時間：2022-11-14 05:16:45
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實驗前實施安全教育考核制度
在進行化學實驗課程之前，學生對化學實驗了解得往往不多，雖然對實驗項目興趣濃厚，有迫切進行實驗的欲望，但對實驗的機理、內容和安全知識卻是知者甚少。傳統的安全教育安排在這個階段，讓學生系統地了解相關安全知識，確實具有一定的效果。但教師在講并不表明學生一定在聽，由于多種原因，能完全掌握安全知識的學生較少。臺灣清華大學在這方面實行的是安全教育結合化學實驗室的準入制度。學生在進入化學實驗室之前，必須通過相應的安全教育和考試，并把通過安全考試作為進入化學實驗室的必要條件。安全教育方式多樣化，學生可選擇選修安全教育課和網絡教育等不同方式。在考試前往往還會安排進行一次集體授課，請專業的實驗室安全人員來進行講解。對于缺考或考試不合格的學生，會安排重修和考試，直至合格后才準進入實驗室。在安全考試面前人人平等，即便是來訪的資深教授也要在進入實驗室進行實驗前通過安全考試，否則是不允許進入的。我們傳統的實驗安全教育也有自學和集中授課環節，但往往缺乏的是安全考試制度。進行安全考試能在一定程度上提高學生安全學習的效果，同時把其作為進入實驗室的必要條件，能讓學生在思想上充分重視，避免了傳統安全教育方式中學生可聽可不聽的懈怠局面。臺灣清華大學在授課方面也盡可能以形象教育方式為主，用實物演示、圖片展示等教育方式來提高安全教育效果。例如，在講解實驗室滅火知識時，重點強調需要沉著冷靜，及時判斷火勢大小、原因并正確使用消防器材：局部著火，順手用濕布、沙子等材料蓋滅；火勢較大時，依據著火原因和火情使用適宜的滅火器材；火勢無法控制時，及時斷電關氣，迅速離開并立即報警。在講解使用滅火器材時，可以把常見的各類滅火器向學生展示，同時用示范的方式給大家進行演示。通過這樣的系列課前安全教育與考試，讓每名學生都掌握相關安全知識，提高安全意識和安全能力。這不僅保障安全教育的效果，而且最大限度地減少了實驗室安全事故。
教學過程中強化安全教育
傳統安全教育方式往往只重視課前的安全教育，在教學實施過程中和結束后并沒有實質性的安全教育內容。這也給學生造成誤解和思維定勢，認為安全教育只是走過場，對于化學實驗室安全管理制度也產生不在意的心理，因而易于發生實驗室安全事故。在日常實驗室安全教育方面，臺灣清華大學采取了一些很有特點的措施。例如在每間實驗室門口都有危險提示標志，說明該實驗室可能產生哪些危險，同時也提示禁止在該實驗進行不恰當行為（如吸煙、帶入磁性物體等）。每個實驗室需要使用的危險試劑、藥品都需要進行登記和專人保管使用，在實驗室門口醒目的位置建立文件夾，放有該實驗室使用的危險藥品的性質和預防、處理措施的資料，不斷提醒進入實驗室的人員要時刻進行規范操作和安全處理。他們還專門成立環安中心來進行實驗室安全檢查和安全設施維護工作，往往每學期有多次的安全檢查。相比之下，內地高校實驗室的安全制度實施則相對不力，有些安全檢查流于形式，這是需要認真改進的。在化學實驗教學過程中需要不斷強化安全教育。我校在進行每項化學實驗之前，都要求學生進行預習，不僅要對實驗機理和實驗過程進行預習，而且需要查明實驗中每一個用到的試劑與藥品的物理、化學性質和安全特性（MSDS）［10］。這樣能有效提高學生的安全意識，同時也能指導學生在實驗中進行規范操作，避免安全事故。為了能提高學生在化學實驗教學過程中的學習效果和安全覺悟，我們計劃讓學生自己進行實驗安全監督。學生相互進行實驗操作監督，對實驗設施和實驗環境提出安全意見，不僅使學生實驗操作更加規范，而且讓他們時刻具有安全意識，同時也改進了實驗室環境和條件。在這個過程中，畢竟學生的經驗尚淺，教師應當在合適的時候進行引導，以取得更好的實驗教學和安全教育效果。學校提倡在實驗前和教學過程中將實驗安全教學引入案例教學方式，對社會上最近發生的安全事故和實驗室以往的安全隱患進行分析。這樣既可以提高學生的學習興趣和視野，同時也讓學生了解正確的安全處理方式。例如在使用金屬鈉的實驗中，在課堂上讓學生對“實驗室中金屬鈉著火是否能直接用水進行澆滅？”進行討論。這樣不只是教師直接灌輸關于金屬鈉的安全知識，還讓學生在討論中更加深刻了解金屬鈉的性質，同時也讓學生正確掌握用砂土隔絕氧氣而滅火的手段。當然，如果在確保安全條件下用少量金屬鈉為學生進行教學演示，將能取得更直觀的教學效果。這些安全教學方式和手段都是在教學過程中對學生進行安全教育的強化，能讓學生在潛意識上強化正確的安全理念和掌握實驗安全技巧，培養學生進行化學實驗的綜合能力。
課后安全評價鞏固安全教育效果
