大学化学实验范文10篇

时间:2023-03-24 15:32:28

大学化学实验

大学化学实验范文篇1

关键词:化学;实验;创新

创新是国家兴旺发达的不竭动力和力量源泉,是实现中华民族伟大复兴的重要保证。高等教育是教育的重要组成部分,在培养人的创新能力方面起着关键性的作用[1]。为了加快一流学科的建设,促进交叉学科的快速发展,大学教育除了基本的理论教学之外,更要加强实验及实践环节的建设,培养大学生的动手能力与创新能力。实验教学是一门教授学生技能型的教学,通过现场实验演示,使学生自己动手,体会化学的奥妙,掌握实验原理,以及所使用仪器的基本原理,并对仪器的构造有一定的了解,从而能激发学生对实验的热爱,激发学生的创新潜力。大型精密仪器由于价格昂贵和高校自身条件的限制,导致大型精密仪器的数量很少,学生实际操作的机会不多,导致理论与实践的脱轨,使学生的实验技能得不到有效的提升,从而使学生学习探索的积极性受挫,达不到教学的实际效果,使学生的创新能力得不到提升。为了提高大型仪器的实际教学效果以及目前实验教学过程中存在的问题,本文主要以大型仪器实验教学为例,对大学化学实验进行研究与探讨,在实验教学中由浅入深,提高教学的生动性、活泼型,由被动接受知识,转变成主动学和我要学的学习模式,增强学生对实验的热爱程度,提升学生的创新能力。

1实验教学改革的探索

核磁共振波谱(nuclearmagneticresonancespectroscopy)NMR是当代化学中一种重要的谱学研究手段,其广泛的应用范围是磁共振波谱学活跃领域的一个重要特征[2]。在液相状态下研究生物大分子空间构象的时候,通过利用高分辨核磁共振技术可以更加直观形象地进行表述;在研究材料方面利用固体NMR研究方法,可以更加快捷的进行表征,缩短研究时间,提高研究的效率,核磁共振仪器已成为国家高尖端研究方面不可缺少的重要工具。通常,我们在进行核磁共振仪教学的过程中,一般从核磁共振仪仪器原理介绍、实验条件的选择以及实验数据的处理等方面进行教学。在我们传统的教学过程中一般采取的是理论加示范,缺乏实际操作方面的教学,这种教学方式的弊端是学生不能有效地接触仪器,不了解核磁共振仪具体的部件,不能实际进行操作,不能深刻地掌握实验的原理,对实验课程的内容不能很好的掌握,学生对实验学习的主动性降低,不能充分发挥核磁共振实验仪器的应有效果。如何提高学生对实验仪器的学习效果,主要从以下几个方面进行探索研究:1.1增加实际操作的学习课时。首先,给学生提供足够的实验仪的操作时间。学习时间是学习效果的最好保证,学习时间得不到保证,实际效果就会大打折扣。由于大型实验仪器在高校中的数量较少,限制了学生实际接触仪器机会,学生可以进行分组分时段进行实际操作学习,对于核磁共振仪仪器的原理介绍,数据处理,实验条件的选择等方面集中在理论课上进行学习,在仪器操作时只需对理论进行简单的回顾,重点将时间留给学生实际操作。在学生操作的过程中,教师对核磁共振仪器操作的关键环节进行指导。在实验的过程中,教师可以进行随机提问,以便于学生更好地掌握该仪器的操作方法。1.2及时增加教学内容。当前,科技的发展日新月异,实验仪器的更新换代也非常迅速,实验室的一些仪器可能跟不上时代的发展,这就要求在实验教学过程中适当增加一些新的仪器介绍,使学生了解最新的实验方法,提升学生知识的广度与厚度。1.3改革教学模式。通过由浅入深,循循渐进的教学模式,在教学上将基础型实验、提高型实验、科研型实验进行分类进行。(1)基础型实验。学生实验的入门阶段即为基础型实验,该阶段主要安排学生学习一些基础实验技能,一些仪器的简单操作,实验结果初步分析等是该阶段主要的学习内容。例如:在电子扫描电镜(SEM)样品的制备过程中,样品需要稳定可重复并不能受到污染,这样做出的表征才能更能表征出制得样品的特性,对后续做出的样品可以进行比较。用SEM进行表征时,需要注意样品无毒及不具有放射性,并且待表征的样品必须具有导电性,如果需要待表征的样品导电性能较差或不具备导电性,必须进行导电处理,这样才能确保表征样品的实效性[3]。(2)提高型实验。提高型实验是在学生掌握基本理论和基本仪器操作的基础上,根据学生对所学实验知识的掌握程度,学习进度以及专业方向等客观因素,对学生给予分配不同的实验任务,让学生根据实验要求自己设计实验,从而提高实验技能以及学生的创新能力[4]。例如,学生在进行光催化剂样品制备的过程中,通过不同的实验条件制备出的样品所用SEM表征的结果是否一致。pH的变化,反应温度的变化等反应条件的变化对制备样品的影响。通过提高型实验教学,引导学生自行设计实验,熟练实验仪器的操作,提高学生独立解决实验问题的能力。(3)科研型实验。在基础性实验和提高型实验积累到一定程度后,教师可以引导学生做一些科研型实验,学生根据自身兴趣,自己申请实验课题,设计实验。例如:学生自己根据查阅的文献,对钨酸铋材料进行荧光光谱(PL)分析,以研究钨酸铋材料的电子-空穴重组速率与其材料性能的关系。图1所示的样品制备条件为:pH为5,水热温度为160℃,水热时间为24h下制得的样品,将制得的样品干燥后放入马弗炉中在400℃下煅烧3h,将最终制得的钨酸铋光催化剂样品在激发波长为300nm的激发状态下产生的光致发光图谱。从图1中可知在439nm处为钨酸铋光催化剂的本征发射且发射峰较强,其原因是Bi6s和O2p杂化轨道中(VB)的空穴和WO2-6络合物的W5d轨道(CB)中的电子发生电荷转移引起的[5-6]。在波长为532nm附近出现的发射峰,其原因归因于钨酸铋晶核长大的过程中所形成的金属缺陷和氧空位而引起的[6-7]。由于光致发光的荧光强度越高,样品光生电子和空穴的复合几率就越大。图1Bi2WO6样品的荧光图谱(λEX=300nm)Fig.1Theroomtemperaturephotoluminescence(PL)spectrumofBi2WO6samples(λEX=300nm)学生在科研型实验中,锻炼了自己在课题选择、实验设计、样品表征以及数据处理等方面的能力,形象直观地感受到科研探索的过程以及化学实验的奥妙,加深了学生对仪器的理解程度,锻炼了学生的创新能力,增加了学生对本专业的热爱程度,为学生以后的更深层次的科研项目研究打下基础。1.4网上预约实验制度。为了更有效地推进基础型实验、提高型实验以及科研型实验的建设,将实验室平台对学生进行开放,建立学生网上预约制度,结合教师进行自主实验。网上预约实验制度的实施,使实验仪器得到了充分的利用,使学生能够充分调整自身的实验进度,同时节约了大量的时间,让学生充分感受到实验的乐趣,增强实验技能,通过实验提高自身的独立思考能力,创新能力。

2结语

大学化学实验的研究与探索是一个系统的工程,需要学校各种资源的支持,只有不断地为学生提供愉快,创新性的学习氛围,让学生在实验中能够得到快乐,得到进步,锻炼能力,才能更好地达到我们预期教学目标,才能培养出创新型、复合型的实用型人才,才能更好地推进一流学科的建设。

参考文献

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大学化学实验范文篇2

关键词:师范生;化学实验技能;实验教学能力

1研究的必要性

高等师范院校承担着为基础教育培养具有专业知识和教学技能的年轻教师的职责,同时还被新时代赋予了教师职后培训的新使命,需要承担“国培”、“省培”等很多项目的实施.做好这些工作,需要高等师范院校密切了解基础教育.化学学科具有“以实验为基础”的学科特点,化学实验教学在中学、大学均具有独特而不容忽视的作用.近年来,许多师范院校的相关研究显示:种种改革举措的实施对提升高师生化学实验综合能力效果并不显著.加强实验教学研究和深化实验教学改革是提高高校化学实验教学质量、增强人才培养效果的基础[1-2].顾明远先生也曾提出:“当前教育中最突出的问题是大学和中学的衔接”[3].回顾新课程改革,中学化学在课程功能、结构、内容、实施等方面均有重大创新和突破,尤其是实验的内涵日渐丰富.课程改革直接对中学化学教师提出了更高的要求,势必对高师院校化学专业的教学改革产生深刻的影响.学习的终极目标应是“学以致用”,但高考制度改革和招生规模盲目扩大及其他一些因素,导致高师生的化学实验技能仍为薄弱,尤其与中学教师所需要的实验教学能力并不相符合.因此,研究大学与中学在化学课程尤其是实验上的衔接有着现实意义.

2化学实验教学现状分析

2.1高中化学实验设置及实施现状

现行的高中化学教材无论人教版、苏教版和鲁科版,一方面沿袭将实验分散于对应专题的一贯做法,如人教版、苏教版和鲁科版化学1和化学2各种类别的实验总数分别高达58、96、107个之多[4].另一方面,均按照高中化学课程标准的要求,单独设置《实验化学》选修模块.这些设置既突出“实验是化学的核心”学科思想,又以系统化循序渐进的方式促进学生对化学实验的深化认识.当前高考对实验的考核仅以选择题和实验问答题形式考核基础内容,甚少涉及实验方案的设计和优化,同时因教学时间、设备、师资配置等多方面原因,中学化学实验教学中很大程度依旧呈现“带学生观看实验视频、老师讲实验、学生背实验”的旧面貌,教材设置的实验虽多,但很多实验只看视频或教师讲解实验并不直接操作,学生印象不深,实验能力并不能提高.因此纵然课程设置再科学合理,化学实验再增强了灵活性,但皆因缺乏对化学实验能力的评价,学生实验操作技能不行,综合实验技能更谈不上.

