前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的化学实验室污水处理方法主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
【关键词】高中化学实验教学力度
引言
实验教学是为了满足新课改的要求所出现的一种教学模式,它对于活跃课堂气氛、提高学生学习积极性均有重要的促进作用。当前我国高中生的学习特征主要表现为理论功底扎实,与之相应的实践能力却比较低下。针对这一现状,加大实验教学的力度也就成为必要。同时,教育工作者还需要不断在实践中总结和分析实验教学过程中出现的问题,提出趋于完善的教学方法,优化教学模式,提高教学质量。
1.高中化学实验教学的问题
1.1设施器材缺乏
当前我国高中化学实验活动课程所需的药物、器械等器材存在着普遍匮乏的情况[1]。从广义的角度上来说,经济发展的不均衡导致了教育资源和教育资金投入的不均衡,经济不发达地区的教学条件异常艰苦,严重影响化学实验教学;从狭义的角度上来说,由于实际的教学质量和社会效益,每个学校对于化学学科的资金投入也不尽相同,偏理科类学校设备较完备,偏文科类学校则相反。
1.2学生操作不规范
在化学实验中,学生不规范操作的情况层出不穷。然而在实际上,由于完全不了解实验过程所造成的操作不规范的现象几乎很少,大多数学生或者没有注意相关操作细节,或者在实际操作中过于紧张,导致状况连连。
1.3教师监督指导不力
实际操作中,教师往往占主导地位,传统的填鸭式教学至今仍时有出现,不顾及学生接受能力而一味进行个人实验教学,很容易造成学生实验能力良莠不齐、两极分化的问题。
2.加强高中化学实验教学力度的具体措施
2.1发挥学校自身优势,促进设备器材的优化使用
针对学校相关化学实验设施器材缺乏这一问题,学校可以从主观和客观两方面进行优化处理。主观方面,学校在可允许范围内加大对化学实验室和化学器材的拨款投资力度,积极与相关政府单位、化学器械生产厂家进行协商,同时也要尽可能发挥自身优势利用一切可利用的外部助力,例如社会福利机构等;另一方面,学校要对现有的设施器材精心维护,相关器械和实验室的维护工作严格依据相关规范进行实施,切实提高器械的使用寿命和使用效率,达到资源的最优化配置[2]。以主观优化为例,在“污水净化”这一知识点的掌握学习过程中,学校缺乏相应的实验设备,无法让学生直观理解污水处理的具体过程。但学校可以积极联系本地区的污水处理厂,通过与相关厂区负责人进行协商,组织学生进行参观学习活动,邀请工厂专业人员向学生讲解污水处理流程并进行实际操作。通过这一进厂参观学习的实践活动,既确保了学生们对于污水处理原理、过程和方法的掌握程度,同时又在最大限度节约器械成本的前提下创新发展了化学实验教学活动,拓展了教学的领域和范围。
2.2学生综合能力的培养
针对在实验教学过程中学生操作不规范、综合能力不强这一问题,教师应首先培养起学生对于化学课程的兴起。兴趣是最好的老师,只有通过大量的实验演绎、多媒体展示等方法,把看似枯燥无味的化学理论指导转化为现实生活中常见的现象,才能真正激发起学生对于化学的学习兴趣[3]。成功培养学生兴趣后,教师应在实际教学过程中着重培养学生的化学思维。所谓化学思维,即一种严谨认真的实验态度和操作能力。化学是一门精密的学科,需要精确的计算和操作,任何失之毫厘都会造成差之千里。这就要求教师在具体的实验过程中注意细节,及时指出学生在操作当中的问题,同时还要积极引导学生独立进行简单实验,并在简单实验中独立归纳总结出操作规律和技巧。例如在“砝码的测量”这一实验过程当中,教师不妨放手让学生自己动手进行测量,并将细节问题记录下来,在学生完成测量实验后要求学生自我总结和评定,并与自己所记录的问题想对应,让学生在自省中切实提高操作水平和思考能力。
2.3教师能力的培养提升
针对教师监督管理不力这一问题,教师应着重提高自身的综合能力。教师能力的培养提升主要体现在教师监督指导能力和掌控课堂能力的提升上。首先,在实验教学过程中,教师应及时对学生的实验操作进行监督指导,提出问题,解决问题;其次,化学由于实验活动占课堂时间比例过大的特性,在实际教学过程中往往会出现时间太紧迫的问题,这就对教师的课堂时间掌控力度提出了挑战。教师只有不断进行实践演练,与学生形成良好的互动关系,才能在一种轻松愉悦的氛围当中推进课程进度。
3.结语
实验教学是化学课堂教学的重要组成部分,当前高中化学实验课程教学出现了设施器材、学生操作不规范、教师监督指导不力等一系列问题,不利于教学活动的成功完成和学生能力的培养提升。新时代的教育工作者只有充分发挥身边的教育资源和教育优势,从学生自身素养的增强入手,进一步提高教师专业水平和课堂掌控能力,才能确保一堂科学、优质、高效的高中化学课有条不紊地进行。
参考文献
[1]梁光明.新课程理念下的高中化学实验教学[J].中国教育装备,2010,5(11):141-142.
关键词:环境监测;实验室;废液处理;对策
中图分类号:X78文献标识码:A文章编号:1674-9944(2015)12-0210-02
1引言
随着经济的快速发展、社会企业的增多、环保意识的增强,以及环境监测实验室的标准化建设、国家实验室认证制度的完善以及实验室能力的也不断提高,各级环境监测实验室面临的样品越来越多,实验室在样品分析过程中会产生各种废气、废液及固体废弃物等环境污染物,不仅含有酸、碱、化学需氧量、氨氮等一般污染物,还含有汞、砷、铅、镉、铬、铍、铊、氰化物、有机溶剂等危险废物[1],如果管理与处理不当,被赋予环境保护职能的机构就可能演变为不容忽视的污染源,与其环境保护的职能相违背。由于目前环境监测实验室的废液管理缺乏统一规范的管理办法,废液如何处理已引起了高度的重视。
实验室资质认定评审准则[2]及原国家环境保护总局办公厅关于加强实验室类污染环境监管的通知(环办[2004]15号)均有对实验室产生的废气、废液、固废等处理达标的规定,然而由于具有实验室废弃物处理资质的企业相对较少且收费偏高,市级、县级监测站经费有限,又缺少合理的监管机制,导致环境监测站实验室废液处理现状不容乐观。本文简要介绍环境监测站实验室废液产生来源、种类、处理现状及处理对策。
2环境监测站实验室废液的种类及来源
