時間:2022-12-17 06:48:22
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇化學實驗安全論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
請注意下列情況下常常會發生實驗事故:
一、違反操作規定
例如,點燃氫氣必須先檢驗純度。可是,如果你在用鋅和鹽酸反應制取氫氣的演示實驗過程中,當鋅粒反應完后,打開反應器的塞又裝上鋅粒,塞上塞就點燃,就會引起儀器爆炸。為什么會發生爆炸事故呢?這是因為你違背了點燃氫氣前必須檢驗純度的操作規定。實驗過程中打開塞裝鋅粒跟實驗開始時裝鋅粒相同,反應器里進入了空氣,氫氣和氧氣混合,點燃都會發生爆炸。
又如,在制乙烯時,在大試管里倒入酒精和濃硫酸,加熱時,就會發生液體噴出事故。為防止這樣的事故發生,在加熱液體制取氣體時,應加入瓷片以防爆沸。
還要注意,如果你用酒精和濃硫酸加入瓷片加熱制乙烯,用排水取氣法收集完畢時,先撤去了酒精燈,冷水就會沿導管流入盛濃硫酸的燒瓶,以致引起燒瓶炸裂。這是因為你違背了實驗操作而引起的。
加熱制取氣體并用排水法收集,實驗完畢時,應先把導管從水里撤出,再撤酒精燈。上面的操作正好顛倒了,先撤去了酒精燈,還沒來得及取導管,水就沿導管流入反應器,引起儀器炸裂,濺出硫酸。
二、用藥過量發生事故
一些實驗雖然劇烈,但試劑量小并無危險,用藥量稍大便會發生危險。如紅磷在氧氣里燃燒時,反應很劇烈,但藥量少時并無危險。
在做分組實驗時,讓學生觀察紅磷在氧氣里燃燒時的現象,放入的藥量一定要適量,不得隨意用藥,否則就會發生意外事故。
又如:用小蘇打和濃硫酸反應做二氧化碳的滅火實驗。如果小蘇打和濃硫酸用量大,產生氣壓過大,會沖開膠塞,噴出酸液。像這樣,也曾發生過燒壞衣服,腐蝕操作者的手的事故。
再如:配制銀氨溶液時,如果加入過量的氨水,且不隨配隨用,久置后再用,溶液中生成了容易爆炸的物質,用時就會引發爆炸事故。此實驗要防止加入過量氨水,銀氨溶液必須隨配隨用,不能久置。
三、藥品混入雜質
在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,錯把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,使得藥品中混入了雜質,造成了爆炸事故。因此用藥時要認真辨清藥物,不得馬虎從事。
又如:做甲烷的演示實驗時,有人沒有把空氣排凈就點燃甲烷氣體,產生爆炸事故。此實驗應先做甲烷的性質實驗,再點燃甲烷氣體,以防空氣的混入,保證甲烷的純度,避免爆炸事故的發生。
四、使用失落標簽未經鑒定的試劑發生事故
如,在配制溶液時錯把硫酸當鹽酸使用,造成傷害事故。凡失落標簽的試劑一定要檢驗確定后再使用,以避免傷害事故的發生。
五、實驗室空氣不流通
在演示氯氣、硫化氫、二氧化氮、一氧化碳等有毒氣體時,或學生實驗可燃性氣體。如制氫氣、乙烯、乙炔等時,如果實驗室空氣不流通,有毒、易燃氣體逸散到空氣中越積越多,達到一定濃度,會引起師生中毒或其他意外事故。因此實驗室應安置通風櫥、換氣扇等通風設施,必須做到實驗室空氣流通。
為安全地進行化學實驗教學,實驗時一定要做到以下幾點:
1.一切實驗一定要按照操作規定進行。
2.一切實驗一定要在預備室準備好,做到實驗無誤,方可拿到教室或實驗室做。
3.做有毒、可燃性實驗時,一定要打開門窗,使空氣流通。
4.有可燃性氣體參加的實驗,在點燃或加熱前切勿混入空氣或氧化劑。
5.用藥量寧少勿多,不要取用未經鑒定無標簽的試劑,隨配隨用,不可久置。
6.沒做過的實驗要向能者請教或查清資料再做,不要冒然實驗。
7.步驟多的實驗,操作順序要記熟,不可看一步做一步。
【中圖分類號】 G427 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)05(b)-0084-01
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。通過做實驗,可以增加學生的學習興趣,提高動手能力,幫助他們理解、鞏固所學知識,同時也能培養學生的創新精神,引導他們探究未知,勇攀科學高峰。由于學科教學的特殊性,安全問題不容小覷。
1 遵循操作規程,杜絕事故發生
在化學實驗中,經常要用到一些危險品和儀器設備,如果缺乏必要的安全知識,就有可能造成不必要的損失甚至出現危險。因此,在進入化學實驗室之前,必須了解相關的安全注意事項,防患于未然。只要我們了解各種化學實驗事故發生的引發原因,遵循操作規程,認真操作,就可避免各種事故的發生,做到安全實驗。以下就是實驗室中存在的一些危險因素:
1.1 藥品不純導致事故發生
實驗過程中要注意反應物的純度和反應過程中生成物的純度,如果粗心大意,可能造成危險。例如:做甲烷的實驗時,沒有把空氣排凈就點燃甲烷氣體,產生爆炸事故。在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,如果把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,加熱就會發生爆炸事故。
1.2 違反實驗操作規定引發危險
在做實驗前,一定要給學生講清楚實驗操作規定,否則就可能發生危險。如:配置稀硫酸時,應該把濃硫酸慢慢倒入水中,并且用玻璃棒不斷攪拌,因為濃硫酸的稀釋過程要放出大量的熱。如果顛倒順序,就會有硫酸濺出傷人,發生事故。加熱制取氣體并用排水法收集,實驗完畢時,應先把導管從水里撤出,再撤酒精燈。上面的操作正好顛倒了,先撤去了酒精燈,還沒來得及取導管,水就會沿導管流入反應器,引起儀器炸裂,濺出硫酸,發生危險。
1.3 使用失落標簽未經鑒定的試劑引發的事故
凡失落標簽的試劑一定要檢驗確定后再使用,憑主觀認為,沒有經過檢驗確定就使用,可能造成傷害事故的發生。例如:配制溶液時錯把濃硫酸當鹽酸使用,造成液體沸騰濺出傷人。在用氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱制取氧氣時,如果把木炭粉當作二氧化錳加入試管與氯酸鉀混合,加熱就會發生爆炸事故。
1.4 實驗用藥過量導致事故
有些實驗雖然很劇烈,但用量少時并無危險,用藥量稍大便會發生危險。例如:用小蘇打和濃硫酸反應做二氧化碳的滅火實驗。如果小蘇打和濃硫酸用量大,產生氣壓過大,會沖開膠塞,噴出酸液。從而發生燒壞衣服,腐蝕實驗者手甚至面部的事故。所以 在保證實驗效果的前提下用藥量寧少勿多。5、實驗室通風效果不好引發的事故。
如制氫氣、乙烯、乙炔等時,如果實驗室空氣不流通,有毒、易燃氣體逸散到空氣中越積越多,達到一定濃度,會引起師生中毒或其他意外事故。因此實驗室應安置通風櫥、換氣扇等通風設施,必須做到實驗室空氣流通。
2 有效防范,及時處置
在化學實驗中經常接觸到一些危險藥品和危險操作,實驗過程中一定要注意規范,如果在實驗中發生意外事故,首先不要驚慌,要沉著冷靜,做有效的處理和及時的求救。
2.1 如果在燒杯、蒸發皿或其他容器中著火時可用石棉布或玻璃板甚至木板覆蓋,通常即可使火熄滅
如果是酒精等有機溶劑潑灑在桌面上著火燃燒,可用濕抹布、石棉布或沙子蓋滅,或用滅火器撲滅,如果衣服著火,立即用濕布或石棉布蒙蓋,使之與空氣隔絕而熄滅,衣服的燃燒面積較大,可躺在地上打滾,使火焰不致向上燒著頭部,同時也可使火熄滅。如果比水輕的有機溶劑(如苯、石油烴、醚等)著火,切勿用水撲救,否則會造成更大的災害,可用細紗覆蓋或用泡沫滅火器撲滅。如果比水重且不溶于水的有機溶劑(如二硫化碳等)著火,可用二氧化碳滅火器滅火。如果與水發生劇烈作用的化學藥品(如金屬鉀、鈉、過氧化鈉等)著火,切勿用水撲救,若小范圍的燃燒,可用細沙覆蓋,使之與空氣隔絕而滅,若范圍較大時,應用干粉。
2.2 被火燙傷,應在傷口上涂燙傷藥膏
輕度的燙傷或燒傷,可用藥棉棍浸90-95%的酒精輕涂傷處,也可用3-5%高錳酸鉀溶液擦傷處至皮膚變為棕色,然后涂上燙傷藥膏。較嚴重的燙傷或燒傷,不要弄破水泡,以防感染。要用消毒紗布輕輕包扎傷處,立即送醫院治療。
2.3 在實驗室內一旦發生觸電事故,應立即切斷電源,如果不切斷電源,要用木棍挑開電線或戴上絕緣橡皮手套等,使觸電者脫離電源
2.4 吸入有毒氣體,中毒較輕時,可把中毒者移到空氣新鮮的地方,保持溫暖和安靜,必要時可輸氧,但不能隨便進入人工呼吸
中毒較輕者立即送醫院治療。若誤服毒物,常用的方法是引起嘔吐,催吐劑有肥皂水、1%硫酸銅溶液。誤服毒物的急救和治療一般由醫務人員進行。若有毒物質落在皮膚上,要立即用棉花或紗布擦掉,再用大量水沖洗。
1高校實驗室安全培訓存在的問題
目前高校實驗室安全培訓主要存在以下問題[4]:(1)安全意識淡漠,對實驗室安全教育培訓重視不夠。對安全教育和培訓的重要性普遍認識不到位,特別是對學生的實驗室安全培訓,沒有認識到其必要性,培訓往往流于形式,簡單地用消防安全、防盜安全等常識性的安全教育代替專業化的實驗室安全教育,部分學生沒有經過必要的培訓就進入實驗室,無知從而無畏,導致一些不應該發生的事故發生。(2)安全培訓方案不甚科學,內容缺乏針對性。優質的培訓方案可以使安全教育工作事半功倍,有效地提高師生的安全意識、安全操作技能、突發狀況的應急處理能力。但是,目前高校缺乏規范的實驗室安全培訓方案,培訓目標不清晰、培訓內容不全面、培訓計劃不系統,專業性、實用性、操作性不足,存在雖經過培訓依然無法處理實際問題的情況。(3)安全培訓隊伍薄弱,影響培訓效果。高校安全培訓多由保衛處、國資處等部門的管理人員承擔,他們對于專業實驗室的情況并不了解,對于實驗室可能出現的問題和突發狀況沒有經驗,也沒有專業知識作為支撐;有些學校的安全培訓由實驗技術人員承擔,往往簡單強調實驗過程中要注意的具體問題,安全知識的培訓沒有系統性,缺乏政策法規介紹。(4)缺乏制度保障,無法保證覆蓋面和長效性。目前高校實驗室安全工作大多由保衛處、國資處或裝備處共同負責,但是對于安全培訓由誰來牽頭和負責,缺乏明確的職責指向。進入實驗室的人員歸口不同部門管理,其中本科生由教務處管理,研究生由研究生院管理,教師、博士后、聘用人員由人事處管理,多部門管理的情況下,缺乏制度的保障和部門之間的協調。
2化學實驗室安全教育培訓內容