傳統教學方式忽視了實驗結束后對學生的安全教育。實驗結束后，學生只是對實驗過程進行復述，對實驗結果進行處理并書寫實驗報告。在調查中發現，大多數學生都以獲得實驗產物的多少來衡量實驗的成敗，而對實驗的規范操作和安全事項不加重視。為了能達到安全教育與實驗教學一體化，在課后對學生的安全教育是極其重要的。引入學生對實驗安全的自我總結評價方式，能讓學生對實驗過程的安全進行有效的總結，達到將安全教育貫穿整個實驗教學過程的目的。在實驗報告中增加實驗安全評價一項，讓學生從安全角度去審視自己的整個實驗過程：實驗儀器裝置是否按照要求搭建，原料稱取時是否有撒漏，實驗過程中廢氣是如何處理的，實驗結束后的廢料是否進行規范處置等，對每次實驗操作進行安全總結。只有這樣才能讓學生時刻意識到實驗安全的重要性。對于那些實驗操作不規范、存在實驗安全隱患的學生，雖然僥幸得到實驗預期的產品和結果，但整個實驗嚴格來說是不合格的。傳統教學方式并沒有讓這些學生意識到問題所在，通過實驗后的安全評價能讓他們進行這方面的自我批評和改正，真正在實驗能力上得到提高。因此推行課后自我安全評價教育方式，能進一步鞏固整個實驗教學過程的安全教育效果。
對于生物科學專業的學生來說，有機化學實驗主要是讓學生掌握最基本的操作，如重結晶、萃取等;簡單化合物的制取，如阿司匹林的制備等;最后是驗證一些常見化合物的性質，如生物堿、羧酸及其衍生物的化學性質等為主要內容，以上內容基本都是以教材里已被檢驗了的實驗部分為主，這對提升學生的綜合分析能力和創新能力都是不可取的。
2有機化學實驗的教學實踐內容改革的舉措
鑒于以上存在的問題我主要從授課方式、教學內容和實驗報告的撰寫等方面對有機化學實驗進行研究。
2.1授課方式的探索首先，在上課程之前，批改學生的預習報告，知道學生預習實驗的認真程度，老師在講課的時候可以進行補充，如果是學生預習知道的東西可以簡略的帶過，對學生沒有預習到的知識進行補充，并提出在實驗的時候可能出現的問題抽學生回答;也可以讓學生和教師相互交換角色，讓這“教師”講解該實驗，最后教師再針對該學生的不足加以點評。在此過程中教師要鼓勵學生積極發言、各抒己見，對有創意的學生要給予熱情、肯定和贊揚。這樣既激發了學生的學習積極性和對實驗課程的熱情，使學生做到上實驗課之前積極配合教師完成安排的工作。在每次課的結尾時，向學生宣布下一次實驗。其次，在實驗準備的全過程中讓全班學生分組參與，在教師引導下，學生可按照實驗要求來對實驗儀器的選擇和所用試劑的配制等。同時，給一個題目，讓學生自己去查找資料，進行實驗的設計，自己根據所找資料寫出實驗方案，實驗藥品，并在老師的指導下對實驗方案可行性的判斷，得到老師的批準后，讓學生自行實驗準備，這樣有助于提升學生對實驗設計、實驗操作技能以及對整個實驗內容的整體把握都是非常有效的。但是這對生物科學專業化學基礎知識較差的學生來說難度較大，對化學基礎知識較好的學生對實驗的積極性和創新能力都將得到很大的提高。對于大一的學生來說，主要是對基礎實驗技能的操作實踐和設計實驗原理的初步理解，比如熟悉提純的原理及操作、簡單的制備等，從而對化學實驗有了基本的認識，并能夠掌握比較基本的化學實驗理論，對學習以后的課程打下基礎。
2.2優化實驗教學內容因傳統教學主要是基礎實驗和驗證性質實驗，本文主要將基礎有機實驗與有機設計實驗以及綜合實驗融合在一起，以增強學生的創新能力，提高學生的學習興趣，培養學生的創新意識。首先，讓學生擁有扎實的基礎知識，開設大量的基本實驗來規范學生的操作技能，減少驗證性實驗的個數來為后續的實驗做鋪墊，比如重結晶的操作實驗，可以讓學生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等來鞏固此操作。其次，多開設與生物科學專業相關的綜合性實驗。因綜合性實驗難度比驗證性實驗要大，對學生來說具有挑戰性。比如從茶葉中提取咖啡因，可以有兩種方法，一種方法時間短，設備簡單，但是效果不好;另一種方法用索氏提取器做，所需時間久，裝置也比較麻煩，效果明顯。還有葡萄糖酸鈣制備、從槐花米中提取蘆丁等，這些實驗都與生物相關，能夠增強學生的興趣和提高學生的動手能力。
2.3實驗報告的撰寫實驗報告采用科技論文的格式，包括中英文摘要、引言、儀器與試劑、實驗方法、實驗結果與討論、結論、參考文獻等［4］。這樣寫的好處是有利于對學生以后的科研打下基礎，知道論文的寫法，也為寫畢業論文打下一定的基礎。
3實驗考核體系的完善
傳統的實驗考核體系是以實驗報告為主，不注重學生的具體操作過程，因為預習、操作、報告以及期末考查等貫穿實驗的整個過程。傳統的體系導致學生只注重實驗報告，不注重過程，而使很多基本的操作技能都出現錯誤。最終不能夠地對學生進行公平的評價、更不能夠激發學生的學習興趣，也不利于培養學生的創新意識及創新能力。實驗教學的特點是以學生為中心，使學生的主觀能動性得到充分地發揮，與此同時也要求教師一定要具備高度的責任意識，將不同教學項目的實驗設計其具有不同的功能，并實現各個教學環節上的松緊適度。此外，為提升實驗教學效果，教師應該在實驗課的不同環節，充分扮演自己的角色定位，在寬松、和諧的氛圍中有序、高效地進行實驗。通過對有機化學實驗的教學內容、教學方式和評價體系的進行改革，既調動了學生的學習積極性，增強了學生觀察、分析及解決問題的能力，又準確地考核了學生的綜合素質，收到了良好的教學效果。
