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新的高中化学课程标准明确指出:通过实验探究,掌握基本的化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程,认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用,提高化学实验能力。因此,新课标理念下的高中化学教学将通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学探究过程,以培养学生的创新精神和实践能力。但在学生实验的教学过程中,我们往往偏重于对学生实验内容和实验方法的指导,忽视对学生实验品德的教育,放松实验仪器的科学管理,导致在实验过程中不该坏的仪器坏了,不该变质的药品变质了,结果影响了随后的正常教学。
化学仪器大多数是易耗品,但如果我们规范操作,将仪器的损耗控制在最低限度,不少仪器可以重复使用。人为的耗损是教学资源的浪费和损失,目前教育规模不断扩大,而实验装备的投入极为有限。为此我们更应该积极探索和改进教学设备的管理方法,充分发挥现有资源的作用,确保实验教学能保质保量地持续进行,以推动新课程的实施。近年来,我们根据本校的实验情况,通过实践和研究,在高中学生实验过程中,采取了一些预防性的管理措施,取得了较好的效果。
一、 学生实验易耗损的案例分析
1.仪器损坏现象
仪器的损坏常常是学生在实验过程中操作不当造成的,其主要原因是学生没有掌握该仪器的使用方法、注意事项以及操作技能,现通过一些易损坏仪器的现象进行简要分析。
(1)固体药品的取用。这是学生一开始实验就接触到的实验基本操作,看似十分简单,可做起来还是出现问题。例如:“二氧化碳的制取”这个实验,许多学生都能准确地做。但是,总有一小部分人不能把石灰石很好地放进试管里,他们不是把试管平放,然后再放药品,而是将药品直接放进竖直的试管里,这样试管很容易破裂,也不符合实验的要求。
(2)固体药品的加热。给试管里的固体药品加热时,铁夹应夹持在离试管口大约1/3处,管口略向下倾斜,先进行预热,然后再把灯焰固定在放药品的部位加热,这些操作学生都了如指掌。但是,加热完毕常常忽视了对仪器的处理工作。例如:学生实验加热分解高锰酸钾制氧气时,常常给试管加热完毕,就先将酒精灯熄灭,再将收集氧气的导管从水槽内撤出;或者未待试管冷却就立即用冷水冲洗试管,导致试管骤冷破裂。
(3)托盘天平的使用。如何使用托盘天平,学生在初二物理课的教学中已学过了,但实验时还常常有这样的现象:把称量物直接放在托盘上,尤其在称量氢氧化钠时不用玻璃器皿;用手直接取砝码或不及时将砝码放回砝码盒,导致砝码丢失;实验时不注意将水沾到托盘天平上是常有的事。
(4)关于容量瓶的使用。容量瓶主要用于准确地配制一定物质的量的浓度的溶液,它是一种精密量器。实验时损坏较多,比如:塞子随便放,导致不配套;清洗时碰坏等。做该实验时前面的几个班做下来,通常因容量瓶不够了,下面的实验无法开展。
(5)关于滴定管的使用。滴定管是定量分析实验中专门用于准确量取一定体积液体的玻璃仪器。它和容量瓶一样,属于价格比较高的玻璃仪器,使用时人为耗损多,比如:把碱液装到酸式滴定管中,致使其活塞不好旋转;清洗时上口对在水龙头上碰坏;滴定时滴定管尖嘴被撞坏等等。
2.药品浪费现象
取用药品时,应该严格按照实验规定的用量取用药品,注意节约药品,如果没有说明用量,一般应该按最少量取用,液体1ml~2ml,用极少量时用胶头滴管吸取;固体只需盖满试管底部。而我们在实验时常常有这样的现象:做一些试管实验时,等试管加满了还没有看到实验现象;滴加指示剂时,书上规定用1~2滴,通常看到一些同学加上一滴管,其用量大约达到1ml,远远超出了实验规定的使用量,造成很大的浪费。
