运用理论与实际相结合的教学过程,最大限度地提高学生的实践能力。培养学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有充实本专业实际工作和研究工作的初步能力。教会学生在实践中自主地发现问题、查阅资料、处理及解决问题[8]。

2.注重更新实验教学手段

随着科学技术的发展,电化教学手段的广泛应用,计算机及多媒体技术的日益普及,这些教学手段可以将实验的全过程生动、形象、直观地展现在学生们面前,便于学生对某些抽象、枯燥的实验原理、理论和概念更准确、更深刻地理解和掌握,激发学生的学习的兴趣,提高他们学习的积极性。在仪器分析教学和实验中,最严峻的一个问题是一些大型贵重仪器的短缺。采用多媒体教学可以在某种程度上弥补机器难以普及的缺陷。

近年来开始应用的计算机辅助教学技术,可以把计算机应用和化学实验教学紧密结合起来,利用微机模拟实验的全过程,对拓宽学生知识面,开阔学生视野,巩固和提高学生计算机应用能力,培养学生创造性思维有极大促进作用,这是传统的实验教学手段所无法比拟的。还要注意加强计算机在实验教学中的应用,引导学生利用计算机进行繁杂的实验数据处理和数据分析,不断改进传统的实验方法和测试手段,促进实验内容与现代科学技术的有机结合。

3.开展灵活多样的实验教学形式

针对目前存在的实验教学学时数偏低的问题,在按实验教学大纲的要求开好课内实验的前提下,各实验室应积极创造条件,贯彻因材施教的原则,在学有余力的学生中开展一些丰富活泼、形式多样的课外实验活动,如开放实验室,在实验室完成课程设计、毕业(论文)设计,开设实验选修(辅修)课,开设第二课堂,成立课外科技兴趣小组,参与教师的科研课题等,以此作为实验教学的延续、补充和提高[9]。

4.强调学生在实验教学中的主体性

在实验过程中教师要明确学生是学习主体的观点,在学生熟练掌握基础实验知识和实验技能之后,充分利用大学生求知欲强、愿意动手、喜欢操作的特点,放手让学生在实验过程中唱“主角”,给学生充分的独立思考、独立活动和探索新知识的锻炼机会,充分发挥学生在实验中的主观能动性。为进一步调动学生化学实验的积极性和参与意识,可以让学生自己设计实验题目,带着问题动手做,带着问题去学习、去查找答案,完成实验,提出改进实验的思路和方法,变被动为主动。不但可以培养学生的自学能力、在知识海洋中查找资料的能力、解决问题的能力,还可以充分调整、调动学生学习化学实验的积极性和对化学课的兴趣。这种放手让学生参与的做法激励了学生积极思考的意识,增强了化学实验思维能力,拓宽了学生知识面,变被动机械的学习为主动灵活的学习,学生动手能力也有了很大提高[10-12]。

5.在实验教学中培养大学生创新能力

要培养学生的实验创新能力,必须首先加强学生实践动手能力的培养,科学改革实验教学内容,减掉那些陈旧的演示性的实验、验证性实验,增加一些设计性、应用性和综合性实验,锻炼学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力。另外,也可以让学生参与到教师的教学科研活动中,让他们真正体验实验的价值与魅力所在,培养学生在纷繁复杂的科学领域发现问题,找到发明创造的方法[13]。

5.1 查阅文献能力

通过网上查询、图书馆文献查询等方式,在前人大量科研工作的基础上,不断总结经验,找到研究的切入点,有所创新,将两者完美结合,成为自己的东西,在实践中提高创新能力[14]。

5.2 实验设计能力

针对研究方向,在查阅资料的基础上,讨论实验方案,根据前人的工作和化学实验的特点,设计实验方案和实验的具体内容。

5.3 动手能力的培养

通过示范各种设备的使用方法,充分发挥学生的聪明才智,鼓励他们动手动脑,遇到困难,自己想办法克服,不要立刻告诉他们如何做,以此来磨练他们的意志。

5.4 化学实验操作的准确性训练

实验操作的正确与否直接影响着实验结果的准确性,熟练和扎实的实验技能是学生应该具备的能力,要强调基本操作规范化的重要性和必要性。

5.5 写作能力的培养

首先给学生一个论文的模版,按照模版撰写论文,论文要进行反复修改,比如摘要尽量简洁,关键词要有,论文中的图表要规范,论文文笔要流畅,内容充实,结论要总结好,还要有文献的引用及致谢等。

6.加强学校实验室硬件建设

提高大学生实验创新能力的培养,必须搞好实验室的硬件设施建设。实验教学不仅能综合利用学生学过的理论知识提高学生的动手实践能力,更能够较好的培养学生的实验创新能力,从而提高学生的综合素质。这些年来,大部分学校对学校的实验室都有很大的改善,但随着经济的快速发展,大学生的数目越来越多,学校实验室远远不能满足实验教学的需要。学校必须要有计划的、有步骤地增加对实验室的投入,对实验室的设备要不断更新、不断完善,才能为实验教学提供更好的条件[13]。

7.提高实验教学人员的素质,促进实验教学水平的提高

学生实验操作水平,实验创新能力的提高与学校实验指导教师的能力密切相关。目前,部分学校化学实验教师队伍素质与社会发展不适应,长期对实验教学的不重视,导致大量人才的流失,实验教学人员严重不足,另一方面,广大学生却对教学要求提出了更高的要求,他们已经不能满足实验指导书上知识的学习,简单的技能指导完全不能满足他们对知识的渴望,这就要求广大实验指导老师不仅要专业精,还要求知识广。为了加强实验教学队伍实力,还可以将一些高学历,高能力的教师引进到教师队伍中,把这些教师培养为实验教师队伍的骨干成员,学科带头人,从而提升实验教学水平。

8.改进化学实验成绩的评定方法

实验成绩评定方法和量化评分标准的改进有助于促进学生的实验兴趣和科研行为的养成,根据前人实践经验和方法,实验成绩评定一般采用的几种方法如下[15]:

8.1 实验预习检查法

检查对整个实验课程体系的宏观了解和认识,既是每次实验前的准备工作,又是做好每个实验的保证。

8.2 实验过程评分法

就是学生在做实验的过程中,老师观察每个学生做实验的情况,按一定的方式和标准,进行现场评分。

8.3 实验报告审阅评分法

实验报告是学生在实验基础上的再加工过程,对培养学生的抽象思维能力,数据的观察、记录与处理能力,实验过程的概括思维能力,科技论文写作和表达能力,以及实事求是的科学精神与工作作风,具有不可替代的作用。

8.4 其他评判方法

如学生参与全国大赛并取得好成绩,或科研创新具有特色;实验事故率处理与新现象发现;操作规范与卫生习惯,制度与纪律遵守等,一般由老师灵活掌握,作为个性或特色适当加、减分。

9.重视化学竞赛对实验教学的推动作用

广泛地开展化学实验技能竞赛活动,可以激发广大学生提高化学实验技能的热情,培养他们的全面素质与能力,能够有效地大面积提高教育质量,同时也有力地推动和促进高校的化学实验教学[16]。

开展化学实验技能竞赛受到了广大院校和师生的极大重视,各参赛院校都以实验技能竞赛为契机,加大了对化学实验的投入,如投入经费改善设备条件,更新实验仪器,对学生开放化学实验室等。而参加训练的学生也都加大了对化学实验的精力投入从长远上看,这些都有利于化学实验教学的进一步深化和提高。

9.2 发现实验教学中的不足,交流实验教学经验

在化学实验技能竞赛中,参赛学生所产生的诸多失误,有相当部分反映了在实验教学中的存在问题,对今后的实验教学改革提供了参考资料。通过竞赛与交流,各院校发现一些化学实验教学中存在的不足之处,在后继的实验教学中加以改进和优化。

总之,通过调整化学理论和化学实验教学内容和方式,改进实验教学方法,强化教学管理,加强实验教学条件的建设,培养学生扎实的理论基础和规范、娴熟的实验操作技艺,提高学生发现问题、综合分析问题和解决问题的能力,改善化学实验教学的评定方法,提高化学实验教学人员的职业素养,才能更好的促进大学生化学实验教学的改革与发展。

参考文献

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