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化学研究基本方法

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇化学研究基本方法范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

化学研究基本方法

化学研究基本方法范文第1篇

1在指导思想上提高化学方法的训练

有机化学和无机化学都是化学专业的重要基础理论课程。纵观现行各类各层次教学大纲如出一辙,着重强调的是使学生比较系统地掌握化学基础知识、基本理论和基本技能,对化学方法的训练重视不够。大多数化学教师也只注重化学知识的讲授和实验技能的训练,对培养学生理解、掌握和运用化学方法的能力未引起足够的重视。因而学生缺乏必要的化学方法的训练,研究能力差,思维不活跃,学生只是积累教师或书本所传授的知识,以求考试取得高分。实际上有丰富教学经验的化学教师都有同感:化学方法与基础知识、基本理论和基本技能有着密切的关系。

就基础知识和基本理论而言,化学方法是化学发现的手段。无论在近代化学的建立时期,还是在现代化学的发展时期,任何一个重大的化学发现都是依靠一定的化学方法实现的。同时,化学方法又是化学概念和化学理论建立的工具。就基本技能而言,化学方法是促进技能发展的一条有效途径。学生一旦掌握了化学方法,就会加速对化学知识量的积聚速度,加速对知识的理解,提高对知识的概括和运用能力,对掌握新知识起能动作用。因此,在教学过程中本人把原来的“三基”变成“四基”把化学方法的训练作为教学环节的重要内容之一,这是对学生进行化学方法训练的前提。

2将化学方法引入教学过程

在讲授基本概念和基本理论的同时,注重培养学生理解和掌握从事化学研究所必需的基本方法。在教学过程中,教师不应平铺直叙地讲解化学知识,而应当将化学方法直接引入教学过程,这是对学生进行化学方法训练的关键。

2.1联系重要的化学史事,让学生学到有益的化学方法

化学发展的历史是极其曲折的,那些杰出的化学家成功的背后都蕴藏着各种各样的化学方法。在化学教学过程中若巧妙地结合所授知识,将这些化学方法渗透其中并潜移默化地传授给学生,有利于培养和提高学生掌握和运用化学方法的能力,加深对知识的理解和应用。例如,在讲授有机化合物和有机化学的概念时,可渗透化学实验法在化学发展中所发挥的作用。我们知道“有机物只能在生物的细胞中,在一种特殊的‘生命力’的作用下才能产生出来,用人工方法是不能合成有机物”的“生命力论”曾牢固地统治着有机化学界,严重地束缚着人们的思想,使人们放弃用人工合成方法合成有机物的想法,使有机化学的发展长期停滞不前。直到1928年,德国化学家武勒(Wohler)首先冲破“生命力论”的桎梏,在实验室里由氰酸铵合成了尿素〔NH4OCNCO(NH2)2〕。从此才动摇了“生命力论”的统治,有机化学才得以迅速发展。目前有机化合物的种类已发展到数百万种,并且每年还有上千种新的有机物被制备出来。

2.2采用启发式教学,建立和发展化学方法

启发式教学就是根据教学目的、教学内容以及学生的知识水平,运用各种教学手段,采用启发诱导的办法传授知识、开发智力、培养能力,使学生积极主动学习的教学方法。例如,在讲授“环烷烃的张力学说和环丙烷的结构”时,可以采用化学模型法进行启发式教学。让学生用球棍式模型连成环

丙烷和环丁烷,每个碳原子上的两个键必须压缩到60°或90°,以适应环的几何形状。结果发现,这些碳原子的键角与正常的四面体键角偏差很大,从而使分子本身产生角张力,力图恢复键角;再让学生连成五元环、六元环及六元以上的环,结果每个碳原子的键角非常接近于四面体的夹角,这些环基本上没有角张力。然后应用归纳法来总结环的稳定性与环大小的关系。在此基础上,为进一步讲解环丙烷的结构,不妨引入化学假说,即从环丙烷的分子模型可以看出,碳原子与碳原子之间并非直线相连,而是呈弯曲形状,这与现代共价键理论相矛盾。根据共价键理论,当一个碳原子以sp3轨道与另一碳原子的sp3轨道键合时,两个碳原子须处于使它们的sp3轨道彼此正面相对的位置,也就是面对面重叠,这样重叠的化学键最强。因此可用类比法提出“在环丙烷分子中可能存在另一种键--弯曲键”的假说,然后通过各种方法验证自己的假说,最后得到弯曲键理论。

将化学方法引入教学过程,不仅使学生学到作为知识活动结果的知识结论,而且还可以学到反映在认识活动中的研究方法,从而学到运用知识和发展知识的方法。化学方法隐含在化学内容的角角落落,只要做个有心人,在化学教学中勇于创新、大胆探索,将化学方法引入教学过程是不难做到的。