2.2高师化学实验设置和实施教学现状

高师实验课程体系在设置、内容、开课时间上过多依附于理论课程,过分强调课程的独立性,对不同课程之间的衔接和结合重视不够;实验技能的训练则单纯依附教师,方式过于单调,实验活动形式单一;理论课数量多于实验课,学生缺乏足够的操作训练;部分实验内容陈旧或重复出现,实验手段缺乏时代气息;按部就班的实验报告册,诱导学生滋生懒惰情绪,扼杀了学生在实验设计和优化方面的求知欲;高师实验室拥有先进的化学实验设备,但局限于课本上的演示或验证性实验,没有发挥其应有功能,导致未来的中学教学陷入“两难境地”—-学的无用,用的未学.调查发现高中教材中出现的先进仪器如红外光谱仪、X-射线衍射仪、元素分析仪、核磁共振仪、反渗透膜、熔点仪、数字密度计等,中学老师自己都不认识、不清楚.同时,与中学构建校本课程的现状相比,高师的统编教材教材建设相对滞后,实验内容与中学化学实验的联系更是极为薄弱,未能体现培养“化学教师”这一根本目标和师范特色.

3实验教学优化改革

无机化学实验是高师生接触到的第一门与中学化学实验密切相关的专业课程,是中学与大学化学的衔接课程,是学生规范实验操作、培养实验创新能力的基础课程,是学好化学实验的关键.目前的无机化学教材内容详尽丰富,覆盖面全,但与现行中学化学实验内容相比,仍有较大出入[5].因此,紧密结合中学化学相关实验内容和教学模式开展高师无机化学实验改革很有必要[6].

3.1做好学情及教学分析

当前师范类化学专业的学生,高中时选学的是理化生综合,而大学里不仅要学习多门化学专业知识,还要学习化学教学论.未来的中学化学教师工作要求他们要将两者完美结合.通过调查与访谈,大一新生多数觉得无论是实验教学内容设置、教学模式、教学手段、考核方式等与高中都大相径庭,适应困难.同时,高师院校配备的实验老师基本上都是学科的专业老师,在实验教学上比较侧重基本知识的传授和验证实验的结果,直接把实验步骤给出,原理一讲,学生只管做实验,得结论;缺乏教学理念,对需要创设什么样的实验教学情境,学生喜欢什么,这个实验有什么用,可以采用什么不同的实验方式和实验活动,缺少思考;缺乏实验过程的引导,对实验现象的记录、分析、处理方法,教师引导较少.从实验能力上看,大学教师老是抱怨现在的大学生实验态度、基本操作、观察记录能力、实验报告书写等能力表现差,其实说到底,大学实验老师并不了解新课改及高考环境下学生在化学实验上达到何种水平,忽视了两阶段化学实验间的种种“脱节”.这些事实同时影响着大学化学实验教学质量和学生综合实验能力的提升.究其原因,中高考制度改革、大学扩招难逃其责;而两阶段从课程设置、学习方式到老师教学方法上均差别迥异,无形中延长了新生的适应期.因此,深入了解新生之前的学习背景、学习能力、基础知识、实验能力、兴趣等,制定相应的措施是帮助高师生更好更快地适应大学化学实验学习的根本.

3.2促进实验教师教学观念转变

戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求是既传授化学知识和技能,又训练科学方法和思维,同时培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力因素皆得到发展,故化学实验是全面化学教育的一种最有效的教学形式[7]”.大学教育以自学为主,但学生始终需要教师适当的指导.当前高等师范化学教育多侧重于个人实验操作技能熟练程度的培养,而中学老师需要的是实验教学技能的应用,两者有显著差异.因此,应进一步转变大学实验教师的教学思想,在重视实验操作技能的同时,结合教学论在学生实验过程中融入实验的教学功能.实验老师应明确高师生是未来中学教师的主力军,实验教学着眼于未来,保证在未来的中学教学中真正做到学以致用.化学教师应树立强烈的课程资源利用和开发的意识和责任感,利用一切可利用的实验教学资源,丰富课堂教学信息,同时促进自身的专业化发展.

3.3调整并规范实验教学体系

高等教育服务于社会,师范教育提高学生对未来中学教学工作的适应性,科学合理的实验课程体系至关重要.我们提出“三层一线”实验教学体系,即化学实验基础、综合提高实验和专业研究实验3个层次,以培养学生实践动手能力和创新意识为主线;化学专业实验课设置应多于理论课;多角度强化学生的实验技能,努力使实验体系和内容趋于科学和完善.

3.3.1重视基本操作实验

无机化学实验的重点是熟练而规范的操作,这是后续化学课程顺利进行及提高实验技能的保障.传统的“典型示范、动作分解、反复练习和及时纠错”的规范化操作意识及基本训练应确保,保障大型实验仪器的选择、组装和系列实验的操作都能准确有序,为实验创新能力发展奠定基础.影响实验教学效果重要的因素是实验内容和实验方法,实验内容应该具有先进性和综合性,实验方法则应以新技术、新方法和新手段为主[8-9].科技发展的今天,如何更好地利用网络及多媒体技术值得探讨.目前我们采取的方法有:实验教师指导学生实验课前仔细观摩“化学实验基本操作”相关视频,并自行整理要点儿,初步熟悉基本操作;鼓励学生录制个人实验视频,课下反复播放寻找失误之处,并借助重复练习来矫正;鼓励学生交流优秀实验视频,方便日后在中学教学中使用;充分发挥学生的主体作用,从学生中征集“规范实验操作”的策略和方案.

3.3.2引导学生创新实验

高考对实验的考核除了仪器应用相关的基础操作,主要是实验的纠错、改进、设计和评价,对教师而言自主创新和设计新实验的能力必不可缺.在加强基本技能训练的同时,自主增加设计性明显的综合实验,并削减重复性、验证性实验,是培养创新意识的好方法.传统的实验教学模式多为“课前仓促预习、课堂照本实验、课后教师评阅”,“注入式”教学,危害极大.河北工业大学提出的无机实验课教学模式[10](见图1),体现了探究式教学理念,凸显了学生的主体地位和教师的引导作用,实验过程均由学生自行设计实验方案并操作检验,教师负责组织、指导、建议、评价并汇总,值得借鉴.

3.3.3规范实验技能考核

常规的实验评价机制过多侧重基础知识的书面考核和基本操作的规范考核,缺乏最重要的“实验过程跟踪评价”.实验能力的评价问题通过综合评定实验成绩的机制可得以解决,即兼顾多种成绩但调整其比重,如笔试成绩15%、平时实验成绩55%(其中预习30%)、期末实验操作成绩30%,督促学生重视实验过程.

4完善实验教学方法

新课程对中学教师培养提出了新要求,只有教师自身具备探究能力和创新精神,才能在实施教学过程中达到新课程目标.教师运用扎实的化学学科知识和娴熟的实验技能,结合一定的实验策略,运用观察、操作和思维三种相互影响和交叉的心理活动,去解决某个特定的化学实验问题,提高实验教学能力.同时,采取与中学老师互动讨论学习的方式,如开学初邀请优秀的化学老师给新生讲解高中化学实验考试、实验教学的要点;定期请中学老师参与学生实验课,给学生做演示实验和常见的改进实验,指导学生注意事项;带领学生参与中学化学实验课,观察中学生在实验中易出现的问题.通过这些措施,熟悉中学实验教学环境,提升实验操作和教学技能.

5结语

大学教育是中学教育的延续,中学是师范生的回归之处.中学实验教学水平影响着高师化学新生基本实验技能,而高师生毕业时的实验技能会在中学化学教学起决定作用.随着新课程改革的深入,对中学化学老师的实验教学能力要求越来越高;高等师范的教学改革也在深入进行,研究两个阶段教学工作的衔接,对提高师范教育质量将会产生重要作用.

参考文献

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大学化学实验范文篇3

[关键词]大学化学实验;教学;改革

随着人类社会的不断向前发展,对人才的需求越来越具体化。其中,实践能力和创新能力的培养被普遍认为是人才培养中的重要环节,如何提高大学生的实践能力和创新能力,成为越来越成为大学教育者不容回避的关键问题。大学化学实验作为化学专业学生的必修课程,是一门以实验操作为主的技能课程,又与相应的化学理论课如无机化学,有机化学,物理化学等联系密切。同时在培养学生的实践能力、创新能力等方面有积极促进作用,实验课也是衡量大学教学质量的重要方面。近年来,大学化学实验教学改革虽然取得了很大的进展,事实上,化学教学实验课程的教学仍然存在很多问题如忽略实验教学重要性,其次课程内容设置老套,实验内容落后,教师授课方式不能与时俱进,实验室管理、实验教学方法和手段落后,未能充分和现代科学技术充分结合。目前,社会对大学生技能的要求越来越高,大学生应需要具备的基本科学素质越来越多,围绕培养高素质大学生这一中心目标。大学化学实验应该在现已取得的教学研究成果基础上,以教学目标、教学内容等改革为起点,紧跟时代步伐,进一步扩大大学化学实验教学改革的深度和广度,提升教学质量和教学效果,培养大学生的实践技能和和创造技能,以此提高学生的就业竞争力。本文从试图从大学实验课程所面临的问题入手,结合笔者自己的实验教学实践经验,总结提出化学实验教学改革的关键要素,改善我国大学化学实验课程教学,为培养实践性和创造性的化学人才尽绵薄之力。

1设立实验室小组,改进实验室管理模式

设立化学实验室教学小组:小组成员由学院实验室负责人,实验室教学老师以及课程的助教构成。实验室管理人员,负责实验室设备的日常维护和药品耗材的管理工作,教学教师主要负责教学工作,助教辅助官人人员和教学教师的工作。实验管理人员成为专职人员,也可以多个实验室共用一个专职人员,以节约开支为首选,配备一到两名助教(研究生)可以辅助管理工作。管理人员结合现代计算机和网络技术,对实验室耗材实行数据化管理,力求做到对实验室的药品、试剂、耗材的使用情况进行动态跟踪,准确的判断实验室的日常消耗。针对破坏仪器,浪费药品的学生,建立系统赏罚制度,做登记处理,可以采用罚金赔偿模式,对学生进行反思教育,因为良好的化学实验技能素养对化学学科的大学生来说,是做人做事的基本准则。每年设立专门的日期,组织学生进入化学实验室进行参观,让学生熟悉基本的大学化学的实验环境,熟悉安全工具如灭火器,沙桶以及急救箱的放置地点和使用办法,并嘱咐安全工具不准移动和挪用。

