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一、高职化学实验教学实现有效性改革应有的原则
每一个专业课程教学的与时俱进,都有着其内在的规律,需要坚持一定的原则标准。高职化学实验要实现符合其自身、社会要求和教育本身特点的改革,就需要坚持:
1.高职化学实验教学的改革,必须要切实地与化学课程以及其专业特点相结合联系,符合专业和学生的要求与需要,能够通过学习解决遇到的问题,学以致用。因而在改革中必须突破化学实验的机械单一模式,转而向深层教学模式转变。
2.突出和提高高职化学实验教学中学生的实践操作能力、实验能力,以及在此基础上学生的创新能力,提高是改革所不能偏离的。
3.高职教育的根本方向是就业教育,因而,高职化学实验教学课程的开设和内容上都是以就业为导向的,提升学生的实践能力、自主思维能力和观察能力,才能体现改革的正确性,才能符合培养学生综合素质和专业能力的要求。
二、高职化学实验教学实现有效性提高的对策思考
1.通过化学实验,实现“重实践,强技能”的要求。高职化学实验的目的是为了使学生更好地理解、掌握和运用化学理论知识以及其包含的化学基本原理,并通过观察思考,能够对化学现象作出正确、科学、合理的分析,使学生的实事求是精神和严谨的科学态度在化学实验中得到培养与提高。因此,要提高化学实验教学的有效性,就需要坚持在化学实验教学中将每一项操作和知识点进行准确的展现和演示。这就要求化学实验教师应当强化、细化对实验过程的分解,对试剂制备过程的讲解和演示,对误差的研究与分析,对化学分离方法的介绍与训练等,以达到学生实验技能提高和强化,实验操作准确科学的基本能力。
2.完善创新化学教学的内容,使化学实验更加侧重实用性特点。在培养学生实验基本素质技能上,化学实验教学起着极为重要的基础性作用,但我们还应结合高职教育就业为目的这一根本特点出发,使化学实验教学内容更加地切合专业以及今后职业工作的需要,更加具有实用性,这才更加地符合并提高化学实验教学的有效性。为此,教师在化学实验教学中,应对化学实验内容进行改进、整合和大胆地创新,将孤立的化学实验有机地联系在一起,整合为一个具有连贯性、联系性的化学实验,并引入到相应的专业教学中,使学生在实践性的操作中,将化学实验能够灵活地运用到专业中,并认识到其中的原理作用,以更好地培养和提高他们的大胆创新精神和自主探索思维,更好地促进他们今后在工作中的积极作用和影响。
3.积极、开放地运用好现代化的教学技术手段,更好地完善化学实验教学模式。传统教学中教法的单一性、呆板、缺乏微观和细节过程演示等特点,是不言而喻的。伴随现代化教育技术不断地在高职院校中的广泛推广和运用,多媒体教学和网络中高职化学教学课件及相关资料的丰富,将这一技术更多地引进化学实验教学课堂,对于提高化学实验的教学效果有着辅的积极作用,同时也有助于激发学生学习的积极性、参与性和兴趣。此外,多媒体技术,能够更好地将化学实验的反应过程、变化过程等更好地通过虚拟的方式,直观而细致地进行多种情况,多角度的演示,这也使课堂教学的氛围更加的活跃、充满趣味性,学生也能在其中更加深刻地理解和认识化学原理,加深他们对化学实验操作过程的认识。
一、目前高中化学实验教学显现的不足
(一)学生在化学实验课没有明确的目标。在上化学实验课的过程中,很多学生在观察时没有明确的目标,一味地跟随着自己的喜好来决定是否观察或观察的结果,当存在自己不感兴趣的实验时就置之不理,最终就没有达到提升实验观察能力的目的。
(二)学生在化学实验课片面性情况严重。有些学生在化学实验课中,对于观察到的现象通常都是浅尝辄止,过早放弃或是观察的不全面,细节方面的问题忽略的太多,最终导致重点问题不被注意,学科知识只懂皮毛,得出结论片面性严重等问题。
(三)学生在化学实验课不能讲观察和思考进行有机结合。有些学生在化学实验课中,只是单纯地为了应付老师对于课堂的要求,在进行实验的过程中也只是在单纯地看并没有将自身原有的知识和所看的现象相联系,对于实验的过程和结果也不会积极地进行差异性比较,最终高中很多重要的知识还是没能从实验课中获得。
二、利用高中化学实验课提高学生观察能力的基本原则
(一)目标明确。在进行化学实验课时,应对每个学生提出本节实验课学生需要观察到的任务以及在细节中也要具体的要求。学生只有在明确了目标,知道本节课的重点,才能在将精力都放在实验中,提高自身的观察能力学会知识。
(二)突出客观性。在进行化学实验观察时需要注意两点问题,一是将看到的化学实验结果如实的反映,必须是客观实际的现象,在此之后依据此现象得出相应的结论。二是在观察化学实验时必须一丝不苟,不能放过任何一个细节,同时也要将每一步的结果与最终结果相联系,把握好整体与部分的关系。最后学生依据观察到的结果同时与部分相互联系得出客观的规律结果。
(三)加强观察能力的灵敏度。化学的实验现象很多时候都是一瞬间的,多以中学生在化学实验课堂中观察实验现象就必须提高自身观察能力的灵敏度,快速把握有效信息和实验结果。不仅如此,对于化学实验需要多次、多角度的观察,在实验前就将提纲准备好,分清主次,最终有效把握信息得出结论。
三、利用高中化学实验教学搭建学生观察力培养平台的方法
(一)将提高学生基本实验观察能力的工作落实到位。将提高学生基本实验观察能力的工作落实到位,具体做法主要体现在三点,首先,学生应积极根据国家对于高中化学实验课的要求自主设计化学实验课,提前做好相关准备,明确观察对象以及实验的侧重点。其次,学生在进行化学实验时可能不会一击即中或是发生一些意外突况,但是学生应冷静对待,思考实验操作中的错误,同时坚持不懈的继续,最终得出结果。最后,学生对于实验结果应诚实客观,不能为了追求规律而弄虚作假。
