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無機化學(xué)實驗中存在的問題及解決措施
在人們素養(yǎng)不斷提高的今天，接觸到措施的地方越來越多，措施是針對情況采取的處理辦法。我們該怎么擬定措施呢？以下是小編幫大家整理的無機化學(xué)實驗中存在的問題及解決措施，僅供參考，歡迎大家閱讀。
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的綜合性學(xué)科，與其他學(xué)科有著密切的聯(lián)系，且在醫(yī)學(xué)、科技等方面有著廣泛的應(yīng)用，對化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究至關(guān)重要。且無機化學(xué)是高等師范類院�；瘜W(xué)專業(yè)開設(shè)的第一門基礎(chǔ)性較強的專業(yè)課程。所以，在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，無機化學(xué)起著舉足輕重的作用，只有“練好”扎實的基本功才能學(xué)好以后的專業(yè)課程。無機化學(xué)課程包含的內(nèi)容一般都為元素、化合物的一些較為瑣碎的性質(zhì)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來容易混淆。而無機化學(xué)實驗恰巧可以輔助理論知識的學(xué)習(xí)且可以幫助理解抽象的理論知識。通過無機化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解實驗的基本原理、掌握實驗基本操作以及學(xué)會對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析和處理等。無機化學(xué)實驗這門課程著力于鍛煉學(xué)生勤于動腦、善于動手的實驗精神，培育學(xué)生成為具有全面的基礎(chǔ)知識和熟練的實驗技能的人才。
一、無機化學(xué)實驗中存在的問題
在進入大學(xué)以前的化學(xué)課程學(xué)習(xí)中，化學(xué)實驗或許并沒有深入到每位學(xué)生的心中，只是盲目地認為實驗結(jié)果是評價一個實驗是否成功的唯一標準。其實不然，因為良好的實驗習(xí)慣、合理的實驗方法以及正確的實驗操作對于一個學(xué)生來說無異于錦上添花。所以，及時指出和糾正學(xué)生在實驗過程中存在的這些問題非常必要。就學(xué)生在實驗過程中存在的問題指出下面幾點。
1.端正實驗態(tài)度的培養(yǎng)在沒有正式進入無機化學(xué)實驗室之前，化學(xué)實驗在很多學(xué)生心中無異于按照實驗書上的內(nèi)容機械性的安裝實驗儀器、滴加實驗藥品、模仿實驗操作、記錄實驗現(xiàn)象等。對于實驗?zāi)康牟⒉幻鞔_，不能很好地掌握實驗的要求。所以，端正的實驗態(tài)度是進行實驗的首要要求，也是培養(yǎng)學(xué)生的動手動腦能力的必要條件。
2.良好實驗習(xí)慣的培養(yǎng)首先，進入實驗室，學(xué)生都應(yīng)該習(xí)慣性地穿好實驗服，以防一些類似于酸堿性較強的藥品燒傷皮膚或衣服。其次，有些學(xué)生習(xí)慣在進入實驗室后將書包等與實驗無關(guān)的東西放在試驗臺上。這個行為隱藏了極大的危險性，因為在無機實驗中，常會用到酒精燈等易燃易爆的儀器。在實驗中，如果不小心將酒精燈碰倒會引燃實驗臺上的物品，從而引發(fā)一系列不堪設(shè)想的事故。最后，在實驗完成后，廢棄藥品及實驗臺衛(wèi)生的處理也很必要。實驗完成后，應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生自主收拾實驗臺以及處理廢棄藥品的良好習(xí)慣，保持實驗臺整齊，方便其他學(xué)生使用。
3.專業(yè)實驗操作的培養(yǎng)在正式進入大學(xué)的化學(xué)實驗前，中學(xué)老師大多數(shù)都注重于專業(yè)知識的指導(dǎo)。所以在實驗過程中的實驗操作存在各種各樣的問題，且實驗操作不準確會影響實驗結(jié)果的準確性。而無機化學(xué)實驗恰好是學(xué)生入學(xué)以來首次進行的實驗，這就要求無機化學(xué)教師能及時糾正學(xué)生在實驗過程中不正確的操作，為后面的其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
二、實驗中存在問題的解決
1.良好實驗習(xí)慣的培養(yǎng)由于學(xué)生沒有良好的實驗習(xí)慣而造成的實驗室事故令人刻骨銘心，這樣的例子也屢見不鮮。所以，可以通過第一節(jié)實驗課時播放一些實驗事故的宣傳片、圖片，或上網(wǎng)收集一些實驗事故給學(xué)生觀看。這樣可以給學(xué)生敲個警鐘，實驗過程中，學(xué)生也會更多地注意這些問題，可以減少此類事故發(fā)生的概率。
2.專業(yè)實驗操作的練習(xí)在中學(xué)時代養(yǎng)成的錯誤操作習(xí)慣會給學(xué)生以后的實驗帶來或多或少的安全隱患。所以，糾正學(xué)生錯誤的實驗習(xí)慣勢在必行。教師可以將學(xué)生分組進行教學(xué)，可以通過播放教學(xué)視頻來讓學(xué)生觀看正確的實驗操作，然后每個小組進行比賽，學(xué)生自己通過糾錯其他小組的實驗操作來熟練或者糾正自己的實驗操作。
三、創(chuàng)新研究實驗方法
觀察和總結(jié)以往無機化學(xué)實驗課程發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式一般為教師講，學(xué)生聽，教師在上課過程中缺乏一些創(chuàng)新性，一味地將自己的思想灌輸?shù)綄W(xué)生腦中。這種“填鴨式”的教學(xué)方式存在很多的弊端，不僅教師授課費勁，學(xué)生提不起興趣，也會抹殺學(xué)生的創(chuàng)新能力。實驗中學(xué)生不能很好地注意到老師在講解過程中的一些問題，造成實驗失敗或者實驗結(jié)果不理想。為了完成實驗報告，有些學(xué)生甚至?xí)臄?shù)據(jù)，失去了化學(xué)實驗的真正目的。所以，教師應(yīng)該樹立培養(yǎng)創(chuàng)新人才的理念，改變傳統(tǒng)的實驗方法。
以身作則，通過改變自己的授課方式來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思想以及改善學(xué)生化學(xué)實驗的興趣，建立起讓學(xué)生感興趣、教師輔助學(xué)生進行研究式的實驗教學(xué)。
1.教師講課方式的創(chuàng)新
傳統(tǒng)的教學(xué)方法對學(xué)生沒有吸引力，所以，教師應(yīng)該從自身做起，創(chuàng)新自己的授課方式。例如可以引進多媒體進行授課，加入一些動畫或者視頻來加深學(xué)生對實驗的印象。也可以進行分組討論，有時候自己實驗的錯誤操作已經(jīng)成為習(xí)慣，學(xué)生很難進行習(xí)慣的改正。通過觀察其他同學(xué)的操作從而反思自己的操作，學(xué)生在以后的實驗操作中也會多加注意。而且，通過比賽的方式可以激發(fā)學(xué)生的競爭力來贏得比賽，從而還可以增強學(xué)生的自信心。傳統(tǒng)的實驗考核方法僅僅停留在實驗操作的考核以及藥品的存放等，教師也可以通過改革考核的方式來引起學(xué)生對實驗的興趣。比如可以加入實驗報告的設(shè)計、實驗過程的創(chuàng)新、實驗誤差的處理或者實驗藥品的回收利用等，采用積分制來作為最后考核的結(jié)果。
2.學(xué)生實驗過程的創(chuàng)新
(1)設(shè)計式實驗。首先，實驗方案的設(shè)計是一個實驗成功與否的關(guān)鍵。實驗方案的設(shè)計也會鍛煉學(xué)生的總結(jié)以及創(chuàng)新能力，不再是一味地照抄照搬實驗教科書上的實驗內(nèi)容，而是通過自己查閱資料或者總結(jié)文獻設(shè)計出自己的實驗方案。其次，實驗設(shè)計的過程同樣可以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考以及團隊合作的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識來解決實際中存在的問題的能力。例如我校的趣味實驗“光催化降解汾河水中特定污染物”,首先學(xué)生自行上網(wǎng)查閱關(guān)于光降解的機理以及光催化劑的類型等。然后向教師請教有關(guān)內(nèi)容中有疑問的方面，最后實驗方案確定為用對環(huán)境沒有危害的無毒的二氧化鈦納米纖維為光降解劑來進行降解汾河中的污水。實驗設(shè)計中，學(xué)生以影響光催化劑光催化性能為主線進行實驗，在教師的幫助下很好地成了水污染的降解。這次的趣味實驗也引起了學(xué)生對化學(xué)實驗的更大興趣。又如趣味實驗“銨鹽的分解”中，學(xué)生以氯化銨為實驗原料進行實驗，學(xué)生通過對實驗過程中實驗現(xiàn)象的觀察進行反思，并結(jié)合該原理對銨鹽在現(xiàn)實生活中安全氣囊的應(yīng)用進行解釋。
(2)研究式實驗。傳統(tǒng)實驗課程都會以實驗課本上實驗報告的內(nèi)容進行。只是一個簡單的實驗記錄過程，其中包括實驗?zāi)康摹嶒炘�、實驗過程、實驗結(jié)果等幾個步驟。其實這樣的實驗報告格式會給學(xué)生在思維上一些拘束，沒有更多的有關(guān)實驗其他方面問題的想象空間。所以教師應(yīng)該以研究為目的，探討式地引導(dǎo)學(xué)生進行無機化學(xué)實驗。開始實驗前，需要學(xué)生自己討論，設(shè)計自己的實驗過程以及在實驗中要解決的問題等。例如“水中花園”實驗，理論課學(xué)習(xí)后學(xué)生都知道很多金屬硅酸鹽都微溶于水，且顏色、形狀各異，然后上網(wǎng)查找有關(guān)硅酸鹽生長的因素以及出現(xiàn)該種現(xiàn)象的機理。再通過觀察實驗燒杯中的實驗現(xiàn)象，晶體頂部慢慢長出的各種顏色的“枝芽”并不斷向上生長，最后可以看到一個五彩繽紛的“水中花園”.最后通過比較實驗中“枝芽”的顏色、形狀以及生長速度的不同，總結(jié)形成過程中的影響因素(例如溫度和硅酸鹽溶液濃度等)。這樣的研究式實驗不僅對學(xué)生的理論知識的理解有幫助，還可以幫助學(xué)生開闊眼界，學(xué)習(xí)課程以外的一些知識，極大地調(diào)動學(xué)生的實驗積極性。
3.實驗結(jié)果的處理
實驗結(jié)束后存在幾個比較重要的問題，除了上面提到的實驗臺的整潔問題外，還有兩個較重要的問題：一是廢棄藥品的處理，二是實驗數(shù)據(jù)的處理。
就廢棄藥品的處理問題而言，目前越來越多的報道提倡“綠色化學(xué)”以及藥品回收再利用。這種做法不僅使環(huán)境問題得到緩解也可以節(jié)約一筆不小的實驗藥品開支。例如，在 Fe3+、Al3+ 離子的分離 - 萃取實驗中，蒸餾出的乙醚可以回收再利用;轉(zhuǎn)化法制備硫酸亞鐵胺的實驗中，可將實驗產(chǎn)物回收保存，然后作為三草酸合鐵的合成實驗原料;含銀的廢液，可通過銀的提取實驗進行回收利用;可以將廢酸和廢堿溶液中和至合適的 pH 值范圍(6~8)后再進行排放。
在處理實驗結(jié)果時，不可避免地會出現(xiàn)實驗結(jié)果與理論實驗現(xiàn)象不符的情況。這種情況下，不能使學(xué)生輕易地認為只要隨便寫幾個可能性的理由就行，或者更有甚者會照抄別人的數(shù)據(jù)或者造假自己的數(shù)據(jù)。要杜絕此類事情的發(fā)生，讓學(xué)生明白實事求是的科學(xué)態(tài)度最重要。同時要讓學(xué)生重復(fù)實驗，找出實驗結(jié)果出現(xiàn)異常的原因。對于異常的實驗現(xiàn)象的引導(dǎo)可以使學(xué)生更好地理解理論知識，取得更好的教學(xué)成果。
四、總結(jié)
競爭日益激烈的今天，對創(chuàng)新型人才的需求也越來越多。對于教學(xué)，“授之以魚不如授之以漁”。在無機化學(xué)實驗教學(xué)的同時培養(yǎng)學(xué)生動手以及動腦的能力，打破傳統(tǒng)的教育模式，用創(chuàng)新的思維去設(shè)計實驗、進行實驗以及處理實驗。培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣以及正確的實驗操作對完成實驗有至關(guān)重要的作用，讓學(xué)生感受到無機化學(xué)實驗的真正樂趣以及化學(xué)課程帶來的無限魅力。
無機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
在傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗課堂教學(xué)通常分為以下幾個主要環(huán)節(jié)學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師講解與演示、學(xué)生實際操作、學(xué)生進行實驗總結(jié)、教師答疑解惑等。結(jié)合學(xué)生基本狀況、師資力量、實驗條件、教學(xué)模式對無機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析如下。
1、學(xué)生對實驗預(yù)習(xí)的積極性不高
在無機化學(xué)實驗教學(xué)過程中我們會發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)學(xué)生會提前預(yù)習(xí)，而大部分學(xué)生主要通過老師課堂講解來了解一節(jié)課的實驗內(nèi)容。而對實驗原理、內(nèi)容的不熟悉又會影響實驗的操作過程與實驗結(jié)果。據(jù)了解其原因主要是實驗課本攜帶不便，學(xué)生預(yù)習(xí)起來不太方便；課本多以文字形式來傳遞知識，不能激發(fā)學(xué)生的興趣，導(dǎo)致學(xué)生預(yù)習(xí)的積極性不高。
2、學(xué)時數(shù)少實驗內(nèi)容多課堂講解耗時長
在無機化學(xué)實驗中多數(shù)是性質(zhì)實驗，由于實驗內(nèi)容多、學(xué)時數(shù)少，為了給學(xué)生創(chuàng)造更多的動手操作、自主實驗的機會，教師在有限的時間內(nèi)不可能將每個實驗細節(jié)講得很詳細。一般介紹實驗的目的、原理、主要操作步驟及注意事項就需要20～30分鐘，要想把實驗講的更透徹則耗時更長，這樣學(xué)生實驗操作時間就少了，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和積極探索能力。
3、最先接觸實驗操作能力差
無機化學(xué)在化學(xué)領(lǐng)域是一門基礎(chǔ)性的學(xué)科，大部分高校在制訂教學(xué)方案會把無機化學(xué)實驗放到最前邊。而在中學(xué)中受到硬件條件及時間的限制很少開展實驗課，無機化學(xué)實驗通常是學(xué)生最先接觸的實驗課。由于之前沒有相關(guān)的訓(xùn)練，學(xué)生動手操作能力相對差些；并且學(xué)生人數(shù)較多，老師在演示實驗的過程中不能保證每位學(xué)生都看得很清楚。因此，學(xué)生會存在操作的不規(guī)范或錯誤，導(dǎo)致儀器損壞、實驗失敗等現(xiàn)象。
4、缺乏安全設(shè)備有毒的實驗無法進行
對于很多高校來說由于經(jīng)費投入不足，實驗廢液回收與處理困難、缺乏通風(fēng)設(shè)備等，導(dǎo)致有毒實驗無法開展。
5、無機化學(xué)實驗大多為驗證性實驗學(xué)生實驗設(shè)計與創(chuàng)新能力差
目前對于大部分高校，無機化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容主要集中在離子的鑒定和簡單化合物的合成。學(xué)生合成、制備出一個化合物來，只是通過實驗現(xiàn)象來判斷是不是目標產(chǎn)物，對化合物的純度、性質(zhì)通常不做太多的要求。當(dāng)給學(xué)生一個研究方向時，學(xué)生由于缺乏相關(guān)實驗設(shè)計、結(jié)構(gòu)表征、性質(zhì)研究等方面的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生實驗設(shè)計能力差、科研嚴謹性和創(chuàng)新性不足。
微課在無機化學(xué)實驗教學(xué)中的設(shè)計
通過對以上無機化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題的分析，我們將從以下幾方面對無機化學(xué)實驗教學(xué)進行微課設(shè)計。
1、實驗內(nèi)容多樣傳播提高學(xué)生預(yù)習(xí)的趣味性與積極性
為了獲得良好的實驗效果，學(xué)生提前預(yù)習(xí)至關(guān)重要。教師將無機化學(xué)實驗的目的、原理、操作步驟等內(nèi)容用具有觀賞性的示意圖、流程圖、影音資料代替枯燥乏味的文字敘述，并經(jīng)過整理、概括、提煉做成微視頻。學(xué)生攜帶方便并可以在任何時間、地點進行預(yù)習(xí)；簡短、精煉的短視頻符合學(xué)生注意力集中的有效時間(10分鐘左右)；生動形象的微視頻能夠滿足學(xué)生的視覺需求，深受廣大學(xué)生的喜愛。
2、規(guī)范性實驗操作演示引導(dǎo)學(xué)生自主實驗
由于學(xué)生人數(shù)多，在演示實驗的過程不能保證每個學(xué)生都學(xué)會，并且演示的過程比較耗時。因此，老師可以在課前將規(guī)范的實驗操作過程錄制下來，做成微視頻。借鑒可汗學(xué)院翻轉(zhuǎn)課堂的成功經(jīng)驗，學(xué)生在課前掌握實驗的基本操作要領(lǐng)及實驗過程中的注意事項。一方面，在實驗課上學(xué)生將會有更多時間去動手操作和自由探索，在一定時間內(nèi)可以做更多的性質(zhì)實驗，提高實驗的效率；另一方面，教師不用把主要精力放在學(xué)生的基本實驗操作上，取而代之的是更多的答疑、討論，課堂真正成了師生互動的場所。這樣能夠更好發(fā)揮學(xué)生的主體性地位和教師的指導(dǎo)性作用，從而達到理想的教學(xué)效果。
3、實驗內(nèi)容可以反復(fù)演示滿足不同程度學(xué)生的接收能力
由于學(xué)生的基礎(chǔ)不同，接收能力也有所差別，基礎(chǔ)好或理解力較強的學(xué)生可能看一遍就行，而基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可能得看好幾遍才能學(xué)會。在開放的微課教學(xué)模式下，學(xué)生可以對實驗過程、實驗現(xiàn)象反復(fù)演示，直至理解老師所講授的全部實驗內(nèi)容，滿足不同程度學(xué)生的需求，在一定程度上彌補了課堂教學(xué)的不足。
4、有毒實驗的演示實驗教學(xué)直觀化
由于廢液處理、通風(fēng)設(shè)備等方面的限制，很多有毒性的實驗一直難以開展(如一氧化碳、氯氣的制備及性質(zhì)等)。教師將實驗過程、現(xiàn)象在課前錄制下來。一方面，通過毒性實驗的演示能夠給學(xué)生留下深刻的印象，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性與積極性，進而提高了實驗教學(xué)的效果；另一方面，通過視頻演示的方法代替有毒實驗，可以減少對環(huán)境的污染，通過微課教學(xué)可以解決毒性實驗難以開展的問題。
5、與科技前沿和先進技術(shù)相結(jié)合提高學(xué)生實驗設(shè)計及科研創(chuàng)新的能力
大部分學(xué)校實驗課教學(xué)陳舊、精密儀器數(shù)量難以滿足實驗需求的現(xiàn)狀，將無機化學(xué)實驗教學(xué)與當(dāng)今的科技前沿相結(jié)合，讓學(xué)生接觸材料制備方法、表征手段以及功能應(yīng)用，并以功能為導(dǎo)向讓學(xué)生設(shè)計實驗，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體性地位和調(diào)動學(xué)生自主實驗的積極性。在課前將化合物的合成、表征、數(shù)據(jù)分析等過程錄制下來，通過微視頻的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，教師在課堂上指導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象、分析儀器表征的原理、討論實驗結(jié)果。不僅拓寬了學(xué)生的知識面，激發(fā)了學(xué)生的實驗趣味性，而且能夠提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科研的嚴謹性、邏輯性和創(chuàng)造性。
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