2利用新型沟通技术组织学生,实行分组制教学

世界经济、社会、科技、文化等各方面都在加速变革,科学技术发展日新月异,人民的沟通方式早就脱离了早期的面对面交流,借助高科技的沟通方式日益增多。首先,以班级的学习委员或者班长作为核心成员,紧跟现代的互联网沟通技术,建立QQ或者微信群,一方面方便学生在课下和老师沟通联系,另一方面有利老师发放相关通知或者作业。其次,结合手机互联网的无孔不入以及现在大学生普遍成为低头族和手机控这一现实,学生和老师之间、学生和学生之间的交流日益稀少。大学化学实验课作为一门实践性和协同性很强的学科,比如很多有机化学实验课的操作比如搭建实验管路,比较繁琐,需要统一分工,互相协作。所以化学实验是促进学生、老师交流的最好时机。实际中,多人一组无法让没一个人在实际中实践,防止部分同学偷懒,直接使用他人的实验数据,所以比较合理的方案是两到三人构成一组,互相配合,相互协作,既提高了实验效率又增加了学生之间的交流互动,让学生在实验中体会到协同作用的必要性。

3加强教师队伍建设,明确教师职责

有句话说,兴趣使最好的老师,教师作为一门课的领路人,理应扮演好这一角色。知识在专业工作中发挥重要作用,老师首先加强自己的专业知识素养,熟悉满足教学需要的学科专业理论,并且做到与时俱进,不断优化、充实教学内容,这是实验教学发展的基础。其次,教学从来不单单是专业知识的传授,与教师综合能力密切相关,比如教师的口头表达能力,对问题的认知能力,理解力,甚至教师的个人魅力。所以,除专业知识意外,教师应该加强综合能力的培养,重视、喜欢、热爱实验教学,在教学中寓教于乐,丰富传授知识的模式,讲课做到层次清晰,重点突出,幽默风趣,充分利用实验课程的特殊性,在实验中,加强师生互动交流,走入到学生中间,只有这样才能激发学生的兴趣,进一步培养出动手能力强,具有创新性思维的人才来适应社会需求。具体来说,第一点,教师对每节课在实验课之前,针对本次实验的实验内容,筛选出本节实验课的预习关键词,将次关键词告知给学生,学生以此关键词作为起点,有重点的预习实验。第二点,教师要重视提前板书+讲课的必要性,很多有机化学的实验课老师认为有教材,学生只要按照教材走就可以,实际上,笔者在教学中发现,讲课对于促进学生对实验的理解有重要意义。教师在授课过程中,可以建立实验原理和实验步骤两条纵线,两条纵线一一对应起来,这样学生们就明确自己每一步实验操作的意义,而不是机械式的操作。在讲课的过程中,学生和老师作进一步的互动,由于实验内容的多样性,化学实验还存在着时间的问题,对某些特殊的化学实验,可以采取灵活的处理方式,比如在实验流程设计方面针对一些对水分比较敏感的反应,可以先安排学生进行仪器药品的洗涤,之后放进烘箱烘烤,然后老师再开始讲解实验流程,这样老师在讲完之后,学生在开始动手做实验,统筹的利用了时间,另外还能让学生们加强对这一实验的理解。

4强化预习报告和实验报告,增加实验心得作为成绩考核项,建立健全科学合理的考评体系

实验报告方面,主要分成三大部分,第一各方面是提交预习报告,基于老师提出的预习关键词,学生做参考教学材料,了解实验的实验目的和方案,对实验建立清晰的认知,明确实验所涉及的基本仪器、相关操作,实验内容,试剂耗材的基本性质及数据的处理方法;进而撰写预习报告,俗话说书读千遍不如手抄一遍,带着关键词撰写预习报告可以让学生进一步感知实验过程,可以提高学生的自学能力。第二,实验过程的数据记录,大部分情况下,我们的实验课是按照,两人一组,协同进行的方案进行,所以实验过程中,一人观察实验现象,另外一人对实验现象进行文字整理,分工合理,减少手忙脚乱。第三,实验结束后,要求学生对记录的实验数据进行处理和并且回答教材后面的思考题,在实验报告的末尾,附上本次实验的实验总结和心得体会,旨在让学生在本次验结束后,再次回忆本次实验方案流程,加深对实验过程中何种药品,各种仪器以及各种操作的印象,然后对本次实验作出总结性的结论工作,作者在实践中发现,心得部分,大部分同学都对自己的实验过程有了较好的理解,对相关的操作也有较好的总结,比较有意义。很多同学在这一部分也会加入一些个人情感方面的言语,比如感谢老师的付出和指导之类的,这些积极的言语对教师在接下来的教课工作有促进作用。建立科学合理的考评体系,成绩判定主要由学生的预习报告(30%),课堂实验结果(40%),以及实验报告(30%)三部分的成绩构成,跟实验报告结合起来,三部分成绩的构成和合理分配,能够准确地反映化学实验课程的教学效果,为下一步的教学实践活动提供科学依据。

5丰富课程设置,实验课题设定多样化

化学实验这一学科对实验的安全教育和实验操作的要求比较严格。我校的有机化学实验课程一般安排在大二学年,虽然大部分的学生在大一阶段,接触了一些关于化学实验操作方面的基础培训,但是,通过作者几年的实验教学发现,大部分学生的基本操作依然存在很多技能不规范的问题。对此,开设有机化学实验课程前,首先组织学生进行课堂认知学习,将安全教育作为所有实验课进行的前提,并且应该重点介绍有机化学实验的一般知识,旨在让学生熟悉实验室常见装置,常用试剂如易燃试剂,有毒药品,腐蚀性药品,让学生们树立安全第一的思想,确保后期实验课的顺利进行,授课模式告别单一的教师念书的枯燥教学模式,采可以取可视化的教学如ppt或者视频展播的模式,对常见的基本实验操进行介绍,让学生认知常见玻璃仪器,比如烧瓶,各种冷凝管等,对相关仪器的使用注意事项,用途等建立初步的印象;对一些有机化学实验常见的操作比如分馏,减压蒸馏,薄层分析,柱层析有一个大致的了解。丰富实验课程的设置,按照培养目标分成三大部分:第一,开设基础技能训练型的实验课程,如像分析天平、分光光度计、伏安特性曲线等仪器的观摩和使用操作说明,让学生独立实践操作,老师及时发现并纠正部分学生的不规范和错误操作,引导学生正确的使用实验仪器和掌握注意事项,培养学生实事求是的学习态度。第二,结合化学课程的教学重点,有选择性的开设实验课,比如常见的亲电取代,亲电加成反应基于有机化学课程开设的理论内容,在实验选题方面选择性的对一些重要反应,比如取代反应,叠氮反应等设置相应的课程,可以加深学生相关知识的理解,在实践中对相关的反应做进一步的认知,同时,将相关的实验操作都穿插到整个实验课中,让学生在无形之中,熟悉掌握所有的实验操作。第三,设计部分开放性实验,让学生利用互联网、手机等现代化信息工具查阅文献,设计并制定实验方案,这种学生根据自己的兴趣设定的课程的模式,相对于课堂上的填鸭式教学,能够调动学生参与的积极性和主动性。同时,这些开放实验的开设,能够提高学生的动手能力、创新能力。既能巩固学生的专业基础知识,又可以拓宽学生的知识面,为学生能够胜任将来复杂的工作奠定坚实的基础。丰富实验课题的内容,结合有机化学课程的教学重点,合理的设计实验课题,激发学生的实验热情,进而提高学生的综合素质。

综上所述,结合现代化的科学技术,通过对大学化学的实验室管理、实验的教学内容、教师的教学方法、教学手段和学生的考核办法进行一系列的改革。让实验室管理更加便捷,充分提高教师和学生的互动,强化学生的主体作用,提高学生的学习积极性;可以更好的培养学生分析问题与解决问题的能力,达到学生实践能力和创新能力的共同提升。当然,大学化学实验教学改革是一个任重而道远的系统工程,需要一代又一代有机化学实验指导教师的共同努力。

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大学化学实验范文篇4

关键词:大学化学;微型化模式;实践探讨

目前,从我国的大学化学教学实践情况来看,实验并没有得到相关的重视,其主要的原因是由于我国的传统教学中还存在许多的问题,正是这些问题阻碍了化学实验的更好发展。正是在这样的背景下,对大学化学实验的方式进行了实践性的探索后发现,微型化模式的实验非常适合大学化学的实验性教学,帮助学生更好的检验化学理论的学习情况。

一、微型化模式大学化学实验产生的原由

化学实验的过程需要大量的试剂、不同大小的化学容器、各种仪器。但是随着近年来化学实践设备与材料价格的不断增长,各大高校的化学实践的预算也在不断的增长,在无形中加大了各高校的预算。各高校的化学实验室限制了对学生开放的时间,这也从根本上影响了高校化学的教学质量。另化,化学实验中各种试剂本身存在一定的危险性,如易燃、易爆、易腐蚀、有毒等等,这些危险一不小心就会危害到学生的健康和实验室的环境。要想更好的解决这些问题,运用微型实验模式是非常好的举措。化学微型化实验模式是上世纪80年代由美国的研究者开发的一种针对化学的实验方式。所谓的微型化学实验就是把所有的仪器转为小型的,在试验的过程中所运用的化学试剂也只是原来试剂的10%或者更少。由于试剂的剂量较之前的减少了许多,在化学实验的过程中产生的气体、液体、废物也会相应的减少,不但保护了实验室的环境还有利于学生的身体健康,因此,微型化化学试验有利也有弊。见下图。

二、大学化学实验微型化模式的有利条件及价值

从某种程度上来看,化学实验的微型化模式有利于推动我国高校化学教学的发展。微型化模式的实验不仅华为可以运用高校的化学教学实验,还可以运用在其它相关的领域中。(一)化学实验微型化模式节省了实验费用。高校化学实验室运用微型化模式后,化学实验所涉及到的相关消耗品都有了相关的减少。微型化模式的化学实验把原本需要运用的化学试剂缩小到了原有的10%,这也从根本上节省了目前原本的化学试剂的费用。高校的化学实验经费和单位消耗量的减少,有利于学校开放实验室给学生,学生可以随时的进行化学实验。从一定的角度上来看,微型化模式有利于化学的教学。(二)化学实验微型化模式下实验更加安全。化学实验微型化模式的试剂的剂量只有原剂量10%,就学生角度而言,比运用全剂量的试剂更加的安全。学生在进行化学实验的过程中,所运用的剂量较少,大大降低了实验过程中由操作不慎而引起的燃烧、爆炸、中毒的危险性。由于做实验所运用的剂量减少,实验室存储的化学试剂总量也会减少许多,更有利于实验室的安全。(三)化学实验微型化模式下可减少污染。化学实验微型化模式下各种化学试剂减少的同时,化学实验中所产生的各种气体、液体、废物总量也明显的减少,这也间接的影响了环境,由于各种废物的减少,对环境也起到了保护作用。另外,对在实验室中做实验的教师和学生的身体健康也是一种保护。例如:甲基橙的制备实验中,需要用到原料苯胺,苯胺的毒性较大,在合成的过程中会产生对身体有害的气体,对环境的污染也非常的大。甲基橙的制备实验运用了微型化改进后,不但有利于环境的改善,还减少了整体的污染。另外,学生在进行化学微型化实验的过程中还有利于培养学生的环保意识。

