化学实验论文(收集5篇)
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化学实验论文篇1
在化学课程中,课堂演示实验是大家所熟悉的常用教学手段。化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大中的效应,以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。化学工程是一门基础工程学科,它虽发源于近代化学工业,但经过与各种科学理论和先进技术相结合,业已形成了独具一格的科学体系。近来化学工程虽日趋理论化和数字化,但它仍然是一门切合实际又饶有兴趣的学科。可是对于缺乏实际知识的青年在校学生来说,初次接触这门课程时,往往反而觉得该课程比数理课程还难以捉摸,大学低年级学生更觉困惑。在进行化学工程启蒙教学时,不仅需要按学科自身的逻辑进行严谨的数理演绎,还需要运用一些生动直观的教学手段,为初学者铺平入门之路。因此,在化工课程中,课堂演示实验的地位和作用,显得尤为重要。在教学过程中强化演示实验,训练学生的研究性思维,培养学生观察实验现象、研究实验规律、理解事物本质的能力。
2.强化化学工程课堂演示实验
在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能整理也是不现实的。
3.化学工程演示实验需要注意的几个问题
化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。
4.结语
化学实验论文篇2
多方面资源结合,丰富教学内容教师讲课时若仅限于课本,往往难以将课程内容讲得新颖生动,更做不到深入浅出,最终必然枯燥乏味,达不到理想的教学效果。究其根源,教师在实验课的讲授中,如果自己都没有一种科研思维与创新意识,又谈何培养学生。教师的教学不仅在于知识的讲解,更在于优良素养的言传身教。实验课本中选用的内容虽然是经典可靠的实验项目,但方法固定单一,不利于学生对实验项目的全面了解,导致学生做完实验后不懂得方法、原理和试验手段的拓展应用。相反地,如果在教学过程中多引用课外资料(参考教材、网络及文献资源等)对实验项目内容进行适当扩展,不但可以拓宽学生的思维,而且无形中将影响并促进学生形成查阅资料、全面细致的习惯和跳出定式思维、敢于思考否定的品质,这也是科研创新的最基本素质。
2培养科研思维与创新意识的教学途径
2.1增加开放性兴趣实验
在分析化学实验原有教学计划中增加了开放性兴趣实验内容,由学生自由组合、自主选题、自定方案并自行完成实验,由实验教师对试验方案、过程进行适当的指导。学生积极参与并完成了多项综合实验,包括多种蔬菜水果及饮料中维生素C的提取与含量测定、易拉罐中铁铝含量的综合测定、油条中铝含量的测定、牙膏中钙含量的测定等扩展实验项目。这些实验项目大部分不同于前期实验课的项目,但所运用的分析原理与方法都是前面课程中所涉及到的,既保证了学生能够有所创新,达到了科研教育的作用,又避免了盲目开放,收到了良好的反馈效果。在开放性实验活动中,学生针对自己感兴趣的项目,通过查阅资料,设计具体的实验方案,方案中对原材料的处理、试剂的配制、试验的原理及结果的处理等进行了较为详细的阐述,最后进行实际的试验测定并完成小结论文。可以说开放实验与基础实验形成了教学中理论与应用的互补关系。
2.2引入科研课题
为进一步提高学生实验综合能力,我系积极开展教学科研试验工作,由教师根据自己的科研工作分拆出若干小型试验项目,让本科学生参与到教师科研工作中去,并由相关教师针对性地对实验小组的学生进行辅导教学。学生在试验中得到了较为系统的科研训练,并掌握了更为复杂和科学的数据处理分析方法,同时表现出了积极研究探索的浓厚兴趣,并在实验技能及专业素质上获得了切实的提高。在组织开展的数十项教学科研创新试验项目中,其中“向日葵籽壳绿原酸的提取分离及功能研究”项目在第六届广东省生物化学实验技能大赛中取得了优异成绩。同时,部分科研创新试验项目被应用于基础实验教学课程或列入开放性兴趣实验项目中。
