时间：2023-03-28 14:58:15
导语：在绿色化学生活论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
2008年上海高考第12题取材于笔者在《化学教学》发表的论文“试纸上的微型电解实验”[1], 该题依据实验中的现象,由于采用简单易行的微型化学实验操作,实验真实性得以显现,在知识与能力的考查基础上更加培养学生科学求实的态度。
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:
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[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.
[8]易章和.充分利用生成资源命题推进化学课改评价研究[J].化学教学,2005,(10):41～43.
关键词：绿色化学，教学改革，实践，创新人才培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0198-02
绿色化学体现了科学发展观，是减少资源消耗、实现循环经济和经济可持续发展的重要科学基础。它吸收了当代化学、物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术，具有明确的科学目标和社会需要，是一门新兴的交叉学科。绿色化学是化学学科发展的必然选择，也是解决环境污染问题的重要途径。在高校化学教学中渗透绿色化学的理念，能够使学生在进入社会、工厂或是进入研究领域之前就牢固树立绿色化学的意识和可持续发展的意识。开展绿色化学教学改革，一方面有利于培养高素质创新型人才，另一方面可以促进普及和传播绿色化学的原理。近年来，我们在绿色化学教学方面进行了一些改革和探索，在创新人才培养中收到了良好的效果。
一、加强绿色化学教材建设，编写合理的教学大纲
教材是学生获得系统知识、进行学习的主要材料，也是教师进行教学的主要依据。教材建设是衡量专业建设与课程建设成果的重要指标，教材的质量直接体现高等教育的发展水平，也直接影响高校教学的质量。加强教材建设是搞好绿色化学教学改革的前提。绿色化学是化学发展的高级阶段，教材的编写应以化学的绿色化为主线，融合化学、物理和生物的原理知识为基础，体现化学发展的前沿性、前瞻性和创新性。教学大纲是根据教学任务和目的规定的教学范围、教学体系和教学要求的基本纲要，是教师组织教学的基本依据，因此需要根据各专业特色编写合理的教学大纲。高校要根据学科专业的特色和自己的科研优势进行教材建设和大纲制定，充分发挥各高校教育模式和教学内容的多样性，满足社会对不同层次人才的要求。
二、注重与学生的沟通，革新绿色化学课堂教学方法
课堂教学方法的选择是决定课堂教学效果和效率高低的一个重要因素，是实现“教书育人”宗旨的重要途径。在实际教学时，教师能否正确地选择教学方法，是影响课堂教学质量的重要因素。在绿色化学教学中，选择互动式教学和启发式教学方式，调动学生的积极性，培养学生的独立思考能力。教师在讲解的过程中加强与学生的讨论和交流是十分必要的，发挥教师的主导作用，将绿色化学专业知识和化学化工生产相融合，将绿色化学减少或消除化学污染的实例搬到课堂上，采用学生分析讨论、分组辩论的方法，最后老师再加以补充和总结，增加师生的课堂互动，调动学生的积极性和主动性，培养学生的组织材料、逻辑思维和语言表达能力；同时可将本地区黄河污染的典型案例渗透到绿色化学教学中，让学生亲身体验污染给人们生活带来的危害，培养学生对环境保护和污染防治的责任感及实施绿色化学的重要性。为了激发学生的学习兴趣，在教学中设置异彩纷呈的教学环节，采用新颖别致的教学方法，运用千姿百态的教学手段和幽默风趣的教学语言等进行教学，使学生尽快明白和掌握教材中的重点、难点和关键。例如《绿色化学原理》的教学难点是设计高效催化剂，正确的选用催化剂不仅可以加速反应的进程，而且能从根本上减少或消除副产物的产生，从而减少污染，在教学中选择乙烯氧化制备环氧乙烷中氧化剂的选择，从反应的原子经济性和环境效益两个方面进行分析，计算原子利用率，考察环境因子，最后确定银催化剂可以满足绿色化学的要求，实现乙烯氧化制备环氧乙烷清洁生产的目标。
三、应用先进教学手段，提高绿色化学教学质量
把现代化教学手段应用到化学教学中。要改变落后的教学手段和教学模式，必须发展新的教学手段。多媒体教学在绿色化学教学中已是必不可少的手段。多媒体教学与传统教学相比较优势如下：①信息量大，能有效增加教学容量，通过互联网及时更新绿色化学前沿资料，例如将每年美国“总统杯”绿色化学挑战奖最新研究成果引入教学，使学生了解绿色化学研究动态。②方便、快捷，节省了教师授课时的板书时间，提高了教学效率。③形象、直观，如反应机理和分子结构可以形象化地模拟出来，易于学生理解。④综合应用图片、文字、视频和动画等资料来进行教学，突出重点，淡化难点，使抽象难懂的知识直观而形象。⑤活跃课堂气氛，使教学活动富有启发性，增强学习的趣味，寓学于乐。多媒体教学在一定程度上有利于提高教学效率，但如果过多依赖多媒体课件，会使教师和学生之间失去互动性；教师授课节奏快，学生无法跟上讲课的进度，对知识点一知半解，无法消化。因此，教师不应该完全依赖多媒体课件，正确处理好多媒体课件教学与传统教学的关系。我们在绿色化学教学中，运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，增强学习的趣味和可理解性，明显提高了教学效果。
四、鼓励学生参与科研项目，培养学生创新能力
教学与科研是高校工作的两个重要职能，教学与科研的结合是培养学生创新能力的主要途径。大学生参加科研项目的意义在于激发大学生的科研兴趣，强化理论与实践的结合，拓宽知识面，获得更多、更新的知识，提高大学生的综合素质。让学生参与科研活动，不仅有利于培养团队协作精神、锻炼社会交际能力，而且也可以培养创新能力、正确的科学态度，为今后从事科学研究或创新性工作打下良好的基础。从大一开始，兰州交通大学就积极引导和鼓励大学生参与教师科研项目，学生可以凭自己的兴趣自由选择参与科研实验，团委和实验管理处提供场地、资金，笔者指导的大学生创新项目组获得第七、八届挑战杯甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛一等奖和三等奖，项目组成员考取了北京大学、南京大学、华东理工大学和天津大学的研究生。
五、结合绿色化学学科前沿，调动学生的积极性
营造校园浓厚的学术氛围，邀请专家学者做绿色化学发展前沿专题报告，举办博士论坛，组织开展绿色化学知识和实验竞赛，吸引更多学生参与学术科研，提升我校学生的学术科研水平。并且在课外，以绿色化学原理及应用为主线，布置课程论文，让学生应用学校馆藏和网上资源，收集整理资料，撰写论文，促进学生理解和应用理论知识，培养他们的基本科研素养，激发学生在教学中的主动参与性，充分发挥其学习主体性，转变其被动的学习方式为科学的探究性学习方式。
总之，在绿色化学教学中通过强化教材建设、更新教学方法和教学手段、开展前沿专题讲座，吸纳学生参与科研等途径，加强绿色化学理论知识与实际的联系和融合，不断推进绿色化学教学改革，为培养适应化学化工建设需要的创新型人才发挥其重要的基础作用。
参考文献：
[1]吴辉禄.绿色化学[M].成都：西南交通大学出版社，2010.