环境监测实验室产生的废液种类按不同标准可分为不同种类,如按废液的性质可分为有机废液和无机废液;按废液的毒性可分为剧毒、高毒的危险废液和一般废液;按废液的浓度高低可分为高浓度废液、低浓度废液等。其来源一般有以下几种。
2.1分析样品的剩余水样
环境监测站所分析的水样分为两大类,第一类为较为清洁水样,如地表水、地下水、降雨等;另一类为各类企业废水,如屠宰废水、印染废水、化工企业废水、污水处理厂废水等。根据地表水和污水采样技术规范,环境样品的采集体积一般要比实验室分析需要的多,因此,分析的剩余水样,是实验室废液产生量最多的废液来源。但是由于监测站所排废水最终排往市政污水管网,而此类废液一般危害性不大,故一般为了反复利用盛水样的容器,可将此类废液自行处理后倾倒(除特殊超标废液除外),最终将流向所在城市污水处理厂处理。
2.2前处理产生的废液
废水、土壤等环境样品经消解、萃取等前处理操作时,会产生一部分废液,这类废液多为酸类和有机物,浓度较大,危害性较强,需要进行预处理后再分类收集,如消解废液酸性较大,可在通风橱下的废液容器里加入碱性物质如氢氧化钠等进行预处理至中性。而有机废液自行处理难度较大,建议分类收集后密封存储于通风干燥处。
2.3分析过程产生的废液
一般样品分析方法分为滴定法、分光光度法、重量法、电化学分析法以及大型仪器法(如原子吸收、离子色谱、电感耦合等离子发射光谱、原子荧光、气相色谱、液相色谱等)。这些分析方法分析样品的同时一般均会产生废液,如:显色后测定剩余液、滴定后溶液及大型仪器分析产生的废液等。这类废液产生量也较大,有一定的危害性,此类废液收集前可用pH试纸测其酸碱性,然后进行简单的中和预处理至中性,再分类收集。
2.4过期和残余标液
分光光度法、原子吸收法、原子荧光法、电感耦合等离子发射光谱法、气相色谱法及液相色谱法等多种分析方法,均需要配制标准溶液,这些标液(特别是母液)浓度较高,毒性较大,需要将这些高浓度高毒性的残余标准溶液按照不同的元素及种类分别收集在不同的废液瓶里,以方便委托有资质的公司处理。
3环境监测实验室废液的处理现状及存
在问题3.1环境监测实验室废液的处理现状
环境监测站实验室废液种类多,成分复杂,危害性大,处理难度大,目前许多监测站(特别是市级和县级监测站)对实验室废液的处理方式极其简单,甚至不加处理或者稀释后直接排放,特别是有机废液、含高毒重金属的废液、含剧毒物质的废液等,直接排放将对环境造成严重污染。因此,加强对环境监测实验室废液处置和管理工作势在必行。
3.2环境监测实验室废液的处理存在问题
3.2.1环保观念需要进一步加强
环境保护因为其具有他效性和后效性[3],对行为人的当前行为的影响不会即时显露,因而违规排放的现象时有发生。虽然大部分环境监测实验室均制定了实验室废液处理办法,实施了废液集中回收等措施,但在实际操作中,许多实验室仍处于被动接受的状态,环保的责任心和自觉性不强。
3.2.2实验室废液排放管理难度大
随着经济的快速发展、社会企业的增多,环境监测实验室样品量大,排放难以管理;其次,环境监测实验室开展的项目日益增多,有些项目产生的废液总量虽少,但品种繁多,收集起来比较麻烦;再者,由于所受环保教育程度不一、监测人员不自觉等原因,造成实验废液随意排放。
3.2.3实验室废液处理配套设施不完善
许多环境监测实验室没有专设的收集和保管的地方,有些实验室将废液直接导入下水道;有些实验室虽然设置了废液收集桶,但是分类不够细化,处理也不够及时,常年放在实验室成了摆设。
3.2.4实验室废液处理费用高
废液处理企业相对较少,特别是危险废液处理企业更是稀缺,导致实验室废液处理费用较高。普通实验室废液价格一般是25元/kg左右,危险废液、高毒、剧毒废液的处理价格更高,按克收费,根据危险废液性质,收费从几角到几元每克不等,另外加上高昂的运费成本,往往使委托单位望而却步。
4环境监测站实验室废液的处理对策
4.1建立实验室废液收集处理的制度
通过集中培训环保教育[4]、建立与实验室废液收集与处理的规章制度[5],加强监管,建立实验室废液处理的制度。同时落实处理实验室废液的专项经费,保证建立与资质的废液处理企业合同,定期处理实验室日常废液。
4.2实验室废液分类收集
首先,收集废液的容器需放在指定位置(要求通风、安全、有明显标识),收集桶只收集废液,不能把固体废物、玻璃容器等放入收集桶。废液容器须贴上专用的标签纸,明确注明每个废液桶用于收集哪种类别的废液。标签上应标明废液名称、废液特性、产生单位、贮存时间等信息。其次要分类收集[6,7],按废弃物的类别性质和状态不同,分门别类予以收集。如固体废物、液体废物、危险性废物等分别收集。根据实验室废液的分类标准,其简易鉴别原则如图1。
4.3实验室废液的处理
实验室按照上述分类方法进行分类收集后,对于浓度极低的洗涤废液、分析样品残留样等有能力自行处理的废液,可按照本实验室质量体系文件规定的程序进行处理。对于有机废液、含重金属废液、含氰化物废液、过期标准样品等有毒废液,委托有资质的处理企业进行定期处理。
5结论
环境监测实验室的最终目的是保护环境,而如果其实验室废液处理不当,不但会污染环境,而且与其环境保护的职能相违背。所以,环境监测实验室要以身作则,采取有效措施,妥善处理好废液。 分析样品的剩余水样,由于其污染物含量一般很低,实验室可自行处理。而实验室产生的有机废液、含重金属废液、含高毒剧毒物质的废液等由于其成分复杂,危害性大,自行处理难度较大,特别是危险废液由于其自身的高毒性、危害性、“三致性”等多种危险性,故本文建议各级环境监测实验室分类收集后,委托有资质单位处理。
参考文献:
[1]韦连喜,尹玉先.化学实验室的环境污染特点与防治[J].环境与可持续发展,2007(3):44~46.
[2]国家认证认可监督委员会.实验室资质认定评审准则(第二版)[M].北京:中国计量出版社,2010:5~6.
[3]卢少然,罗学柳,蔡晓辉.实验室废液处理中存在的问题与对策[J].实验室研究与探索,2009(3):279~281.
[4]艾尔肯・依布拉音,张慧.提倡化学实验废液分类及处理方法列入实验教科书内容[J].中国民族民间医药,2012(1):56~57.
[5]石华东.关于环境监测实验室废液的管理预处理方法探讨[J].环境科学与管理,2007(6):99~101.