2.3设计对比实验
将实验中的即定因素科研化,通过重新设计,形成变量对比,是在基础实验课程中引入科研创新的最直接和有效的方法。针对原料、试剂、方法或步骤等因素设计两组或多组对比试验,由学生在实验课中分组完成,并对结果进行比较分析。例如在“大豆中钙、镁、铁含量的测定”实验中,设计另一组试验测定某市售加锌铁钙豆奶粉中锌、铁、钙的含量,通过对比试验,拓展了学生对实验方法的应用能力。在“氢氧化钠标准溶液的配制与标定”实验中,设计另一组试验采用甲基橙作为指示剂或者采用pH计指示终点的方法。通过对指示剂的替换让学生更加深入地理解指示剂的选用原则以及方法误差,同时通过对pH计的使用,让学生深刻理解酸碱滴定分析的原理,了解试验方法和手段的多样性,培养学生严谨细致的科研思维与运用多种方法解决问题的创新意识。
3培养科研思维与创新意识的保障
3.1必须形成科研创新的基础教学理念
教师的教育理念决定了其教学方法,只有实验教师自身具备了科研创新的基础教育理念,在基础实验教学中采用科研创新的教学方法,并通过言传身教,才能有效地培养学生科研思维与创新意识。我国过去的教育体制长期忽略了学生创新意识的培养,传统的教育理念认为,在基础实验教学阶段要着重训练学生的动手操作能力,并掌握基础的实验手段与数据处理方法,而科研思维与创新意识可以在研究生阶段再进行培养和训练。这种理念最大的问题在于忽略了思维意识的形成是一个长期的过程,需要通过长期的培养训练,特别是潜移默化的熏陶。
3.2必须建立适当的教学途径及教学体制
以往限于实验教学安排及教学模式等原因,教师通常不愿意在原有基础实验课程中引入科研途径及创新方法。我们在教学安排中专门设置了开放性实验环节,从教学体制上提供了相关教学内容所需的场所、时间、人员和物资的保证,从而确保开放创新实验教学的落实。同时鼓励及协调实验教师与实验室相关人员积极参与学生科研实验工作,建立科研创新教学途径,形成良好的体制氛围,最终不但教师积极参与、实验技术人员密切配合,学生更是踊跃报名实验,在新的教学模式中各方获益良多。
3.3改变考核方式和增加配套奖励机制
在建立必要途径和教学体制的基础上,同时也需要改变对学生成绩的考核方式。我们明确了开放性实验单个项目考核成绩在实验课总成绩中占有固定比例,考查开放性实验中学生对所选项目的资料准备、试验设计、实际完成情况及论文撰写情况等,最后进行综合评分,并将这一评分结果按20%比例计入到该门实验课程的期末总评中。此外,在学生科研创新实验项目中,每年进行优秀创新实验项目及实验小组评选活动,并对优胜小组给予适当奖励。此外,推荐部分优秀项目参加大学生实验大赛等活动,让学生从创新实验中得到收获与荣誉。这种考核与奖励的双重机制完善了基础实验教学中对学生科研创新的培养制度,促进了相关教学工作的开展和落实。
4结语
化学实验论文篇3
高中化学实验教学是教学的重要内容,教师通过实验教学渗透对学生的科学素养教育,以此实现科学素养提高的目标。在具体教学时,教师首先要引导学生对教材中安排的实验进行分析,通过小组合作讨论等不同形式,针对实验设计中的不足进行优化,借此培养学生的思维能力与创新意识。其次,在化学实验教学中,教师还可以借助仪器设备的制作来培养学生的动手能力和创新精神。日常实验教学中,适当引入实验器材的自制活动,以及对现有器材进行组装、改进和调整,让学生在操作过程中进一步掌握实验器材的设计原理与实验的反应原理。如“氨气的性质”在高中化学中是一个重要的知识点,教材用三个演示实验分别介绍了氨气极易溶于水、水溶液成碱性和能与酸反应的三个性质,但实验中存在着以下的缺陷:前期制备氨气的过程复杂,而且排空气法收集氨时容易扩散到空气中,造成空气污染,预先准备好的氨气往往会出现泄漏、潮湿等现象,导致实验效果不理想,实验2和实验3中的浓氨水露置在空气中,也造成空气污染,不符合绿色化学的理念,影响健康。因此通过改进实验方案和实验装置,把三个实验结合在一起做可以避免上面的缺陷。
