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安全实验的关键是要按照操作规定进行实验,危险也能变为安全。反之,安全也变得不安全。但也不要害怕,也不必满腹恐惧不敢动手实验;要熟悉操作规定,了解反应规律,不懂要问,不可蛮干。否则,在实验过程中一旦发生事故,危及师生的安全,甚至严重致残造成终生不幸,且会影响学生学习化学的兴趣,事关重大,务必高度警惕。
请注意下列情况下常常会发生实验事故:
一、违反操作规定
例如,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,打开反应器的塞又装上锌粒,塞上塞就点燃,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。
又如,在制乙烯时,在大试管里倒入酒精和浓硫酸,加热时,就会发生液体喷出事故。为防止这样的事故发生,在加热液体制取气体时,应加入瓷片以防爆沸。
还要注意,如果你用酒精和浓硫酸加入瓷片加热制乙烯,用排水取气法收集完毕时,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。这是因为你违背了实验操作而引起的。
加热制取气体并用排水法收集,实验完毕时,应先把导管从水里撤出,再撤酒精灯。上面的操作正好颠倒了,先撤去了酒精灯,还没来得及取导管,水就沿导管流入反应器,引起仪器炸裂,溅出硫酸。
二、用药过量发生事故
一些实验虽然剧烈,但试剂量小并无危险,用药量稍大便会发生危险。如红磷在氧气里燃烧时,反应很剧烈,但药量少时并无危险。
在做分组实验时,让学生观察红磷在氧气里燃烧时的现象,放入的药量一定要适量,不得随意用药,否则就会发生意外事故。
又如:用小苏打和浓硫酸反应做二氧化碳的灭火实验。如果小苏打和浓硫酸用量大,产生气压过大,会冲开胶塞,喷出酸液。像这样,也曾发生过烧坏衣服,腐蚀操作者的手的事故。
再如:配制银氨溶液时,如果加入过量的氨水,且不随配随用,久置后再用,溶液中生成了容易爆炸的物质,用时就会引发爆炸事故。此实验要防止加入过量氨水,银氨溶液必须随配随用,不能久置。
三、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。
又如:做甲烷的演示实验时,有人没有把空气排净就点燃甲烷气体,产生爆炸事故。此实验应先做甲烷的性质实验,再点燃甲烷气体,以防空气的混入,保证甲烷的纯度,避免爆炸事故的发生。
四、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。
五、实验室空气不流通
在演示氯气、硫化氢、二氧化氮、一氧化碳等有毒气体时,或学生实验可燃性气体。如制氢气、乙烯、乙炔等时,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:
1.一切实验一定要按照操作规定进行。
2.一切实验一定要在预备室准备好,做到实验无误,方可拿到教室或实验室做。
3.做有毒、可燃性实验时,一定要打开门窗,使空气流通。
4.有可燃性气体参加的实验,在点燃或加热前切勿混入空气或氧化剂。
5.用药量宁少勿多,不要取用未经鉴定无标签的试剂,随配随用,不可久置。
6.没做过的实验要向能者请教或查清资料再做,不要冒然实验。
7.步骤多的实验,操作顺序要记熟,不可看一步做一步。
8.实验室要有一定的安全设施。
目的激发学生学习化学实验的兴趣,培养学生的思维品质、动手能力和创新能力。方法构建以学生为中心的开放式实验教学新模式,开放实验内容、实验过程、实验时间段及成绩评定方式。结果取得了较理想的学习效果。结论学生获得较高的创新意识和创新能力。
【关键词】 开放式 化学实验 实验教学 创新能力
Abstract:ObjectiveTo motivate the students' interests and cultivate their ability of thinking and operation and innovation.MethodsThe new pattern of open experiment teaching should be constructed by student eccentric. The experiment content, process, optimal time and assessment of achiemement were researched. ResultsIdeal effect was obtained through this method. ConclusionThe ability and originality of innovation were improved for students.
Key words:Open; Chemical experiments; Experiment teaching; Innovation ability
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学教学中相当重要的一个环节。实验教学能为学生正确认识物质及其变化规律提供实验事实,可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力,使其初步掌握一些常用的化学实验技能,并可培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。实验室是实施素质教育、培养学生实验能力的主阵地之一[1,2]。决不是验收时必须的摆设,实验课更不是教学的点缀。要对化学人才培养模式、教育内容和教学方法等进行改革,首先就要改革传统的验证式实验教学模式。
1 开放式实验教学简介
传统的验证式实验教学只重视对课本理论知识的验证,过多地强调实验的结果、结论,而忽视了实验的设计、方法、步骤和过程,不注重培养学生的创新精神和科研作风。首先在实验教学方法上教师过于拘泥形式,通常是准备甚至调试好实验装置和仪器,编写好实验指导书,设计出实验报告框架,让学生按照已有的设计和统一的方法操作,把数据填入统一的表格,并按给出的计算公式处理数据,得出结论。这样做严重束缚了学生的积极性和创造性,对培养学生独立分析和解决问题的能力十分不利。其次在实验教学组织安排上不合理,影响了实验效果。由于受仪器设备数量少、器材药品耗损大等因素的影响,实验通常都是分组进行,不能保证每个人都动手,更谈不上对实验操作能力的培养。此外,由于仪器、设备、教材的更新跟不上社会生产发展和知识更新的步伐,现行教材涉及的一些实验方式呆板、内容陈旧,难以调动学生的积极性,主观能动性难以发挥[2]。
开放式实验教学是改革传统的验证性实验教学的有效途径,其目的在于让学生在掌握有关知识和技能的同时,拓展知识面。获得较高的创新意识和创新能力。将教师由传授型转为指导型、将学生由被动接受验证型转为主动参与探索型,进一步提高分析问题、解决问题的能力,促进教学质量的提高。
2 开放式化学实验教学的内涵
开放式化学实验教学是针对传统化学实验教学封闭性的弊端而提出的,它已经成为当前高校实验教学改革的必然选择[3]。它不光指实验室的开放,还指实验教学内容的开放、实验教学方法的开放、实验教学评价的开放等不可缺少的内涵。所以实行开放式实验教学,首先一定要充分深刻理解它的内涵。
2.1 实验时间开放
开放式化学实验教学,首先意味着实验时间的开放。实验时间开放又包括两层含义:第一,学生进入实验室的时间开放;第二,学生做实验的时间时数开放,也就是每项实验在时间长短上没有限制,每个学生可以根据自己的实际情况进行实验。
2.2 实验内容开放
从实验内容和学科发展的关系分析,开放式化学实验教学的教学内容应具有与时俱进的特点。开放式化学实验教学应及时根据现代科技发展的新知识、新技术和新的实验方法而发展,以先进的实验内容吸引、激发学生的求知欲。其教学内容应具有很强的实践性,与社会生产实践密切联系。教师要经常参与来自社会的实践课题,并使其及时转化为实验内容,从而使学生也参与到实践课题中来。这样既充实了实验内容,又锻炼了学生的实践能力,使课堂理论与实践密切结合。
2.3 实验教学评价开放
对学生实验能力的评价,不能只重视实验的结果,更要重视实验的过程,特别是实验过程中学生所表现的独立分析问题、解决问题的能力及创新意识等等。对学生的化学实验考核要全面考核学生的实验能力,包括:学生的动手能力、思维能力、创造能力、设计能力、查阅资料的能力、提出问题的能力等等,在开放实验中有独特见解和创新的应给予较高的评价。这样不仅使我们对学生的评价公开公正,并且使学生的创造性得到极大的发挥。
3 改革传统的实验教学模式刻不容缓
化学实验课的目的在于使学生加深对化学理论知识的理解,熟练掌握化学实验操作技能,提高分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新思维和创新能力。但是,传统的化学实验教学模式局限于验证一些理论,很少让学生自己去创造、设计,教学模式基本上是“填鸭式”的。学生只需要按照实验步骤一步步做,实验往往比较顺利,不会遇到很大的困难。这样的实验中,学生处于被动的地位,对一些实验原理、方法往往掌握得不够透彻,抑制了其创造性的发挥和个性的发展。因此,改变传统的实验教学模式刻不容缓,势在必行。
4 开放式综合设计性实验的实践和改革尝试
为了激发学生学习的积极性和开创精神,培养他们理论联系实际和独立分析问题解决问题的能力,在学生掌握了无机化学、分析化学及有机化学的基本理论知识和技能后,教师结合学生所学专业进行选题。例如:超声波提取植物中草药总黄酮及鉴别研究、超声波提取植物中草药总黄酮及清除羟自由基作用研究、紫茉莉红色素提取及其稳定性研究、药物有机合成、化工中间体有机合成等,笔者对部分导师组和非导师组学生(因为报考导师组学生过多,而招生名额很有限,没有被录取的部分学生也强烈要求来做实验)进行了开放式综合设计性实验的改革尝试,主要分四个阶段。
4.1 第一阶段 :布置设计实验的题目 由教师将多个难易不同的实验题目列出发给学生,每位学生可以任选一个自己感兴趣的题目,并且将实验室所具备的条件 (如药品、仪器、设备等)告知学生。学生根据现有实验条件设计分析方案,如有特殊要求也可提前向教师提出申请。实验室尽可能为学生提供条件。但为了安全起见,有毒药品一律不予提供。
4.2 第二阶段 :设计实验方案 学生拿到题目后,可以针对选定的实验题目,查阅有关的文献资料,运用所学过的理论知识和基础实验知识,写出初步的设计方案,包括①实验原理;②所需药品以及所需溶液的配制方法;③所需要的仪器、设备;④具体的实验步骤;⑤实验数据的处理方法;⑥参考文献。设计方案完成后,交给指导教师审阅。教师认为设计方案合理可行且实验条件具备后,学生即可进入实验室实施设计方案。
4.3 第三阶段:开放实验室,实施实验方案 实验室在双休日和节假日实行全天开放,学生在设计好分析方案后,在开放时段内随时可以进入实验室,完成设计实验的内容。教师只是适时地给予启发性的提示,以充分发挥学生的主观能动性。学生在实验过程中,独立思考解决问题,不断改进和完善实验方案,从而以最简单、最经济的方法得到最准确的实验结果。
4.4 第四阶段:写出研究论文或实验报告学生完成设计实验后,整理原始数据,分析实验结果,写出研究论文或系统性实验报告,系统性实验报告包括实验目的、实验原理、实验所需试剂和仪器、具体实验步骤、数据的处理、结果讨论及误差分析。从理论上分析实验过程中所出现的现象,并对开放式综合设计性实验做出总结。
5 开放式综合设计化学实验实践的思考
5.1 开放式综合设计性化学实验要充分发挥教师的主导作用 开放式综合设计性化学实验的选题非常关键,要求教师了解化学在各个学科中的应用及其发展动态,给出既有基本操作,又具有设计性、研究性,符合实验教学规律的题目。由于题目多样化、综合化,在实验过程中学生会提出各种各样的问题,教师要应付自如,必须具有扎实的理论基础和较高的动手能力,对每个实验都要了如指掌,并不断地提高业务水平。因此,开放式化学实验教学对教师的要求更高了。
5.2 开放式综合设计性化学实验存在的问题 通过开放式化学实验教学的实践,笔者探索出了一条实验教学的新途径,提高了学生的全面素质,充分发挥了实验教学的特殊功能,使实验教学与国际上通行的教学方法接轨。笔者的教改,使学生成为最大的受益者。同时,该项实践也引起了我们深深的思考:由于高校中普遍重视科研和课堂理论教学,教师对实验教学投入的精力很少,这很可能导致实验教学水平下降。由于开放式综合设计性实验所需的药品及仪器很多,对实验室管理体制如何适应新的实验教学模式也提出了新的要求[4]。开放式综合设计性化学实验题目较多并且全天开放,教师及教辅人员工作量如何计算,这些都是有待于我们着力解决的问题。要营造开放实验教学的大环境,只有全面实施学分制,学生才能有真正自主地进实验室做实验的时间保证。
6 结束语
化学实验实行开放式实验在部分导师组和非导师组学生中试点实施,已取得较好的成绩,学生公开发表了许多论文,部分论文还荣获广西高校化学化工类论文及设计竞赛二、三等奖及鼓励奖;学生组队代表学院参加实验技能竞赛荣获广西高校化学实验技能竞赛奖。通过化学实验教学方法的改革,编写新教材,开放实验室,安排设计性、综合性及研究性实验,给学生提供了更多的实践条件,扩大了学生的视野,拓宽了学生的知识面。学生变“要我做”为“我要做”实验,大大激发了对实验课的学习积极性,激励了研究化学的热情。开放式化学实验教学虽然已取得了一些成果,但受到硬件的制约,对师资要求提高了。开放式化学实验教学值得借鉴和推广。最近,我院已经出台有关开放实验室的系列文件和制度,学生可以申请进入开放实验室自主进行科学研究,这将进一步极大地推进我院开放式化学实验教学的改革。
参考文献
[1]黄锁义,陆海峰,潘祖光,等.民族医学院校化学实验教学改革探索[J].实验室研究与探索,2004,23(12):65.
[2]路丽华,李晓晔,尉琳琳,等.化学实验进行开放式教学的研究[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2004,6(3):288.
关键词: 大学化学教学 绿色化学实验 三废处理
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:
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[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.
[4]戴树桂.环境化学[M].高等教育出版社,2006:492-495.
基础化学实验教学是部分工科院系人才培养的关键环节,基础化学实验教学为专业发展和人才培养提供了重要的依托与支撑。依照《教育部高等学校基础课实验教学示范中心建设标准》和《山东省高等学校实验教学示范中心建设指南》,制定本规划。
一、基础化学实验教学改革的必要性和可行性
目前工科高校基础化学实验教学严重制约着工程专业的发展。难以满足目前的应用型人才培养需求。确立以实验室建设为重点,通过资源优化配置、重新整合,创建以基础化学实验教学中心为核心的实验平台资源系统已成为工科高校专业发展的迫切要求。
实验资源和实验教学改革也是高校“大工科”体系的重要组成部分,可以实现资源共享,共同发展。通过深化实验教学改革,优化实验教学体系,以现代化实验条件和教学手段的建设为基础,探索实验教学在培养人才创新能力、实践能力和开拓意识等方面的作用,全面推进素质教育。需要创新管理运行机制,建设满足现代化实验教学需要的高素质实验教学师资队伍,全面提高实验教学水平和实验室效益,满足新时期实施素质教育和培养创新人才的需要。
二、基础化学实验教学改革建设实施方法
1、基础化学实验教学体系改革
基础化学实验教学是整个工程专业教学改革的重要组成部分,是基础化学教学的核心任务之一,提高学生的综合素质,尤其是创新能力的培养是化学实验教学的主要教学目标。面对新知识、新技术的出现,化学实验教学必须从培养学生获取知识能力出发,重视素质和技能的培养,拓宽多学科知识领域,形成一个科学的、优化的基础化学实验课程体系。
现有基础化学实验教学体系为:工程类专业一、二年级的基础化学实验均不是独立授课,而是附属在相应的二级学科的理论课程中。传统的实验课附属于理论教学,倒置了理论与实践的关系,是在传统教学中束缚学生能力提高和素质培养的瓶颈,要改革必须根据实验课程的内在联系综合考虑,形成自身相对完整、独立的科学体系。实现理论课与实验课的有机结合、加强基础化学实验课程和实验网络课程建设势在必行。建立适应学科特点、以能力培养为主线、分层次、多模块的完整的基础化学实验教学课程体系。
2.基础化学实验教学内容
目前基础化学实验教学内容是按照工科专业的无机化学、分析化学、有机化学、物理化学实验等各类实验教学大纲中所规定的实验项目进行,但是目前不能完全满足专业和规模扩张的需要。相当数量的选开实验、高分子化学、仪器分析等专业方向和毕业设计(论文)的实验不能满足要求,尤其是缺少专业教学指导委员会所要求的常用和选用的大型精密仪器,一些综合性研究性实验项目不能开出。而通过基础化学实验教学改革,将进一步提高和完善实验室的实验教学条件,努力使实验教学中心能够达到高质量完成培养计划所制定的各门实验课程、各个层次、各个模块的实验项目的要求。
实验项目的设置要科学合理,包含基本实验、提高型实验(综合性、设计性、应用性等)、研究创新型实验。适当增加实验课程学时数,增加能够训练和培养学生综合能力和创新能力的综合性设计性实验数量。基础化学实验课程新体系应以培养学生科学思维和创新能力为中心,提高综合素质。预计将基础化学实验教学大部分在同一平台模块化,分层次实验教学符合培养目标要求和保证教学质量。根据基础化学实验课程的内在联系,根据学生实验技能形成和综合素质、创新能力发展的规律,打破专业课程之间的界限,建立一个符合要求的独立、完整的实验教学新体系。基础化学实验教学改革按照分层教学的方法实施如下:
第一层次是基础实验,包括材料类与化学类(无机、分析和有机等)基础实验的单元操作练习、基本操作训练和一些小型实验。基础实验使学生掌握基本操作技术、熟悉实验仪器、学会实验方法,为综合实验准备条件、打好基础。目前国内外教学改革无一例外的将基础实验教学从基础课教学中独立出来,并将其系统化。实验课要与理论教学相辅相成、互为补充自成体系。通过将基础理论知识贯穿于各个实验内容之中,完成对学生的基本理论、知识、技能的训练。
第二层次是提高型实验(综合性、设计性、应用性等),通过基本实验的训练,学生已掌握基本的实验操作方法,学会了使用仪器及准确获取实验数据,尤其是对实验数据的处理及实验结果的表达已有了正确的认识。在此基础上对工科专业大二、大三学生开设综合性实验。以培养学生综合运用知识的能力。通过综合实验,学生不仅可以获得技能知识,而且受到科学研究的初步训练,培养科学思维能力。
第三层次是研究创新型实验,在全面开放式教学的前提下,完善“设计开放实验”,提高“研究创新型实验”的建设。提出必修实验与创新实验相结合的教学方法,满足不同层次学生的需求,为学生自我深造提供条件。本层次的实验面向研究能力强、成绩较好的本科生。为以后研究生实验教学打好基础。
3.基础化学实验教学改革方法和手段
基础化学实验教学改革要建立以学生为中心、学生自我训练为主的教学模式。实验安排由浅入深、由简单到综合,能充分培养学生对实验的兴趣,调动学生学习的主动性与积极性。基础实验原则上2人1组,提高型等实验4人一组,少数大型实验同组人数可适当增加。
更新实验教学理念,采取三层次实验梯度教学体系,适应不同教学要求。基本实验、提高型实验和研究创新型实验在三个层次上形成梯度,要求逐步提高,以培养学生自主学习的能力,最后达到自我训练目的。新的教学理念重在引导学生综合应用所学的知识,进行实验研究工作的训练,促进素质教育和能力培养。
4.基础化学实验教学改革考试与考核
建立和规范新型基础化学实验教学考试与考核模式,科学设置考核项目,为全面反映学生的学习情况和实验技能,各门基础实验考核分为平时考核、期末考核(部分实验又分为书面考核和操作技能考核),综合评定学生成绩。整个实验由学生独立完成,指导教师只在关键性问题进行提示,充分发挥学生主观能动性,培养学生独立解决问题和动手能力。
5.基础化学实验教学研究
根据学科发展和应用型人才培养需求,积极开展基础化学实验教学内容、实验教学方法、实验教学手段以及实验教学管理等方面的研究。及时把科研成果应用到实验教学中,转化为实验项目。从培养应用型人才的目标出发,加强对现有实验教学项目与内容的改革,整合实验项目,重点建设综合性、设计性和创新性实验项目,结合课程建设和实验教学分层次改革计划,做好实验项目可行性论证。
6.基础化学实验教材建设
基础化学实验教材要符合实验教学大纲要求,体现多样性和立体化,有广阔的覆盖面和足够的实验项目。积极开发计算机辅助实验教学软件和多媒体实验教学课件。基础化学实验教材内容应及时更新,既体现基础性,又反映实验教学改革与研究的最新成果;既体现学科内涵,又反映现代实验技术与方法。
7.基础化学实验教学队伍建设
基础化学实验教学队伍的层次、结构、数量要基本合理,鼓励高水平教师从事基础化学实验教学和实验教学改革,形成一支实验教学与理论教学互通,教学、科研相对稳定的实验教学队伍。建立健全实验教学管理人员培训制度,保证实验室队伍的实验教学水平不断提高,能够顺利完成培养计划所制定的各类实践环节的教学和各计划实验项目的开出。
8.基础化学实验教学环境与设施
基础化学实验教学要有与本学科相适应的现代化实验环境。实验室生均实际使用面积至少为2.5平方米;实验室房间高度不低于2.5米,地面防滑、耐磨,地面和墙面要耐腐蚀;实验台、柜、桌、椅符合规范标准;实验室通风、照明良好;水、电、气管道、网络走线布局安全、合理、符合国家规范;有符合国家规定的防火、防盗、防爆、防破坏基本设备和措施;易燃、易爆、有毒等物品要按国家有关规定合理存放,专人管理;有三废处理措施,符合环保要求。对不符合以上要求的实验室要进行改造,对要配置的大型和精密仪器设备要准备实验室场所和专门管理技术人员。实验室具备数字化、网络化、智能化条件,运行维护保障措施得力。
三、基础化学实验教学改革总结
基础化学实验教学改革要从观念上、教学内容上、教学方法上、师资队伍上进行深刻变革,以培养学生的综合素质、创新能力为主旨,开拓创新。依据学校和学科特点,整合实验教学资源,建设面向多学科、多专业的基础化学实验教学体系。建立健全一系列有效的人性化实验教学管理制度,有利于学生创新精神和实践能力的培养。建立网络化实验教学与实验室管理信息平台,实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。建立有利于激励学生学习和提高能力的管理机制,有利于学生自主实验、个性化学习的实验环境。构建实验教学的科学评价机制和开放运行保障机制,保证基础化学实验教学质量。
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综论
(1)从自主设计型实验教学谈学生实验技能的培养 王冰 王世仪 张成鸿 周万春 黄敏 刘佳
实验技术
(4)履带式双人休闲运动车的研制 张印 李小昱 王为 向德虎 冀牧野
(8)6-甲基尿嘧啶的绿色合成 耿静漪 姜文清 贾定先
(11)fe/cu-edta络合电极电势的影响因素及探索 王新红 戴兢陶
(14)自噬与阿尔茨海默病的实验设计及结果初探 金岳心子 高超 李婷
(17)基于fpga的立体停车场控制程序设计 韩延义 尹睿涵 徐帅 李岳
(21)带式输送机从动轴的疲劳分析 周立彬 陈焕国
(24)换热器性能参数实验台自动测试系统的改进 王亚辉 田瑞 冯志诚 王召阳
(27)基于gsm技术的温度报警系统的设计与实现 周曦国 陶薇薇
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(30)小麦幼苗微管结合蛋白map65s体外对微管聚合影响的研究 马爱珍 韩榕
(34)几种生物质活性炭处理有机实验室废水的研究 屈军艳 胡成 殷明义
(38)试管比色法检测淀粉酶值实验教学中的问题探讨 杨萍萍 徐瑞雪 刘美 崔言顺
(41)bifeo3及其掺杂体系薄膜的结构及性能研究 吕平 宋涛 张曰理 闫宁
(45)茶叶渣负载羟基氧化铁的制备、表征及吸附性能的研究 黄秋香 张庆乐 李娜 李敏 葛海燕
无
(49)参考文献 无
实验研究
(50)絮凝固液分离技术处理废弃泥浆试验研究 杨春英 白晨光 马庆松
无
(53)如何写科技论文的“结果与讨论” 无
实验教学
(54)基于matlab的电力电子技术课程的教学探索 陈宏
(58)面向工程实践能力培养的高分子物理实验教改与实践 李景庆 郑俊萍 崔振铎 原续波 沈永涛 王玮 冯奕钰
(62)强化实验教学管理 提高实验教学质量的措施 段祖安
(65)基于cdio模式的微机原理与接口技术课程实验教学改革与实践 李珍香 李全福
(69)仪器分析实验教学的探索与研究 于专妮 王强
(71)基于创新型人才培养的开放性实验教学在生物专业的实践 洪军 胡建业 王福梅
(74)“公能”素质教育与电子信息实验教学改革与探索 高艺 孙桂玲 李晓晨
(77)地方理工院校微生物学实验教学体系的构建 于洪飞 龚红梅
(80)地球物理专业数字信号处理实验教学的探索 郑晶 彭苏萍 朱国维
何登科
(83)计算机导论实验教学的探索与改进 陈武
(86)卓越工程师培养目标下的液压传动实验教学改革探讨 韩克镇 刘军营 王勇 刘同义 许同乐
(89)测试技术实验教学的特色创新实践 袁庆丹 刘军 唐东炜
(92)以培养创新型人才为目标的计算机硬件实验教学的研究与探索 王晓迪 孙建国 武俊鹏 张国印
(95)兽医外科手术学实验教学改革 王华 周孝琼
(98)虚拟实验在医学化学实验中的应用 刘慧中 周金娥 李月琴 蔡玉兴 金玉杰 方敏
计算机应用
(101)高校校园网网络系统安全隐患防范对策探讨 姜贵平 时鑫 秦羽丰 孙海龙
(104)信息技术教育中的联想教学法研究 陈美芳 毛淑娟
(108)使用excel软件求取反应级数的快速方法 葛华才 朱明丽
(111)基于校园网的统一威胁管理研究与应用 孙恒
(115)结合多媒体技术的实验教学改革 王良成
实验室建设与管理
(118)开放与共享实验室教学模式的构建 王玉法 梅兰兰
无
(121)高校本科实验教学工作水平评估标准介绍 无
实验室建设与管理
(122)基于卓越工程师培养的工厂供电实验室建设 刘燕 鲁明丽 秦维勇
(125)基于局域网的金属材料热处理虚拟实验室构建 包俊成 王志奇 毕大森 高新树
无
(128)如何写科技论文的“实验方法” 无
实验室建设与管理
(129)高校实验室开放与管理模式的实践与探索 彭儒武 徐海花
(133)大类专业招生制下的实验室构建 严家斌
(137)浅谈经管类专业实验室的建设 王永会
(140)电气控制实验室管理模式研究与实践 赵亚范
(143)独立学院建立经管实验教学示范中心的思考 熊小芬
实习与实训
(146)以基础化学实验为载体培养学生绿色化意识与技能 林晓辉 董建 陈震 葛燕青 姜洪丽 曹晓群
(150)研究型自然地理实践教学模式探讨 衣华鹏 张鹏宴
(153)构建安全科学与工程实验教学平台的探索与实践 杨永良 李增华 侯世松 左树勋
(156)基于知识网络的高校数字教学资源平台的共建与共享 郭广航
(159)基于协同模式的中药资源专业实践教学体系的研究与方法 毕建杰 祝丽香 张明忠 霍学慧 叶宝兴 孙印石
(162)船用柴油机实践教学的探索与实践 欧大生 陈萍 王悦民 张剑平
&
nbsp; (166)面向实践的“微机原理及应用”教学探索 刘迎澍 金文 陈曦 张慧群
(169)探析独立学院手工会计实务综合设计性实验的必要性 李淑芳
(173)案例教学法在智能仪器设计教学实践中的应用 陈颖 林育兹
仪器、设备、技术
(176)离心泵综合演示装置的研制 曹亚鹏 袁中凯 任少锋 杜恪听
(179)水源热泵机组性能测试实验台设计方案探讨 崔四齐 杨晓明
(184)硅mems陀螺教学实验平台搭建 郭占社 曹乐 王显波 韩景轩
实验物资购、供、管
(187)高校可共用资源管理模式和运行机制研究 武向侠 落巨福 王惟远 白垅 梁宏 张月琪
无
(189)加强教学基础建设提高人才培养的能力和水平 无
研讨与交流
(190)植物组织培养实验课程取材途径 刘清波 黄红梅 陈智勇 覃静萍 赵燕 黄丽华
(193)机械设计制造及其自动化专业毕业实习的改革 何荣华 王一鹏
(196)谈物理化学实验的有效数字问题 任聚杰 郭子成
(199)巧妙利用生物化学实验中的错误 冯俊荣
(202)物理实验与基础力学实验承继和衔接问题探索与实践 王润永 杜宁 王琳 张敬东
无
(206)如何写论文摘要 无
研讨与交流
(207)颁获 无
(208)《实验室科学》2012年1-6期(总69-74期)目次索引 无
【关键词】高中化学;实验课;教学
化学实验在教学中有着重要地位,化学教学质量的提高离不开化学实验。实验能充分发挥学生的主动性、创造性,学生自己探究,自己发现的乐趣是任何外来的奖励所无法比拟的。所以,要想学好化学,教师应注重学生自主学习能力、探究能力的培养本文重点探讨在新课程标准下的高中化学实验的教学与实施,针对不同的实验内容,应选择不同的教学策略,学生选择不同的学习方式,使学生的学习更加直观和具有启发性。
一、自主性实验教学模式
培养学生的创新意识、创新思维和创新能力,使生物化学实验教学活动真正建立在学生自主活动、主动探索的基础上。要让学生经历全面的实验技能和科学研究的思想、方法的锻炼,切身感受实验的每个环节的重要性,以全面培养和提高学生独立开展实验工作的能力。自主性实验教学模式是以学生为中心,是以学生自主活动为基础的新型实验教学模式,自主性实验是指实验方案自主设计、实验材料自主培养、实验试剂自主配制、实验进程和实验时间自主安排的综合性实验。自主性实验教学过程中学生可全面经历实验技能和科学研究的思想、方法的锻炼,切身感受每个实验环节的重要性,学生独立开展实验工作的能力得到了全面的培养。因而,自主性实验教学模式实现了实验教学活动由“教”向“学”的转变,教师地位由“教”向“导”的转变,使实验教学活动真正建立在学生自主活动、主动探索的基础上。调查结果显示:95%以上的学生认为开展自主性实验有利于启发学生思维,培养学生分析问题、解决问题的能力,利于提高学生的综合素质。因此,自主性实验教学模式是改变学生对生化实验教学认识,加强实验技能的培养,提高实验教学效果,全面提高学生创新精神和创新能力和科学素养的重要途径。
二、研究性实验是培养学生创新能力、完善素质教育的重要手段
研究性实验是学生实验与教师的科研相结合的实验教学方法,是一种教学、科研、实践三结合的模式。研究性实验由咨询与选题、查阅文献资料、研究方法路线的设计、在开放实验室进行实验、论文提交与报告等5个环节组成。
选题是指导教师根据自己的研究课题,提出研究的方向、主题或关键词,向学生介绍这些研究主题的基本情况,回答学生的问题。学生根据自己的兴趣自由选题。由于大多数学生没有做过系统研究,没有系统地查过文献,所以对文献的查阅方法和途径所知甚少。因此,指导教师需向学生讲授文献查阅的方法、途径和技巧。学生根据研究性实验的要求,查阅相关的文献。文献查阅的过程是对学生获取、整理、分析和利用文献的培养和锻炼。是培养学生科研素养的有效的方法和途径。研究方法路线的设计主要是在教师的指导下,根据选题和研究方向和实验室的条件,设计研究方法和路线。在此过程中,指导教师要对研究方法和路线进行严格的审查和科学的论证,保证研究方法和路线的科学性和可操作性。确保研究性实验的顺利进行。
根据师生共同制定的研究方法路线,学生在教师指导下独立自主的进行实验操作。在本环节中,学生不但要进行材料的培养、试剂的配制,还要正确使用相关的仪器,对实验过程中出现的问题要正确分析,并及时进行实验总结。通过独立的实验操作过程。
学生可以加深理解课堂中学到的理论知识,增长见识,提高分析问题和处理问题的能力,同时通过研究性实验,可以将各课程联系起来,将学到的知识结合起来,使学生的综合素质得到较大的提高。
研究性实验的特点决定了必须要有研究的结果,因此,研究论文提交与报告成为该教学模式的重要内容。总结实验结果、撰写科研论文,在一定范围内进行学术报告,可以培养学生分析实验现象,总结实验结果,撰写实验论文的能力。这对于学生的科研素养的养成和创新精神的培养是有着重要的作用的。
研究性实验是培养学生的实验能力,科研素养、激发自主学习和独立研究,全面提高学生综合素质的有效的教学模式。同时也推进教师的科研进程,解决缺乏创新实验基金等问题的有效的途径。这种教学、科研、实践三结合的育人模式,已在师资、设备的优化配置、学生素质培养和工作能力的全面提升方面显示出突出的效果。
三、落实实验预习和实验报告措施,确保学生实验教学效果
1、实验预习。比如,实验是在试管中进行,我们可以画一支试管里面放有药品,用箭头表明实验步骤。这样做好处是:(1)学生通过阅读思考、讨论、笔写,其实验原理、仪器、实验步骤就更加形象化、具体化了,避免实验操作盲目性;(2)参照预习笔记做实验避免了时间的浪费,使得实验更加紧凑。
2.实验。实验时要求学生做到如下几点:(1)认真规范操作,细心观察现象,并及时地、如实地记录实验现象;(2)严格遵守实验室的规章,实验过程保持秩序良好,切莫把实验课当儿戏;(3)实验中要节约药品,爱惜仪器,实验结束时必须把仪器放回原位,试管等洗涤干净;(4)注意自身和周围同学的安全。
关键词: 微型化学实验;中学化学教学;培养科学素养
一、微型化学实验的简介
微型化学实验,英文名称为micro scale chemical experiment或micro scale laboratory,简写为M.L。微型化学实验是在微型化的仪器中进行的,其试剂用量为常规用量的1/1000~1/10,用量比对应的常规实验节省90%左右。它最显著两个基本特征是仪器的微型化和药品的微量化。微型化学实验因其具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点,并以其良好的教学功能和教学效果,在化学实验教学改革等领域扮演着重要的角色,引起世界各国化学界的高度重视。
二、微型化学实验在中学化学教学中的应用价值
微型实验不是常规实验的简单缩微,而是在以绿色化学理念和以学生发展为本的思想指导下在微型化条件下对化学实验的创新性变革。大量实践表明,教学中采用微型实验在中学化学教学中的应用价值,具体体现在:
1.有利于学生树立环保意识
学习化学的一个重要目标就是让学生了解一些简单污染的形成原理及去除方法,进而树立学生保护环境的意识。微型化学实验试剂用量少,这样既节约了药品、保证了实验效果,又减少了环境污染。这本身就是一个很好的保护环境的意识。如果我们再在化学微型实验教学中将节约药品、尾气的吸收、循环利用药品、妥善处理废弃物等思想渗透到实验的每一个过程中,对学生来说这不仅是一节化学课还是一节非常好的环境保护教育课。
2.有利于激发学生学习化学的兴趣
枯燥的书本知识难免不让学生产生厌学情绪,微型化学仪器体积小方便携带,可以将整套仪器带入教室而不用再去实验室上化学课,而且可以人手一套仪器自由设计实验方案,不再受书本实验的约束。这样每个学生都可以动手实验,观察丰富多彩的实验现象,最终提升化学学习兴趣。
3.有利于培养学生创新能力
传统的化学实验教学中,限于仪器的数量及组装仪器的复杂性,学生往往需要多人合作才能完成实验,而且照搬的成分很大。因此传统化学实验教学在培养学生主观能动性及独立思考方面存在还有欠缺。但是微型化学实验能很好的解决这一问题。微型实验由于只使用了较少的药品,为了保证良好的实验效果,必须对实验从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计,才能达到实验的目的。微型实验的仪器与实验方法的设计,本身就是一门集智慧与创意的艺术。将会给师生们提供更多的参与机会,激发创造欲望,去改良这些仪器与方法,发挥学生与老师的创新能力。
4.有利于改变学生学习方式及态度
高中化学新课程的理念是倡导“以学科探究为主的多样化的学习方式”;重视学生的“亲身经历和经验”。微型化学实验的实施使学生的学习方式由被动接受式变为主动探索式,利用现有资源实现人人动手实验、强化动手能力的训练,例如学生课前预习、课中学习、课后复习都能按照自己的思维进行实验,能在实验室、教室、甚至家庭做实验。它拓宽了学生科学探究的空间,让学生有更多的机会主动地体验探究过程,养成科学态度,学会科学的学习方法。
三、微型化学实验实施中存在的问题
微型化学实验实施中存在的问题,主要表现如下:
1.微型化学实验仪器的不足
现行的微型化学仪器主要以塑料制品为主,体现出其方便易于操作等优点。但塑料仪器不耐高温,塑料本身能与一些化学试剂起反应导致其推广应用受到阻碍。
2.微型化学实验的不足
有微型实验本身固有的缺陷,也有开发微型化学实验的方法与技术存在的局限性等。在目前新课改的教材中的实验主要是以大型实验装置为主,需多人合作完成。若要自行设计又存在时间和精力上的不足。以江苏高考来说,目前高一、高二阶段9门功课要同步学习,这已经占据学生大部分时间,导致学生没有充足的课余时间去设计一些独特的实验,久而久之微型化学实验便淡出了人们的红视线。
关键词:网络教学;卫生化学实验;预防医学
中图分类号:G642 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2016)20-0085-03
引言
卫生化学是高等医学院校预防医学专业本科生的一门必修专业基础课程,其主要任务是为学生讲授公共卫生实践中所必需的分析科学基础理论、基本知识及基本技能,是一门讲授公共卫生与预防医学领域中与健康相关化学物质的质、量及其变化规律的课程。作为一门实践科学,卫生化学实验是该课程的核心内容。随着我国食品安全、环境污染等公共卫生问题的不断凸显,卫生化学实验课程的实际运用功能与作用日益突出。然而,随着预防医学专业课程的改革,该专业各门必修课均减少了课时数(本校卫生化学实验课学时数仅有32学时),可卫生化学实验具有实验数量多、大型分析仪器多等特点,现有学时数无法满足教学的要求。此外,目前常用的“教师讲授―演示―学生模仿”的实验模式存在诸多不足,如注重知识灌输,强调实验结果,但忽略培养自主学习能力和实践能力等。因此,笔者所在团队从人才培养的需要出发,将提高学生自主学习能力作为教学改革的首要目标。
网络教学平台的应用价值
网络教学这一创新型教学模式能有效弥补传统的“教师讲授―学生学习”这一课堂教学模式交流不足的缺点,既能为学生提供个性化的学习环境,又能为学生自主学习提供强有力的支持,它已成为现代信息化教育的重要组成部分。在以往教学中,由于大型仪器设备受到实验室空间的限制,实验课在有限的学时内很难做到让每位学生亲自动手操作仪器,如在“气相色谱法测定血清中典型环境污染物”这一实验中,由于本校卫生化学实验室里仅有两台气相色谱仪,而每届预防专业学生有40人,即使分组也难以做到让每位学生都能自主上机操作,实验课几乎成了实验观摩课。不少学生反映因为缺乏动手机会,所以难以将书本上抽象的理论知识与公共卫生实践紧密联系起来,在学习卫生化学时感觉吃力,甚至失去学习兴趣。
而网络教学平台的建设,能有效帮助学生在课前、课外完成大部分书本知识的学习,节省了宝贵的课堂时间,大大增加了课堂上学生自主操作时间。此外,采用网络多媒体技术能实现用传统教学方法效果不理想或难以达到的教学目的,将卫生化学实验中的抽象问题形象化、动态化,充分提高自学效果。例如,在“气相色谱法测定血清中典型环境污染物”这一实验中,学生显然无法仅从实验讲义就掌握仪器的操作方法,因此,教师不得不占用大量课堂时间用于仪器操作演示。但网络教学平台建成后,上传至平台上的仪器操作视频及动画可以有效帮助学生在自习阶段掌握仪器操作方法,再辅以课堂实际操作,这样能明显提高教学效率。总之,网络教学平台的建立,可作为课堂教学的有益补充,为师生提供在线教学与学习平台。由于该平台拥有大量视频、图片、动画、例题等资源,再加上与课堂教学的紧密配合,所以它能有效激发学生的学习兴趣,使学生从过去的“被动学习”转变为“主动学习”,同时,还能在一定程度上解决实验课学时、设备和空间的局限给实验教学所带来的实际问题。
为了充分发挥网络教学平台的作用,笔者在首都医科大学卫生化学精品课程的基础上,构建了首都医科大学卫生化学实验网络教学平台,它利用网络教学跨时空、共享性、交互性、大容量等特征,集网络化教学、多媒体教学、信息化教学于一体,为预防医学专业学生创建了一个自主学习和师生互动交流平台,推动了“以教师为中心向以学生为中心转变”的教学模式的改革。
卫生化学实验网络教学平台的设计与建设
我们参照兄弟高校网络课程建设经验,结合本校实验教学特点,在本校Blackboard网络教学平台上建设了卫生化学实验网络教学平台。该平台主要包括信息、学习导航、课程内容、实验教学、实验报告及作业、在线测试、师生互动和资源共享8个模块。现一一介绍如下:①信息:该模块用于与课程相关的通知。②学习导航:包括教师信息、课程简介、教学大纲、课程表、考核方式说明等。学生可以通过该模块在开课之前对卫生化学实验课程有初步的了解。③课程内容:该模块用于理论课教学,理论课教案、课件以及理论课全程授课视频均上传至该模块,用于学生课前预习以及课后复习。④实验教学:该模块是该教学平台的重点建设模块,主要内容包括实验室安全须知、电子教案与网络课件、实验视频、网络虚拟实验室、综合性设计实验等,卫生化学实验课所有实验的电子教案、网络课件及实验课视频均上传至该模块,供学生自主学习。卫生化学实验课的难点,即大型现代分析仪器的原理、结构以及操作方法也以视频及多媒体动画的方式上传至该模块,以便学生课前、课后自习。该模块的设立,有效地帮助了学生开展课前预习。由于学生在课前便可以通过观摩视频的方式熟悉大型仪器操作,所以教师在课堂上进行仪器操作演示的时间就大大缩短,这样学生自主操作仪器的时间明显增加,有效地提高了实验课教学效率。⑤实验报告及作业:该模块主要用于学生提交实验报告和课后作业。每次实验课后,学生都需要及时完成实验报告并在此模块中提交,然后教师在线批改并打分。此外,在实验课后,教师会通过该模块向学生与实验相关的一些案例分析讨论题,要求学生选择其中一两个命题,利用课余时间自主查阅文献,设计实验,并以小论文形式在线提交作业。实验报告和作业成绩计入期末考核成绩。⑥在线测试:该模块主要用于课后自测。笔者利用该模块创建了卫生化学实验习题库,包括原题及答案,供学生自我测试,以便及时了解自己的学习情况。⑦师生互动:该模块更像一个小型论坛,具备在线答疑、留言板、论坛等功能。教师会事先在信息栏公布在线答疑时间,在此时间内学生可以通过在线答疑板块与教师互动答疑。教师不在线时,学生若在自学时有疑问,可以在留言板中留言,教师上线后便可答复。论坛板块用于师生互动、生生互动,教师通过该板块可以一些与公共卫生与预防医学相关的热点问题,如三聚氰胺事件、瘦肉精事件等供学生讨论,学生可以结合课堂所学知识畅所欲言,也可与教师或其他同学互相交流。⑧资源共享:该模块用于扩展学生知识面,包括卫生化学研究进展、研究热点、参考书目、参考文献、素材库(图片、影像、动画等)、相关网站等。供对卫生化学实验有浓厚兴趣,并有志于在卫生化学专业继续深造的部分学生深入学习。
卫生化学实验网络教学平台的实践效果
笔者所在团队建立的卫生化学实验网络教学平台于2012年开始运行。经过几年的实践,该平台较好地调动了教师和学生两方的主动性和积极性,无论是对提高卫生化学实验课程的教学效果,还是对提高学生自主学习的兴趣均起到了重大作用。对某年级40名预防医学本科生的问卷调查显示,该平台是课堂教学的良好补充。尤其是之前由于实验课仪器设备及空间有限,在某些实验课上只能采用“教师演示―学生观摩”的方式授课,学生对此颇有意见,而网络教学平台的建立,让学生可以在课前通过在线视频及电子课件学习仪器操作,避免了教师课堂上占用宝贵时间用来演示实验,大大增加了学生自主动手操作仪器的时间,实现了类似翻转课堂的教学效果,因而受到了学生的普遍欢迎。
在卫生化学实验网络教学平台的使用过程中,我们也在不断征求教师与学生的使用意见,如:部分学生反映网络教学平台的内容未能及时更新以反映公共卫生与预防医学专业的发展趋势;部分学生习惯了传统教学模式,对自主学习具有抵触心理;等等。根据师生们反映的问题,我们还在不断改进并完善。经过几年的实践,师生们普遍认为,卫生化学实验网络教学平台能有效地促进学生自主学习,促进师生角色转变,让学生从被动接受者变为主动探究者,教师从知识传授者转变为学习促进者和指导者。卫生化学实验网络教学平台作为课堂教学的延伸与补充,克服了传统课堂教学的时空局限性,并且在一定程度上解决了教学资源(设备和实验室)有限的现实问题,真正起到了辅助教学和拓展知识途径的作用。卫生化学实验网络教学平台的建设与实践,为信息化条件下探索新型的卫生化学实验教学模式开辟了一条新的道路。
参考文献:
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[2]王任.多媒体网络信息技术在分析化学教学中的应用[J].网络安全技术与应用,2014(8):241-242.
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关键词:5S管理模式 实验室管理 生物学实
引言
生物化学实验室是高校生物学教学体系的重要组成部分,在教学、科研以及人才培养等方面都发挥着至关重要的作用。随着国家对教育科研事业的重视,近年来对高校中科研实验室、教学实验室等的建设力度一直在增大,各实验室的硬件设施得到了极大的改善。但教学水平的提高以及科研成果的产生不仅依赖于良好的硬件设施,还需要注重管理水平的提升,以保证硬件设施的合理、高效利用。目前很多高校的生物化学实验室的管理方面缺乏规范、科学、高效的管理方法和制度,在实验室的使用过程中往往会产生很多问题,比如工作效率低下、实验结果可靠性低、实验室安全没保障等[1,2]。5S管理模式是近年来许多企业为提高运营效率而被广泛采用的一种现代化实验室管理模式,它起源于日本,是在生产现场中对人员、仪器、材料等生产要素进行有效管理的方法[3]。将5S管理模式融入到生物学实验室日常的运行管理中,可以有效改善实验室现场的工作环境,为实验室的日常管理和发展建设奠定坚实的基础。
5S管理模式的具体含义
5S具体分为整理(serri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Seikeetsu)、素养(Shitsuke)五个组成部分[4],因这五个词的首字母皆为S,所以统称为5S。其中,整理是指将工作场地内的所有物品材料等进行分类,分为有用的和没用的,并把不用的东西清理掉,为有用的物品材料提供更加宽敞干净的存放场所;整顿是把留下的有用的材料物品进行分门别类的有序排放,同时实现名称、数量等的明确标识,以便能够快速准确的找到目标物品,为提高工作效率奠定基础;清扫是将工作场所打扫干净,包括地面、台面及仪器设备的清扫除尘等,清扫过程可以发现工作场所的安全隐患并进行消除,是整理、整顿的延续;清洁是在完成前三项内容的基础上,建立一定的标准和制度,以维持维护“整理、整顿、清扫”的成果,甚至加强执行力度,进一步改善现场的调理整洁程度,使现场保持较完美的状态,;素养是指通过前四项内容的不断推行,促使工作场所内的所有人员养成保持整洁有序的良好习惯,按照规章制度行事,杜绝随意性操作的发生,是取得可靠可重复性工作成果的人员保障。在这五个组成部分中,前四个部分是基础,第五个部分是核心,只有人员素养提高了,才能不管巩固和改善前四个部分的成果,使工作场所变成处于规章制度控制下的完美工作环境[5]。
实施5S管理,提升高校生物化学实验室管理水平
仪器设备的5S管理
现在随着对科研教学工作的重视,高校生物化学实验室中的仪器设备使用频率也越来越高,仪器设备的折旧率也比较快,每个实验室中都会不断有仪器的更新换代。因此首先要对一些无法再用的仪器设备进行清理,采用报废的处理方式。其次,对仍然能用和正在使用的仪器设备进行整顿归类,使用频率较低的仪器设备放置于较偏僻不重要的位置,对一些使用频率较高的常规仪器设备如:天平、摇床、离心机、水浴锅及PCR仪、纯水仪等则按照常规实验流程有序的摆放在较为宽敞的学生实验区的固定位置,以方便师生的操作使用,提高实验效率。然后,确定每台仪器设备的使用负责人,定期对设备进行清扫保养,并保证在使用仪器时做好使用记录。在此基础上,根据制定的规章制度定期对所有的仪器设备的运行情况、维护保养情况及使用记录情况等进行及时的检查,以确保所有仪器的正常运行。另外,关于仪器设备的人员素养,一方面通过奖惩制度的制定保障仪器设备的定期清扫和保养,另一方面对所有使用仪器的相关人员进行使用前的上岗培训,以保证所有人员按标准的操作流程进行仪器设备的使用,从而两者想结合保障仪器设备的合理正常使用,提高有效实验数据的产出,降低仪器设备的人为损耗率。
试剂耗材的5S管理
高校生物化学实验室为了满足教学和科研的双重需要,其存放的试剂耗材种类繁多,如果不采用有效的方法对其进行合理的摆放管理,不仅对教学实验的准备和科研工作的开展造成诸多不便,而且可能存在安全隐患,影响整个实验室的安全。试剂耗材的管理是整个生物化学实验室管理的重点和核心,是影响整个实验室实验环境的关键环节。将5S理念应用到生物化学实验室的试剂耗材管理方面,能够很好的实现实验室中试剂、耗材以及实验样品的分门别类,清除实验室安全隐患,提高实验效率。具体实施要点如下:
1.对实验室内的所有试剂材料等进行整理,将已污染和其它无用的试剂做废液回收处理,污染和废弃的材料做丢弃处理。
2.对可用的试剂、药品、材料等则分别有序摆放于固定的位置区域:普通试剂存放于试剂柜中,并根据其固、液体状态分区而放,液体试剂又参考其用途进行更详细的区域划分,例如细胞实验、分子实验、动物实验、结构分析实验所用的试剂标准清楚放在固定的功能区域。使用频率较高的试剂,如PBS溶液、乙醇等则摆放于实验台的试剂架上,以方便取用,提高实验效率。另外,针对特殊的有毒有害药品试剂则按照相关规定放置于指定的区域,以防止危险品外泄或错拿造成的安全隐患。材料的存放也按照其功能分别存放于不同的柜子中,并标签标明品类等,仪器相关的耗材分别存放于仪器下方的橱柜中,以方便取用。
3.完成试剂耗材等的整理、整顿后,同样对不同的区域指定责任人,执行对该存放区域的清扫工作,保障各类试剂材料存放区域的卫生整洁情况,杜绝因无人管理造成的试剂外漏、耗材污染等实验室安全隐患。
4.建立规章制度,保障试剂耗材的取用、归还,并定期检查核实试剂耗材等的有序摆放,保持各自区域的卫生整洁情况。
5.培养实验室人员按序摆放试剂耗材、及时归还剩余试剂耗材、积极处理废弃试剂耗材的好习惯,以维持整个实验室工作环境的持续干净整洁。
文件资料的5S管理
高校生物化学实验室运转过程中会产生大量的文件资料,比如仪器设备操作指南、使用记录,实验方法文件,实验教学形成的实验报告,研究生开展科研工作产生的实验记录,研究生发表的论文以及维持实验室正常运转的相关规章制度等。对于文件资料的5S管理的具体实施如下:首先整理出不需要继续保存的文件资料,及时清理掉。然后对剩余的有用文件分门别类的整理好,并注明文件的产生时间,做好目录,有序的摆放于文件柜内。整顿结束后指定专门的资料管理人员,对资料进行定期的清扫维护,做好资料的防尘、防潮工作。素养方面,则需要培养实验室,人员取阅文件资料后按时归还的好习惯,并注意爱护好文件资料,保持资料的完整性,以保障实验室文件资料的顺利传承。
小结
5S管理是一项长期性的工作,只要从小处着手,努力坚持下来,就能取得显著的成果。虽然我们高校生物化学实验室中,存放的物品材料种类比较繁杂,接触的人员也比较复杂。但实践证明,采用5S管理模式以来,实验室的卫生条件得到了明显的改善,在科研工作效率和实验教学水平得到了保障和提高的同时,仪器使用寿命也得以延长,并且试剂耗材的开支也得到了缩减。5S管理理念的引入,强化了实验室的管理水平,提高了实验室工作人员的工作效率。
参考文献
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