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摘 要 在开展化学实验时,化学教师必须合理选用化学实验教学设施,确保化学实验安全进行。就气体安全装置在化学实验中的合理运用进行探究,以期更好地指导化学实验教学的开展,确保实验操作的安全性。
关键词 高中化学;实验教学;气体安全装置
中图分类号:G633.8 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)11-0145-02
1 前言
高中化学实验中的气体制取装置安全管理及改进具有重要的意义。在当前高中化学教材中,有将近200个化学实验,并且其中有很多实验是有毒、易燃或者易爆的实验,这些化学实验的不合理操作将可能引发安全事故,危及学生的身体健康,因此,在平时的化学实验教学过程中,教师要培养学生的安全操作意识,重视实验装置的合理应用。针对有毒气体的制取,化学教师更是要合理改进教材中的相关实验装置来避免因这些有毒气体的泄露而危及学生的身心健康。
2 加强物品管理力度,防范安全事故
在高中化学实验教学的过程中涉及到许多使用频率比较高的危险药品。为了确保后续实验的质量,必须要做好危险品的管理以防范安全事故的出现。首先,化学教师要科学地存放各种危险品,以将存在的安全因素消除在萌芽阶段。化学药品的存放管理必须要严格按照公安部门所提出的各项规定和要求来进行采购、存放和使用,同时要针对不同类别的化学药品采用取不同的存放措施。比如:那些易燃液体需要尽量放置在通风良好的阴凉部位处,并要将其与其他类型的氧化剂或者易燃物隔离开来进行存放;易发生燃烧或者爆炸的钠、钾等物品需要存放在煤油底部以下,并进行密封处理;白磷要放置在水中;有毒物品需要存放在干燥、阴凉的环境中,并将其与酸类化学物品进行隔离存放,并派专人负责管理;各种药品的试剂瓶上的标签在脱落之后要及时重新进行添加等。
充分的防护用品准备,制定实施完善的防护措施,是不可忽略的重要工作,以将实验中的风险或者危害降至最低。在化学实验开展中常用的化学防护实验用品如耐酸手套、防毒口罩、护目镜、防护屏、防护面罩以及急救箱等均应常备。急救箱中要配备齐全的医疗用品,具体主要包括碘酒、双氧水、酒精、纱布、红汞、酒精棉球、烫伤油膏、创可贴、剪刀、镊子、洗眼壶和碳酸氢钠溶液等。此外,化学教师必须要加快完善化学药品的管理制度,以全面确保化学药品存放的安全性;避免化学药品流失,造成社会危害。
化学实验室中的化学药品种类繁多,做好其安全防护工作更是尤为重要。具体而言,化学实验室及各种药品的存放要做好防盗防控,并设有专人负责检查,尤其是要对那些剧毒物品更是要制度化严格管理,明确责任,领用时经双方签字方可使用;在开展化学实验的过程中,教师需要根据规定控制各种药品的分发量,并且在实验操作结束后及时回收,严禁带出实验室外,全面确保化学实验操作的安全性。
3 培养师生安全意识,规范实验行为
教师和学生是化学实验开展的主体,其自身是否具备完善的安全意识会直接影响化学实验操作过程安全性,所以必须要不断培养学生的安全意识,规范实验行为,确保安全。首先,教师要让学生明确安全要求,遵守安排规范,使他们在实验操作开展前就已经具备良好的实验安全操作意识。其次,化学教师要结合化学教学过程来不断增强学生的安全意识,要求教师结合实验过程演示实验操作规程,向学生讲清有关的实验操作要求,及违反规程、要求可能出现的情况,预防措施和急救方法,提升学生的安全操作意识和技能。
如在讲解“氢气在氯气中燃烧”这个实验的过程中,教师可以为学生合理设置一些具有启发性的问题,比如:“实验开展的时候为什么要先对所用的氢气进行验纯操作?”“怎样才能有效地防治氯气中毒问题的出现?”等等。还可以为学生设计一些该方面的习题来进一步增强学生的安全实验意识。
在平时的化学教学过程中,教师必须要将安全意识贯穿在教学的每一个环节中。比如,在平时的实验操作过程中,教师要认真地为学生做演示实验,切实贯彻规定要求,确保学生可以充分意识到实验开展过程中细心操作的重要性,启发学生如何才能更好地控制有关影响实验安全的各种因素。教师也可以合理运用反例来帮助学生了解那些因实验操作不当所引发的安全问题,掌握实验安全操作要领。比如,可燃气体的纯度如果不足,那么很可能在点燃的时候出现爆炸的危险等。此外,教师还要充分发挥自身的监督管理作用来帮助学生形成良好的实验习惯,以帮助学生不断强化安全意识,将安全管理理念融入实验操作全过程,在确保实验操作的安全的同时,提高实验教学质量和效率[1]。
4 改进化学实验装置,减少安全事故
针对那些存在危险性的化学实验而言,教师不可一味地将其摒弃或者删除。而应该通过将这些化学实验装置进行合理的改进,确保学生可以安全地进行实验操作,以帮助学生更好地开展化学实验。如氯气的制备及其性质检测是高中化学教学过程中一个重要的组成部分,同时也是高考的重点内容,但由于氯气本身是一种有毒的气体,很容易给学生的身体健康造成不利影响,加之实验教学中所用的浓盐酸和高锰酸钾二者的反应速率比较快,很难控制其反应的速率,所以也具有很大的危险性。此时如果化学教师本着安全的原则对实验装置进行相应的合理改进,那么就可以在确保实验安全性的基础上进行实验教学,同时可减少实验用剂剂量,降低有毒气体的毒性。
改进实验主要借助生活中常用的注射器等废弃物来替代教材中原有的实验器材,具体如图1所示。图1中的①②③④⑤分别表示浓盐酸、KMnO4、无水氯化钙、有色小卡片和氢氧化钠。而就该实验的具体实验步骤而言,其主要包括以下几个方面:
1)按照图1所示来连接有关的装置;
2)检查装置连接的紧密性;
3)在侧泡具支管部位处适当地假如一些KMnO4;
4)在V型的侧泡反应管的第一个凹槽部位处添加一个润湿后的有色小卡片,并在二、三个凹槽为之内适当地放置一些无水氯化钙,同时在V形凹槽中放入干燥的有色小卡片;
5)在反应开始之后,将容量约为2 mL的浓盐酸缓慢地注入到侧泡具支管中来观察实验的现象,具体为第一张有色小卡片出现褪色现象,而V形管中的有色小卡片则不出现褪色的问题。
通过对实验现象分析可知,干燥的氯气不具备漂白的特性,而次氯酸则具有漂白性,同时生成的氯气也被氢氧化钠所吸收,所以可以有效地减少环境污染。
为了确保上述实验操作的合理性,教师必须要引导学生检查装置的气密性,看其是否存在漏气问题;注射器所用的针头不可太大,否则过大的氢氧化钠溶液滴加速度会加快反应速率,致使其难以控制。此外,该改进实验装置比较简单,学生操作起来也比较便捷,所以非常适合学生自主操作。
5 结语
总之,实验教学是高中化学教学过程中必不可少的一个组成部分,并且其中有很多实验内容涉及毒性、易燃或者易爆的问题。在严格实施安全管理的同时,还应该采用合理的方法来对实验设施加以改进来确保实验操作的安全性,从而使学生可以切身体会到各种化学实验的步骤和现象,不断深化学生对于这些化学知识的理解和认识。
关键词:高校化学实验室;安全教育培训;体系构建
1高校实验室安全培训存在的问题