3指导学法,使学生自觉地运用化学方法处理问题

为了使学生能够初步理解和掌握从事化学研究所必须的科学方法,除了将化学方法直接引入教学过程外,还必须在指导学法上下功夫。指导学生运用化学方法去学习新知识,概括已学过的知识,养成自觉运用化学方法处理问题的习惯,从而把对学生进行化学方法的训练提高到一定的高度。教师在教学过程中要教给学生科学的学习方法,使之掌握打开知识大门的钥匙及获取知识的能力,将会使学生终身受益。

3.1指导学生正确使用教材

教材是教学大纲的体现,是知识的精华,是教师教和学生学的依据。在教学过程中要指导学生做到课前预习教科书,记下疑难问题,带着问题听课,课堂上紧扣教科书,把教材中的重点知识认真理解、勾画、记录。课后认真阅读教材,读懂教材。章节复习时把重点、难点知识反复阅读,认真理解,其它辅助资料不要代替教材使用。

3.2指导学生听课的方法

针对化学课的特点,教师要指导学生听好化学课的方法:用眼仔细观察演示实验,看清实验现象,观察老师的实验技巧。用鼻分辨气味,用耳听清老师讲解,用手记好笔记,用嘴请教自己不懂的问题,用脑去思考、分析、判断。只有眼、耳、鼻、手、脑并用,才能上好课,学好课。

3.3指导学生学会通过实验研究化学的方法

在学生的化学实验中要更加重视对学生进行化学方法的训练和培养。化学是一门以实验为基础的学科,化学实验是研究化学的重要手段,不同的实验侧重点不同。指导学生认真对待每一个实验,仔细观察、记录、分析、理解,通过实验培养学生的观察能力、思维能力和动手操作能力,让学生通过实验学会研究化学的方法。

3.4指导学生学会比较、归纳总结知识规律的学习方法

化学学科知识零碎、变化复杂,对学过的知识进行对比、归纳总结是一种行之有效的学习方法。要指导学生在学习:新知识的同时和旧知识进行对比,每学完一部分内容后进行归纳小结。有比较才有鉴别,有比较才能更好地把握知识,掌握知识的内在联系。在比较过程中去分析并加深理解,在理解基础上记忆。例如,在讲授《有机化学》同分异构体内容时,常采用对比启发的方法进行教学。由于学生以前学过同位素、同素异形体、同系物等概念,往往由于“同”字的“搅拌”而影响了对这些概念的理解和掌握,造成混淆不清的问题。这时我们根据这些概念中均含有“相同’、“不同’、“所指对象”而且能“互称”等共同点,采用对比启发的方法,如表1所示。

让学生对以前学过的容易造成混淆的概念在一起进行分析对比,不仅使学生对同分异构体有了深刻的认识,而且以前所学过的知识也得到了巩固和提高,更重要的是让学生掌握了一种学习方法。

在上复习课时教师要把各部分知识的共性找出来进行归纳总结,总结知识的规律性、前后知识的联系和区别,这样既可以训练学生的思维又增强了能力,使知识系统化、条理化,便于掌握和运用。例如,在学完醛酮类、酸类及酯类化合物后,可引导学生进行归紙“因结构相似,使醛酮类物质有相似的化学性质,酸类物质有相似的化学性质,酯类物质有相似的化学性质。因结构不同,使醛酮类、酸类、酯类的化学性质各不相同,醛类和酮类的性质也不完全相同。又由于甲醛、甲酸、甲酸乙酯的结构上都有相同的醛基(-CHO)才都能发生银镜反应”总结出物质的化学性质与其结构有密切的关系。

  3.5指导学生学习元素化合物知识的方法

元素化合物知识容易理解,也容易混淆、遗忘,指导学生在学习这部分知识时从图1入手。

即元素或化合物的结构决定了它的性质,性质决定制法、存在、用途和鉴别。引导学生不能单纯地死记硬背,而是从结构上去分析、理解有关的性质、制法和用途等。

学法指导的内容很多,以上仅举几例。教学过程中不仅要传授知识,更要教给学生学习方法。学生掌握了科学的学习方法,才能有效地促进智力的发展和能力的提高,取得良好的教学效果。

在化学教学中,通过对学生进行严格的化学方法训练,使他们不仅牢固地掌握基础知识、基本理论和基本技能所要求的内容,而且也扩大了思路,研究能力也会有所提高。当遇到实际问题时,他们能够有计划地调动自己的智力因素、知识和技能,而不是“高分低能”者。当然化学方法的训练并非一朝一夕之功,也不是学生在几年的学习时间内所能彻底解决的。但如果我们重视这方面的训练,就可以给学生打下基本化学方法训练的基础,使他们终身受益,并且也使我们的化学教学开创了新局面。

