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化學研究基本方法

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化學研究基本方法

化學研究基本方法范文第1篇

1在指導思想上提高化學方法的訓練

有機化學和無機化學都是化學專業的重要基礎理論課程。縱觀現行各類各層次教學大綱如出一轍,著重強調的是使學生比較系統地掌握化學基礎知識、基本理論和基本技能,對化學方法的訓練重視不夠。大多數化學教師也只注重化學知識的講授和實驗技能的訓練,對培養學生理解、掌握和運用化學方法的能力未引起足夠的重視。因而學生缺乏必要的化學方法的訓練,研究能力差,思維不活躍,學生只是積累教師或書本所傳授的知識,以求考試取得高分。實際上有豐富教學經驗的化學教師都有同感:化學方法與基礎知識、基本理論和基本技能有著密切的關系。

就基礎知識和基本理論而言,化學方法是化學發現的手段。無論在近代化學的建立時期,還是在現代化學的發展時期,任何一個重大的化學發現都是依靠一定的化學方法實現的。同時,化學方法又是化學概念和化學理論建立的工具。就基本技能而言,化學方法是促進技能發展的一條有效途徑。學生一旦掌握了化學方法,就會加速對化學知識量的積聚速度,加速對知識的理解,提高對知識的概括和運用能力,對掌握新知識起能動作用。因此,在教學過程中本人把原來的“三基”變成“四基”把化學方法的訓練作為教學環節的重要內容之一,這是對學生進行化學方法訓練的前提。

2將化學方法引入教學過程

在講授基本概念和基本理論的同時,注重培養學生理解和掌握從事化學研究所必需的基本方法。在教學過程中,教師不應平鋪直敘地講解化學知識,而應當將化學方法直接引入教學過程,這是對學生進行化學方法訓練的關鍵。

2.1聯系重要的化學史事,讓學生學到有益的化學方法

化學發展的歷史是極其曲折的,那些杰出的化學家成功的背后都蘊藏著各種各樣的化學方法。在化學教學過程中若巧妙地結合所授知識,將這些化學方法滲透其中并潛移默化地傳授給學生,有利于培養和提高學生掌握和運用化學方法的能力,加深對知識的理解和應用。例如,在講授有機化合物和有機化學的概念時,可滲透化學實驗法在化學發展中所發揮的作用。我們知道“有機物只能在生物的細胞中,在一種特殊的‘生命力’的作用下才能產生出來,用人工方法是不能合成有機物”的“生命力論”曾牢固地統治著有機化學界,嚴重地束縛著人們的思想,使人們放棄用人工合成方法合成有機物的想法,使有機化學的發展長期停滯不前。直到1928年,德國化學家武勒(Wohler)首先沖破“生命力論”的桎梏,在實驗室里由氰酸銨合成了尿素〔NH4OCNCO(NH2)2〕。從此才動搖了“生命力論”的統治,有機化學才得以迅速發展。目前有機化合物的種類已發展到數百萬種,并且每年還有上千種新的有機物被制備出來。

2.2采用啟發式教學,建立和發展化學方法

啟發式教學就是根據教學目的、教學內容以及學生的知識水平,運用各種教學手段,采用啟發誘導的辦法傳授知識、開發智力、培養能力,使學生積極主動學習的教學方法。例如,在講授“環烷烴的張力學說和環丙烷的結構”時,可以采用化學模型法進行啟發式教學。讓學生用球棍式模型連成環

丙烷和環丁烷,每個碳原子上的兩個鍵必須壓縮到60°或90°,以適應環的幾何形狀。結果發現,這些碳原子的鍵角與正常的四面體鍵角偏差很大,從而使分子本身產生角張力,力圖恢復鍵角;再讓學生連成五元環、六元環及六元以上的環,結果每個碳原子的鍵角非常接近于四面體的夾角,這些環基本上沒有角張力。然后應用歸納法來總結環的穩定性與環大小的關系。在此基礎上,為進一步講解環丙烷的結構,不妨引入化學假說,即從環丙烷的分子模型可以看出,碳原子與碳原子之間并非直線相連,而是呈彎曲形狀,這與現代共價鍵理論相矛盾。根據共價鍵理論,當一個碳原子以sp3軌道與另一碳原子的sp3軌道鍵合時,兩個碳原子須處于使它們的sp3軌道彼此正面相對的位置,也就是面對面重疊,這樣重疊的化學鍵最強。因此可用類比法提出“在環丙烷分子中可能存在另一種鍵--彎曲鍵”的假說,然后通過各種方法驗證自己的假說,最后得到彎曲鍵理論。

將化學方法引入教學過程,不僅使學生學到作為知識活動結果的知識結論,而且還可以學到反映在認識活動中的研究方法,從而學到運用知識和發展知識的方法。化學方法隱含在化學內容的角角落落,只要做個有心人,在化學教學中勇于創新、大膽探索,將化學方法引入教學過程是不難做到的。