4結論
不論是從人類認識規律，還是從發展學生的智力與能力、培養他們科學的世界觀和方法論、提高他們的綜合素質等角度來看，化學實驗都具有十分重要的作用。一個概念的形成，常常需要一個過程。從實踐出發，首先獲得一種感性認識，然后經過分析、概括、推理，慢慢形成了一個概念，并在以后的發展中不斷得到發展、完善。因此一個概念一般都是比較抽象的，化學概念也是這樣。如果我們的教師能夠科學地進行化學實驗教學，無疑會激發學生的學習興趣，幫助學生形成化學概念。同樣，通過化學實驗可以使學生更好地理解和深入地領會化學定律和化學原理，在幫助學生進一步消化和鞏固所學的化學知識方面起到積極的作用。同時，實驗教學還是發展學生智力、培養辯證思維能力的一項重要措施。
二、化學實驗教學中的方法改進
化學科學的每一項成就都離不開實驗。化學實驗教學可以幫助學生學習元素化合物知識，形成化學概念，獲得理論的感性認識，并通過抽象思維形成理性認識,而通過實驗又可以驗證和鞏固概念、理論，使之發展和深化。化學實驗是培養學生自學能力的重要手段，為培養學生實事求是、嚴謹認真的科學態度和科學方法提供了極好的機會，對促進學生非智力因素的發展、辯證唯物主義世界觀的形成、陶冶思想情操都具有非常重要的作用。因此筆者認為在中學化學實驗教學中應當注重以下幾點。1.培養學生的觀察能力
學生的觀察能力不是自發進行的，要靠教師引導、啟迪，逐漸培養而成。首先在教學中要讓學生明確觀察在化學實驗中的作用及提高觀察能力的意義，要經常要求學生預先做好觀察的準備，提出明確的觀察任務，制定進行觀察的計劃，掌握所必須的具體方法。這樣有助于啟發學生有目的、有計劃的觀察，提高了觀察的效率，使學生的智力技能在良好的非智力品質的配合下迅速提高；其次是教師要根據觀察對象的特征，有意識的訓練學生協調運用多種感官進行觀察，從而提高觀察質量；再有就是指導學生學會既全面、又分清主次的觀察。既全面又分清主次地進行觀察，就是要求既要重點觀察主要現象，又不遺漏觀察次要現象；既要觀察到明顯的現象，又要迅速地發現不易發現或容易消失的現象，經常這樣要求學生，可以培養出學生敏銳的觀察能力；再還有就是指導學生將觀察和思維結合，提高分析和解決問題的能力。觀察的目的是探索和發現問題，達到對事物及其變化規律的認識。觀察能力能引起思維能力的發展。觀察越豐富、越準確，認識就越深刻，思維也就愈加活躍、廣闊。觀察力同時也能提高學生的判斷能力。敏銳的觀察力有助于對復雜的材料進行對比、分析，提高自己判斷是非、區分本質和非本質的能力。教師應有意識的設計一些課題或者針對一些實驗的異常現象，引導學生將觀察和思維緊密結合，從而提高學生分析和解決問題的能力。總之，良好的觀察能力是在實踐中經過一定的訓練而形成的。實驗教學為培養和發展學生的觀察能力提供了良好的途徑，教師必須在教學中有意識的培養和發展學生的觀察能力。
2.培養和發展學生的創新能力
培養和發展學生的創新能力，最重要的是要通過實驗，讓學生獨立思考、大膽操作，在親自實踐的活動中培養和發展自己的創新精神。但是，通過教育實習和見習的親身體會，以及一些走上講臺的化學教師的介紹，目前中學的學生實驗課中，一般做法是將實驗目的、內容預先按實驗報告順序列于黑板上。這嚴重影響了學生思維的發揮，不利于學生創新能力的發展。如果改為根據實驗特點提出課題要求，引導學生運用所學知識，根據實驗目的及內容，選擇儀器藥品，設計實驗方案，然后進行實驗操作。這種教學方式有助于發展學生思維的創造性，又能獲得良好的實驗教學效果。
3.培養學生的辯證唯物主義觀
馬克思說：“化學可以稱為研究物體由于量的構成的變化而發生的質變的科學。”可見，化學與辯證唯物主義有著密切的聯系。但是在中學化學實驗教學中對學生進行辯證唯物主義教育經常被忽視了。在中學化學實驗教學中，不管是教師的教還是學生的學都會受到一定的世界觀和方法論的影響，特別是辯證唯物主義物質觀、對立統一規律和量變與質變規律。對學生進行辯證唯物主義觀點教育，就是要使學生把辯證唯物主義當作科學的世界觀和方法論來理解，并用來指導當前的學習，以幫助他們找到解決問題的途徑，指引他們沿著正確的方向前進。化學實驗教學中對學生進行辯證唯物主義基本觀點教育，有助于提高學生對實驗的興趣，提高實驗效果，培養和發展學生的能力。
【摘要】隨著素質教育改革的不斷深入，化學實驗教學已經成為中學化學教學中的重點部分。在實驗教學中我們不僅要系統地將化學知識傳授給學生，而且要注重培養學生的觀察能力、創新能力以及科學探究能力。
【關鍵詞】化學教學實驗課創新思維習慣獨立
參考文獻：
[1]紀圖雅.中等職業學校化學實驗教學中學生思維訓練研究[D].內蒙古師范大學，2005.