(二)不断提高学生的实验观察技能。在日常的化学课中多安排学生自主摸索和观察相关设备仪器,了解其基本的性能,同时规范学生在使用仪器的方法和步骤,让学生多看、多摸、多做,增强学生和仪器之间的默契度和学生自身的动手能力。在进行一些不易观察或是信息不容易把握的实验时,可以借助多媒体教学来辅助,放大图像,方便观察。按照教学要求,保证学生准确客观的做好实验观察记录,同时也要保证仪器的正常和使用记录。在实验过后认真思考实验内容,根据实验观察得出相应的结论和规律。
(三)通过课堂教学来提高学生的实验观察能力。首先,教师应提前进行相应的课堂演示性教学,学生通过教师的实验演示可以规范自身的操作手法,对于学生能够起到示范作用,也能够让学生了解实验观察的目标、方法和侧重点。其次,可以将学生划分小组,在实验开始之前每个小组起草实验目的和要求的提纲,经由教师通过之后方可开始实验。在实验之后教师在针对个别问题进行纠错或是重做。最后,留有课后的实验课题,当学生对于实验具备的一定的观察能力之后,就应该指引学生不再依靠提纲的进行实验观察,这样独立、自主的操作和观察能够很大程度的巩固其操作和观察能力,促进学生实验观察能力的提高。
高中的化学实验课在提高学生的观察能力上是有重要地位的。所以,高中化学应将实验课程作为重点发展对象,不断总结经验,不断开拓创新,最终达到促进高中化学实验课程的发展和促进学生综合素质提升的目的。
关键词: 绿色化学理念 高中化学 实验教学 渗透策略
绿色化学理念主张化学教学应该遵循生态环境的可持续发展,拒绝使用对生态环境及人体健康有破坏作用的化学物质。随着科学技术的不断发展,绿色化学产品逐渐成为人们生产生活中不可或缺的组成部分。为了使绿色化学对人类的生产生活带来更多便利,需要将绿色化学理念渗入到当今人才培养过程中,从上游保证化学理念的绿色环保化。因此,在高中化学实验教学过程中引入绿色化学理念,可以有效培养学生的环保化学理念,为可持续生态环境的发展建立良好前提。下面笔者主要讲述一下如何在高中化学实验教学过程中深入绿色化学理念,希望能为绿色化学理念在高中化学实验教学中的有效渗透提供理论参考。
1.“拒用”策略
“拒用”策略要求,在化学实验过程中,应避免使用一些对人体健康有危害或者对生态环境产生破坏作用的化学材料。尤其对高中化学实验教学来说,不仅要保证化学实验的有效性,更要考虑高中生的身体健康状况,通过实际行动,让学生理解安全绿色化学实验的必要性与重要性。例如,高中许多化学实验中都需要接触四氯化碳这种有机溶剂,但是四氯化碳在萃取实验中极易挥发,产生刺激性气味,使实验室中被四氯化碳挥发的刺激性味道环绕,而这种气体不仅会对臭氧层产生破坏作用,而且对人体健康会产生极大的威胁。因此,在进行萃取实验的过程中,可以避免选择四氯化碳,选择二氯甲烷作为替代进行有机溶剂的萃取实验,既可以让学生掌握有关有机溶剂的萃取方面的知识,又不会对生态环境产生较大的破坏。
2.“减量”策略
高中化学实验教学会涉及一定数量的定性化学实验,此类化学实验中,并没有过多有关化学实验材料用量的具体标准,这点从新旧人教版化学教材的对比中可以明显发现,旧版化学教材中对于一些定性化学实验的材料用量多采用“适量”、“适度”等模棱两可的语言,并且一些化学材料的用量标准明显过高,造成浪费现象。学生进行实验时,没有用量标准的限制,便会加大化学材料用量,许多学生认为加大用量会观察到更准确的化学现象,因此造成大量化学原料浪费。其实,定性化学实验时,可以对化学材料的用量及浓度进行适当减少或稀释,并不会影响之后的化学表现。比如,运用试管进行化学实验时,老师可以明确规定,试管内溶液体积不可超过试管体积的1/4,当实验材料为固体时,固体只要盖过试管底部即可。
3.“组合”策略
组合实验策略指在进行多个化学实验时,可以将多个化学实验集中到一个实验空间完成,使上个化学实验产生的化学物质可以作为接下来化学实验的实验原料。通过这种方式,可以大大节约化学实验成本,减少对化学原料的浪费现象,并且可以将化学实验产生的污染物降到最低,推进可持续发展。
4.“可控”策略
化学实验的可控策略要求在化学实验过程中,使得化学实验的进程能够被有效控制,按照实验者的实验需求进行实验的开始与截止,这样既能实现化学实验的高效性,又能减少对化学材料的过度使用,有效践行绿色化学理念。比如,在进行铜与浓硫酸的反应实验时,可以将实验材料由铜片转变为铜丝,既不会对实验结果产生影响,又可以依据实验要求,随时停止实验,在保证实验效果的同时,减少对实验材料的浪费现象。
5.计算机辅助策略
高中化学涵盖一些具有高危险与高污染的化学实验,学习此类实验时,多数课堂都选择“不进行实验,只掌握现象与原理”的教学方式,这种方式虽然可以避免高危险与高污染实验项目对环境质量与实验者身体状况造成的威胁,但是忽略实验的教学方式由于不能让学生亲眼观察到实验现象,会在一定程度上削弱教学效果,学生对实验的掌握程度也会差强人意。因此,在进行诸如氯化氢的制取等高度危险的实验教学时,老师可以利用模拟现实技术,将实验现象进行模拟演示,通过多媒体教学设备展现实验现象,学生通过观看模拟实验,感受到氢气与氯气的反应效果,方便学生对实验的理解,并且可以减少学生对实验结果的质疑,还原化学实验的真实性。但是老师应该明确使用计算机辅助实验教学的范围掌握,只是适合于一些危险度较高或者污染度较高的化学实验,并不适用于所有化学实验,否则,只会剥夺学生亲身进行化学实验的机会,将“进行实验”转变成“看实验”,学生的实验体验及学习成效定会大打折扣。
6.结语
绿色化学实验是符合当前可持续发展理念的一种实验教学模式,前提是在不影响实验现象展现的基础上,通过减量、拒用、替换或者模拟实验等手法进行化学实验教学,尽可能减少化学实验对生态环境及人体健康状况的威胁,实现化学实验的绿色化。当前,虽然绿色化学理念已被广泛接受,但是在操作层面由于受到实验设备及实验技巧等方面的限制,实际应用仍存在一定的问题,需要老师不断进行探索实践,最终使绿色化学理念真正落实到化学实验教学过程中,并发挥良好成效。
参考文献:
[1]王春梅.浅谈在化学实验教学中实施素质教育[J].山东纺织经济,2016(07).
【关键词】绿色化学 高职院校 化学教育
绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段。绿色化学在过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。它不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染,从而在根本上切断污染源,其在节约能源、防治环境污染、保障人类安全与健康等方面,发挥着重要作用。化学教育由理论教学和实验教学两部分组成,高职院校应在化学教育的全过程中实施绿色化学教学,增强学生的绿色化学的意识。
理论教学中的绿色化学教育
在理论上要实施绿色化学教学,首先要培养学生的绿色化学意识。这就要求教师必须有强烈的绿色意识,只有具备了绿色化学意识才能产生积极的行为效果,才能对学生进行指导,从而使绿色化学的理念渗透到学生的思想中。因此,高职院校化学教师对于绿色化学的有关知识要有充分的了解和掌握,并且要将知识运用到实验教学中,在潜移默化中培养学生的绿色化学意识,让学生充分理解并接纳绿色化学知识。绿色化学理念提倡的是教学手段的现代化以及教学方法多样性。因此,要将现代化的教学手段运用到化学教学中,要开展多媒体教学,利用多媒体技术,将绿色化学理念通过图、文、声、像和三维动画等方式展现出来。
实验教学中的绿色化学教育
1.采用微量化实验,实现资源节约
微型化学实验是近年来新兴的一种化学实验方法,是指在微型化的实验装置中,尽可能少的采用试剂来获取化学结果,这种方法能使得中间生成物的转移的过程尽可能的减少。微型化学实验的优点是现象明显、节约实验材料、节省实验时间、减少污染、实验效果好、安全且携带方便。一般情况下,微型实验的试剂量是常规实验试剂量的1/10~1/1000,与绿色化学的宗旨完全吻合,因此,应该大力提倡并且给予实施。高职院校应该在保证实验现象明显、实验效果好的前提下开展微型化学实验,在实验中用常量仪器降低试剂的浓度,以及试剂的用量尽可能的降到最低。如与原来的实验相比,乙酰水杨酸实验微型化、乙酸乙酯合成实验微型化试剂的用量减少了l/10~l/5,也缩短了实验时间。微型化学实验一方面降低了经济成本,另一方面还具有环保价值。
2.尽量选择系列化实验、串联实验或组合实验
选择系列化实验、串联实验或组合实验有利于实验产物或中间产物循环使用。用前一实验的产物作为后一实验的反应物,以减少试剂用量和环境污染。如乙醇系列实验:工业酒精-95%的乙醇-乙酸乙酯-乙酸乙酯皂化反应速率常数测定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酸乙酯;乙酰水杨酸系列。在合成实验“硅钨酸催化合成乙酰水杨酸”中,学生合成的产品粗品可以为基本操作实验“重结晶”之用,学生精制以后的乙酰水杨酸纯品又可为基本操作实验“熔点的测定”之用,同时又可为薄层层析实验所用,如条件允许,还可以作为样品进行红外吸收光谱测定实验。在“乙二酸绿色合成与表征”实验中,对合成的乙二酸粗产品可作为“重结晶”实验的原料;重结晶后的产物既可以作为“熔点测定”实验及“酸碱滴定”实验的试剂,又可以作为“有机元素分析”实验的样品。
3.重视“三废”处理,实现污染最低化
绿色化学的宗旨是从源头上对污染进行阻止,因此,应该用化学的方法对实验室的“三废”进行处理,采取回收再利用的举措。一方面实现了绿色化学的理念,另外一方面节约了实验开支。在进行绿色化学教学过程中,应该将重视“三废”处理,实现污染最低化作为高职院校绿色化学教学的一个重要原则。从学生刚开始接触实验室时,就应该将“三废”不经处理直接排放造成的危害渗透到学生的意识里,树立高职院校学生绿色化学的理念,养成良好的实验习惯。另外,在实验教学中,要增加研究实验后废弃物无害化的处理这一环节,使得学生对于回收实验废弃物有足够的重视,实现废弃物的循环再利用,从而将污染控制到最低。如常见有机溶剂的回收利用,废气的吸附,校园雨水酸度的测定及水质净化,含重金属实验废液的分类回收处理等实验。这些实验贴近实际生活,在实验过程中能激发学生学习的兴趣和积极性,能加强学生的绿色化学的意识。
4.采用多媒体辅助教学,实现化学实验绿色化
多媒体技术在化学实验中的运用和发展对于自然资源的保护以及降低实验环境的污染具有重要作用。多媒体技术能将设备比较复杂、反应速度慢以及操作条件苛刻或者是一些常规实验无法开展的实验用生动的多媒体形式展现在学生的眼前,寓教于乐,增加学生学习的积极性。另外,对于有一些药品消耗量大或易燃易爆、操作不易控制或者是环境污染严重的实验,在教学过程中,可以用多媒体进行模拟演示实验,这样既完成了教学任务,还将绿色化学的教学理论渗透到了化学实验教学的过程中。如芳烃和卤代烃的性质实验,改用计算机模拟教学,无污染,实验现象明显,教学效果显著。
总之,在高职院校化学教学中进行绿色化学教育,是素质教育的一项重要的内容,也是培养学生对社会、对将来责任感的一项重要的举措。有助于提高学生的环保意识,提高学生环保的能力,同时还有助于从根本上阻止污染,改善环境,提高化学教育教学质量。
参考文献:
[1]张康华,曹小华,谢宝华.化学实验教学与绿色化学教育[J].2010,29(05):123-126.
1化学实验考核评价的分类
化学实验活动本身是一种复杂的活动,其中既有操作活动,又有思维活动;有智力因素,也有非智力因素;既有知识经验成份,又有技能经验成份等。是很难通过几次考核对学生在整个课程实验的技能、能力和习惯等作出合理、有效的评价。因此,从考核评价的全面性考虑,考核应是阶段性和经常性的[3-6]。鉴于上述特点,将化学实验考核评价分类如下:
首先,根据考核时段分类,我们将实验考核分为平时考核、专题考核和综合考核。平时考核是指在平时的实验过程中对学生的实验综合情况作考核评价,此类考核在整个课程实验教学中所占比例是最大的,也是将考核与管理相结合着重考虑的内容;专题考核是指根据实验教学需要或在完成某一板块实验内容后所组织的技能和能力的考核,如无机化学实验可分为五大部分:基本操作、基本化学原理、基础元素化学、无机化学物制备和综合设计实验。可按上述板块内容组织相应的专题考核。综合考核是指课程实验结束之前组织的实验综合知识、技能的考核。如期终的实验理论考核。
其次,根据考核内容的侧重点不同来分,可分为:实验技能考核、综合能力考核。其中实验技能考核以考核学生完成化学实验的实际专业操作技能水平。如,考核学生对实验操作要领的掌握情况、基本操作的规范程度、操作的熟练程度和实验过程中的一些实验习惯是否符合要求等。综合能力考核主要是通过一些设计性、综合性实验考核学生分析问题、解决问题的能力,主要体现在学生能否独立完成实验课题。
第三,从考核方式上分可分为过程测评和结果测评,过程测评的方式是考核教师要对一组学生(人数不能太多,一般是4~8个)的实验操作情况进行实时监控与评价,要求教师通过直接观察记录操作的全过程评定学生的操作水平;结果测评的方式,是教师只需根据学生的实验结果对学生实验进行评定。值得一提的是:过程测评内容较全面,所得信息比较直接准确,但需要对学生逐个观察、记录和评价,耗费人力、物力、时间较多;结果测评则省时省力,但有时不够准确客观,但能反映出学生对实验现象的观察、判断和描述能力及对实验结果分析归纳能力。但二者可进行合理的搭配,如,实验技能的考核一般采取过程测评为主,辅以结果测评的方式。而综合能力考核一般以结果测评为主,在实验过程中教师可通过巡回观察记录、提问的方式进行过程测评。
2平时实验考核评价的原则与方法
2.1实验考核评价的原则
平时实验考核的主要目的是通过考核这种手段来强化实验教学管理。它是保证化学实验教学顺利、高效、高质的有效手段。因此在化学实验考核评价过程中应遵循以下几个基本原则:定量化原则、合理性原则、经常性原则和发展性原则。定量化原则:就是在实验教学过程中,对学生的考核与评价是定量的。我们认为定量化原则也是合理性原则的基础,定量化能赋予实验考核更强的可操作性,因此有利于教师对每个学生的实验进行考核。此原则要求构建一个实验量化考核指标体系,并规定每个量化评价指标所应完成的具体任务、要求以及各指标的权值。以便在实验教学中对学生各指标的执行情况作出定量的考核与评价。合理性原则:所谓合理性原则,是指对学生的考核评价要做到合理、公正,各项考核评价是学生可接受和可行的,符合实验教学规律和要求的。各项评价指标应该明确可测,便于执行。合理性原则与定量化原则是相辅相成的。量化指标的明细化,可操作性强,更有利于考核评价的合理与公正。量化指标的确立,同样应考虑指标的合理性、是否符合实验教学规律和要求等。经常性原则:是指实验定量考核评价应贯穿于整个学年或学期的实验教学过程中。化学实验考核的主要目的是强化实验教学管理,是保证化学实验教学顺利、高效、高质的有效手段。达到此目的是一长期的过程,通过经常性的考核评价这种外部教育和督促作用,影响学生的行为动机,使之进一步转化为学生的实际行动,并逐渐积累转化为学生的各种实验能力和良好的实验习惯。发展性原则:考核评价不是目的,只是实施有效管理和促进学生能力提高和良好习惯形成的一种手段。因此考核评价手段的应用,考核方法的实施要对学生的能力提高和良好习惯形成具有指导作用,能够促进学生的全面发展。
2.2实验考核的方法
根据上述原则,对平时实验进行考核评价,首先需构建量化考核评价指标体系。而指标体系的构建应围绕平时实验教学的关键环节,抓住一般实验教学过程的三个阶段:实验预习、实验操作(分为实验过程的中操作与行为习惯)、实验结果处理,确定了四个一级指标,如果是合作性实验,可增设团队合作的一级指标。通过对实验指导师的问卷调查方式分别确定每个一级指标的权值。如实验预习(25%)、实验操作(30%)、行为习惯(10%)、实验结果与报告(35%)。对设计性实验,因实验准备阶段需要学生独立进行实验方案的设计,且此过程对整个实验的顺利进行至关重要,因此增大了实验准备(35%)指标的权值,其它一级指标的权值分别为实验操作(25%)、行为习惯(10%)、实验结果与报告(30%)。在建立一级考核指标体系的基础上进一步构建二级指标体系。二级指标的构建要体现可行、要求明确,可操作性强等特点,是根据不同实验课程和实验内容的特点来确立。二级指标分值加和为100分,并分为4个等级评分(90~100、80~89、70~79、60~69)。二级指标分值×一级指标的权值为该一级指标的得分。如实验预习一级指标主要考核评价学生实验预习情况。下设四个二级指标,满分为100分。(1)实验预习报告,在进实验室之前应完成预习报告(基本分40分),如果预习报告规范整洁加10分。(2)明确实验要求,能够说出实验目的(15分);(3)能够说出主要实验仪器和化学试剂(15分);(4)能够说出主要实验方法、原理和步骤(20分)。再如行为习惯一级指标同样下设了四个二级指标:(1)不迟到(10分),不早退(10分);(2)实验纪律情况:保持实验室的安静(15分),不做与实验无关的事(15分);(3)试剂使用习惯:试剂取用后归位与复原(20分),不乱倒废水废液和不乱丢固体废弃物(10分);(4)实验善后习惯:及时清洗仪器和整理好药品(10分),清洁桌面(5分)。其次,运用量化指标对学生的整个实验过程进行考核评价。在实验教学中我们主要采用精讲互动考核+巡回观察考核+书面教学材料考核的实验考核方式。所谓精讲互动考核是对实验内容不作过多、系统的讲解,而是抓住理论、实验及操作的重点、难点、疑点进行讲解,同时通过提问、设疑和讨论等方式与学生交流互动,在互动中了解和考核学生的实验准备情况;而巡回观察考核是指在整个实验过程中教师通过巡回观察指导、适时提问、观察评价学生基本操作和行为习惯等方式完成在实验课中必须做好的考核与评价工作,学生实验结束离开前,教师检查考核实验整理、实验记录情况等;书面教学材料评价是指教师认真批改实验预习报告、实验报告和实验思考题等相关工作,对上述书面材料作出合理评价的过程。#p#分页标题#e#
3专题实验考核的命题的品质要求和考核方式
3.1实验考核命题的品质要求
从总体上看,化学实验考核评价所要考核的内容主要包括:使用仪器试剂技能、化学实验基本操作技能,实验现象的判断和描述能力、发现和分析解决实验问题的能力(包括独立完成实验课题)及学生的实验态度及实验习惯等。因此,作为专题实验考核的命题除了要有明确的考核侧重点外,还应从以下几个方面考虑命题的品质要求。(1)对操作和操作技能的依赖性。是指规范、熟练的操作对实验的成败、结果起着重要的作用。有利于进行操作技能考核;如滴定分析实验,称量操作与称量准确性,滴定操作和终点的判断等操作对结果会产生重大的影响。(2)内涵丰富,包括较多基础性考核要目,能较全面地覆盖专题考核的主要内容。如物质的纯化和分离类实验涵盖了许多无机化学实验的基本操作。(3)难度适宜,便于对不同水平学生的区分。(4)实验操作现象明显,方法可行安全、实验结果再现性好、繁简适当,便于评定。(5)要考虑学生的知识与技能基础。即学生有能力独立完成实验考核的内容。(6)平行试题难度一定要相同或相近,平行试题是指在同一次考核中的不同试题上,应尽量减小试题间的差异。(7)符合本校的实验条件和人员配备条件。
3.2考核方式
专题实验考核方式可分别采用过程测评、结果测评或过程测评和结果测评相结合的方式。考核的具体方式,可根据考核实验的内容或考核的侧重点来确定。对化学实验操作技能性专题实验考核主要采用过程测评,其考核流程如下:(1)老师设计若干个难度相近的试题;(2)确定考核的重点操作内容;(3)根据重点操作内容,制定每项操作的评分细则与操作规范要求;设计好实验考核评分表;(4)学生通过抽签获取实验考核内容;(5)给学生一定的准备时间;(6)分组(每组4~8人)进行实验考核,老师对实验的全过程进行测评,通过提问来考核学生的操作理论知识。考核中应注意:扣分标准一定要详细、客观、最大程度上减少由于监考人员主观差异造成的扣分标准的差异;在记录卡上要详细注明考生哪一步错误,因何扣分。做到有依有据。对含量测定、化合物的制备、数据测定类专题实验考核内容,一般以结果测评为主,辅以过程测评的方式进行考核。其考核流程如下:(1)老师设计若干个难度相近的试题;(2)从实验内容中选出一项重点操作考核内容,并制定该项操作的评分细则与操作规范要求;设计好整个实验考核评分表;(3)学生通过抽签获取实验考核内容;(4)给学生一定的准备时间;(5)分组(每组4~8人)进行实验考核,组与组之间给30min的时间差,便于进行规定操作技能考核评分;(6)上交实验结果,根据结果,提问等情况评分。应该指出的是:时间因素理应考虑在内,因为它能反映学生实验操作的熟练程度。整个实验成绩由实际操作得分、时间成绩和实验结果三部分组成,通常用下面的公式来计算考核成绩:X=aXc+bXt+cXR其中,X是学生的实验成绩;Xc是实验操作成绩;Xt是实验时间成绩;XR是实验结果成绩;a、b、c是权重系数。
实验是培养技术型、 应用型人才的重要途径,在培养学生理论联系实际、创新精神和实践能力方面有着不可替代的作用。化学实验是学习、理解、掌握重要的化学概念和理论的必要途径,是培养和提高学生观察、思维、分析、解决各种化学问题的能力的最佳手段。化学实验改革是化学课程与教学改革的重要组成部分。
一、化学实验教学改革的基本原则
1.化学实验教学改革要有利于学生知识的贯通
化学实验课教学内容是相互联系的,许多同学不能把各科的知识联系成为一个整体,各科的任课教师由于学时的限制,也没有机会去帮助学生对所学的知识进行总结和贯通。那么,化学实验教学改革首先要有利于学生知识的贯通,要打破原来按照学科安排实验内容的方法,将实验内容按照教学培养阶段分为基础训练型、提高型和综合设计型三个层次,使学生有机会在所学学科知识的基础上进行综合与贯通。
2.化学实验教学改革要有利于学生实验技能的提高
提高学生的实际操作能力和技术是化学实验课的重要目的之一。由于教学资源和学时的限制,不可能拿出很多的学时去做化学实验。如何在有限的学时内提高学生的实验技能,也是化学实验教学改革的一个重要方面。要提高学生的实验技能,一要优化实验内容,二要划分实验操作水平层次,使学生在实验技能训练方面更加系统化、科学化。
3、化学实验教学改革要有利于激发学生的创新动机
在以前的实验课教学中,我们大多是要求学生按照实验讲义事先预习、实验课上老师对实验要点进行简要讲解、学生按照实验要求的步骤操作,然后撰写实验报告,学生在实验过程中基本上是处于被动的地位。在化学实验教学中,应充分发挥学生的主动性,在安全保障下,允许学生超出讲义的内容、步骤去设计和实现较新的实验。通过动手、观察、思考、讨论,实现对实验现象和理论知识的深化、拓展,从而激发他们创新动机,培养独立分析问题和解决问题的能力。
二、化学实验教学改革的基本做法
随着素质教育的整体推进以及培养学生的科学素质、创新精神、实践能力在学科层面的有效实施和落实,有关化学实验及其教学改革的理论与实践研究有了较大的发展。下面只是笔者从事多年化学实验教学的一点体会:
1.实验设计要富有启发性
化学是一门以实验为基础的基础自然科学,大部分化学知识来自于实验,而实验现象又是学生认识化学真知的向导。因此,实验的设计与安排要富有一定的启发性,才能强烈地刺激学生的大脑神经,引起思维的积极活动和注意的迅速迁移,从而激发学生的求知欲。具体地说,实验中每一步骤、每一现象都要能使学生聚精会神地去观察、思考,同时多问几个为什么。如:可能会产生什么样的现象?为什么会产生这样的现象?各现象之间存在什么内在联系?该实验成败的关键在哪里?我们可否采用不同装置或试剂进行这一实验?……学生通过观察和实验,能认识和变革物质,进而探索各种化学规律,使他们在实验时始终处于向未来探究的状态之中。如制取氯化氢的实验中,实验时用固体NaCl与浓硫酸反应,反应过程中需要加热。老师可合理引导学生进行思考:该实验可能会出现什么现象?为什么不用食盐水与稀硫酸反应?应该采用何种方式收集HCl气体?该实验的尾气应如何处理?在除尾气的装置末端接一倒置漏斗有何作用?仔细观察漏斗口出现的现象(是烟还是雾)……使学生掌握了整个教学内容,加深了对固态物质与液态物质加热实验的规范理解,弄清了烟和雾的区别,对氯化氢的特性也有了深刻的认识,大大开阔了学生的知识视野。
当然,我们并非否定教材中的验证性实验,而是提倡改变过去那种传统的习惯做法,使之更具有启发性,增强学生的记忆力和丰富他们的想象力、推断力,使他们不致于把思维仅仅局限于教材所固定的圈子里面。教材中的大部分演示实验也是有较大启发性的。例如讲镁和铝的性质时老师先要求学生回顾金属钠的重要性质,然后去推测:“镁和铝可能具有哪些性质?”再按学生的推测进行演示。在讲乙炔的制取和性质时,要求学生先由乙烯的性质去猜测乙炔可能的性质,并将演示实验改为学生当堂实验,立即加以证实。这样既完成了教学任务,又加强了学生的记忆能力,更主要的是丰富了他们的想象能力和推理判断能力。
一 化学实验室课程资源开发利用的意义
1.是实施探究教学的根本保证
化学实验课程资源的开发与利用有利于转变传统的以“接受式”为主的学习方式,促进学生主动地探究,变“听化学”为“做化学”,从而有助于化学新课程目标的实现。
2.有助于发展学生的个性特长
化学实验课程资源能够为有兴趣的学生学习提供亲自动手实验、自学;进行探究;发展创新能力的机会或场所。如开展家庭小实验、课外实验活动、实验晚会等,长期坚持下去,就能较高程度地满足学生在化学方面的需求,引发学生探究和创造的兴趣,发展学生在化学学科方面的特长。
3.有利于弥补化学教科书之不足、拓展和完善实验教学内容
任何一本教科书所选择的实验内容都并非适用于不同地区,甚至是同一地区所有学校。同时实验内容本身可能也有不完善之处,这就需要教师改进实验,或借鉴他人对实验的改进,或创新设计新的生活化、趣味化、绿色化的实验。
4.有助于促进教师的成长
化学实验课程资源的开发和利用需要教师树立全新的课程资源观,改变长期以来把教科书当成唯一的教学资源的倾向,树立强烈的课程资源开发与利用的意识和责任感。教师要勇于创新,不拘泥于固有模式,敢于突破陈规,不因循守旧,掌握开发利用资源的策略,与同事、学生及管理者广泛交流,使自己迅速成长。
二 做好化学实验室课程资源开发利用的方法
1.开放化学实验室,让学生进行科学探究活动
充分发挥实验室课程资源的作用,首先应向学生开放实验室。新课程要求学生以实验室的活动为手段,通过科学探究,自己设计实验、选择仪器、收集实验数据、归纳总结规律;同时要求根据探究活动的需要,让学生尽可能多地在实验室活动,不再局限于教科书上的几个实验。实验室应为学生进行科学探究创设条件。教师应改变实验教学的方式,按照课程标准对科学探究的要求,设计并组织实验活动。
通过开放化学实验室,让学生自己动手,做自己想做的、感兴趣的实验,让他们自己来探究,以此来激发他们的创造性。
2.充分开发和利用化学实验室的课程资源,积极开展边讲边实验
开展边讲边实验是化学实验室课程资源开发和利用的重要方面。为了让学生人人动手、观察、思维,实验室应创造条件,把教材中的某些演示实验和部分学生实验设计为边讲边实验。这些边讲边实验让学生独立操作,亲自观察,以更清晰地感知实验中出现的各种现象和实验研究的一般过程。教师通过在实验前的讲授来明确实验的目的和任务,提出观察的重点,指明实验步骤,以指导学生认真观察实验现象。让学生通过语言把观察到的现象和头脑中已有的经验联系起来,启发学生将感性认识上升为理性认识,更深刻、准确、全面地反映事物的本质联系。
3.提倡用日常器具做实验,丰富实验室的课程资源
关键词:无机及分析化学 实验室 绿色 建设
环境问题是当今世界各国所面临的最重要的问题之一。针对人类所面临的化学污染(如酸雨、农药、粉尘、尾气、致癌物、温室效应等)的环境问题,科学家们提出了绿色化学的概念。绿色化学是指在生产、使用化学品时,最大限度地利用原料,尽量避免使用危险、有毒的化学试剂和药品,消除废弃物的产生,建立环境友好的生产方法和工艺,最大限度地减少了废气、废液、废渣的排放,达到从源头防止污染、根治环境污染问题的目的,实现化学工业的可持续发展。
近年来,随着高校招生规模的扩大、学生人数的增多,化学实验教学过程中产生的废气、废液、废渣亦随之增加。绿色化学是现代化学发展的必然趋势。在这一趋势下,将绿色化学的理念融入实验教学的整个过程中,实现无机及分析化学实验室的绿色化建设,既能使学生和实验教学人员有一个良好的学习、工作环境;又能使高校的新生一开始就在脑海中植入绿色化学的理念,并通过实验教学过程中的潜移默化,形成绿色化学实验的习惯。这对培养学生的环保意识和节俭美德,树立学生科学的环境观和资源观具有相当重要的意义。
一、将绿色化学教育融入无机及分析化学实验教学过程中
无机及分析化学实验是我校生物化工、食品工程、制药工程、纺织工程专业大学一年级新生开设的基础实验课,是学生检验无机及分析化学理论知识、获得和累积化学经验知识的重要手段, 是提高学生科学素质和化学实验操作技能的重要途径[1]。在无机及分析化学实验的教学过程中,应充分将环保意识、环境化学知识与实验教学联系起来,在实验室进行环保、安全和节能减排教育,加强化学实验废弃物处理技术教育,使得学生对一些常见的环境污染治理方法及防范措施有所了解,通过规范化的实验操作,节省试剂和药品用量,减少实验环境污染,引导学生探索治理环境污染的途径。加深学生对一些化学品的毒性、危险性以及给环境带来的危害的认识,培养学生良好的化学实验习惯及绿色环保意识。
二、结合绿色化学理念,优化实验安排
无机及分析化学实验室绿色化建设必须从源头上减少有毒、有害废弃物的产生[2]。具体实施方案如下:A. 整体统筹实验项目,合理安排实验顺序,将相互关联的实验项目串连起来,实现产物、副产物的循环使用和剩余试剂的回收再利用;B. 合理设计实验教学方案,减少重复和浪费,减少试剂的用量; C. 优化每一个实验项目,尽可能达到:原材料廉价易得、副反应少、使用的试剂无毒无害、生成物无毒或毒害性小且易处理、节约能源、对环境无污染等。
此外,对于一些较时间长、毒性强、危险大的化学实验,可以采用仿真实验(计算机辅助教学模拟化学实验)的方式进行实验教学。仿真实验是指利用多媒体技术对实验过程进行仿真的特殊实验方式,其最大的优点是实现了化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”。仿真实验将那些毒性大、危险性较大的实验变成了不会对人体和环境造成污染的绿色化学实验。
三、控制药品数量、保证药品质量、使用无污染药品
在无机及分析化学实验教学过程中,为避免不必要的浪费,实验教师应加强对学生实验的指导和监督,严格控制实验试剂的用量。同时,根据最少污染的原则,实验员应结合学生实验人数、实验试剂用量, 精确计算出药品使用量。在保证实验效果的前提下, 溶液浓度就低不宜高,易挥发的试剂每次实验后必须回收密封保存,固体试剂用量宜少不宜多,严格控制贵重药品的用量并回收再利用,易氧化、易分解的固体药品随用随购。
同时,根据实验目的,遵循从源头上阻止污染的原则,在取得同样教学效果的前提条件下,尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂[3]。如: 用硫代乙酞胺代替有毒的硫化氢做阳离子沉淀实验;用煤油代替四氯化碳消除四氯化碳逸散到空气中生成剧毒的光气;五水硫酸铜的制备,用过氧化氢代替浓硝酸作氧化剂, 避免产物中有毒的氮氧化物产生等。研究表明:选择替代品后的实验效果非常好,现象很明显,在达到了实验目的的同时,而且减少了有毒物质的使用和排放。
四、妥善处理三废, 达到绿色排放
在无机及分析化学实验教学过程中,会产生一定量的废气(如Cl2、NH3、 H2S、SO2、NO、NO2、CO等气体)、废液(如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾等酸、碱废液)和废渣(如固体产物、剩余的固体原料、破碎的玻璃仪器、废纸等固体废弃物)。实验室产生的废气、废液、废渣,如处理不及时、不合理,将对实验室人员、居民的身体健康与环境直接造成影响[4]。如:若将酸、碱废液直接倒入水槽,会腐蚀、损坏排水管道;若将重金属废液直接排入水体,不但是一种浪费,还会污染实验室周边的水体,而且重金属一般不能被微生物所分解,甚至某些重金属能通过微生物作用产生毒性更大的金属有机物,经过食物链的传递,最终进入人体[5]。因此,在实验教学过程中,三废一旦产生,应及时处理,如实验过程中产生的一些有毒废气,学生可以通过自制的除尾气装置进行处理。而对于一些难处理的三废,由实验室管理员按照三废处理标准进行处理。在实验教学过程中,我们应始终用绿色化学的理念来准备实验和指导实验,从源头上阻止污染,使传统化学实验变为清洁、无害、环境友好的绿色化学实验。
五、倡导节约、清洁实验行为
5 R 原则(即reduce,reuse,rejection,recycling,regeneration)是绿色化学实验的基本原则。绿色化学实验要求我们主动地减少和消除化学实验室对环境的污染,而不是被动地治理环境污染。因此,在无机及分析化学实验教学过程中,实验教师和学生应依据绿色化学、节省成本、循环利用、回收利用的整体思维方式, 结合所学的化学知识, 物尽其用、以废治废, 尽可能地减少实验室三废的直接排放。在保证实验效果的前提下,充分利用日常生活中常见的废弃材料和用品, 就地取材、变废为宝, 尽量节省资金。如利用青霉素药瓶制作试剂瓶、集气瓶,利用废电池制备碳电极,利用废弃的玻璃电极改造为银电极等。从5R 层面上积极开展绿色清洁的无机及分析化学实验的教学准备工作[6]。
六、结论
将绿色化学的理念渗透到无机及分析化学实验教学及实验室建设中,对实验教学过程进行优化设计、统筹安排;控制药品数量、保证药品质量、使用无污染药品;合理地处理废弃物等。这不仅可以节省实验经费、减少环境污染,还可以提高实验安全,改善实验环境。建设绿色化无机及分析实验室,需要教师及学生共同努力来完成。要做到实验室的全面的绿色化,任重而道远。在实验室的绿色化建设进程中,教师、实验室管理人员及学生都要提高绿色化学实验的思想认识,增强环境保护的责任心和紧迫感,切实负起保护环境的责任,绿色化学实验室将不再遥远。
参考文献
[1]南京大学《无机及分析化学实验》编写组.无机及分析化学实验[M].北京:高等教育出版社, 2006.1
[2]张秀云. 无机化学实验室绿色化建设探究[J]. 科技信息, 2010, 7: 355.
[3]张秀芹. 基于绿色环保理念的无机化学实验[J]. 内江科技,2008,8: 79.
[4]何丽君, 王永红, 李生英, 徐飞. 浅议无机化学实验室的绿色化[J]. 甘肃高师学报, 2011, 16(5): 83-84.
关键词:多媒体;高中化学;实验教学;应用
中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)19-0256-02
一、引言
化学是一门以实验为基础的科学,实验是高中化学的基本特征。新课标指出:“化学实验是进行探究活动的基础和保证。”可见实验课是高中化学的重要教学形式,对提高高中生的化学素养具有重要的作用。但由于高中学习课时非常紧张,许多高中无法实现全面的实验教学内容,更不用提一些不发达地区硬件条件不成熟的高中;同时高中化学实验本身所需的较高条件和其复杂性,使得实验的作用并没有得到充分体现。随着现代教育体制的改革、信息技术的发展,更多的多媒体技术已经开始应用于高中化学实验教学过程当中,它可以充分发挥实验的作用,不断激发学生的学习兴趣,创设生动活泼的教学情境,使学生能够更好地学习实验知识和体验实验过程,理解和掌握化学知识和技能。
二、多媒体在高中化学实验教学中的重要性分析
传统的化学实验教学中,教师一般都是通过口述或是板书的形式向学生讲解化学实验过程、操作要领与实验结果等内容,然后再示范操作,最后学生实验。这种教学方式已经被证明教学效果不太理想,实验的科学性、直观性、探索性和操作性的特点在教学中未能真正体现。学生在枯燥的课堂气氛中难以时刻保持精力集中,在实际的实验过程中还是会错误不断。学生渐渐失去对化学实验课程的兴趣,产生一定的抵触心理。多媒体教学可以通过先进的计算机技术首先向学生生动地介绍实验所需要的仪器、设备,通过动画的形式先把实验的过程进行描述,之后关于有可能会出现的错误进行提醒,从而让学生在实验操作的过程中更加注意。通过多媒体的有效引导让学生更好地掌握化学实验知识,[1]提高实验的时效性,保障实验的安全性,加强学生实验操作的规范性,以最大限度地发挥实验在化学教学中的作用。
三、教师在高中化学实验多媒体教学中的作用
目前已经有大量的高中开始设立多媒体教室,通过先进的多媒体技术来提高教学质量。但要达到好的教学效果,必须处理好教师、学生、教材与媒体等诸要素的关系,形成一个有机的整体,在突出多媒体教学的辅助功能的同时,仍然要充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。从一定程度上来讲,教师在化学实验多媒体教学中的作用不可替代。[2]首先化学实验多媒体教学也是一种课堂教学,教师坚持的基本原则依然可行,即使教学设备发生再大的变化,对学生态度与情感的培养同样不可缺少;在教师使用多媒体教学中,语言的人性化与号召力还是要继续发挥作用,还要引导学生的学习方式的转变。高中化学实验多媒体教学对教师提出了更高的要求,教师只有不断提高自己的技能,掌握更多的教学方法,才能达到良好的教学效果。
四、传统实验教学与多媒体教学相结合
在传统的化学实验教学过程中,教师希望通过加大实验仪器型号,抬高实验装置,增加实验药品的用量巡回展示实验结果的方式让学生更能全面地观察到实验过程及实验现象,加深记忆。然而实验仪器的数量是有限的,巡回展示实验结果又浪费时间,且有些现象是在实验中瞬间产生的而无法观察到,教师为了照顾到每一位学生的学习效果,不断地重复实验,造成了时间和试剂的大量浪费问题,[3]以至影响教学效果。而采用多媒体教学方式,可以利用投影技术把实验的流程均进行放大,让所有的学生都同样能够观察到实验效果与现象,也避免了实验试剂的浪费问题。另外,在多媒体技术利用过程中,可以充分采用录像技术对化学实验过程进行记录。这种方式可以大大避免时间浪费的问题。录像教学可以实现对重点实验过程的反复播放、回放与慢放、暂停等。在传统的口述教学中,教师要在实验过程中不断把注意的问题同时进行讲解,实验暂停的难度较大,而采用录像的形式,可以很好地解决这一问题。另外通过多媒体剪辑技术,既为学生提供实验全过程,又突出重要的实验现象,同时也不失实验的真实性,使学生在复习时更能够准确地了解到每一个实验的重点环节,从而加深掌握。[4]多媒体教学的提前演示特点可以让学生消除对实验操作的恐惧心理,及时修正错误操作,减少化学实验发生事故的概率。同时多媒体技术可以让教师把更多类似的资料进行形象化地传授,把研究领域内的精华向学生进行讲解,让学生的思路更加开阔,更能够适应现代素质教学的风格。
五、多媒体在高中化学实验教学应用中的问题
虽然多媒体技术在高中化学实验教学中体现出了巨大的优势,但不可否认,它依然存在着一定的局限性,在实际的教学过程中还存在着一些应用问题。多媒体技术不是万能的,在优化教学过程中不可能代替所有的实验过程。化学学科的魅力便在于实验中神奇的现象和变化,实验不仅使学生亲身体会到神奇的变化,使他们记忆深刻,而且锻炼培养了他们的观察能力、分析能力、探究能力、动手能力和团结合作能力。实验是最直接、最生动的媒体,学生要想提高知识水平,还需要实际动手操作才行。一些学生明白了多媒体中的实验模拟,但实际到真正实验时,却还是难以全面掌握,因为亲自体会才能理解得更加深刻。[5]在多媒体教学中教师要充分发挥应有的作用。一些教师往往把多媒体技术应用得十分简单,在课堂教学中一味地点击鼠标,让学生一直盯着白板上的课件,缺乏了对话、交流、互动的过程,使课堂氛围呆板、僵硬,本来多媒体技术的应用应该让课堂气氛更加轻松活泼,单一的教学方式却只能适得其反、背道而驰,所以需要教师与学生充分理解多媒体教学的本质,从观念上认同,从技能上提高,才能真正适应时代的发展。另外教学体制也要跟随现代化学实验教学方式的变化而进行必要的调整,只有体制、机制与流程都达到合理的水平,才能促进教学质量不断进步,这也是每一个高中学校管理者必须要考虑的问题。[6]
传统的高中化学实验教学模式已经被证明了存在过度单一以及资源浪费的问题,现代多媒体技术可以很好地实现教学模式的改革,提高学生的学习兴趣,在生动的讲解与课件观看过程中体会到实验中需要注意的问题,从而加深理解。在未来的多媒体教学中,教师将发挥更大的引导作用,积极探索,不断提高教学技术与模式创新能力。多媒体技术在化学实验的教学应用也将会越来越广泛,在我国多数高中都将会得到充分应用。
参考文献:
[1]敖小立.浅谈多媒体技术在高中化学实验教学中的应用[J].无线互联科技,2012,(10):217.
[2]徐宏均.分层实验教学在高中化学课堂的有效实践分析[J].中国校外教育,2013,(13):40.
[3]杨敬元.高中化学实验运用多媒体教学技术浅析[J].教育教学论坛,2012,(11):196-197.
[4]范聪慧.农村高中化学实验教学实施现状调查与分析[D].河北师范大学,2012.