3指導學法,使學生自覺地運用化學方法處理問題

為了使學生能夠初步理解和掌握從事化學研究所必須的科學方法,除了將化學方法直接引入教學過程外,還必須在指導學法上下功夫。指導學生運用化學方法去學習新知識,概括已學過的知識,養成自覺運用化學方法處理問題的習慣,從而把對學生進行化學方法的訓練提高到一定的高度。教師在教學過程中要教給學生科學的學習方法,使之掌握打開知識大門的鑰匙及獲取知識的能力,將會使學生終身受益。

3.1指導學生正確使用教材

教材是教學大綱的體現,是知識的精華,是教師教和學生學的依據。在教學過程中要指導學生做到課前預習教科書,記下疑難問題,帶著問題聽課,課堂上緊扣教科書,把教材中的重點知識認真理解、勾畫、記錄。課后認真閱讀教材,讀懂教材。章節復習時把重點、難點知識反復閱讀,認真理解,其它輔助資料不要代替教材使用。

3.2指導學生聽課的方法

針對化學課的特點,教師要指導學生聽好化學課的方法:用眼仔細觀察演示實驗,看清實驗現象,觀察老師的實驗技巧。用鼻分辨氣味,用耳聽清老師講解,用手記好筆記,用嘴請教自己不懂的問題,用腦去思考、分析、判斷。只有眼、耳、鼻、手、腦并用,才能上好課,學好課。

3.3指導學生學會通過實驗研究化學的方法

在學生的化學實驗中要更加重視對學生進行化學方法的訓練和培養。化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗是研究化學的重要手段,不同的實驗側重點不同。指導學生認真對待每一個實驗,仔細觀察、記錄、分析、理解,通過實驗培養學生的觀察能力、思維能力和動手操作能力,讓學生通過實驗學會研究化學的方法。

3.4指導學生學會比較、歸納總結知識規律的學習方法

化學學科知識零碎、變化復雜,對學過的知識進行對比、歸納總結是一種行之有效的學習方法。要指導學生在學習:新知識的同時和舊知識進行對比,每學完一部分內容后進行歸納小結。有比較才有鑒別,有比較才能更好地把握知識,掌握知識的內在聯系。在比較過程中去分析并加深理解,在理解基礎上記憶。例如,在講授《有機化學》同分異構體內容時,常采用對比啟發的方法進行教學。由于學生以前學過同位素、同素異形體、同系物等概念,往往由于“同”字的“攪拌”而影響了對這些概念的理解和掌握,造成混淆不清的問題。這時我們根據這些概念中均含有“相同’、“不同’、“所指對象”而且能“互稱”等共同點,采用對比啟發的方法,如表1所示。

讓學生對以前學過的容易造成混淆的概念在一起進行分析對比,不僅使學生對同分異構體有了深刻的認識,而且以前所學過的知識也得到了鞏固和提高,更重要的是讓學生掌握了一種學習方法。

在上復習課時教師要把各部分知識的共性找出來進行歸納總結,總結知識的規律性、前后知識的聯系和區別,這樣既可以訓練學生的思維又增強了能力,使知識系統化、條理化,便于掌握和運用。例如,在學完醛酮類、酸類及酯類化合物后,可引導學生進行歸紙“因結構相似,使醛酮類物質有相似的化學性質,酸類物質有相似的化學性質,酯類物質有相似的化學性質。因結構不同,使醛酮類、酸類、酯類的化學性質各不相同,醛類和酮類的性質也不完全相同。又由于甲醛、甲酸、甲酸乙酯的結構上都有相同的醛基(-CHO)才都能發生銀鏡反應”總結出物質的化學性質與其結構有密切的關系。

  3.5指導學生學習元素化合物知識的方法

元素化合物知識容易理解,也容易混淆、遺忘,指導學生在學習這部分知識時從圖1入手。

即元素或化合物的結構決定了它的性質,性質決定制法、存在、用途和鑒別。引導學生不能單純地死記硬背,而是從結構上去分析、理解有關的性質、制法和用途等。

學法指導的內容很多,以上僅舉幾例。教學過程中不僅要傳授知識,更要教給學生學習方法。學生掌握了科學的學習方法,才能有效地促進智力的發展和能力的提高,取得良好的教學效果。

在化學教學中,通過對學生進行嚴格的化學方法訓練,使他們不僅牢固地掌握基礎知識、基本理論和基本技能所要求的內容,而且也擴大了思路,研究能力也會有所提高。當遇到實際問題時,他們能夠有計劃地調動自己的智力因素、知識和技能,而不是“高分低能”者。當然化學方法的訓練并非一朝一夕之功,也不是學生在幾年的學習時間內所能徹底解決的。但如果我們重視這方面的訓練,就可以給學生打下基本化學方法訓練的基礎,使他們終身受益,并且也使我們的化學教學開創了新局面。

                             侯進才

化學研究基本方法范文第2篇

關鍵詞: 化學實驗 導入方法 導入過程 研究性學習

在中學化學教學中,化學實驗是開展研究性學習的重要途徑,教師應充分利用化學學科以實驗為基礎的基本特征,挖掘和開發化學實驗在研究性學習中的功能。

一、化學的學科特征決定了化學實驗可以導入研究性學習。

以“實驗為基礎”是化學學科的基本特征,即使在由經驗化向理論化發展的今天,化學實驗仍是化學學科發展的最現實、最生動、最有效的物質載體。在實驗中,學生通過實驗研究和認識物質,掌握化學基本原理和基本技能,初步學會化學研究的實驗方法,從而更有利于研究性學習。

二、化學實驗導入研究性學習的方法。

并非僅在實驗的具體操作中才可以導入研究性學習,同時要注意實驗課前、課堂、課后與研究性學習的結合;書本與網絡的結合;教師與學生的合作。著名化學家、教育家戴安邦先生精辟地指出:“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的,全面的化學教學要求既傳授化學知識和技術,又訓練科學方法和思維,還培養科學精神和品德。學生在化學實驗室中是學習的主體,在教師指導下進行實驗,訓練由實驗解決化學問題,使各項智力因素皆得以發展,故化學實驗是實施全面化學教育的一種最有效的教學形式。”只有充分調動實驗的各方面積極因素,才能更好地開展研究性學習。

三、以化學實驗為中心的開放式問題探索這一“動”模式本身就是導入科學研究的過程。

化學是一門實驗性很強的自然學科,其化學原理和化學規律都是在實驗基礎上通過分析、推導、歸納得出的。化學發展歷史充分證明:化學科學的任何一項重大突破,無不是經過化學實驗取得的:諾貝爾在歷經自己被炸傷,弟弟被炸死的多次失敗后發明了炸藥;現代家具業使用的高密度纖維板;有機化學里的高分子智能材料……正如波義耳所說的:“沒有實驗,任何新的東西都不能深知。”

中學化學實驗多數是對物質及其變化的再認識,從本質上看,這一過程與科學家進行的科學研究中的化學實驗是一致的。在教學中,我經常采用下列方法:教師提出開放性問題師生商討形成實驗方案學生提出探索性問題學生實驗、分析、討論學生、教師總結、鞏固、提高。

化學研究基本方法范文第3篇

關鍵詞:有機化學;教學;化學思維

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)39-0067-03

有機化學是研究有機化合物的性質、組成、結構、變化和應用的科學。有機化學學科自身特定的語言系統、價值觀念、思維、行為方式,形成了獨特的理論體系和研究方法,擁有自己穩定的范疇體系。有機化學學科文化中的價值標準、哲學思想、思維模式、語言系統等不僅影響著該學科的發展趨勢也影響著其他學科包括人的發展。

思維是人對客觀事物和現象的一種本質上的概括和間接的認識,是人的心理活動中最高級、最復雜的反映形式。在有機化學學習中,通過閱讀、聽課、觀察、實驗、練習等活動得到的感性材料,需要經過大腦的思維活動進行加工、改造、升華,最終變成理性認識,轉化為學習的成果。化學中的基本思維方法主要包括抽象思維和形象思維兩大類,并內含科學抽象、邏輯方法、觀察聯想、想象創新等豐富內容。

有機化學是化學及相關專業的一門重要基礎課程,內容廣泛,知識點多。如果在有限的課時內為完成教學任務而采取滿堂灌的方法,學生就會在教學過程中處于十分被動的地位,能力培養更無從談起。為了打破這種沉悶的教學局面,活躍課堂氣氛,應該對有機化學的教學內容和教學方法進行不斷探索,形成有自己特色的較為完整的有機化學教學及教學改革思路。以下就筆者在有機化學教學中貫穿對學生化學思維方法的訓練談談做法和體會。

一、化學思維方法與基本理論、基本知識的辯證關系

化學思維是從事化學教學與研究的基本手段和工具,既有自然科學的一般思維方法的共性又有個性。當前,隨著現代化學的迅猛發展,在校學生不可能完全掌握化學的所有知識,這在客觀上要求我們把化學思維方法充實到實際的教學中,給學生較為系統的訓練和指導,使他們學到最有用最基本的化學思維方法,以便能夠自主、獨立、能動、持續地獲取化學知識,成為一個具有創造活力的化學工作者。

有機化學課程大綱的一般要求是“使學生比較系統地掌握有機化學的基礎理論、基本知識和基本技能”,而對化學思維方法的訓練缺乏足夠的認識。事實上化學思維的訓練與有機化學的基礎理論、基本知識和基本技能的掌握有著科學的辯證關系,基礎理論、基本知識和基本技能的掌握是具備化學思維方法的基礎和前提,反之有良好的化學思維方法能促進對化學基礎理論、基本知識和基本技能的掌握,既表現了對化學知識量的積累的加速也加深了對知識的理解,提高了對知識的概括和運用能力。

二、在有機化學課堂教學中,注意培養良好的化學思維方法

注意將化學思維方法引入自己的課堂教學中,例如在講解環己烷的構象時,可以采用模型,學生看到用球棍模型連成的環己烷,發現環己烷的所有鍵的鍵角都符合四面體的要求,說明環己烷是一個無角張力的環,而且隨鍵的轉動環己烷不只有一種構象。隨后引導學生注意環己烷的兩種典型的構象,比較兩者在能量上的不同。根據直觀模型學生很快可以比較出椅式構象比船式構象穩定,因為船式構象原子之間比較擁擠,斥力大,在此基礎上進一步引導學生利用已經學過的乙烷構象知識從另一個角度來說明為什么椅式構象比船式構象穩定。通過觀察學生比較容易比較出椅式構象相當于乙烷的交叉式構象而船式構象相當于乙烷的重疊式構象,所以椅式構象比船式構象穩定,通過對環己烷的構象分析學生很快能夠對其他環烷烴的構象穩定性做出判斷。再如,在教學中以“穩定性”原理作為貫穿有機化學全局的主線,將有機化合物的結構和反應性能的關系辯證地統一起來,將穩定性大小、體系能量高低、結構因素、反應活性以及反應規律連成有機化學教學的一條主線,這樣講授的結果可以取得前呼后應、貫穿始終、深入淺出、舉一反三的效果。學生如果掌握了“穩定性”原理這一思維方法就會對有機化學中的結構問題、反應歷程、反應活性問題以及反應方向問題有深刻的理解,從而達到事半功倍的作用。

三、將化學思維方法用于解釋人的社會行為和社會現象

筆者在有機化學的課堂教學中經常將“雜化軌道”理論、“誘導效應與共軛效應”理論、“動力學控制與熱力學控制”、“非鍵原子之間的作用力”、“空間位阻效應”等等用來解釋人在社會中的行為活動,雖然有些例子也許還不是十分恰當,但這樣結合和擴展的結果增強了學生的學習興趣,也使學生認識到知識和原理都是彼此有內在聯系和相通的,化學思維方法既體現了化學學科自身的特點也有自然科學和社會科學一般思維方法的共性。這樣做的結果學生既感到有機化學有很好的規律性可循也增加了有機化學這門經典學科的魅力,加深了對所學知識和原理的認識。例如,空間位阻效應又稱立體效應,主要是指分子中某些原子或基團彼此接近而引起的空間阻礙和偏離正常鍵角而引起的分子內的張力,空間阻礙一般會降低反應速率,例如,在溴代烷的雙分子親核取代反應中,由于烷基體積的增大,引起空間阻礙,使反應速率變小。然而在有些反應中,立體效應有可能增加反應速率,例如,在單分子親核取代反應中,三烷基取代鹵代烷的烷基增大時,由于取代基之間的空間斥力,引起碳鹵鍵的異裂,導致碳正離子的形成,從而提高了反應速率。空間位阻效應緣于非鍵原子或基團之間在其距離小于范德華半徑是產生的排斥力是體系能量升高,而避免這種排斥力從而降低體系的能量是分子體系在靜態和動態時的必然要求。根據這一原理就不難理解人們在處理各種人與人之間的關系時需要保持適當距離,距離太近會產生排斥,太遠則不構成作用力,所以人們在交談時,身體應該保持一個適當距離,朋友關系、戀人關系也是這樣,即所謂的“度”。“豪豬原理”其實也是該原理的具體體現,用以上化學原理來解釋是空間位阻效應的使然。

四、有機化合物結構測定方法原理對于分析處理事物的指導意義

分析綜合與綜合分析這一哲學思想在確定有機化合物的結構時是普遍遵守的一種方法原理。在進行天然有機化合物的結構分析時,首先要從大量的天然有機物中提純、分離出各種不同組分的純物質或有效成分,然后再根據各種譜學方法所提供的不同角度的信息,經分析、綜合、推理、判斷,常能做出合乎邏輯的結構鑒定,因此把這種從分析到綜合的思想方法,叫作分析綜合法。要想對最初化合物的結構弄清楚,必須分析在前、綜合在后,而只有分析徹底、才能綜合得體。所謂分析,則必經前期對物質客體進行精細的分離提純,然后通過多種現代物理測試手段進行分析表征,從中收集各種不同的資料信息。所謂綜合,就是作為主體的人對紛繁實驗數據現象進行去粗存精、去偽存真、由此及彼、由表及里的全方位思考,同時通過篩選、邏輯推理,最終達到準確判斷。不言而喻,綜合并非簡單加和或機械加工,而是一個主客體對話、認識飛躍的創新過程,所以綜合比分析在認識層次上更高級更復雜,在思維運作上更抽象更精彩。無數事實也說明,客觀事物的抽象性程度愈高,對物質運動的認識就愈深刻。也由此領會到有機化學研究的方法在于努力借助現代手段、珍惜客觀反映信息,又重視抽象而辯證的思想方法、力促本體規律的真實體現,這樣才能達到合乎邏輯的結構鑒定的效果。進行結構測定的目的,在于掌握性能與結構之間的聯系,從而找出設計合成及應用領域的內在規律。

五、引導學生用辯證唯物主義觀點認識問題解決問題,加強化學思維方法訓練

使學生正確認識理論與實驗的關系。學生在學習有機化學時容易形成重理論輕實驗的現象,為了糾正這種想法,可以講一些有關有機化學實驗的化學史。如韋勒在實驗室用無機物合成尿素,成為打破傳統的生命力學說的開端,為人工合成有機物提供了例證。另外,格林試劑的由來,伍德沃德合成,扎依切夫規則和霍夫曼規則等都是在實驗基礎上成功的。這些事例使學生們體會到了化學確實是一門以實驗為基礎的科學,絕不能重理論輕實驗。

化學家們的很多偶然發現,如:黃鳴龍對Wolff―Kishner還原方法的改進、費歇爾糖的發現、D?L甘油醛構型的確立,阿柯糖的意外得到等,這些看似偶然的發現,其實存在有一定的必然性,揭示了事物內部的客觀發展規律。如果苯肼與碳基沒有親核加成反應,費歇爾不可能意外地得到糖,沒有費歇爾的嘔心瀝血,這些偶然也不可能發生在他身上。

六、發揮教師的主導作用,調動學生學習的主觀能動性

在新的科學技術革命的浪潮中基礎課程要反映當代科學的新成就,如現在的有機化學教學內容中增加有關富勒烯、相轉移催化、均相催化、超分子化學、色-質聯用技術的內容等。科學技術的飛速發展使知識不斷更新,這就要求學生有較強的自學能力以適應畢業后工作的需要,這也對教師提出了更高的要求。圍繞整個課程的主干內容,緊密圍繞“穩定性原理”這條主線由淺入深地將最基本的東西教給學生,使學生能舉一反三掌握住一把打開本學科知識的鑰匙。講課過程中可留下問題,指定參考資料,布置思考題,讓學生自己去學習思考,引導學生多思多想,發現更多的疑點,提出更多的問題,掌握有機化學學科體系的思維方法。若將學生的積極性調動起來,他們就會主動地查閱參考資料,增進知識,從而鍛煉自己的思維能力,這樣的學習效果才會得到保證。放寬有機化學知識口徑,調整課程內容,明確課程目標和要求,在切實加強“三基本”的前提下,精選教學內容,結合國內外最新研究成果和動態,注意把新的知識引入課堂。解決好四個矛盾,即課時少與內容多的矛盾;經典理論與現論的矛盾;理論與應用的矛盾;課程體系與相關學科之間融合、滲透與交叉之間的矛盾。還應活躍課堂教學氣氛,鼓勵學生與教師平等地討論問題,爭論問題。創造尊師愛生,在學術問題上平等的良好學風,這將有利于教師和學生知識的更新和水平的提高,完成人才培養的目標。

有機化學正伴隨著人類科學技術的巨大進步而迅猛發展,有機化學研究領域不斷擴張,有機化合物的化學結構及其作用機理揭示了豐富的哲學思想,并向世人展示出一幅物質世界普遍聯系的壯美景象,啟迪著人們的心智,也為人類探索有機物質世界的本質提供可遵循的思路。因此,學習有機化學基本知識的目的不在于為知識而知識,更在于了解和學習化學的思維方法,從有機化學學習的角度掌握辯證唯物主義的世界觀和方法論,啟迪科學思維,培養科學方法,提高科學素養,為真正成為具有創新精神的高素質人才奠定基礎。

參考文獻:

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[4]施開良.化學類專業創新人才培養模式探討[J].大學化學,2002,(6).

化學研究基本方法范文第4篇

【摘要】高等學校從精英化教育走向大眾化教育的今天,理論教學、實踐教學如何改革?已成為高等學校教學改革的當務之急。特別是實踐教學改革更是重中之重。我們結合化學、化工類的多年改革實踐提出:高等院校應該建立“以學生為中心、以基礎知識為支撐、以實驗教學為載體、以社會需求為導向、以學科方向為特色、以突出適用能力和創新能力為目標,培養高素質人才”的實驗教學理念和以學生為中心的實驗教學體系,適應國家和地方經濟建設人才培養需求的教學體系的構建與實施,使化工專業、化學專業和相關專業的實踐教學實現“五個轉化”和“一個結合” 改革思路。

【關鍵詞】實踐教學 改革 理念 思路

高等院校的化學實驗是高等院校化學、化工類及相關專業的重要教學環節之一,其教學理念、教學形式、教學方法、教學內容等對其化學、化工類及相關專業的人才培養起著至關重要的作用。為此,我們經過多年的改革實踐提出:高等院校應該建立“以學生為中心、以基礎知識為支撐、以實驗教學為載體、以社會需求為導向、以學科方向為特色、以突出適用能力和創新能力為目標,培養高素質人才”的實驗教學理念。其化學實驗教學總體改革思路是:以學生為中心的實驗教學體系,適應國家和地方經濟建設人才培養需求的教學體系的構建與實施,使化工專業、化學專業和相關專業的實踐教學實現 “五個轉化”和“一個結合”。

1 實驗教學的指導思想

人才培養是學校辦學的根本任務,人才培養的質量是學校工作的生命線,學校的各項工作最終都要落實到培養人才上,必須堅持“以人為本、促進學生知識、能力、素質協調發展”的基本方針,優質高效地培養符合我國經濟社會發展需要的高級人才,提高學生的就業率。讓高校所培養的學生對國家經濟建設和本地區經濟發展做出應有貢獻,促進社會經濟發展,促進社會進步。

實驗教學是高等院校重要的教學環節之一,所以,高校應該加強實驗教學的科學化、制度化、規范化管理,全面推進素質教育、不斷提高實驗教學水平,保證人才的培養質量的教學目標,規定實驗教學內容應在精選基礎實驗、驗證性實驗的基礎上,充分拓展綜合性、設計性實驗,以培養學生創新意識和實踐能力,促進學生整體與個性協調發展作為教學改革的重點,開展實踐教學“萬·千·百·十工程”資助優秀本科生進行科研實踐;鼓勵學生進行課外創新實踐,以獲得教學計劃外學分。

2 實驗教學的理念

高等院校化學實驗教學的基本任務是:傳授基本化學實驗技術和方法,訓練基本化學實驗技能,培養學生分析、歸納、推理、總結和探索客觀規律的能力;通過化學實驗,在實踐中學會發現問題、分析問題和解決問題,提高學生的綜合素質,培養學生的適用能力和創新能力。

高等院校的人才培養已經從“精英化”走向了“大眾化”,所以,實驗教學的理念也應隨之而改變,高等院校應該建立“以學生為中心、以基礎知識為支撐、以實驗教學為載體、以社會需求為導向、以學科方向為特色、以突出適用能力和創新能力為目標,培養高素質人才”的實驗教學理念。

“大眾化”高等教育的今天,應該高度重視適用型人才的培養,更應該高度重視實驗教學工作,始終堅持理論教學與實驗教學統籌協調、安排適當的原則,根據適用型人才能力培養的需要,科學合理地優化實踐教學體系,適當增大實踐性教學環節的比重,尤其注重開展適用型實踐教學,強化動手能力的培養。加強現代化教學實驗室建設,精心設計實驗內容,積極開設綜合性、設計性實驗;加大實驗室的開放力度,創造教師指導、學生設計并獨立進行的自主實驗環境;完善校內外實驗基地建設,做到融專業知識教育于實踐教學之中,培養學生理論聯系實際、實事求是、一絲不茍的科學態度和堅忍不拔的探索創新精神。

3 實驗教學的改革思路

實驗教學總體改革思路是:以學生為中心的實驗教學體系,適應國家和地方經濟建設人才培養需求的教學體系的構建與實施,使化工專業、化學專業和相關專業的實踐教學實現 “五個轉化”和“一個結合”,建設一個學習、實踐、創新相互促進的化學化工實驗教學中心。

五個轉化即:由四大基礎化學各自獨立開設實驗項目向整體計劃開設四大基礎化學實驗項目(避免基本操作項目的重復開設)的方式轉化;由傳統的驗證性實驗教學形式為主向以綜合性、設計性實驗教學為主的教學方式轉化;由純粹的單一實驗教學形式向模擬仿真和實驗相結合的教學方式轉化;由操作技能培訓技能與創新實踐相結合的教學方式轉化;由單一的基礎綜合實驗向基礎綜合實驗與專業綜合實驗相結合的方式轉化。

一個結合即:工程訓練(包括金工實習、生產認識實習和生產實習等)的教學過程與教學產品相結合,在真實工業環境或接近真實的模擬工業環境下培養學生的綜合素質。

4 具體改革思路

以建立有利于培養適用型和創新人才的化學實驗課程體系和教學模式為目標,建立多層次的實驗教學體系,并在新體系的框架下實施實驗教學內容的全面更新,在化學實驗教學過程中全面引進現代教育技術,構建開放式實驗教學整體解決方案,并以此為前提實施實驗室的開放運行。其中所要解決的關鍵問題是如何在新的實驗教學體系框架下實現教學內容的更新,并建立與新的教學體系相適應的教學模式,以適應高素質的適用型和創新型人才的培養。

化學實驗教學改革具體思路是,對基礎化學實驗部分,在原有無機化學實驗、定量分析實驗、有機化學實驗、儀器分析實驗、物理化學實驗的基礎上重組形成基礎化學實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分別負責無機化學與分析化學實驗的基本操作、有機與無機制備、儀器與物理化學測量的實驗教學。重組過程中,力求根據化學學科自身發展的規律,打破傳統的二級學科障礙,結合實驗教學的認知規律,在一級學科層面上整合基礎實驗教學,以利于培養學生接受學科交叉中的新原理、新技術、新研究領域的挑戰能力,也更利于培養學生的創新思維。對綜合實驗部分,在原有專業實驗課的基礎上形成,分為專業基礎綜合實驗、專業綜合實驗Ⅰ和專業綜合實驗Ⅱ。專業基礎綜合實驗主要開設專業基礎課后的一些綜合性、設計性強的實驗,培養學生的綜合應用能力和創新能力;專業綜合實驗Ⅰ主要為單學科內綜合知識的技能訓練的一些實驗;專業綜合實驗Ⅱ主要以化學實驗等專業方向的科研成果以及化學化工學科的最新前沿研究成果轉化而來的實驗。專業綜合實驗的特色是綜合化與現代化,主要為多學科內綜合知識的技能訓練。從化學一級學科上整合化學實驗教學的發展趨勢,在每個實驗選題中體現“合成制備——分析表征——實際應用”的基本思路。綜合性基礎與設計性實驗,既體現了化學學科各二級學科專業方向的特色與優勢,又涵蓋多個二級學科的知識點,將學生從原有專業知識過窄的二級學科領域引導到一個更高的層次,從化學一級學科的高度上學習化學、領略化學、理解化學各專業學科之間的最本質的聯系和內在的規律。這些實驗強調知識的綜合運用,強調創新能力的培養。研究型(創新型)實驗是開放式實驗教學和科技訓練相結合,融多樣化教學形式為一體的實驗教學環節。研究型實驗教學重在科研能力的訓練和創新思維的培養,大多以開放實驗以及學生科技創新結合的科研課題內容進行。學生在課程老師指導下自選研究課題,并自行設計實驗方案,完成研究內容,在培養科研與創新意識的同時,了解學科發展與科技創新的前沿領域,接受科技氛圍的熏陶。研究型實驗教學層次又不同于畢業論文的科研訓練,其形式較為靈活,不受課時限制,可在不同的年段、或課內或課外完成。研究型實驗也包含科技開發內容,稱作開發實驗,讓學生參與開發實驗,培養學生“產學研”結合的意識。

5 具體實施方案

針對化學學科發展的趨勢及社會發展的需要,化學實驗教學按循序漸進的原則,先基礎后專業,基礎與專業并重,從驗證性實驗(主要含基本操作)——綜合、設計性實驗——研究、創新性實驗依次推進的方法。通過幾年化學實踐教學的探索,確立了“三個層次、一個拓展”的實驗教學模式:

第一層次——基礎實驗,考慮本科生入學的基本狀況,明確化學實驗教學中哪些基本知識、基本操作和基本技能是化學、化工學科中本科學生所必須掌握的,突出基本知識、基本操作、基本技能在實驗教學中的重要性,嚴格按照教學大綱的要求,培養學生基本操作、鞏固理論知識,全面提高學生的實驗技能和實際操作能力,同時,基礎實驗也是培養創新人才的必要載體;

第二層次——綜合性實驗,以掌握基本的化學研究方法為目的,旨在培養學生綜合運用相關課程知識和分析問題、解決問題的能力,系統培訓專業實驗技能,提高學生的操作技能和研究能力;

第三層次——研究設計性實驗,旨在培養學生掌握基本的化學科學研究方法和學生的創新能力;

一個拓展——大學生科技創新研究計劃,主要培養學生進行自主實驗的綜合能力,突出學生的個性培養,為拔尖人才創造成才條件。

總之,高等院校的化學實驗教學改革應更新教育觀念,增強創新意識,改進實驗教學方法和手段,改變實驗教學內容,提高實驗教學水平,大力推進實驗教學改革,為培養21世紀高素質人才打下堅實的基礎。

高等院校的實踐教學改革是一項長期而復雜的系統工程,需要不斷的改革和探索。

參考文獻

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[2] 李秀芹.開展化學實驗研究的探索與實踐[J].河北理科教學研究,1994,(1):46-48.

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化學研究基本方法范文第5篇

關鍵詞:新課程;化學實驗;有效復習;方法

一、考試大綱對化學實驗部分的要求

1.基礎要求:常用儀器的用途和使用方法;實驗安全;常見氣體的實驗室制法;物質的檢驗、分離和提純;溶液的配制。

2.能力要求:根據實驗現象,觀察、記錄、分析或處理實驗數據;控制實驗條件的方法;設計、評價或改進實驗方案;實驗技能和知識的綜合應用。

二、近年高考實驗試題的特點

從高考命題的特點來看,基本采用“1+1”的命題模式,即一道選擇題和一道實驗綜合題。選擇題側重考查對中學化學實驗基礎知識和基本操作技能的掌握情況,如2014年新課標1卷第12題考查有關儀器的使用方法或實驗規范操作的知識,2014年新課標2卷第10題考查化學實驗基本操作、實驗裝置的評價,2015年新課標1卷第10題,則考查對反應現象、結論的判斷。實驗綜合題側重對實驗探究能力的考查,一般包括正確運用實驗原理、基本實驗操作的規范性、控制實驗條件的方法、分析或處理實驗數據和運用所學知識和技能進行實驗設計、評價或改進實驗方案。

三、化學實驗復習的一般思路

高三化學實驗復習,教師需要加強“五研究”。“五研究”即研究課程標準、考試大綱和考試說明、教材、高考真題和學生。沒有一定的研究,高三實驗復習就比較盲目,復習效果自然不會理想。

1.研究課程標準。《普通高中化學課程標準(實驗)》是編寫教材、實施教學和高考命題的依據。研究課程標準應明確課程目標、內容標準和實施辦法。

2.研究考試大綱和考試說明。考試大綱是高考命題的依據,也是高三復習的依據。學習應遵循考試大綱,但又不能拘泥于考試大綱,因為使用同一高考試卷的省份較多,選用多種教材版本,高考試題在考查內容上不一定完全在考綱的范圍內。重點研究考試大綱的三大能力要求、考點內容及要求層次,研究考試說明中的題型示例,注意新課標考試大綱的變化。

3.研究教材。教材是課標的具體反映,是權威的學習資料,總復習時要對教材內容重新整合和開發,注意利用教材的認知結構、基本方法、表述方式和各種能力的培養等。新課改教材加大了實驗探究,滲透了學科思想和方法,增加了研究性學習內容和科技、化學史等閱讀材料,許多高考試題素材就源于教材內容,如2015年新課標2卷第12題海水開發利用的富集溴方法。

4.研究高考真題。研究高考試題可以分析教育部考試中心每年的高考試題,閱讀專業雜志上對高考試題的評析,也可以自己研究某一模塊或某一內容的高考試題。了解高考命題意圖、測試能力要求、題型特點、命題要素(立意、情境、設問)和命題趨勢等,確定復習的重點難點。高考命題并不回避近幾年考過的考點,如2016選擇題13題與2015選考題36題的“采用‘空氣吹出法’從濃海水中吹出Br2,并用純堿吸收”相似。

5.研究學生。研究學生的學習態度,分析考試成績,診斷解題錯誤的原因,研究學生的學法和考法,鼓勵學生積極備考。

四、化學實驗有效復習的策略

1.重視實驗雙基,奠定創新基礎。在復習時,學生對常用儀器的結構和用途不是很清楚,教師可以讓學生到實驗室親自觸摸感受這些常用儀器,掌握這些儀器的名稱、結構、規格、用途與用法。對于實驗基本操作,鼓勵學生大膽動手實驗、仔細觀察、認真記錄。在無法組織學生重做課本中實驗的情況下,可通過觀看實驗視頻,并配上老師的扼要點評作些彌補。打好雙基,可以為解答綜合實驗奠定基礎。

2.研究高考真題,知道考什么。高考命題存在必然性和隨機性,命題組專家表示他們潛意識里存在一個大約3年的考查期,由此若對3~5年的高考題進行系統分析和研究,會得出一些規律性的認識,其必然性與隨機性并存。另外,命題專家追求創新意識和求變思維,反猜題與出其不意。為此,我們的做法是在每年的高三準備期,研究近三年的各地高考卷,共同確定備考方向和強度,確保針對性。把近三年各地高考真題分類匯編,重點研究:高考實驗綜合題常有哪幾種題型?這些題型各有何特點?該如何應對?

3.建立思維模型,形成解題策略。高考常見的四類實驗綜合題是:有機制備實驗綜合題、無機評價與探究型實驗題、工藝流程分析型實驗題、定量分析型探究性實驗題。實驗綜合題宜采用分類訓練的方法,教師應建立解答各類實驗大題的基本模型。下面以有機物制備實驗綜合題為例說明:

(1)題型特點:取材思路開闊,以考生完全陌生的新實驗為素材,使高考題呈現較高的陌生度,這是保持高考公平性的基本要求。試題素材主要來源于大學化學實驗素材(新實驗、新裝置、新流程、新反應信息),而考查設問大多是化學實驗的基礎知識和基本技能,大多數實驗題中基于化學實驗基礎和細節的賦分是很大的,并且形成了比較穩定的考查內容。例如,多數試題考查了分液漏斗、(球形、直形)冷凝管、三頸燒瓶等儀器的名稱;與有機物的分離和提純相關的過濾(包括趁熱過濾、抽濾)、結晶、洗滌、萃取、分液、蒸餾等基本操作;與實驗有關的數據處理、誤差分析、產率計算等;與實驗安全有關的試劑混合順序、加熱方式、操作順序、沸石的作用、事故的處理等。

例如,2015新課標1卷第26題:乙酸異戊酯是組成蜂蜜信息素質的成分之一,具有香蕉的香味,實驗室制備乙酸異戊酯的反應裝置示意圖和有關數據如下:

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