目前高校实验室安全培训主要存在以下问题[4]:(1)安全意识淡漠,对实验室安全教育培训重视不够。对安全教育和培训的重要性普遍认识不到位,特别是对学生的实验室安全培训,没有认识到其必要性,培训往往流于形式,简单地用消防安全、防盗安全等常识性的安全教育代替专业化的实验室安全教育,部分学生没有经过必要的培训就进入实验室,无知从而无畏,导致一些不应该发生的事故发生。(2)安全培训方案不甚科学,内容缺乏针对性。优质的培训方案可以使安全教育工作事半功倍,有效地提高师生的安全意识、安全操作技能、突发状况的应急处理能力。但是,目前高校缺乏规范的实验室安全培训方案,培训目标不清晰、培训内容不全面、培训计划不系统,专业性、实用性、操作性不足,存在虽经过培训依然无法处理实际问题的情况。(3)安全培训队伍薄弱,影响培训效果。高校安全培训多由保卫处、国资处等部门的管理人员承担,他们对于专业实验室的情况并不了解,对于实验室可能出现的问题和突发状况没有经验,也没有专业知识作为支撑;有些学校的安全培训由实验技术人员承担,往往简单强调实验过程中要注意的具体问题,安全知识的培训没有系统性,缺乏政策法规介绍。(4)缺乏制度保障,无法保证覆盖面和长效性。目前高校实验室安全工作大多由保卫处、国资处或装备处共同负责,但是对于安全培训由谁来牵头和负责,缺乏明确的职责指向。进入实验室的人员归口不同部门管理,其中本科生由教务处管理,研究生由研究生院管理,教师、博士后、聘用人员由人事处管理,多部门管理的情况下,缺乏制度的保障和部门之间的协调。
2化学实验室安全教育培训内容
系统而规范的安全培训体系应当具有完善的培训内容、专业的培训队伍、多样的培训方式,同时营造浓郁安全文化的氛围,巩固和促进安全教育的成效。
2.1化学实验室必备的安全知识
化学实验室由于存储和使用许多易燃、易爆、对人体有毒害的化学品,因此在实验中存在诸多的安全隐患;同时,化学实验还需要使用各种仪器设备、水电、气体钢瓶等。培训内容应当包括消防安全、用电安全、化学安全、生物安全、辐射安全、设备使用、规范操作、应急(急救处理)等多方面的知识[5]。(1)消防安全:必备的消防知识,如火场逃生与自救、火灾报警、常见消防设施的使用,以及针对实验室不同类型的火情如何选择合适的灭火器材等。(2)用电安全:化学实验室中有各种电器、设备以及反应装置,需要用到的有交流电(三相和单相)、直流电和弱电,工作人员应当掌握基本的电学常识和实验室用电的常规注意事项,了解实验室存在的电气危害、触电的预防、触电后的处理和急救及电气火灾的扑救等。(3)生物安全:化学学科与生命科学的交叉研究领域涉及到部分生物安全问题,应当知晓由动物、植物、微生物等生物给人类健康和自然环境可能造成的不安全以及初步的防范,知晓现代生物技术的开发和应用可能产生的负面影响,学会基本的处理措施,并树立生物安全的概念以及自我防护、环境保护的意识。(4)辐射安全:化学实验室会用到具有放射源的仪器、用作标记物的放射性物质,应学会如何对辐射进行防护及辐射性废弃物如何处理,并建立职业健康思想,知道需要定期对场所进行辐射监测、定期进行工作人员的身体检查。(5)实验室常见设备:化学实验室用到的设备类型很多,如高温、高速、低温、加热、压力容器等。压力容器如带压反应釜、高压灭菌锅、气体钢瓶,属于特种设备,需要定期检查,有特定的操作要求,必须严格遵守操作规程。电炉、马弗炉、干燥箱(烘箱)等高温设备,大多功率较高,不能超过实验室用电的额定功率,不能将多个大功率设备插在一个接线板上同时使用,并应定期检查温控部件。(6)化学品安全:危险化学品是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,对人体、设施、环境具有危害的化学品。由于其危害性,在采购、存储、使用、回收等各环节都有相关的规定以及特殊的规范要求,实验者掌握并遵守有关规则才可以达成化学品的闭环管理。对于剧、易制爆、易制毒化学品,公安部门颁发了更为严格的要求,实验者必须了解并强制执行有关规定。(7)应急处理:学会如何处理实验室突发事故,学会简单处置实验中的小伤害,如烫伤、割破手指、化学品溅入眼中等事故。
2.2防护措施
进行化学实验时必要的防护可以使工作人员减少或免受伤害,首先应当采取自我防护的措施,如穿棉质工作服、戴防护眼镜及防护手套、穿不露脚趾的鞋子等。同时,应当在实验室硬件条件上采取必要的防护措施,营造健康和安全的实验室环境,比如良好的通风以及配备必要的急救设施,如洗眼器、紧急冲淋器、医用急救箱等,确保实验者的身心健康和安全。
2.3环境保护
在实验工作中学会做到“三不伤害”,即不伤害自己、不被别人伤害、不伤害别人。在做好自我防护的同时,不能影响环境和他人。应当了解化学实验产生的“三废”如何处理及在实验室如何遵守环保规定,例如实验的废弃物不得随意抛弃、生活垃圾与实验垃圾要分开收集、实验垃圾进行分类收集等。
2.4规范的实验操作
据统计,大部分的实验室安全事故是由于操作而引起的[6]。化学实验的基本操作,有其特定的要求和专业的规范,不按照规程进行操作可能引发事故。例如:蒸馏和回流时,不能是密闭回路,否则会引起冲料甚至爆炸;在加热液体时应加入沸石以防局部过热而爆沸。虽然在教学实验中已进行过实验操作的培训,但是学生真正步入科研实验室独自开展工作时,依然会有遗忘和疏忽,在安全培训中再次强调单元操作的规范性,可以强化学生的安全意识,培养良好的实验习惯,预防科研实验中错误和疏漏的发生。
2.5事故案例分析
有针对性地选择发生在高校实验室的典型安全事故,对事故原因进行深入而专业的剖析,可以充分发挥其应有的警示作用和教育价值[7],可以避免同类事故的再次发生。面对一个个发生在校园里的鲜活案例,也可能就是身边发生的事情,让学生留下深刻印象,比机械地灌输安全知识,具有更好的培训效果。
2.6政策法规解读
初步统计关于安全、环保的国家、地方的政策法规多达30余种,并且随着形势的发展,法规条例也在不断修改、不断提出更高的要求。对现行法规进行解读,可以帮助学生更好地理解、执行和遵守各项安全环保的规定。
3专业化的培训队伍
规范健全的安全培训体系必须具有专业化的培训队伍。实验室安全涉及的专业知识较多,可以由具备某方面专业知识的人员共同组织成一支培训队伍,各自承担部分培训内容,比如教师承担安全知识、操作规范的讲解,管理人员解读政策法规,消防工作者介绍消防安全知识等,这种由多层次、多类型专业人士组成的培训队伍,才能更具专业性和权威性;同时应当采取措施,加强对培训人员的再教育,鼓励他们参加各种培训和研讨,促进培训人员自身水平的提高,优化其自身的知识结构、更新安全环保理念。
4多样化的培训方式
为了达到良好的培训效果,必须采取多种培训方式[8],以人们喜闻乐见的形式,不断强化、不断重复,以期在思想意识中牢固树立安全的观念。(1)增加实践环节。安全知识的传授,更多是纸上谈兵,在实验室中面对出现的各种情况,必须经过演练和操作,在实际工作中才会真正应对。因此,消防器材的实训操作、消防演练、事故逃生演练、化学泄漏处理演练等,应当作为培训的重要组成部分,提高实验安全事故的实际应对能力。(2)多管齐下提高培训效果。将安全培训纳入课程教学,使安全培训成为强制性的环节,例如北京大学化学院将安全教育作为本科生的必修课,南京大学化学化工学院将安全教育作为本科生的选修课、研究生的必修课,或以讲座报告形式拓宽学生的视野,邀请学者、环保、消防等专业人士,开展不同方向的专业讲座,可以接触到各方面的最新动态,又或者编写安全手册,让学生在进入实验室前进行自学,将自学与讲学结合起来。(3)利用信息化手段推广和强化安全培训。利用信息技术、网络技术,推广安全教育和宣传:在网页上开设安全园地,介绍各种实验室安全的知识和规定;制作安全教育慕课课程,开展网络学习,北京大学以及中国科技大学化学实验中心均制作有网上开放课程,供大家学习;利用虚拟仿真技术、VR技术对实验操作规范进行培训,当出现错误操作或违反操作规程时,危险状况通过虚拟画面呈现,给人带来视觉的冲击、留下深刻印象,操作培训效果更加直观。(4)安全文化氛围的营造。营造实验室安全文化的氛围,可以提高师生的安全素质、强化“安全第一、预防为主”的安全意识,通过潜移默化的作用,使实验室安全内化于心、外化于行[9]。可以采取以下措施营造氛围:实验室门口张贴安全警示以及潜在的安全危险,做好预防提示;将实验室安全制度张贴在实验室,明确规范要求;充分利用墙报、校刊、标语牌的作用进行安全宣传和安全气氛烘托;举办实验室安全知识竞赛、开展实验室安全月活动,进行安全实验室表彰等活动,形成与制度约束相适应的氛围,达到比制度约束更为有力的效果[10]。
5实验室安全教育培训体系的构建
5.1安全培训应当与安全管理制度相结合
构建规范的安全教育培训体系,必须有相应的制度进行保障、有手段促进执行、有机制激励完成,才能实施推行、达到效果。(1)建立考评制度,用考核来检验培训效果,并与实验室准入制度相联[11]。经过课程学习或自学后,参加网上的安全测试并与门禁系统联动,通过者颁发合格证书,合格者方可开通门禁进入实验室。通过强制的手段,使每一位进入实验室的人员都经过安全测试,达到初步培训的效果。(2)通过安全检查制度,查找实验室危险因素[12],有针对性地对学生进行教育培训。因为课题研究方向不同或改变,以及各实验室潜在的危险因素不同且随时变化,所以要以检查促进针对性的培训、以检查促进个性化的安全管理。
5.2以学生为本,建立学生参与机制
建立课题组安全员制度,课题组安全员是由导师指定的学生。首先对安全员进行培训,再由他们将安全管理的具体规定和安全知识向导师和同学传达;来自实验室的安全员,也可以将实验室存在的安全问题反映出来,大家共同商议解决。安全员同时参与安全检查,可以发现其他实验室存在的问题,并提醒自己课题组注意。通过学生参与制度,使学生从被教育、被检查的角色,转换为教育者、检查者,真正成为实验室的主人,增加学生的主人翁意识和责任感。
6规范化实验室安全教育培训体系的优势
6.1全员覆盖
随着高校科研任务的加重,科研合作者、科研助理、博士后、联合培养的学生也越来越多,而研究生导师、实验技术人员以及实验室安全管理人员,虽然长期在实验室工作,但是对于日益严格的安全要求及环保规定,并不了解或观念落后停滞,都需要不断地学习。通过教务处、人事处、国资处、保卫处的多部门联动,在新生入学教育、新教师入校教育、教学课程体系等各环节中,加入实验室安全教育内容,真正实现全员覆盖。
6.2分层次具有针对性
进入实验室的人员情况各有不同,对于不同的对象,应当分层次进行教育和培训。对于理工科的本科生和研究生,实验室安全应作为应知应会的知识,纳入课程体系。不同的学生需要因材施教:对于大一学生,应当掌握通识的安全知识、实验室的基本操作和防护手段;对于大二、大三的学生,应当掌握涉及专业方面的实验技能以及安全知识;对于大四学生及研究生,开始进入科学研究的领域,应当全面了解和掌握涉及到的各种安全问题和规定,并在实际工作中学会解决问题和自我保护。对于新进教师以及博士后等人员,以政策法规解读为主要培训内容,培训的方式以自学为主。同时,根据各类型实验室常发生的问题和状况,有针对性地进行指导和培训教育,分层次、有针对性的教育培训才能具有更好的效果。
【关键词】化学实验 突发事故 安全知识教育
在做化学实验时,有时会发生火灾、中毒、烧伤、割伤等伤害事故。对突发事件处理不当或不及时,会加重伤害程度。在做实验时,务必要注意安全,要有强烈的安全保护意识和灵活正确处理事故的能力。所以,如何应对化学实验中的突发事故十分重要。具体处理方法如下:
一、消防安全知识教育
1.正确识别化学物品的性质,不轻易使用水来灭火
水能克火,水在灭火中应用范围最广。因为水具有很大的冷却能力,它能使着火点的温度降低,破坏继续燃烧的条件,从而达到灭火的目的。但水不是万能的,有的处理不当反而会造成更大的损失和伤害,因此应使学生正确认识化学物品的理化性质,知彼知已,方能百战百胜。
如碱金属、氢化钾、氢化钠、电石和锌粉等,当遇水后即发生剧烈的化学反应,放出可然性气体,同时释放大量的热,极易引起爆炸;汽油、乙醚、丙酮和苯等有机溶剂,这些物质比水轻,着火时若用水灭火,它们会漂浮在水面上,随水流动,造成火势蔓延扩大;火灾现场存放有浓强酸时,水遇浓酸放出大量的热,使得酸液飞溅,有喷伤人的危险;大毒化学物品,禁止使用泡沫灭火器灭火,锑粉、铍粉、金属铊等不得用水灭;高压电气装置火灾时,在没有良好的接地,或没有切断电源情况下,不能用水扑救,这是因为一般的水都具有导电性能,电流可通过水流造成人身触电事故;精密化学仪器设备,也不易用水扑救。
2.正确认识火源的性质,选用适当的灭火器
我国目前通常使用下列一些灭火器:
⑴泡沫灭火器。药液的主要成分是硫酸铝和碳酸氢钠溶液,当两者混合后发生反应,生成大量的二氧化碳气体,在灭火器内形成巨大的压力,把机内的药剂连同水一起,化为泡沫喷射出去,既降低了温度,又隔绝了空气,以起到灭火的作用。
⑵二氧化碳灭火器。成分是液态二氧化碳,当其从灭火器中喷出时,由液态变为气态,要吸收大量的热量,从而降低着火点温度,同时由于二氧化碳比空气重,覆盖在燃烧物表面,以阻止氧气的进入。一般适用于电器设备、小范围油类及忌水化学物品的失火。
⑶干粉灭火器。主要成分是碳酸氢钠等盐类物质与适量的剂和防潮剂。主要用于扑灭油类、可燃性气体、电器设备、精密仪器、图书文件和遇水易烧物品的初起火灾。
⑷1211灭火器。目前用得较多的是液态氮气灭火器,它的灭火机理与二氧化碳灭火器类似,但它的效果更好,适用于灭火的范围更广,对环境也不会造成污染。特别适用于扑灭油类、有机溶剂、高压电气设备、精密仪器的失火。
二、化学伤害事故的安全教育
1.割伤急救
用消毒棉棍或纱布把伤口清理干净,小心取出伤口中的玻璃或固体物,然后将红药水涂在伤口的创面上。若伤口较脏可用3%双氧水擦洗或用碘酒同时使用。伤口消毒后再用消炎粉敷上,并加以包扎。若伤口比较严重,出血较多时,可在伤口上部扎上止血带,用消毒纱布盖住伤口,立即送医院治疗。
2.烫伤和烧伤的急救
轻度的烫伤或烧伤,可用药棉棍浸90―95%的酒精轻涂伤处,也可用3―5%高锰酸钾溶液擦伤处至皮肤变为棕色,然后涂上獾油或烫伤药膏。
较严重的烫伤或烧伤,不要弄破水泡,以防感染。要用消毒纱布轻轻包扎伤处立即送医院治疗。
3.化学灼伤的急救
化学灼伤与一般的烧伤、烫伤不同,其特殊性在于:即使脱离了致伤源,但如果不立即把污染在人体上的腐蚀物除去,这些物质仍会继续腐蚀皮肤和组织,直至被消耗完为止。化学物质与组织接触时间越长、浓度越高、处理不当、清洗不彻底、烧伤也越严重。
一旦发生化学烧伤事故,都应于最短时间(最好不超过1―2分钟)进行冲洗。冲洗抢救如同救火,要争分夺秒。冲洗时必须立足于现场条件,不必强求用消毒液和药水,凉开水、自来水、甚至河水、井水都可应急。冲洗需要反复而彻底地进行,具体要点如下:
⑴发现化学烧伤后,要立即脱去被污染的衣物、鞋袜,随后用大量清水冲洗创面15―20分钟。
⑵干石灰或浓硫酸烧伤时,不得先用水冲洗。因它们遇水反而放出大量的热,会加重伤势。可先用干布(纱布或棉布)擦试干净后,再用清水冲洗。
⑶如完全可以确定是酸碱类化学烧伤,可慎用低浓度的弱酸、弱碱进行中和处理。酸性烧伤可用清水或2%的碳酸氢钠(即小苏打)溶液冲洗;碱性烧伤可用2%醋酸溶液或2%的硼酸溶液冲洗,冲洗后涂上油膏,并将伤口扎好。重者送医院诊治。
⑷溴灼烧,应立即用酒精洗涤,涂上甘油,用力按摩,将伤处包好。如眼睛受到溴蒸气刺激,暂时不能睁开时,可对着盛有氯仿或酒精的瓶内注视片刻。
⑸热沥青(柏油)烧伤时,千万不能用手去揭已沾在皮肤上的沥青,否则可加重创面皮肤的损伤,加重伤情。清除沾在皮肤上的沥青可用棉花或纱布,沾上二甲苯或氯仿(也可用豆油或菜油),轻轻擦试。擦干净后,再涂上一层抗生素药膏。
4.试剂溅入眼中,任何情况下都要先洗涤,急救后送医院治疗
⑴立即睁大眼睛,用流动清水反复冲洗,边冲洗边转动眼球,但冲洗时水流不宜正对角膜方向。冲洗时间一般不得少于15分钟。
⑵若是固体化学物质落入眼内,应及时取出,以免继续发生化学作用;若是碎玻璃,应先用镊子移去碎块,或在盆里用水洗,切勿用手揉动。
⑶若无冲洗设备或无他人协助冲洗时,可将头浸入脸盆或水桶中。努力睁大眼睛(或用手拉开眼皮)浸泡十几分钟,同样可达到冲洗的目的。注意,若双眼同时受伤,必须同冲洗,如先冲一只眼,再冲另一只眼,后冲洗的那只势必成为牺牲品。
总之,化学烧伤必须在现场急救和处理,切忌末经任何处理就送医院,以免耽误了最重要的救治时机。
【参考文献】
1.张忠慧:化学实验中的安全常识[J],中华现代教育.2008.30.
2.徐伟强:化学实验与安全[J],绍兴文理学院学报.2002.12.
近年来化学实验安全问题成为化学教育研究的热点,尤其体现在国内外安全教育比较和国外化学教材中的安全教育分析上。朱鹏涛、周青等人针对美国2005年版新教材《化学:概念和应用》中的实验安全教育内容体系进行了介绍,归纳出系统性、规范性、可操作性、教育的连续性以及人性化、形象化等特点,并从中提出对我国化学教学中进行实验安全教育的借鉴意义。刘冰、毕华林通过对我国现行3个版本义务教育初中化学课程标准实验教科书及美国初中主流化学教科书《化学反应》中的化学实验安全教育内容的比较研究,发现我国教科书中实验安全教育内容相对薄弱,建议以教科书为载体显化实验安全教育内容、教科书中增加实验安全标志、处理好安全教育与主动探究的关系,把安全作为实验评价指标,充分发挥评价的导向功能。盛兵、王川等人比较了国内3套高中化学教材与美国高中主流理科教材《化学:概念与应用》,分析了4套教材实验安全教育的相同点以及在编排结构、内容、实施理念和重视程度等方面存在的差异。试图厘清中学化学实验安全教育的理念,吸收其他国家教材的优点,进一步完善国内化学教材实验安全教育的内容,为我国加强中学化学实验安全教育提供可借鉴的资源。已有研究往往关注某一套国外教材中的安全教育特点,尚不能概括各种安全教育的可借鉴之处,也缺少详尽、有效的吸收处理经验。本研究主要选取三套著名国外化学或科学教材进行内容分析:《科学探索者•化学反应》、《科学发现者•化学概念与应用》、圣智科学教育系列教材中的化学相关分册,分析其安全教育多元化的表现形式,总结国外科学教育中实验安全特点。考虑到化学实验安全教育的特殊表现形式,体现化学教育的广义内涵,也将国外教育中有特色的化学实验安全手册纳入研究范畴。
2国外化学教育中的实验安全特点分析
国外化学教材的安全教育大多采用提供集中指南与分散提醒相结合的方式:在附录的安全手册中集中呈现大部分的规则、图示,体现安全教育的系统性和规范性,便于学生迅速、全面了解化学实验安全的相关信息以及彼此的联系。安全操作示意图和安全提示设置在每一个具体的实验过程中。
2.1整体设计,专题阐述安全教育
将实验安全作为化学或科学教材的章节专题阐述,是高度重视实验安全教育的表现。加拿大圣智科学教育系列教材尤其重视安全教育,主要在11年级的《科学方法》和《科学视野》两本分册中将安全教育开辟成独立章节,作为具体教学内容。《科学方法》第1单元“物质和安全”非常关注社会安全教育的知识传播和法规启蒙,例如职业健康和安全法、工作场所危险品信息制度、工作场所危险品安全说明书等;作为化学知识的承载,“正确使用化学药品”阐述了不同状态的化学药品储存、易燃物质相关的化学名词等;还体现与生命科学的综合渗透,联系危险物品对人体的影响。国外化学教育常通过化学安全手册作为更加专题化的教学方式,既可以作为常规理论和实验教学的辅助用书,为师生提供丰富的实验安全知识和技能指引,也可以作为单独设置化学安全教育课程的教学素材。例如美国消费品安全委员会、健康与人类服务部、美国疾病控制与预防中心和国家职业安全与健康研究所联合推出了一本《学校化学实验室安全指南》,该书用于帮助科学教师识别学校实验室中可能用到的危险物质,提供了有毒物质的清单。使他们可以采取恰当措施避免或减少与危险品、有害品的接触以及由此带来的伤害。指南的内容包括化学实验室中化学试剂的使用、储藏、保养的信息,化学废料、安全、急救设备、化学危险品评估、常用安全标志等。
2.2活动强化,时刻关注安全教育
在教材的教学活动以及实验活动中分散设置的安全标志,是国外化学教育中强化安全意识的重要手段。实验安全标志以警示图标的形式形象地提醒学生注意可能发生的危险,并能够促使学生进一步思考具体的预防措施及解决方法,比单纯的文字叙述要简洁有效得多。教科书中增加实验安全标志是提高学生实验安全警觉的一种有效手段,使学生真正懂得实验中有哪些不安全因素,怎样去消除不安全因素,以及掌握紧急情况下的急救方法。将安全标志与具体的实验活动、课后作业相融合,可以进一步强化其警示作用和教育意义;学生在实验过程中借助这些规则和图标,可以在具体的实验操作过程中反复体验实验安全内容,随时注意实验潜在的危险,又可通过动手实践深入理解实验的安全问题,潜移默化地养成一种主动关注实验安全的好习惯。例如,美国《科学发现者•化学概念与应用》、《科学探索者•化学反应》教材中,各个章节的每个化学实验项目的实验过程旁都设置相关安全警示图标。如实验“过氧化氢、酶和你”步骤旁提供了护目镜、实验服、易碎和隔热手套等图标。这些图标可以比文字叙述、条目要求更加醒目地提示学生做此实验的安全注意事项,而且安全标志类型要与所警示的内容相吻合,与实验相吻合,针对性明确。圣智科学教育系列教材的安全教育主题还在每节设置一定开放性和互动性的探究活动,例如安全问题讨论、绘制家用化学品位置图、制作材料安全数据库安全卡、来自制造产品中的废弃物调查分析等,极大地丰富了安全教育形式,也成为促进学生强化安全意识、理解安全观点、应用安全知识的重要途径。
2.3知识融合,拓展化学实验安全教育的载体
学生的安全意识和安全能力的形成不是一蹴而就的,也不可能只通过单纯说教形成,而是通过领悟和练习逐步掌握的过程,既需要生活实际中的观察和反思,也需要结合具体的化学反应事实学习和实践经历潜移默化。化学事实性知识是学生学习其他化学知识的基础,没有丰富具体的化学反应案例,化学基本概念和原理就成为无源之水、无本之木。化学事实性知识学习过程中涉及的化学物质丰富多彩,在实验活动中难免存在潜在危险,开展化学教学活动需要通过具体性质和用途的教学渗透安全意识教育,而在安全事项提醒时也促进性质的深入认识。圣智科学教育教材尤其关注安全教育与生活、社会的融合,既体现化学学科视野下的实验安全,又利用生活、社会中关注实验安全的案例激发学生学习兴趣。《科学视野》单元C“日常化学品与安全实践”侧重于介绍具体化学物质的性质所表现的危险性,从家庭、工作场所、工业生产和环境四个角度分别表现化学品的使用安全,揭示身边的化学安全隐患,如抗生素和抗菌肥皂、办公室中的化学物质、纸浆和造纸污染的代价等。在每个方面的实践和联系都体现化学品对环境的影响和科学使用化学品对环境的裨益。这种安全教育以具体物质的物理和化学性质为载体,既融合具体的化学事实,又联系社会科技发展和生活化学应用,既凸显了安全教育在化学课程中的基础性和多维联系,又使得实验安全教育呈现方式生动,内容更加充实、拓展。
3结合国外化学实验安全教育提出的建议
3.1安全教育不止面向学生,也针对教师
只有教师以身作则,才能营造更安全的化学教学环境。可是目前大多数化学师范生和在职教师并没有接受过系统的化学实验安全课程教育与训练,仅靠零散的实验教学经验获得安全认识。他们长期只关注实验操作和化学知识的传授,缺少对实验潜在危险细节的把握,实验安全意识淡漠,所以需要接受充分的实验安全教育才能完全胜任中学化学实验教学。化学实验员是特殊的化学教师群体,他们尤其需要系统和科学的安全教育,例如化学药品储存时要将易燃品和强氧化剂分开放置,而将剧放入保险箱严密监管;化学废品的处理必须严格按照规定,不可私自处理。
3.2完善学生安全装备,提升实验安全感
提供学生完善的安全保护措施,不仅可以降低实验危险系数,还可以帮助学生从心理上消除对化学实验的恐惧感,才能在化学学习中体会安全感,这是化学实验教学活动开展的必要条件。美国中学化学课程实施中,教师和学生一般都佩戴护目镜、实验服和手套,就连简单的食盐提纯的实验都有安全装备,安全防护意识极强,实验安全意识已经深入每个学生的心中。
3.3基于实验安全的化学眼光审视生活和社会
有学者认为过多地在化学课堂上渲染化学的危害新闻,不利于学生对化学的科学认知,反而会导致大家对化学的误解和偏见加深——这样的担心不是没有道理,教师的合理引导显得尤为重要。但事实是:“担心”之下的避而不见、充耳不闻并不能减少在身边接触到化学危害的机会,反而会因为无知而导致更多的安全事故,会导致对伪科学的盲从和误解。需要让学生明白关键问题所在并不是化学本身的危害,而在于使用者的科学态度、公民道德和正确方法。所以,化学安全教育需要彰显化学眼光去审视生活和工作环境,这才是化学安全教育意义所在。例如,人教版九年级《化学》教材的第一单元课题3中指出化学实验室很多药品都是易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的——这是化学教材中安全教育的开篇之言,此时由于学生对具体化学物质知之甚少,所以往往被一笔掠过,因此浪费了安全教育机会。建议从家居日化用品、厨房用品等入手,分析这些化学药品可能具有的特性,并讨论生活中使用时的注意点。在化学启蒙阶段,给予充分的机会引导认识身边的化学世界,既是激发学习兴趣的重要手段,也是开展化学安全教育的有益补充。在复习课阶段同样可以针对药品的四大特点进行深入探讨,例如引导学生联系教材知识和生活见闻,整理完善下表。学生在互动中总结出与一系列安全问题相关的化学物质及其在学校、家庭及工作场所的作用体现,并且联系一些简单的化学原理进行解释,既是对具体化学物质性质的系统总结反思,也是建构分类观的重要途径。化学安全往往还与职业相关,工作场所存在的化学危害是每个学生日后走上社会必须面对、承担的。学生在校阶段也需要充分认识社会、认识到不同职业中可能遇到的化学危害。虽然自己不一定从事该职业,但是将自己的经历与这些职业经历相互印证,还是会形成一些观念;用自己的知识传播、教导身边从事该职业者趋利避害,更是学习者的社会责任之一。此外,教师应该针对目前社会上故意使用化学药品毒害他人的不当行为加以谴责和批判,有必要在化学实验安全教育中融入生命教育、强化道德教育,让学生明白实验安全教育对自己以及对他人的重要性,利于保持顾及自己和他人的安全的积极态度。
3.4活动与评价形式的多元化促进实验安全意识的自我强化
[关键词]应用化学专业;精细有机合成实验;化工安全教育
一、精细有机合成实验中的安全隐患排查
黑龙江大学应用化学专业开设的精细有机合成实验面向本科四年级的学生开设,是专业必修课。课程实验项目有阿司匹林的制备、对乙酰氨基酚的制备、贝诺酯的制备、常压催化氢化合成氢化肉桂酸、高压水解制备对硝基苯酚、偶氮染料甲基橙的合成、对甲碘苯的合成、安息香的合成、二苯基乙二酮的合成、二苯基乙醇酸的合成、二苯基乙醇酸交酯的合成等十一个实验。经认真分析与排查,发现如下安全问题:常压催化氢化合成氢化肉桂酸实验中使用易燃易爆的氢气,同学不敢操作,实验中使用镍铝合金制备雷尼镍催化剂,该催化剂在干燥的情况下可发生自燃;高压水解制备对硝基苯酚实验中使用高压釜,易发生高温高压气体或液体灼伤以及高温釜体烫伤事故;十一个实验中很多实验都使用了有毒或易燃的原料及溶剂,且使用量较大;实验室使用老式加热套进行机械搅拌下水浴加热烧杯内的水易溅入电热套引起空气开关跳闸;学生安全意识薄弱,实验中易打闹嬉戏,一旦发生危险,也无法进行有效地自救与互救。
二、安全专项整改措施
针对以上在精细有机合成实验中发现的安全问题,实验室制定了以下安全专项整改措施:
1.加大安全知识宣讲力度
安全知识是实验顺利进行的必要保证。如氢气在空气中的着火极限为4%~75%,爆炸极限为9.5~65%。氢气的爆炸只有在同时具有以下三个条件才能发生:一是氢气与氧气同时存在于有限的空间内,二是氢气的含量在爆炸范围内,三是有火源引入。使用氢气的房间应禁止使用非防暴电器,通风良好。只要按操作规程仔细操作,防止氢气泄露,就不会出现着火及爆炸危险。雷尼镍催化剂遇空气会发生自燃,处理时务必缩短其在空气中暴露的时间,必须用无水乙醇对其进行覆盖,对其进行处理时沾有催化剂的滤纸等可燃物均须稀酸处理后才能丢弃。高压釜最好安装在单独坚固房间内,操作者隔离操作,由仪表观察压力和温度。对新出厂或放置一段时间再用的高压釜,使用前必须对整个装置进行试漏,用惰性气体或在釜内加一定量水,加热升温使釜内产生一定压力来检查是否漏气。同时也检查加热系统是否好用。高压釜实验中应注意釜盖与釜体结合紧密,所有阀门紧闭,升温后注意观察压力表压力变化及温度传感器工作是否正常,严禁再用外露的肢体接触高温釜体,只有在完全泄压后才能打开釜盖。在使用易燃液体时注意严禁接近明火或包括正在工作的电热套在内的高温物体。使用有毒或腐蚀性液体时应佩戴防护手套,使用完毕后手套应及时清洁。如遇有毒气体逸出的实验应在通风橱内完成。在实验室内严禁打闹,注意异常情况的发生。除实验室安全常识外,还在实验的过程中介绍了在化工产品生产厂家生产过程中需要注意的一些安全细节。
2.加强实验仪器的检修与换代
实验仪器状态是否正常直接关系到实验的成败乃至实验人员的安全。本实验室加大对实验仪器的检修力度,每次实验开始前都有专职人员进行设备检查,发现问题及时修理或更换,保证实验的正常进行。同时,实验设备使用时间过长,必定会影响其安全性。如高压釜的容器壳体如受到腐蚀性介质的侵蚀,强度减低或安全阀等附件缺失等,都有可能使容器在使用过程中发生危险。为解决老式加热套进行机械搅拌下水浴加热烧杯内的水易溅入电热套引起空气开关跳闸的问题,实验室购买了集热式磁力加热搅拌器,使用水或导热油进行加热。催化加氢实验室存在直接使用氢气钢瓶以及台套数不足问题,现已购入摇摆加氢反应器,氢气管线也正在铺设中,近期即可完工,保证了学生实验的安全。
3.进行安全防火培训
由于本校的初级有机化学实验均采用微量半微量实验装置,实验使用的有机化学易燃的药品及溶剂量均很小,且其使用的搅拌装置为电磁搅拌,当这些同学进入到精细有机合成实验室后实验的易燃的药品及溶剂量均相对较大,搅拌也变成了外机械式搅拌,操作步骤随之增加,发生火灾的可能性也随之增大。为此,我校安全科干事专程来实验室进行了防火培训。培训中针对实验室特点,着重介绍了火灾的五种类型及各类火灾所适用的灭火器: A类,指含有碳固体火灾。可选用清水灭火器、泡沫灭火器、磷酸铵干粉灭火器(ABC干粉灭火器);B类,指可燃液体火灾。可选用干粉灭火器(ABC干粉灭火器)、氧化碳灭火器,泡沫灭火器只适用于油类火灾,而不适用于极性溶剂火灾。C类,指可燃气体火灾。可选用干粉灭火器(ABC干粉灭火器),二氧化碳灭火器。D类,指金属火灾,目前尚无有效灭火器,一般可用沙土。E类,指带电燃烧的火灾。可选用干粉灭火器(ABC干粉灭火器),二氧化碳灭火器。 在讲授原理的同时,还带领部分同学亲手使用了各种灭火器具扑灭模拟火灾,具有实战感。
三、实践效果
经过向我校连续四届已在生产企业就职的毕业生征求意见,均认为在精细有机合成实验中学习到的安全知识符合用人单位的实际工作环境,经过该课程培训的学生可直接进入工厂进行科研及生产活动,无需单独安全培训。本专业毕业的学生在拥有雄厚的精细化工基础知识和扎实的实验技能的同时,对化工生产中的安全事项也能熟知,用人单位也均表示愿为我专业培养的学生提供毕业前带薪实习乃至优先录取的机会,加强安全培训取得了良好的效果。
基金项目:黑龙江大学新世纪教学改革重点项目(2013B19)支持.
参考文献:
[1]中国经济新闻网. 中石化青岛输油管道爆炸事故原因查明为责任事故,http://.cn/xwpd/yw/1083466.shtml,2014-01-10.
【关键词】 化学实验;安全;危险性;注意事项;急救方法
【中图分类号】 G427 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)05(b)-0084-01
化学是一门以实验为基础的自然科学。通过做实验,可以增加学生的学习兴趣,提高动手能力,帮助他们理解、巩固所学知识,同时也能培养学生的创新精神,引导他们探究未知,勇攀科学高峰。由于学科教学的特殊性,安全问题不容小觑。
1 遵循操作规程,杜绝事故发生
在化学实验中,经常要用到一些危险品和仪器设备,如果缺乏必要的安全知识,就有可能造成不必要的损失甚至出现危险。因此,在进入化学实验室之前,必须了解相关的安全注意事项,防患于未然。只要我们了解各种化学实验事故发生的引发原因,遵循操作规程,认真操作,就可避免各种事故的发生,做到安全实验。以下就是实验室中存在的一些危险因素:
1.1 药品不纯导致事故发生
实验过程中要注意反应物的纯度和反应过程中生成物的纯度,如果粗心大意,可能造成危险。例如:做甲烷的实验时,没有把空气排净就点燃甲烷气体,产生爆炸事故。在用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时,如果把木炭粉当作二氧化锰加入试管与氯酸钾混合,加热就会发生爆炸事故。
1.2 违反实验操作规定引发危险
在做实验前,一定要给学生讲清楚实验操作规定,否则就可能发生危险。如:配置稀硫酸时,应该把浓硫酸慢慢倒入水中,并且用玻璃棒不断搅拌,因为浓硫酸的稀释过程要放出大量的热。如果颠倒顺序,就会有硫酸溅出伤人,发生事故。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,水就会沿导管流入反应器,引起仪器炸裂,溅出硫酸,发生危险。
1.3 使用失落标签未经鉴定的试剂引发的事故
凡失落标签的试剂一定要检验确定后再使用,凭主观认为,没有经过检验确定就使用,可能造成伤害事故的发生。例如:配制溶液时错把浓硫酸当盐酸使用,造成液体沸腾溅出伤人。在用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时,如果把木炭粉当作二氧化锰加入试管与氯酸钾混合,加热就会发生爆炸事故。
1.4 实验用药过量导致事故
有些实验虽然很剧烈,但用量少时并无危险,用药量稍大便会发生危险。例如: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。从而发生烧坏衣服,腐蚀实验者手甚至面部的事故。所以 在保证实验效果的前提下用药量宁少勿多。5、实验室通风效果不好引发的事故。
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。
2 有效防范,及时处置
在化学实验中经常接触到一些危险药品和危险操作,实验过程中一定要注意规范,如果在实验中发生意外事故,首先不要惊慌,要沉着冷静,做有效的处理和及时的求救。
2.1 如果在烧杯、蒸发皿或其他容器中着火时可用石棉布或玻璃板甚至木板覆盖,通常即可使火熄灭
如果是酒精等有机溶剂泼洒在桌面上着火燃烧,可用湿抹布、石棉布或沙子盖灭,或用灭火器扑灭,如果衣服着火,立即用湿布或石棉布蒙盖,使之与空气隔绝而熄灭,衣服的燃烧面积较大,可躺在地上打滚,使火焰不致向上烧着头部,同时也可使火熄灭。如果比水轻的有机溶剂(如苯、石油烃、醚等)着火,切勿用水扑救,否则会造成更大的灾害,可用细纱覆盖或用泡沫灭火器扑灭。如果比水重且不溶于水的有机溶剂(如二硫化碳等)着火,可用二氧化碳灭火器灭火。如果与水发生剧烈作用的化学药品(如金属钾、钠、过氧化钠等)着火,切勿用水扑救,若小范围的燃烧,可用细沙覆盖,使之与空气隔绝而灭,若范围较大时,应用干粉。
2.2 被火烫伤,应在伤口上涂烫伤药膏
轻度的烫伤或烧伤,可用药棉棍浸90-95%的酒精轻涂伤处,也可用3-5%高锰酸钾溶液擦伤处至皮肤变为棕色,然后涂上烫伤药膏。较严重的烫伤或烧伤,不要弄破水泡,以防感染。要用消毒纱布轻轻包扎伤处,立即送医院治疗。
2.3 在实验室内一旦发生触电事故,应立即切断电源,如果不切断电源,要用木棍挑开电线或戴上绝缘橡皮手套等,使触电者脱离电源
2.4 吸入有毒气体,中毒较轻时,可把中毒者移到空气新鲜的地方,保持温暖和安静,必要时可输氧,但不能随便进入人工呼吸
中毒较轻者立即送医院治疗。若误服毒物,常用的方法是引起呕吐,催吐剂有肥皂水、1%硫酸铜溶液。误服毒物的急救和治疗一般由医务人员进行。若有毒物质落在皮肤上,要立即用棉花或纱布擦掉,再用大量水冲洗。
2.5 被强酸腐蚀,应立即用大量水冲洗,再用碳酸钠或碳酸氢钠溶液冲洗
关键词:化学实验;教学;实践;探索
1 化学实验的教学意义
1.1 化学实验是高中化学课程不可缺少的组成部分
中学化学教学中有大量的化学实验内容,除了完整的学生实验课,在元素化合物知识教学、概念理论教学、化学用语教学和化学计算等新授课中,以及各种类型的复习课和练习课中,都会出现化学实验。实验是高中化学课程的重要组成部分,不论是必修课程还是选修课程,都将化学实验作为学生获取知识、发展能力的重要途径,通过实验帮助学生更好地领悟化学知识、体验科学探究的过程,培养学生在实验情境中运用科学方法解决问题的能力。
1.2 化学实验是实现高中化学课程目标的重要途径
实验对于实现高中化学课程目标具有不可替代作用,学生在设计实验方案、进行实验操作、观察记录现象、进行数据处理、获得实验结论过程中,不仅能获取知识、技能和方法,提高探究能力,还能形成良好的情感、态度和价值观。
作为目标的化学实验主要由实验知识与技能、实验探究能力和实验情感态度与价值观三方面构成。实验知识目标主要包括化学实验事实、有关化学实验仪器和药品方面的知识、化学实验安全知识等,实验技能目标是指基本操作技能、仪器和药品的选择和综合运用技能等三个方面;实验探究能力是指学生在化学教学中运用实验来探究化学物质及其变化的本质和规律的一种能力,主要包括发现和提出实验问题能力、猜想与假设能力、实验设计能力、控制实验条件能力、收集证据能力、得出结论能力、反思与评价、讨论与交流能力;实验情感、态度与价值观目标非常丰富,主要是熟悉实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用、体验化学实验探究活动的乐趣、实事求是完成实验、节约药品、爱护环境、化学素养的形成等。
2 重视实验的探索性,提高学生的探究创新的能力
在当前的化学教学中,大部分的实验属于验证性试验。在验证特定物质的性质、提取方法以及各种化学反应的基本原理时,学生只需根据说明进行简单模仿即可完成,根本体现不出任何的创新之处。探索性试验则不同,它最主要的目的是把教材中设计的各种实验与学生已掌握的化学知识结合起来,进行更高意境和更新内容的操作实验,把学生的潜力充分挖掘出来,引导他们积极思考,大胆创新;让学生站在一个全新的起点,更高的境界与高度上亲身体验科学探索的过程,努力探究新知,发现和解决新的问题,获取新的成果,从各种角度、方法和层次上进行观察和思考,增强知识迁移与探究创新的能力,并在这个过程中激发创新灵感。
高中化学新课程的目标要求我们改变传统的依附于理论的实验教学模式,只注重理论知识的验证是无法培养学生的能力水平的。当前一些化学教师对培养学生的化学实验能力有一定的观念偏差,有的甚至将化学能力与化学实验技能划上等号,将实验能力归结到实验操作。这些错误观念的存在,势必影响到高中生化学能力的提高。要想提高高中生的实验能力,教师应在改变教学观念的同时,在教学制度、教学内容、课程设置、教学评价等多方面进行相应的调整和改变。在实验教学中我们尤其要纠正一些学生不愿动手的实验习惯,要从学生的独立性和思考性出发,将实验教学变成他们质疑学习和探究实践的有效活动。化学知识与实验教学的互相统一和渗透,才是保证学生良性发展的根本。
3 落实实验预习和实验报告措施,确保学生实验教学效果
3.1 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。
3.2 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。
3.3 实验报告
实验做完后学生要写好实验报告。实验报告主要写六项:(1)实验目的;(2)实验原理;(3)实验用品,包括实验仪器与实验药品;(4)现象及原因解释和有关化学方程式;(5)实验结论或数据处理结果;(6)实验讨论。通过写实验报告不仅可以使学生巩固加深基础知识,而且培养了学生动手操作的能力。
4 注重归纳和小结
实验结束时,教师要和学生一起对所做的实验进行评价,让学生谈谈实验过程中的体会,分析成功和失败的原因。这样,学生对本次实验的理解和掌握能更上一个台阶,对以后的实验有引导性的作用。中学化学课程的学生实验是培养学生的操作技能,观察能力,发现、分析和解决问题的能力,学习科学探究的方法,养成科学习惯的态度,培养创新精神和创新意识,也是化学教学的重要组成部分。在传统的化学实验教学中,教师对于实验目的、原理和操作较为重视,但对于学生书写的实验报告往往要求较低,甚至不做要求。又因为传统的实验报告主要是要求学生对所做的化学实验进行总结,强调报告的完整性,并不鼓励学生对实验中预料以外的现象进行探究,导致实验报告书写一直流于形式。学生往往敷衍了事,对记录实验现象不重视,不进行实验结果的分析和讨论,不思考理论与实践的关系,照抄教材或互相抄袭现象严重。这样书写实验报告,学生仅仅提高了总结能力,而思维始终处于机械被动的地位。创造能力被束缚,难有新的想法和见解。因此,实验完成后,一定要求学生认真书写实验报告。实验教学是一个广阔的天地,还需我们不断地去摸索。总之,强化实验教学,可充分调动学生学习化学的积极性。
参考文献
关键词:初中生;化学实验;创新思维;培养
现今的化学实验教学,有许多方面是事先统一规定的,如实验内容、实验仪器、实验方法、实验步骤等,甚至连实验报告作业本也是统一印制的.学生只为做实验而实验,他们边看课本边做实验,只为了得到课文预先所描述的实验现象,或者教师演示一步,学生做一步,实验完毕,把课本里所描述的实验现象填入事先设计好的实验报告.这样的实验教学基本上是模仿式的,学生完全处于被动状态,实验过程中学生思维容量少,实验效果差,这样的实验教学方法与“培养素质、提高能力、勇于创新”的教学思想是相违背的.为了培养学生的创新思维,我尝试了对化学实验教学从如下几方面进行改进.
一、培养学生良好的化学实验习惯
我们经常发现,学生在做实验前无预习,实验操作不规范,甚至不注意实验安全,这是化学实验不良习惯的主要表现.我在大多数化学演示实验中让学生上台演示,要求学生以严谨的科学态度和正确的实验方法进行实验以及规范的动作操作进行实验.要求学生上台演示实验要面带微笑,从容镇静,有条不紊地完成实验.同时,向其他学生说明实验原理、步骤和注意事项,实验之后,再让其他学生与台上演示的学生共同检查实验结果,作一简单小结.刚开始试验时,学生神情紧张,各方面协调能力差.这时候,教师要抓住时机,进行心理指导,对学生实验时的一些小失误,尽力加以肯定,激发他们的兴趣,然后再辅导学生纠正错误,提高他们的自信心.经过反复实验和锻炼,学生上台演示的心理素质有了很大的提高,应变能力得到了培养,克服了实验的心理障碍,由怕做实验,转变为热爱化学实验,对实验的热情大大加强,情绪得以稳定,为习惯的养成提供了保证.其次,还要对学生提出药品用量的要求,定量实验应按取规定的量,定性实验应以达到实验目的即可,尽可能节约用量,例如,把一条pH广泛试纸分成几小片,多次用于进行检测溶液的pH值.另外,还要使学生掌握常见安全器械的使用,如灭火器、防毒面罩、化学药箱等,使学生既懂得安全知识,又会使用安全器具,形成良好的安全操作的习惯.
二、树立开放性的思想,扩大化学实验的时空
化学实验是学生真正动脑动手的过程,学生实验所处的环境对学生的实验效果和思维都有很大的影响.我们发现,当前的实验教学只需按既定程序完成就行,无灵活的时间、空间,这是传统的实验教学模式.传统形式所进行的是班级化学实验课时,五、六十人挤在一个化学实验室,学生之间的干扰很大,有的学生只是应付完成了事,甚至有的无预习,边看书边实验,这种情况下,学生基本上是被动的.我对传统的组织形式作了改进,先让学生自行分组,在尊重学生的前提下,教师视分组情况,把能力较差的同学也作了适当的安排.通过自行分组,很自然地使同一层次的学生成为一组,这样的分层分组法,有利于教师指导学生实验.分组后,让学生在一个时间段(如一星期内)自选时间(实验前先知会实验教师),让学生有充足的准备时间,准备时间充分,大大提高了实验效率,也给学生提供了更多创造的时间,从而更好地发挥了每一实验的功能.
三、改演示实验为探索性实验,激活学生的创造力
由于实验条件的限制,演示实验很难使每一位学生都能清楚地观察实验现象,尤其对变化快的实验,更难观察出其变化的过程,如氯化铁溶液和氢氧化钠溶液的反应中,白色沉淀的出现只是一瞬间,只由教师演示绝大多数学生是难以观察到这一非常细微的变化.而把这一实验改为探索性实验后,让每一位学生参与,在实验过程中,又发现个别学生的实验中看不到白色沉淀的出现,实验后让学生们共同分析原因.通过分析,使学生们更清楚Fe(OH)2的性质和完成实验的关键———尽可能除去NaOH溶液和FeCl2溶液里的空气,也使学生对实验设计的要求有了初步的认识.为了达到实验效果,应尽可能排除其他因素的干扰,营造一个良好的实验设计环境,这是实验设计的前提和基础.
四、重视实验设计,培养创新能力
对实验设计的教学与其他创造性问题的解决一样,关键是方法的引导和思维的启发,方法的灵活运用是能力强的具体表现.如装置的设计实验,可指导学生先理解实验目的,然后再根据实验目的找出重要的几个装置,且把这几个装置排列好,再根据实验要求,把其余装置插入其中.例如,连接一套实验室制取干燥纯净的氯气时,先找出发生、收集和吸收三个装置,再把除去(HCI)和干燥装置插入其中.在实验步骤的设计时,指导学生把若干步骤划分为实验前实验中和实验后三大块,然后再把每一块的步骤按照要求排列好.如实验前的步骤通常包括有:仪器连接,检查气密性,验纯等,加热使反应发生往往是实验的主要步骤,实验后的步骤往往是实验后期的处理,如CO还原Fe2O3时,最后继续通CO,直至被还原出的铁冷却和继续把多余的CO燃烧等.在实验设计教学时,使学生明确找关键.形成象建筑上的框架思维,学会寻找问题的突破点,这是实验设计的关键.通过上述实验教学的改革,有效地克服了那种普遍存在的既不认真又不积极思考,结果热热闹闹兴趣很高而又一尤所获的现象,大大提高了实验效率,改变了学生的实验习惯,提高了学生的实验能力,从而有效地提高了学生的创造能力,又有利于培养学生积极参与,严谨求实的科学素质,勇于探索、勇于创新的精神,将会使学生终生受益.
参考文献
[1]史俊.感悟化学教学中的艺术[J].中学生数理化(学研版)2014年06期
关键词:化学实验;问题;兴趣
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2013)09-101-01
学生要想学好化学,最重要的手段就是做化学实验,它能清楚地让学生看到实验现象,体验实验过程,得出实验结论。使学生对化学产生浓厚的兴趣,帮助学生养成严谨的、实事求是的科学态度和学习方法。本文论述了初中化学实验在教学中的重要性。随着科学技术的不断进步,各学校的教学设施也在不断引进,尤其是素质教育的不断深入,初中教学更加重视学生的实践能力,对物理化学实验器材不断的更新引进,使学生都能亲自动手做书本上的实验,观察到原先只能靠想象得到的实验现象和靠推理得到的实验结果。培养了学生的主观能动性,主动探究能力和合作精神以及良好的习惯。
一、化学学习兴趣兴化
化学学习兴趣是指学生对化学力求认识、趋近的一种心理倾向兴趣是学生学习的主要动力,学习兴趣使学生始终对学习保持良好的心理状态,并在其中得到乐趣和满足化学教学中丰富裳采的实验为培养学生的学习兴趣创造了得天独厚的教学情境。此外,使学生明确学习目的,采取有效的教学方法教师渊博的知识等,都是激发和培养学生学习兴趣的有效因素。
1.情感是人们在认识客观世界时所表现出的不同的心理反应和态度。学生在学习过程中的愉快、热情的良好情感,可使学生产牛积极向上的心理状态。悲伤、冷漠、烦躁等不良情感可给学生的学习带来消极的影响。因此,在教学中对学生尤其对差生的热爱、信任和尊重、教师高尚的人格、以及牛动有趣、形式多样的教学方法,都是培养学生良好情感的重要因素。
2.对于抽象的概念,在没有化学实验的基础上应该应适当的比喻或指导学生自学去获取知识。合适的比喻可以起到事半功倍的效果。例如在讲分子这一概念时,可以让学生先去想象分子的样子,可以在纸上凭着自己的想象画出自己心目中的分子。目的是培养学生的微观意识。再让学生回忆日常生活中所见到的一些现象:为什么我们能闻到花的香味?为什么卫生球放久了会慢慢变小?烟雾的扩散等。让学生从宏观的感觉中去体会微观粒子的性质,理解分子论概念。元素是一个很抽象的概念,在建立元素概念时,利用学生已有知识,先让学生回忆原子及原子核的组成,然后在举例出各种元素的原子和同种元素的几种原子,让学生先感受到元素的概念,然后用生动的语言抽象出元素的概念。也可采用指导学生先阅读教材再通过讨论的方法使学生自己得出正确概念。这样,一方面能排除学生对抽象概念的厌烦情绪,又能使学生对比较抽象的概念理解得较准确和深入。避免教师把概念硬灌给学生,让学生死记硬背而记不住、难应用,进而加强对概念的理解。
3.调查与实践,设置情境,培并探究能力。在学习“水的净化”这一课题时,联系我们身边的母亲河──黄河已受到污染,那我们的自来水厂是如何净化的呢?让学生带着要“探究”清楚这一过程的问题,学习“水的净化”的全部过程,认识到保护水资源的重要性。又如,据报道,有位五十多岁的农妇、到自家地窖中拿红薯时,不幸身亡。经分析确认:农妇是因地窖中二氧化碳过多使其缺氧而窒息身亡。读了这篇报道。就可以提问,怎样测定地窖中二氧化碳的体积分数呢?可以组织学生分组对地窖的二氧化碳质量分数进行探究。又加深了学生对二氧化碳性质的认识,并且对学生以后在生活中的安全知识又添了重重一笔。
二、实验能力
实验能力是有目的地在人为控制条件下进行化学反应,认识和发现化学变化规律的能力,实验能力既包括实验操作能力又包括推理、计算对数据分析处理以及对实验结论归纳总结、准确表述的能力。
1.实验内容的选择问题。目前初中化学教材版本很多,实验内容丰富多彩,为学生开展实验提供了很好的素材。教师要学会选择。以鲁教版教材为例,涉及到的实验有:分组实验32个、演示实验29个、课外实验1个。这就要求教师在每学期开学之初和实验员一道对本学期将要开展的实验内容进行选择列表,写好计划,有步骤地去实施。在课堂之外,可适时提出让学生做一些“绿色化学”实验、“微型”实验、家庭小实验、趣味小实验,让化学实验绿色化、经济化、趣味化。