实验装置设计如图1。具体操作如下:进行气密性检查后在烧瓶1的底部加入一些固体氢氧化钠,在针头处换上装有浓氨水的针筒,在烧杯1处放PH试纸(红色石蕊试纸)后,慢慢的把浓氨水注入烧瓶1中,通过向下排空气法收集氨气,若PH试纸变(红色石蕊试纸)蓝色了(实验2),说明氨气已经收集满了。然后在烧杯2中滴入酚酞,关闭止水夹2和止水夹3,把针筒内的水打入烧瓶2内,同时打开止水夹1,烧杯2中的水迅速上升,在烧瓶2中的尖嘴导管上出现红色的喷泉现象(实验1)。最后等喷泉结束后,在烧瓶1上口的针头处换上装有浓盐酸的针筒,把浓盐酸打入烧瓶1内,出现大量白烟(实验3)。这个实验首先实现了氨气的制备、收集和物理性质、化学性质实验的一体化处理,使实验成功率,可信度更高,让学生更真实地去体验理解氨气的性质;同时操作轻松快捷,现象明显,课堂耗时短,非常适合做演示实验;而且两个烧瓶一红一白,有很强的视觉效果,很好地提高了学生的实验兴趣。最重要的避免了氨气进入空气中,环保无污染,体现了绿色化学思想。高中化学课程标准指出:“通过以化学实验为主的多种探究活动,培养学生的创新精神和实践能力。
”在本案例中,首先通过操作复杂实验,来引导学生思考如何简化,通过合作讨论,互通信息,解决学生在实验理解上的“信息沟”差距,达到共同思考共同提高的目的;其次根据学生讨论结果和教师引导的方向进行实验改装,让学生更直观地把思考和动手结合起来,有效强化学生的探究意识,促进思考方式改变,进而促进学习方式的自觉转变,更重要的是通过改装,让学生明白技能创新和实践方法的真正意义所在;同时培养学生的实验兴趣和个性特长,良好的实验兴趣是形成良好的科学品质的前提。有了良好的科学品质,科学素养的提高是指日可待的事情了。
2利用化学史,培养学生科学上的人文素养
化学学科在发展过程中,无数研究人员为之付出了艰辛努力,他们的介绍化学家们的科学态度、研究方法、成功或失败的经验教训,勇于探索、大胆创新的科学态度,坚持实践、百折不扰的科学精神,既能向学生展示化学知识的“来龙去脉”,加深对化学知识的理解,又可让他们明白化学并不枯燥呆板,而是一门不断发展的生动有趣的学科。因此,傅鹰教授认为化学史教育是很有必要的,他认为“化学史给人以智慧。”如在学习元素周期表知识时,可介绍元素周期律的发现史:1862年尚古多的“螺旋图”1864年迈尔的“六元素表”1869年门捷列夫化学元素周期律的确立,把化学元素纳入了一个完整的体系,使化学进入了系统化的阶段。从以上的故事中我们可以让学生领悟到:科学和真理是人们在不断追求和探索中逐渐呈现的,许多科学家始终坚持实事求是的科学态度、精益求精的工作作风、锲而不舍的钻研精神,获得了一个又一个的重大发明和发现。通过对这些史实的感受,使学生体会人类在追求真理的道路之曲折艰辛,但只要孜孜不倦的不懈努力终会结出累累硕果。
讲到科学素养时,人们往往会有一种误解:认为科学素养就是做实验或通过研究得出结论。实验、研究的确是有关科学的方面,但绝不是全部。实际上,实验、研究是进行科学研究的一种手段和方法,科学家进行研究的过程实际上就是科学素养和探索精神的体现。而这个研究过程和体现的素养和精神其实就是人文素养的一个方面。案例中的“元素周期表”知识,表面上看来是一个记忆性的知识,但它的发展完善历程却能体现出科学家的素养和精神,因此可以认为是科学方面的人文精神,而这对于现代学生而言又是不可或缺的。
化学实验论文篇4
论文摘要:概括与分析我校近几级学生分析化学实验课考核方法以及考核过程中存在的一些问题,为保证实验教学质量,进一步提高实验教学效果,总结经验,形成了分析化学实验课自己独特的考核方法。
在高等农业院校,分析化学实验课是一门十分重要的基础课,在整个教学过程中起着极为重要的作用,它是培养学生科学素质的一种有效形式,是培养农业生产和科研等合格人才不可缺少的教学基本环节。通过学习,使学生更深刻地理解有关的理论知识,提高学生实际操作技能及分析问题、解决间题的综合能力。图分析化学实验课考核方法有笔试、操作等。实验操作考试是考查学生实际操作能力、动手能力和基本实验技能的一项考试,是培养学生基本科学素养的一项必不可少的工作。以笔试的方法进行考试无助于培养学生的动手能力和实验操作能力,在检验学生实际操作能力和基本实验技能方面,实验操作考试是其他考试形式不能替代的。为保证教学质量,提高教学效果,我们在重视教学实践的同时,不断地改革了分析化学实验课的考核方法。总结考试经验,形成了我们分析化学实验课自己独特的考核方法:即采用实验的有关理论考试与实验技能考核相结合的办法(口试加操作)。
一、我校分析化学实验课旧的考核方法
(一)2001级学生采用闭卷笔试的方式。试卷内容包括分析化学实验中的实验原理、实验现象、所加试剂的作用以及所用仪器的使用方法等。像文化课统一时间统一科目进行。考前对试题进行了保密。
(二)2002级学生采用实验操作考试。考前操作内容也是保密的。具体是:自己的老师监考,考试时间为每人30分钟,一组02人,所有学生实验操作内容一样,都是通过酸碱滴定计算溶液的浓度?学生操作完成后将数据以及计算结果记录到试卷上,老师根据记录结果打分。上实验的全部学生考了4、5天才能结束。
(三)2003级学生采用实验操作考试。具体是:每个学生考试时间10分钟,学生按班级、学号排序进行考试,一个老师一次监2个学生,10分钟后再进2名学生,依此类推。全部学生实验考试内容都相同,都是完成一次酸碱滴定,老师要对每个学生每一个操作要领和操作要求正确与否打分。5天全部学生考试完毕。
二、旧的考核方法中存在的一些问题
分析化学实验课旧的考核方法中存在很多的间题,比如笔试存在抄袭现象,所以不能体现出学生的实际水平,对学习好的学生也不公平。2002级学生虽然采用实验操作考核方法,但也没有检查学生的操作要领,只是通过最后的计算数据是否接近准确值来判分。这两种考核方法都没有关注学生实验过程中的操作是否规范,技术要领掌握与否。2003级学生采用的考核方法虽然检查了学生的实验操作技能,但不能检查出学生对实验理论知识的掌握程度。这样传下去对以后做实验的学生的影响也不好。以后的学生在做实验的过程中就不会深刻理解理论知识,也不认真观察和分析实验现象,更不分析产生误差的原因,执照老师给定的步骤完成实验,使用仪器的操作要领和要求也不管规范与否,因为考试时只要打听一下使用那种仪器,突击记忆它的正确使用方法即可过关。这样考核的结果并没有达到开设实验课的目的要求,以提高学生实际操作和动手能力以及培养学生独立思考和分析问题的能力,实验操作并不是非要让学生得出一个即定结果,而是让学生掌握实验基本知识和操作技能,这才是实验的目的。除此之外,还有一些间题如下:
(一)分数不成正态分布。实验成绩不成正态分布,一是因为闭卷考试时有些学生在考场上作弊了(有的抄袭学习好的学生的答案,有的抄了书本),二是因为操作时一次考生人数多,有的学生抄袭别人的数据,这样不能体现学生的实际水平。
(二)试题保密。我觉得实验考核试题没有必要保密。因为实验操作考试主要考查学生的动手能力与实际操作能力,而不是考查理论知识,不能像文化课统一时间统一科目进行闭卷笔试。以笔试的方法进行实验考试无助于培养学生的动手能力和实验操作能力,所以不应该保密的,再说操作考试全部学生要进行4、5天,也保密不了,所以实验考试本身应该开卷考试。
(三)突击训练问题。后面考的有的学生向已考过的学生打听操作所用仪器,然后进行突击训练。操作姿势和要求是靠平时积累和培养的,不是靠突击训练。有的仪器使用方法突击也没用。分钟内不但要完成一个完整的操作,还要考虑仪器使用方法的话时间是比较紧张的。上课使用的每种仪器老师都详细的讲到它的正确使用方法和操作姿势。只要你平时都按照要求使用,考试01分钟是足够的。
三、分析化学实验课新考核方法
为了使学生成绩能够客观地反映学生对实验基本知识和操作技能的掌握程度,激励学生学习的积极主动性,我们采用平时实验报告成绩与期末考试成绩相结合的办法给出最终成绩:即平时实验报告成绩占50%,其中包括预习报告、实验态度、实验操作技能以及实验结果的准确度与精密度。考试成绩占50%,其中包括实验有关理论考试成绩和操作考试成绩。为了提高实验课的教学效果和加强学生对实验知识的理解和掌握,我们提出新的实验考核方法:即采用实验的有关理论考试与实验技能考核相结合的办法(口试加操作。具体做法如下,