系統而規范的安全培訓體系應當具有完善的培訓內容、專業的培訓隊伍、多樣的培訓方式,同時營造濃郁安全文化的氛圍,鞏固和促進安全教育的成效。
2.1化學實驗室必備的安全知識
化學實驗室由于存儲和使用許多易燃、易爆、對人體有毒害的化學品,因此在實驗中存在諸多的安全隱患;同時,化學實驗還需要使用各種儀器設備、水電、氣體鋼瓶等。培訓內容應當包括消防安全、用電安全、化學安全、生物安全、輻射安全、設備使用、規范操作、應急(急救處理)等多方面的知識[5]。(1)消防安全:必備的消防知識,如火場逃生與自救、火災報警、常見消防設施的使用,以及針對實驗室不同類型的火情如何選擇合適的滅火器材等。(2)用電安全:化學實驗室中有各種電器、設備以及反應裝置,需要用到的有交流電(三相和單相)、直流電和弱電,工作人員應當掌握基本的電學常識和實驗室用電的常規注意事項,了解實驗室存在的電氣危害、觸電的預防、觸電后的處理和急救及電氣火災的撲救等。(3)生物安全:化學學科與生命科學的交叉研究領域涉及到部分生物安全問題,應當知曉由動物、植物、微生物等生物給人類健康和自然環境可能造成的不安全以及初步的防范,知曉現代生物技術的開發和應用可能產生的負面影響,學會基本的處理措施,并樹立生物安全的概念以及自我防護、環境保護的意識。(4)輻射安全:化學實驗室會用到具有放射源的儀器、用作標記物的放射性物質,應學會如何對輻射進行防護及輻射性廢棄物如何處理,并建立職業健康思想,知道需要定期對場所進行輻射監測、定期進行工作人員的身體檢查。(5)實驗室常見設備:化學實驗室用到的設備類型很多,如高溫、高速、低溫、加熱、壓力容器等。壓力容器如帶壓反應釜、高壓滅菌鍋、氣體鋼瓶,屬于特種設備,需要定期檢查,有特定的操作要求,必須嚴格遵守操作規程。電爐、馬弗爐、干燥箱(烘箱)等高溫設備,大多功率較高,不能超過實驗室用電的額定功率,不能將多個大功率設備插在一個接線板上同時使用,并應定期檢查溫控部件。(6)化學品安全:危險化學品是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質,對人體、設施、環境具有危害的化學品。由于其危害性,在采購、存儲、使用、回收等各環節都有相關的規定以及特殊的規范要求,實驗者掌握并遵守有關規則才可以達成化學品的閉環管理。對于劇、易制爆、易制毒化學品,公安部門頒發了更為嚴格的要求,實驗者必須了解并強制執行有關規定。(7)應急處理:學會如何處理實驗室突發事故,學會簡單處置實驗中的小傷害,如燙傷、割破手指、化學品濺入眼中等事故。
2.2防護措施
進行化學實驗時必要的防護可以使工作人員減少或免受傷害,首先應當采取自我防護的措施,如穿棉質工作服、戴防護眼鏡及防護手套、穿不露腳趾的鞋子等。同時,應當在實驗室硬件條件上采取必要的防護措施,營造健康和安全的實驗室環境,比如良好的通風以及配備必要的急救設施,如洗眼器、緊急沖淋器、醫用急救箱等,確保實驗者的身心健康和安全。
2.3環境保護
在實驗工作中學會做到“三不傷害”,即不傷害自己、不被別人傷害、不傷害別人。在做好自我防護的同時,不能影響環境和他人。應當了解化學實驗產生的“三廢”如何處理及在實驗室如何遵守環保規定,例如實驗的廢棄物不得隨意拋棄、生活垃圾與實驗垃圾要分開收集、實驗垃圾進行分類收集等。
2.4規范的實驗操作
據統計,大部分的實驗室安全事故是由于操作而引起的[6]。化學實驗的基本操作,有其特定的要求和專業的規范,不按照規程進行操作可能引發事故。例如:蒸餾和回流時,不能是密閉回路,否則會引起沖料甚至爆炸;在加熱液體時應加入沸石以防局部過熱而爆沸。雖然在教學實驗中已進行過實驗操作的培訓,但是學生真正步入科研實驗室獨自開展工作時,依然會有遺忘和疏忽,在安全培訓中再次強調單元操作的規范性,可以強化學生的安全意識,培養良好的實驗習慣,預防科研實驗中錯誤和疏漏的發生。
2.5事故案例分析
有針對性地選擇發生在高校實驗室的典型安全事故,對事故原因進行深入而專業的剖析,可以充分發揮其應有的警示作用和教育價值[7],可以避免同類事故的再次發生。面對一個個發生在校園里的鮮活案例,也可能就是身邊發生的事情,讓學生留下深刻印象,比機械地灌輸安全知識,具有更好的培訓效果。
2.6政策法規解讀
初步統計關于安全、環保的國家、地方的政策法規多達30余種,并且隨著形勢的發展,法規條例也在不斷修改、不斷提出更高的要求。對現行法規進行解讀,可以幫助學生更好地理解、執行和遵守各項安全環保的規定。
3專業化的培訓隊伍
規范健全的安全培訓體系必須具有專業化的培訓隊伍。實驗室安全涉及的專業知識較多,可以由具備某方面專業知識的人員共同組織成一支培訓隊伍,各自承擔部分培訓內容,比如教師承擔安全知識、操作規范的講解,管理人員解讀政策法規,消防工作者介紹消防安全知識等,這種由多層次、多類型專業人士組成的培訓隊伍,才能更具專業性和權威性;同時應當采取措施,加強對培訓人員的再教育,鼓勵他們參加各種培訓和研討,促進培訓人員自身水平的提高,優化其自身的知識結構、更新安全環保理念。
4多樣化的培訓方式
為了達到良好的培訓效果,必須采取多種培訓方式[8],以人們喜聞樂見的形式,不斷強化、不斷重復,以期在思想意識中牢固樹立安全的觀念。(1)增加實踐環節。安全知識的傳授,更多是紙上談兵,在實驗室中面對出現的各種情況,必須經過演練和操作,在實際工作中才會真正應對。因此,消防器材的實訓操作、消防演練、事故逃生演練、化學泄漏處理演練等,應當作為培訓的重要組成部分,提高實驗安全事故的實際應對能力。(2)多管齊下提高培訓效果。將安全培訓納入課程教學,使安全培訓成為強制性的環節,例如北京大學化學院將安全教育作為本科生的必修課,南京大學化學化工學院將安全教育作為本科生的選修課、研究生的必修課,或以講座報告形式拓寬學生的視野,邀請學者、環保、消防等專業人士,開展不同方向的專業講座,可以接觸到各方面的最新動態,又或者編寫安全手冊,讓學生在進入實驗室前進行自學,將自學與講學結合起來。(3)利用信息化手段推廣和強化安全培訓。利用信息技術、網絡技術,推廣安全教育和宣傳:在網頁上開設安全園地,介紹各種實驗室安全的知識和規定;制作安全教育慕課課程,開展網絡學習,北京大學以及中國科技大學化學實驗中心均制作有網上開放課程,供大家學習;利用虛擬仿真技術、VR技術對實驗操作規范進行培訓,當出現錯誤操作或違反操作規程時,危險狀況通過虛擬畫面呈現,給人帶來視覺的沖擊、留下深刻印象,操作培訓效果更加直觀。(4)安全文化氛圍的營造。營造實驗室安全文化的氛圍,可以提高師生的安全素質、強化“安全第一、預防為主”的安全意識,通過潛移默化的作用,使實驗室安全內化于心、外化于行[9]。可以采取以下措施營造氛圍:實驗室門口張貼安全警示以及潛在的安全危險,做好預防提示;將實驗室安全制度張貼在實驗室,明確規范要求;充分利用墻報、校刊、標語牌的作用進行安全宣傳和安全氣氛烘托;舉辦實驗室安全知識競賽、開展實驗室安全月活動,進行安全實驗室表彰等活動,形成與制度約束相適應的氛圍,達到比制度約束更為有力的效果[10]。
5實驗室安全教育培訓體系的構建
5.1安全培訓應當與安全管理制度相結合
構建規范的安全教育培訓體系,必須有相應的制度進行保障、有手段促進執行、有機制激勵完成,才能實施推行、達到效果。(1)建立考評制度,用考核來檢驗培訓效果,并與實驗室準入制度相聯[11]。經過課程學習或自學后,參加網上的安全測試并與門禁系統聯動,通過者頒發合格證書,合格者方可開通門禁進入實驗室。通過強制的手段,使每一位進入實驗室的人員都經過安全測試,達到初步培訓的效果。(2)通過安全檢查制度,查找實驗室危險因素[12],有針對性地對學生進行教育培訓。因為課題研究方向不同或改變,以及各實驗室潛在的危險因素不同且隨時變化,所以要以檢查促進針對性的培訓、以檢查促進個性化的安全管理。
5.2以學生為本,建立學生參與機制
建立課題組安全員制度,課題組安全員是由導師指定的學生。首先對安全員進行培訓,再由他們將安全管理的具體規定和安全知識向導師和同學傳達;來自實驗室的安全員,也可以將實驗室存在的安全問題反映出來,大家共同商議解決。安全員同時參與安全檢查,可以發現其他實驗室存在的問題,并提醒自己課題組注意。通過學生參與制度,使學生從被教育、被檢查的角色,轉換為教育者、檢查者,真正成為實驗室的主人,增加學生的主人翁意識和責任感。
6規范化實驗室安全教育培訓體系的優勢
6.1全員覆蓋
隨著高校科研任務的加重,科研合作者、科研助理、博士后、聯合培養的學生也越來越多,而研究生導師、實驗技術人員以及實驗室安全管理人員,雖然長期在實驗室工作,但是對于日益嚴格的安全要求及環保規定,并不了解或觀念落后停滯,都需要不斷地學習。通過教務處、人事處、國資處、保衛處的多部門聯動,在新生入學教育、新教師入校教育、教學課程體系等各環節中,加入實驗室安全教育內容,真正實現全員覆蓋。
6.2分層次具有針對性
湖南師范大學化學化工實驗教學中心源于1938年成立的我國第一所獨立設置的國立師范學院的理化系化學實驗室,已故中國科學院院士吳浩青教授是創始人之一。1953年,學校進行院系調整,成立了附屬于二級學科教研室的實驗室。1998年,合并各教研室管理的實驗室,組建基礎化學實驗室和應用化學實驗室,實行校院二級管理,并通過了湖南省實驗室合格評估。2002年,整合基礎化學實驗室、應用化學實驗室和原隸屬于醫學院的醫用基礎化學實驗室,成立湖南師范大學化學實驗中心。2003年,湖南師范大學化學實驗中心被國家財政部列入中央與地方共建高校基礎課教學實驗室。2006年獲批湖南省實驗教學示范中心。2012年,整合化學實驗中心和化工原理與制藥工程專業實驗室,成立了湖南師范大學化學化工實驗教學中心。經過70多年幾代人的建設,中心已發展為一個資源高度共享的先進的現代化實驗教學中心。中心依托湖南師范大學化學化工學院,有國家化學特色專業、國家理工教融合化學化工人才培養模式創新實驗區、國家化學專業綜合改革試點和國家大學生創新實驗計劃等國家級教學平臺以及“石化新材料與資源精細利用”國家地方聯合工程實驗室、現代合成與分離分析化學國家“211工程”重點學科和化學生物學及中藥分析省部共建教育部重點實驗室等重要科研平臺作支撐,有一支以中國科學院院士姚守拙教授領銜的國家級化學實驗教學團隊為主體的實驗教學隊伍。中心一直秉承湖南師范大學“仁愛精勤”的優良傳統,堅持以“理論與實踐并重,以高素質團隊培育高素質人才”和“理工教融合”為特色,提出并實踐著“以學生為主體,以教師為主導,以實驗專職技術人員為主力,以培養學生的實踐能力和創新精神為核心,理―工―教融合,使學生的知識、能力、素質協調發展”的新型教育理念。為湖南區域經濟和全國基礎教育發展培養了一大批高素質人才。