三、化学实验微型化模式存在的问题

尽管高校化学实验微型化模式有许多的优点,但是在具体的运用过程中发现化学实验微型化模式还是存在一些不足。首先,高校化学的微型化实验的仪器会较正常的实验小,在实验的过程中要对需要的化学剂量加以掌握是比较困难的。其次,化学微型化模式下的化学药物使用量较小,对于某些有偏差的结果有一定的影响,特别是对计算量的影响是有其较大的误差。最后,微型化模式没有相关的配套说明,在具体的实验过程里,教师需要有足够的经验保证实验结果的正确性,这对于教师来讲还是有一定难度的。

四、结论

综上所述,高校化学实验在微型化模式下已经取得了一定的成果,特别是在可以节省实验成本、提高安全上存在较大的优势。但是,科学实验是非常严谨的,微型化实验模式下不可能取代所的实验。我国高校的教育发展速度不断的加快,微型化实验模式会成为一个新的教学模式,而且正在慢慢的影响着我国高校化学的教学方式。

参考文献:

[1]王玉琴.微型化实验在高校化学基础实验教学中的应用[J].林区教学,2019(05):92-93.

[2]姬建俊.基于微型化实验的化学教学策略探究[J].成才之路,2019(07):93.

大学化学实验范文篇5

关键词:化学实验;教学改进;实验课程

化学是一门以实验为基础的学科。化学实验教学着眼于训练学生的动手能力和理论联系实际的能力,是培养学生科学素质、求实态度和创新精神的重要途径,在高校化学教学中占据着举足轻重的地位[1]。目前,学校教学方式偏于传统,主要分为基础知识讲解和基础实验技能。老师讲述理论知识,实验课本中包含全面详细的实验原理,仪器药品,过程,思考与讨论。学生只需按部就班的完成实验课程,撰写报告。实验报告是老师对学生课程评价最重要的部分,逐渐学生对实验课程变成了“依葫芦画瓢”,不利于培养学生科学思维和理解学科技术和方法。本文从高校的教学特点及现状,以有机化学实验思考,结合专业特点和学生学习客观实际,对大学化学实验教学的改进提出了一些体会和建议。

1有机化学实验课程的配置

大学基础化学实验一般包括无机化学实验,物理化学实验,有机化学实验,分析化学实验等,本校有机化学实验数量和学分上均最高,表1是本校有机化学实验课程设置,共安排了16个实验,在安排上可以看出老师的初衷,分为基础操作实验和合成实验,由简到繁,每一个合成实验都包含了一个新的化学反应,希望通过实验帮助学生掌握理论原理。但个人认为课程过于追求实验的全面性,从表中可以看出所有的实验都是以回流、蒸馏为基础,加以重结晶提纯,减压抽滤展开的一系列有机物的合成,参与几个实验便可以掌握实验的要点,其他实验即变为机械重复,并且每一个实验至少6个小时,耗时长,容易引起实验热情疲劳。如果减少实验内容,改为学生自己设计实验,增加思考,实验可能更好。

2有机化学实验体会

通过对本专业有机化学实验课程的学习、思考和分析,总结出以下体会:(1)通过实验学习,更深刻地理解和掌握化学原理和实验条件。以表1中的乙酸正丁酯实验为例,乙酸和正丁醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应,生成乙酸正丁酯,加过量乙酸,采用水分分离器分离生成的水。实验前需要做好理论预习及可能出现问题的预想,试验完成后也常对试验过程进行回忆,总结失误,并将原理和试验过程图像相结合,通过对不同反应的有机实验学习,使得化学反应过程及结果不只停留在书面和推理中,而是直观地的感官认识和理解,之后遇到同类型试验有时甚至没做实验也能推测化学反应过程的景象。(2)实验课程侧重于流程式的完成相关实验,学生缺乏主动性。实验课堂包括对理论知识的讲述和对实验器材操作的演示,教材对药品规格的使用,步骤有详细的论述,规避了很多错误的细节。即使有理论实验的提示,因缺乏严谨求真的态度,依然会存在意料之外的实验结果。以表1中的8-羟基喹啉合成实验为例,即便书本中已经列出了实验步骤,因为水蒸气蒸馏也会发生偏差,如果能分析自己的蒸馏方式与成功实验的差别在哪里,如何通过控制水蒸汽发生器的温度防止回流达到实验成功,将思考融入在实验当中,学会思考也能达到实验的目的。(3)因教学设施条件等影响,学校的实验教学不能完全满足实验课程的要求,教师只能选择通过已有的设备、药品仪器进行讲解,同时需要考虑经济性。为节省药品的使用量,教师会提前删改复杂实验的操作内容,保证实验的安全和可操作性。以表1对硝基苯甲酸实验为例,因为反应速度随着硫酸的浓度和用量的增加而增加,因此老师对实验流程步骤进行了修改,选取5~10mL,沸腾至全部溶解,不溶则继续加2~3mL,而且严格控制加酸时间。因为没有对实验的修改进行更深的思考,即便能够理解整个过程,有从实验体会上依然会差很多。(4)课程容错机制较差,学生实验错误就不能得高分。实验成绩一般由两部分组成:平时成绩占70%,实验成绩占30%。平时成绩包括课堂出勤,预习报告和实验报告的撰写,实验成绩则是对学生操作技能的评价,实验报告成了实验成绩的主导部分。学生逐渐为了撰写优秀的报告,不去注重实验过程,更看重实验结果。预习报告变成了“抄写”,学生对实验报告思考讨论开始通过查阅寻找标准答案,追求完美的实验数据。笔者认为实验报告需要更注重“思”,思应该包含对实验过程的疑问与分析,对实验缺点的改进,教师应该更看重学生的实验操作和思想学习的过程,这样能更好的鼓励学生思考,提高学生的主观能动性,通过自己动手,培养学生自己解决问题的能力。

3改进建议

大学化学实验的目的不仅是需要学生对化学理论知识的掌握与应用,正确和熟悉地学会实验操作技能,提升自己的动手实践能力,更应侧重于学生掌握研究和解决问题的方法,主动分析问题,主动解决问题。(1)优化实验评分标准。实验评分时不只追求实验的正确性,总结实验的失败原因也能达到实验的效果。对理论知识的认识不全、环境条件、药品污染都可能是实验失败的原因,操作不当就会导致不同的实验结果,例如分析中的滴定实验,溶液的滴加速度会对最后的实验现象产生很大的影响,半滴的滴加与否是需要通过多次反复操作练习来掌握滴定技能。学生若能够总结提炼失败的实验。主观,客观分析实验失败的原因,提出合理的改进建议方法,提交合理真实的实验报告并在以后的实验中改进,笔者认为才是化学实验真正的内涵。(2)学生实验课程分层设置。不追求学生完成实验的数量,改为追求质量。针对学生的情况开展深度不一的教学,部分学生只需完成基本化学实验,针对部分有兴趣且有精力的同学可对其实验的各个环节提出更高要求,如自己完成实验原理学习,独立编制实验过程方法,实验过程记录,实验结果总结等。(3)拓宽实验室使用和管理方法。例如设立学生实验室管理员助理,让合适的学生参与到实验室的日常管理中,使其能沉下心去好好的学习,能协助实验室老师开展日常教学,甚至在部分时候可以让学生试讲实验课。(4)鼓励学生课余参与各类研究活动。鼓励以后愿意从事化学专业的研究并有相关天赋的同学参与到学校各教研室的各类研究项目中,或给与题目鼓励学生自己设计实验、设计实验工具。使其学会查找阅读各类中英文献,会设计基本的实验,学习如何撰写科技论文,了解熟悉化学研究的基本方法,培养科学研究及解决问题的基本素养。(5)构建开放型实验教学。建议学校设立开放型实验室和更多的化学实验技能竞赛,既能夯实化学实验理论基础又能提高实践操作水平,培养学生的创新能力。同时,针对有机化学实验耗时、危险系数高的因素,与虚拟平台合作,提供更安全、开放、绿色化的平台让学生进行学习,使得教学更加多元化。

参考文献

[1]赵华绒,秦敏锐,蔡黄菊,等.如何发挥实验技术人员在探究型实验教学中的作用[J].实验室研究与探索,2017,36(02):153-156.

[2]彭敬东,马学兵.综合性大学化学实验教学体系和教学方法的思考与实施[J].西南师范大学学报(自然科学版),2010,35(2):259-263.

[3]严华玉.大学化学实验教学的优化和改进[J].科技资讯,2014,12(29):198.

[4]吴世新.试析学生化学实验失败的原因[J].咸宁学院学报,2004,(03):107-108.

[5]丰九英,高利军.普通本科院校无机化学实验教学改革探讨[J].广州化工,2014,42(14):206-207.

大学化学实验范文篇6

关键词:化学实验;教学改进;实验课程

化学是一门以实验为基础的学科。化学实验教学着眼于训练学生的动手能力和理论联系实际的能力,是培养学生科学素质、求实态度和创新精神的重要途径,在高校化学教学中占据着举足轻重的地位[1]。目前,学校教学方式偏于传统,主要分为基础知识讲解和基础实验技能。老师讲述理论知识,实验课本中包含全面详细的实验原理,仪器药品,过程,思考与讨论。学生只需按部就班的完成实验课程,撰写报告。实验报告是老师对学生课程评价最重要的部分,逐渐学生对实验课程变成了“依葫芦画瓢”,不利于培养学生科学思维和理解学科技术和方法。本文从高校的教学特点及现状,以有机化学实验思考,结合专业特点和学生学习客观实际,对大学化学实验教学的改进提出了一些体会和建议。

1有机化学实验课程的配置

大学基础化学实验一般包括无机化学实验,物理化学实验,有机化学实验,分析化学实验等,本校有机化学实验数量和学分上均最高,表1是本校有机化学实验课程设置,共安排了16个实验,在安排上可以看出老师的初衷,分为基础操作实验和合成实验,由简到繁,每一个合成实验都包含了一个新的化学反应,希望通过实验帮助学生掌握理论原理。但个人认为课程过于追求实验的全面性,从表中可以看出所有的实验都是以回流、蒸馏为基础,加以重结晶提纯,减压抽滤展开的一系列有机物的合成,参与几个实验便可以掌握实验的要点,其他实验即变为机械重复,并且每一个实验至少6个小时,耗时长,容易引起实验热情疲劳。如果减少实验内容,改为学生自己设计实验,增加思考,实验可能更好。

2有机化学实验体会

通过对本专业有机化学实验课程的学习、思考和分析,总结出以下体会:(1)通过实验学习,更深刻地理解和掌握化学原理和实验条件。以表1中的乙酸正丁酯实验为例,乙酸和正丁醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应,生成乙酸正丁酯,加过量乙酸,采用水分分离器分离生成的水。实验前需要做好理论预习及可能出现问题的预想,试验完成后也常对试验过程进行回忆,总结失误,并将原理和试验过程图像相结合,通过对不同反应的有机实验学习,使得化学反应过程及结果不只停留在书面和推理中,而是直观地的感官认识和理解,之后遇到同类型试验有时甚至没做实验也能推测化学反应过程的景象。(2)实验课程侧重于流程式的完成相关实验,学生缺乏主动性。实验课堂包括对理论知识的讲述和对实验器材操作的演示,教材对药品规格的使用,步骤有详细的论述,规避了很多错误的细节。即使有理论实验的提示,因缺乏严谨求真的态度,依然会存在意料之外的实验结果。以表1中的8-羟基喹啉合成实验为例,即便书本中已经列出了实验步骤,因为水蒸气蒸馏也会发生偏差,如果能分析自己的蒸馏方式与成功实验的差别在哪里,如何通过控制水蒸汽发生器的温度防止回流达到实验成功,将思考融入在实验当中,学会思考也能达到实验的目的。(3)因教学设施条件等影响,学校的实验教学不能完全满足实验课程的要求,教师只能选择通过已有的设备、药品仪器进行讲解,同时需要考虑经济性。为节省药品的使用量,教师会提前删改复杂实验的操作内容,保证实验的安全和可操作性。以表1对硝基苯甲酸实验为例,因为反应速度随着硫酸的浓度和用量的增加而增加,因此老师对实验流程步骤进行了修改,选取5~10mL,沸腾至全部溶解,不溶则继续加2~3mL,而且严格控制加酸时间。因为没有对实验的修改进行更深的思考,即便能够理解整个过程,有从实验体会上依然会差很多。(4)课程容错机制较差,学生实验错误就不能得高分。实验成绩一般由两部分组成:平时成绩占70%,实验成绩占30%。平时成绩包括课堂出勤,预习报告和实验报告的撰写,实验成绩则是对学生操作技能的评价,实验报告成了实验成绩的主导部分。学生逐渐为了撰写优秀的报告,不去注重实验过程,更看重实验结果。预习报告变成了“抄写”,学生对实验报告思考讨论开始通过查阅寻找标准答案,追求完美的实验数据。笔者认为实验报告需要更注重“思”,思应该包含对实验过程的疑问与分析,对实验缺点的改进,教师应该更看重学生的实验操作和思想学习的过程,这样能更好的鼓励学生思考,提高学生的主观能动性,通过自己动手,培养学生自己解决问题的能力。

3改进建议

大学化学实验的目的不仅是需要学生对化学理论知识的掌握与应用,正确和熟悉地学会实验操作技能,提升自己的动手实践能力,更应侧重于学生掌握研究和解决问题的方法,主动分析问题,主动解决问题。(1)优化实验评分标准。实验评分时不只追求实验的正确性,总结实验的失败原因也能达到实验的效果。对理论知识的认识不全、环境条件、药品污染都可能是实验失败的原因,操作不当就会导致不同的实验结果,例如分析中的滴定实验,溶液的滴加速度会对最后的实验现象产生很大的影响,半滴的滴加与否是需要通过多次反复操作练习来掌握滴定技能。学生若能够总结提炼失败的实验。主观,客观分析实验失败的原因,提出合理的改进建议方法,提交合理真实的实验报告并在以后的实验中改进,笔者认为才是化学实验真正的内涵。(2)学生实验课程分层设置。不追求学生完成实验的数量,改为追求质量。针对学生的情况开展深度不一的教学,部分学生只需完成基本化学实验,针对部分有兴趣且有精力的同学可对其实验的各个环节提出更高要求,如自己完成实验原理学习,独立编制实验过程方法,实验过程记录,实验结果总结等。(3)拓宽实验室使用和管理方法。例如设立学生实验室管理员助理,让合适的学生参与到实验室的日常管理中,使其能沉下心去好好的学习,能协助实验室老师开展日常教学,甚至在部分时候可以让学生试讲实验课。(4)鼓励学生课余参与各类研究活动。鼓励以后愿意从事化学专业的研究并有相关天赋的同学参与到学校各教研室的各类研究项目中,或给与题目鼓励学生自己设计实验、设计实验工具。使其学会查找阅读各类中英文献,会设计基本的实验,学习如何撰写科技论文,了解熟悉化学研究的基本方法,培养科学研究及解决问题的基本素养。(5)构建开放型实验教学。建议学校设立开放型实验室和更多的化学实验技能竞赛,既能夯实化学实验理论基础又能提高实践操作水平,培养学生的创新能力。同时,针对有机化学实验耗时、危险系数高的因素,与虚拟平台合作,提供更安全、开放、绿色化的平台让学生进行学习,使得教学更加多元化。

参考文献

[1]赵华绒,秦敏锐,蔡黄菊,等.如何发挥实验技术人员在探究型实验教学中的作用[J].实验室研究与探索,2017,36(02):153-156.

[2]彭敬东,马学兵.综合性大学化学实验教学体系和教学方法的思考与实施[J].西南师范大学学报(自然科学版),2010,35(2):259-263.

[3]严华玉.大学化学实验教学的优化和改进[J].科技资讯,2014,12(29):198.

[4]吴世新.试析学生化学实验失败的原因[J].咸宁学院学报,2004,(03):107-108.

[5]丰九英,高利军.普通本科院校无机化学实验教学改革探讨[J].广州化工,2014,42(14):206-207.

大学化学实验范文篇7

关键词:基础化学实验;教学团队;建设;改革

化学类各专业均以实验为基础。实验教学与训练在化学类本科生人才培养中所发挥的作用是无可替代的[1-2]。众所周知,大学本科的化学实验由基础化学实验和专业化学实验组成。关于基础化学实验构成,不同的高校亦有所不同。一般而言,基础化学实验是按照无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析化学和物理化学这四大化学对应的实验组成的,有的高校也会将四大化学实验按照模块化进行整合,如无机及分析化学实验、基础化学通识实验、大学化学实验等,然后把这些模块化的实验组成基础化学实验。不管如何分类,每所高校化学类专业的基础化学实验教学内容均依据自己的专业特点进行安排和设计。很明显,基础化学实验的根基在“基础”,主要培养学生的操作动手能力,训练学生基本的科学素养,锻炼学生在实验中验证所学的理论知识以及综合分析、简单设计等较为复杂的实验能力[3-5]。但是,基础化学实验教学与训练的关键在于指导教师的教学投入和学生的态度。教师的投入和学生的态度通常是相好渗透和互补的。简而言之,学生基础化学实验的成就与实验指导教师的投入关系巨大,即使“成正比”亦不为过。所以,实验教学队伍质量的优劣在基础化学实验教学中起着关键性的作用[6-7]。淮南师范学院化学与材料工程学院基础化学实验中心作为省级实验教学示范中心,多年来为了能有效提升基础化学实验教学质量,我们从多方面进行改革。这其中最主要的就是基础化学实验教学团队的建设、改革与发展。一支优秀的教学团队建立,不是一朝一夕之功,它需要多年的积淀。一旦建成的了一支素质高、能力强的教学团队,那么它将在教学中发挥难以想象的作用。

1基础化学实验教学团队构建形成

基础化学教学团队的打造至少需要经历建立、完成和完善3个阶段。(1)基础化学教学团队的建立。这是基础化学教学团队建立的雏形期。以淮南师范学院化学与材料工程学院基础化学实验中心为例,在团队建立之初,我们以课程为支柱,根据课程的需要组建一支由“四大化学实验”的教师队伍组成的“基础化学实验教学团队”。这支队伍看起来好像比较完美,各门实验课程的师资队伍能平衡发展。但是经过几年的实践,这支队伍并没有很好地发挥应有的作用,反而出现了各自为政、互相脱节的不利局面。例如,各门实验课程教学质量出现了明显的不平衡发展的情况,仪器的使用过于单一,其使用效率过低,各门实验对人才培养的连贯性不强,教师队伍发展参差不齐等。后来,我们经过反思,决定不能仅仅依赖于课程设置来组建基础化学教学团队。(2)基础化学教学团队逐步完成。我们经过对现有资源的整合,将基础化学实验模块化。把原来的“无机化学实验”和“分析化学实验”合并而整合成基础性的“大学化学实验”,把原来的“有机化学实验”、“物理化学实验”和“仪器分析化学实验”整合成“物质制备与分离分析实验”和“物质性质测量实验”。我们这样做的原因,主要是依据学生对化学学习和认知的基本规律来进行的。而且也与我们的理论课程中由《无机化学》和《分析化学》整合成《无机化学与化学分析》相吻合。学生在对化学物质性质、物质的构成原理、分析分离等认识,总是遵循由简单到复杂、由感性到理性的基本规律。所以,我们对基础化学实验进行整合形成了“大学化学实验”、物质制备与分离分析实验”和“物质性质测量实验”三个基本模块。为了能使这三个模块的教学能得到优良发展,有利于高素质和高质量人才的培养,我们必须打造一支与之相匹配的实验教师队伍。这支队伍中的每一员,要求对模块中所有的实验内容都要十分熟悉,并能独立地对学生进行指导。这样整合,使原来“只会一只脚走路”的实验指导教师没有了立足之地。为了能适应新的教学模式,一些指导教师就跟着其他教师身后随堂学习。经过几年的努力,我们终于建立了一支“职称较高、学历较高和年轻化”的基础化学实验教师队伍。(3)基础化学实验教学团队的完善。为了保持基础化学教学团队稳步发展,我们不时地对团队进行更换和补充。对那些责任心不强、教学水平不高且不钻研的教师及时剔除团队。把业务能力提升快、具有高度责任感且任劳任怨的教师随时吸纳进来。我们的基础化学教学团队实行“院长指导”和“实验中心主任直接负责”的管理模式。每学期结束之后,对教学团队成员进行量化考核。到达考核标准的下一学期继续留在团队,考核达不到标准的撤下。在没有实行这一管理模式之前,在每一次的期中教学座谈会上,基础化学实验教学是学生诟病最多的课程。在实施这一管理模式之后,基础化学实验教学则是学生满意度最高的课程。这一管理模式运行多年以来,我院基础化学教学团队成员的业务能力得到明显提升,教师的责任心也显著提高。2018~2019年度结束之后,我们基础化学教学团队成员已发展到24人,职称组成为:教授9人,副教授9人,高级实验师2人,讲师2人,实验师2人,高级职称比例达到83.3%;学历组成为:博士10人,硕士12人,本科2人,研究生以上学历占91.7%。在这支队伍中,省级教学名师有3人,校级教学名师有3人,省级中青年学科带头人有2人,校级中青年学科带头人有8人。

2基础化学教学团队建设改革

基础化学教学团队建设不能原地踏步,它需要永不停息地前进和发展。近年来,我们依据化学各专业的发展和人才培养体系的发展变化,及时地对基础化学教学团队进行改革和优化。(1)团队成员实行聘用制。每学期期末,由学生、学院考核小组以及实验中心考评小组同时对基础化学教学团队成员从“德”、“能”、“责”和“贡献”等多个方面进行核。考核总成绩排序。根据下一学期基础化学实验开设所需教师需要,实行等额聘任上岗制度。这一制度的实施,进一步激发了团队成员“敬业爱岗”的积极性和“业务提升”的主动性,进一步增强了团队教学的活力和提高了教学质量。(2)引导团队成员对基础化学实验教学项目和内容进行革新和创新。随着人才培养规格要求的不断提高,教学内容也需要不断地进行变革。一成不变的教学内容只能培养出平庸无奇的学生。近些年来,我们的基础化学实验内容中,除了保留一部分传统的技能培训所必须的项目外,要求及时地更新实验项目内容。这也是教育部对实验教学考核的重要内容之一。因此,我们组织团队成员主要对物质的制备和性质测试模块中的实验项目进行及时更新。我们要求团队成员结合自己的科研项目内容,进行凝练,并最终成为基础化学实验中的新项目。由于实验项目不断更新,增添了新的血液,因此能较好地保证了项目的质量,从而更有助于应用型人才的培养。(3)组织团队成员不断改革教学模式和教学方法。教学模式和教学方法的改革是一项永不停息的举措。科学有效的实验教学方法是“基础化学实验”成功运行的保障。近几年来,我们院根据专业需要,根据不同的专业对“基础化学实验”,我们团队成员探索和采用了各不相同的教学模式和教学方法。对于化学专业,主要采取“实验原理精讲”、“基本操作演示”、“原理合理验证”、“精细合成指导”及“缜密的理论分析”为主的教学模式与教学方法;针对材料化学专业,我们主要运用“实验原理对比分析”、“单元操作精讲”、“单元合成及结果分析”以及“材料合成应用”等教学模式和教学方法;对化学工程与工艺专业,我们主要采用“实验原理的精讲”、“实验步骤的逻辑分析与精细操作”、“单元合成精练”以及“简单工艺流程设计与应用”等教学模式和教学方法;而对于高分子专业,我们拟采用以“实验原理分析及合理验证”、“单元合成精练”、“操作步骤跟踪”以及“实验结果逻辑分析”等为主的教学模式和教学方法。对不同的专业,基础化学实验对学生的要求亦不相同,切不可因为实验教学资源的不足而对所有专业的“基础化学实验”采用相同的实验教学方法与模式,这样就没有任何特点或特色可言,自然也就无法真正提升实验教学质量和达到有效人才培养的目的。这就要求我们的团队成员苦下功夫和着力研究发展与使用不同的教学模式、教学方法。在我们的教学团队里,坐享其成、墨守成规的成员绝无市场。(4)不断提升团队成员自身的能力和素质。要想提升基础化学教学团队整体教学能力,必须要不断提高团队成员自身的整体能力和素质。而个体各异,其发展亦不尽相同。我们不搞一刀切,而是依据其自身的特点,以不同的形式按照不同的规格来提升成员的业务与素质。在教研方面比较突出的成员,组织他们主要对基础化学教学理念、教学方法和教学模式进行探索与研究,以申报与基础化学教学有关的各级别的质量工程项目并着力进行研究为主,他们主要负责教研方面的工作,同时带领团队中其他成员参与教研活动;对在科研方面能力比较突出的成员,则要求他们申报各种级别的科研项目,并从中提炼新的实验项目。同时吸纳团队其他成员参与科研活动。这种各有偏倚又均有互补的项目申报研究模式,对于提高团队的整体业务教学能力与水平大有裨益,其效果十分明显。在我们这个团队中,几乎人人都有教、科研项目。(5)通过提升学历和职称来进一步提高基础化学教学团队的水平。目前,尽管我们团队成员的职称和学历相对比较高,但仍有很大的发展空间。我们依据学校提供的优惠政策,不断创造条件让年轻的教师继续深造。也通过团队的力量,帮助团队成员在提升业务能力的同时,不断提高职称评审的条件,使其能尽快晋级更高一级职称。通过这种方式,我们的教学团队在近几年里职称和学历有显著变化。(6)团队成员吸纳学生进入科研团队,继续帮助学生打好科研基础。教学团队的建设与发展,归根结底是来提升学生的能力与素养。尽管我们是基础化学实验教学,但是我们在对学生的科研能力的培养上仍然不落后。我们不仅鼓励团队成员及时吸纳学生进入自己的科研实验室,跟着自己从事课题研究与科研训练,更赞赏指导教师指导学生申报各级各级各类科研、创新训练等项目,并督促和指导学生完成项目。学生在从事科研活动过程中,把理论所学到的知识很好地运用到实践之中,不仅训练的科研基本功,还提升了创造创新能力,开阔了视野。这项活动的开展,对于学生动手能力、创新和设计能力以及知识应用能力的培养十分有益。近3年来,我们团队成员共指导学生获得了9项部级、15项省级和35项校级创新训练科研项目。我们所取得的成果在整个学校都独一无二。

3基础化学教学团队的未来发展

发展是永恒的主题。基础化学教学团队的发展更是义不容辞。作为一支实验教学队伍,承担着我院各专业基础化学实验以及其它学院相近专业基础实验的教学、教研、教改、课程建设以及实验室建设的重任。在未来的几年里,我们拟在以下几个方面来大力发展团队建设。(1)全面提升团队成员的各项素质与业务能力。主要是大力提升全体成员的授课、指导、信息加工、实验基础培训、实验设计、实验综合能力培养等各个方面。着力提升团队成员的教学理念、教学方法,使用现代化的教学手段来大力提升基础化学实验教学质量。特别是对青年教师的大力培养尤为重要。青年教师是团队的发展希望。(2)加强师资队伍建设。在现有的队伍基础上,建设一支素质优良、结构合理、思想稳定、教学科研能力强的“双优型”专任教师队伍。团队成员结构层次得到明显的发展与优化,吸纳更多的年轻教师从事基础化学实验教学,年轻教师所占比重有所上升,职称和学历层次明显提高。(3)加强课程。以“大学化学实验”省级精品自然共享课程、《有机化学》省级资源共享课程、化学专业省级特色专业和物理化学省级重点学科为依托充分带动基础化学实验课程建设与发展,力争在未来的3-4年内将基础化学实验所属课程中的1~2门建设成省级精品自然共享课程,1~2门实验课程其建设成省级一流课程。(4)推进现代化教学手段和网络建设。现代化教育技术手段在基础化学实验的重要性无可比拟。传统的教学手段已经不能适应现代大学教育的快速发展和满足大学教学的要求。因此,要想提高化学实验教学的整体水平,基础化学实验教学团队全体教师都要认真研究如何利用现代化教育技术手段、最佳信息呈现方式,大力改进实验课堂教学方法,突破课程中的重点、难点,既能使学生从枯燥的说教中解放出来,又能提高教学质量。(5)以学生为本,着力培养创新能力。团队将以基础化学实验为依托,坚持以学生为本,通过基础化学实验、综合性与设计性实验和一定的创新性实验来培养学生的创新能力。为了更好地培养学生的创新能力。鼓励团队教师对学生实行导师制,鼓励学生通过周末和节假日到基础化学实验室进行实验强化和学习。(6)大力加强团队成员的科研,以科研带动实验教学。化学以实验为基础。化学实验研究可以把理论知识直接转化为现实的生产力,反过来科研成果亦能直接转化为我们的教学内容以丰富教学体系。因此,团队将积极鼓励成员进行科学研究,吸纳尽可能多的学生参与科研队伍中来,逐步提高学生的科研能力和科学素质。通过帮助学生申请各级基金课题和指导学生参加各种学科技能竞赛,还要引导学生积极申报省、部级创新课题,切实提升学生的综合素质和科研能力。大力支持团队教师将科研新成果融入到教学中,更新教学内容,充实学科专业内涵,确保创新人才培养的质量。

4结语

基础化学教学团队的建立与发展,有别于基础化学教学团队,具有自己的特点。尽管淮南师范学院化学与材料工程学院基础化学实验校级教学团队于2015年开始建设,于2017年底建设完成,并于2017年被遴选为省级基础化学实验教学团队质量工程项目,但是,基础化学实验教学团队建设任重道远。我们将以此为契机,结合自己的特点,狠抓内涵建设,使我们的基础化学实验教学团队成为省内知名的教学团队,其建设成果能被其它兄弟院校借鉴。

参考文献

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大学化学实验范文篇8

1.1加强宣传管理,增强实验室管理人员、教师和学生的环保意识。在化学实验过程中尽量做到节约使用化学药品、不浪费,少产生废弃物。不能随意倾倒实验过程中产生的化学废弃物,做到集中收集处理。这样不仅对师生实验过程中健康有利,也对生态环境有益处。加强宣传很重要。在实验过程中由于有些学生不认真听教师有关实验内容和操作的讲解以及学生环保观念淡薄等原因,造成实验药品量称量错误或实验操作失败等原因致使一定数量的化学试剂和药品废弃排放到环境中,这样就会对环境造成不利影响。需要指出的是,环保健康观念的加强不仅在于学生,教师本身也应注意化学实验过程中环保健康的重要性。另外,实验顺利完成后,教师要要求学生在第一时间就应把实验过程中产生的化学废弃物根据其性质的不同,分门别类地进行归类处理,而不是各类废弃物都混装在一起。这样就为后续化学废弃物的顺利收集和处理提供了便利条件和基础。1.2化学实验微型化和模拟仿真。为了从源头上减少有毒有害化学药品的使用和排放,有些剧毒实验可以采用模拟仿真虚拟实验平台进行;另外,实验过程尽量采用微型化实验,即缩小实验规模和尺度,以微型小实验代替试管或烧杯尺寸规模实验。以广西大学化学化工学院为例进行举例说明。如今广西大学化学化工学院已经建立广西大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,该中心包括基础化学实验虚拟仿真教学平台、化工原理与过程装备控制虚拟实验平台、现代仪器分析虚拟仿真教学平台、化工过程虚拟仿真平台以及课外实践与科技创新虚拟仿真平台等。在这些平台中,与大学生平时实验尤为相关的是基础化学实验虚拟仿真教学平台,该平台包括了四大基础化学实验模块,分别是有机化学虚拟仿真实验模块、无机化学虚拟仿真实验模块、分析化学虚拟仿真实验模块以及物理化学虚拟仿真实验模块。为减少相应基础实验过程中的有毒污染物的排放,有些实验可以使用该虚拟仿真教学平台进行,从而实现了从源头上减少化学污染物的途径和使用量,为环保健康校园的建设具有重要意义。1.3废弃物预处理。无论是公共实验室或是教师自己的科研工作室,在排放化学废弃物前均可根据自己的专业知识和技能进行预处理或减毒减害化处理措施,尽量做到无污染排放。化学反应废液是化学实验室一种主要污染物,针对化学实验室废液的化学特性,无机物废液处理方面主要有以下处理方法,包括中和法、混凝沉淀法、化学氧化还原法以及电化学法等。例如,实验室产生的废酸或废碱溶液,可以与实验室产生的废碱或废酸溶液进行中和反应处理,从而减少化学废液对环境的有害性。又如六价铬的毒性远大于三价铬,因此在处理含六价铬溶液时,可采用氧化还原法将六价铬经过还原处理转变成三价铬,从而减少铬的毒性。在废气处理方面,主要包括吸收法、吸附法、催化法、燃烧法以及冷凝法处理等。例如,化学实验室有时会产生硫化氢等无机化合物气体,该气体具有恶臭特性,可根据其酸性气体特点,采用碱性溶液将其进行吸收处理。而在做有机化学实验时,经常会碰到有机废气产生,这时可将有机废气收集后采用燃烧法将其处理产生二氧化碳和水,减少了对环境的污染。1.4废弃物管理电子平台的建设。在全校范围内建立一个专门的化学实验室废物管理电子平台,在该平台上报告产生的化学废弃物情况,由废弃物产生者自行登录网络平台进行登记显示,不能随意丢弃和排放,做到废弃物资源共享,方便管理,有利于化学废弃物资源化处理和利用。例如,化学化工学院产生的化学实验室废弃物也许可以作为其他学院如环境学院等师生从事研究实验的原料对象,研究化学污染物处理技术。再以铬为例,六价铬的毒性明显高于三价铬毒性,在处理含铬化学废液时,不仅可以使用化学还原法进行处理,生命科学院以及资源与环境学院等相关学院的师生也可以采用生物法进行处理,通过筛选具有还原作用的微生物实现对六价铬废液的还原处理,从而降低化学铬废液对环境的毒害性。通过对全校性甚至是以城市等为单位的区域性废物综合管理电子平台的建设,可有效延伸废弃物有效利用的链条,做到物尽其用,这样既节省了物质资源,又有利于绿色环保,降低化学废弃物对环境的危害风险。1.5废弃物处置中心的建立。对于不能在实验室进行处理和资源化利用的化学废弃物,建立专门的化学废弃物处理处置站或中心。该处理处置中心根据化学毒性、易燃性、腐蚀性、反应性以及放射性等不同特性将对化学废弃物进行分门别类,并贴上相应管理标签,注明化学废弃物名称、收集时间、地点以及数量等数据,便于后续集中处理与处置。对于盛装化学试剂的玻璃瓶和塑料瓶以及实验过程中损坏的玻璃器皿也可分门别类收集、处理和处置,减少对环境污染和破坏。学校也可在特定时间统一收集一段时间来所产生的化学废物,然后将这些化学废弃物交由具有相应资质的处理单位进行集中处理、处置,达到彻底无害化要求。

2化学实验室废弃物安全管理与处置的管理控制体系

根据化学实验室废弃物产生的种类、数量以及特点进行调查研究,与学院和学校相关管理部门交流沟通制定详细的化学实验室废弃物管理控制体系,探索化学废弃物有效管理策略和思路。通过调研和实践,制定一套有效的化学实验室废弃物安全管理和处置方案。化学实验室废弃物主要安全管理控制体系如下图1所示,遵循“减量化、资源化和无害化”处理的原则和理念,其中“减量化”是管理化学废弃物方面最重要的原则,在源头上减少化学废弃物的产生和形成,缓解后续废弃物“资源化”和“无害化”处理的量和难度,这是最值得提倡的,同时也是最经济和有效的,实现在源头上减排的目标。因此,把实验室废弃物管理控制体系建设的重点放在“减量化”上,想方设法在源头上尽量减少化学废弃物的生产和使用,建立多渠道齐头共管的化学实验室废弃物“减量化”方案,具体实施途径和方式如图2所示。只要全校师生积极行动起来,加强环保意识、对化学废弃物分类处理、建立化学废弃物处理电子平台或处置中心、充分利用虚拟仿真等教学平台,就可以在很大程度上减少化学废弃物对环境的影响,为创建绿色健康校园作出贡献。

3结语

大学化学实验范文篇9

关键词:翻转课堂;分析化学实验;教学模式

在现代信息技术快速发展的时代背景下,翻转课堂得到快速发展。翻转课堂是讲传统的教学过程彻底翻转,课前让学生自主下载学习资料并查看、与同学老师在线交流,课上时间主要用于学生分组活动、问题解答、指导学生完成作业等[1-3]。这种学生课前自主学习、课上有目的性的解决问题的翻转课堂有助于激发学生的学习兴趣,提高教学效果并提升教师教学能力[4-6]。化学作为一门实验性学科,化学实验教学是极其重要的一部分,旨在培养学生良好的实验操作技能与习惯[7],已有相关研究将翻转课堂应用于大学化学实验教学过程中[8-10]。由于高中阶段普遍存在实验课时不足、实验开放有限等原因,高中化学的学习多数仅限于理论知识的学习。进入化学专业的大学生今后所从事的工作是与化学有关的,更确切的说多数是与化学实验相关的。而大学化学实验教学对学生实验技能的培养及良好实验习惯的形成具有更加重要的影响,因此,应当重视大学化学实验教学及其教学效果。传统的化学实验教学过程包括:课前让学生预习,书写预习报告,课上老师讲解实验过程并指导学生实验,学生课下书写实验报告。通过实验教学过程发现,这个教学过程存在一些问题:首先,课前预习过程中,存在学生应付老师完成预习任务的现象,学生单纯将实验教材中的实验步骤抄写一边,达不到预习的效果;其次,课上实验时间一般为3个学时,要完成讲解和学生实验两部分的内容,由于时间限制,便存在教师简单讲解、学生带着疑问进行实验、并且教师不能随时指导每一位学生的实验;最后,在学生书写实验报告时存在数据处理错误的现象。基于这些问题的存在,必定不会有良好的实验教学效果。翻转课堂教学中是让学生课前进行学习并讨论,利用课上时间解决问题,这就将多数的时间留给学生,使学生能够自主、有目的地进行学习。尝试将翻转课堂应用于分析化学实验课中,对于学生学习和教师授课都有一定的帮助:学生可以根据自己已有知识有针对地进行预习、学习实验原理、实验操作,并在课堂上进行实验;教师有充足的时间解答学生的问题并指导学生完成实验。现以分析化学实验为例,设计一堂应用翻转课堂教学方法的分析化学实验教学课。

1分析化学实验翻转课堂设计

将翻转课堂应用于分析化学实验教学过程中需要重新设计实验教学流程,主要包括以下几个方面:1.1学习资源准备。分析化学实验翻转课堂中,教师需要给学生准备的学习资源包中主要包括PPT课件(包含实验原理、基本操作及步骤)、实验操作演示视频及课前预习测试题目。教师将上述教学资料准备好,上传于网络。1.2学生自主学习。学生从教师指定网络下载学习资料,进行自主学习,书写预习报告并完成相应的练习题。学生下载学习资料自主学习,这一过程不在教师的控制下,有些控制力较弱的学生不能自主的学习,这就需要教师精心设计学习资料,能够使学生都参与到自主学习环节中,提高自学效果;教师建立交流平台,让学生在学习过程中,可以随时交流,并解决预习所遇到的问题;为了提高自学效果,教师应要求学生根据自己预习情况书写预习报告(并非照搬书本。用自己语言进行概括描述)并准备适量的预习测试题,达到巩固学生预习效果的目的。1.3课堂讨论及实验进行。分析化学实验一般是3个学时,为了让学生掌握基本操作并高效率完成实验,教师可以通过让学生自愿报名或者点名的方式让学生代表讲解实验原理、步骤并进行基本操作演示,教师进行补充说明并指出不正确的知识点。这样的授课方式将学生由“被动的灌输知识”转变为“主动学习知识”。将充足的时间留给学生自己进行实验,教师便可以近距离指导学生实验操作,得到较好的实验课堂教学效果。1.4课后总结及反馈。实验课后,学生和教师都进行实验总结及反思。学生可以对实验过程进行总结,书写实验报告,并反思自己在实验过程中的操作是否标准、实验是否成功、影响因素有哪些等问题。教师应以问卷的形式调研学生对此分析化学实验翻转课堂教学效果、学习效果的看法及建议,在以后翻转课堂实施过程中进一步改进。

2实验教学案例

以海盐中NaCl含量的测定实验为例,进行翻转课堂教学过程设计。2.1准备学习任务单及教学资源2.2学生自主学习并完成学习任务2.3课堂教学过程翻转课堂教学过程中,需要对教案重新设计,教案如表2所示。2.4教学反思教师课下对此翻转课堂教学过程反思,并在下一次教学过程中进行改进。

3结语

大学化学实验范文篇10

关键词:绿色化学;有机化学;危险废弃物;原点处理

有机化学实验是有机化学课程不可分割的教学内容,是培养学生掌握实验基本技能和技术、提高动手能力的必修课。有机化学实验中药品复杂,产生的环境污染和能源消耗比较大。近年来,政府监管部门对高校实验室危险废弃物的监管力度逐渐增强。2005年7月26日,我国教育部和国家环境保护总局联合下发《关于加强高等学校实验室排污管理的通知》,将高校实验室排污纳入环境监督管理范围。随后,国家不断出台各种相关的法规和标准进一步规范高校实验室危险废弃物的排放,其中包括《废弃危险化学品污染环境防治法》《实验室危险废物污染防治技术规范DB11T1368–2016》等。因此,安全、规范、有效地对高校实验室危险废弃物进行管理成为高校实验室管理部门亟待解决的问题。

1高校化学实验室危险废弃物的管理现状

随着高校招生规模的扩大和实验教学内容的改革,学生人数和实验种类剧增,对试剂的消耗也随之增大,产生废液的数量和种类也随之增加。这些废弃物渗入土壤、地下水,或者飘入大气,造成环境污染,最终影响人类健康。不同于化工企业产生的废液种类单一、单种废液数量大,高校化学实验室废液的特点是种类多,每种废液的数量相对较少。但是如果处理不当,也会造成安全事故,对环境和人身造成伤害。近几年,高校化学实验室安全事故频发,因此,高校作为教学和科研的重要场所,必须进一步加强实验室危险废弃物的收集与处置,为社会输送具有安全与环保意识的大学生。继国家出台各种法规和标准后,目前各大高校结合本校的实际情况,逐步建立起实验室污染物排放管理机制,学校内部对实验室产生的危险废弃物从收集、存储、转运等方面进行规范化、精细化管理,基本都制定了相应的规章制度并不断完善[1]。因此,高校实验室危险废弃物的排放管理逐渐走向正轨,现在绝大多数高校实验室产生的危险废弃物基本都能做到分类回收和存放,并将回收后的废弃物交由有资质的环保公司进行处理。

2化学实验室废液的回收方法

高校化学实验的危险废弃物主要包括固体废弃物、液体废弃物和气体废弃物。固体废弃物主要包括空试剂瓶、碎玻璃、废弃包装物、被药品沾污的固体和过期的固体药品等。液体废弃物主要包括无机废液、有机废液和过期药品。气体废弃物主要包括实验过程中产生的废气,根据气体的性质和浓度采取不同的处理方式,高浓度的气体加装气体吸收装置进行处理,低浓度的气体由排风装置引入集中废气处理装置中进行处置,然后排放到大气。固体和液体废弃物分类收集后交给有资质的环保公司进行处理。这些废弃物中,最难处理的是液体废弃物(废液)。废液的回收涉及到废液的分类、存储和转运等,不同的学校采取不同的废液分类方法[2–4]。一般而言,基础教学实验室的废液通常分为无机废液和有机废液。无机废液包括含酸废液、含碱废液和重金属废液。有机废液则主要包括含卤和不含卤的。在废液的回收过程中遵循“专桶专用,分类收集”的原则,回收桶上注明废液的种类、主要成分、存放地点和应急联系人等信息,并且在桶的下方放有托盘以防废液渗漏造成新的污染。废液的收集登记需要建立台账,必须做到有迹可循。随着信息技术的发展,部分高校开发建设了试剂使用平台,从试剂的采购、使用到废液的回收等都可以在平台上进行记录,需要进行回收时在系统平台上提交申请即可,这就使得废液的回收管理更加规范和方便[5]。

3有机化学实验室废弃物的原点处理

高校分类收集的废液需要交给有资质的环保公司进行无害化处理。一方面目前有资质的机构和公司不多,另一方面由于环保要求的提高和废液排放数量的增多,环保公司废液处理能力不足的情况逐渐显现,甚至出现废液回收处理不畅通的局面。此外,有资质的环保公司的收费标准较高,高校用于废液处理的费用也水涨船高,这对于高校而言是一笔沉重的负担,由于经费不足,部分高校在废液处理经费方面存在很大的缺口。因此,高校不能仅仅满足于将危险废弃物分类收集后交给环保公司,而是应积极主动地寻找废弃物原点就近处理的新出路。但是目前国内高校在这方面的意识还很淡薄,仅仅满足于废液的分类收集,尚未真正建立起谁排污谁负责的管理机制。日本高校对实验室化学废液的管理起步较早,形成了一套科学有效的管理机制。日本高校实验室废弃物的管理主要坚持两项原则:一是“排出者责任”原则,二是“原点处理”原则。“排出者责任”原则是指废液的排出者对废液的产生、收集、搬运直至最终的处理,都负有相应的责任。“原点处理”原则是指尽量在废弃物产生的源头就近对其进行处理[6]。这是因为排出者对废弃物的成分和性质最清楚,如果做到了原点处理,将大大降低废液处理时间、人力、物力和成本,也避免了不同废液混合造成的新的污染和处理成本。因此,日本高校在进行废液处理的过程中,会优先考虑高校实验室内部来进行处理,自己处理不了的废液交给环保公司处理。如日本的熊本大学是学校处理有机废液,委外处理无机废液[6]。有机化学实验是中国海洋大学化学化工专业、材料、生命科学、食品科学、水产和药学等近化类专业的基础课程。自从我校实施《中国海洋大学实验室危险废弃物处置管理办法》以来,有机化学实验室产生的废液都能做到分类收集并交给有关环保公司进行处理。根据环保公司要求,我们所收集的有机废液必须集中到一个容器当中。在溶液的混合过程中很容易产生新的不安全隐患,并造成后续处理程序和成本的相应增加。另外,目前我校完全依赖环保公司进行废弃物处理的专项支出相对较高。因此,我们结合有机化学实验室产生的有机废弃物的成分和性质,借鉴日本高校实验室废弃物的处理方法,尝试有机化学实验室废弃物的原点处理,进行绿色化学理念在有机化学实验室废弃物管理方面的探索,真正做到谁污染,谁处理。有机化学实验室产生的废液主要包括大量的有机废液(99%以上)和少量的无机废液(1%左右)。含酸或者含碱的无机废液可以通过用废酸废碱进行中和的方式处理,通过测定溶液的pH,达标后再稀释排放。而实验室产生的有机废液成分比较复杂,需要根据废液的浓度、性质进行分类处理,这部分废液是有机实验室原点处理的难点和重点。以中国海洋大学鱼山校区的两个实验室为例,我们进行了有机废液原点处理的尝试。这两个实验室主要针对食品、生命、水产等专业开放,48学时,每年选课人数约500人左右,主要开设的实验课程包括蒸馏与分馏、水蒸气蒸馏、重结晶及过滤、熔点的测定、正溴丁烷的制备、乙酸正丁酯的制备、乙酰苯胺的制备、从茶叶中提取咖啡因等。蒸馏与分馏、水蒸气蒸馏和从茶叶中提取咖啡因这三个实验回收的废液主要是浓度比较高的实验试剂,分别是丙酮、乙酸异戊酯和乙醇。正溴丁烷的制备和乙酸正丁酯的制备这两个制备实验收集的废液主要是学生实验的产物,分别是正溴丁烷和乙酸正丁酯。上述实验回收的大部分废液,浓度比较高,成分单一,直接作为废液交给环保公司处理掉非常可惜,因此,我们通过采取蒸馏、萃取和干燥等简单操作就可以进行实验室提纯,提纯后的丙酮、乙酸异戊酯和乙醇继续用于以后的学生实验。以含丙酮的废液为例,由于这个实验是学生进行蒸馏操作的第一个实验,因此收集的产物纯度不高,我们将所有学生回收的丙酮收集在一起,重新进行蒸馏,即可得到纯度比较高的丙酮。同样,乙酰苯胺的制备实验中收集的固体乙酰苯胺,可以直接用于熔点的测定实验的原料,也可以添加少量杂质用于重结晶及过滤实验的原料,实现了试剂的循环使用。通过有机化学实验室废液的原点处理,减少了实验室废弃物的处理环节,同时大大降低了废弃物在贮存、运输和处理过程中的安全隐患及带来的环境污染。将处理提纯后的药品变废为宝,循环使用,继续用于学生实验,使得有机化学实验室的试剂成本大大降低,初步估计鱼山校区的两个有机化学实验室中,丙酮、乙酸异戊酯、乙醇、乙酰苯胺等试剂消耗可以节约50%左右。试剂用量的减少,使得试剂的订购、存贮和安全管理也变得简单。另外,废液一经产生马上进行处理,废液数量比较少,实验室处理起来相对简单,不会增加很多工作量,对于实验教师而言不会造成很大负担。近期我们正在尝试吸引学生参与,通过采取开放实验的方式鼓励课堂掌握不好的学生以及需要增加社会实践的学生参与进来,进一步培养学生的环保意识和动手操作能力,可谓一举多得。

4结语

高校化学实验室危险废弃物的管理是一项系统工程,上至国家、下至院校,正在加强进行危险废弃物排放管理的制度和体制建设,高校实验室危险废弃物排放的法律法规、政策措施和管理细则正在日益完善。我们尝试从绿色化学的角度进行有机化学实验室危险废弃物的原点处理,目前工作取得了一定的成效,但是也还存在很多问题,需要在后期的工作中慢慢摸索。我们希望以此为切入点进行基础教学化学实验室其他废弃物的原点处理,力争最大限度地将污染控制在源头处。同时,这项工作需要学校在专项经费和政策支持方面的适当倾斜,鼓励实验技术人员和专职教师利用专业知识进行实验室废弃物的原点处理。

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