(一)试题。试题内容为口试加操作。考试试题的难易程度一致,保证考试的公平性。口试内容为实验有关理论:即所做过的分析化学实验中的实验原理、实验现象、所加试剂的作用以及所用仪器的使用方法等,比如标准溶液的配置方法有几种,Ha、Na0H溶液如何配置,标定二者使用哪种基准物质、采用哪种指示剂辨别终点以及终点颜色如何变化,自来水硬度测定终点颜色如何变化,K2C2r07测FeZ+实验中加H3P4O的作用是什么,甲醛法测N%实验原理,分光光度计的组成部分以及每部分的作用,电子天平的称量方法以及差减称量法的步骤和注意事项等内容。对实验有关理论我们摘录出来做成卡片,每一个问题一个卡片,一个卡片一个编号。实验操作内容所有学生一样,并且提前通知学生,都是完成一个完整的滴定分析操作:即将烧杯中溶液准确定容至容量瓶中,移液管准确移取一定量溶液至锥形瓶中,用标准液滴定至终点后记录滴定管数据后报告老师。操作内容及步骤我们做成试题形式。每名监考老师拿一份实验理论卡片以及实验操作要领评分细则,监考老师们考前要统一口试题的正确答案。
(二)考试过程。每个考场4张实验台,每次考试一个考场进4名学生,每个考场2名监考老师,即每个监考老师每次监2名学生。
1、试题的摆放。我们把操作内容及操作步骤试题贴在每个考生的实验台上,所需仪器和药品也整齐地摆放在实验台上。
2、学生进场考试。学生不按照平时做实验的地点和代课老师进行,而是按班级、学号排序先在准备室抽考场号,准备室的老师宜读考场规则和注意事项。每个考场先进4名学生,每个老师监2名学生。先考操作,每个学生10分钟,到时做不完的监考老师会让学生停止。监考老师根据每一步操作要领评分细则打记号,比如容量瓶的洗涤用水是否过量,从烧杯向容量瓶中转移溶液是否使用玻璃棒,定容是否过量;移液管操作手法是否规范;滴定管涂油、洗涤、润洗、装液、排气泡、读数姿势以及有效数字位数、滴定过程中活塞的控制以及终点颜色的判断等一系列的操作是否规范。实验操作结束后到监考老师处抽理论口试卡片编号,阅读完题意回答问题,时间为5分钟,在此时间内最多有三次抽卡机会,满分逐渐降低,比如第一次满分01分,第二次满分8分,第三次满分6分。考试结束后监考老师根据回答内容酌情打分。4名学生考完后监考老师收拾好仪器和药品后再进4名学生,依此类推。
化学实验论文篇5
20世纪80年代中期美国化学家提出微型实验(Micro-scaleExperiment或Micro-scaleLaborato-ry)概念,并在大学和中小学推广微型实验,美国的化学教育杂志(JournalofChemicalEducation)为此还开设了微型实验专栏,报道微型化学实验的研究成果,促进了微型化学实验在世界范围的推广。与常规实验相比,微型化学实验的优点在于节省实验药品用量的数倍甚至数十倍,而随着药品用量的减少,实验产生的废液和废气也将降低80%以上[1]。作为一种新型实验手段,微型化学实验具有绿色环保、操作便捷等特点,并且它在开展实验探究活动,培养学生科学探究能力方面有着独特的作用,符合新课程倡导的绿色化学思想和科学探究理念。经过在国内20余年的研究和推广,微型化学实验已经有了大量成果,这些成果主要涉及微型实验教学功能的理论和实践分析,化学实验的微型化设计和创新,运用微型实验设计探究活动等方面。广西于20世纪90年代中后期引入微型化学实验,并在化学师范生培养和教师职后培训等方面做了相关的探索,在中学领域,微型实验作为化学实验改革的举措之一,在解决实验条件不足,提高实验开设率,推进实验教学等方面发挥了重要作用。2000年在昆明召开的第五届微型化学实验研讨会,激发了中学化学教师的研究兴趣,也加速推进了微型化学实验在广西、云南等西部省份的实施。总体上看,微型化学实验在我国已取得了可喜的发展,但是在中学的推广应用依然不够理想,仍然存在着“研制者热,使用者冷”的局面[2]。影响微型化学实验在中学教学中应用的原因是多方面的,其中教师对它的认识、理解和实践行为是重要因素之一。为了发现微型化学实验在教学实践中的困难和问题,以更好地应对、解决这些问题,我们从中学教师的角度开展调查研究。