二、 学生实验易耗损的预防性管理策略
上述案例分析中,耗损的仪器、药品,虽然有的价格并不高,但一旦损失了,将阻碍后面实验的进行,使得有的实验仪器数量不足,只能多人合做。如:“中和滴定”、“溶液的配制”、“萃取和分液”等这些实验所用到的酸碱式滴定管、容量瓶、分液漏斗的活塞都是一一对应的,不可混用,如果使用不当,活塞丢了或坏了,剩下的部分只能是摆设。所以,解决此类问题的最好方法不是亡羊补牢,而是应采取预防性的管理措施,把易出现的问题消灭在萌芽状态。以下是我们采取的管理方法,效果不错。
1.加强学生实验的制度化教育,养成良好的实验习惯
(1)新学期之初,理、化、生实验室应在学校的统一组织和指导下,利用学校对高一新生进行入学教育的机会,进行每班一课时的实验室参观教育活动。其中一项重要内容,就是组织学生学习《学生实验守则》,并结合平时典型案例,提高广大学生爱护实验仪器设备以及节约药品的思想认识。
(2)每一届高一新生的第一堂实验课,要特别重视对学生进行实验室的操作规程教育,使他们养成良好的实验习惯。如学生进入实验室要保持安静,按规定位置就座,未经教师允许,不得擅自玩弄仪器、药品;实验前,应在教师指导下认真检查仪器、药品,如有缺损,及时报告教师;实验时,必须听从实验老师的指导,做到操作正确、步骤科学、严肃认真、一丝不苟,切忌草率从事;爱护实验室的一切公物,注意节约用水, 若损坏了仪器 ,必须及时报告教师,说明原因,必要时酌情予以赔偿等等。
2.重视化学实验基本操作技能的方法指导,使学生掌握正确的实验方法
过好基本操作关,是化学实验的基本功。通过基本实验操作的训练,学生们可以正确、熟练地使用各种仪器,养成良好的实验习惯,同时为进行复杂的实验打下坚实的基础。在学生分组实验时,首先要让学生对照实验挂图仔细观察初次见到的仪器,让他们对仪器的形状、规格、刻度、作用、使用方法及使用时的注意事项等,有所了解,然后才拿出实物进行观察。这样可以使学生能更直观地认识这些仪器及其特点,注意其使用方法。接着教师进行规范的演示操作,指导学生去观察,去模仿,重要处及时强调;学生明白操作要领后,自己动手,反复练习,教师巡回指导并纠正学生错误操作,一个一个地过关,使每一位同学都能掌握或基本掌握操作要领,这样做不仅大大减少了学生损坏仪器的可能,也减少了浪费药品的现象。
3.合理改进实验,从根本上减少药品浪费和仪器损耗
“省资源,少污染”是当今绿色化学所提倡的理念。合理改进化学实验,充分体现新课标的要求,是实践绿色化学的重要途径。微型化学实验是国内外近二十年发展起来的一种新的化学实验形式,以其仪器花费少、药品消耗少、操作安全、污染较小、节省时间等诸多优点而被普遍采用。结合学校学生数量多,实验设备较少的现状,大力推广“微型实验”,教师指导学生制作一些微型仪器,寻找一些代用药品。
4.培养学生勤俭节约的实验品质,杜绝浪费现象
做每一个实验前,给学生讲明化学试剂的用量,尽量使用最少剂量完成所做实验,让学生明白化学实验不是试剂量越大越好,有时取量太多相反会导致实验现象不明显。如在做Al(OH)3的两性实验时,若取量过多将会导致酸或碱已加满了试管,但Al(OH)3沉淀还未溶解完全,这样既浪费了药品,实验现象又不明显。要经常对学生进行操作规程的讲解,教育学生正确使用实验仪器,规范实验操作,确保不损坏或少损坏仪器。
5.对个别器材实行组长领用制,增强学生的责任感
对一些价格较高又易损坏的仪器,可实行组长领用、归还的方法来加强管理。如滴定管、容量瓶、分液漏斗等等。这些仪器在实验前,由各组小组长前来签名领取,实验结束后归还并由老师或指定的同学验收。这样不但增强了学生的责任心,而且使实验的安全系数也大大提高了。