[2]魏利滨，曹文华.绿色化学[M].北京：中国环境科学出版社，2004.
[3]皮宗新.绿色化学教育的实践和探索[J].合肥师范学院学报，2009，27（6）：83-86.
课堂教学是学校教学活动的主体，课堂教学应摒弃传统的教学模式，在课内渗透社会生活中的化学，并使其紧密结合教学内容和进度来进行，只有这样才能巩固课内知识，同时也能及时拓展课外知识，使课内、外知识有机地结合起来，使学生在学习的过程中没有累赘感，反而觉得所学知识更丰富，实用性更强。例如，在“氮和磷”的教学中，以“我们每时每刻都在氮气的包围之中”的现实场景引入氮气的物理性质，说明氮气的化学性质不活泼，进而引出氮气的分子结构和化学性质。也可以讲述在打雷闪电时氮分子与氧分子分裂为原子，原子重新组合成一氧化氮分子的场景，介绍了后续几个反应后，得出谚语——“雷雨发庄稼”的结论。在讲到NO的毒性时，补充NO作为信使分子在生命过程中的重要功能，让学生带着惊讶的情绪对NO产生了新的认识。
通过紧密结合教材基础知识或重点知识的应用性知识的补充、讨论与交流，一方面可以使学生从化学的角度逐步认识自然与环境的关系，分析有关的社会现象，培养学生联系生活、社会中的化学问题的意识，另一方面可以提供给学生未来发展所需要的基础的化学知识和技能，培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力。
二、进行热点渗透教学
教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料，日常生活中生动的自然现象和化学事实等，能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识，激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”，这既是一个自然科学问题，也是一个“人文意识”问题，围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究，指导学生查阅文献，访问网站，获得知识。在讲授重金属汞的性质时，可以结合生活实际讨论其危害，讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性，例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等，使学生养成良好的生活习惯，这使化学教学更贴近于社会实践，同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感，具有实用价值，有助于培养学生对未来的人文关怀，将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。
三、进行生活与化学关系专题教学
高中化学专题教学能有助于激发学生的学习兴趣，并可拓展学生的知识面，具体教学形式可以将生活中的化学与书本中的化学的联系以专题讲座的形式介绍给学生，介绍化学的过去、现在和未来，介绍世界高新技术发展的动态与趋势，介绍化学在高新科技领域中的作用，介绍化学与其它学科之间的相互渗透，介绍化学与社会的关系，如健康、保健、能源、资源、环境等社会问题。例如可以向学生讲解当前化学合成材料的发展概况，人类已经可以制造出可以替代人体多个部位的化学材料。四、与生活中化学知识相关的实验探究教学
化学实验是进行科学研究的重要手段，是培养学生动手操作能力的有效途径，在化学实验的基础上，学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维，从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度，以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材，组织探究实验活动，既培养学生学习化学兴趣，又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“鲜果中维生素C的还原性”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。选取与化学有关的社会问题为实验内容可进行“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料，并进行模拟保水试验”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题，对于拓展化学实验的功能，提高学生的科学素养，具有十分重要的意义和价值。
五、进行与生活有关的论文写作教学
布置学生撰写小论文或课题报告，探讨实验中的问题或写出自己的体会。教师向学生介绍撰写小论文的基本要求和方法，从学生实际出发，文字能力不做高要求，只要论据能说明论题，条理清楚，说得明白就达到了要求。例如，将“糖类”设计成主题为“糖类与生活”的拓展课，课前充分发动学生积极参与，提出他们感兴趣的课题，引导他们提炼成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖与糖尿病”、“糖与减肥”、“糖与健康”等小课题。然后把全班学生组合成几个组进行专题研究，同学们查找资料、走访调查、统计数据、进行实验，在组内充分交流讨论的基础上，形成课题报告。
此外，遵循自愿的原则，鼓励学生将课外新闻记者材料用自己的语言加以组织，写出科技小论文。在将阅读材料整理成文章，并发表自己的见解的过程中，培养学生科学研究问题的学风，促进学生独立思考，提高自学能力的组织语言的能力。
教材中的教学内容是教师教和学生学的直接依据，不同的教学内容对应不同的教学策略和教学方法。化学教学内容可分为基本概念、基本理论、元素化合物知识、化学用语、化学计算以及化学实验等，不同类型的教学内容具有不同的特点。并非所有的教学内容都适合或者说都能很好地联系社会和生活实际。本文就当前化学教学与学生生活不能紧密联系的现状提出将生活中的化学渗透在化学教学中的相关教学方法，将所学知识运用在社会生活中，这有助于提高学生学习化学的兴趣，丰富学生的学习方式，提高学生的科学素养。这样的教学方式也给教师提出了更高的要求，要求教师要接受这样一种适应学生发展的教学方式，并愿意在教学中付诸实现，同时还要加强自身的专业化学习，注意搜集各种新知识，注重引导学生认识各科知识的普遍联系，只有这样才可以在教学中引导学生真正的进入化学学科的殿堂。
参考文献：
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化学是21世纪的核心科学，它是医药、材料、能源、环保等学科研究的基础，并越来越多地与人类的社会活动相联系。传统的化学课程资源是相对封闭、陈旧的，缺少与学生生活实际、社会生产实际联系，缺少与化学发展史和现代高科技发展的联系，化学的综合性研究为学生脱离原始的学习方式提供了机会。化学中的科学研究是一种重要的学习方式，也是中学化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。
一、教师要培养学生科学合理的研究方法
在化学综合性研究中，要培养学生发现问题、提出问题、解决问题，而强化学生的问题意识，正是培养学生创新精神的起点。
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。化学实验是学生学习化学中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境，具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验现象纷繁复杂，有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考才能从复杂的化学实验现象中发现问题。
所以，教师要特别注重化学实验中学生观察和思维能力的培养。如高一中“硫”一章：铜与浓硫酸反应实验，教学时一般描述的现象为：溶液变为蓝色，有刺激性气味的气体产生。果真如此吗？学生通过独立的实验探索，发现有如下现象：①加热初期，Cu片表面逐渐变黑；②继续加热，有大量刺激性气味产生，形成墨绿色浊液，试管底部灰白色沉淀；③再加热，管中出现白雾，浊液澄清，灰白色沉淀，Cu片消失；④冷却、静置，将试管中液体倒入另一支盛水试管中，管壁发烫，溶液略带蓝色，将灰白色固体倒入水中，形成蓝色溶液。然后我积极鼓励学生查阅资料，最后班级一起讨论解释现象：
主反应：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O（产生刺激性气味SO2和灰白色固体CuSO4）
副反应：5Cu+4H2SO4=3CuSO4+Cu2S+4H2O（铜片表面变黑，灰白色固体CuSO4增多）
Cu2S+2H2SO4=CuS+CuSO4+SO2+2H2O（墨绿色浊液变清，由于温度升高形成气雾）
CuS+2H2SO4=S+CuSO4+SO2+2H2O
S+2H2SO4=3SO2+2H2O
上述实验研究使学生扩展了知识，同时也训练了他们的创新能力。
教师还要注意将化学与人类生产、生活密切联系，将学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在感到熟悉和认为有用的情境别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。例如，在学习卤素时，可让学生根据学过的知识，自己设计并完成食盐中是否含有IO3－，还可以请学生通过合理的实验验证海带中碘的存在形式。在教学中要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现化学问题，使学生通过努力能够顺利地解决化学实验呈现的问题。如可用浓盐酸、浓氨水、酒精等的挥发实验来呈现构成物质的微粒是不停地运动的问题；用氯气使潮湿的有色布条退色的实验呈现次氯酸的漂白作用的问题等，都能使学生顺利地发现和解决问题。
化学实验以它特有的魅力在综合性研究中占有一席之地，为学生形成综合性研究的思维方式，培养学生解决问题的能力提供了条件。所以，应该提倡利用化学实验进行综合性研究，使学生掌握科学的学习方法，形成终身学习的意识和能力。
化学实验是综合性研究的重要方法，但并非是惟一的途径。有些内容的综合性研究并不一定需要通过化学实验来进行，特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此，学生可以掌握访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等获取资料的方式，并选择有效方式获取所需要的信息资料。如学生对原子结构模型提出质疑，我们无法通过实验进行研究，但可以通过上网、查阅书刊杂志了解化学史料，沿着科学家的研究足迹，去想象、去思考。有些内容的综合性研究可以综合利用包括化学实验在内的多种途径来进行研究。例如：在班级开展侯氏制碱法和钾发现历史的讨论，可以首先让学生查找有关知识，再通过学生自己模拟实验加深了对此项知识的印象。因此，在化学教学中，要根据学生的实际情况、具体学习内容和学校的教学条件等，引导学生科学、合理地选择综合性研究的途径。
二、在综合性研究的过程中，要采用合理的研究形式。
首先可以采用个人独立研究的形式。先由教师向全班同学布置研究性学习任务，可以提出一个综合性的研究专题，由每个学生自定题目，采用实验或者其他手段各自相对独立地开展研究活动。
学生完成一个课题后，自己进行小结归纳整理，或者撰写小论文。该过程既是培养和提高同学们再研究的过程，又是一个创新的过程。例如，关于市售食盐中碘的检验。对每个同学布置了研究任务之后，我不做任何提示，但是时刻注意学生反馈信息的收集，根据反馈信息即时做阶段性的引导。在第一阶段，我发现少数学生无从下手，部分学生采用淀粉溶液来检验，只有少数学生思考加碘盐中碘的存在形式，但在确定碘的存在形式时遇到了问题。这时，我及时进行科学实践的思路和方法的指导，确定方向后鼓励学生自主研究，学会查找资料，运用资料，结合自己的创造能力去解决问题。完成一个课题后，我积极鼓励学生进行归纳整理，将研究的结果撰写成小论文，取得很好的效果。
关键词 化学 本科教育 科研创新
中图分类号：G420 文献标识码：A
The Cultivation of Scientific Research Innovation Ability in
Undergraduate Education of Chemistry
LANG Leiming
(Biochemical and Environmental Engineering College, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing, Jiangsu 211171)
Abstract Undergraduate education is the basis of education for the cultivation of a person with innovation ability. The innovation ability cultivation of chemistry undergraduate can be achieved by means of interest cultivation and skill practice including the reformation of teaching modes and construction of good scientific research circumstance, which can improve the comprehensive quality of undergraduate.
Key words chemistry; undergraduate education; scientific research innovation
本科教育是关系到学生发展的重要阶段，一个人的能力素质和发展后劲很大程度上取决于本科阶段的熏陶和训练。本科生参与科研实践是培养其创造力的重要途径，国外众多知名大学都将本科生的科研活动纳入教学计划中。但在我们国家很多高校仍存在如只重教师传授、轻学生研究；重学习结果、轻学习过程；重书本知识、轻实践操作；重考试成绩、轻整体素质等弊端。这些都极大地抑制了学生的学习兴趣，不利于学生创新能力的培养。因此，化学本科教育中应实施新的教学模式，增设研究型课程和讲座，以激发学生的学习兴趣，开阔学生学科视野、增强学习兴趣与动力，并对其进行全面、系统、规范的科研思维训练和科研方法的培养，使学生在掌握化学理论知识的同时也能初步形成科学的思维方法、养成良好的治学和科研态度，培养创新意识和科研能力。
1 改革课程教学模式，努力培养科研意识
1.1 调整教学内容和教学方法
科学研究是在不断探索和尝试之中寻找新的客观规律，而科研兴趣的培养不仅与每个学生息息相关，而且也与我们教师平时教学内容，理念，方法，手段密不可分，如何保证在正常讲授基础知识的同时努力培养学生科研兴趣，这就需要在教学内容和教学方法上进行一定的改革。
（1）教学内容上，在讲授基础课程时，结合书本知识有针对性的穿插当前国家社会中与化学密切相关的热点、前沿问题如绿色合成、食品添加剂、新型催化剂等，在较短的时间里，加大重点资料的信息量，激发学生的求知欲。另外，开设相关的研究型课程和增加实验教学中的研究型实验，以无机化学实验为例，传统实验教材只是让学生照书做实验，只是简单的重复，少有真正的探索与创新，如此学生做完实验课后，收效甚少，从而不能独立设计实验开展科研工作，不具备真正的创新力，也很难解决新的实际问题。因此，在实验课的讲授中，将以往的重复性实验改为探索性实验和综合性实验，如：三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备。三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成是无机化学中的一个基本实验，通过实验改进，使学生不但了解三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备方法和性质，而且还可理解制备过程中化学平衡原理的应用，同时掌握水溶液制备无机物的一般方法并要求学生对产物不但用化学分析方法进行分析，还要用红外光谱进行表征。该实验是集无机合成、分析化学和仪器分析于一体的一个综合实验，实用性较强。此外，也可以结合教师自身的科研课题讲解制备无机材料的一些新的方法和表征手段，虽然此时大部分同学可能一时还无法认知和接受这些新的东西，但只要有意识的灌输科研的思想和理念，潜移默化中接受并且朝着该方向去努力，达到创新能力培养的目的。
（2）教学方法上，应视学生为学的主体，在课堂上不仅是老师传授知识的过程，也有学生参与课堂教学活动的过程，尤其是在一些研究型课程中要更注重学生自主性、独立性和创造性的培养，通过采取学生自学、教师辅导或组织小组讨论、师生共同研究的方式学习，使学生经过质疑、判断、比较以及相应的分析、综合、概括等认识活动获得结论，从而培养学生科研的思维方法和发现问题解决问题的能力。
1.2 开设系列科研讲座，激发学生科研兴趣
本科生平时除了忙于各种课程的学习外，接触科研工作的机会较少，尤其是在二本高校中开设科研方面的讲座就更为不多，这就阻碍了学生创新能力和科研兴趣的培养。因此，为了进一步调动学生的科研兴趣，邀请本专业的教授，重大课题负责人等老师介绍当前化学领域所从事的各类科学研究工作如何为国家战略与社会需求服务，如何在国民经济的主战场中发挥重要作用，拓展本科生视野，展望本学科发展的美好未来，并且还邀请年轻有为的教师和科研成果丰厚的硕博士学生代表讲述自身的求学和科研之路，让学生在羡慕之余也有了很好的学习榜样，进一步激发了学生的科研兴趣。此外，还可开设常规的科研知识讲座，就科研工作的基本要求和基本过程，科研工作者应具备的基本科学素养及科研风格，本专业的科研方法、研究手段等内容进行系统全面的阐述。
1.3 对学生进行科研岗前培训
化学类的本科生尤其是刚入学的学生虽然进行过实验基本操作的训练，但接触研究型的实验较少，对科学的思维方法和如何从事科研活动还知之甚少，因此，有必要对从事科研活动感兴趣的同学进行科研岗前培训，讲解如何查阅文献，如何选题和进行课题调研，如何分析现在的热点问题，并在指导教师的带领下参观实验室的各种仪器，了解和熟悉科研实验室的规章制度以及主要仪器的使用方法，对科研活动的前期准备工作有个直观和深刻的认识。
2 加强实践活动，培养科研能力
2.1 开放实验室，提供实践平台
为了能使学生得到全方位的科研素质和创新能力训练，实验室的开放为其提供了很好的途径。作为基础实验课的有力补充，开放实验室为广大有兴趣参与科研活动的同学提供了一个很好的施展自己才华的平台。相比较基础实验课，它在培养学生创新能力方面显示出独特的优势，如实验课上只是照着书本原有实验机械操作，缺乏自主创新和思考，而且由于人数较多无法保证一对一的指导和讨论，另外由于实验课程的局限性不能保证部分失败的实验再次重做，这就进一步限制了学生创造力的发挥。因此，开放实验室一方面可以对操作较差的同学进行补差，通过重复实验达到实验教学的要求。并且允许基础好的同学自己任选实验，进入实验室完成整个过程，验证自己的设想。另一方面，实行导师制，鼓励低年级的同学尽早进入实验室，跟随高年级同学参与导师的研究项目，熟悉从文献查阅、课题选择、设计实验方案、确定实验步骤、优化实验条件、选用实验仪器设备、评价实验结果及撰写论文等全过程，培养了认真仔细，刻苦专研的科研精神，学会如何用所学知识解释科研中出现的问题，并树立牢固的团队意识。经过一段时间的训练，在导师的指导下自己撰写课题申请书，参与学校或省级项目的申请，掌握课题申报的整个流程。通过这些创新与实践活动，充分发挥了学生的潜能，激发了学生学习化学、探求真理的兴趣，对科学研究有了较全面的了解，大大提高了实践能力和探索创新精神，也深化了化学实验教学的改革。
2.2 强化毕业论文工作，增强创新能力
毕业论文是化学类本科生在校期间最后的也是极为重要的实践教学环节，是培养学生运用所学知识解决实际问题，提高实践能力的重要手段。某种程度上，毕业论文工作也是对学生四年来基础理论知识，综合创新能力地综合评价。因此，毕业论文在培养学生的科研创新能力方面显得尤为重要。毕业论文工作是本科生在校期间从事的最长的一项科研创新活动，它在前期实验课和开放课题的基础上进一步提升和强化的学生的科研创新能力，但目前毕业论文工作存在着诸多问题，比如学生的重视程度不够，认为毕业论文只是走个过场，最终老师还是会让其通过；大四学生的考研压力会严重影响其毕业论文的工作时间，学生的创新活动得不到时间上的保障；另外由于本科学生人数的众多，师资力量的不足也会影响毕业论文最后的效果。因此，必须采取一定的措施以确保毕业论文工作顺利有效的进行：（1）针对不同学生的兴趣爱好有针对性的进行选题，指导教师必须尽心尽责的指导并对其严格要求，让其知道毕业论文的重要性。（2）针对考研的学生可以提前让其进入实验室开展毕业论文工作，这就避免了考研阶段时间上的冲突。（3）增加经费投入，保障毕业论文所需药品和仪器的及时到位，打通各专业仪器的限制，使其能为全院师生服务。通过一系列的举措，使全体师生感受到毕业论文工作的重要性，并形成良好的科研氛围，只有这样才能保障学生科研成果的不断涌现和创新能力的不断提高。
2.3 积极参与社会实践，提升科研创新能力
社会是个大舞台，学生参与社会活动和工作能有效拓宽学生的知识面和提高学生的综合素质。为此，应积极组织学生利用寒暑假时间参与社会调研和实践，比如，与社会环保组织联系定期组织学生到周边湖泊、河流采集水样，熟悉整个采样过程，并将样品带回实验室在老师的指导下进行分析处理，对出现的问题进行详细的分析和总结并提出可行的解决方法，最后形成水质报告供环保部门参考。通过这样一个过程不仅增强了学生积极参与社会公益事业的意识，而且从中也能使其将所学知识运用到实际生活，培养了分析问题解决问题的能力，并在不断地总结中提升自己的创新能力。此外，还可通过与社会企事业单位合作，组织学生到质监部门和化工企业等单位实践并将所学技术带回实验室进行进一步分析和改进，优化实验条件，提出更好的技术方案，这就经历了从理论到实践，再由实践上升到理论的创新过程。虽然这个过程对本科生来说并不是那么简单，但只有在不断的尝试中才能提升其科研创新能力。
总之，只有通过多方面的努力，不断调整教学模式和手段，加强实践教学环节，努力营造出良好的科研氛围，才能不断提高学生的科研创新能力。
参考文献
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[2] 刘经南.研究型大学本科教育质量战略与管理特色探讨[J].中国高等教育,2007(Z1):18- 21.
[3] 裘立群,殷焕顺,艾仕云,汪建民.建立开放实验室,培养学生的科研能力[J].实验科学与技术,2010.3(8):119-120.
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关键词：绿色化学；教学内容；教学模式；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0022-02
绿色化学是化学学科的一个新兴分支，它以“原子经济性”为原则，研究如何在生产目标产物的过程中充分利用原料及能源，将反应的效率达到最高，损耗降到最少，从源头到最终产物的过程中减少废物的产生，从而对环境的伤害降到最低。从源头开始的绿色化学，使清洁生产跟上环保主题前进的步伐，有着广阔的应用前景[1]。绿色化学提出后，立即得到了科学界和各国政府的高度重视。1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”，其目的是鼓励和支持那些具有基础性和创新性并对工业有实用价值的化学新工艺、新方法，以减少资源消耗和防止污染。
随着绿色化学研究的不断深入，绿色化学的思想和内容已被引入到化学教学之中，国内外很多设置化学化工专业的高校都为学生开设了“绿色化学”这门课程。1998年“绿色化学”作为一门独立的新课，在中国科技大学由中科院院士、中国科技大学校长朱清时顺利实施[2]。四川大学胡常伟教授已经把“绿色化学”这门课程建设成了国家级精品课[3]。“绿色化学”课程作为一门新兴课程，对于加强大学生的环境意识，实践绿色化理念，培养综合素质人才具有重要作用。然而“绿色化学”不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系及教学大纲[4]，大部分高等学校都将其设为选修课[5]，也没有配套的以绿色化学方法应用为目标的实验课程。因此，绿色化学作为一门课程还未得到广泛的重视，课程的教学质量及教学效果有待进一步提高。
本文对绿色化学课堂教学方法提出了一些改革思路，并在教学活动中加以实践和探索。
一、课程内容建设
（一）教材选用
近年来出版了较多的绿色化学著作[2]，其中很多都适合作为绿色化学课程的教材。如《绿色化学化工导论》、《现代绿色化学技术》、《绿色化学原理与应用》等。对化学化工专业的学生，在接受过无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础教育后，学习绿色化学专业课。教学内容应涉及绿色化学的专业知识，具有一定的深度，授课应能反应当前绿色工艺和技术的最新发展水平[2]。因此选择原理、应用并重的“绿色化学原理与应用”作为基本教材。该课程重点介绍绿色化学原理、绿色化学方法及应用、绿色化学品设计方法及应用、绿色化学的发展趋势等理论性内容。较为适合化学化工专业的学生。
（二）增加教学内容
1.适当增加毒理学内容。绿色化学品设计需要充分了解物质的毒性机理，从而对分子进行结构修饰，直接或间接地减少其毒性。这部分内容在”绿色化学原理与应用”中作了简单介绍，但不够详细，对学生关注的各种毒物的毒性机理未做全面介绍，因此，可以增加毒理学中环境化学物的生物转动与生物转化、环境化学物的毒性作用、环境化学物的一般毒性及其评价、环境化学物的安全性和健康危险度评价等作为“绿色化学”的教学内容。这不仅有利于学生应用绿色化学方法使用和设计安全有效的化学品，而且可使学生进一步认识一些有毒有害的化学品，在日常生活及化学实验中能有意识地规避这些有毒化学品，保护自己的身体健康。
2.增加最新的绿色化学研究成果。绿色化学在飞速地发展，不断地有新的绿色化学方法、如绿色催化剂、绿色原料、绿色溶剂、绿色化学品及绿色化学化工过程被研究和开发。如美国总统绿色化学挑战奖每年都会奖励在研究、开发和应用绿色化学技术方面获得杰出成就的个人、集体或组织。英国皇家化学会的杂志“Green Chemistry”，刊登了大量的绿色化学领域的最新原创性研究成果和评论性文章。“绿色化学”课程的教学不能局限于教材中介绍的方法和陈旧的例子，而要查阅最新的文献，给学生介绍最新的绿色化学方法和绿色化学品。同时让学生自己也参与查询一些最新的文献资料，并撰写科研小论文，实现师生互动，教学相长。
（三）教学内容的深化
“绿色化学”课程作为一门新兴课程，不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系。对很多绿色化学方法的介绍还是停留在举例子的形式，缺乏规律性或机理性的探讨。因此，在教学过程中可以在教材内容的基础上进行一些规律性总结。如在烃类的氧化反应中，可以采用CO作为作为羰基化试剂，从而取代剧毒的氢氰酸、光气等，并减少反应步骤，提高原子经济性。
二、教学形式多样化
“绿色化学”是一门选修课，很多内容都较为浅显易懂，若简单地照本宣科，就会显得枯燥乏味。可以适当减少讲授内容，将更多的课时用于课堂讨论、学生演讲及实践等环节。
1.播放视频。在课堂上适当插播一些与知识点相关的视频，使学生更能直观地了解和理解相应的知识点，提高课堂生动性。
2.学生讲演。将教材中一些简单易理解的知识点以及一些较新的研究领域作为作业，由学生预习并查阅相关资料，然后由学生自己上台讲，通过讲演可以加深其对这些知识点的印象；
3.专题报告。针对社会热点问题与学生最关注的问题，设计2~3个课题，由学生查阅资料、做专题报告；以小组形式完成，各小组分工合作并进行评比，以此可以培养同学们的团队精神和解决实际问题的能力。
如针对绿色原料的应用，要求学生做一个关于电池或塑料回收利用的专题，从电池（塑料）的种类、组成，可回收物质、回收方法、废弃物处理等方面进行调查，并作某种电池（塑料）回收方案的设计。
针对绿色化学品设计或绿色合成路线，布置学生用绿色方法合成一个绿色化学品（如苯甲醛二乙缩醛、亚氨基二琥珀酸），从绿色原料、绿色溶剂、绿色催化剂、绿色能源、绿色合成路线等方面进行查阅资料，设计合成方案。
4.绿色化学实验。利用课外时间指导学生做一些绿色化学实验。如绿色化学品苯甲醛二乙缩醛、1，2-二缩乙醇的绿色合成实验，绿色催化剂纳米TiO2的制备，绿色化工强化微反应器的设计和制备，光催化微反应器的制备及应用，以及在微反应器中进行反应条件筛选试验等，使学生做到很好地理论联系实际，在实验中发现和解决问题，对绿色化学的内涵和方法有更直观、更深刻认识，提高学习兴趣，并实现探究性教学。
采用这些不同的教学方式来提高学生的学习兴趣，引导学生主动参与、独立思考，增强对知识点的理解，促使学生探究和应用绿色化学的方法。
此外还可以建设网络课程，将相应内容挂在网上，让感兴趣的学生可事先了解并自主完成部分课程内容的学习。
三、课程评价方式
由于采用了多种教学方式，包括课堂讨论、学生专题报告，还有实验等，因此，学生的学习成绩不能用单一的考试成绩来评价，而要充分考虑学生在整个学习过程中的表现，通过考察学生课堂讨论的积极程度、学生专题报告的质量、作业的完成质量以及实验的表现等来综合考查学生成绩。
四、结语
绿色化学课程对于拓宽学生视野、优化学生知识结构、培养学生社会责任感具有重要作用。我们在教学过程中要不断地加强教学内容的凝练和深化，尝试新的教学方式，给学生介绍最新的绿色化学方法和内容，以提高学生的学习效果和学习兴趣。并通过问卷的形式了解学生对该课程学习的体会和意见，针对所提的意见进行教学方式和教学内容的改进，收到了良好的效果。我们将在今后的教学过程中不断地完善教学内容和教学方法，从而建立一套完善的绿色化学课程教学体系。
参考文献：
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[5]王勇，左霞，吉琳，周荫庄.首都师范大学学报（自然科学版），2011，（32）：74-76.
论文摘要:微型化学实验教学资源是化学课程资源的重要组成部分，对其有效地开发和利用是提高教育质量和实现教学目标的重要保障。论文从教学实际出发，结合多年的教学经验，从教学资源开发利用的意义、原则和策略方面进行了论述。
微型化学实验教学资源作为化学课程资源的重要组成部分，其开发和利用有利于提高化学教育质量和全面实现化学课程教学目标。教师应有强烈的教学资源意识，努力开发和有效利用微型化学实验教学资源来实现教学目标。本文对微型化学实验教学资源开发利用的意义、原则和策略进行了探讨。
1微型化学实验教学资源内涵
我国微型化学实验研究中心主任周宁怀教授认为:微型化学实验就是在微型仪器装置中进行的化学实验，其试剂用量为常规的十分之一到千分之一，用量比相应的常规实验节省90%左右。华裔化学家马祖圣教授认为:微型化学实验是用尽可能少的试剂来获取所需信息的实验原理和技术。所以微型实验具有两个基本特征:试剂的微量化和仪器的微型化。因而微型化学实验就是指在微型仪器中用微量的药品进行的实验。教学资源是指为了实现教学目标，而在教学设计、实施和评价过程中使用的各种资源的总和，可以理解为一切可以用于教育、教学的物质条件、自然条件、社会条件以及媒体条件，是教学材料与信息的来源。微型化学实验教学资源是由硬件资源—微型化学实验仪器设备及其它相关材料，软件资源—微型化学实验教学系统的开发与利用，人力资源—由教师和学生等多要素组成的相关系统。微型化学实验教学资源的开发和利用就是以微型实验为载体，使其进人课堂，与化学教育教学活动相联系，挖掘它在教育教学中的价值，为学生学习构筑一个意义建构的绿色生态化学习环境。
2微型化学实验教学资源开发利用的意义
微型化学实验具有污染少、费用低、效果好、时间短且安全可靠的优点，从兴起之初就受到化学界的重视。1989年我国正式将“微型化学实验研究”列人高校化学教研的科研规划，它的开发利用具有以下重要意义。
2.1培养学生的绿色意识
绿色意识就是在化学教学及实验的过程中培养学生的绿色化学意识，目标就是在实验过程中不再使用有毒、有害物质，不再产生废物，从源头上阻止污染的产生。从环境层面来看，它从源头上消除了污染;从科学层面来看，它更新了化学科学的基础内容;从经济层面来看，它合理利用资源，降低成本，符合可持续发展的要求。因此在微型实验中进行绿色化学意识教育，可达到事半功倍的效果。
2.2转变学生的学习方式
新的教育理念强调教学应学友并重，提倡探究式学习方式。如果学生拥有一套自己可支配的实验装置和药品，就可以随时随地利用此资源。如课前的预习、课中的学习、课后的复习等，不论在实验室、教室甚至是家都可进行实验，拓宽了探究的空间，学生就有更多的机会主动探究，学会科学方法，养成科学态度。
2.3提高学生的探究能力
现代教育所倡导的重要理念之一就是科学探究，以微型实验为载体，将探究思想引人到实验中来，进行整合。这对落实新理念、实现新目标具有重要意义。实验是探究问题的手段，一个实验往往要重复多次，但微型实验试剂量少，仪器小，反应快，在有限的时间和资源内可完成的实验比常规实验要多很多，而且不受场地限制，更有利于学生获取所需信息。
2.4提高学生的科学素养
微型实验体现了素质教育的理念，能够促进科学素养的提升，因为它没有固定模式，只要给出实验原理，学生可利用各种材料(主要是身边简便易得的废料)，设计各种微型实验。由于微型实验自身优点，学生在课堂上可以边学边做，增加了动手的机会，改变过去等待和接受的学习为主动、探究的学习。同时微型仪器较简单，学生可以很快了解和熟悉绝大多数仪器，较快地进行设计实验，克服照方抓药的弊病。这样，微型实验在帮助学生理解概念的同时，还可以培养他们的各种能力，全面提高其科学素养。
微型化学实验教学资源的开发利用，从可持续发展战略决策上看可以培养学生的环保意识;从科学思维的角度看，渗透了新思想、新方法和新技术;从能力培养角度看，提高了学生的实践能力，同时也潜移默化的促进学生科学素养的提高。随着教学改革的深入进行，微型实验教育资源的开发有利于教育功能的最大化。
3微型化学实验教学资源开发利用的原则
3.1针对性原则
教学资源的开发与利用必须具有针对性，要针对本地、本校、本班、本人的实际，认真分析实现教学目标的各种相关资源，掌握各自的性质和特点，摸清楚它们之间的联系，针对性的加以开发利用。针对本校实际，依托地域优势，突出办学特色;针对学生情况，满足他们的好奇心和求知欲，使他们充分体验到生活离不开化学，化学存在于生活中，增强学好化学的信心;针对教师，利用各种政策导向，充分调动他们的积极性，引导他们针对学生的实际，开发利用各种资源，服务于教学，服务于学生。
3.2开放性原则
开放性原则就是要以开放的心态对待人类创造的一切文明成果，以开放的目光审视周围的一切事物，不仅仅局限于学校、课堂和教材，只要是有利于教育教学活动、有利于学生掌握所学知识、有利于学生理解内化、有利于提高教育教学质量的资源都要加以开发，加以利用。
3.3因地制宜原则
从实际出发，因地制宜地开发是教育资源开发的又一原则。因为来源于学生生活的资源，学生容易理解。即便是同一教学内容，在不同的地区有不同的文化特色，有不同的教学资源，必须紧紧依托地域优势，因地制宜的开发。
3.4经济实用原则
根据资源优化配置理论，在教育资源配置时应使人力、财力、物力之间实现最佳组合，达到最理想的教学效果。要考虑时间、空间、开支等的经济性，要使有限的教学资源实现最大的功能，用最少的开支实现最理想的效果，可以开发利用生活中的各种资源来实现它的教育价值。
4微型化学实验教学资源开发利用的策略
4.1硬件资源开发策略
4.1.1加快教材建设
随着教育教学改革的不断发展，微型实验进人人们的视野，但适合各层次的教材并不多，因此，开发适合各层次使用的教材是当务之急。在教材的研究中，首先研究常规实验，使之尽可能变为探究式的微型实验。然后将这些用于课堂教学实践中，在引导学生进行实验的同时进行分析总结，教师通过反思发现实验教学中存在的问题，进一步完善，最终编写出适合的教材。
4.1.2加强实验室建设
实验室是化学实验教学必要的条件性资源。化学是一门以实验为基础的科学，化学实验对于实现课程目标具有举足轻重的作用，而实验室是实施化学实验教学的重要物质保障。新一轮教学改革对化学实验探究提出了更高的要求，力求做到人人动手都能实验。因此，学校应加快实验室的建设和投人，实现建设的标准化，管理的规范化，使用的科学化，最终实现教育质量的全面提高。
4.1.3加快实验仪器的研发与推广
微型实验仪器的研发要充分利用高等院校科研力量集中的优势。按照绿色化学的要求，力求开发出物美低廉的微型仪器，在做到标准化、规范化、通用化、系列化的同时具有多功能、易封闭、较强的实用性和时代感，通过实践及时了解仪器的使用情况，及时弥补不足或欠缺之处，研究并生产出更高质量的仪器，加快推广。
4.1.4加强相关配套设施资源的开发
加强微型实验配套设施的开发，建立共同研发和利用的有效机制，实现学科与学科之间、学校与学校之间、学校与社区之间硬件资源共享，发挥它的最大效益。注重校内资源的充分合理利用，大力开发校外资源，把它作为校内资源的必要补充，注重开发多向性的教育资源，促进微型实验的全面推广。
4.2软件责源开发策略
4.2.1加强对微型化学实验设计方案的开发
微型实验代替常规实验，不是常规实验的机械减量或缩微，因而不能完全照搬。一方面要加强对微型实验的设计开发，另一方面对己开发出来的实验设计进行修改和完善，对于那些不能代替的常规实验，可试探性设计可行方案，通过实践检验，使微型实验更好地用于教学。
4.2.2加强微型化学实验教学模式的设计与应用
(1)“自主、合作、探究”的微型实验教学模式。该模式围绕“自主、合作、探究”这个主题而展开。其教学原理是启发动机，以实验为载体，分组讨论，实验探究，分析报告，交流感受，实践表明可以激活学生的创新思维，提高操作技能，培养探究精神。
(2)课内设计实验与课外家庭实验相结合的模式。课内学习与课外实践相结合，是学习型社会的一个组成部分。学生在教师指导下，利用假期及课外时间在家就可以利用微型仪器开展课外活动，根据化学原理，设计实验方案并进行比较，选择最佳方案进行实验，取得了良好的效果。
(3)微型实验与常规实验对比的实验教学模式。在实验教学中，学生分组实验尽量使用微型仪器，效果良好，还大大节约药品和时间，污染也大大减轻，仪器损坏率大大下降，极少发生水槽堵塞和损坏现象。但有些实验不宜使用微型仪器。如要求大量发光放热的剧烈化学演示实验，例如铝热反应等，一般说演示实验最好使用常规实验。
4.3人力资源开发策略
4.3.1教师资源的开发
教师是教学资源的使用者，同时又是教学资源的开发者与创新者，因此教师本身就是重要的教学资源，他的形像影响着学生，他的视野牵引着学生，他的情感感染着学生，而这一切都是优质的潜移默化的教学资源，都需要有意识的开发，这对学生来说都是不可多得的人生财富。
(1)更新传统教学观念，树立现代教育理念。在教学思想上，变以知识传授为重点为以学生发展为中心;在教学方法上，变旧有的模式为新的微型实验模式，改变过去黑板上讲实验的方式为微型实验与常规实验相结合的方式来教学，发挥微型实验的优势，弥补常规实验的不足，改进教学，树立现代教育理念。
(2)发挥教师集体的教育合力，实现资源的优化配制。教学资源的开发利用，除了教师要最大程度地发挥自己的优势，形成自己的教学风格外，还要充分发挥教师群体的教育合力，取长补短，精益求精，让每一位教师的潜能都能得到充分发挥，实现资源的优化组合，有效开发，实现教师教育资源的最大价值。
(3)加强微型化学实验师资的培训。只有先进的实验室、好的仪器设备是远远不够的，实验还得依靠教师去设计实施，教师素质的高低直接决定着课堂教学的效果，所以优秀的实验师资培训是很必要的。要给他们宣讲先进的教育理念，传授科学的设计方法，训练熟练的操作技能，培养一批优秀的实验师资，依靠他们去带动微型实验的快速健康发展。
4.3.2学生资源的开发
为了加快学校的发展，市政府决定投入5000万元兴建新校区。2003年，一期工程竣工并顺利实现学校搬迁。新校区位于双福路中西侧，占地12万平方米，建筑面积3.5万平方米。学校拥有教学楼、艺术楼、宿舍楼、食堂、标准的田径场地、篮球场、排球场、浴池、超市，配备理化生实验室、语音室、微机室、美术画室、音乐琴房、阶梯教室、图书室、阅览室等，固定资产6000万元。
近几年，学校把环境改造、环境教育作为一项重要内容纳入工作议程。在原有的基础上，加大力度、加快进度，努力增强全校师生的环境意识。学校确立了创建省“绿色学校”的目标，做出关于创建省“绿色学校”的决定及创建要求，开展了一系列创建活动。
科学有效的管理
一、学校领导高度重视
1、成立了环境教育领导小组，校长任组长，亲自负责组织指导
师生开展环境教育活动和环境净化的检查评估活动。
2、学校领导班子每学年初都要例会研究制定环境教育的规划。做到有计划、有活动、有记录、有检查、有总结。
3、学校领导把环境教育列为学校主体工作的重要组成部分，非常注重优美整洁的育人环境，能使师生产生宽松平静的心理状态和崇高远大的美好情怀，有利于良好的日常行为规范的养成，提高工作和学习效率。
二、资料积累较为齐全
学校积极通过各种渠道，收集和积累了有关环境教育资料，包括上级下发的各类文件，工作计划、总结，有关环境问题的论文，学科渗透教案、图片、录像等。此外，学校还订阅了环境教育书刊。
三、利用学校自身设施进行宣传教育
学校特设有环境教育宣传栏，环境卫生公布栏、评比栏；各班也有相关的宣传墙报；环保宣传标语遍布整个校园，校广播站定期报道一些有关环境保护常识，宣传美化、绿化校园，爱护学校一草一木的教育活动。校团委还组织了以环境为内容的有奖征文，美术画展比赛等活动。总之，学校积极通过各种设施方式全面进行宣传教育。
四、接受环境教育
学校领导以及任课教师定期参加省、市环境部门组织的各类培训学习，出席环保部门组织举办的各类讲座、会谈，这一举措极大提高了师生的环境教育意识。
形式多样的课内、外教育
一、课内教育
学校要求任课教师充分挖掘和开发各学科教材中环境资源，把环境教育有机地渗透到课堂教学中去。语文、历史、地理、政治、物理、生物、化学等课程在教学过程中，有目的地穿插环境教育内容，发挥素质教育学科主渠道的作用。如地理教学中开展《水资源的利用》研讨课题活动，并让学生一起参与，在课堂上进行研究分析，使学生充分认识到水资源的宝贵，更加珍惜日常生活用水，收到较好的效果。同时，通过课堂学科渗透的教育，学生能以主人翁的态度热爱自己的校园，能较好的维护校园绿化环境设施。
二、课外教育
1、以班为单位，开展环境活动，班主任、科任教师为辅导教师，做好班级卫生、环境布置工作，大力提倡学生自觉养花、爱花；结合6月5日世界环境日和地球日、水日、植树节、爱鸟等纪念日开展主题宣传活动。由校团委拟定活动方案和活动形式，活动效果良好。
2、走进生活，融入社会，踊跃开展社会实践活动。学校组织学生以班为单位参与校园净化、绿化、美化活动，分片打扫卫生。利用植树节参与植树、种花、种草活动，实施“班级林”管理，学生科主管督查、记录、效果及时反馈，发现问题及时解决。校团委组织团员进行社会调查，搜集环境信息，整理环境资料，定期举办专题宣传，展示他们参与实践活动的风采。全校师生人人动手、个个投入，参与率100%。
3、组织开展寝室文化建设活动。学生科要求每个寝室均要进行一定的布置，有的张贴宣传画，有的养几盆花，有的挂上了漂亮的窗饰等等，并作为文明寝室评比的一个重要条件。这项活动的开展，大大美化了居室环境，陶冶了学生高雅的情操，提高了学生艺术欣赏和艺术创作素质。
显著的教育效果
一、为了更好地增强全校师生的环保意识，学校组织有关师生进行环保知识测试，合格率达100%。
二、学校做到美化、绿化、净化和节水的“三化”“二节”要求。校园各教学设施均得到较好的管理。学生不在墙壁、桌椅乱涂乱画，不随意折损绿化植物，不随意踏入绿地，人人都能“爱我校园，美我校园”。
三、我校环境优美，先后被评为“市级示范高中”、“市级文明学校”、“市级绿色学校”。
四、省、市等举行的环境教育活动如征文、书画比赛中，有66人次荣获特别和一二三等的不同奖项。
优雅的校园环境
一、校园绿化
我校在新校园规划布局时，“以环境为本，高起点规划布置校园”，充分利用自然地貌，先后投入500万元，修建大小花池10余个，种树11000余株，草坪20000平方米；修建人行路，宣传画廊，体育运动场，排球场；购置大量的垃圾筒，痰桶等。校园内凡是空地全部进行绿化，不留绿色死角，绿化面积达38%。
二、卫生状况
通过创建“绿色学校”活动，全校师生已养成良好的卫生习惯，不随便乱扔纸屑、不随意吐痰、不乱扔垃圾等，看见纸屑、垃圾要主动捡起来，看到乱倒垃圾要主动上前制止。同时学校还建立了一整套比较完善的、合理的监督体制，确保校园净化、课堂整洁、饭堂干净、厕所洁净。
三、污染控制
学校经常向学生宣传节水、节电重要性，教育学生做到教室、寝室人离灯熄。学生宿舍、公共厕所有专人打扫；各班设置废纸袋，再生资源得到有效回收；通过大力开展节水、节电、废物回收利用活动，校内的污染源得到有效治理。
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