2调查对象及方法
本次调查对象来自广西全区14个地市的化学教师,包括各地区参加骨干教师培训的初、高中教师,以及部分在职研修班的学员,调查对象的基本情况如表1所示。调查采用无记名问卷调查的方式,结合对部分教师的访谈,调查问卷共发放180份,回收有效问卷164份,有效率为91.1%。调查对象以中青年教师为主,年龄集中在30~45岁之间,该年龄段的教师也是化学教师队伍的生力军。从学历层次来看,大多数是大学本科学历,研究生(含研究生班和硕士)毕业的占9.2%。从教师的职称上看,中级和高级职称分别占64%和31.1%。此外,初、高中化学教师各占43.9%和56.1%。
3调查的内容
问卷的内容包括5个方面:(1)对微型化学实验的认识和理解;(2)微型化学实验在教学实践中的应用;(3)微型化学实验对学生能力发展的作用;(4)教学实践中微型化学实验的困境;(5)对微型化学实验发展的期望。另外,结合教师回答问题的情况设计并实施了非结构性访谈,以便全面深入地了解教师对微型化学实验的认识观念、应用现状和前景期待。
4调查结果分析
4.1对微型化学实验的认识和理解
从表2可以看出,化学教师对微型化学实验均有不同程度的了解,其中大多数教师对微型实验了解较多,说明微型实验通过多年宣传推广,已经被广大中学化学教师所熟悉。教师接触和学习微型实验的渠道比较广,其中最主要途径是参加相关培训和阅读期刊杂志,这说明在很多教师培训中,微型化学实验已成为培训内容的一部分,许多教师从期刊杂志上学习,与同行的相互交流中了解微型实验,特别是近年来化学教育教学领域的重要学术期刊,如《化学教育》、《化学教学》等在新课程实施以来每年都刊发了一定数量的关于微型化学实验的研究论文[3],在宣传报道微型化学实验研究和教学实践成果推广方面发挥了重要的引领作用。
4.2微型化学实验在教学实践中的应用
微型化学实验在当前教学实践中的应用情况统计如表4、表5所示。调查中发现,在化学教学中经常或有时运用到微型实验的学校和教师个人约占40%,还有近60%的学校或个人在教学中较少运用,这说明微型实验在化学教学中的使用率总体偏少。笔者通过访谈进一步了解到,有些学校和教师个人还处在实验教学的尝试和探索中,考虑到其他外界因素影响,目前很少在日常教学中使用。然而,不少教师在教学研讨和教学比赛中使用微型化学实验,这说明在教学研讨课上,微型实验作为一种新的实验技术和手段受到普遍欢迎,并值得同行们交流和学习。我们通过分析当前的优质课、比赛课等一些高水平的教学活动,可以看到微型化学实验经常会成为实验活动设计的亮点得到专家和老师们的好评,说明微型实验作为一种创新型的实验手段已被大家认可,这也是对推广微型化学实验的一种积极引导。值得我们深思的是,既然微型化学实验已经得到化学教师的认同,为何日常教学中却并不多见?通过访谈发现,除了一些客观原因外,教师的教学观念和思维惰性仍然是主要制约因素,要让教师由观念上的理解认同转化为行为上自觉实施仍有很长路要走。微型实验不同于常规实验的特点实际已蕴含了创新元素,在教学实践中教师可以进行不同层次、不同角度的创造性运用。在调查中发现,能自行设计制作微型实验装置的教师非常少,只有3.7%,能对课本中常规实验进行微型化改进的也只有9.8%,大多数教师还处于对已有实验仪器装置上改进操作和借鉴他人经验进行实验的水平,这说明中学化学教师在微型化学实验的创新运用能力上还有待提高。
4.3微型化学实验对学生能力发展的作用
在调查中可看出,认为微型实验能提高学生的动手能力、实验探究能力、实验创新能力的教师占了90%左右。这也说明了微型实验由于器材微型化、生活化,便于操作和携带,药品耗费少,适合学生实验等特点,在提高学生实验能力方面具有一定优势,尤其是微型实验器材来源广泛、装置灵活多变的特点对培养学生的实验创新精神和创新实验设计能力上可以发挥重要作用。
4.4教学实践中微型化学实验的困境
微型实验在国内推广实施已20多年,但一直进展缓慢,从总体上说明了微型实验在教学实践中遇到了一些困难,这从调查中也得到了印证。这些困难主要为:实验器材、参考资料、实验技术的缺乏;相关培训不够;教学时间有限;考试评价不够重视等,特别是多数教师反映了教学时间有限和考试评价不重视是当前推广微型实验最主要的困难。这说明目前中学化学教学任务太重而将教师的教学时间限制在教材中已有的实验上。另一方面现行的化学考试评价对微型化学实验不够关注也在很大程度上影响了教师的积极性,从而影响了微型实验的推广应用。
4.5微型化学实验应用前景及个人期望
尽管当前存在一些困难,但大多数化学教师对微型实验的前景依然看好,并充满着个人期待。调查中有38.4%的教师对微型实验的前景非常看好,48.2%的教师比较看好它的前景,众多化学教师已意识到微型实验必将成为化学实验发展方向之一,对微型实验的发展持乐观态度。在调查教师个人期望时有37.2%的人表示会多学习微型实验技术,并在教学中尽可能多运用,45.7%的人表示会关注微型实验的发展,较多地应用于教学。这说明大多数教师愿意参与微型实验的推广和应用,以此推动微型实验的发展。
4.6教师的建议
调查中我们设置了“教师对微型实验推广应用的个人建议”开放性问题,许多教师提出了自己的建议,主要概括为:课程中增加微型化学实验内容;增加微型化学实验软硬件设施的配备;增加实验教学的时间;加强对教师应用微型实验教学的指导和培训;改变现行的纸笔测验考查实验能力的方式等。
5结论
通过调查与分析可知,微型化学实验通过在国内20余年的发展,中学教师通过不同渠道熟悉或了解了微型化学实验,其功能与作用已被大多数化学教师认同;在实践层面,教师在日常教学中运用微型化学实验偏少,多数人只是在教学比赛和教研活动中运用,教师应用微型化学实验还未上升为自觉;教师在教学中对微型化学实验的创新运用意识和能力还有待提高;微型化学实验在教学推广实施中的困难较多,主要在于教师得到的指导和培训不足,教学时间限制和考试评价导向等因素影响;尽管当前存在着一些困难,但是中学教师对微型化学实验的前景普遍看好,大多数教师表示将会更多地关注并学习微型实验并将其应用于教学中。6讨论及建议近20年来,我国微型化学实验虽然获得了较大的发展,但是在教学实践中的推广运用比较缓慢,遇到的困难和问题不容忽视,为推动它在中学化学教学领域的发展,笔者在调查研究的基础上提出以下建议。
(1)开展中学微型化学实验教学实践研究
微型化学实验在学生的科学探究活动中具有独特的优势,但在教学实施的操作层面还存在一些问题,如怎样将微型实验用于演示实验、学生探究实验中,如何设计适合课程内容的微型实验等,这些问题需要开展相关的教学研究去解决。各级教研部门都应鼓励化学教师作为主要参与者进行研究,这些研究可以包括实验设计创新,如实验过程的改进、实验装置的微型化、生活化创新等;也包括教学应用研究,如运用微型化学实验开展实验的认知性研究[4],以及对培养学生探究能力、创新思维的功能与作用研究。
(2)加强对中学教师的培训和指导
目前中学教师缺乏微型化学实验的相关技术及应用经验,特别新技术赋予微型化学实验新的内涵。如现代传感技术、显微技术与传统微型实验的结合,已经与传统微型实验理念中的“简、易”有所不同[5]。因而,组织相关的培训和指导十分必要。现在国内一些高校如杭州师大、南京师大、广西师大等师范院校多年来在微型化学实验领域进行了一系列研究,并取得了不少的成果,师范院校可利用自身的研究优势与教师职前教育和职后培训结合起来,将微型化学实验成果融入教师职前教育和职后培训中,提高中学教师对微型化学实验的研究和教学应用能力。
(3)开发与利用微型化学实验资源
实验教学资源是实施微型化学实验的重要载体,开发适当的教学资源可以解决中学教师困惑于对实验内容选择的难题。新课程3个版本的化学教材都已开设了实验探究活动栏目,增加了开放性的实验内容,化学教师可以围绕“提高学生科学探究能力”这一主旨,在教学中开发一些具有地域特色的实验课程资源,设计实验探究的主题、内容、活动方式,这些微型实验资源的开发将促进中学微型化学实验的实施。
(4)发挥教学评价的引导和促进功能

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