随着新课程的深入实施,教育观念、学习方式都在发生深刻的变化。中学化学实验室为了适应新课标的要求,正在实施面向全体学生的开放的教学模式,学生可以不受时空限制进入实验室,进行自主探究和学习,可以说是在实验室学化学,这样实验室的器材使用频率大大增加,势必更加容易发生器材损坏和丢失的现象,这就对我们实验室的管理提出了许多新的要求。自由开放实验室,不是不要严格地、科学地管理,相反更需要我们去积极探索、创新管理方法。只有在合理管理仪器设备前提下,才能保证学生正常、有序地开展探究式的实践活动。
(责任编辑付一静)
化学仪器大多数是易耗品,但如果我们规范操作,将仪器的损耗控制在最低限度,不少仪器可以重复使用。人为的耗损是教学资源的浪费和损失,目前教育规模不断扩大,而实验装备的投入极为有限。为此我们更应该积极探索和改进教学设备的管理方法,充分发挥现有资源的作用,确保实验教学能保质保量地持续进行,以推动新课程的实施。近年来,我们根据本校的实验情况,通过实践和研究,在高中学生实验过程中,采取了一些预防性的管理措施,取得了较好的效果。
一、 学生实验易耗损的案例分析
1.仪器损坏现象
仪器的损坏常常是学生在实验过程中操作不当造成的,其主要原因是学生没有掌握该仪器的使用方法、注意事项以及操作技能,现通过一些易损坏仪器的现象进行简要分析。
(1)固体药品的取用。这是学生一开始实验就接触到的实验基本操作,看似十分简单,可做起来还是出现问题。例如:“二氧化碳的制取”这个实验,许多学生都能准确地做。但是,总有一小部分人不能把石灰石很好地放进试管里,他们不是把试管平放,然后再放药品,而是将药品直接放进竖直的试管里,这样试管很容易破裂,也不符合实验的要求。
(2)固体药品的加热。给试管里的固体药品加热时,铁夹应夹持在离试管口大约1/3处,管口略向下倾斜,先进行预热,然后再把灯焰固定在放药品的部位加热,这些操作学生都了如指掌。但是,加热完毕常常忽视了对仪器的处理工作。例如:学生实验加热分解高锰酸钾制氧气时,常常给试管加热完毕,就先将酒精灯熄灭,再将收集氧气的导管从水槽内撤出;或者未待试管冷却就立即用冷水冲洗试管,导致试管骤冷破裂。
(3)托盘天平的使用。如何使用托盘天平,学生在初二物理课的教学中已学过了,但实验时还常常有这样的现象:把称量物直接放在托盘上,尤其在称量氢氧化钠时不用玻璃器皿;用手直接取砝码或不及时将砝码放回砝码盒,导致砝码丢失;实验时不注意将水沾到托盘天平上是常有的事。
(4)关于容量瓶的使用。容量瓶主要用于准确地配制一定物质的量的浓度的溶液,它是一种精密量器。实验时损坏较多,比如:塞子随便放,导致不配套;清洗时碰坏等。做该实验时前面的几个班做下来,通常因容量瓶不够了,下面的实验无法开展。
(5)关于滴定管的使用。滴定管是定量分析实验中专门用于准确量取一定体积液体的玻璃仪器。它和容量瓶一样,属于价格比较高的玻璃仪器,使用时人为耗损多,比如:把碱液装到酸式滴定管中,致使其活塞不好旋转;清洗时上口对在水龙头上碰坏;滴定时滴定管尖嘴被撞坏等等。
2.药品浪费现象
取用药品时,应该严格按照实验规定的用量取用药品,注意节约药品,如果没有说明用量,一般应该按最少量取用,液体1ml~2ml,用极少量时用胶头滴管吸取;固体只需盖满试管底部。而我们在实验时常常有这样的现象:做一些试管实验时,等试管加满了还没有看到实验现象;滴加指示剂时,书上规定用1~2滴,通常看到一些同学加上一滴管,其用量大约达到1ml,远远超出了实验规定的使用量,造成很大的浪费。
二、 学生实验易耗损的预防性管理策略
上述案例分析中,耗损的仪器、药品,虽然有的价格并不高,但一旦损失了,将阻碍后面实验的进行,使得有的实验仪器数量不足,只能多人合做。如:“中和滴定”、“溶液的配制”、“萃取和分液”等这些实验所用到的酸碱式滴定管、容量瓶、分液漏斗的活塞都是一一对应的,不可混用,如果使用不当,活塞丢了或坏了,剩下的部分只能是摆设。所以,解决此类问题的最好方法不是亡羊补牢,而是应采取预防性的管理措施,把易出现的问题消灭在萌芽状态。以下是我们采取的管理方法,效果不错。
1.加强学生实验的制度化教育,养成良好的实验习惯
(1)新学期之初,理、化、生实验室应在学校的统一组织和指导下,利用学校对高一新生进行入学教育的机会,进行每班一课时的实验室参观教育活动。其中一项重要内容,就是组织学生学习《学生实验守则》,并结合平时典型案例,提高广大学生爱护实验仪器设备以及节约药品的思想认识。
(2)每一届高一新生的第一堂实验课,要特别重视对学生进行实验室的操作规程教育,使他们养成良好的实验习惯。如学生进入实验室要保持安静,按规定位置就座,未经教师允许,不得擅自玩弄仪器、药品;实验前,应在教师指导下认真检查仪器、药品,如有缺损,及时报告教师;实验时,必须听从实验老师的指导,做到操作正确、步骤科学、严肃认真、一丝不苟,切忌草率从事;爱护实验室的一切公物,注意节约用水, 若损坏了仪器 ,必须及时报告教师,说明原因,必要时酌情予以赔偿等等。
2.重视化学实验基本操作技能的方法指导,使学生掌握正确的实验方法
过好基本操作关,是化学实验的基本功。通过基本实验操作的训练,学生们可以正确、熟练地使用各种仪器,养成良好的实验习惯,同时为进行复杂的实验打下坚实的基础。在学生分组实验时,首先要让学生对照实验挂图仔细观察初次见到的仪器,让他们对仪器的形状、规格、刻度、作用、使用方法及使用时的注意事项等,有所了解,然后才拿出实物进行观察。这样可以使学生能更直观地认识这些仪器及其特点,注意其使用方法。接着教师进行规范的演示操作,指导学生去观察,去模仿,重要处及时强调;学生明白操作要领后,自己动手,反复练习,教师巡回指导并纠正学生错误操作,一个一个地过关,使每一位同学都能掌握或基本掌握操作要领,这样做不仅大大减少了学生损坏仪器的可能,也减少了浪费药品的现象。
3.合理改进实验,从根本上减少药品浪费和仪器损耗
“省资源,少污染”是当今绿色化学所提倡的理念。合理改进化学实验,充分体现新课标的要求,是实践绿色化学的重要途径。微型化学实验是国内外近二十年发展起来的一种新的化学实验形式,以其仪器花费少、药品消耗少、操作安全、污染较小、节省时间等诸多优点而被普遍采用。结合学校学生数量多,实验设备较少的现状,大力推广“微型实验”,教师指导学生制作一些微型仪器,寻找一些代用药品。
4.培养学生勤俭节约的实验品质,杜绝浪费现象
做每一个实验前,给学生讲明化学试剂的用量,尽量使用最少剂量完成所做实验,让学生明白化学实验不是试剂量越大越好,有时取量太多相反会导致实验现象不明显。如在做Al(OH)3的两性实验时,若取量过多将会导致酸或碱已加满了试管,但Al(OH)3沉淀还未溶解完全,这样既浪费了药品,实验现象又不明显。要经常对学生进行操作规程的讲解,教育学生正确使用实验仪器,规范实验操作,确保不损坏或少损坏仪器。
5.对个别器材实行组长领用制,增强学生的责任感
对一些价格较高又易损坏的仪器,可实行组长领用、归还的方法来加强管理。如滴定管、容量瓶、分液漏斗等等。这些仪器在实验前,由各组小组长前来签名领取,实验结束后归还并由老师或指定的同学验收。这样不但增强了学生的责任心,而且使实验的安全系数也大大提高了。
随着新课程的深入实施,教育观念、学习方式都在发生深刻的变化。中学化学实验室为了适应新课标的要求,正在实施面向全体学生的开放的教学模式,学生可以不受时空限制进入实验室,进行自主探究和学习,可以说是在实验室学化学,这样实验室的器材使用频率大大增加,势必更加容易发生器材损坏和丢失的现象,这就对我们实验室的管理提出了许多新的要求。自由开放实验室,不是不要严格地、科学地管理,相反更需要我们去积极探索、创新管理方法。只有在合理管理仪器设备前提下,才能保证学生正常、有序地开展探究式的实践活动。
(责任编辑付一静)