建設理―工―教融合的高素質實驗教學團隊
在實驗教學與實驗室建設改革的實踐中,中心領導深深感受到,傳統的各教研室分散管理的實驗教學隊伍,只能站在各自的二級學科平臺上思考問題,不能綜觀全局,這種弊端嚴重阻礙了實驗室的建設與發展,阻礙了新的實驗課程體系的建立與完善,阻礙了實驗教學內容的改革與教學水平的提高,因而必須在化學化工一級學科平臺上組建知識結構、學緣結構合理,能綜觀全局、協調發展的實驗教學團隊。自2002年開始,中心探索用新的理念、新的思路指導化學化工實驗教學團隊建設,在化學化工一級學科平臺上建設了一支實驗與理論互通,教學、科研、技術兼容,理―工―教融合,結構合理,核心骨干相對穩定的綜合型、高素質教學團隊。這支化學實驗教學團隊于2008年被評為湖南省級教學團隊,于2010年被評為國家級教學團隊。
(1)落實團隊組織機構,明確崗位,穩定核心骨干
近年來,中心按照中心主任―課程負責人―實驗主講教師―實驗指導教師的多層次梯隊式結構,組建化學化工實驗教學團隊。中心主任全面負責實驗中心的教學和管理工作,負責實驗課改革的整體構想和規劃,負責理論課與實驗課間和各實驗課程間的相互協調。每門實驗課程聘請一名有高級職稱、科研能力強、實驗教學經驗豐富并且有很強責任心的教師擔任專職課程負責人,主持本課程的建設和改革,組織實施教學教研活動,從實驗課教學的角度與理論課教師溝通,并對實驗室管理和建設提出相應的要求。中心主任和課程負責人是團隊骨干,屬專職實驗教學人員,編制相對穩定。實驗教師是相對流動的團隊成員。學院根據年度教學任務確定實驗教師人數,采用公開崗位、自主報名、平等競爭和擇優錄用的實驗教師選拔機制和人才流動機制,并同時確立理論課與實驗課同等重要的理念,促進實驗教學與理論教學隊伍相互溝通,吸引了大批高水平教師擔任實驗課教師。
(2)理―工―教融合開展實驗教學隊伍建設
為滿足現代高校培養的學生應具備一專多能與高素質的要求,中心在教師隊伍建設中注重理、工、教多學科融合,按教學需要,同時引進理學、工學和教育學三類不同知識結構的人才,特別注重引進或聯合培養高素質的工學類和教育學類人才。如近年從企業引進了工學類高水平教師5人,并先后從企業和中學聘請了31名兼職教師。目前化學化工實驗教學團隊成員既有來自北京大學、浙江大學、吉林大學、中山大學等綜合性大學(理學)的,也有來自天津大學、華中科技大學、北京理工大學、華南理工大學等工科大學(工學)的,還有來自北京師范大學、東北師范大學、西南師范大學和湖南師范大學等師范大學(教育學)的,同時還有來自中國科學院大連化學物理所、山西煤化所和上海藥物所等中科院系統的,既有理學博士,也有工學博士和教育學博士。
(3)以實驗課程體系、教學內容的改革吸引高水平教師加入實驗教學團隊
近年來,圍繞創新人才培養,中心全面開展了高師本科化學實驗課程體系、教學內容、教學方法、教學模式等方面的改革研究,提出了系列研究課題,研究過程不是只依賴課題申請者本人,而是發動全院教師積極參與。如在進行“高師本科化學實驗課程體系及教學內容改革的研究與實踐”的研究過程中,課題組多次組織全院有高級職稱或博士學位的教師對擬采用的新的實驗課程體系中應包括的教學內容反復討論;中心也不失時機地制定了《關于加強本科生實驗教學的幾條措施》和《化學化工學院關于具有高級職稱和博士學位的教師必須在本科生中開設研究設計性實驗的規定》等教學文件,從而有目的地把全院教師的目光吸引到實驗教學及其改革創新工作上,吸引了大批高職稱、高學歷的優秀人才加入實驗教學團隊。
教學團隊通過對國內外化學類專業培養目標、規格和課程結構的比較研究,在全國師范院校中較早創建了新型的大學本科基礎化學實驗三層次課程體系,將歷年的實驗教學研究成果應用于本科實驗教學,固化進本科學生培養方案,并面向湖南地方經濟和“四化兩型”社會需求,根據化學化工學科和湖南師范大學的教師教育特色,進一步深化改革,建立了基于一級學科的既相對獨立,又覆蓋相關專業各門化學化工課程和知識領域的“三位一體”“立體交叉”式的理學(化學)、工學(化工)、教育學(教師教育)融合的實驗教學體系(如圖1所示)。新的實驗教學體系包含理學類的化學基礎實驗教學平臺(含基本操作技能訓練、綜合能力訓練、研究能力與創新精神培訓3個層次的7門實驗課)、工學類的專業實驗教學平臺(含專業技能訓練、專業設計、科技活動與社會實踐3個層次)、教育類的化學教學論實驗(含師范技能、實驗教學、實驗設計與化學奧賽研究實驗)。不同平臺之間、層次之間相互支撐、滲透與有機互動。理學類的化學基礎實驗注重化學類多專業的共性,重點傳授實驗基礎知識,訓練基本方法與基本操作技能,培養學生的綜合實踐和知識創新能力;工學類專業實驗注重學生的專業特色,重視社會需要,與企業聯合開展教學;教育類的化學教學論實驗注重教育教學特色,重點訓練學生的實驗教學技能,培養學生創新實驗教學方法與設計新實驗的能力。不同專業的學生可根據自己的興趣愛好和發展意向交叉選課,促進了學生完成畢業論文(設計)和開展大學生創新實驗。
圖1 化學化工實驗教學中心實驗教學體系
(4)以科研反哺教學為抓手,促進高水平教師加入實驗教學隊伍
中心注重科研與教學結合,促進科研成果向實驗教學轉化,利用科研儀器為本科實驗教學服務,以此吸引高水平教師加入實驗教學隊伍。近年中心由教師的科研成果或在研項目轉化而來的教學項目達40余項,其中30余項寫入已出版的《化學研究與設計性實驗》教材中,為新實驗教學體系不同實驗平臺中第三個層次的實驗課的開出提供了保障,同時壯大了本科實驗教師隊伍。長期以來,化學化工學院化學所、催化研究所、發光材料研究室等單位的博士生導師、特聘教授等在完成研究生教學任務的同時,均利用本單位的科研設備,結合自己的研究課題,為本科生開設研究設計性或綜合性實驗項目,如姚守拙院士實驗室的實驗項目導電聚苯胺薄膜的電化學合成和EQCM表征深受學生喜愛,瀟湘學者蘇勝培教授的納米材料合成與表征實驗成為專業方向必修實驗。
(5)加強青年教師的培養
化學化工實驗教學團隊一直十分重視青年教師的培養,采取多種措施督促激勵青年教師投入實驗教學工作,不斷提高青年教師的實驗教學能力:①引導重視實驗教學。一方面要求每位新到崗的青年教師首先過好實驗教學關。規定新到崗的青年教師必須經過一輪以上的實驗教學,同時擔任對應理論課的助教工作,并得到實驗課程負責人的認可,才可申請對應理論課程的主講教師。另一方面加強青年教師的思想品德教育,規范教師言行,提高教師的道德修養,要求青年教師到崗即簽字遵守學院教代會通過的《教師行為準則》。②配備指導教師,以傳幫帶的形式培養青年教師的實驗教學能力。為了讓青年教師盡快熟悉實驗教學,實驗中心為每位青年教師配一位實驗教學經驗豐富的指導教師(一般是對應實驗課程負責人),以傳幫帶的形式進行指導。如首先安排青年教師與指導教師帶同一實驗,一同做預備實驗,在青年教師撰寫好實驗報告后一起分析討論如何解決實驗中可能遇到的問題。在實際教學過程中,開始階段由指導教師講授實驗,做示范教學,然后經過試教逐步過渡到由青年教師講授并主持實驗。實踐證明這種方式不僅能迅速提高青年教師的教學能力,也密切了同事間的關系,培養了全體教師的團隊精神。③鼓勵在職攻讀學位,構建可持續發展的實驗教師隊伍。按照學院理―工―教融合的辦學特色,化學化工實驗中心在青年教師培養方面也首先考慮如何構建理―工―教融合的實驗教師隊伍。中心在青年教師在職攻讀學位和進修時進行了規劃和導向,如根據學院理科教師比例較大的實際情況,鼓勵青年教師到工科院校和師范院校攻讀工學學位和教育學學位,先后選拔了4人在職攻讀工學博士學位,1人攻讀教育學博士學位。此外,中心還有計劃地選派選送青年教師出國(境)或到國內名牌大學進修、訪問。④支持教學研究和教學改革。除鼓勵青年教師積極申報校級以上教改課題外,學院還設立教改課題重點支持青年教師進行實驗教學改革,并規定青年教師申報高級職稱時必須有教改論文,支持青年教師參加各種全國性的教學研討班或研討會。⑤要求青年教師積極為本科生開設創新實驗,將科研成果轉化為實驗教學項目。實驗教學團隊中的青年教師大部分有博士學位,科研的生力軍。中心要求每個青年教師都要擔任本科生的科研導師,指導學有余力的大學生開展自主性創新實驗。
提高實驗儀器質與量,滿足教學與科研需要
經過幾年的建設,化學化工實驗教學中心儀器設備的檔次明顯提高,滿足教育部化學實驗教學指導委員會討論通過的綜合性大學《化學專業化學實驗教學基本內容》的要求,緊跟國際化學學科實驗教學的先進水平,符合適用、先進、適當超前和可以擴展的原則,也滿足了學校招生規模的要求。目前化學化工實驗教學中心擁有各類儀器設備1 439臺(套),總價值為2 808.89萬元,其中單價10萬元以上的大型精密儀器設備共47臺(套)。中心對所有儀器設備實行統一購置、專人管理,有健全的儀器設備管理制度,儀器設備的完好率達到98%以上。近3年來,實驗中心新購置儀器設備542臺(套),總價值為1 048萬元。化學化工學院各科研實驗室共有科研儀器設備1 275臺(件),總價值為1 501.77萬元。科研儀器與教學儀器設備同時為教學與科研服務。氣相色譜儀、高效液相色譜儀、紫外光譜、紅外光譜等大型儀器設備均有5套以上,可讓本科生直接上機操作,除化工大型實驗裝置外,保證了基礎課實驗每組1人,專業課實驗每組不超過2人,每個實驗項目其他儀器配套數均在5套以上。
中心先后研制開發出了大型純水設備、化學實驗室中央真空系統、差熱分析儀等實驗裝置。中心主任何紅運教授主持設計安裝的化學實驗室中央真空系統大型實驗裝置可供180名學生同時進行減壓過濾、真空干燥、減壓蒸鎦等化學實驗操作(如圖2所示)。分布于不同樓層的3間大實驗室共用1臺主機。用戶接口通過真空管道直接連接在實驗臺上,進行實驗的學生每人1個用戶接口,系統壓強最低可至0.003 7 MPa,即使全部用戶接口同時接上,系統壓強仍可穩定低于0.02 MPa,完全滿足常規化學實驗的要求。多年的運行證明,該裝置工作可靠、減壓效果好、操作簡便、使用成本低、管理維修方便、整體外型美觀、占地面積小,深受師生好評,適合于高等院校化學實驗室。
圖2 學生使用中央真空系統做減壓過濾實驗
實驗課負責人曾躍教授指導本科生創新實驗,研制設計的差熱分析儀(如圖3所示)已用于該院本科實驗教學。如圖4所示,將樣品(S)和參比物(R)放入差熱電爐內的樣品托盤上后,差熱分析儀通過熱電偶(A)將溫度信號以及溫度差信號轉換成熱電勢信號,將樣品的溫度信號(1-2)和溫度差信號(1-3),直接輸入多通道計算機數據采集卡(如圖5所示)。數據采集卡通過自行研究設計出的,由計算機USB口采樣的差熱分析計算機接口接入數據采集計算機(如圖6所示),計算機通過軟件控制并采集溫度和溫度差信號。自行選用設計的數據采集卡,進行了通道間的隔離,并有穩定放大設計,性能穩定(精度達到±4 μV),可以直接穩定記錄溫度差信號(幾十到幾百微伏)。此自制差熱分析儀與從市場購買的能夠滿足教學要求且性價比較高的差熱分析儀比較,每臺可節省經費約4萬元。
圖3 HNU-DAT-1型差熱分析儀
圖4 差熱分析信號
圖5 多通道USB計算機數據采集卡 圖6 數據采集計算機
安全、舒適的實驗環境,讓師生安心實驗
中心現有實驗教學用房70余間,使用面積3 000 m2,學生分時段分班次進實驗室開展實驗,實驗時人均使用面積4 m2。實驗室基礎設施建設以人為本,配套設施完備,實驗臺、儀器臺、試劑柜布局合理,有自主設計安裝的統一的純水設備和中央真空系統。實驗室寬敞明亮,通風、照明設施完好,電路、水、氣管道布局安全、規范、整潔衛生。中心在智能化建設方面做了大量工作,建立了網絡化的實驗教學智能管理系統平臺(http:///)。該平臺具有教師實驗管理系統、實驗預約系統、實驗報告提交系統、師生交流平臺、儀器設備管理及預約使用系統和信息等多項功能,實現了網上輔助教學和網絡化、智能化管理,有豐富的網絡實驗教學資源。基于這種網絡化管理平臺,中心充分發揮了優質教學資源的延伸作用,提高了資源的使用效益。
為保證實驗教學順利進行,消除安全隱患,中心采取了如下措施:
(1)加強對學生安全意識的培養,在學生進實驗室前對學生進行專門的安全環保教育,提高學生的安全意識。
(2)實驗中心制訂了實驗室安全及檢查制度,編寫了《實驗室環境與安全手冊》《實驗室安全規則》及相關安全制度張貼在各個實驗室,同時編印了實驗室安全檢查記錄本,要求各實驗員每天對所管轄的實驗室進行安全自查并記錄,發現異常情況及時處理并上報學院。學院每周組織一次安全工作檢查。
(3)易燃、易爆、劇保存在專門的倉庫,劇領用時須經實驗室主任簽字,做到隨領隨用,未用完的當日返回專門的倉庫。
(4)每個實驗室都配備了廢液桶。有毒廢液由實驗室統一處理:能夠經氧化變成無毒物質的達到排放要求后再排放;部分不能回收或解毒的,處理成固態難溶物后,送往獲環保與公安部門批準進行處理的工廠集中處理。中心向每個實驗室發放了實驗室處理廢液廢渣情況記錄本,要求實驗員對學生實驗中產生的廢液種類、數量、處理辦法和處理結果及時登記。2013年學院針對教學和科研實驗室產生的廢液廢渣品種繁多、成分復雜、處理難度極大等問題,基于培養學生結合社會實際,開展創新研究的能力的考慮,特設專項資金,鼓勵師生立項開展綜合處理實驗室廢液廢渣的創新實驗研究;經學院組織專家對全院師生申報的綜合處理實驗室廢液廢渣創新實驗項目進行評審,資助了10個項目立項開展研究。
(5)實驗大樓安裝了消防報警裝置,每個實驗室均配有消防器材,藥品室安裝了防爆電源開關和防爆電燈。
上述措施保證了師生實驗的安全和校園環境的優雅宜人。中心自成立至今沒有出現安全事故。
豐碩的教學與科研成果回饋中心師生
實驗教學曾獲國家級教學成果二等獎1項,省級教學成果一等獎2項、二等獎3項、三等獎2項。近年來實驗教師發表教研教改論文80余篇,主持省級以上教改課題和國家級、省級質量工程項目20余項,主編出版教材或教學指導書5本,參編3本。基礎化學實驗2008年被評為湖南省級精品課程。實驗課教師謝青季教授撰寫的教學在化學教育類國際頂級雜志"Journal of Chemical Education"上,得到了國際同行的認可。中心主任何紅運教授撰寫的《以“質量工程”為契機,深入開展實驗教學改革》論文被評為全國高等學校實驗室工作研究會第十次學術研討會優秀論文(全國76篇,發表在《實驗室研究與探索》雜志上)。中心主編的基礎化學實驗新課程體系系列教材獲得了國內同行專家的好評―“我認為湖南師范大學《基礎化學實驗》的項目先進,對學生的培養目標明確,切實可行,特色明顯”(湖南大學蔡炳新教授);“該課程基礎良好、特色明顯、成果突出”(中南大學羅一鳴教授);“將化學基礎實驗、綜合訓練實驗和研究設計實驗作為一個整體建立在一級學科水平上的獨立實驗課程體系教材還沒有,《本科化學實驗》教材的編寫正好填補了這方面的空白,是一次大膽的嘗試”(專家評審意見表);“這套教材集成了他們在學科建設和專業建設上的一系列成果,適應化學發展的潮流,具有如下特點:第一,理工教融合。作者們將過去在人才培養工作中創立的特色貫穿到該教材中,在內容上既包括了化學實驗中合成、分離和分析等全部基本要求,又包含化工的一些基礎實驗,還有面向中學教學的實驗項目,有利于復合型人才的培養。第二,繼承與創新。該教材在化學一級學科基礎上構建了與原四大化學密切聯系,并能覆蓋相關專業各門化學課程知識領域的化學實驗課程新體系,經典方法與現代方法相結合,注重通用性和多樣性,有利于學生學會學習和學會創造。第三,科研轉化為教學。該教材的一些實驗項目源于作者在基礎研究、應用研究和技術開發中取得的科研成果,面向生活、面向生產、面向社會,有助于提高學生探索未知的自信心和創造力,促進研究性學習的開展”(姚守拙院士)。多年來,學生在校園網上對教師化學化工實驗課堂教學質量的評價均在90分以上,全部為優秀。
近3年中心教師承擔863項目1項,國家重點基礎研究發展計劃973子課題1項,國家自然科學基金重大研究計劃1項,國家科技重大專項子課題1項,國家自然科學基金面上項目26項,湖南省杰出青年基金、自然科學基金等20項,其他合作項目31項,獲科研經費2 185萬元,發表科研論文310篇,被SCI收錄222篇,其中影響因子大于3.0的論文65篇。研究成果獲省部級以上獎6項,其中省科技進步獎二等獎1項、三等獎1項,湖南省自然科學三等獎1項,中國僑界貢獻獎1項,其他2項。申請國家發明專利18項,獲授權9項。2012年,湖南師范大學化學論文被引用的ESI排名在全球前1%的1 047所頂尖學術機構中排名第785位,進入國際先進行列。
化學化工學院在校本科生獲批國家大學生創新實驗項目33項、湖南省大學生創新實驗項目16項,申請發明專利5項,發表科學研究論文15篇,在全國和湖南省大學生課外學術科技作品競賽、全國和湖南省大學生實驗技能競賽、全國高校化學專業師范素質大賽、全國大學生化工設計競賽和大學生課外化學化工創新作品競賽中先后有130余人次獲獎,特別是在“三井化學杯”全國第五屆大學生化工設計競賽中參賽的F1隊,獲得了該賽事舉辦以來全國師范院校唯一的特等獎。面向生物醫藥產業的制藥工程專業自第一屆開始,連續6屆畢業生就業率均為100%,化學化工學院4個本科專業的畢業生初就業率一直保持在98%以上,連續5年在全校排名第一。
化學化工實驗教學中心面向中學師生開放,碩果累累,聲名遠揚。每年暑假期間都有大批對化學感興趣的中學生來中心學習,與在校本科生交流,并由在校本科生指導做部分實驗。這既讓對化學感興趣的中學生提前了解了大學實驗教學的環境與模式,又使我校本科生對如何從事中學化學實驗教學提前獲得了體驗。近年來,除湖南省內大批中學生外,河北、河南、江西、廣東、天津、海南等省市部分中學的學生也紛紛來中心學習。經中心培訓的湖南中學生在國際奧林匹克化學競賽中獲得了15枚金牌、4枚銀牌。
有機化學是高校化學、化學教育,以及應用化學、高分子、環境工程等化學相關專業的必修基礎課,有機化學實驗作為對理論課的補充,是學生通過實踐掌握理論知識的體驗過程,也是培養學生掌握基本實驗原理和實驗技能的操作過程。在化學專業的教學體系中,有機化學實驗課與有機化學理論課一樣,在整個化學教學中占據十分重要的位置。
作為皖西南地區唯一的本科師范院校,安慶師范學院高度重視實驗課程的建設,對實驗教學進行了多方面的改革。依據我校的科研條件,對沿用的實驗教材進行重新編寫[1];開設綜合性的實驗,讓學生在教師的指導下獨立設計實驗,培養學生的獨立思考能力;每年在學生中開展“實驗操作技能大賽”等活動,培養學生的綜合能力。通過一系列的實驗課教學改革,學生的實踐創新能力得到了提高,由學生自主設計的科研項目多次在國家“挑戰杯”設計大賽中獲獎。本文從實驗教學與考核的角度,對基礎有機化學實驗教學改革進行探討。
一、重視傳統教學經驗
1.規范“三個”報告
學生的實驗能力往往是在實驗操作、回答思考題與完成報告等過程中培養出來的。一次系統的有機實驗由三部分組成:實驗預習報告、實驗數據記錄報告和實驗報告。實驗預習報告可以檢驗學生的預習效果,幫助學生對實驗操作事先有一個清晰的整體把握;實驗過程強調學生動手操作的能力,注重要求學生養成科學嚴謹的態度,依據不同的實驗條件,記錄觀察到的實驗現象,設計實驗數據表格,規范條理的記錄數據,同時學生對所記錄的感性層面的現象和數據進行理論思考與解釋,以便在實驗報告中得出結論。實驗報告是對整個有機化學實驗的最終檢驗,包括實驗目的和原理、實驗步驟、實驗現象、結果分析和結論,而學生在撰寫實驗報告時,必須字體工整,表達清楚,準確地闡述實驗的原理、實驗裝置示意圖、步驟、現象等實驗過程并總結陳詞。
2.規范學生實驗操作
我校有機化學實驗課程的開設是從性質實驗過渡到合成實驗和設計型實驗。學生從驗證實驗現象開始,相互之間比較實驗操作對實驗現象的影響,培養實驗中規范操作的意識;進而通過開設一系列對于粗產物分離和提純的操作性實驗,強化學生處理反應產物的能力;順利過渡到合成實驗后,教師發揮主導作用,就實驗所需的合成條件,在學生深刻認識實驗原理,以及粗產物除雜過程的基礎上,指導學生舉一反三,最終學會選擇正確的實驗儀器,設計合理的實驗裝置,完成設計型實驗。
3.重視思考題和結果分析
教師以實驗為基礎,聯系實驗原理提出思考題,引起學生對實驗的好奇心,提高學生觀察實驗現象和動腦思考的主動性。只有認真完成實驗并加以理論分析,學生才能夠很好地回答教師提出的思考題。回答思考題是對整個實驗的再思考與提高[2],在實驗中,教師圍繞每個實驗提出深刻的思考題,不但可以促進學生深入思考與學習,而且可以使學生較好地鍛煉理性思維能力,從而達到較好的實驗效果,提高教學質量。
二、有機化學實驗教學改革的探索
1.學生實驗與教師科研相結合
我校根據教師的一些科研課題開設開放性實驗,學生自主報名,利用課余和暑假的時間參與實驗研究,查閱文獻,學習反應機理,進一步提出設想,在教師幫助下優化反應條件,并動手實驗。參與這些實驗的學生多數以這部分工作為起點開始自己畢業論文的撰寫,并且為考研面試中的實驗操作部分打下基礎,更有提出一些較好設想并努力進行實驗的學生憑借實驗成果參加“挑戰杯”大學生課外學術科技創作競賽,其中《基于Ni(dmit)2分子自旋梯材料的制備和構效關系研究》獲2009年全國三等獎。
2.開展有機化學實驗的“雙語教學”
應對我校化學化工學院的大多數畢業生都選擇進一步深造的現狀,考慮到提高學生的科研能力,幫助學生順利通過考研面試,選擇性地開展有機化學實驗的“雙語教學”[3]是必要的。對于同一個實驗,同時開設中文和英文兩組實驗,讓學生依據個人對英語的駕馭能力進行選擇。實驗完成后,實驗報告必須用英文書寫,這對學生以后撰寫科技論文大有益處。對于學生來說有機化學實驗英語教學是一個難得的系統學習運用專業詞匯的機會,對以后工作、科學研究及進行學術交流非常重要。在雙語教學過程中,為提高學生的英文寫作水平,指導學生查閱與實驗相關的科技文獻,學習英文科技論文的寫作方法,如何采取恰當的教學措施,達到既能幫助學生既掌握專業基礎知識與專業詞匯,又能掌握有機化學實驗的技能操作的雙重效果,還需要進一步探討。
3.有機實驗的微型化和綠色化
有機化學實驗課程作為對理論課的重要補充,開設的課時量為108學時。實驗中所使用藥品大多數具有毒性和易燃性,實驗流程也需要較長的時間,并且由于教育擴招,學生多,班級多,而實驗室的資源有限,如何降低實驗試劑的用量,節省實驗時間,降低污染成為實驗室需要解決的難題。
微型實驗是近年來國內外迅速發展的一種實驗方法和技術[4],它具有節能、安全、減少污染、實驗迅速等優點,并且實驗的微型化不影響實驗現象的觀察,還可以減少實驗三廢,對保證學生和教師的安全,提高經濟效益和環保效益有實際意義。
近年來,超聲波、微波、光、電及生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)、綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)在有機合成中的應用得到了空前的發展,并形成了一系列先進實驗技術[5]-[6],利用這些技術手段對于加快反應速度、提高產率、減少能耗、減小污染起到了意想不到的作用。比如在微波合成β-萘甲醚實驗中,利用微波加熱的方式取代傳統加熱,提高了反應速率,節省了不少時間。
三、建立新實驗考核體系
實驗課成績評定是檢查教學效果和激勵學生認真完成實驗教學內容的重要環節[7]-[8]。嚴格的考核是正確引導和激勵學生的積極性,監督和檢查學生學習效果及應用能力,提高實驗教學質量的有效手段。
我校的實驗課程考核包括平時考核、操作考查和期末實驗理論考試,平時考核是指對學生的“三個”報告的撰寫情況和平時表現進行打分,教師通過整個學期對學生實驗過程的觀察,對學生的真實水平有清楚的了解,根據學生的實驗能力、思維能力、團隊合作能力等多方面進行考核,這一部分占實驗總成績的30%;操作考查主要是就選定的設計型實驗對學生搭建儀器裝置和實驗基本操作的動手能力,對實驗原理、實驗現象、實驗過程中出現的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,根據學生的操作與回答情況進行打分,這一部分占實驗總成績的30%。實驗理論是基礎有機化學實驗課程必須掌握的一項重要內容,實驗理論考試可促進學生在掌握具體的操作上更進一步理解各種操作的理論背景知識。實驗理論考試主要對學生進行有關實驗的理論知識、基本操作、實驗現象、實驗數據處理等方面的書面考試,實驗理論考試成績是學生實驗成績的重要組成部分,這一部分占實驗總成績的40%。
這種實驗考核方式既考查了學生知識掌握的情況,又考查了學生的操作能力,還體現了成績的真實性和公平性。
四、結語
我們對有機化學實驗教學的改革,優化了實驗教學體系,強化了實驗教學環節。學生的實驗技能訓練和實際動手能力得到了有效加強,激發了學生的學習積極性,培養了科研創新精神,不少學生發表了質量較高的學術論文。學生的綜合素質得到了有效提升,考上研究生的人數逐年上升,占畢業生總數的50%左右。他們基礎扎實、動手能力強、敢于實踐創新,受到了用人單位普遍歡迎,經過兩三年實踐就能成為所在單位的教學科研骨干。有機實驗教學改革也大大促進了教師提高自身素質和業務水平的積極性,形成了教師與學生教學相長的良性互動。
參考文獻:
[1]王倫,方賓主編.化學實驗[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]陳海燕,林翠梧,段文貴,蔣林斌,賴剛.基礎有機化學實驗教學改革初探[J].2009,(7):100-101.
[3]尹傳奇,黃齊茂,陳世清.有機化學實驗雙語教學的探索[J].廣東化工,2009,(9):218,235.
[4]錢貴晴.微型化學實驗與創新教育[J].化學通報,1999,(5):2-6.
[5]孫爾康,高衛,張劍榮等.提高環境保護意識,建立綠色化學實驗室[J].實驗技術與管理,2007,24(11):10,34.
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗是化學教學中相當重要的一個環節。實驗教學能為學生正確認識物質及其變化規律提供實驗事實,可以幫助學生形成化學概念,理解和鞏固化學知識,培養學生觀察問題、分析問題、解決問題的能力,使其初步掌握一些常用的化學實驗技能,并可培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學方法。實驗室是實施素質教育、培養學生實驗能力的主陣地之一。決不是驗收時必須的擺設,實驗課更不是教學的點綴。要對化學人才培養模式、教育內容和教學方法等進行改革,首先就要改革傳統的驗證式實驗教學模式。
一、開放式實驗教學簡介
傳統的驗證式實驗教學只重視對課本理論知識的驗證,過多地強調實驗的結果、結論,而忽視了實驗的設計、方法、步驟和過程,不注重培養學生的創新精神和科研作風。首先在實驗教學方法上教師過于拘泥形式,通常是準備甚至調試好實驗裝置和儀器,編寫好實驗指導書,設計出實驗報告框架,讓學生按照已有的設計和統一的方法操作,把數據填入統一的表格,并按給出的計算公式處理數據,得出結論。這樣做嚴重束縛了學生的積極性和創造性,對培養學生獨立分析和解決問題的能力十分不利。其次在實驗教學組織安排上不合理,影響了實驗效果。由于受儀器設備數量少、器材藥品耗損大等因素的影響,實驗通常都是分組進行,不能保證每個人都動手,更談不上對實驗操作能力的培養。此外,由于儀器、設備、教材的更新跟不上社會生產發展和知識更新的步伐,現行教材涉及的一些實驗方式呆板、內容陳舊,難以調動學生的積極性,主觀能動性難以發揮。
開放式實驗教學是改革傳統的驗證性實驗教學的有效途徑,其目的在于讓學生在掌握有關知識和技能的同時,拓展知識面。獲得較高的創新意識和創新能力。將教師由傳授型轉為指導型、將學生由被動接受驗證型轉為主動參與探索型,進一步提高分析問題、解決問題的能力,促進教學質量的提高。
二、開放式化學實驗教學的內涵
開放式化學實驗教學是針對傳統化學實驗教學封閉性的弊端而提出的,它已經成為當前高校實驗教學改革的必然選擇。它不光指實驗室的開放,還指實驗教學內容的開放、實驗教學方法的開放、實驗教學評價的開放等不可缺少的內涵。所以實行開放式實驗教學,首先一定要充分深刻理解它的內涵。
2.1實驗時間開放
開放式化學實驗教學,首先意味著實驗時間的開放。實驗時間開放又包括兩層含義:第一,學生進入實驗室的時間開放;第二,學生做實驗的時間時數開放,也就是每項實驗在時間長短上沒有限制,每個學生可以根據自己的實際情況進行實驗。
2.2實驗內容開放
從實驗內容和學科發展的關系分析,開放式化學實驗教學的教學內容應具有與時俱進的特點。開放式化學實驗教學應及時根據現代科技發展的新知識、新技術和新的實驗方法而發展,以先進的實驗內容吸引、激發學生的求知欲。其教學內容應具有很強的實踐性,與社會生產實踐密切聯系。教師要經常參與來自社會的實踐課題,并使其及時轉化為實驗內容,從而使學生也參與到實踐課題中來。這樣既充實了實驗內容,又鍛煉了學生的實踐能力,使課堂理論與實踐密切結合。
2.3實驗教學評價開放
對學生實驗能力的評價,不能只重視實驗的結果,更要重視實驗的過程,特別是實驗過程中學生所表現的獨立分析問題、解決問題的能力及創新意識等等。對學生的化學實驗考核要全面考核學生的實驗能力,包括:學生的動手能力、思維能力、創造能力、設計能力、查閱資料的能力、提出問題的能力等等,在開放實驗中有獨特見解和創新的應給予較高的評價。這樣不僅使我們對學生的評價公開公正,并且使學生的創造性得到極大的發揮。
三、改革傳統的實驗教學模式刻不容緩
化學實驗課的目的在于使學生加深對化學理論知識的理解,熟練掌握化學實驗操作技能,提高分析問題和解決問題的能力,培養學生的創新思維和創新能力。但是,傳統的化學實驗教學模式局限于驗證一些理論,很少讓學生自己去創造、設計,教學模式基本上是“填鴨式”的。學生只需要按照實驗步驟一步步做,實驗往往比較順利,不會遇到很大的困難。這樣的實驗中,學生處于被動的地位,對一些實驗原理、方法往往掌握得不夠透徹,抑制了其創造性的發揮和個性的發展。因此,改變傳統的實驗教學模式刻不容緩,勢在必行。
四、開放式綜合設計性實驗的實踐和改革嘗試
為了激發學生學習的積極性和開創精神,培養他們理論聯系實際和獨立分析問題解決問題的能力,在學生掌握了無機化學、分析化學及有機化學的基本理論知識和技能后,教師結合學生所學專業進行選題。例如:超聲波提取植物中草藥總黃酮及鑒別研究、超聲波提取植物中草藥總黃酮及清除羥自由基作用研究、紫茉莉紅色素提取及其穩定性研究、藥物有機合成、化工中間體有機合成等,筆者對部分導師組和非導師組學生(因為報考導師組學生過多,而招生名額很有限,沒有被錄取的部分學生也強烈要求來做實驗)進行了開放式綜合設計性實驗的改革嘗試,主要分四個階段。
4.1第一階段 :布置設計實驗的題目 由教師將多個難易不同的實驗題目列出發給學生,每位學生可以任選一個自己感興趣的題目,并且將實驗室所具備的條件 (如藥品、儀器、設備等)告知學生。學生根據現有實驗條件設計分析方案,如有特殊要求也可提前向教師提出申請。實驗室盡可能為學生提供條件。但為了安全起見,有毒藥品一律不予提供。
4.2第二階段 :設計實驗方案 學生拿到題目后,可以針對選定的實驗題目,查閱有關的文獻資料,運用所學過的理論知識和基礎實驗知識,寫出初步的設計方案,包括①實驗原理;②所需藥品以及所需溶液的配制方法;③所需要的儀器、設備;④具體的實驗步驟;⑤實驗數據的處理方法;⑥參考文獻。設計方案完成后,交給指導教師審閱。教師認為設計方案合理可行且實驗條件具備后,學生即可進入實驗室實施設計方案。
4.3第三階段:開放實驗室,實施實驗方案 實驗室在雙休日和節假日實行全天開放,學生在設計好分析方案后,在開放時段內隨時可以進入實驗室,完成設計實驗的內容。教師只是適時地給予啟發性的提示,以充分發揮學生的主觀能動性。學生在實驗過程中,獨立思考解決問題,不斷改進和完善實驗方案,從而以最簡單、最經濟的方法得到最準確的實驗結果。
4.4第四階段:寫出研究論文或實驗報告學生完成設計實驗后,整理原始數據,分析實驗結果,寫出研究論文或系統性實驗報告,系統性實驗報告包括實驗目的、實驗原理、實驗所需試劑和儀器、具體實驗步驟、數據的處理、結果討論及誤差分析。從理論上分析實驗過程中所出現的現象,并對開放式綜合設計性實驗做出總結。
五、開放式綜合設計化學實驗實踐的思考
5.1開放式綜合設計性化學實驗要充分發揮教師的主導作用 開放式綜合設計性化學實驗的選題非常關鍵,要求教師了解化學在各個學科中的應用及其發展動態,給出既有基本操作,又具有設計性、研究性,符合實驗教學規律的題目。由于題目多樣化、綜合化,在實驗過程中學生會提出各種各樣的問題,教師要應付自如,必須具有扎實的理論基礎和較高的動手能力,對每個實驗都要了如指掌,并不斷地提高業務水平。因此,開放式化學實驗教學對教師的要求更高了。
5.2開放式綜合設計性化學實驗存在的問題 通過開放式化學實驗教學的實踐,筆者探索出了一條實驗教學的新途徑,提高了學生的全面素質,充分發揮了實驗教學的特殊功能,使實驗教學與國際上通行的教學方法接軌。筆者的教改,使學生成為最大的受益者。同時,該項實踐也引起了我們深深的思考:由于高校中普遍重視科研和課堂理論教學,教師對實驗教學投入的精力很少,這很可能導致實驗教學水平下降。由于開放式綜合設計性實驗所需的藥品及儀器很多,對實驗室管理體制如何適應新的實驗教學模式也提出了新的要求。開放式綜合設計性化學實驗題目較多并且全天開放,教師及教輔人員工作量如何計算,這些都是有待于我們著力解決的問題。要營造開放實驗教學的大環境,只有全面實施學分制,學生才能有真正自主地進實驗室做實驗的時間保證。
六、結束語
化學實驗實行開放式實驗在部分導師組和非導師組學生中試點實施,已取得較好的成績,學生公開發表了許多論文,部分論文還榮獲廣西高校化學化工類論文及設計競賽二、三等獎及鼓勵獎;學生組隊代表學院參加實驗技能競賽榮獲廣西高校化學實驗技能競賽獎。通過化學實驗教學方法的改革,編寫新教材,開放實驗室,安排設計性、綜合性及研究性實驗,給學生提供了更多的實踐條件,擴大了學生的視野,拓寬了學生的知識面。學生變“要我做”為“我要做”實驗,大大激發了對實驗課的學習積極性,激勵了研究化學的熱情。開放式化學實驗教學雖然已取得了一些成果,但受到硬件的制約,對師資要求提高了。開放式化學實驗教學值得借鑒和推廣。最近,我院已經出臺有關開放實驗室的系列文件和制度,學生可以申請進入開放實驗室自主進行科學研究,這將進一步極大地推進我院開放式化學實驗教學的改革。
【參考文獻】
[1]黃鎖義,陸海峰,潘祖光,等.民族醫學院校化學實驗教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2004,23(12):65.
【關鍵詞】 開放式 化學實驗 實驗教學 創新能力
Abstract:ObjectiveTo motivate the students' interests and cultivate their ability of thinking and operation and innovation.MethodsThe new pattern of open experiment teaching should be constructed by student eccentric. The experiment content, process, optimal time and assessment of achiemement were researched. ResultsIdeal effect was obtained through this method. ConclusionThe ability and originality of innovation were improved for students.
Key words:Open; Chemical experiments; Experiment teaching; Innovation ability
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗是化學教學中相當重要的一個環節。實驗教學能為學生正確認識物質及其變化規律提供實驗事實,可以幫助學生形成化學概念,理解和鞏固化學知識,培養學生觀察問題、分析問題、解決問題的能力,使其初步掌握一些常用的化學實驗技能,并可培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學方法。實驗室是實施素質教育、培養學生實驗能力的主陣地之一[1,2]。決不是驗收時必須的擺設,實驗課更不是教學的點綴。要對化學人才培養模式、教育內容和教學方法等進行改革,首先就要改革傳統的驗證式實驗教學模式。
1 開放式實驗教學簡介
傳統的驗證式實驗教學只重視對課本理論知識的驗證,過多地強調實驗的結果、結論,而忽視了實驗的設計、方法、步驟和過程,不注重培養學生的創新精神和科研作風。首先在實驗教學方法上教師過于拘泥形式,通常是準備甚至調試好實驗裝置和儀器,編寫好實驗指導書,設計出實驗報告框架,讓學生按照已有的設計和統一的方法操作,把數據填入統一的表格,并按給出的計算公式處理數據,得出結論。這樣做嚴重束縛了學生的積極性和創造性,對培養學生獨立分析和解決問題的能力十分不利。其次在實驗教學組織安排上不合理,影響了實驗效果。由于受儀器設備數量少、器材藥品耗損大等因素的影響,實驗通常都是分組進行,不能保證每個人都動手,更談不上對實驗操作能力的培養。此外,由于儀器、設備、教材的更新跟不上社會生產發展和知識更新的步伐,現行教材涉及的一些實驗方式呆板、內容陳舊,難以調動學生的積極性,主觀能動性難以發揮[2]。
開放式實驗教學是改革傳統的驗證性實驗教學的有效途徑,其目的在于讓學生在掌握有關知識和技能的同時,拓展知識面。獲得較高的創新意識和創新能力。將教師由傳授型轉為指導型、將學生由被動接受驗證型轉為主動參與探索型,進一步提高分析問題、解決問題的能力,促進教學質量的提高。
2 開放式化學實驗教學的內涵
開放式化學實驗教學是針對傳統化學實驗教學封閉性的弊端而提出的,它已經成為當前高校實驗教學改革的必然選擇[3]。它不光指實驗室的開放,還指實驗教學內容的開放、實驗教學方法的開放、實驗教學評價的開放等不可缺少的內涵。所以實行開放式實驗教學,首先一定要充分深刻理解它的內涵。
2.1 實驗時間開放
開放式化學實驗教學,首先意味著實驗時間的開放。實驗時間開放又包括兩層含義:第一,學生進入實驗室的時間開放;第二,學生做實驗的時間時數開放,也就是每項實驗在時間長短上沒有限制,每個學生可以根據自己的實際情況進行實驗。
2.2 實驗內容開放
從實驗內容和學科發展的關系分析,開放式化學實驗教學的教學內容應具有與時俱進的特點。開放式化學實驗教學應及時根據現代科技發展的新知識、新技術和新的實驗方法而發展,以先進的實驗內容吸引、激發學生的求知欲。其教學內容應具有很強的實踐性,與社會生產實踐密切聯系。教師要經常參與來自社會的實踐課題,并使其及時轉化為實驗內容,從而使學生也參與到實踐課題中來。這樣既充實了實驗內容,又鍛煉了學生的實踐能力,使課堂理論與實踐密切結合。
2.3 實驗教學評價開放
對學生實驗能力的評價,不能只重視實驗的結果,更要重視實驗的過程,特別是實驗過程中學生所表現的獨立分析問題、解決問題的能力及創新意識等等。對學生的化學實驗考核要全面考核學生的實驗能力,包括:學生的動手能力、思維能力、創造能力、設計能力、查閱資料的能力、提出問題的能力等等,在開放實驗中有獨特見解和創新的應給予較高的評價。這樣不僅使我們對學生的評價公開公正,并且使學生的創造性得到極大的發揮。
3 改革傳統的實驗教學模式刻不容緩
化學實驗課的目的在于使學生加深對化學理論知識的理解,熟練掌握化學實驗操作技能,提高分析問題和解決問題的能力,培養學生的創新思維和創新能力。但是,傳統的化學實驗教學模式局限于驗證一些理論,很少讓學生自己去創造、設計,教學模式基本上是“填鴨式”的。學生只需要按照實驗步驟一步步做,實驗往往比較順利,不會遇到很大的困難。這樣的實驗中,學生處于被動的地位,對一些實驗原理、方法往往掌握得不夠透徹,抑制了其創造性的發揮和個性的發展。因此,改變傳統的實驗教學模式刻不容緩,勢在必行。
4 開放式綜合設計性實驗的實踐和改革嘗試
為了激發學生學習的積極性和開創精神,培養他們理論聯系實際和獨立分析問題解決問題的能力,在學生掌握了無機化學、分析化學及有機化學的基本理論知識和技能后,教師結合學生所學專業進行選題。例如:超聲波提取植物中草藥總黃酮及鑒別研究、超聲波提取植物中草藥總黃酮及清除羥自由基作用研究、紫茉莉紅色素提取及其穩定性研究、藥物有機合成、化工中間體有機合成等,筆者對部分導師組和非導師組學生(因為報考導師組學生過多,而招生名額很有限,沒有被錄取的部分學生也強烈要求來做實驗)進行了開放式綜合設計性實驗的改革嘗試,主要分四個階段。
4.1 第一階段 :布置設計實驗的題目 由教師將多個難易不同的實驗題目列出發給學生,每位學生可以任選一個自己感興趣的題目,并且將實驗室所具備的條件 (如藥品、儀器、設備等)告知學生。學生根據現有實驗條件設計分析方案,如有特殊要求也可提前向教師提出申請。實驗室盡可能為學生提供條件。但為了安全起見,有毒藥品一律不予提供。
4.2 第二階段 :設計實驗方案 學生拿到題目后,可以針對選定的實驗題目,查閱有關的文獻資料,運用所學過的理論知識和基礎實驗知識,寫出初步的設計方案,包括①實驗原理;②所需藥品以及所需溶液的配制方法;③所需要的儀器、設備;④具體的實驗步驟;⑤實驗數據的處理方法;⑥參考文獻。設計方案完成后,交給指導教師審閱。教師認為設計方案合理可行且實驗條件具備后,學生即可進入實驗室實施設計方案。
4.3 第三階段:開放實驗室,實施實驗方案 實驗室在雙休日和節假日實行全天開放,學生在設計好分析方案后,在開放時段內隨時可以進入實驗室,完成設計實驗的內容。教師只是適時地給予啟發性的提示,以充分發揮學生的主觀能動性。學生在實驗過程中,獨立思考解決問題,不斷改進和完善實驗方案,從而以最簡單、最經濟的方法得到最準確的實驗結果。
4.4 第四階段:寫出研究論文或實驗報告學生完成設計實驗后,整理原始數據,分析實驗結果,寫出研究論文或系統性實驗報告,系統性實驗報告包括實驗目的、實驗原理、實驗所需試劑和儀器、具體實驗步驟、數據的處理、結果討論及誤差分析。從理論上分析實驗過程中所出現的現象,并對開放式綜合設計性實驗做出總結。
5 開放式綜合設計化學實驗實踐的思考
5.1 開放式綜合設計性化學實驗要充分發揮教師的主導作用 開放式綜合設計性化學實驗的選題非常關鍵,要求教師了解化學在各個學科中的應用及其發展動態,給出既有基本操作,又具有設計性、研究性,符合實驗教學規律的題目。由于題目多樣化、綜合化,在實驗過程中學生會提出各種各樣的問題,教師要應付自如,必須具有扎實的理論基礎和較高的動手能力,對每個實驗都要了如指掌,并不斷地提高業務水平。因此,開放式化學實驗教學對教師的要求更高了。
5.2 開放式綜合設計性化學實驗存在的問題 通過開放式化學實驗教學的實踐,筆者探索出了一條實驗教學的新途徑,提高了學生的全面素質,充分發揮了實驗教學的特殊功能,使實驗教學與國際上通行的教學方法接軌。筆者的教改,使學生成為最大的受益者。同時,該項實踐也引起了我們深深的思考:由于高校中普遍重視科研和課堂理論教學,教師對實驗教學投入的精力很少,這很可能導致實驗教學水平下降。由于開放式綜合設計性實驗所需的藥品及儀器很多,對實驗室管理體制如何適應新的實驗教學模式也提出了新的要求[4]。開放式綜合設計性化學實驗題目較多并且全天開放,教師及教輔人員工作量如何計算,這些都是有待于我們著力解決的問題。要營造開放實驗教學的大環境,只有全面實施學分制,學生才能有真正自主地進實驗室做實驗的時間保證。
6 結束語
化學實驗實行開放式實驗在部分導師組和非導師組學生中試點實施,已取得較好的成績,學生公開發表了許多論文,部分論文還榮獲廣西高校化學化工類論文及設計競賽二、三等獎及鼓勵獎;學生組隊代表學院參加實驗技能競賽榮獲廣西高校化學實驗技能競賽獎。通過化學實驗教學方法的改革,編寫新教材,開放實驗室,安排設計性、綜合性及研究性實驗,給學生提供了更多的實踐條件,擴大了學生的視野,拓寬了學生的知識面。學生變“要我做”為“我要做”實驗,大大激發了對實驗課的學習積極性,激勵了研究化學的熱情。開放式化學實驗教學雖然已取得了一些成果,但受到硬件的制約,對師資要求提高了。開放式化學實驗教學值得借鑒和推廣。最近,我院已經出臺有關開放實驗室的系列文件和制度,學生可以申請進入開放實驗室自主進行科學研究,這將進一步極大地推進我院開放式化學實驗教學的改革。
參考文獻
[1]黃鎖義,陸海峰,潘祖光,等.民族醫學院校化學實驗教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2004,23(12):65.
中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)06(a)-0000-00
0 引言
化學實驗室藥品庫房管理是高校實驗室管理工作的重要組成部分,一直以來人們都是采用手工記錄的方式管理化學實驗室藥品,而化學藥品種類繁多,且它們的保存、分類方法不盡相同,這就加大了管理人員的工作,使得在管理過程中常會許多問題,如藥品積壓、藥品變質,這時如果可以利用計算機網絡全方位的檢測和管理實驗室的藥品[1],這樣不僅能夠提高實驗室藥品庫房管理水平,還能提高管理工作效率,從而保證學生實驗教學工作順利的進行。
1 化學實驗室藥品庫房網絡平臺電子化管理系統
(1)快速查詢化學藥品的各種信息
該系統可以錄入化學藥品的各種信息,如化學藥品的類別、中英文名稱、規格、庫存量、產地、單價、總價、物理化學性質、存放地、藥品危險[2],以便使用者能夠更好的進行化學藥品的查詢。
(2)合理的購入和領用管理流程
在購入時,使用者在提出申請上交申請單之后,該系統會自動的對于實驗室庫存的藥品進行比較,然后刪除庫房已有的化學藥品,系統再進行匯總并將匯總結果反饋給管理人員,由實驗室化學藥品庫房管理者審核和購買。在領用時,使用者在提出申請之后,該系統會自動進行檢索,以查找出藥品存放的位置,然后由使用者領出該藥品。
(3)數據信息安全保障
該系統設置了使用者可以自由查詢化學實驗室藥品庫存情況和領取情況,但是化學藥品的錄入和庫存需要該系統管理人員的特定密碼才能進入,這樣就可以防止他人使用非法的手段進入該系統破壞或修改數據信息,同時系統還會實時的備份數據,以保證數據的安全性。
(4)系統界面
該系統最大化的簡化了使用界面,其可以讓使用者在不經培訓的情況下就能使用該系統。該系統采用簡單明了、容錯能力強、易于操作的按鈕菜單式操作,其可以用來快捷明晰的打印各種化學藥品報表。
2 高校實驗室藥品庫房網絡化管理
(1)化學藥品購入管理
購入管理主要分為學生實驗教學藥品購入、本科生畢業論文所需藥品購入、教師科研所需藥品購入,其是對化學藥品的每一筆購入進行系統的錄入管理。其中學生實驗教師藥品購入管理流程是:首先,根據實驗教學大綱上的實驗項目有實驗員錄入實驗過程中所需的實驗藥品;然后由教師填寫實驗項目和學生人數,網絡化管理系統就可以根據實驗項目、學生人數和實驗員錄入的實驗藥品自動的計算出該實驗項目所需實驗藥品的具體數量,并將計算得出的結果交給實驗員,由實驗員來處理,來提出購買的申請。本科生畢業論文所需藥品購入管理流程是:首先,由指導教師填寫化學藥品申請書,如化學藥品的類別、中文名稱、英文名稱、規格、化學性質、藥品危險提示、備注等;然后由實驗員提出申請。教師科研所需藥品購入管理流程與本科生畢業論文所需藥品購入管理流程一致。
(2)藥品領取管理
藥品管理主要包括領取單位、化學藥品、領取數量、領取人、資金來源和領取時間等,其是對化學實驗室藥品庫房藥品的領取進行的管理。領取單位在領取了藥品后,網絡化管理人員及時將該信息錄入到該界面中,系統就會自動的歸納、匯總并打印出領用的憑證單,然后由領取單位進行簽字,以備后續的查看。
(3)藥品購入和領用查詢
購入查詢包括購入記錄查詢和提交藥品購買申請審核查詢,其是對學生、教師、實驗室所購買的藥品進行查詢管理。在該界面中,如果完成藥品購買申請審核,那么系統就會在申請者登入本系統時自動的提醒申請者及時領取藥品,以減少化學實驗室藥品的積壓。領用查詢是查詢實驗室藥品的消耗情況,以便直觀的了解藥品的消耗,從而控制實驗室經費的使用量,該界面同時設置了排列設置和查詢設置,以便更加方便的查詢到自己需要的信息,但是該界面只能進行查詢,不能進行修改、打印。
(4)藥品庫存查詢
庫存管理包括化學藥品名稱和庫存數量等,其是用于統計化學實驗室藥品的庫存量。
(5)系統管理
系統管理包括采購人管理、領取單位管理、領取人管理、使用者權限管理、資金來源管理、系統密碼的設置與修改、系統數據初始化等[3],該界面主要用于維護系統。使用者權限管理是為了保證化學實驗室藥品庫房數據的安全性、準確性;使用人或使用單位采用不同的賬號來進行管理,每個賬號的設置了不同的權限。在主界面上,用戶可以自行選擇按鈕或菜單的方式進行該系統。
3 采用網絡化管理高校化學實驗室藥品庫房的效果
(1)實現化學實驗室藥品庫房管理信息化,提高工作效率
傳統的化學藥品的管理是通過手工操作完成,其工作效率不僅低而且誤差大。隨著網絡化管理的使用逐步促進了藥品庫房管理信息化,網絡化管理具有快速、準確、可靠的特點,實施網絡化管理能夠完成手工操作無法完成的工作[4]。采取網絡化管理模式在一定程度上減少了庫房管理人眼、教師、學生申請和領用藥品的工作量,并節約了人力、財力、物力等方面的資源,同時提高了庫房管理人員的工作效率。
(2)有效減低化學實驗室藥品庫房的庫存量,提高實驗資金使用效益
隨著高校實驗教學的改革和創新實驗項目的開展,教學和科研過程中所使用到的化學試劑需要不斷的更新,這樣不僅增加化學試劑的庫存量,還會給傳統的化學庫房管理帶來困難,特別是容易受潮、分解的化學藥品,這就需要定期的清理庫房,并將受潮、分解的化學藥品處理掉,從而造成大量實驗資金的浪費。而網絡化管理方向比較統一,且化學教學和科研所需的藥也比較穩定,因此,采用網絡化管理模式可以根據使用量和庫存量對藥品進行合理的采購,從而有效的控制化學藥品的采購量,避免大量積壓藥品,進而提高化學實驗資金的使用效益。
(3)促進化學實驗室藥品庫房規范化管理
化學藥品從入庫、庫存、出庫到使用過程中,采用網絡化管理模式實現整個過程的規范化管理。尤其是通過系統單元模塊的劃分和管理人員的配置,能夠準確的統計藥品出入庫的信息。
4 結語
對高校化學實驗室藥品庫房進行網絡化管理是一個有意義的嘗試,對于物流不發達且化學實驗教學需要各種各樣的化學藥品的地方高校來說,對其化學實驗室藥品庫房進行網絡化管理不僅能夠更快捷、準確的管理化學藥品,還能減少管理工作人員的工作量,同時減少藥品的積壓量,以提高實驗室藥品的利用率。
參考文獻
[1] 郭紅玉.高校化學藥品庫的安全和網絡化管理[J].化工時刊,2014,02:40-43.
中央電視臺一套《今日說法》節目曾播出了這樣一個案例:徐州市某學校的一節化學課后,化學老師讓一位學生幫他把實驗器材及藥品送回實驗室,這位同學在去實驗室途中私自偷拿了化學藥品氯酸鉀和硫磺。由于好奇心,回家后該同學把氯酸鉀和硫磺混合在一起玩而發生爆炸,致使該同學一只手指被炸傷。之后,家長把學校告上法庭,從而引起法律糾紛。
類似的案例在我們的日常化學教學中不在少數。那么我們的平時化學實驗教學中,如何減少乃至杜絕安全事故呢?怎樣對學生有效進行安全教育呢?
一、對學生進行安全教育的重要性
對學生進行安全教育,是教師的責任。教學化學實驗,對學生進行安全教育,力求杜絕大小事故的發生。化學是以實驗為基礎的學科,實驗是化學教學中相當重要的環節。在化學實驗過程中,往往會發生一些意想不到的事故,輕者可以致殘,重者危及人身安全,還對學生學習化學造成嚴重的心理障礙。凡是化學教師都知道,在化學實驗中,要經常接觸各種化學試劑,不少化學試劑是危險性化學藥品。如:濃酸、強堿,金屬鉀、鈉,苯酚,白磷等。在實驗進行過程中,常伴有各種氣體、蒸汽、煙霧、粉塵等,這些物質對人體有的是有毒,有的甚至是劇毒,實驗中還會偶然發生燒傷,炸傷、燙傷、割傷等事故,所以在上化學實驗前,一定要對學生進行安全教育,以及一些應急措施;在實驗過程中,要指導學生規范操作,千方百計預防和清除不安全因素,避免各種事故的發生,這既是化學實驗教學應重視的問題,也是對學生負責,對家長負責,對社會負責的要求。化學教師只要防微杜漸,未雨綢繆,重視安全教育,提高學生的安全意識,讓學生掌握必要的安全知識和措施,是非常重要的,也是必要的。
二、中學化學安全教育的具體措施
(一)實驗室安全守則教育
化學實驗室中不少事故是由于學生無知,粗心大意、好奇、思想麻痹等造成的,因此,學校要制定必要的切實可行的實驗安全守則,危險化學藥品使用制度,學生實驗守則,對學生進行安全教育,使學生從思想上高度重視,以高度的責任心和嚴肅的科學態度來學習化學實驗,充分了解注意事項,熟悉實驗內容,掌握實驗技巧,精心操作,勤于思考,嚴格藥品用量。
(二)加大實驗改革力度
教材是教師施教的依據,從我國現行化學教材來看,學生實驗的編寫一般是由目的、原理、儀器、藥品、步驟等幾部分組成。我認為應當適當增加安全方面的內容。在這方面美國的化學實驗教材《化學中的探索》一書給了我們很大的啟示,該書所有實驗的編寫均由:目的、原理、儀器藥品、安全、步驟、處理方法、問題等幾方面組成,例如:在“體積的測量和溶液”實驗中,安全部分寫道:“在實驗中必須始終佩帶護目鏡。14mol/L NaOH溶液的腐蝕性很強,取用時要戴手套。濺出的任何化學藥品要立即用水擦凈。應該注意堿會腐蝕玻璃,要用大量的水徹底清洗玻璃儀器,以防止被腐蝕性物所腐蝕。”通過對比我們不難發現,編者詳細的要求安全措施,如果我們的教材中也能補充這樣的要求,再加以教師的引導,實驗效果也許會好一些。
(三)認真講解原理
每一個基本操作都有其自身道理。如給試管里的藥品加熱前為什么要先預熱;給試管里的固體加熱為什么要使試管口略向下傾斜;用試管夾夾持試管時為什么要從底往上套等。學生從原理上懂了以后,對理解在“操作中為什么這樣做”大有裨益。
(四)認真訓練基本操作
任何一個復雜的實驗都是由一個個簡單的基本操作所組成,所以掌握每一個簡單的基本操作是做好化學實驗的前提。近幾年,教育部門給農村中小學配備了設施齊全的化學實驗室,為化學實驗的開展提供了保證。因此化學老師就要有計劃的讓學生到實驗室熟悉各種化學儀器,知道它們的功用,使用時應注意的事項。在懂得原理的情況下,學生很容易掌握。
(五)共同分析實驗
每一個化學實驗都有科學的操作步驟。在學生分組實驗前和學生一起認真分析實驗原理,明確每一個環節,做好預案,讓學生心中有數、胸有成竹地帶著快樂的心情去做好每一個實驗。
(六)做好安全防范準備及演練
在實驗室里認真準備好創可貼、藥棉、紗布、碘酒、膠布、沙桶、滅火器等必備藥品和器材。模擬事故情境,讓學生練習如何應急處理,掌握自救的知識。
(七)教師應當“從我做起”言傳身教
教師是對學生進行教育的主要實施者,教師的思想、言行對學生有最直接最有效的影響,從“安全意識”的培養角度來說,教師應做到以下三點:
1、一絲不茍做好演示實驗,教師在演示實驗中的一舉一動都直接影響學生動手實驗時的態度和方法,因此,哪怕是最常用儀器的使用也絲毫不能大意,對于一些有危險隱患的實驗更要充分備課,引導學生把不安全因素想全想透。
2、合理使用反例。對于一些可以在實驗室模擬的錯誤操作導致的后果,教師可設計一些錯誤的反例加以驗證,以加深學生印象。如不純的可燃氣體點燃爆炸,水倒入濃H2SO4中進行稀釋的后果;加熱時先撤酒精燈導致水回流引起試管炸裂等,只要條件允許,裝置設計合理,不會引起事故的均可一試。
3、嚴格監督,培養學生良好的實驗習慣。學生進入實驗室親身體會的印象是最深的,中學生的年齡特點決定了他們對什么都好奇,好動是他們的天性。因此,在平時學生實驗中除了講清楚規范操作,安全要求外,加強監督也是必不可少的一個環節。
安全實驗的關鍵是要按照操作規程進行實驗,只要熟悉操作規則,了解反應規律,做好課前預習,危險也能變為安全。反之,在實驗過程中就可能發生事故,不但會影響學生學習化學的興趣,而且可能危及師生安全,甚至嚴重致殘造成終生不幸。所以,奉勸廣大師生要高度重視。
參考文獻
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)07-0179-01
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,實驗探究教學,就是在教師指導下,學生應用已學過的知識與技能,通過實驗來探索化學概念或規律,從而獲得知識的方法。這種教學方法要求教師在教學時,不要把現成的理論直接告訴學生,而是根據教學的目的,提出探究的問題,引導學生根據已有的知識和經驗進行猜想或假設,學生設計探究方案,通過觀察、實驗、閱讀、討論、練習等多種活動,探索化學知識,發展各種能力,從而完成教學任務。這種教學的特點是從認識規律和化學學科的特點及素質教育的要求出發,使思維訓練與獲取知識有機地結合起來,讓學生生動、活潑、主動地進行學習。在實驗探究過程中主要注意以下兩方面問題:
一、做好化學實驗
如果你在實驗前對實驗的內容、操作方法以及有關儀器、藥品的性能有充分的了解,并能嚴格按照步驟操作,你的實驗就能取得成功,并能從中得到化學知識和無窮樂趣;如果你準備不充分,粗心大意,那就可能失敗,甚至發生事故。忘樣才能做好實驗呢?
1.注意安全
⑴注意化學藥品的毒性和腐蝕性。使用藥品要做到“三不”:不能用手接觸藥品;不要把鼻孔湊到容器口去聞藥品的氣味;更不得嘗任何藥品的味道。濃酸、濃堿都是屬于強腐蝕藥品,使用時必須特別小心,防止沾到皮膚上或濺到衣服上,如果不慎將酸濺到皮膚上,應立即用較多的水沖洗(如果是濃硫酸,必須迅速用布擦拭,然后再用水沖洗),再用3%~5%的碳酸氫鈉溶液來沖洗;如果不慎將堿液濺到皮膚上,立即用較多的水沖洗,再涂上硼酸溶液。
⑵注意操作時的安全。在實驗中如有易燃、易爆的操作,應該采取安全措施。任何實驗容器口都不要對著操作者和觀看者。進行有毒氣體的實驗時,應在通風的地方進行,實驗用藥量要少,時間要短,有毒殘渣要妥善處理。
2.手腦并用
做化學實驗前一定要明確實驗目的、步驟,避免盲目性。每次實驗結束都要認真總結成功的經驗或失敗的教訓,要注重對實驗進行改進,提高實驗的效果。如能否使用更簡單的儀器、更價廉易得的藥品,能否在操作上更安全可靠,能否使實驗現象更明顯、結果更準確等。
二、掌握化學實驗現象的規律
觀察實驗現象主要是指用眼看、鼻聞、耳聽、手感等方式得到實驗的現象。記憶實驗現象是一件不容易的事,但如果能找到實驗現象存在的規律,則可化難為易。我們可以根據反應條件的不同將化學實驗大致分成三種類型:第一種是物質燃燒實驗;第二種是加熱固體物質實驗;第三種是在溶液中進行的化學實驗。這三類實驗的現象存在的規律:
1.物質燃燒實驗一般都有三個明顯的現象:
①放出大量的熱;②生成了一種或幾種不同于反應物(指物質的色、態、味)的產物;③固體直接燃燒則發出一定顏色和強度的光;氣體或固、液體轉變成氣體再燃燒則發出一定顏色和強度的火焰。(描述物質的燃燒現象,一般:一光、二熱、三生成。)例如,鎂條燃燒的現象是:①發出耀眼的白光;②放出大量的熱;③生成一種白色固體。再如,硫磺(在氧氣中)燃燒的現象是:①發出明亮的藍紫色的火焰(硫磺受熱先熔化再汽化最后才燃燒);②放出大量的熱;③生成一種有刺激性氣味的氣體。
2.加熱固體物質的實驗現象主要包括物質的狀態顏色、質量變化及產物中是否有水和氣體產生。例如,加熱碳酸氫銨的現象:①有一股刺激性的氣味產生;②試管壁上有水珠生成;③有使澄清的石灰水變渾濁的氣體生成;④試管內的白色固體逐漸消失。
3.在溶液中進行的化學反應,實驗現象主要包括反應物(固態)的質量和顏色變化及溶液中是否有沉淀(包括沉淀顏色)和氣泡產生。例如,在硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉溶液的實驗現象是有藍色沉淀產生。
4.觀察和描述實驗現象的注意事項:
(1)要注重對本質現象的觀察。本質現象就是以提示事物本質特征的現象。如鋁帶在空氣中燃燒時“生成白色團體”是本質現象,因為由此現象可正確理解化學變化這個概念,而發出“耀眼的白光”則是非本質現象。因此,觀察實驗現象要有明確的觀察目的和主要的觀察對象。
(2)要正確描述實驗現象。①不能以結論代替現象。如鐵絲在氧氣中燃燒的實驗現象是“劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,生成黑色固體”,而不能用結論“生成四氧化三鐵”代替“生成黑色固體”。②要明確“光”和“火焰”、“煙”和“霧”等的區別,不能相互替代。
結語: