时间:2022-12-07 17:18:06
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学实验基本操作,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
规范是一种约定俗成的标准,也是有效而实用的经验总结.在初中化学实验操作中,必须要注重操作的规范性,这是促使学生养成良好实验习惯的关键环节.初中化学实验对于初中生来说是一种新鲜事物,他们的兴趣往往只是停留在那些具体而感官的实验器具上面,对于实验操作的规范性和严肃性缺乏理性认识.化学学科以实验为基础,在初中化学教学中化学实验基本操作占据了重要的地位.培养学生实验操作的规范性是化学实验教学的主要内容之一,在操作过程中,化学教师要积极加以指导,及时对学生操作中存在的问题进行纠正,这是实现学生操作规范化的关键.
二、初中化学实验基本操作规范的完善
传统的操作规范已经不能满足化学教学与应用的需要,为了适应现代化学实验教学的要求,应该进一步完善现有的基本操作规范.这样可以提高学生的实验操作技能,培养学生的化学操作习惯,从而实现对学生化学技能的培养.
为了提高化学基础实验的教学水平,初中化学老师要结合实际情况对化学实验规范进行完善.由化学教研组组织相关人员分析和研究化学实验规范,化学教师以此作为实验教学的依据.完善了化学实验规范,对于规范实验操作,培养学生的实验能力,提高其实验技能以及综合素质都有重要意义.除此之外,初中化学教师要积极探索实验教学的新模式和新方法,大胆进行创新,重点培养学生的化学实验技能和素质,为培养化学高级人才打下坚实的基础.
三、初中化学实验基本操作要领和要求
化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验是研究化学的有效手段和方法。尤其是在大力倡导素质教育、培养跨世纪复合型人才的今天,培养学生的实验操作能力,在初中化学教学中有着重要意义。实验教学内容主要集中在实验基础知识和基础操作两方面。教学中如何才能使学生的实验操作能力达到较好的效果呢?下面笔者就在化学基本实验操作教学中的一些体验浅谈几点看法。
一、要注重引导学生养成良好的实验习惯
化学实验基本操作训练就是学生实验的开始。在第一次上实验课时,教师应该对学生进行实验目的性和重要性的教育,以提高学生学习的自觉性。同时,教师还应该对学生提出进行化学实验的要求,如课前做好预习准备,明确实验要求;实验时要严格遵守操作规程,听从教师的指导,按实验说明的步骤和方法进行实验;要认真细致地进行观察,实事求是地做好记录;分析原因写好实验报告;废液和废物要妥善处理,仪器用毕要及时清洗,保持实验室的整洁。这些要求不仅要在实验课开始时提出,更重要的是在以后的实验中要一直坚持贯彻,才能使学生养成良好的实验习惯。
对学生进行实验基本操作训练时,要特别注意的是教师示范操作的规范性。教师的一举一动都应当成为学生的榜样,无论是仪器的使用或是实验的基本操作,都要一丝不苟地、严格地按规范要求进行。要知道纠正一个已形成的不正确的动作要比掌握一个正确的操作技能困难得多。进行实验基本操作技能教学一定要注意贯彻讲练结合,以练为主。教师的讲解和演示是为了使学生明白应该怎样做和为什么一定要这样做,而这些技能要为学生所掌握则必须要通过他们自己实践才能达到,因此要重视让学生自己练习。对大多数学生都感到困难的部分,教师必须再一次加以讲解和示范操作,以便学生模仿,达到使全体学生学会规范性操作的目的。教师在实验教学中,除了要加强示范性,对学生进行潜移默化的影响外,还可以针对学生的特点,有目的地设计一些实验失误:如用试管给固体加热,将试管口向上倾斜,当有些固体试剂受热时会放出水蒸气,水蒸气冷凝回流到热的试管底部,这样就容易造成事故。通过此类教学,会给学生留下深刻的印象,使他们认识到实验操作规范化的重要性,从而达到事半功倍的效果。
二、要注重提高学生学习的积极性
对实验基本操作步骤分别进行反复练习是必要的。但是这样又容易造成学生学习积极性的下降。教师在组织学生练习时,要善于改变活动方式,提出不同的要求以调动学生学习的积极性。例如,在“液体的量取”的练习中,可以提出用胶头滴管取一定量的液体,比一比谁估计的液体量最准确,谁取的速度最快;在做“给试管里液体加热”的练习时,可以比谁的操作最符合要求等。这样做,不仅可以提高学生学习的积极性,而且对提高实验基本操作技能有很好的效果。
教学要求必须针对学生的实际,使学生在原有的基础上有所发展,从而提高教学效果。例如托盘天平、量筒等仪器,这些器材在以前的物理课中就学习过或者接触过,教学方法如果采取像第一次接触到那样逐点讲解是不可取的。教师可以结合具体的仪器和实验操作,按教学要求提出一系列问题请学生回答,例如,用托盘天平称量物质前应做好哪些准备?为什么称量物应该放在左盘而砝码应该放在右盘?用量筒量取液体读数时,为什么视线必须与液体的凹掖面的最低处保持水平?如果高于凹液面,读出的数据是偏高还是偏低等。这样做,既可以使课堂教学的气氛变得活跃,而且通过检查可以进一步了解学生理解、掌握知识的程度,以便教师针对实际,做好填平补齐的工作。
三、要注重学生合作能力的培养
学生分组实验是学生实验的重要组成部分,也是提高学生实验能力的最有效手段,它主要是通过学生分组,由学生亲自动手操作、自主完成实验的教学方式。学生在分组实验中可通过相互配合协助、相互讨论交流和共同合作分享实验成果,达到共同发展的目的。为取得有效的实验教学效果,在进行学生分组实验教学时,教师应注重指导学生课前对实验进行预习,编写详细的实验方案,观察和记录实验的实施过程、现象,实验结论的分析,完成实验报告等方面的落实情况。对实验中发现的问题及时加以纠正,使学生的实验得以顺利完成,并取得较为理想的实验学习效果。实验结束后展开分组发言,总结实验的得与失,并提出一些改进方案。这一教学过程能很好地培养学生的动手能力和合作能力,使学生的综合实验能力得以有效的提高。
总之,在化学教学中提倡和鼓励学生通过掌握好实验基本操作技能进行化学实验学习,能充分挖掘化学实验在化学学习中的功能,发挥化学实验在学习中创设问题情境、验证假设问题或猜想等环节中的作用,对在化学实验中培养学生合作能力,提高学生学习的积极性,实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动性学习的根本转变,具有重要的意义。
参考文献:
2、掌握台秤、煤气灯、酒精喷灯的使用。
3、学会液体剂、固体试剂的取用。
[实验用品]
仪器:仪器、烧杯、量筒、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管、表面皿、蒸发皿、试管刷、
试管夹、药匙、石棉网、托盘天平、酒精喷灯、煤气灯。
药品:硫酸铜晶体。
其他:火柴、去污粉、洗衣粉
[实验步骤]
(一)玻璃仪器的洗涤和干燥
1、洗涤方法一般先用自来水冲洗,再用试管刷刷洗。若洗不干净,可用毛刷蘸少量去污粉或洗衣粉刷洗,若仍洗不干净可用重络酸加洗液浸泡处理(浸泡后将洗液小心倒回原瓶中供重复使用),然后依次用自来水和蒸馏水淋洗。
2、干燥方法洗净后不急用的玻璃仪器倒置在实验柜内或仪器架上晾干。急用仪器,可放在电烘箱内烘干,放进去之前应尽量把水倒尽。烧杯和蒸发皿可放在石棉网上用小火烘干。操作时,试管口向下,来回移动,烤到不见水珠时,使管口向上,以便赶尽水气。也可用电吹风把仪器吹干。带有刻度的计量仪器不能用加热的方法进行干燥,以免影响仪器的精密度。
(二)试剂的取用
1、液体试剂的取用
(1)取少量液体时,可用滴管吸取。
(2)粗略量取一定体积的液体时可用量筒(或量杯)。读取量筒液体体积数据时,量筒必须放在平稳,且使视线与量筒内液体的凹液面最低保持水平。
(3)准确量取一定体积的液体时,应使用移液管。使用前,依次用洗液、自来水、蒸馏水洗涤至内壁不挂水珠为止,再用少量被量取的液体洗涤2-3次。
2、固体试剂的取用
(1)取粉末状或小颗粒的药品,要用洁净的药匙。往试管里粉末状药品时,为了避免药粉沾到试管口和试管壁上,可将装有试剂的药匙或纸槽平放入试管底部,然后竖直,取出药匙或纸槽。
(2)取块状药品或金属颗粒,要用洁净的镊子夹取。装入试管时,应先把试管平放,把颗粒放进试管口内后,再把试管慢慢竖立,使颗粒缓慢地滑到试管底部。
(三)物质的称量
托盘天平常用精确度不高的称量,一般能称准到0.1g。
1、 调零点 称量前,先将游码泼到游码标尺的“0”处,检查天平的指针是否停在标尺的中间位置,若不到中间位置,可调节托盘下侧的调节螺丝,使指针指到零点。
2、 称量 称量完毕,将砝码放回砝码盒中,游码移至刻度“0”处,天平的两个托盘重叠后,放在天平的一侧,以免天平摆动磨损刀口。
[思考题]
1、 如何洗涤玻璃仪器?怎样判断已洗涤干净?
B. 将胶头滴管插入滴瓶的试剂中,捏瘪胶帽,缓缓松开吸取试剂
C. 用碱式滴定管量取11.0 mL KMnO4溶液
D. 鉴别MgCl2中是否含有AlCl3,可以滴加过量的NaOH溶液
2. 下列叙述中正确的是( )
A. 硝酸易挥发和不稳定,存放在棕色试剂瓶中并加水液封
B. 能使润湿的蓝色石蕊试纸变成红色的气体一定是氨气
C. 向某溶液中加入次氯酸钠溶液和CCl4溶液,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D. 某溶液加入氯化钡溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有SO42-
3. 下列实验现象的描述正确的是( )
A. 向澄清石灰水中通入足量的二氧化碳,石灰水变浑浊,静置,产生白色沉淀
B. 铁丝在空气中燃烧,火星四射、生成黑色固体
C. 在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,产生蓝色氢氧化铜沉淀,溶液颜色变浅色
D. 向赤热氧化铁粉末、赤热氧化铜粉末中通入一氧化碳,红色粉末变成黑色,黑色粉末变红色
4. 下列检验气体方法和结论都正确的是( )
A. 某气体通过赤热氧化铜,黑色粉末变红色,则该气体一定是氢气
B. 将带火星木条放在收集氧气集气瓶内,若木条燃烧更剧烈,则氧气已收集满
C. 将燃着的木条放在收集二氧化碳的瓶口,若木条熄灭,则二氧化碳已收集满
D. 用镊子夹一块湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变红色,则集气瓶收集的气体是氨气
6. 下列实验针对装置选择和实验目标的分析正确的是(其它操作均相同)( )
A. 测定铜镁合金中铜的质量分数,选择Ⅰ-Ⅱ装置比甲-Ⅱ装置的误差大
B. 测定生石灰中碳酸钙含量,选择Ⅰ-乙装置比甲-乙装置的误差小
C. 测利用锌与稀硫酸反应测定氢气摩尔体积,选择Ⅰ-Ⅱ装置比甲-Ⅱ装置的误差小
D. 测定纯碱样品纯度(只含氯化钠),选择甲-乙装置比Ⅰ-乙装置的误差大
7. 已知固体氯化铝和氯化铁混合物中含有少量氯化亚铁和硫酸铝,为了分离提纯以得到纯净的氯化铝和氯化铁,请回答下列问题:
a. 硫氰化钾溶液和氯化钡溶液
中图分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:1005-5312(2010)21-0167-01
当今社会处于知识激增和科技竞争的时代,培养技术应用性、综合素质型人才已经成为职业学校的基本目标。在中职化学实验基本操作技能的教学过程中,调动学生的好奇、求索、好胜、独创、发散性思维等学习心理,培养他们科学有序的规范性,认识事物的深刻性和勇于创新的开拓性,已经成为大多数实验教师潜心研究的重要课题。传统的化学实验基本操作技能,教师是传授知识的主体,而学生则是被动地接受知识,多采用灌输式教学。实验仪器、试剂的准备,实验步骤的制定都由教师完成,学生只需按部就班的操作即可。由于学生没有主动地参与教学过程,其积极性、主动性没有调动起来,因而实验时不知道为什么要加这种试剂,为什么要加那么多等等。这样一学期下来,虽然做了很多实验,但实验技能没有提高,实验操作缺乏要领。笔者在多年的化学实验基本操作技能的教学实践中应用项目教学法,取得了较好的教学效果。
一、项目教学法的基本内涵
项目教学法是一种教和学互动的教学模式,是师生通过共同实施的一个完整的项目而进行的教学活动。教师以工作任务为中心组织课程内容,以典型的案例为载体设计教学内容,是行为引导型教学方法中的一种。能充分体现教学以学生为主体,教师为主导的现代教育理念。让学生在情景的刺激和教师的引导下主动开展探究活动,并在探究过程中掌握知识,学习分析问题,解决问题的方法。
项目教学应该满足下列条件:(1)该过程可以用于学习一定的教学内容,具有一定的教学应用价值;(2)能将某一课题的理论知识和实践技能结合在一起;(3)与企业实际生产过程或现实的商业经营活动有直接的关系;(4)学生有独立团队工作进行计划的机会,在一定的范围内,可以自行组织、安排自己的学习行为;(5)有明确而具体的成果展示;(6)学生自己克服和处理在项目工作中出现的困难和问题;(7)要求运用已有的知识、技能以及新学习的知识、技能,解决过去从未遇到过的实际问题;(8)学习结束时师生共同评价项目成果和过程中的相关工作及学习方法。
二、以肥皂的制取为例,说明项目教学法在实验基本操作技能中的应用
(一)实验分析,提出任务
肥皂的制取实验旨在让学生通过了解皂化反应原理及肥皂的制备方法,熟悉盐析原理,掌握水浴加热、沉淀洗涤以及减压过滤等实验操作。
向学生下达任务,要求查阅以下资料:(1)肥皂是的主要成分是什么,工业上如何制取;(2)写出本次实验室制备肥皂的仪器、试剂,实验用品及用量,并自行准备食用猪油;(3)根据所选仪器设备,实验要求,自行设计反应装置;(4)设计反应,从滤液中回收副产品。
(二)项目实践
本实验技能针对中职化工专业一年级学生,涉及到尚未学习的有机化学基础课程,因而其对实验原理中涉及的有机化学反应还不能从根本上认识。
按照实验要求,根据以前所学理论知识,学生自行配制40%NaOH溶液,自行安装仪器。在安装仪器的过程中有学生提出:能否用酒精灯代替电炉加热?我提议可以试一试。在肥皂制备过程中,有学生提出根据反应原理的描述,实验中95%乙醇在反应中的作用没有体现,能否不加?加入乙醇的作用是什么?这时我就及时、正确引导解释加入乙醇的目的,及乙醇溶液在反应中并未消耗的原因,同时提出在实验结束后的滤液中设计回收乙醇的实验方法―提出了又一“项目”任务。
在项目实践过程中发现:用电炉加热的反应组泡沫容易溢出,而用酒精灯加热的组反应平稳。学生马上得出结论:利用酒精灯加热比较容易控制反应温度,有效防止泡沫的溢出。在抽滤过程中,有的组抽滤非常快,而有的组同样的水流量,抽滤却很慢,找不出原因。有学生提出抽滤的原理是什么,是不是抽滤器坏了?我就带着他们找原因,解释水泵抽滤器的原理,并提醒学生在抽滤过程中不能让系统漏气。
当他们向我展示任意捏制的肥皂作品时,脸上的笑容是那么的灿烂,那么的满足,那么的充满自信。
(三)作品展示和评价
学生经过两节课的实验实践操作,都拿出了成果,所制作的肥皂造型丰富。学生熟练掌握了水浴加热,沉淀洗涤的方法以及抽滤等操作技能。以上为选取的学生肥皂作品。
教师点评:通过此次实验,学生知道了肥皂的主要成分,每组操作完成都非常出色。组内学生配合默契,基本上掌握操作要领,完成实验要求。但是从各组的肥皂成品中看出有的肥皂碱性太强,分析原因是洗涤不够,肥皂表面吸附了较多的碱液;有些组判断反应终点把握不够,还没反应完全就开始盐析、过滤操作,直接导致肥皂液不够稠,溶液象牛奶样,盐析分层不明显。最后,由各组收集本组的滤液,以备下次实验。根据滤液中含有较多的乙醇以及丙三醇,教师布置下一个项目教学实验:设计回收乙醇和丙三醇,从而引出下一个实验基本操作技能――简单蒸馏。
三、应用项目教学法的几点体会
(一)通过近两年在化学实验教学中项目教学法的应用,能切实有效的提高学生的专业操作基本技能。毕业学的生深受用人单位的好评,在学生技能操作竞赛中取得了骄人的好成绩。
(二)在提倡解决问题的过程中开展学习,课堂效率、学生的学习方向更为明确。学生进实验室的目的更为明确,没有了以前实验室里吵吵闹闹的现象,取而代之的是每位学生都有动手的机会,实践的机会,参与实验设计的机会,由被动的“听”转变成主动的“学”。
(三)有利于培养学生的协作精神,协作是学生情商的体现,学生间互相尊重、互相谦让、共同进步,有利于培养学生良好的心理素质的形成,有利于培养学生创新的勇气,有利于培养学生分析问题、解决问题到能力,有利于培养学生环保意识、节约意识。
(四)项目教学法的开展对教师提出了更高的要求,教师所选的项目要体现教学计划规定的内容,完成既定的技能训练任务,根据实验内容和步骤的实际情况设计完备的教学方案。教师在项目实施管理过程中要有细心、耐心,对学生要有信心、爱心。
分析化学是研究物质组成、含量和结构的分析方法及有关理论的学科,是化学学科的一个重要分支。它是高等职业院校工业分析与检验专业的一门重要的专业课程,同时也是其他化学相关专业,如化工、环境等专业的基础课程。这门课程除了重视理论知识的教学之外,更加重视对学生实验操作技能的培养和锻炼,所以在整个教学过程中实验教学占有非常重要的地位。
通过实验教学,我们要培养学生观察、思考、分析、判断和解决问题的能力,让学生树立起严格的“量”的概念,同时培养他们严谨的工作作风、实事求是的工作态度和科学的工作习惯。而这一切能力的基础则是实验基本操作技能的训练。
分析化学实验基本操作,要求学生能够正确并熟练地掌握分析化学实验常用仪器的使用方法,如天平的称量方法,移液管、容量瓶及滴定管的使用方法。其他方面还包括标准滴定溶液的制备、实验现象的观察与判断、实验数据的记录与处理等。这些操作是学生在实验中能够获得准确分析结果的前提。因此,在实验教学过程中基本操作技能的规范化培训就毫无疑问地成为非常重要的一项内容。
为了使学生掌握规范的实验基本操作方法,就要求教师在实验课上有极高的责任心和耐心,详细讲解操作规程,认真观察学生操作,及时指导纠正不规范的操作行为。除了采取以上方法外,还可以运用其他的方式来增强教学效果。
一、示范讲解与多媒体教学手段相结合
在实验课过程中,教师要详细讲解常用实验仪器的使用方法。但单纯的语言讲解很难让学生获得直观的理解和认知,所以在讲授过程中教师要注意在讲解的同时配合规范化的操作示范,让学生通过直观的观察来掌握操作要领。
除了现场演示操作之外,还可以配合使用现代化的多媒体教学手段。我院工业分析专业在实验教学中,选用了化学工业出版社出版发行的工业分析学习软件包,这套视频学习软件中包含了非常全面的化学实验基本操作视频演示资料,并配有细致的讲解。教师现场示范时由于学生过多而有人看不清楚操作的情况,在用多媒体演示时则可以完全避免。视频文件可以反复播放,如遇重点内容可随时停下,由教师进行详细讲解。除此之外,教师还可以配合教学内容自行制作课件,对学生进行有针对性的操作指导。这样有助于学生在最短的时间内,以最直观的方式学会操作方法。
二、与国家职业技能鉴定考核标准联系
高职教育不同于普通的高等教育,它是一种以培养技能型专业人才为目标的教育模式。高职院校学生毕业后将要走上生产一线的高级技术工人的工作岗位,所以在学校的学习中实践技能的培养就被放在了一个非常重要的位置。因此高职院校提倡“双证教学”,即在学生毕业时要求获得毕业证和职业资格证两个证书,以证明学生在校期间在专业理论知识和专业实践技能的学习上都达到了合格的要求。
对于工业分析与检验专业的高职学生来讲,他们在毕业时需要获得的是分析检验工的高级技能证书。高级分析工的考核分为两个部分,一是理论考核,二是实践考核,两部分都通过才视为合格。在实践考核中,分析化学和仪器分析两门课程的操作内容各占50%,可见分析化学实验操作技能对于学生的重要性。
那么在实验教学中,我们就可以与考证相结合,将考证的内容及要求贯彻到日常实验教学中,让学生们在每一堂实验课上,都按照考证的标准来进行练习。在考证中尤其对学生的实验操作习惯有很细致的要求,比如实验操作过程中时刻要保持实验台面的清洁和整齐,实验结束后要及时整理实验台并擦干水渍,等等。这些方面都有利于培养学生专业的工作习惯。
三、实验考核方法的创新
检验教学效果的最主要手段就是考试,科学合理的考核方式不仅能够检验学生的学习成果,而且能够提高学生们对实验操作的重视程度,进而督促学生更加认真地对待操作练习。
对于分析化学实验的考核,可以分为两部分:一是对平时的考核,包括实验预习、实验操作和实验报告等方面;二是实验考试,在这部分可以摒弃传统的考试方式,就是单纯的学生做老师评分,而可以选择更加科学的考试方法――交互式考试法。
用这种方法,每名老师每次可以同时考核两名同学。考试时,由一名同学甲进行操作,而老师和另一名同学乙则观察同学甲的操作。当同学甲完成考试操作内容后,由同学乙和老师按照相同的考核标准各自给出一个分数。如果同学乙给出的分数和老师给出的相同,则证明同学乙对操作规程的掌握比较扎实,在评价他人的考核部分可获得高分;但如果同学乙给出的分数高于老师给出的分数,则证明同学乙对操作规程的掌握还有一定的欠缺,在评价他人的考核部分分数则会降低。考核过程结束之后,甲乙两名同学任务对调,由甲再来观察评价乙的操作。整个考试结束之后,每名同学都会获得两个考核成绩,一个是自己的操作成绩,另外一个是评价他人的成绩。以这样的方法进行实验考核,学生会更加认真地学习实验操作规程,尤其是实验别多的细节问题,或许平时操作时教师强调很多次,学生都不会注意,但是用这种方法,学生则会更快地掌握。
四、开放实验室
要想提高实验操作水平就必须不断地进行练习,但实验课上的操作练习时间对于学生来讲是相当有限的。为了给学生创造更多的练习机会,可以在课余时间将实验室对学生进行免费开放,为学生们提供实验仪器和实验药品,鼓励学生利用课余时间来实验室进行基本操作练习或者预习实验、补做课上未完成的实验,等等。这个时间段,学生也可以请老师进行相关的指导,利用课余时间,以提高学生实验操作技能。
①给盛有液体的烧瓶加热时,需要加碎瓷片或沸石;②酒精灯内的酒精不能小于酒精灯容积的13;③点燃可燃性气体前要验纯;④稀释浓硫酸时,要将浓硫酸慢慢沿器壁倒入水中。
A.①②③④B.①③④C.③④D.只有③
在化学实验操作中首先要注意实验安全,①中加碎瓷片或沸石是防止液体暴沸,②和③是防止爆炸,④是防止液滴飞溅伤人。本题选A。
小结:实验操作需“五防”。
1.防止火灾:化学药品中有很多是易燃物,在使用时若不注意可能酿成火灾。所以,对易燃物:①必须妥善保管,放在专柜中,远离火源。易燃品,强氧化剂,钾、钠、钙等强还原剂要妥善保管。②使用易挥发可燃物如乙醇、乙醚、汽油等应防止蒸气逸散,添加易燃品一定要远离火源。③进行加热或燃烧实验时要严格操作规程和仪器选用,如蒸馏时要用冷凝器等。④用后若有剩余,决不能随意丢弃,如残留的金属钠应用乙醇处理,白磷应放在冷水中浸泡等。
2.防止爆炸:各种可燃气体与空气混合都有一定的爆炸极限,点燃气体前,一定要先检验气体的纯度。特别是氢气,在点燃氢气或加热与氢气反应的物质前,都必须检验其纯度。
3.防止倒吸引起爆裂:加热制备气体并将气体通入溶液中的实验,要防止因反应容器内压强锐减而造成液体倒吸入热的反应容器内。玻璃的膨胀系数比较小,冷热不均会造成玻璃容器爆裂,甚至溅伤实验人员。
5.防止暴沸:加热液体时,由于它们的沸点一般比较低,一旦温度过高,液体局部过热,会形成暴沸现象,反应溶液甚至冲开橡皮塞溅伤实验者,所以,在反应容器中要放一些碎瓷片。
例2下列关于实验安全的叙述中错误的是()。
肠道是人体最大的免疫器官,肠道不健康,皮肤也容易不好。A.使用、制备有毒气体应在通风橱中进行,应有完全吸收处理装置
B.酒精及其他易燃物小面积失火,应该迅速使用湿抹布扑盖;钠、钾等失火应用泡沫灭火器扑灭
C.汞洒落后,应立即撤上硫粉,并打开室内的排气扇
D.实验时应戴防护眼镜,万一眼睛中溅进酸或碱溶液,应立即用水冲洗(切忌不要用手揉眼睛),然后请医生处理
A项,为防止有害气体污染环境及对人体造成伤害,在使用、制备有毒气体应在通风橱中进行且应有完全吸收处理装置,正确;B项,钠、钾都能和水反应,所以不能应用泡沫灭火器灭火,错误;C项,汞在常温下可以和硫反应生成硫化汞,正确;D项做实验时万一眼睛溅进酸或碱溶液,就应立即用水冲洗,正确。本题选B。
二、物质的分离与提纯
例3请依据图1所示的装置图回答下列问题:
图1(1)与各装置图对应的物质分离或者提纯的方法是什么?
(2)你在进行与上述装置图对应的相关操作时,应该注意什么问题?
根据所学知识可以确定,(1)A为过滤,B为蒸发,C为萃取分液,D为蒸馏。(2)①过滤时注意:做到“一贴、二低、三靠”。“一贴”即滤纸紧贴漏斗的内壁,中间不留有气泡(操作时要用手压住,用水润湿);“二低”即滤纸的边缘低于漏斗口,漏斗里的液体低于滤纸的边缘;“三靠”即倾倒液体的烧杯尖口要紧靠玻璃棒,玻璃棒的末端轻靠在三层滤纸的一边,漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁。②蒸发时注意:蒸发皿中液体的量不得超过容积的23;蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌,以防止局部温度过高而使液体飞溅;当加热至(大量)固体出现时,应停止加热利用余热蒸干;不能把热的蒸发皿直接放在实验台上,应垫上石棉网;坩埚钳用于夹持蒸发皿。③萃取分液时注意:萃取所用的萃取剂(即溶质在其中溶解度较大的溶剂)必须与原溶剂互不相溶,溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度;为了使萃取剂与原溶液充分混合,应该用力振荡;塞紧上口玻璃塞,右手压住分液漏斗上口部的塞子,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来用力振荡;放出下层液体时,绝不可将上层液体一同放出,即使已经将下层液体收集好,上层液体也不能由分液漏斗的下口放出,只能由上口倒出;将分液漏斗上口的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔,再将分液漏斗下面的活塞打开,下层液体方可放出。④蒸馏时注意:烧瓶中所盛液体最多不超过其容积的12,加热时不得将液体全部蒸干;测量馏出物沸点的温度计,其水银球与蒸馏烧瓶的支管口下沿平齐;冷凝器中冷凝水水流的方向,应是进水管口在下,出水管口在上,水流速度不必太快,只要能使蒸气在通过冷凝器后全部转化为液体即可;冷凝下来的液体须用牛角管导入细口的锥形瓶内,不可用烧杯等广口容器承接;需向其中加几块洁净的沸石或碎瓷片,可起防暴沸作用。
1.无论在化学实验室,还是在家中进行实验或探究活动,都必须注意安全。下列实验操作正确的是()。
A.在实验室千万不要品尝有毒的药品,如果药品无毒的话可以少量品尝
B.如果实验过程中发现酒精灯内酒精量不够,可以随时打开塞子往里面加酒精
C.如果火灾现场存有金属钠,千万不要用水灭火,应该迅速使用泡沫灭火器灭火
D.为防止试管破裂,加热固体药品时试管口一般要略低于试管底
2.下列常用仪器中,不能直接用于混合物的分离或提纯的是()。
一、引言
近年来,化学实验微型化的研究和应用,在国内外得到迅速发展。国外已将微型化化学实验技术在基础有机化学实验学习中普遍推广应用。在我国不同类型不同层次的学校,相继开展了微型化学实验推广应用的研究工作,并取得了可喜的成果。实践证明,适当采用微型化学实验,是符合我国国情的一项化学实验的改革。
二、有机化学实验微型化的意义
不论常规与微型化学实验,其目的都是为了通过实验获取所需的尽可能多的化学信息。微型化学实验和常规化学实验相比,所用的仪器体积小,设计精巧、便于携带、试剂用量少、节约经费、对环境污染小、安全程度高,而实验结果却与常规实验相同,甚至更为明显。由于有机药品毒性大,易燃、易挥发,所以进行有机化学实验的微型研究更具有特殊意义。
【中图分类号】G633.8
前言
实验教学是工科院校实践性教学环节的重要组成部分,不仅可以培养学生的科学实验能力和工程实践技能,更是启迪学生创新思维,创新能力的重要方法和途径。无机化学实验是化学工程与工艺、环境工程等工科专业学生进校后接触的第一门专业基础实验课程。但是因为很多原因,无机化学实验存在这一些问题亟待解决,比如无机化学实验的内容多,但是给的学时很少;实验老师讲得比较多学生动手的时间很少。为解决以上的矛盾,培养出具有良好实验技能和综合能力,符合社会需求的人才,无机化学实验课进行了以下几个方面改革。
一、无机化学实验课教学改革试验的方向
首先,无机化学实脸课教学,自成体系, 独立于无机化学课程之外 , 自成一门基拙课秘开设 , 在地位上保证了教学质量。 其次,加强实脸教学的组织领导、配备专职的实脸指导教师 , 建立实验教学小组,在组织上保证了教学质量。最后,建立无机化学实验课教学的考查和考试制度,在制度上保证了教学质量。
无机化学实验课是化学系一门重要的专业课。但多年来, 该门课程一直处于无机化学课的从属地位,所承担的任务主要是验证无机化学中的基础理论和基本知识。因此,无机化学实验课教学, 成了无机化学教学中的一个环节。由于没有把无机化学实验教学放在应有的地位, 结果造成教师不愿意教、不愿意学的竭面 , 影响了无机化学实验的教学质量的提高。通过实验教学, 培养学生具有一定的独立进行科学研究活动, 确定了无机化学实验课的基本内容如下:
1、实验的基本知识
目的的要求, 学生必须掌握实验基本实验技能包括玻璃细工、量度仪器(台天平、分析天平、 比重计、 温度计、 量筒、 移液管、容量瓶… ) 的使用 , 加热 ( 水浴 、 砂浴 、 油浴 ) 、 蒸发 、过滤 ( 常压过滤、减压过滤、 热过滤等 ) , 分离 ( 漏斗分离、离心分离 ) 、分馏 、 萃取、烘干、灼烧、冷却 、结晶、滴定, 以及常用试液和试剂的配制, 仪器和装置 , P H计, 分光光度计的使用等。
2、基础理论和元素化合物知识基础理论和主要元素及其重要化合物的性质、制取,是无机化学实验课的主要内容, 通过实验, 学生可以获得大量、生动的感性知识,因此无机化学 实验教学,是学生获得无机化学知识的重要方式。其主要内容,包括基本定律、物质结构、溶液和、胶体溶液, 反应速度与化学平衡, 电离平衡与溶解平衡, 氧化还原反应与电化学、 络合物, 主要元素及其重要化合物的性性质, 制取等。
二、无机化学实验课教学改革初步试验的步骤
1、完善实验课程体系
以往的无机化学实验教学内容,以“理论验证、性质验证”为主要实验内容,并且每个实验项目的内容是固定的。这类单一验证性的实验,占用了大量的学时,操作却很简单,不但学生的操作技能得不到很好的训练,而且还僵化了学生的思维和动手能力,更无从谈及培养学生的创新能力.所以,针对这一情况,我们对无机化学实验课程体系和内容进行了一系列的调整,改变了侧重验证性实验的状况,加强了基本操作和常用仪器使用训练,增强了学生能力培养作用较大的无机制备实验和综合性、设计性实验,努力使体系和内容趋于完善和科学。
2、加强基本操作训练实验基本操作实验占所开出实验的25%左右.对于无机化学实验的这些特点,在无机化学实验课上培养学生操作的规范性是非常有必要的也是最基本的要求,同时也是无机化学实验教学当中的重中之重。所以,实验老师将基本操作的训练的两个实验通常放在实验课程的前部先完成。这样做的好处是突出操作训练,尽量不牵涉或者较少的牵涉无机化学知识和原理,以便学生能够集中精力的学习掌握实验的基本操作。学生只有掌握好基本操作,后续课程才能顺利进行,才谈得上观察实验现象、分析解决实际化学问题的能力的培养。根据我们的经验,新生实验能力与大学要求的差距,较之化学理论知识的差距更大.若像以往将基本操作训练与化学原理相结合进行实验,势必冲击基本操作的掌握,学生顾此失彼,收效不大。特别是近年来学生负担过重,预习不充分,问题尤为突出。
3、合理调整及精简验证性实验
将验证性实验比例从所占开出实验的80%降至33%左右。通过简单现象来验证结果,“照方抓药”式的验证性实验过多,不但不能真正发挥验证实验的作用,而且容易导致学生不能正确认识科学的研究方法。另外,该类实验占用了大量的学时操作却很简单,很难激起学生的学习兴趣,许多学生对此类实验不重视,实验操作草草了事,收效甚微。为此,我们通过合理调整、合并及精简将此类实验压缩为总学时的 33%左右。学生由过去被动学习变为主动学习,大大提高了学生的学习兴趣,同时也使学生的个性、特长、能力有了发展的空间。初步培养了学生从多角度、多方位去分析和解决问题,有效地训练了学生的发散思维。这对培养学生的科学素养、创新精神和创新能力意义
4、实验课总成绩
实验课总成绩由平时成绩和期终考核成绩两部分组成,分别占60%和40%.总成绩可用下式求算:
总成绩 =A1+A2+A3+…+An /n×60% +B×40% 其中 A1~An 为每个实验的成绩,n为实验个数,B为期终考核成绩.这种考核方法不仅能比较全面地评估学生对于技术操作、知识应用以及实验态度的情况,而且还能够综合的反映出学生在实验课上的动手操作能力、观察能力以及真实的实验技能水平,从而更好的激发学生对于实验的兴趣,调动学生的主动性和积极性,促进学生能够按照教学的要求来很好的完成每个实验,使学生在实验中得到全面良好的训练,达到教书育人、提高教学质量的目的。
结语
经过几年的实践,我们深切感到以上改革的方法是可行的,也是有效的,不仅使学生的动手能力、观察能力、分析和解决问题的能力大大提高,而且学会了初步的科学研究过程,满足了工科无机化学实验的要求。
参考文献:
[1] 袁余洲,张宏志,包明龙.无机化学实验课改革的探索与实践[J].玉林师范高等专科学校学报. 2012(03). 72-75.
目前我们的有机化学实验课程总课程主要分为两类:基础有机化学实验和有机物制备,课程分两个学期完成。此外还开设了综合实验和精细品化工实验(专业选修课)。从课程的安排可以看出,第一学期主要培养学生的基本实验操作能力,然后在掌握好基本操作之后将其融入到有机物制备的实验项目中巩固练习。第二学期课程基本为有机物制备。根据长时间观察以及和学生的交流,我们发现,95%以上的学生一开始接触有机化学实验时兴趣浓厚,积极性高;然而,一学期下来对有机化学实验还保持着浓厚兴趣的学生比例大幅度下降。学生对有机化学实验逐渐失去兴趣的原因主要有以下几个方面:①性质实验时,有机物气味太刺激;②部分实验时间过长,如柱色谱;③制备实验很辛苦,经常还产率较低甚至失败没有产品等。实验指导老师经过观察教学发现以下问题:①学生基本照方抓药,学生都是“听话”的学生,缺乏自主思考能力;②学生过于谨慎胆怯,不敢大胆创新[3];③实验装置安装好后,大部分学生缺乏观察记录实验现象以及实验探索思考的习惯等。无论是从学生还是老师的角度我们都发现现行有机化学实验教学存在很多的问题。这些问题日益突显,导致无法达到我们的教学培养方案。因此,是时候对我们的有机化学实验教学进行深刻的反思了。
2有机实验教学改进措施
2.1传统实验教学与先进仪器教学相结合
目前,根据调查发现高校有机化学实验内容安排陈旧[4],部分“经典”实验开设几十年未变。如b型管法测定物质熔点,在该实验中用硫酸作为导热介质,升温至上百摄氏度再降温再升温,如此平行做9次。该实验耗时较长,并且学生基本处于等待降温,学生觉得枯燥乏味,硫酸使用量大且温度高,实验过程危险系数较大,实验结束后废硫酸处理难度大。然而,随着科技的发展,实际生产过程中更多的使用现代先进仪器,熔点测定主要采用熔点仪,方便快捷,实验误差受操作者影响较小。因此传统b型管法测定物质熔点可以由熔点仪代替,并且该实验可以整合在有机物制备实验中,学生做出的产品使用熔点仪测定熔点,学生更容易接受先进技术,从而调动学生实验的积极性。再比如,在制备实验过程中有时需要蒸馏除去溶剂,传统方法需要学生搭建蒸馏装置,而现代先进设备旋转蒸发仪能代替传统蒸馏方法,实际生产过程中也是多数使用旋转蒸发仪除去溶剂。采用先进仪器教学相结合培养出的学生能更快的适应现代科技生产发展过程。
2.2实验课程时间优化
学生反映有机实验课持续时间过长,导致有机化学实验课时过长的原因主要有以下两个方面:①实验开始前,老师讲解时间过长。一般有机化学基本实验操作的讲授板块分为实验目的、实验原理、实验装置、实验过程及实验注意事项等。根据调查,学生听课注意力集中时间一般在30~40min,超过这个时间段学生注意力开始分散。因此实验教学重点放在操作和注意事项上。根据问卷调查,学生普遍认为实验课只PPT教学,一堂课结束后,老师原理讲太多而学生基本操作依然不会;相比较而言,课堂中老师操作演示,演示过程中强调注意事项的教学模式更容易接受。②实验过程中,常常反应时间就需要1~2h左右。通过观察发现,这段时间学生大多数处于“低头族”玩手机的状态。传统的实验教法导致学生都是“听话的好学生”,缺乏主动思考,不利于学生探索能力的培养。好的教学应该引导学生充分利用这段时间进行问题思考,一个有机物的制备也许可以有不同的实验方案,为什么我们是按照教材编写的实验方案来操作,而不是用其他的方案,这些问题都是需要同学们探索思考的。实验教学应该分阶段采用不同的教学方法。在学生刚开始接触有机实验时,对有机实验的性质不太了解,这个阶段应该注意培养学生规范操作,让学生掌握安全操作技能。随着学习的不断加深,学生已经掌握基本实验操作,这个阶段要注重培养学生思考探索能力。对于一个有机制备实验来讲,学生应该通过自主学习,主动思考,初步完成实验原料筛选,仪器装置筛选,产物提出方案等方面。在这个阶段,教师的作用就是指引学生完成整个实验方案,而不是直接告知学生这个实验的方方面面,造成学生按部就班完成实验,把学生培养成为一个操作工。
3紧密围绕培养目标
教学的目标是培养人才,培养适应社会生产需求的人才[5]。教育培养出来的人才最终是要服务社会的,在服务社会中才能体现教育的价值[6]。尽管我校是以师范命名的高校,但我院是学科专业包含师范专业和应用化学两个专业。针对不同专业,我们的培养目标不同。对于师范专业的学生来说,人才目标是培养出中学教师,有机化学基础知识以及教师教学技能是主要培养方向。因此师范专业学生有机化学实验具体项目可以侧重于验证性实验,比如性质实验比例可以提高,通过性质实验学生对有机物化学性质有更直观深刻的理解,加深有机化学基本理论知识。此外增开贴近生活的实验,如药物阿司匹林的制备,除草剂的合成等,这些实验项目不仅能提高学生的学习兴趣,还能给师范专业的学生提供以后教学的素材。对师范专业学生实验教学方式可以改变传统实验教学中的老师主讲,学生听课然后学生实验的教学模式。在实验课程中可以给师范专业学生更多讲课的机会。对学生进行分组,让学生通过预习实验,制作讲课文稿课件,然后每次实验课让学生先讲解自己准备的实验教学课件,其他同学提问点评,最后老师对整个实验统一指导把控。通过实验教学课件的准备,学生需要查阅更多的资料,实验预习更加充分,对所要进行的实验有更充分的预知性。同时,学生通过自己讲解实验还练习师范专业学生讲课技能,在一次课程中得到既教又学的目的。这样的教学模式不仅可以大大调动学生学习兴趣和积极性,还紧紧围绕着我们的培养目标。对于应用化学专业学生,人才培养目标是实验研究型人才,有机化学实验基本操作和技能是主要培养重点。因此应用化学专业学生有机化学实验项目主要有机物制备实验和综合实验。遵循教学中的循序渐进原则,实验项目先开设有机化学实验基本操作(如蒸馏、重结晶、薄层色谱、柱色谱等)然后开设有机物制备实验,最后提升到综合实验。对于应用化学专业,学生的主要流向分为两部分:一部分是在化工、制药等公司做应用实验员,另一部分进入其他高校继续攻读研究生。这两个流向均要求学生在有机化学实验基本操作方面有过硬的本领。因此,在实验项目开设过程中,第一阶段主要培养实验基本操作技能。有机化学实验基本操作不仅是有机制备实验和综合实验的基础,而且在实际生产过程中,有机化学实验基本操作也是应用最广的一种技能。在抓好基本操作这一关后,逐渐开设有机制备实验和综合,将基本操作技能在有机物的合成实验过程中得以巩固练习。有机合成实验项目的开设也要注意同实际生产相结合。例如开设一些简单药物合成实验,具体有阿司匹林、苯佐卡因等的制备。这种贴近生活生产药物合成实验的开设能大大激发学生实验兴趣,让实验课程不再枯燥乏味。此外,对于应用化学专业还应该掌握一些特殊反应技能和特殊药品处理方式,特殊类型反应有微波反应、催化反应、高压釜反应等,特殊药品有铝锂氢、酰氯、钯/碳等。在基本操作学习基础上,进一步拓宽学生的知识面。努力做到让学生学得开心,让用人单位对学校培养出的学生满意,朝着“读书的好地方,选才的好去处”的目标培养学生。
4结语
有机化学实验教学中存在的诸多问题是长时间累积下来形成的,要想改善有机化学实验教学中问题,提高学生对有机化学学习积极性也不是一蹴而就的事情。目前,我们对有机化学实验教学的思考与改进也还处于初探过程中,我们将在今后的教学过程中不断反思,努力改善,达到更高的人才培养目标。
作者:杨琴 杨辉 单位:西华师范大学化学化工学院
参考文献:
[1]江玉亮,顾维瑾,王炳祥.有机化学实验教学改革探讨[J].化学教与学,2015(6):47-48.
[2]方瑞琴,谢光波,冯娟,等.有机化学实验教学改革探索与思考[J].实验科学与技术,2015,13(5):83-85.
[3]郑春满,韩喻,谢凯.有机化学实验教学改革与学生创新能力培养的研究[J].高等教育研究学报,2011,34(1):98-100