                             侯进才

化学研究基本方法范文第2篇

关键词: 化学实验 导入方法 导入过程 研究性学习

在中学化学教学中,化学实验是开展研究性学习的重要途径,教师应充分利用化学学科以实验为基础的基本特征,挖掘和开发化学实验在研究性学习中的功能。

一、化学的学科特征决定了化学实验可以导入研究性学习。

以“实验为基础”是化学学科的基本特征,即使在由经验化向理论化发展的今天,化学实验仍是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。在实验中,学生通过实验研究和认识物质,掌握化学基本原理和基本技能,初步学会化学研究的实验方法,从而更有利于研究性学习。

二、化学实验导入研究性学习的方法。

并非仅在实验的具体操作中才可以导入研究性学习,同时要注意实验课前、课堂、课后与研究性学习的结合;书本与网络的结合;教师与学生的合作。著名化学家、教育家戴安邦先生精辟地指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教学要求既传授化学知识和技术,又训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德。学生在化学实验室中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练由实验解决化学问题,使各项智力因素皆得以发展,故化学实验是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。”只有充分调动实验的各方面积极因素,才能更好地开展研究性学习。

三、以化学实验为中心的开放式问题探索这一“动”模式本身就是导入科学研究的过程。

化学是一门实验性很强的自然学科,其化学原理和化学规律都是在实验基础上通过分析、推导、归纳得出的。化学发展历史充分证明:化学科学的任何一项重大突破,无不是经过化学实验取得的:诺贝尔在历经自己被炸伤,弟弟被炸死的多次失败后发明了炸药;现代家具业使用的高密度纤维板;有机化学里的高分子智能材料……正如波义耳所说的:“没有实验,任何新的东西都不能深知。”

中学化学实验多数是对物质及其变化的再认识,从本质上看,这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。在教学中,我经常采用下列方法:教师提出开放性问题师生商讨形成实验方案学生提出探索性问题学生实验、分析、讨论学生、教师总结、巩固、提高。

化学研究基本方法范文第3篇

关键词:有机化学;教学;化学思维

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)39-0067-03

有机化学是研究有机化合物的性质、组成、结构、变化和应用的科学。有机化学学科自身特定的语言系统、价值观念、思维、行为方式,形成了独特的理论体系和研究方法,拥有自己稳定的范畴体系。有机化学学科文化中的价值标准、哲学思想、思维模式、语言系统等不仅影响着该学科的发展趋势也影响着其他学科包括人的发展。

思维是人对客观事物和现象的一种本质上的概括和间接的认识,是人的心理活动中最高级、最复杂的反映形式。在有机化学学习中,通过阅读、听课、观察、实验、练习等活动得到的感性材料,需要经过大脑的思维活动进行加工、改造、升华,最终变成理性认识,转化为学习的成果。化学中的基本思维方法主要包括抽象思维和形象思维两大类,并内含科学抽象、逻辑方法、观察联想、想象创新等丰富内容。

有机化学是化学及相关专业的一门重要基础课程,内容广泛,知识点多。如果在有限的课时内为完成教学任务而采取满堂灌的方法,学生就会在教学过程中处于十分被动的地位,能力培养更无从谈起。为了打破这种沉闷的教学局面,活跃课堂气氛,应该对有机化学的教学内容和教学方法进行不断探索,形成有自己特色的较为完整的有机化学教学及教学改革思路。以下就笔者在有机化学教学中贯穿对学生化学思维方法的训练谈谈做法和体会。

一、化学思维方法与基本理论、基本知识的辩证关系

化学思维是从事化学教学与研究的基本手段和工具,既有自然科学的一般思维方法的共性又有个性。当前,随着现代化学的迅猛发展,在校学生不可能完全掌握化学的所有知识,这在客观上要求我们把化学思维方法充实到实际的教学中,给学生较为系统的训练和指导,使他们学到最有用最基本的化学思维方法,以便能够自主、独立、能动、持续地获取化学知识,成为一个具有创造活力的化学工作者。

有机化学课程大纲的一般要求是“使学生比较系统地掌握有机化学的基础理论、基本知识和基本技能”,而对化学思维方法的训练缺乏足够的认识。事实上化学思维的训练与有机化学的基础理论、基本知识和基本技能的掌握有着科学的辩证关系,基础理论、基本知识和基本技能的掌握是具备化学思维方法的基础和前提,反之有良好的化学思维方法能促进对化学基础理论、基本知识和基本技能的掌握,既表现了对化学知识量的积累的加速也加深了对知识的理解,提高了对知识的概括和运用能力。