一、傳授新知識的演示實驗
這是以讓學生獲取新知識為目的而進行的演示實驗，通常是邊講邊演示。從邏輯上看，這往往是一個由特殊到一般的學習過程。教師在演示時，先講述實驗原理、條件及注意事項；當學生觀察到實驗現象后，教師再通過談話啟發學生對所觀察到的現象進行解釋，引導其得出正確的結論。
例如，在講“銨離子的檢驗”時，采取的方法是先演示“氯化銨和硫酸銨分別與氫氧化鈉溶液作用”的實驗，然后總結得出檢驗銨離子的一般方法。為此在開始演示實驗之前，要突出強調銨鹽能跟堿起反應放出氨氣（講銨鹽性質時學過的）。實驗過程中，要引導學生觀察濕潤的紅色石蕊試紙接近裝有銨鹽（氯化銨和硫酸銨）與氫氧化鈉混合液的試管口時，試紙顏色的變化，能聞到什么氣味，然后由學生根據實驗現象或結果來回答，并由教師加以總結得出正確的結論。像這樣通過演示實驗來進行新知識的教學，就具有較強的真實感和說服力，使學生容易理解和記憶所獲得的新知識。
使用傳授新知識的演示實驗進行教學時，應注意以下幾點：
①在演示實驗時，學生并未掌握有關實驗的理論知識，在沒有理論的指導下，學生觀察實驗時往往會忽略掉最關鍵的內容。因此，教師要有意識地引導學生注意實驗的條件、環節和實驗的主要結果（亦即告訴學生觀察什么、如何去觀察），使學生能看懂實驗，準確地觀察到實驗的現象和結果。這是這種演示實驗的感性階段。
②在演示實驗結束后，教師不要急于做出結論，應通過談話啟發學生自己去做結論，以培養學生的思維能力，促進其對知識的消化理解，并加強對所學知識的鞏固。例如，在前述有關銨鹽檢驗的實驗中，當學生觀察到“試紙變藍，有刺激性氨味”時，應啟發學生思考產生此現象的原因。這是這種演示實驗的理性階段。
③要注意把實驗中所得出的特殊（或個別）的結論推廣到一般（或同類的其它對象）中去，使學生類推地掌握帶有規律性的知識。例如，應把從演示“氯化銨和硫酸銨中銨離子的鑒定”實驗所得出的結論推廣到其它銨鹽的鑒定中去，總結得出“化學上檢驗銨鹽的一般方法”，這是對這種實驗的歸納。
④應要求學生用文字或圖表把實驗的結論記錄下來，或結合指導學生讀書把教材中的有關內容做上記號或摘錄下來以鞏固知識。
二、驗證鞏固所學知識的演示實驗
這是以驗證或鞏固已學過的知識為目的而進行的演示實驗，通常是在講授完新知識以后進行的實驗。從邏輯上看，這往往是一個由一般到特殊的學習過程。教師講課時，先通過新舊知識的聯系與對比，結合使用各種直觀教具講授新知識，待學生初步掌握了這些知識后，再進行有關的演示實驗以驗證和鞏固所學過的知識。
例如，在講“氧氣的實驗室制法”時，先結合有關氧氣制取與收集的掛圖，講解實驗室制取氧氣的化學原理與收集方法，使學生對這部分內容先具有初步的認識，然后課堂現場演示實驗室制取及收集氧氣的過程。使學生通過觀察教師的演示，進一步加深印象，提高當堂課的鞏固率。又如，介紹“常見的堿——氫氧化鈣”時，先通過復習堿的概念，指出氫氧化鈣是一種堿，應具有堿的通性——使指示示劑變色，然后再演示把紫色的石蕊試液及無色的酚酞試液分別滴加到氫氧化鈣溶液（澄清石灰水）中，讓學生觀察溶液的顏色變化情況，以驗證剛剛學習到的事實。
使用這種演示實驗法進行教學時，應注意以下幾點：
①在演示實驗前，因學生對有關內容已有初步的印象，所以教師在演示時，要引導學生運用已初步掌握的知識來觀察實驗的過程及現象，同時應該強調操作過程中的關鍵步驟，即有目的、有針對性地觀察。
②在演示實驗過程中，要啟發學生積極思考。例如在演示實驗室制取氧氣時，可以提出這樣的問題：除了用排水法收集氧氣外，能否用排空氣法收集？怎樣用簡單的方法證明收集到的是氧氣？
③演示實驗結束后，教師要敦促學生用學過的知識來解釋實驗現象和結果。如在演示氫氧化鈣溶液與指示劑作用時，當學生觀察到“滴有紫色石蕊試液的氫氧化鈣溶液變成藍色，而滴有無色酚酞試液的氫氧化鈣溶液變成紅色”后，讓其解釋該現象，指出該現象所證實的問題。這是一個由一般到特殊的認識過程。
三、指導性的演示實驗
在化學課程中，課堂演示實驗是大家所熟悉的常用教學手段。化學工程是研究化學工業和其他過程工業生產中所進行的化學過程和物理過程共同規律的一門工程學科。化學工程的一個重要任務就是研究有關工程因素對過程和裝置的效應，特別是在放大中的效應，以解決關于過程開發、裝置設計和操作的理論和方法等問題。它以物理學、化學和數學的原理為基礎，廣泛應用各種實驗手段，與化學工藝相配合，去解決工業生產問題。化學工程是一門基礎工程學科，它雖發源于近代化學工業，但經過與各種科學理論和先進技術相結合，業已形成了獨具一格的科學體系。近來化學工程雖日趨理論化和數字化，但它仍然是一門切合實際又饒有興趣的學科。可是對于缺乏實際知識的青年在校學生來說，初次接觸這門課程時，往往反而覺得該課程比數理課程還難以捉摸，大學低年級學生更覺困惑。在進行化學工程啟蒙教學時，不僅需要按學科自身的邏輯進行嚴謹的數理演繹，還需要運用一些生動直觀的教學手段，為初學者鋪平入門之路。因此，在化工課程中，課堂演示實驗的地位和作用，顯得尤為重要。在教學過程中強化演示實驗，訓練學生的研究性思維，培養學生觀察實驗現象、研究實驗規律、理解事物本質的能力。
2.強化化學工程課堂演示實驗
在當今多媒體教學盛興的時代，課堂演示實驗仍然是一種不可缺少的教學手段。其根本原因，是它具有較強的真實感。這種特性對于科學實驗尤為重要。多媒體教學手段雖有很多優點，但屏幕上顯示的形象，畢竟與現實的事物或現象有差異，如果不與生活中已經熟悉的對象相比較，就難以感知事物的真實形象。因此，學生還要進一步開動腦筋，去再現視頻形象與真實事物或現象之間那些缺少了的環節。課堂演示實驗可以直接感知真實的形象，這正是它同多媒體教學手段相比，所具有的突出特點之一。但實驗裝置或模擬實驗設備與工業規模的化工設備相比畢竟有所不同，還需要實物教具、幻燈片、電視錄像或是電影等手段來補充。這正好說明，不可能存在一種在任何條件下都適用的，盡善盡美的教學手段和教學方法，而是根據學科性質、教學內容和教學環境等具體條件，選擇采用，或者多種手段配合使用，以各展其長。課堂演示實驗與實驗室教學實驗，各有其不同的目的。如上所述，課堂演示實驗是課堂教學的一種手段，旨在提高課堂教學的效率。實驗室的實驗教學則是教學過程的一個重要環節，或可作為一門獨立開設的課程，其主要目的是讓學生初步掌握一些有關化學工程的實驗研究方法和實驗技術，培養學生從事科學實驗的實踐能力。因此，兩者對于實驗裝置的要求，以及實驗的能容和方法都有所不同。對于學生來講，某些實驗訓練價值不大的項目，例如雷諾實驗、流體阻力測定、流體機械能轉換實驗等這一類實驗，作為課堂演示實驗是必要的，而作為實驗室教學的意義就不是很大。對于既有作為演示實驗的必要，又有實驗訓練價值的某些實驗項目，在實驗內容和方法上，應盡可能使兩者在小型化的基礎上結合起來。在設計時，盡量考慮到教學實驗的需要，以提高實驗設備的利用率。自然，課堂演示實驗與實驗室教學實驗的目的要求不同，期望所有裝置都能通用也是不現實的。
3.化學工程演示實驗需要注意的幾個問題
化學工程演示實驗最大的特點是工程實踐性。它不同于化學類實驗課程，實驗對象從燒瓶、酒精燈、玻璃棒變為實際生產的模型設備，具有顯著地工程實踐性，而學生的實踐經驗往往非常匱乏，這就要求教師把握化工實驗的特點，注重研究性教學模式，在課堂演示實驗中采取教師為主導，學生為主體的形式，盡量讓所有學生都參與演示課程，并且盡可能的引用一些與實際生產緊密聯系的工程問題進行演示。在演示過程中，教師要鼓勵學生積極主動思考，勇于提出自己觀點，敢于創新。課堂演示實驗是一種很好的教學手段，這種手段的合理運用，則是一種教學藝術。如果運用得法，與教學內容配合緊密，視聽結合得巧妙，就一定能發揮它應有的效能，否則就會事倍功半。化學工程的課堂演示實驗，能否達到提高課堂教學效率的目的，演示實驗裝置的性能也尤為重要。為此，在實驗裝置方面至少要達到如下一些基本要求:①實驗裝置應盡可能做到小型化和儀器化;②演示實驗裝置盡可能做到直觀、生動、形象;③演示實驗裝置應做到穩定、快速、準確、合乎科學;④演示裝置需盡最大努力消除噪音和其他污染。此外，在實驗物系的選擇上，也需綜合考慮原料價格、氣味、毒性等要求，一般以空氣、水等價廉易得且環保原料為佳。課堂教學中演示實驗側重點不同，大致可分為:①展示現象，該類演示實驗通過學生觀察實驗，了解現象，進而驗證并鞏固所學知識;②展現概念，該類演示實驗通過化抽象為具體，從而實現抽象概念直觀化、具體化;③獲得規律，該類演示實驗通過顯現的結果，通過觀察分析并進一步歸納演繹從而得出其中的規律。這就需要教師準備多套課堂演示實驗，從而根據情況有選擇的開展相應課堂演示實驗工作。
4.結語
在當今多媒體教學盛興的時代，課堂演示實驗仍然是一種不可缺少的教學手段。其根本原因，是它具有較強的真實感。這種特性對于科學實驗尤為重要。多媒體教學手段雖有很多優點，但屏幕上顯示的形象，畢竟與現實的事物或現象有差異，如果不與生活中已經熟悉的對象相比較，就難以感知事物的真實形象。因此，學生還要進一步開動腦筋，去再現視頻形象與真實事物或現象之間那些缺少了的環節。課堂演示實驗可以直接感知真實的形象，這正是它同多媒體教學手段相比，所具有的突出特點之一。但實驗裝置或模擬實驗設備與工業規模的化工設備相比畢竟有所不同，還需要實物教具、幻燈片、電視錄像或是電影等手段來補充。這正好說明，不可能存在一種在任何條件下都適用的，盡善盡美閱讀教學的教學手段和教學方法，而是根據學科性質、教學內容和教學環境等具體條件，選擇采用，或者多種手段配合使用，以各展其長。課堂演示實驗與實驗室教學實驗，各有其不同的目的。如上所述，課堂演示實驗是課堂教學的一種手段，旨在提高課堂教學的效率。實驗室的實驗教學則是教學過程的一個重要環節，或可作為一門獨立開設的課程，其主要目的是讓學生初步掌握一些有關化學工程的實驗研究方法和實驗技術，培養學生從事科學實驗的實踐能力。因此，兩者對于實驗裝置的要求，以及實驗的能容和方法都有所不同。對于學生來講，某些實驗訓練價值不大的項目，例如雷諾實驗、流體阻力測定、流體機械能轉換實驗等這一類實驗，作為課堂演示實驗是必要的，而作為實驗室教學的意義就不是很大。對于既有作為演示實驗的必要，又有實驗訓練價值的某些實驗項目，在實驗內容和方法上，應盡可能使兩者在小型化的基礎上結合起來。在設計時，盡量考慮到教學實驗的需要，以提高實驗設備的利用率。自然，課堂演示實驗與實驗室教學實驗的目的要求不同，期望所有裝置都能通用也是不現實的。
2化學工程演示實驗需要注意的幾個問題
化學工程演示實驗最大的特點是工程實踐性。它不同于化學類實驗課程，實驗對象從燒瓶、酒精燈、玻璃棒變為實際生產的模型設備，具有顯著地工程實踐性，而學生的實踐經驗往往非常匱乏，這就要求教師把握化工實驗的特點，注重研究性教學模式，在課堂演示實驗中采取教師為主導，學生為主體的形式，盡量讓所有學生都參與演示課程，并且盡可能的引用一些與實際生產緊密聯系的工程問題進行演示。在演示過程中，教師要鼓勵學生積極主動思考，勇于提出自己觀點，敢于創新。課堂演示實驗是一種很好的教學手段，這種手段的合理運用，則是一種教學藝術。如果運用得法，與教學內容配合緊密，視聽結合得巧妙，就一定能發揮它應有的效能，否則就會事倍功半。化學工程的課堂演示實驗，能否達到提高課堂教學效率的目的，演示實驗裝置的性能也尤為重要。為此，在實驗裝置方面至少要達到如下一些基本要求:①實驗裝置應盡可能做到小型化和儀器化;②演示實驗裝置盡可能做到直觀、生動、形象;③演示實驗裝置應做到穩定、快速、準確、合乎科學;④演示裝置需盡最大努力消除噪音和其他污染。此外，在實驗物系的選擇上，也需綜合考慮原料價格、氣味、毒性等要求，一般以空氣、水等價廉易得且環保原料為佳。課堂教學中演示實驗側重點不同，大致可分為:①展示現象，該類演示實驗通過學生觀察實驗，了解現象，進而驗證并鞏固所學知識;②展現概念，該類演示實驗通過化抽象為具體，從而實現抽象概念直觀化、具體化;③獲得規律，該類演示實驗通過顯現的結果，通過觀察分析并進一步歸納演繹從而得出其中的規律。這就需要教師準備多套課堂演示實驗，從而根據情況有選擇的開展相應課堂演示實驗工作。
3結語
（1）傳統大學化學實驗教學流程單一，學生往往拘泥于課本內容，缺少思考的空間。導致學生產生依賴心理，對實驗現象的描述和實驗結果討論僅僅停留在觀察階段，不能通過化學實驗的學習，系統理解化學相關概念和原理。將啟發式科學寫作應用到實驗教學，能夠從根本上解決學習方式單一等問題，通過學生彼此之間的交流與討論，使學生增加化學的學習興趣。（2）啟發式科學寫作主要強調兩個方面，一是整個實驗的設計和教學過程強調啟發性，二是寫作過程中重視學生的思考和主動性，教會學生用自己的語言去描述、理解和重溫先前知識，這種思考問題的方式，有利于學生理解新概念和原理，從而將新知識納入到已有知識體系中。（3）啟發式科學寫作看重的是科學知識之間的聯系、證據的表述以及現象的解釋，對學生培養科學推理能力至關重要。科學寫作的過程是不斷反思先前想法和經驗、設法理解、發展知識的過程，因而在寫作期間學習者能建構更豐富的解釋。
2啟發式科學寫作在化學實驗教學中的應用
目前大學化學實驗主要有基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗三種類型，下邊以基礎實驗和綜合性實驗為例，講解啟發性科學寫作在以上不同類型化學實驗中的應用。（1）啟發性科學寫作在基礎性實驗中的應用。與傳統實驗報告不同，啟發式科學寫作貫穿于實驗活動的始終，它能夠幫助學生從實驗和寫作中實現理解，實驗開始前需要給學生講解實驗的目的，即為什么要做此實驗，和理論教學中的哪個知識點相關。實驗后則要求學生回顧相應的化學知識以及實驗過程，并且鼓勵學生進行多方位的觀察，從而發現實驗證據和結論之間的關系。下邊以學生酸堿滴定反應實驗為例，其報告結構如表1所示。表1基礎性化學實驗啟發式科學寫作報告框架提出問題：做實驗之前我提出的問題有哪些？酸堿滴定終點怎么確定？試驗精度怎么控制？實驗設計：怎么做才能解決這些問題？查指示劑的表色范圍，選定指示劑；選作平行樣，降低試驗誤差。實驗觀察：通過實驗我觀察到什么？甲基橙在堿性溶液中顯紅色，終點時顯橙色。得出結論：可以用甲基橙做指示劑，由已知濃度的鹽酸測定未知濃度的氫氧化鈉。提供依據：HCL＋NaOH＝NaCL＋H2O甲基橙的變色范圍。實驗討論：我的結論和其他同學有何異同？反思：通過該實驗，我們前面學習的理論知識有沒有改變？如果有改變，則深刻地理解了中和反應的本質，明白了指示劑的選擇方法和應用。（2）科學寫作在綜合性實驗中的應用。綜合性實驗與基礎性實驗不同，強調綜合運用所學過的知識，來設計實驗，解釋所看到的實驗現象，要求學生有較好的實驗技能，掌握使用多種化學研究方法，主要用來培養學生分析問題、解決問題的能力。將科學寫作應用于綜合性實驗教學中，不僅能反映學生的實驗過程，還能為學生創造交流實驗結果的機會，通過交流討論使學生深入理解化學概念和原理，此外寫作、發言等活動環節還能提高學生的語言組織能力與表達能力，下面以三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀配合物的制備為例，講解具體的應用方法，如表2所示。（3）科學寫作在設計性實驗中的應用。大學化學設計性實驗是最具創造性的一類實驗，是教師根據自己的研究興趣和方向，以及課題的需要，組織學生設計實驗，開展科學探究，并對結果進行分析和梳理，然后撰寫實驗報告。此類實驗非常有利于學生創新能力的培養，因為在整個實驗過程中，學生的主動性要求高，需要他們在老師的指導下提出自己的思路，尋求實驗證據并進行解釋，這對學生推理能力和語言表達能力的提升意義重大，非常值得推廣。
3結語
高中化學實驗教學是教學的重要內容，教師通過實驗教學滲透對學生的科學素養教育，以此實現科學素養提高的目標。在具體教學時，教師首先要引導學生對教材中安排的實驗進行分析，通過小組合作討論等不同形式，針對實驗設計中的不足進行優化，借此培養學生的思維能力與創新意識。其次，在化學實驗教學中，教師還可以借助儀器設備的制作來培養學生的動手能力和創新精神。日常實驗教學中，適當引入實驗器材的自制活動，以及對現有器材進行組裝、改進和調整，讓學生在操作過程中進一步掌握實驗器材的設計原理與實驗的反應原理。如“氨氣的性質”在高中化學中是一個重要的知識點，教材用三個演示實驗分別介紹了氨氣極易溶于水、水溶液成堿性和能與酸反應的三個性質，但實驗中存在著以下的缺陷：前期制備氨氣的過程復雜，而且排空氣法收集氨時容易擴散到空氣中，造成空氣污染，預先準備好的氨氣往往會出現泄漏、潮濕等現象，導致實驗效果不理想，實驗2和實驗3中的濃氨水露置在空氣中，也造成空氣污染，不符合綠色化學的理念，影響健康。因此通過改進實驗方案和實驗裝置，把三個實驗結合在一起做可以避免上面的缺陷。
實驗裝置設計如圖1。具體操作如下：進行氣密性檢查后在燒瓶1的底部加入一些固體氫氧化鈉，在針頭處換上裝有濃氨水的針筒，在燒杯1處放PH試紙（紅色石蕊試紙）后，慢慢的把濃氨水注入燒瓶1中，通過向下排空氣法收集氨氣，若PH試紙變（紅色石蕊試紙）藍色了（實驗2），說明氨氣已經收集滿了。然后在燒杯2中滴入酚酞，關閉止水夾2和止水夾3，把針筒內的水打入燒瓶2內，同時打開止水夾1，燒杯2中的水迅速上升，在燒瓶2中的尖嘴導管上出現紅色的噴泉現象（實驗1）。最后等噴泉結束后，在燒瓶1上口的針頭處換上裝有濃鹽酸的針筒，把濃鹽酸打入燒瓶1內，出現大量白煙（實驗3）。這個實驗首先實現了氨氣的制備、收集和物理性質、化學性質實驗的一體化處理，使實驗成功率，可信度更高，讓學生更真實地去體驗理解氨氣的性質；同時操作輕松快捷，現象明顯，課堂耗時短，非常適合做演示實驗；而且兩個燒瓶一紅一白，有很強的視覺效果，很好地提高了學生的實驗興趣。最重要的避免了氨氣進入空氣中，環保無污染，體現了綠色化學思想。高中化學課程標準指出：“通過以化學實驗為主的多種探究活動，培養學生的創新精神和實踐能力。
”在本案例中，首先通過操作復雜實驗，來引導學生思考如何簡化，通過合作討論，互通信息，解決學生在實驗理解上的“信息溝”差距，達到共同思考共同提高的目的；其次根據學生討論結果和教師引導的方向進行實驗改裝，讓學生更直觀地把思考和動手結合起來，有效強化學生的探究意識，促進思考方式改變，進而促進學習方式的自覺轉變，更重要的是通過改裝，讓學生明白技能創新和實踐方法的真正意義所在；同時培養學生的實驗興趣和個性特長，良好的實驗興趣是形成良好的科學品質的前提。有了良好的科學品質，科學素養的提高是指日可待的事情了。
2利用化學史，培養學生科學上的人文素養
化學學科在發展過程中，無數研究人員為之付出了艱辛努力，他們的介紹化學家們的科學態度、研究方法、成功或失敗的經驗教訓，勇于探索、大膽創新的科學態度，堅持實踐、百折不擾的科學精神，既能向學生展示化學知識的“來龍去脈”，加深對化學知識的理解，又可讓他們明白化學并不枯燥呆板，而是一門不斷發展的生動有趣的學科。因此，傅鷹教授認為化學史教育是很有必要的，他認為“化學史給人以智慧。”如在學習元素周期表知識時，可介紹元素周期律的發現史：1862年尚古多的“螺旋圖”1864年邁爾的“六元素表”1869年門捷列夫化學元素周期律的確立，把化學元素納入了一個完整的體系，使化學進入了系統化的階段。從以上的故事中我們可以讓學生領悟到：科學和真理是人們在不斷追求和探索中逐漸呈現的，許多科學家始終堅持實事求是的科學態度、精益求精的工作作風、鍥而不舍的鉆研精神，獲得了一個又一個的重大發明和發現。通過對這些史實的感受，使學生體會人類在追求真理的道路之曲折艱辛，但只要孜孜不倦的不懈努力終會結出累累碩果。
講到科學素養時，人們往往會有一種誤解：認為科學素養就是做實驗或通過研究得出結論。實驗、研究的確是有關科學的方面，但絕不是全部。實際上，實驗、研究是進行科學研究的一種手段和方法，科學家進行研究的過程實際上就是科學素養和探索精神的體現。而這個研究過程和體現的素養和精神其實就是人文素養的一個方面。案例中的“元素周期表”知識，表面上看來是一個記憶性的知識，但它的發展完善歷程卻能體現出科學家的素養和精神，因此可以認為是科學方面的人文精神，而這對于現代學生而言又是不可或缺的。
天然藥物化學實驗教學的主要目的是通過中藥有效成分的提取、分離和鑒定等基本操作技能的訓練，使理論與實踐密切結合，培養學生分析問題和解決問題的能力，訓練嚴格的科學的工作態度，并為藥劑等后期課程和將來從事藥劑專業崗位工作奠定基礎。
因天然藥物化學實驗性質所決定，從提取分離到成分鑒定，周期較長，特別是實驗中有些步驟重復性操作占用時間長，但又必須等待這一步驟完成后，才能進行下一步驟的操作，如從中藥粉防己中提取防己堿、防己諾林堿、輪環藤酚堿，回流提取裝置安裝后，用EtOH回流提取2～3次，每次1～2h；又如從中藥大黃中提取蒽醌苷元，先用20%H2SO4水解（大黃粉末）3～4h后，再用CHCl3連續回流提取3～4h［1］，類似這樣重復性操作時間較長而又是必須的實驗步驟，學生要在實驗室等待，存在著較大的時間浪費。
根據2007年衛生職業教育教學指導委員會編制的《全國中等衛生職業教育藥劑專業教學計劃和教學大綱》-“天然藥物化學基礎教學大綱”［2］（以下簡稱《大綱》）中教學時間分配和實驗項目與學時安排，按實驗指導相應項目內容操作，時間是不夠的（見表1，表2），而且有些重要實驗項目或技能，《大綱》中沒有安排或未包含（見表3）。中專學制短，課程設置較多，每門課程所必須的基本操作技能和實需實驗時間不可能全滿足。《大綱》明確規定：“要培養學生具有規范、熟練的天然藥物化學所必須的基本操作技能”，要達到《大綱》要求，就必須保證重要實驗項目或技能的學習落實，這樣，《大綱》的實驗學時安排與要求就有矛盾了，怎樣化解這個矛盾，本文作者在實驗教學中，根據天然藥物化學實驗特點，以充分利用重復性實驗操作時間為課題進行了一些探索，取到了一定的效果。
1方法
1.1預習實驗內容
實驗前，要求學生全面預習實驗內容，弄清實驗目的、原理和步驟，特別強調為什么這一步驟要這樣做，還可用哪些方法能達到相同實驗目的，通過預習和思考，使學生將理論與實踐有機結合起來，靈活運用所學知識，全面系統了解本次實驗內容，以便在實驗中合理分配和利用實驗時間，避免或減少實驗差錯和不必要的時間浪費。
1.2利用課外時間
用相同的方法提取2～3次的實驗步驟，由學生進行儀器安裝并完成第一次實驗操作，以后各次的重復性操作步驟或不同實驗項目的重復性操作技能，由實驗指導老師完成或派同學輪流利用課外時間完成。
1.3兩個班級套作
如有兩個相同專業的班級，對方法步驟相同而需反復多次操作的實驗，可由兩個班級分別完成，如提取兩次時，第1個班級進行第1次提取實驗操作，下一步驟實驗產物由實驗指導老師提供；第2個班級進行第2次提取實驗操作，合并第一個班級第一次提取的實驗產物，進行下一步驟的實驗。
1.4穿插理論教學
對于單次時間較長的實驗操作步驟，如上述大黃蒽醌苷的水解和蒽醌苷元的提取等，由學生安裝儀器，操作0.5～1h，余下重復性操作除參照“1.2”方法完成外，還可將各類型成分的提取、分離、檢識和實例的理論教學，選擇性地在實驗室利用這些等待時間較長的間隙進行。
1.5時間套用安排
任課教師和實驗指導老師，注意對每一個實驗項目各技能步驟作好時間上的套用安排，如利用回收溶劑時的等待時間鋪制薄層色譜硬板或配制試劑，利用薄層（紙）色譜展開或柱色譜洗脫的等待時間作化學檢識反應等。
1.6開展問題討論
不易套用安排的實驗等待時間，由任課老師或實驗指導老師出一些有關實驗方面的討論題目，也可以以學生的實驗結果或實驗中的錯誤操作步驟為題，引導學生進行對比分析，查找問題，展開討論，如用20%H2SO4加熱水解蕓香苷時，為什么會出現渾濁澄清渾濁或沉淀現象？為什么有的實驗組產率高，有的實驗組產率低？薄層色譜時，容器空間飽和后，將容器蓋子打開來調整薄板位置，沒有重新飽和而直接展開，對色譜結果有什么影響？討論以實驗小組為單位進行。
1.7填寫實驗報告
還可利用這些空閑時間填寫實驗報告，實驗報告要求書寫規范，體會與討論部分針對實驗中出現的不同現象、失敗結果、成功的經驗或存在問題等提出自己的觀點或看法。
2結果
《大綱》中安排的實驗項目學時與實際需要學時相差近68%，而改革后所用學時不到《大綱》中安排時間的82%，是實際需要時間的47%（見表1）。表1《大綱》實驗項目時間安排與實際需用時間（略）
黃酮類化合物（槐花中蕓香苷的提取、分離與檢識）6126萜類和揮發油（八角茴香油的提取與檢識）262天然藥物化學成分的研究（預試驗）462合計223818
1.《大綱》中綜合操作練習內容記載不明確；
2．黃柏中小檗堿的提取按滲漉法需用操作時間計算
《大綱》中已安排或包含的單次重要實驗技能，改革后所用學時只需所需時間的61%（見表2）。
《大綱》中未安排或未包含的單次重要實驗技能，改革后所用學時只需所需時間的50%（見表3）。
改革后，重要實驗技能項目單次用時共22學時（見表2～3）。
3討論
天然藥物化學新《大綱》安排教學總學時為72學時，其中實驗22學時，約占總學時的30%；2001年《大綱》安排教學總學時為76學時，其中實驗26學時，約占總學時的34%［3］；1994年《大綱》安排教學總學時為114學時，其中實驗48學時，約占總學時的42%［4］。根據天然藥物化學課程性質與特點，實驗最好占總學時的40%左右，1994年《大綱》安排的實驗學時比例較恰當，新《大綱》實驗學時比例偏低，改革后重要實驗技能項目單次用時共22學時（見表2，表3），加上不同實驗項目所必須的相同操作技能，共需30學時左右，若適當增加實驗學時，再如上述諸法進行實驗安排，主要實驗項目和技能是可以完成的，因有些理論課可在實驗室利用實驗等待時間講授，故不影響理論課時。表2《大綱》中有安排或包含的重要實驗技能項目單次所需時間（略）
天然藥物化學實驗重要基本操作技能較多（見表2，表3），中藥中化學成分的提取、分離和檢識是選擇性地應用這些操作技能完成的，《大綱》中有些重要操作技能在所安排的實驗項目中沒有包含（見表2），因此，老師在實驗項目安排和實驗方法設計時應注意這些重要操作技能安排。表3《大綱》中未安排或未包含的重要實驗技能項目單次所需時間（略）
所需學時合計不包括不同實驗項目中相同技能步驟所需時間（未重復計學時）
天然藥物化學實驗不僅周期長，而且溶劑用量大，如果是重復性的操作步驟，按上述班級套用安排或由實驗指導老師提供下一步驟實驗產品，還可節約一定量的溶劑。
4小結
通過對天然藥物化學實驗的改革表明，必須的重復性操作步驟，學生在實驗室等待浪費的較長時間，可通過多種途經得到充分利用。
天然藥物化學是藥學專業的一門重要專業課程，實踐性很強，其操作技能還將要為后期多學科實驗和專業崗位工作奠基。新《大綱》計劃總學時大幅下調，實驗學時也權重不夠，因此，任課教師應根據學校實際情況，對實驗項目進行適當調整和巧安排，再按上述改革方法運作，天然藥物化學主要實驗項目和重要實驗技能是能夠完成的。
【參考文獻】
［1］王寧.天然藥物化學（第1版）［M］.北京：人民衛生出版社，2006：149.
［2］衛生職業教育教學指導委員會.藥劑專業教學計劃和教學大綱（第1版）［M］.北京：人民衛生出版社，2007：51.