关键词:研究性学习;Cr(VI);耐铬菌;环境教育;环保创新实验
中图分类号:G63文献标识码:A文章编号:1671―1580(2015)09―0064―03
一、研究性学习小课题研究的意义
21世纪全球知识经济快速发展,科技进步日新月异,世界经济发展的动力机制由主要依靠物力资本转到主要依靠人力资本。在这种背景下,整个国际社会对优秀人才的需求剧增。国际化的大竞争大发展的环境下,一切竞争都归结为人才的竞争,创新性人才是国家和民族在全球性竞争中胜出的关键。社会对高素质人才的要求,也对新时期的教育提出了更大的挑战。研究性学习的目标是通过实践增强探究和创新意识,学习科学思维方法,发展运用知识的能力。使学生学会提问,掌握发现问题并解决问题的能力,使学生在参与科学探究中获得亲身体验,培养社会责任心及使命感。通过研究性学习活动,形成一种积极的、主动的自主、合作、探究的学习方式。研究性学习在创新人才培养方面有独特的作用,应最大限度开发研究性学习的潜能,为创新人才培养服务。
二、如何选择恰当的研究课题
中学创新性实验是培养人才的基础。开展有毒化学危险品的转化方法小课题探究能让学生自己动手利用所掌握的知识方法解决某种化学污染物的降解问题,此研究的开展不仅让学生在实验探究活动的过程中自主学习、团队协作、解决问题、学会交往,更重要的是身体力行的实践研究让学生感受到环保的意义和自己所肩负的责任,并由此产生用自己的力量去影响更多人关注环保的愿望。这不仅是中学实验的一大创新,更是体现研究性学习成效的一次尝试。
化学危险品种类繁多,而中学的化学实验废水受条件限制大多没有处理,直接排放,铬(VI)化合物是中学化学实验经常用到的一种。含铬废水是公认的环境危害最严重的污染物之一。随着冶金、耐火材料、化工、电镀、制革等工业的不断发展,工业废水、工业废料的大量排放,人们生产生活中铬的含量不断上升。水体铬污染的结果可引起水生生态变化,严重的水污染可以使水生生物死亡,轻度的水污染也会影响生物的生长。高浓度铬会影响植物对其他营养元素的吸收。而对于人体来说,铬具有致突变性和潜在致癌性。铬中毒事件已经开始从工业范围扩大到了人们的日常生活,在2006年江都某电镀有限公司发现7名铬中毒职员,主要症状表现为不同程度的鼻黏膜糜烂、鼻中隔穿孔、溃疡。研究还表明铬(VI)DNA损伤程度存在剂量-反应关系,低剂量时会导致DNA轻微损伤。因此,严格控制铬(VI)的排放在环境检测中具有非常重要的意义。人们对铬离子的危害及转化处理方法并不了解和清楚,需要更加简便有效的方式来处理生活、工业中含有铬(VI)的污水。
当前关于对铬(VI)吸附的研究方法主要有活性炭吸附、磁性纳米粒子吸附、钢渣、超细粉煤灰等吸附法,还有化学还原法、电镀法、生物吸附法等。其中微生物法以其操作便利,经济实用,效果良好,同时又不产生二次污染等优点而成为污水处理技术中的佼佼者。
含铬废水的微生物转化实验研究需要掌握化学、微生物、污水处理、环境科学等多学科知识,学生要走进大学实验室开展实验研究,对学生的专业素养及实践能力提出较高要求。若能完成筛选出高效耐铬菌,研究其最大耐受量及降解特性,处理后的含铬废水达到国家标准排放值后排放,并将获得的菌株整合到中学化学实验废水的微生物处理方法中去这一目标,这将是对学生自我价值的极大肯定,也将成为综合素质和能力培养的一种有效途径。
三、高效耐铬菌分离及鉴定实验研究
1.材料和仪器
菌株来源:校园内肥沃土壤
实验药品:重铬酸钾溶液,琼脂,酵母浸出粉,氯化钠,胰蛋白胨
主要仪器:摇床,移液枪,超净工作台,电子天平,生化培养箱,灭菌锅。
2.实验内容
(1)采样
在学校科技馆前开垦出一块0.5m2的实验田作为样土采集地。在实验土壤中加5ml的重铬酸钾溶液,暴露两天后采样。
(2)样液制备。称取土壤样品1.0g,于99ml无菌水中,然后于摇床振荡20min,使土样均匀分散成悬浊液(10-2)。静置3min的土壤稀释液中吸取100μl样品溶液,注入装有900μl无菌水的试管中振荡均匀(10-3)。
(3)LB培养基制作
琼脂2g,NaCl 2g,酵母浸出粉2g,胰蛋白胨2g,蒸馏水200ml。
(4)菌株的筛选和纯化
将不同浓度的土壤稀释液通过涂布棒均匀涂抹于制作好的LB培养基上,于37.5℃恒温培养24h。选择生长较好、清晰的菌落在平板上划线(三线法),制作两个平板对照,培养过夜。重复此步骤3次,最后选择出两株长势最好的菌落作为实验菌。
(5)耐受性实验
在LB培养基中加入重铬酸钾溶液,使之成为含铬离子浓度分别为20mg/L、40mg/L、60mg/L、80mg/L、100mg/L的LB培养基。将两种菌株分别接于平板,于37℃恒温箱中培养18h。
(6)菌株的16S rRNA序列鉴定
取LB平板长出的单菌落为模板,抽提基因组,通过PCR扩增其16S rRNA基因,得清晰条带。
反应体系:
无菌水:17ul;10×Buffer:2.5ul;dNTP:2ul;引物1(27F):1ul;引物2(1492R):1ul;Taq酶:0.5ul;模板:1ul
两条引物序列:
27F: 5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCA-3’
1492R:5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’
3.实验研究结果
(1)耐铬菌种筛选
寻找到两株对铬离子具有较强耐受性的菌株C1,C2。
(2)耐受性实验
国家规定污水中铬离子的最大含量为0.5mg/L,两株菌株在高于此浓度的样液中仍能正常存活。C1,C2在铬离子浓度为100mg/L条件下均能存活,其中C1在浓度为100mmg/l时几乎不长(见图1)。而C2则相反,浓度愈大反而长势更好,在浓度小于20mg/l时几乎不长,对铬离子表现出一定的依赖性,推测是否为噬铬菌,且100mg/l还没有达到它的最大耐受量(见图2)。
(3)菌株的形态学鉴定
菌落形态:两者都为白色,不透明,周边圆滑,用肉眼观察区别不大,在显微镜下观察都为短杆形菌。用番红复染后呈红色,都为革兰氏阴性菌阴性,显微镜拍照(见图3、图4)。
(4)菌株鉴定结果
通过PCR 反应扩增其16S rRNA 基因序列,经琼脂糖凝胶电泳得清晰条带,结果见图5,产物送上海英骏生物技术有限公司测序。比对结果C1与乳杆菌的一致性达92%,C2与梭菌的一致性达89%。
四、小结
1.微生物净化含铬污水方案切实可行,这种净化方法简单实用,环保且成本低廉;C1,C2这两种菌株易于培养繁殖、可持续利用,具有推广的价值。学校实验室、化工厂也可以建立污水处理池,进一步研究影响其转化效率和能力的因素,提高菌株对铬离子的吸收能力;在农业生产中,亦可运用其来净化灌溉用水,有效防止农作物铬中毒。含 Cr(VI)废水废渣的综合治理是全球环保的重大课题。微生物还原 Cr(VI)是一门彻底解决含铬有毒物的环保新技术,对微生物还原 Cr(VI)机理的研究同样具有极高的学术价值,其结论不仅可为含铬废水、废渣生物处理提供理论依据,还可为毒性大的同类冶炼渣(砷渣、汞渣等)和其他有害化学品提供相关的研究思路与方法。
2.在科技教育活动中教师要起到见微知著的作用。在小课题研究活动中学生自主学习、自主探究,教师并不是旁观者,而是军师。在开题之初教师应给予学生前瞻性的指导;在学生遇到方向性问题时能及时拨乱反正;在面对众多庞杂的资料资源感到毫无头绪时,教师要整合各种资源,充分发挥各单元能效,物尽其用;并督促建立阶段性考查制度,自查各阶段任务完成的实效,以保证总体计划顺利完成。
3.参与六价铬离子的微生物转化实验研究的同学们素质优秀,该研究在全国中学生水科技比赛中获得三等奖。作为中学生能自己动手,利用微生物学技术方法对我们身边的有害物质进行无害化处理,这一想法和做法不仅是中学实验中的一大创新,更是创新科学教育的一种探索。让中学生走进大学实验室,给他们发挥聪明才智的空间,他们一样能创造出优秀的成果。同时,在自信心的建立、学习兴趣的激发、科学素养养成、思维及能力训练等方面都有极大的促进作用。
[参考文献]
[1]朱慕菊.走进新课程[M].北京:北京师范大学出版社,2002.
[2]刘媛媛.江都铬中毒事件致7人中毒[N].扬州时报,2006-12-27.
[3]Pritchard DE, Ceryak S, Ha L, et al. Mechanism of apoptosis and determination of cellular fate in chromium-(VI)-exposed populations of telomerase-immortalized human fibrolasts[J]. Cell Growth Differ,2001(12).
[4]Liu KJ, John H, Ye JP,et al. On the mechanism of Cr(VI)-induced careinogenersis:dose dependence of uptake and cellular responses[M]. Mol Cell Biochem,2001.
[5]褚效中,赵宜江,徐继明等.高比表面积活性炭的制备及对Cr(Ⅵ)吸附的研究[J].环境工程学报,2010(02).
[6]王乐屏,赵永纲,沈昊宇等.负载Cr(VI)纳米Fe3O4磁性高分子材料的催化性能[J].中国科学(化学),2010(11).
[7]杨慧芬,傅平丰.钢渣颗粒对水中Cr(VI)的吸附与还原作用[J].过程工程学报,2008(03).
[8]吕晓军,何婵.超细粉煤灰对含铬废水的吸附性能和机理研究[J].洁净煤技术,2008(03).
[9]王天贵,余锡孟,蒋世伟等.碱性溶液中N2H4还原Cr(VI)的反应动力学研究[J].化学工程师,2008(01).
[10]刘铮,韩国成,王永燎.钛-铁双阳极电絮凝法去除电镀废水中的铬(Ⅵ)[J].工业水处理,2007(10).
[11]李会东,彭智辉,康健等.根霉吸附水体中重金属铬与吸附机理的研究[J].生命科学研究,2010(03).
【关键词】化学实验室;污染;对策
目前,随着两基验收工作的督促,我市中小学校化学实验室的药品基本上都配备在100种左右,所购买的化学药品从强酸(如硫酸、盐酸、硝酸等)、强碱(如氢氧化钠等)到各类含有重金属元素的药品,实验之后所产生的强酸、强碱、重金属元素、有毒有害气体(如氯气等)也非常之多。假设一个中学生从初中至高中因实验产生废水、废液量约60升,固体废弃物约0.5公斤,各类废气约2升。我市中学100多所 ,所有有化学实验的学校计算在内的话,其污水、有毒有害气体的排放量相当于一家小型化工厂排放量,特别是新教材的使用,实验做得越来越多,且很多实验都会使用或产生氯气、硫化氢、二氧化硫、溴气和苯酚等有毒气体或液体。这些有毒物质对学生呼吸道的影响最为明显,严重的还会造成厌食、精神不振、慢性中毒等情况 。例如,了解苯酚的特性是高中化学实验中的一项有关有机物的实验,苯酚的毒性非常强,极少量就会造成湖泊里的鱼类大量死亡。但实验过后,绝大多数学校的苯酚未经处理就被冲入下水道,污染可想而知。
为此,我们根据调查事实,认为造成实验污染现象严重的原因有几点:
1.实验源头上的原因:
这包括实验教材的编写、教学内容的设计、教学过程的安排及教学计划等等不合理,其本身就有导致污染的可能。在这种情况下只要做实验,就会带来污染。虽然中学教材更新较快,但一些职校专业用书还是10年前老版本教材,知识陈旧,实验设计不合理,必然导致污染。目前,化学教科书和实验要求上对于化学试剂可能带来的环境污染以及如何避免,有的教科书上几乎只字未提,缺乏人文关怀和环保意识。
2.实验过程中的原因:
这包括实验仪器陈旧,实验药品种类和量的设计不合理以及操作中的不规范、不科学等。
3.实验处理的原因:
这主要指对实验中生成物及反应物的不当处理,如随意倾倒,乱抛乱弃,或对污染物的不合理、不科学处理,这是造成污染的最主要原因。
4.与实验室管理以及实验室指导教师和学生的环保意识有关的原因。有些实验室缺乏科学的管理,在药品的管理,学生实验过程管理上有很大漏洞,有部分实验员的环境意识还十分薄弱,甚至认为实验室产生的这点污染对环境来说算不了什么,而学生在实验中也没有相关的意识,操作中违规的现象普遍存在,如乱倒废液,乱丢杂物,用流水冲洗试管等,甚至认为这是应该的事情。
5.工业发展相对落后,
对于化学试剂废液的处理,虽然在前几年出台的《固体废物环境污染防治法》中有明文规定,但基本上处于放任自流的状态,并最终给污水处理厂、河湖等承受者带来了问题与污染。而且,我国环保工业发展的滞后,也是造成化学废液随意排放的一个原因,因为建专门的处理工厂需要巨大投资,再加上处理的费用也很高,想处理也找不着厂家的情况也不少。
我认为,应尽快解决学校化学实验室污染源问题。建议如下:
5.1实行仪器的微型化,药品的微量化
许多教材都提到适当减少药品用量应是减少污染的一个最佳途径,各中学应推广"微型化学实验"和"少量化学实验"。
前者是80年代在西方高校兴起的一种新实验方法,其试剂用量通常是常量实验的十分之一甚至更少。后者则将试剂用量减少到原来的二分之一至四分之一。这两者配合使用将有助于减少污染。中国化学学会就曾召开过"全国中学微型实验研讨会",讨论微型实验在我国的发展,而北京师大和辽宁师大更是已经研究出了"初中微型实验仪器盒"和"高中微型实验仪器盒 等专用微型教具 。微型化学实验操作简单、快捷,环境污染小,实验安全可靠,现象明显,节约试剂,实验费用低,同时微型仪器又有便于携带等特点,近年来在国内外日益发展,被广泛应用。教育专家指出,微型化学实验已经成为引人瞩目的化学领域重大变革之一。
5.2教师要言传身教,规范操作过程,把环境教育和化学实验教学有机地结合起来,提高学生的环保意识和环保观念,减少实验污染。
化学教师对学生进行环保教育须加大力度。利用化学实验教学进行环保教育,增强学生的环保观念和环保意识。而培养学生的环保意识和环保观念,必须把实验课作为环保教育的主战场。如何把课程内容教育和环保教育有机起来,达到一石二鸟的作用,则需要教师的言传身教,而教师的规范、正确的演示实验操作,则环保教育的关键之所在。这就需要教师有扎扎实实的基本功,娴熟的实验操作技能技巧。 5.3实行垃圾分类从校园开始。俗话说,兵马未动,粮草先行。化学教育是消灭环境污染的根本途径,学校是培养未来接班人的摇篮,学生良好的习惯的培养学校首当其冲。学校应大力提倡学生分类收集抛弃垃圾,减少使用一次性制品, 在学校应设置分类垃圾收集的宣传品,将废塑料、废纸张、废玻璃、废金属、废电池等加以分类回收。另外,还应规定设立使用回收标志,标注在那些使用后需回收的商品及包装上。在中学实验室更应该做到垃圾分类原则,化学试验室特别要做好废液的分类回收和再利用工作,物理实验室设立"废电池回收",这些扔弃的废电池将集中起来,最后由有关单位取走。
5.4推广连续合成实验和回收再利用。这种方式在技术上并不难,但需要人力、财力和场所等方面的较大支持。开展系列化,开放性的实验。实验后废弃物的处理,是一个让实验员头痛的事情,而建立系列化实验,可能很好的解决这一问题。"系列化"即:上一实验的生成物是下一实验的反应物。这样做有可能节能、节省药品,减少污染。譬如,实验室制氢气后的溶液可回收做其它实验,高一化学实验《氯、碳、碘的性质》中,用四氯化碳从碘水中取碘,实验后得到大量的碘--四氯化碳溶液,若直接排放,既造成浪费,又造成环境污染硫代硫酸钠是很好的还原剂,用少量硫代硫酸钠就可回收到大量四氯化碳,而且用此法收集到的四氯化碳较纯净,可再次用于萃取实验。目前,水污染日益严重,本实验可为实验室废液的回收利用提供一个可行办法,这种方法既可以变废为宝,减少环境污染,又可以节约开支,减少浪费,同时还可以对学生起到很好的教育作用,培养他们从小养成良好的节约习惯和环保意识。。
5.5适时运用多媒体教学。我们可以把那些涉及大型仪器,高污染及较大危害的实验,通过教师演示以及制成课件给学生观看的形式,同样具直观形象特点。例如氢气的爆炸实验,硝酸、浓硫酸的性质实验等。
5.6化学试剂废液全部回收处理,加强回收处理,实行重复利用,制定实验室废液管理办法。由于将各种化学试剂的废液随意排放会带来不同程度的污染,我们在每间实验教室前准备所需回收药品的废液杯,因此实验结束后,将当天产生的废液按类别重新回收(废液分为酸性废液,碱性废液,重金属废液,含氯有机废液含氯有机废液及其它等六类,废液用聚乙烯容器储存),达到一定数量后,按化学实验室废液废气处理办法统一处理或统一交有关部门处理。
5.7进一步进行化学教材改革
这一问题新教材已体现出来了。新编教材重视理论联系实际,注意反映化学的发展和与现代社会有关的化学问题。把有些问题放在社会的大背景下启发学生思考,使学生了解化学与社会、生活、生产、科学技术等的密切联系,增强学生的环境保护意识和经济效益观念,以有利于学生理解所学的知识和学以致用。 尽管新教材对环境教育加强了,但是,我国学生与外国学生对环境问题的认识还有差距,所以教材与国际接轨已迫在眉睫。
关键词:教学思路 高中化学 实验能力 培养
一、引言
化学,可以培养学生进一步的认识自然和了解自然,而且对于学生形成一定的科学素养,进一步紧密联系微观世界与宏观世界都有着重要的意义。实验,是理论与实践相融合的具体途径,是培养学生由知识型人才向应用型人才过度的主要环节,因此,强化学生实验操作对于培养学生的综合能力具有不可替代的作用。化学是一门以实验为基础的学科,与人类实践操作有着密切的联系,可以说化学本身就是一堂生动的实验课,离开实验的化学是无法持续发展的。所以,在高中的各个年级,强化化学科目中的实验教学,提高学生的实验能力,都得到了非常的重视。而且新的高中化学课程标准明确指出:“通过实验探究,掌握基本的化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程,认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用,提高化学实验能力。[1]”因此,结合新课程标准要求,进一步拓展教学思路、改进教学方法,加强化学实验的创新和化学实验手段改进的研究,对提高化学实验的教学质量十分重要。
二、拓展教学思路,培养高中化学课程学生实验能力的主要途径。
1、充分利用趣味实验,培养学生动手实验的兴趣
人们要对一件事情愿意去学习,那么首先要对这件事情感兴趣。心理学研究表明,当一个人对事物有兴趣时,他的大脑就会兴奋起来,对事物的记忆的时间将大大延长。反之,当人对事物毫无兴致时,他的大脑细胞就会越来越疲劳,即使当时记住了,印象也很模糊。因此,通过激发学生的对化学实验的兴趣,来培养学生进一步动手参与和主动思考实验具体细节对提高学生的实验能力有重要作用。学习金属镁时,教师可以先设计一个“星光飞舞”的实验,原理为:当胆矾粉末、镁粉和还原铁粉落在火焰上时,胆矾的铜离子使火焰呈现绿色,镁粉和铁粉因体积很小,与空气的接触面很大,容易被火焰灼热,所以能和空气中的氧气化合生成氧化镁和四氧化三铁[2];学习氯化铁知识时,可以先设计一个“喷雾作画”的实验,原理为:利用氯化铁溶液遇到硫氰化钾溶液显血红色,遇到亚铁氰化钾溶液显蓝色,遇到铁氰化钾溶液显绿色,遇苯酚显紫色,氯化铁溶液喷在白纸上显黄色。通过类似的趣味实验,充分吊起了学生学习的“胃口”,再加上高中学生特殊的年龄特点,大部分学生学完相应知识后,都会主动的去自己动手做相关的家庭实验,这种自发的意识对于培养学生实验能力大有裨益。
2、加强课堂典型实验演示,深化学生的探究意识
演示实验是化学教学中经常运用的教学形式,它生动、简捷、有效,是培养学生观察能力和思维能力最好的教学手段之一,通过对实验现象的观察、分析,有助于认识变化的实质,借以加深对教学内容的理解,达到教学目的。 对典型化学实验的演示,比如氧气、氨气、甲烷的制取,要突出实验原理、操作环节、仪器使用、现象观察、实验总结等几个环节,都要起到演示和示范的作用,力求起到举一反三,触类旁通的效果。首先说传统的演示实验,一般是都“验证性”的,通过此类实验的演示,重点让学生掌握相关化学实验操作的基本过程,培养基本的化学实验素养,尤其注意在实验原理、实验仪器和实验操作三条“线”的基础上,向“原理+仪器”、“仪器+技能”、“原理+技能”三个交叉。第二,通过改进,使原有化学实验的“验证性”为“探究性”一般程序是:实验观察提出问题讨论分析比较得出结论[3]。比如学氧化碳的实验室制法时,教师可以同时让学生看双氧水与二氧化锰制氧气的过程,再看高锰酸钾在二氧化锰催化下加热制取氧气的过程,然后类比三套装置的异同,看二氧化碳制取的时候可以和哪个实验用同一套装置,为什么。通过分析,让学生自己去分析和探究各套实验装置之间的区别,培养对化学实验更深层次的认识。
3、加强与生产生活联系,构建学生实验学习平台
新课改的实施,使得高中化学实验内容的开始逐步的摆脱理论化、模式化的特点,开始逐步的贴近生活,贴近社会,紧密联系生产、生活实际。只有这些紧密结合生活,联系生产实际的案例才能更加深刻的在学生心目中构建一个真实的平台,这样学生就会感觉知识很贴近自己,学习也就有了着力点,尤其一些贴近生活的实验解决了生活中的一些问题,那更会非常有效的激发学生参与课堂实验的能力。比如人教版高中化学中的“污水处理——电浮选凝聚法”、“比色法测定抗贫血药物中铁的含量”、“饮料的研究”等实验案例的选用,都可以非常有效的做为连接课堂知识与生产实际的纽带,去激发学生动手实验的情绪[4]。尤其是在一些水资源污染严重的地区,学生必然十分重视电浮选凝聚法处理污水,而且学完后还会亲自在动手利用其它的一些化学原理来处理污水。所以,教师结合各地的生产实际,因地制宜的采用一些联系当地情况的案例做为化学课堂的素材,这对于培养学生对化学实验的兴趣,激发学生动手操作的能力有非常重要的意义。
三、结语
《新课标》立足于学生适应现代生活和未来发展,着眼于提高21 世纪公民的科学素养,积极倡导“以实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程。所以说,素质教育的不断推进,使得化学实验教学在高中化学教学中的地位和重要性进一步常突出,因此,我们要进一步拓宽思路,强调学生实验操作能力的提高,这就要求高中化学实验教学中必须要进一步创新教学方式[5]。只有这样学生才能更好的把理论与实践相结合,进一步为化学知识的广泛应用和发展提供更为宽阔的平台。
参考文献
[1] 新课标理念下高中化学实验教学[EB].
[2] 高中化学趣味实验[EB].
[3] 杨光辉. 《新课标》理念下高中化学研究性学习课题的开
展[J] 化学教学,2004(9).
源;学习方法
〔中图分类号〕 G633.8 〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463(2013)22—0043—01
新课程要求教师应在高效课堂下提高教学质量,那么怎样才能做好化学课堂教学,高效完成教学目标呢?我将结合多年的教学实践,在此谈一些个人体会。
一、走近学生是生成高效课堂的前提
1.让学生喜欢上化学教师。如果学生喜欢上某位教师,那么,这门学科的教学成绩就会明显提高。因此,在课堂教学中,教师应在学生面前树立良好的形象,用自身的人格魅力感化学生。教师的魅力很大程度上体现在知识的渊博方面。教师欲在学生面前树立完美的形象,首先要有渊博的知识,课堂教学有深度、广度。这就需要教师认真备好每堂课。其次,转变自身在课堂教学中的角色,与学生平等交流、合作学习,创设和谐、民主的课堂气氛。
2.让学生喜欢化学。化学是一以实验为基础的自然科学,它有很多独特的魅力。学生刚学化学时,常常被化学实验的各种现象所吸引,因此,在初中化学教学中,教师可以利用各种实验让学生喜欢化学,比如“烧不坏的手帕”、“魔棒点火”等。其次,要注意把化学与学生的生活紧密联系。事实证明,学生对于联系生活的知识最感兴趣,比如,怎样进行灭火、胃酸的治疗、水污染的防止、铁制物的防锈,制防弹衣的原理等。如防弹衣最关键的一环是选材。根据防弹衣有硬体、软体和软硬体复合式三种类型,目前采用的材料可分为硬质材料和软质材料两种。硬质材料有钢板、钛合金、铝合金及氧化铝防弹陶瓷等;软质材料则多为高分子聚合物,如超高分子聚乙烯、尼龙、高强聚乙烯、芳香族聚酰胺以及无机纤维如高性能E、S、O型玻璃纤维等。近年,又在研制仿生防弹材料,如防弹蜘蛛丝和防弹野鸡毛及纳米复合材料等。这种方式不仅能提高学生学习化学的兴趣,而且能培养学生的分析能力与解决问题的能力。
二、在课堂教学中注重化学概念的教学
在现行初中化学教材中,许多化学概念是用简练的语言高度概括出来的,常包括定义、原理、反应规律等。其中每一个字、词、每一句话、每一个注释都是经过反复推敲并有其特定的意义,以保证概念的完整性和科学性。化学概念是学习化学必须掌握的基础知识,准确地理解概念对于学好化学是十分重要的。因此,在教学过程中讲清概念,教师就要做到以下几点:1.联系生活,从实际出发辨析概念。2.注重实验,用实验引出概念。3.抓住关键字词,讲清概念。4.解剖概念内容,帮助学生理解。5.强化训练,加强知识巩固。
三、在课堂教学中注重化学实验教学
化学实验是中学化学课程不可缺少的重要组成部分,是学生认识化学科学知识的重要环节。在多年的教学实践中,笔者觉得在实验教学中必须正视和处理好以下几个问题:1.实验内容的选择。教师要学会选择,写好计划,有步骤地去实施。在课外,可适时让学生做一些“绿色化学”实验、“微型”实验、家庭小实验、趣味小实验。2. 实验人员的组织。演示实验大多由教师完成。科学探究实验,大多以学生分组实验的形式进行,任命好组长,负责小组的管理、实验报告的填写和收发。3.实验中的安全问题。包括仪器、药品、操作、实验室设施等的安全。4.充分利用多媒体,做一些化学演示实验。
四、在化学教学中注重乡土资源的开发和利用
在教学中将乡土资源和化学课程有机整合,对提高农村中学化学教学质量有着深远的意义。乡土课程资源与化学教学相结合的优势在于:乡土资源为学生学习化学提供丰富多彩的教学资源。如研究我校周边的莹石矿、水泥厂等的加工方法、原理,开展“空气和水质污染的防护”、“自来水厂和污水处理厂的工作原理”、“各片区土壤酸碱性的测定方法”、“周边农村使用沼气、秸秆、煤等燃料对环境的影响”、“当地农业生产中的农药、化肥、地膜的科学使用”等课题调查和研究。学校和化学教师要充分开发和利用乡土化学教学资源,让学生感受到化学就在自己身边。
五、教会学生科学的学习方法
高中化学课堂教学是渗透绿色化学教育的主渠道,教师要积极创造绿色化学教学条件,构建绿色化学知识体系,不断充实化学课本内容,培养学生的环境保护意识。在介绍化学史时,教师可从正反两方面渗透绿色化学思想教育。讲解放射性元素时,教师要对居里夫妇的精神及坚决反战的人格表示钦佩,但也要就海湾战争中使用贫铀弹对环境造成的危害提出批评。介绍环境问题时,教师可着重于介绍20世纪发生的公害事件,指明工业及传统化学是造成公害的主要原因,使学生明确绿色化学是解决环境问题的重要途径。通过在课堂教学中渗透绿色化学思想教育,激发起学生学习化学知识的兴趣,不断强化学生的环保意识、绿色意识。
2.在实验教学中渗透绿色化学教育。
在高中化学实验教学中,应最大限度地实现实验的绿色化,引导学生树立绿色化学思想和环境保护意识,具体教学策略如下:(1)改进化学实验。首先,采用无毒原料、溶剂、催化剂进行化学实验。例如,做完银镜反应后,可将清洗试管的硝酸替换为三氯化铁溶液,避免产生二氧化氮有害气体;在萃取碘单质实验中,可将四氯化碳替换为二氯甲烷作为萃取剂,消除刺激性气味,保证室内空气质量;在乙烯的制备实验中,可将硫酸替换为氧化铝作为催化剂,避免浓硫酸造成污染;其次,优化化学实验方法。又如,在海带碘元素的检验实验中,可将灼烧提取法改进为煮沸提取法,简化实验操作程序,缩短实验时间,减少因灼烧造成的室内空气污染;再次,改进化学实验装置。再如,利用密闭的装置减少实验敞开操作,可将注射器作为密闭的反应容器,进行铜和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制备与性质等实验,将污染物消除在密闭装置内。(2)开展微型化学实验。在高中化学实验中,可在保证实验教学效果的前提下进行微型化学实验,以达到降低实验成本、提高环保效益的目的。微型化学实验多采用点滴板、小试管、井穴板、多用滴管等微型化仪器,使用最小化的试剂用量,一般液体用量不超过1mL,甚至一些现象明显的定性实验可在试纸或滤纸上完成,如碘显色反应、溴水褪色、苯酚的检验、验证盐类溶液酸碱性等实验。(3)“三废”的绿色化处理。在高中化学实验中,要及时对必须使用的有毒、有害化学品和生成的污染物进行绿色化处理,从源头处控制“三废”对环境造成的污染。在废气处理过程中,可采用封闭的实验操作方法,减少有害废气的产生量,并对废气进行有效处理或用气囊收集。在废液处理中,可利用中和反应处理含酸碱的废液,使溶液pH值达到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸盐沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分离含有重金属离子的废液。在废渣处理中,可回收一些化学实验中剩余或产生的金属进行再利用,如铜与硝酸反应剩余的铜片、银镜反应生成的银等。对于不能综合利用的固体生成物则要进行无毒化处理。(4)利用多媒体教学技术。在高中化学实验中,教师可利用现代多媒体教学技术辅助实验教学,尤其对于危险系数大、污染严重的实验而言,可通过电脑模拟、实验录像等对实验过程进行演示,实现废弃物的“零排放”。同时,教师也可利用多媒体教学技术模拟错误的实验操作,将不良的实验后果形象地展示给学生,让学生认清实验操作不规范带来的严重后果,以及实验室“三废”对环境造成的恶劣影响,加深学生对绿色化学的认识。
3.在课外实践中渗透绿色化学教育。
在高中化学教育中,教师要积极组织课外实践活动,让学生体验和感知传统化学对环境造成的严重危害,认清利用化学手段进行末端污染治理的局限性,引导学生关注绿色化学,理解绿色化学的重要意义。教师可根据化学教学内容,组织形式多样的课外实践活动,如实地调查、环保知识竞赛、探究性学习、文献研究等。在实地调查中,教师可带领学生参观污水处理厂、化工厂、无公害蔬菜生产基地、生态农业示范区等,对当地水资源、空气质量、环境污染情况进行调查;在探究性学习中,教师可开设相关课题,组织学生进行课题研究,如研究生物催化剂的优点、研究高效低毒农药等,培养学生实践能力和创新能力,达到课题研究的预设目标;在文献研究中,既可让学生利用图书馆馆藏资源和互联网资源,收集有关绿色化学和环境保护的文献资料,也可邀请有关专家学者来校进行讲座,使学生获取最新的科研信息。通过开展多样化的课外实践活动,促使学生更加关注绿色化学,能够运用已学的化学知识分析和解决生活中遇到的问题。
关键词:实验教学;学生;探究能力;研究
中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2013)12-0173-03
科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的实践活动,是一种重要而有效的学习方式。科学探究是让学生运用观察、实验、调查等方法广泛获取信息,从日常现象和化学学习中提出问题,做出猜想或假设,设计实验或有关的活动方案,学会解决问题的依据或证据,定性或定量地处理有关的信息和资料,从而提高解释问题的合理建议。关于学生科学探究能力的培养和提高,教师应在自己的教学过程中,做好学生探究的表率,引导学生积极参加。着力提高自己的科学探究能力。
1.创设有趣的教学情境,激发学生的学习兴趣
在开展实验教学之初,如何集中学生的注意力,
将他们的兴趣点吸引到化学知识上?教师应该认真思考,创设出学生易于接受的教学情境,在课堂一开始就抓住学生的好奇心,带领学生探索新的教学领域,将学生对这门课的兴趣有效转化为学习化学的动力,并在学习的过程中启发思维,提高各方面能力。
2.教师要做探究性学习的先行者
所谓探究性学习,简单的说就是学生以类似或模拟科学研究的方式所进行的学习。没有探究精神的老师无法培养有探究意识和探究能力的学生,在教学中教师要做探究的先行者。可以说,并不是任何一个问题均有深入探究的价值,也不是任何具有探究价值的问题都显而易见,有时需要教师挖掘有价值的题材,引导学生进行探究学习。教师首先要对学校周围的环境、资源、能源了解摸底,并在教学中发挥有效的功能。例如,组织学生参观附近化工厂、造纸厂、污水处理设施,参观科研部门的实验室、天气环境监测站,组织学生进行社会调查,如调查学校所在地的空气、水质、垃圾状况,化肥农药的使用情况,学校寄宿生的饮食状况等。使学生逐步认识化学对日常生活和社会发展的重要影响,培养学生形成综合的科学观。
3."以实验为基础"是化学学科的基本特征
而化学实验过程本身既是一个创造性探究学习的过程,是探究性学习的一种重要途径。在化学教学中虚提倡和鼓励学生通过化学实验进行探究性学习,充分挖掘化学实验在探究性学习中的功能。
3.1 以化学实验形象生动的创设问题情景激发学生的探究欲望,引发学生的探究活动,培养学生敏锐的观察和深刻的思维能力。例如,有关"原电池"学习时,组织学生完成"将一根铜丝和一根铁丝放人稀硫酸中,观察实验现象并与同学交流"的实验,由于铁丝和铜丝放置的位置问题,可能有的同学观察到铁丝上产生气泡,铜丝上没有,有的同学观察到铁丝和铜丝上都有气泡。而从观察到铁丝和铜丝上都有气泡的现象产生"为什么铜丝上也会有气泡产生"的问题。
3.2 以化学实验对提出的猜想或假设进行验证,可以培养学生的分析综合、抽象演绎的思维方法和批判思维能力。
如进行质量守恒定律学习时,可能提出化学反应前后物质的总质量会增大、不变和减少三种不同的假设,并根据假设设计实验验证方案进行验证。在验证过程中,教师可以引导学生设计一些"反常"的实验方案,如"镁条在空气中燃烧质量增加","木炭在空气中燃烧质量会减少"等,化学实验以它特有的魅力在探究性学习中占有一席之地,充分发挥化学实验的探究功能,从生产、生活实际中挖掘素材不断研发适于探究性学习的化学实验,以最大程度的谰动学生探究的主动性,产生强烈的探究欲望,变被动学习为主动探究学习,从而掌握科学的学习方法,形成终身学习的意识和能力。
4.培养学生问题意识,加强探究方法的指导
教师通过设疑形成问题空间,促使学生为"问题"而思,为"问题"而学,为"问题"而创。在教学中,可以通过一题多解、一题多变等形式,诱导学生一题多问,特别要注意设计一些非常规性的而对启迪智慧有挑战性的"问题",激发学生探究和解决"问题"的欲望。作为学习方式的一次重要变革,探究性的学习更具有问题性、实践性、参与性和开放性,能极大程度地调动学生的求知欲、好奇心,也有利于学生科学素养的培养和提高。因此,教师在教学中必须加强探究方法的指导。在教学中,教师要引导学生结合日常现象和生活中的化学知识,大胆质疑,提出问题,引导学生寻求解决问题的依据和途径,引导学生在探究中交流、合作,充分发挥集体的力量,共同克服探究中的困难,分享探究的成功与快乐,使学生在探究的过程中提高自己的探究精神。"
5.教师演示与学生练习相结合
【论文摘 要】民办高等职业院校的学生是面向生产、建设、管理、服务等一线岗位的高技能人才,他们肩负着我国社会主义现代化经济建设与发展的重任。该文结合厦门东海职业技术学院开展教学实践,从提高学生兴趣、构建新的实验教学模式、设立定点实习基地等方面,对民办高职环境科学专业实践教学进行了探索和思考。
环境科学是一门新兴的学科,在近二三十年来发展极为迅速,它几乎与自然、社会的一切学科都有联系,与人们的日常生活、生产更加密不可分,因此需要大批具有环境科学专业知识的人才。民办高等职业院校不但是我国民办高校的主体,而且是我国高职教育的重要组成部分,对我国高等教育的发展发挥着重要作用。[1]民办高等职业技术学校环境科学专业实验教学针对民办学生的特色,以强化能力为主,开展具有开阔视野、提高认知能力的实践教学,关注学生可持续发展观教育,以适应海峡西岸在人才需求上层次多样化、专业多样化、能力综合化等特点。
一、转变环境科学专业实验教学观念,提高学生学习兴趣。
大多数民办高职院校受师资、教学场地及其它教学资源的限制,在课程和教学安排上往往忽视了以生为本的原则,没有根据学生入学时的基础加以区别对待,而是将他们看作同一起点,按照同样的目标和方式实施教学。[2]再加上我国大部分高校所设立的环境科学专业的理论知识一般让学生感觉比较抽象,而实践课一直作为理论课的辅助课程,实践内容基本上是对理论课的内容进行验证,起加强理论学习的作用。通常课本中已有的验证性实验教学很难让学生具有较强的实践能力和创新能力,因此,我们必须改变原有的传统教学观念,结合民办学生的心理特征,将这种验证性实验转变为创新型和研究型实验。
我院在实践课程中让学生接触实际、掌握知识的前提下,不断的培养他们发现问题、分析问题、解决问题的能力,提高他们对专业课学习的兴趣和理论知识的强化。例如新生入校后的第一堂课就由专业教师做了一堂生动有趣的专业介绍讲座,一方面可以让学生了解环境专业的作用和就业前景,另一方面让学生认识到学习本专业必须理论结合实践。有了这次学前教育,我院环境专业学生就会自主地开展各种环保主题活动。学生首先建立了绿心环保协会,该协会的宗旨是:“环保每一天,行动在身边”;并在大家的努力下创办了“绿心会刊”,该会刊的全部内容从设计到定稿都是由学生独立完成的。在不断学习和宣传过程中让本学院更多的教师和学生认识到环境保护的重要性。
二、加强实验室建设与管理
由于我国政府基本上没有向任何形式的民办高校提供财政性资助,民办高校主要依靠向学生收取的学费运行和发展。由于资金不足,这就使环境专业实验室的建设存在很大的困难。[3]
1.建立环境专业实验室
我院自建校以来以文科教育为主,理科教育基础薄弱,存在经费不足、实验室建设滞后等情况。自2008年环境监测与评价专业建立以来,学校加大了实验室建设和学生实践教学的力度。学院对实验室建设与管理以提高实践教学质量为宗旨,增加经费的投入,改善教学环境,提高办学能力,并尽量提高实验教学水平。随着学校的教学水平的提高,学院领导认识到要提升学院的综合水平,以实验为支撑的教学显的尤为重要。因此,2009年学院又成功申请了环境工程技术专业,为促进我院环境科学专业的发展奠定了基础。
目前我院环境实验室建有多媒体教学、基础化学实验设备、监测分析仪器、专业实践所需精密仪器等。
2.建立严格的实验教学管理体系
实验教学质量是环境科学专业生存和发展的根本,实验教学质量是确保教学质量的关键。其中包括教材、教学大纲、教案、实验方法操作手册、实验员培训、仪器、试剂、试样、样品、实验记录以及实验报告等。因为资源有限,现有实验药品和仪器不一定能进行所有的实验教学要求。因此,每学期初按照教学大纲,制定本学期实验项目,然后根据拟定的实验项目购买所需实验耗材。系主任作为教学正常运行的负责人,每学期定期组织质量检查和评审,并根据发现的问题及时组织整改。教研室主任应定期或不定期地开展各专业课程的实验教学质量检查工作,定期将实验教学中发现的问题汇报给系主任。任课老师严格按照教学大纲和相关教学课件组织学生开展实验教学活动。
为了确保实践教学的正常进行,还必须针对实验室人员、仪器设备、各类耗材、检测方法和校准方法的确认、采样、样品前处理、实验室环境及安全等建立完善的文档。
三、构建新的环境专业实验教学模式
高职阶段传统的环境专业的实验课是由基础性、综合性实验构成,导致一些实验内容重复、陈旧,学生从实验中获得的技能和知识很难满足目前科技日新变化的需要。因此,需要探索新的实验教学模式,开展多层次的实验教学,帮助提高动手能力的同时充分展现学生的创造性。 1.开设自主性和研究型实验课程,提高学生研究兴趣。
目前大部分高职院校环境专业实验课程设置以验证性实验为主,主要是要求学生通过实验观察预期的现象和结果。但是在这种方法下的学习缺乏主动性,[4]机械地按照老师要求步骤进行操作,不能积极地去思考和改进。因此在民办高职环境专业实验课程中,应增加自主性实验和研究型实验。例如在分析化学提纯实验中,可以由学生自己选择提纯对象,在老师的指导下查阅相关资料,设计相应实验步骤,让学生通过自己动手、思考发现问题,并找出最佳实验方案。
环境监测实验是整个环境专业最重要的实验课程之一,教材中给我们提供的实验基本是按照国标的要求设定的常规检测。虽然准确度高,但也存在效率低、操作繁琐、监测项目有限等缺点。为了适应现代科技和经济的不断发展,新的环境问题的不断出现,在教学过程中应增加一些研究型实验课程,由学生收集资料,找出目前环境中出现的新问题,针对这些问题研究出新型的检测方法。虽然这些方法不一定真正实用,但能提高学生的研究兴趣。
2.结合学校条件,设置实地监测,开展多种形式的实验教学。
由于学校资源有限,可以充分利用学校现有教学资源开展实地监测实验。每学期都开展一次实验技能竞赛,不仅训练了学生动手能力和实践技能,同时也可以让学生更加深刻地理解环境问题的严峻性和解决环境问题的急迫性。通过亲自对身边一些环境污染指标进行监测,学生会留下有关环境问题的直观印象,同时,多次动手实地操作监测仪器,熟悉仪器使用,观察和记录实验数据,可以让学生在日后走上工作岗位后能更快的适应岗位要求。
除了现场监测外,我校学生还利用自创的环保协会组织全校学生一起感受环境污染给社会带来的危害,提高环保意识。邀请专业教师做节能减排的讲座、观看例如《后天》等关于环境问题的影片。
此外,《环境学概论》、《环境监测》、《生态学》、《水污染控制工程》、《大气污染处理工程》和《环境化学》等课程均设置了课程实践内容,安排学生到污水处理厂、食品加工厂、垃圾填埋厂、化工厂和海峡西岸环东海域等地进行实地参观,认知内容紧密联系实际、应用性强,学生兴趣浓郁,取得了良好的效果。
四、建立定点实习基地
民办高等职业教育主要是以培养技术型人才为主,具有明确的针对性。随着高等教育改革的深入,我们越来越深刻地认识到实验教学在培养学生知识、能力、素质综合发展型人才方面的重要意义。
毕业实习是学生走向工作单位的第一步,关系到学生日后的就业和发展,所以毕业实习教学是培养学生实践能力的重要环节。虽然学校刚刚起步,但校领导一直在积极寻找实训基地,例如与污水处理厂、环评公司、环保企业等单位进行合作,力求妥善安排学生挂靠实习的单位。
我校学生80%毕业后将留在厦门工作,其中一部分会在不同行业或部门中成为不同层次的技术员、管理者或执行者。因此,民办高等职业教育正面临更高的要求。在教学方面,需要加快实验教学改革,突出创新教育,加强实验教学的创新和实验教学手段的创新,在实验室管理水平方面要求更高,要高度开放,体现资源共享,最大限度地发挥实验室使用效率。
参考文献
1 宋爱平.民办高职人才培养模式的特色探索[J].职业教育研究,2008(9):19~20
2 刘自团、杨旭辉.浅析民办高职院校教学中存在的问题及对策[J].高等职业教育(天津职业大学学报),2008.17(1):19~21