二、在有机化学课堂教学中,注意培养良好的化学思维方法

注意将化学思维方法引入自己的课堂教学中,例如在讲解环己烷的构象时,可以采用模型,学生看到用球棍模型连成的环己烷,发现环己烷的所有键的键角都符合四面体的要求,说明环己烷是一个无角张力的环,而且随键的转动环己烷不只有一种构象。随后引导学生注意环己烷的两种典型的构象,比较两者在能量上的不同。根据直观模型学生很快可以比较出椅式构象比船式构象稳定,因为船式构象原子之间比较拥挤,斥力大,在此基础上进一步引导学生利用已经学过的乙烷构象知识从另一个角度来说明为什么椅式构象比船式构象稳定。通过观察学生比较容易比较出椅式构象相当于乙烷的交叉式构象而船式构象相当于乙烷的重叠式构象,所以椅式构象比船式构象稳定,通过对环己烷的构象分析学生很快能够对其他环烷烃的构象稳定性做出判断。再如,在教学中以“稳定性”原理作为贯穿有机化学全局的主线,将有机化合物的结构和反应性能的关系辩证地统一起来,将稳定性大小、体系能量高低、结构因素、反应活性以及反应规律连成有机化学教学的一条主线,这样讲授的结果可以取得前呼后应、贯穿始终、深入浅出、举一反三的效果。学生如果掌握了“稳定性”原理这一思维方法就会对有机化学中的结构问题、反应历程、反应活性问题以及反应方向问题有深刻的理解,从而达到事半功倍的作用。

三、将化学思维方法用于解释人的社会行为和社会现象

笔者在有机化学的课堂教学中经常将“杂化轨道”理论、“诱导效应与共轭效应”理论、“动力学控制与热力学控制”、“非键原子之间的作用力”、“空间位阻效应”等等用来解释人在社会中的行为活动,虽然有些例子也许还不是十分恰当,但这样结合和扩展的结果增强了学生的学习兴趣,也使学生认识到知识和原理都是彼此有内在联系和相通的,化学思维方法既体现了化学学科自身的特点也有自然科学和社会科学一般思维方法的共性。这样做的结果学生既感到有机化学有很好的规律性可循也增加了有机化学这门经典学科的魅力,加深了对所学知识和原理的认识。例如,空间位阻效应又称立体效应,主要是指分子中某些原子或基团彼此接近而引起的空间阻碍和偏离正常键角而引起的分子内的张力,空间阻碍一般会降低反应速率,例如,在溴代烷的双分子亲核取代反应中,由于烷基体积的增大,引起空间阻碍,使反应速率变小。然而在有些反应中,立体效应有可能增加反应速率,例如,在单分子亲核取代反应中,三烷基取代卤代烷的烷基增大时,由于取代基之间的空间斥力,引起碳卤键的异裂,导致碳正离子的形成,从而提高了反应速率。空间位阻效应缘于非键原子或基团之间在其距离小于范德华半径是产生的排斥力是体系能量升高,而避免这种排斥力从而降低体系的能量是分子体系在静态和动态时的必然要求。根据这一原理就不难理解人们在处理各种人与人之间的关系时需要保持适当距离,距离太近会产生排斥,太远则不构成作用力,所以人们在交谈时,身体应该保持一个适当距离,朋友关系、恋人关系也是这样,即所谓的“度”。“豪猪原理”其实也是该原理的具体体现,用以上化学原理来解释是空间位阻效应的使然。

四、有机化合物结构测定方法原理对于分析处理事物的指导意义

分析综合与综合分析这一哲学思想在确定有机化合物的结构时是普遍遵守的一种方法原理。在进行天然有机化合物的结构分析时,首先要从大量的天然有机物中提纯、分离出各种不同组分的纯物质或有效成分,然后再根据各种谱学方法所提供的不同角度的信息,经分析、综合、推理、判断,常能做出合乎逻辑的结构鉴定,因此把这种从分析到综合的思想方法,叫作分析综合法。要想对最初化合物的结构弄清楚,必须分析在前、综合在后,而只有分析彻底、才能综合得体。所谓分析,则必经前期对物质客体进行精细的分离提纯,然后通过多种现代物理测试手段进行分析表征,从中收集各种不同的资料信息。所谓综合,就是作为主体的人对纷繁实验数据现象进行去粗存精、去伪存真、由此及彼、由表及里的全方位思考,同时通过筛选、逻辑推理,最终达到准确判断。不言而喻,综合并非简单加和或机械加工,而是一个主客体对话、认识飞跃的创新过程,所以综合比分析在认识层次上更高级更复杂,在思维运作上更抽象更精彩。无数事实也说明,客观事物的抽象性程度愈高,对物质运动的认识就愈深刻。也由此领会到有机化学研究的方法在于努力借助现代手段、珍惜客观反映信息,又重视抽象而辩证的思想方法、力促本体规律的真实体现,这样才能达到合乎逻辑的结构鉴定的效果。进行结构测定的目的,在于掌握性能与结构之间的联系,从而找出设计合成及应用领域的内在规律。

五、引导学生用辩证唯物主义观点认识问题解决问题,加强化学思维方法训练

使学生正确认识理论与实验的关系。学生在学习有机化学时容易形成重理论轻实验的现象,为了纠正这种想法,可以讲一些有关有机化学实验的化学史。如韦勒在实验室用无机物合成尿素,成为打破传统的生命力学说的开端,为人工合成有机物提供了例证。另外,格林试剂的由来,伍德沃德合成,扎依切夫规则和霍夫曼规则等都是在实验基础上成功的。这些事例使学生们体会到了化学确实是一门以实验为基础的科学,绝不能重理论轻实验。

化学家们的很多偶然发现,如:黄鸣龙对Wolff―Kishner还原方法的改进、费歇尔糖的发现、D・L甘油醛构型的确立,阿柯糖的意外得到等,这些看似偶然的发现,其实存在有一定的必然性,揭示了事物内部的客观发展规律。如果苯肼与碳基没有亲核加成反应,费歇尔不可能意外地得到糖,没有费歇尔的呕心沥血,这些偶然也不可能发生在他身上。

六、发挥教师的主导作用,调动学生学习的主观能动性

在新的科学技术革命的浪潮中基础课程要反映当代科学的新成就,如现在的有机化学教学内容中增加有关富勒烯、相转移催化、均相催化、超分子化学、色-质联用技术的内容等。科学技术的飞速发展使知识不断更新,这就要求学生有较强的自学能力以适应毕业后工作的需要,这也对教师提出了更高的要求。围绕整个课程的主干内容,紧密围绕“稳定性原理”这条主线由浅入深地将最基本的东西教给学生,使学生能举一反三掌握住一把打开本学科知识的钥匙。讲课过程中可留下问题,指定参考资料,布置思考题,让学生自己去学习思考,引导学生多思多想,发现更多的疑点,提出更多的问题,掌握有机化学学科体系的思维方法。若将学生的积极性调动起来,他们就会主动地查阅参考资料,增进知识,从而锻炼自己的思维能力,这样的学习效果才会得到保证。放宽有机化学知识口径,调整课程内容,明确课程目标和要求,在切实加强“三基本”的前提下,精选教学内容,结合国内外最新研究成果和动态,注意把新的知识引入课堂。解决好四个矛盾,即课时少与内容多的矛盾;经典理论与现论的矛盾;理论与应用的矛盾;课程体系与相关学科之间融合、渗透与交叉之间的矛盾。还应活跃课堂教学气氛,鼓励学生与教师平等地讨论问题,争论问题。创造尊师爱生,在学术问题上平等的良好学风,这将有利于教师和学生知识的更新和水平的提高,完成人才培养的目标。

有机化学正伴随着人类科学技术的巨大进步而迅猛发展,有机化学研究领域不断扩张,有机化合物的化学结构及其作用机理揭示了丰富的哲学思想,并向世人展示出一幅物质世界普遍联系的壮美景象,启迪着人们的心智,也为人类探索有机物质世界的本质提供可遵循的思路。因此,学习有机化学基本知识的目的不在于为知识而知识,更在于了解和学习化学的思维方法,从有机化学学习的角度掌握辩证唯物主义的世界观和方法论,启迪科学思维,培养科学方法,提高科学素养,为真正成为具有创新精神的高素质人才奠定基础。

参考文献:

[1]清华大学教育研究所.科技人才培养[M].清华大学出版社,1993.

[2]王兴南.论创造能力及创造型人才培养[J].山东工业大学学报(社科版),1995,(1).

[3]周远清.加强大学生文化素质,教育要逐步规范化和制度化[J].高等教育研究,1998,(5).

[4]施开良.化学类专业创新人才培养模式探讨[J].大学化学,2002,(6).

化学研究基本方法范文第4篇

【摘要】高等学校从精英化教育走向大众化教育的今天,理论教学、实践教学如何改革?已成为高等学校教学改革的当务之急。特别是实践教学改革更是重中之重。我们结合化学、化工类的多年改革实践提出:高等院校应该建立“以学生为中心、以基础知识为支撑、以实验教学为载体、以社会需求为导向、以学科方向为特色、以突出适用能力和创新能力为目标,培养高素质人才”的实验教学理念和以学生为中心的实验教学体系,适应国家和地方经济建设人才培养需求的教学体系的构建与实施,使化工专业、化学专业和相关专业的实践教学实现“五个转化”和“一个结合” 改革思路。

【关键词】实践教学 改革 理念 思路

高等院校的化学实验是高等院校化学、化工类及相关专业的重要教学环节之一,其教学理念、教学形式、教学方法、教学内容等对其化学、化工类及相关专业的人才培养起着至关重要的作用。为此,我们经过多年的改革实践提出:高等院校应该建立“以学生为中心、以基础知识为支撑、以实验教学为载体、以社会需求为导向、以学科方向为特色、以突出适用能力和创新能力为目标,培养高素质人才”的实验教学理念。其化学实验教学总体改革思路是:以学生为中心的实验教学体系,适应国家和地方经济建设人才培养需求的教学体系的构建与实施,使化工专业、化学专业和相关专业的实践教学实现 “五个转化”和“一个结合”。

1 实验教学的指导思想

人才培养是学校办学的根本任务,人才培养的质量是学校工作的生命线,学校的各项工作最终都要落实到培养人才上,必须坚持“以人为本、促进学生知识、能力、素质协调发展”的基本方针,优质高效地培养符合我国经济社会发展需要的高级人才,提高学生的就业率。让高校所培养的学生对国家经济建设和本地区经济发展做出应有贡献,促进社会经济发展,促进社会进步。

实验教学是高等院校重要的教学环节之一,所以,高校应该加强实验教学的科学化、制度化、规范化管理,全面推进素质教育、不断提高实验教学水平,保证人才的培养质量的教学目标,规定实验教学内容应在精选基础实验、验证性实验的基础上,充分拓展综合性、设计性实验,以培养学生创新意识和实践能力,促进学生整体与个性协调发展作为教学改革的重点,开展实践教学“万·千·百·十工程”资助优秀本科生进行科研实践;鼓励学生进行课外创新实践,以获得教学计划外学分。

2 实验教学的理念

高等院校化学实验教学的基本任务是:传授基本化学实验技术和方法,训练基本化学实验技能,培养学生分析、归纳、推理、总结和探索客观规律的能力;通过化学实验,在实践中学会发现问题、分析问题和解决问题,提高学生的综合素质,培养学生的适用能力和创新能力。

高等院校的人才培养已经从“精英化”走向了“大众化”,所以,实验教学的理念也应随之而改变,高等院校应该建立“以学生为中心、以基础知识为支撑、以实验教学为载体、以社会需求为导向、以学科方向为特色、以突出适用能力和创新能力为目标,培养高素质人才”的实验教学理念。

“大众化”高等教育的今天,应该高度重视适用型人才的培养,更应该高度重视实验教学工作,始终坚持理论教学与实验教学统筹协调、安排适当的原则,根据适用型人才能力培养的需要,科学合理地优化实践教学体系,适当增大实践性教学环节的比重,尤其注重开展适用型实践教学,强化动手能力的培养。加强现代化教学实验室建设,精心设计实验内容,积极开设综合性、设计性实验;加大实验室的开放力度,创造教师指导、学生设计并独立进行的自主实验环境;完善校内外实验基地建设,做到融专业知识教育于实践教学之中,培养学生理论联系实际、实事求是、一丝不苟的科学态度和坚忍不拔的探索创新精神。

3 实验教学的改革思路

实验教学总体改革思路是:以学生为中心的实验教学体系,适应国家和地方经济建设人才培养需求的教学体系的构建与实施,使化工专业、化学专业和相关专业的实践教学实现 “五个转化”和“一个结合”,建设一个学习、实践、创新相互促进的化学化工实验教学中心。

五个转化即:由四大基础化学各自独立开设实验项目向整体计划开设四大基础化学实验项目(避免基本操作项目的重复开设)的方式转化;由传统的验证性实验教学形式为主向以综合性、设计性实验教学为主的教学方式转化;由纯粹的单一实验教学形式向模拟仿真和实验相结合的教学方式转化;由操作技能培训技能与创新实践相结合的教学方式转化;由单一的基础综合实验向基础综合实验与专业综合实验相结合的方式转化。

一个结合即:工程训练(包括金工实习、生产认识实习和生产实习等)的教学过程与教学产品相结合,在真实工业环境或接近真实的模拟工业环境下培养学生的综合素质。

4 具体改革思路

以建立有利于培养适用型和创新人才的化学实验课程体系和教学模式为目标,建立多层次的实验教学体系,并在新体系的框架下实施实验教学内容的全面更新,在化学实验教学过程中全面引进现代教育技术,构建开放式实验教学整体解决方案,并以此为前提实施实验室的开放运行。其中所要解决的关键问题是如何在新的实验教学体系框架下实现教学内容的更新,并建立与新的教学体系相适应的教学模式,以适应高素质的适用型和创新型人才的培养。

化学实验教学改革具体思路是,对基础化学实验部分,在原有无机化学实验、定量分析实验、有机化学实验、仪器分析实验、物理化学实验的基础上重组形成基础化学实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别负责无机化学与分析化学实验的基本操作、有机与无机制备、仪器与物理化学测量的实验教学。重组过程中,力求根据化学学科自身发展的规律,打破传统的二级学科障碍,结合实验教学的认知规律,在一级学科层面上整合基础实验教学,以利于培养学生接受学科交叉中的新原理、新技术、新研究领域的挑战能力,也更利于培养学生的创新思维。对综合实验部分,在原有专业实验课的基础上形成,分为专业基础综合实验、专业综合实验Ⅰ和专业综合实验Ⅱ。专业基础综合实验主要开设专业基础课后的一些综合性、设计性强的实验,培养学生的综合应用能力和创新能力;专业综合实验Ⅰ主要为单学科内综合知识的技能训练的一些实验;专业综合实验Ⅱ主要以化学实验等专业方向的科研成果以及化学化工学科的最新前沿研究成果转化而来的实验。专业综合实验的特色是综合化与现代化,主要为多学科内综合知识的技能训练。从化学一级学科上整合化学实验教学的发展趋势,在每个实验选题中体现“合成制备——分析表征——实际应用”的基本思路。综合性基础与设计性实验,既体现了化学学科各二级学科专业方向的特色与优势,又涵盖多个二级学科的知识点,将学生从原有专业知识过窄的二级学科领域引导到一个更高的层次,从化学一级学科的高度上学习化学、领略化学、理解化学各专业学科之间的最本质的联系和内在的规律。这些实验强调知识的综合运用,强调创新能力的培养。研究型(创新型)实验是开放式实验教学和科技训练相结合,融多样化教学形式为一体的实验教学环节。研究型实验教学重在科研能力的训练和创新思维的培养,大多以开放实验以及学生科技创新结合的科研课题内容进行。学生在课程老师指导下自选研究课题,并自行设计实验方案,完成研究内容,在培养科研与创新意识的同时,了解学科发展与科技创新的前沿领域,接受科技氛围的熏陶。研究型实验教学层次又不同于毕业论文的科研训练,其形式较为灵活,不受课时限制,可在不同的年段、或课内或课外完成。研究型实验也包含科技开发内容,称作开发实验,让学生参与开发实验,培养学生“产学研”结合的意识。

5 具体实施方案

针对化学学科发展的趋势及社会发展的需要,化学实验教学按循序渐进的原则,先基础后专业,基础与专业并重,从验证性实验(主要含基本操作)——综合、设计性实验——研究、创新性实验依次推进的方法。通过几年化学实践教学的探索,确立了“三个层次、一个拓展”的实验教学模式:

第一层次——基础实验,考虑本科生入学的基本状况,明确化学实验教学中哪些基本知识、基本操作和基本技能是化学、化工学科中本科学生所必须掌握的,突出基本知识、基本操作、基本技能在实验教学中的重要性,严格按照教学大纲的要求,培养学生基本操作、巩固理论知识,全面提高学生的实验技能和实际操作能力,同时,基础实验也是培养创新人才的必要载体;

第二层次——综合性实验,以掌握基本的化学研究方法为目的,旨在培养学生综合运用相关课程知识和分析问题、解决问题的能力,系统培训专业实验技能,提高学生的操作技能和研究能力;

第三层次——研究设计性实验,旨在培养学生掌握基本的化学科学研究方法和学生的创新能力;

一个拓展——大学生科技创新研究计划,主要培养学生进行自主实验的综合能力,突出学生的个性培养,为拔尖人才创造成才条件。

总之,高等院校的化学实验教学改革应更新教育观念,增强创新意识,改进实验教学方法和手段,改变实验教学内容,提高实验教学水平,大力推进实验教学改革,为培养21世纪高素质人才打下坚实的基础。

高等院校的实践教学改革是一项长期而复杂的系统工程,需要不断的改革和探索。

参考文献

[1] 肖信,汪朝阳.信息技术与化学教学[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2] 李秀芹.开展化学实验研究的探索与实践[J].河北理科教学研究,1994,(1):46-48.

[3] 章践立.基础化学实验教学改革的设想和举措[J].教育探索,2000,(8):50-51.

[4] 张小林,余淑娴,彭在姜《化学实验教程》第一版[M].北京:化学工业出版社,2006.

[5] 张景义.高职专科基础化学实验教学改革与探索[J].北京联合大学报,2000,14(1):47-48

[6] 李秀芹.开展化学实验研究的探索与实践[J].河北理科教学研究,1994,(1):46-48.

化学研究基本方法范文第5篇

关键词:新课程;化学实验;有效复习;方法

一、考试大纲对化学实验部分的要求

1.基础要求:常用仪器的用途和使用方法;实验安全;常见气体的实验室制法;物质的检验、分离和提纯;溶液的配制。

2.能力要求:根据实验现象,观察、记录、分析或处理实验数据;控制实验条件的方法;设计、评价或改进实验方案;实验技能和知识的综合应用。

二、近年高考实验试题的特点

从高考命题的特点来看,基本采用“1+1”的命题模式,即一道选择题和一道实验综合题。选择题侧重考查对中学化学实验基础知识和基本操作技能的掌握情况,如2014年新课标1卷第12题考查有关仪器的使用方法或实验规范操作的知识,2014年新课标2卷第10题考查化学实验基本操作、实验装置的评价,2015年新课标1卷第10题,则考查对反应现象、结论的判断。实验综合题侧重对实验探究能力的考查,一般包括正确运用实验原理、基本实验操作的规范性、控制实验条件的方法、分析或处理实验数据和运用所学知识和技能进行实验设计、评价或改进实验方案。

三、化学实验复习的一般思路

高三化学实验复习,教师需要加强“五研究”。“五研究”即研究课程标准、考试大纲和考试说明、教材、高考真题和学生。没有一定的研究,高三实验复习就比较盲目,复习效果自然不会理想。

1.研究课程标准。《普通高中化学课程标准(实验)》是编写教材、实施教学和高考命题的依据。研究课程标准应明确课程目标、内容标准和实施办法。

2.研究考试大纲和考试说明。考试大纲是高考命题的依据,也是高三复习的依据。学习应遵循考试大纲,但又不能拘泥于考试大纲,因为使用同一高考试卷的省份较多,选用多种教材版本,高考试题在考查内容上不一定完全在考纲的范围内。重点研究考试大纲的三大能力要求、考点内容及要求层次,研究考试说明中的题型示例,注意新课标考试大纲的变化。

3.研究教材。教材是课标的具体反映,是权威的学习资料,总复习时要对教材内容重新整合和开发,注意利用教材的认知结构、基本方法、表述方式和各种能力的培养等。新课改教材加大了实验探究,渗透了学科思想和方法,增加了研究性学习内容和科技、化学史等阅读材料,许多高考试题素材就源于教材内容,如2015年新课标2卷第12题海水开发利用的富集溴方法。

4.研究高考真题。研究高考试题可以分析教育部考试中心每年的高考试题,阅读专业杂志上对高考试题的评析,也可以自己研究某一模块或某一内容的高考试题。了解高考命题意图、测试能力要求、题型特点、命题要素(立意、情境、设问)和命题趋势等,确定复习的重点难点。高考命题并不回避近几年考过的考点,如2016选择题13题与2015选考题36题的“采用‘空气吹出法’从浓海水中吹出Br2,并用纯碱吸收”相似。

5.研究学生。研究学生的学习态度,分析考试成绩,诊断解题错误的原因,研究学生的学法和考法,鼓励学生积极备考。

四、化学实验有效复习的策略

1.重视实验双基,奠定创新基础。在复习时,学生对常用仪器的结构和用途不是很清楚,教师可以让学生到实验室亲自触摸感受这些常用仪器,掌握这些仪器的名称、结构、规格、用途与用法。对于实验基本操作,鼓励学生大胆动手实验、仔细观察、认真记录。在无法组织学生重做课本中实验的情况下,可通过观看实验视频,并配上老师的扼要点评作些弥补。打好双基,可以为解答综合实验奠定基础。

2.研究高考真题,知道考什么。高考命题存在必然性和随机性,命题组专家表示他们潜意识里存在一个大约3年的考查期,由此若对3~5年的高考题进行系统分析和研究,会得出一些规律性的认识,其必然性与随机性并存。另外,命题专家追求创新意识和求变思维,反猜题与出其不意。为此,我们的做法是在每年的高三准备期,研究近三年的各地高考卷,共同确定备考方向和强度,确保针对性。把近三年各地高考真题分类汇编,重点研究:高考实验综合题常有哪几种题型?这些题型各有何特点?该如何应对?

3.建立思维模型,形成解题策略。高考常见的四类实验综合题是:有机制备实验综合题、无机评价与探究型实验题、工艺流程分析型实验题、定量分析型探究性实验题。实验综合题宜采用分类训练的方法,教师应建立解答各类实验大题的基本模型。下面以有机物制备实验综合题为例说明:

(1)题型特点:取材思路开阔,以考生完全陌生的新实验为素材,使高考题呈现较高的陌生度,这是保持高考公平性的基本要求。试题素材主要来源于大学化学实验素材(新实验、新装置、新流程、新反应信息),而考查设问大多是化学实验的基础知识和基本技能,大多数实验题中基于化学实验基础和细节的赋分是很大的,并且形成了比较稳定的考查内容。例如,多数试题考查了分液漏斗、(球形、直形)冷凝管、三颈烧瓶等仪器的名称;与有机物的分离和提纯相关的过滤(包括趁热过滤、抽滤)、结晶、洗涤、萃取、分液、蒸馏等基本操作;与实验有关的数据处理、误差分析、产率计算等;与实验安全有关的试剂混合顺序、加热方式、操作顺序、沸石的作用、事故的处理等。

例如,2015新课标1卷第26题:乙酸异戊酯是组成蜂蜜信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下: