实验探究论文范文

时间:2023-11-21 02:21:42

实验探究论文

实验探究论文篇1

在线实验模拟了现场实验的场景,但却不是现场实验的简单网络化移植,实验设计本身发生了较大变化。由于在线实验的互联网支持和计算机模拟等特点可以更好地提供一个促进思考和探究的环境,系统能在线记录学生的独立操作,为评价提供科学的依据,并可在此基础上通过数据挖掘和优化,调整实验设计,充分发挥学生的能动性,能适应不同水平和能力学生的要求。基于以上特点,笔者设计了与现场实验存在较大区别的在线实验探究式学习模式。培养学生的工程思维和能力是实验设计的核心问题。由于CDIO模式继承和发展了工程教育改革的理念,系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的标准,因此,我们主要基于CDIO的理念来设计在线实验模式和方法,强调工程实践环境中探与究的学习来实现CDIO的全过程,使得学生以更多元的方式进行工程实践训练。CDIO是以构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)为四个主线过程,综合地考虑专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的技能,及在整个企业、社会环境下进行四个主线过程以达到全面提升工程实践能力的培养过程。CDIO模式中的构思和设计环节主要针对学生的工程宏观分析能力,而实现和运作环节主要针对学生的工程微观分析和操作能力。作为一个缩小版的工程实践过程,在线实验的实验方案的设计实际上就是构思和设计过程,而实验过程就是实现和运作过程。因此,探究式学习主要体现在实验方案探究与实验过程的探究两个方面。以下我们将通过远程教育高校开发的典型实验来具体说明其设计理念。

(一)实验方案探究设计

实验方案的探究主要培养学生的工程宏观分析能力。在传统的实验教学模式下,实验按照统一的方案展开,学生没有选择性。这种教学模式适用于理论验证性的实验,但在以培养学生工程能力为主的实验中,就会压制学生的想象力和主动探究的意识。因此,实验方案探究是实验教学策略的最重要部分。实验的主要目的是认识和探索理论规律,掌握工程技能,应该以问题为驱动开展实验方案的探究,学生对于老师提出的问题,以分析问题和解决问题为出发点,经过认真思考和研究,自主制定实验方案,通过搭建实验对象,准备仪器设备、测量各种工况下的数据,整理和判断实验数据和结果的正确性。这就要求实验具有基于工程的实际背景设计,学生才可能在这种开放性的实验环境下,对多种可能的实验方案展开探究。英国开放大学的实验“能量转换(EnergyConversion)”是典型的实验方案探究型实验。实验设计背景是铜的工业化生产,实验问题是如何从铜矿石经过多个环节得到电解铜。教师首先要求学生设计基本方案。学生在实验前1个月必须预习,由4人组成的实验小组需要集体制定实验方案,由于实验问题本身的开放性,实验方案也并不是确定的,指导老师只给出一些建议。从粉碎矿石到解析出铜的多步实验步骤中,有多种途径可以完成实验,学生们集体讨论得到设计方案。在实验过程中,方案根据实际情况还继续修正。完成基本方案设计以后,实验完成过程也是实验方案探究过程。学生在实验室边实验、边观察、边记录、边讨论,每个实验环节都要求去解答或解决一些相关的问题,如粉碎的效率、溶解浓度以及电解效率等,部分环节还要到计算机上进行数学模型的求解。实验过程中进行观察记录和模型预测,最后对实验结果进行验证。实验结束后,学生还必须根据本星期实验情况,做口头报告(Presentation),教师根据学生预习和作业情况、实验过程的表现以及口头报告,给出实验课程的最终评价。可以看出,整个实验过程就是针对如何从铜矿石得到电解铜的这个具有工程背景的问题,在不断探究的过程中制定和实施实验方案的过程,这对学生工程宏观分析能力的培养大有裨益。

(二)实验过程探究

实验过程探究主要培养学生的工程微观分析与操作能力。传统工科专业的实验操作基本是按部就班地完成,对于故障分析与解决、规范操作等重要技能以及如何培养学生的工程意识、工程能力、创新能力还较少涉及,这显然不能满足工程应用型人才的培养需求。实验过程探究式是在实验过程中,教师给学生一定的引导和提示,让学生自己通过观察、思考、动手实施等途径去独立探索和研究,自行实现实验过程的教学策略。概括起来,在实验过程探究中,学生需要在实验过程中自主发现问题,分析问题,实施和运行,真正实现探与究的学习过程。在工程实际环境中,观察与发现各种现象、分析现象之间的联系。因此在线实验系统会较为真实地模拟这些现象,学生经过现象分析,确定现象发生的内因与外因;结合理论进行讨论,明确调节目标与调节手段,形成解决方案。实验系统设计必须便于讨论和方案设计。华东理工大学DCS实验是较为典型的实验过程探究型实验。实验主要培训学生DCS操作能力和故障处理能力。由于DCS系统本身的大多数操作都是基于计算机的操作,因此网上实验课程的界面仿真DCS系统的计算机控制部分操作的界面。以下用一个简单的故障处理实验来说明实验过程探究的实验。在实验中,设计了一个常见的故障处理,在图1的界面中,学生观察到粗丙酮塔T-601顶温度仪表TI-6006出发异常过高报警,系统要求学生调节至正常运行温度73.0-80.0℃。在观察到异常过高报警后,学生将按照所学知识和工程常识,作出如下分析:粗丙酮塔顶温度上升可能有4三个工艺方面的原因,分别是加水量过大、回流量过小或再沸器回水量过小,也有可能是仪表自身故障因素。既然存在这三种可能,就必须通过其他观察和分析来确定故障原因,因此学生首先需分别检查相关三个仪表,即加水量仪表FRC-6015,回流量仪表FR-6019,E-601再沸器回水仪表FRC-6014,以确定仪表正常工作。学生观察到回流量仪表FR-6019读数偏小,就可以判断出是因为回流量不足造成塔顶温度升高。在通过观察分析找到故障原因后,学生根据工艺理论,确定解决方案,即增大塔顶回流量,需要调节FR-6019仪表。在工程环境中,不能进行一步到位的调节,以免造成大的扰动,需逐步小范围调整,边调边等。因此学生在实施解决方案,必须仔细阅读操作守则,将温度调节至正常运行温度的整个操作过程必须符合现场操作规范。操作实施时,首先将LRC-6023改为手动控制,每次增加调节阀阀位必须小于2%—这是操作守则要求的,如果学生超出这个阀位标准进行调节,训练中系统将给出警告,在考试中则行为将被记录,作为扣分依据。每次调节后系统会根据数学模型的计算将相应仪表调至相应位置,学生一边观察表显示情况一边调解,直至塔顶温度恢复到73.0-80.0℃,最后将LRC-6023设置为自动控制。可以看出,此实验在整个故障处理过程中,并不像普通课程实验制定严格的步骤,而是让学生根据工程实际情况,通过自主观察分析来制定解决方案,然后根据操作规范来一边观察一边操作运行,整个课程设计与教学过程较好地体现了探究式的教学策略。

二、基于过程考核的在线评价体系

对实验学习成果进行全面评价是在线实验的重要环节,这样才能对学生探究式学习过程进行科学合理的评价。传统现场实验模式中以数据处理和实验报告结果来评价只能作为在线实验中评价模式的参考。对于参加实验的学生,主要应考虑的因素是其在实验的准备情况、在实验过程中探与究的情况,即观察问题和分析问题的准确性,设计方案的优劣,操作实施过程的规范性、和其他同学交流情况,以及对理论知识的掌握能力和应用能力,因此必须据此建立新的实验评价体系,即基于实验过程考核的评价体系。在线实验评价体系主要分为理论掌握情况、实验操作能力、合作交流能力,其中实验操作能力是最为重要的指标。理论掌握情况主要考察预习思考题,实验操作能力包括是否选择了正确的仪器或仪表、设计方案是否适当、操作目标是否达到、操作过程是否规范、数据处理与实验报告是否符合要求等都可以作为实验过程考核的指标。同时,每一门实验课程提供BBS建立单门实验的学习社区,学习者就一些问题难题发帖,由专门的辅导教师回答问题,并确认学习者所发的有效帖数等。其中实验操作规范是较为特殊的指标,在工程实际中,操作规范化及其重要,否则将引来灾难性后果。因此,必须设定一个阀值,学生如果出现较为严重的操作规范问题,不论其他指标分数如何,都将判定为不合格,我们定义为罚指标。本文选取上述7个指标因子构成学生实验教学的基本评价指标体系,并依次设其为A1,A2,…,A7,其中A6为罚指标因子。通过在线实验系统中自动记录实验仪器选取、操作等参数,对学生实验过程进行跟踪。结合在线实验平台的应用,在实践中我们采用了一个有七个参数的指标体系,包括预习思考题分数、实验仪器选取、实验方案正确性,操作规范性、数据处理、实验报告、在学习社区的交流情况。对这七个参数赋予不同的权重就可以得到该学生的最终成绩,下面分项说明一下每个指标的含义。由于每个指标因子只反映了学生实验学习的某个方面的特征,各学校可以根据本校实际情况规定指标因子及其特征值,以及罚指标因子的规定。表1显示的是华东理工大学指标因子的重要性规定,并因此为权重来加权学生实验的综合得分。在指标体系中,各项指标的权重大致说明了其重要性,这七个参数基本上涵盖了学生从准备到完成全过程的表现情况,对每一个指标赋于权值并最终得到终结性评价课程成绩,各项指标的加权和就是实验评价分数。少数指标虽然权重并不高,由于在工程实践中具有重要意义,低于一定分数整个实验过程将评价为不合格。比如在前文提到的DCS实验中,在多次出现不规范操作并且在系统警告后仍然出现2次以上不规范操作,整个实验过程将被判定为不合格。对于通过经验方式得到的实验过程考核评价体系,在经过一定的数据积累以后,可以进行智能化的处理和分析,为学生提供更优化的实验方案。比如在DCS实验中,通过对学生实验过程数据的分析,得出每个学生的优缺点。在选取的两个学生中,甲学生虽然分数略高,但操作相关的指标得分都不高,因此在后续实验中,主要给该学生提供注重操作及规范的实验,比如开关机实验和某些故障处理实验。而乙学生操作和动手能力较好,但不注意理论和实验设计,以及数据处理等工作,在后续实验中,应多推送理论学习的模块,提醒学生注意数据处理和实验报告的完成。

三、在线实验系统的设计框架

作为在线实验系统核心部分的探究式学习模式以及相应的在线评价体系设计完成以后,在线实验系统框架基本构筑完毕。在线实验系统应本着简单、适用、高效的原则,实行通用化、标准化、智能化、人性化的设计思想。学生可以通过在线实验平台在教师的指导下进行实验教学的全过程,而在线实验平台则通过记录学生在线上参加的实验过程、实验练习以及培训交流等情况,实现对学生实验情况的全程跟踪管理和对学生实验教学需求的全面掌握。在线实验设计的基本架构如图2所示。可以看出,在框架核心部分的业务层中,支持探究式学习过程是贯穿设计始终的问题,所以应改变原先某些实验只是为验证理论的设计,把发现问题、分析问题、设计解决方案、实施解决方案的探究式思路在实验教学中实现。同时需要学生在各个环节的实验过程进行完整的记录,作为其是否按照教学思想完成实验内容进行考核的依据,同时还可以通过智能化的数据分析和数据挖掘,为学生提供经过优化的个性化实验教学模块。组件层和服务层和平台软硬件设计相关,在其他文章中有详细介绍,本文不再赘述。

四、结论

在线实验与传统实验的教学模式存在较大差异,因此在实验设计与开发中,应充分考虑在线学习环境下的特点,实施在线探究式学习策略,利用网络与计算机技术的优势,在基于对实验过程进行全程监控的基础上建立在线评价系统,为评价探究式学习结果提供科学的依据,同时能在智能化数据分析与挖掘的基础上,进行实验模块的进一步优化。基于探究式学习设计框架的在线实验是一种新型的实验形式,在整个实验过程中注重培养学生工程化理念,在工科远程教育、多校区之间的实验教学和高校间实验共享中得到了广泛的应用。

实验探究论文篇2

在课堂实验中,突出学生自主参与、合作探究的精神,保证学生的动手、动脑时间,使学生逐步学会科学研究的有效学习方法

我在讲授实验仪器复习课的时候,就采用了这样的流程:首先课题名字改成:重温化学实验室。这样给学生以亲切的感觉。之后设计了以下环节:迷语阵、编题阵、归位阵、破坏阵、互助阵、替代阵、竞技实验场,生活替代品串串烧,让学生耳目一新。在迷语阵中,我列出了以下学生喜欢又切合仪器实际的迷面。如:叫管不通气,叫瓶又太细,装药虽不多,实验手不离;身体上下一样粗,体表标有小刻度,歪歪小嘴圆底脚,液体多少能告诉;有一老汉,双肩挑担,为人公正,偏心不干等迷面。这种有趣味的学习,既提高了学生学习的效率,又加深了对所学知识的理解。又如在编题阵中,我打出来了要“善待仪器”并提出了相关的信息:1—2ml、凹液面最低处、湿抹面或沙土盖灭、既不聚成水滴也不成股流下、垫上石棉网等。

又如替代阵中,我写下了“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”这样,能通过一系列的环节设计,这样的课堂教学从根本上摆脱了“书本”,回归到了学生自然学习的状态。而学生在讨论探究中的一言一行、举手投足无不彰显着学习的迹象。教师只是巧妙驾驭,一定能激活课堂,让学习在学生的情感态度、知识技能的动态发展中进行量的积累,以达到整个教学效果质的飞跃。

引导学生观察和实验探究活动,形成自己的学习体系。

注重让学生通过多种多样的方式累积知识如:学了《爱护水资源》这一课以后。让学生自己展开丰富的想象,自行设计节水徽记。同学们通过丰富的想象,用图文并茂的形式设计了不同风格的节水标记,表达了自己对节约用水的设想和建议。加深了学生们对本节课的深化学习,使学习变得有效。也让学生增强了环保意识。除此,还引导学生学会扩展知识,办《化学报》,然后,同学之间互相交流。使学生达到了共同进步,取长补短的目的。丰富多彩的内容,也让学生对化学有了更进一步的理解与把握。

充分利用演示实验的改装实验装置创设化学学习情景,激发学生的学习兴趣,让学生充分展开讨论交流,提出解决问题的思路,使学生的认知能力逐步得到发展

如在讲授“对蜡烛及其燃烧现象探究”的实验时,在探究焰心有白烟产生这个实验时,为了使实验效果明显,我自制了一个弯管,然后插入焰心。又如在用过氧化氢溶液制取氧气这个实验时,为了避免水气过多对验证氧气的影响,我也是设计了一个弯的导气管。

注意化学教学与多媒体技术的整合,充分利用网络信息,促进学生的自主学习,提高学生化学学习的兴趣,提高化学课堂教学的效率

如我在讲《分子与原子》这一课时,就利用了蒙太奇的手法,设计了《蒙娜丽沙》和微笑失了这个环节,通过快速的播放蒙娜丽沙的图片,不断地扩大,最后整个人物成为了一个又一个星星一样的点,那么蒙娜丽沙哪儿去了,强烈激发了学生求知的欲望,当学生看到这里的时候,及时地启发学生,我们能不能找回来蒙娜丽沙的微笑呢?这样,为这堂课的顺利进行打下了非常好的基础。

实验探究论文篇3

论文关键词:“平抛运动规律”实验

 

在“探究平抛运动规律”实验中,教材采用铅笔多次试探找到小球平抛运动经过的位置,通过拟合各位置得出平抛运动的轨迹,用这种方法虽然能探究出平抛运动规律,但误差很大并且费时,很难在一节课中完成整个实验。由于条件限制很多农村学校无法用数码相机和摄像机等现代科技的手段进行探究。为了能在实验中直接准确地确定小球经过的位置,并直接描绘平抛运动的轨迹,减少因试探小球位置给实验带来的误差,我们对实验装置进行如下改进。

[实验目的]:

采用直接记录轨迹方式探究平抛运动的规律

[实验材料]:

斜槽轨道2个;木板1块,注射器1个,自制滑块(两端有橡皮塞的铁管),小球3个,电磁铁3个(与电源连接),白纸、图钉等

[实验装置说明]:

如下图,将木板安装在竖直的直角支架上,上下分别固定两个相同的斜槽,通过调节支架可以使斜槽末端水平,在两斜槽上端相同位置分别安装一个电磁铁(由同一个开关控制),在木板右上角也安装一个电磁铁(它可以通过上方斜槽末端的两根系铜丝控制),其下边沿水平高度比斜槽的水平末端高出一个球的直径。自制滑块是一小段铁管,其两端固定轴承,一端装有注射针头的一根细长软塑料管穿过轴承与注射器连接。

装置图:

[实验步骤]:

1.在竖直木板上贴上白纸,并调节斜槽末端水平,然后在注射器中注满黑墨水,将自制滑块的铁管放在上方斜槽的电磁铁处,接通电磁铁的电源,使滑块被电磁铁吸住,断开电源,铁管由静止开始沿斜槽滚下,在滑块离开水平端之前,推进注射筒,墨水从注射针头喷出小学教育论文小学教育论文,在白纸上留下一条抛物线,它代表了自制滑块的运动轨迹。

2.在下方斜槽的水平末端安接一根水平木板条,把两个相同的铁球分别放在上、下斜槽的电磁铁A、C处,接通电磁铁的电源,使铁球均被电磁铁吸住,断开电源,两个铁球同时由静止开始沿斜槽滚下,请同学观察两个小球是否同时到达木板条的同一位置。

3.把一个铁球放在上方斜槽的电磁铁A处,另一个铁球放在木板右上方的电磁铁B处,接通两电磁铁的电源,使两铁球分别被电磁铁A、B吸住,断开电磁铁A的电源开关,A处的铁球由静止开始沿斜槽滚下,当铁球运动到斜槽的水平末端,将两铜丝接通,把电磁铁B短路,电磁铁B放开另一个小球,请同学观察两个小球是否同时到达木板条论文的格式。

4.取下白纸,在白纸上从平抛起点沿竖直方向和水平方向画上坐标。进一步分析白纸上所记录小球打点位置的是否符合观察结果,探究平抛运动的规律。

[实验说明]:

1.以往许多实验方案经过多次释放小球才可以画出平抛运动的轨迹,耗时较长,而且采用多次释放小球误差较大,本实验装置一次释放滑块就可以画出平抛运动的轨迹。

2.本实验还采用两个小球运动的对比,引导大家从感性认识上得出平抛运动的水平方向和竖直方向分别做怎样的运动。

3.验操作时应注意以下几点:

(1).一定要调整两斜槽末端水平,两斜槽末端在同一条竖直线上,电磁铁安装在两斜槽上端的相同位置。

(2).要尽量使铁管两端沿斜槽滚动一致,在释放铁管时要将注射器抬高一些,当铁管抛出时再放低注射器。

(3).在白纸上以小球开始做平抛运动的点作为坐标原点,建立直角坐标,竖直向下方向为Y轴,水平方向为X轴。即斜槽轨道水平末段的重垂线与Y轴重合。

(4).铜丝要细,并且一端是松的,对小球的阻碍很小,斜槽的高度差要略大一些,使平抛运动具有一定的初速度。

 

实验探究论文篇4

一、激发学生内在的实验探究兴趣

如何使学生切身感受到科学实验活动的妙趣横生、乐趣无穷。这是科学老师的职责所在。科学实验就是建立在充分利用学生的好奇心、求知欲和与生俱来的实验探究天性的基础上进行的。当教师把学生感兴趣的问题提出来时,他们会产生强烈的好奇心,并且会产生一种搞清楚是怎么回事的科学探究的本能,这就激起了学生的探究欲望。如《玩转电磁铁》这一课,对学生而言,磁铁并不陌生,也知道磁铁的一些性质。我教学时,他们看到的只是电池、导线、铁芯,听到的却是“电磁铁,根磁铁一样能吸起铁钉、大头针、曲别针之类的东西”的话。他们短暂的疑惑,激起了实验探究的情趣。于是各个实验小组开始行动。绕线、接电路、吸曲别针、观察、填记录表,人人有事,人人有乐。然后老师趁机提问“:谁能告诉老师什么是电磁铁?举例说说电磁铁磁力大小与哪些因素有关?”学生们齐刷刷举起了手,答得很对。我用同样方法,演示了电磁铁磁极的实验。由于学生做到了仔细观察,很快就总结出“可以通过改变线圈的绕向和电流的方向来控制电磁铁的磁极”这一实验结论。

二、创造条件完成实验,让学生享用实验探究的成就感

如自制雨量器、简易照像机、土电话、潜望镜、音乐瓶等。这些教具用于课堂,解决了学中一些难点问题。对于实验所需的一些常用设备,如水槽、烧杯等,则一般用生活器具来代替。水槽用脸盆代替,烧杯用茶杯代替,鱼缸用大罐头瓶代替,滤纸用毛边纸代替。对于那些少见的自然物则选取现有的性质相似的同类物来替代。如在教学《探寻光的路线》一课时,为了验证光沿直线传播,有的小组备齐了手电筒、三张有同样洞的卡纸,一张纸屏;有的小组准备了六本《新华字典》和手电筒,有的小组准备了四个橡皮擦和手电筒。他们操作起来很顺当。让学生广泛实践这些自制、替代的材料用于教学,不仅能被学生接受,而且教学效果好。这一措施,填补了教具学具的不足。让学生亲力亲为去动脑筋解决,最终达到圆满完成实验探究的效果。学生在经历过程之后便是享用创造条件完成任务的成就感。经历几年的科学教学,深感农村小学要上好科学课,必须利用好学生好奇探究这一人的天性。教师做个有准备的节目主持人,顺应学生实验探究的热情,放手让学生做实验,并激发他们的实验探究兴趣;遇到教具学具不足时,教师要能自制教具,还要发动学生自制学具,创造条件完成实验,让学生享用实验探究的成就感。只要教师坚持这样做,就能激发学生学习科学、探究科学的潜在动力,定能完成科学实验教学目标。

实验探究论文篇5

关键词:实验室;废弃物;环境污染;治理

随着我国科学技术的发展,对各类实验室的需求越来越多,各学科的重点实验室、各学校、各系统内的重点实验室层出不穷。从实验室的分布来看,主要集中在学校(包括各高等院校和中学学校)、科研机构、检测机构和企业中的检验研究部门。企业实验室的污染问题可归纳为企业的环保问题,易于被各级部门重视,企业在处理自身的环保问题时,污染问题也得到相应的处理。而各类实验室多为相对独立的行政单位,区域分散,单个污染少,易于被忽视。

我国目前拥有各类高等院校1100所(1999年统计数字),普通高中1.5万所,初中6.3所。科研院所、质检、卫生防疫、环境监测、农林等各级检验机构近20000余个,已成为一个庞大的系统。实验室实际上是一类典型的小型污染源,建设的越多,污染的越大。这些实验室,尤其是在城区和居民区的实验室对环境的危害特别大,因为很多实验室的下水道与居民的下水道相通,污染物通过下水道形成交叉污染,最后流入河中或者渗入地下,其危害不可估量。科学工作者或者未来的科学工作者成了环境的污染者,令人十分遗憾。环境保护是事关可持续发展经济的大战略。在环保面前人人平等,必须本着“谁污染环境,谁负责处理”的原则贯彻执行。实验室的成本核算和对外收费都应包括实验室的环保费用在内。

实验室的污染源种类复杂,品种多,毒害大,应根据具体情况,分别制订处理方案。

1实验室环境污染种类及危害[1]

1.1按污染性质分

1.1.1化学污染

化学污染包括有机物污染和无机物污染。有机物污染主要是有机试剂污染和有机样品污染。在大多数情况下,实验室中的有机试剂并不直接参与发生反应,仅仅起溶剂作用,因此消耗的有机试剂以各种形式排放到周边的环境中,排放总量大致就相当于试剂的消耗量。日复一日,年复一年,排放量十分可观。有机样品污染包括一些剧毒的有机样品,如农药、苯并(α)芘、黄曲霉毒素、亚硝胺等。无机物污染有强酸、强碱的污染,重金属污染,氰化物污染等。其中汞、砷、铅、镉、铬等重金属的毒性不仅强,且有在人体中有蓄积性。

1.1.2生物性污染

生物污染包括生物废弃物污染和生物细菌毒素污染。生物废弃物有检验实验室的标本,如血液、尿、粪便、痰液和呕吐物等;检验用品,如实验器材、细菌培养基和细菌阳性标本等。开展生物性实验的实验室会产生大量高浓度含有害微生物的培养液、培养基,如未经适当的灭菌处理而直接外排,会造成严重后果。生物实验室的通风设备设计不完善或实验过程个人安全保护漏洞,会使生物细菌毒素扩散传播,带来污染,甚至带来严重不良后果。2003年非典流行肆虐后,许多生物实验室加强对SAS病毒的研究,之后报道的非典感染者,多是科研工作者在实验室研究时被感染的。

1.1.3放射性污染物

放射性物质废弃物有放射性标记物、放射性标准溶液等。

1.3按污染物形态分

1.3.1废水

实验室产生的废水包括多余的样品、标准曲线及样品分析残液、失效的贮藏液和洗液、大量洗涤水等。几乎所有的常规分析项目都不同程度存在着废水污染问题。这些废水中成分包罗万象,包括最常见的有机物、重金属离子和有害微生物等及相对少见的氰化物、细菌毒素、各种农药残留、药物残留等。

1.3.2废气

实验室产生的废气包括试剂和样品的挥发物、分析过程中间产物、泄漏和排空的标准气和载气等。通常实验室中直接产生有毒、有害气体的实验都要求在通风橱内进行,这固然是保证室内空气质量、保护分析人员健康安全的有效办法,但也直接污染了环境空气。实验室废气包括酸雾、甲醛、苯系物、各种有机溶剂等常见污染物和汞蒸汽、光气等较少遇到的污染物。

1.3.3固体废物

实验室产生的固体废物包括多余样品、分析产物、消耗或破损的实验用品(如玻璃器皿、纱布)、残留或失效的化学试剂等。这些固体废物成分复杂,涵盖各类化学、生物污染物,尤其是不少过期失效的化学试剂,处理稍有不慎,很容易导致严重的污染事故。

2对实验室污染物的处理办法

为防止实验室的污染扩散,污染物的一般处理原则为:分类收集、存放,分别集中处理。尽可能采用废物回收以及固化、焚烧处理,在实际工作中选择合适的方法进行检测,尽可能减少废物量、减少污染。废弃物排放应符合国家有关环境排放标准。

2.1化学类废物

一般的有毒气体可通过通风橱或通风管道,经空气稀释排出。大量的有毒气体必须通过与氧充分燃烧或吸收处理后才能排放。

废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点,通过密闭容器存放,不可混合贮存,容器标签必须标明废物种类、贮存时间,定期处理。一般废液可通过酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放,有机溶剂废液应根据性质进行回收。

2.1.1含汞废液的处理

排放标准3:废液中汞的最高容许排放浓度为0.05mg/L(以Hg计)。

处理方法:①硫化物共沉淀法:先将含汞盐的废液的pH值调至8-10,然后加入过量的Na2S,使其生成HgS沉淀。再加入FeS04(共沉淀剂),与过量的S2-生成FeS沉淀,将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后静置、分离,再经离心、过滤,滤液的含汞量可降至0.05mg/L以下。[2]

②还原法:用铜屑、铁屑、锌粒、硼氢化钠等作还原剂,可以直接回收金属汞。

2.1.2含镉废液的处理

①氢氧化物沉淀法:在含镉的废液中投加石灰,调节pH值至10.5以上,充分搅拌后放置,使镉离子变为难溶的Cd(OH)2沉淀.分离沉淀,用双硫腙分光光度法检测滤液中的Cd离子后(降至0.1mg/L以下),将滤液中和至pH值约为7,然后排放。

②离子交换法:利用Cd2+离子比水中其它离子与阳离子交换树脂有更强的结合力,优先交换.

2.1.3含铅废液的处理

在废液中加入消石灰,调节至pH值大于11,使废液中的铅生成Pb(OH)2沉淀.然后加入Al2(S04)3(凝聚剂),将pH值降至7-8,则Pb(OH)2与Al(OH)3共沉淀,分离沉淀,达标后,排放废液。

2.1.4含砷废液的处理

在含砷废液中加入FeCl3,使Fe/As达到50,然后用消石灰将废液的pH值控制在8-10。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去废液中的砷。放置一夜,分离沉淀,达标后,排放废液。

2.1.5含酚废液的处理

酚属剧毒类细胞原浆毒物,处理方法:低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉煮一下,使酚分解为二氧化碳和水。如果是高浓度的含酚废液,可通过醋酸丁酯萃取,再加少量的氢氧化钠溶液反萃取,经调节pH值后进行蒸馏回收.处理后的废液排放。

2.1.6综合废液处理

实验探究论文篇6

没有规范的操作就不会培养出良好的实验探究能力.学生在开始接触化学实验时,教师要特别注意典型示范和让学生反复练习,让学生本人在多次实践中体会一些基本操作.如持试管的“三指法”,振荡试管的“抖腕法”,使用滴管的“悬滴法”等.我们也可以用“比赛法”、“相互纠正法”等来增加练习的趣味性.简单的基本操作熟练后,还可以让学生进行一些较复杂的基本操作,如“溶解”、“过滤”、“蒸发”等.当然基本操作的规范和熟练应该贯穿到以后的每次化学实验中.此外还要在平时加强培养学生对现象描述的语言能力,数据处理能力等.学生养成了良好的习惯和各种基本能力,就能在实验中自己发现问题,提出问题,自行设计方案解决问题.

二、问题意识是实验探究的源泉

根据“最近发展区”理论,要首先了解学生已经达到的知识能力发展水平和可能达到的知识能力发展水平,据此引导学生提出问题.例如我们学习过卤族元素的知识以后,可以让学生结合生活实际,寻找卤素在生活中的用途,很容易使学生想起食盐,再根据目前市场上销售的加碘盐提出“怎样检验碘元素的存在和含量”这一探究课题,然后把学生分成几个组让他们各组确定具体探究的问题.最后让学生先在组内讨论,再大组交流,最终确定了以下几个探究的问题:①食盐中为何加碘?②食盐中的碘元素以什么形式存在?如何验证?③如何测定食盐中的碘含量?(反应原理、方法)④实验方案如何设计等.让学生通过网络、课外读物、调查、实验操作等方式去探究.学生在掌握了基本的思考问题的方法之后就能在以后的生活、学习中自己或与他人合作发现问题.

三、方案设计是实验探究的途径

在有了明确的探究问题之后,就可以着手进行实验方案的设计.可根据实际情况将学生分成几个组讨论,注意引导学生根据已有的知识、能力,动脑筋、想方法,通过合作讨论确定自己组的实验方案,再集中起来展示各组的研究成果,通过集体的讨论选择最优实验方案.为了保护学生的积极性,在讨论过程中可以允许有不同的实验方案.例如我在介绍了硫酸的性质后,提出了一个思考题:设计方案鉴别浓硫酸和稀硫酸.学生通过思考、交流、讨论,最后提出了许多方案:①用手掂量等体积的两份硫酸;②在两支试管中加入等量的水后再滴入两种硫酸;③用温度计分别蘸取两种样品置于空气中,观察温度变化情况;④用两块铜片分别插入两种硫酸样品中;⑤用两块铁片分别插入两种硫酸样品中;⑥用玻璃棒分别蘸取硫酸样品于白纸上观察;⑦在白糖中分别滴入硫酸样品.这些充分表现了学生积极参与的欲望,既调动了他们的积极性,又锻炼了创新思维和发散思维的能力.为了培养学生设计步骤、记录和描述的能力,在实验前应该先让学生设计好实验报告.注意内容包括实验目的、实验原理、药品和仪器、实验步骤、实验现象和结论、问题讨论等.

四、实验是化学探究的最高法庭

学生在设计实验方案中必然会产生一些争论,提出许多不同的想法.其中可能有一些步骤繁杂、现象不明显甚至不合理行不通的方案.可以让学生亲自到实验中去验证,让他们体会实践是检验真理的唯一标准.例如在做浓硫酸的性质实验时,室温下将铜片放入浓硫酸中,没有明显的反应现象.对此,有的同学认为铜在浓硫酸中发生“钝化”现象,还有的同学认为铜和浓硫酸室温下反应很慢,所以看不到明显现象.我让学生通过实验证明自己的观点.学生设计并进行了以下实验:在一个烧杯中放入一块铜片,在加适量浓硫酸,稍等片刻,用镊子取出,用水洗净铜片表面的酸液.将铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,观察现象.一段时间后,发现铜片表面有白色物质析出,溶液颜色变蓝,证明了铜在浓硫酸中没有发生“钝化”现象.实验过程是学生按照自己设计的方案进行实验操作,观察和记录现象的过程.课堂时间有限,学生的操作水平参差不齐,要在预定的时间内完成实验操作,确保良好的实验效果,课前必须精心设计,充分准备.例如检查仪器药品是否齐全,试剂的浓度是否符合要求,怎样避免学生的危险操作.在实验过程中,教师就尽量不要再强调某些问题,这时学生正集中精力做实验,教师的讲话不仅不能引起学生的重视,反而干扰学生的注意力.

五、反思总结是实验探究的新起点

实验结束以后,结合各组的实验情况,可选代表进行交流,找出每组实验现象的相同和不同之处.此时要充分发挥学生的主观能动性,让他们总结自己在实验中的成功和失败之处以及实验中的一些异常现象,并且结合生活实际,能够提出新的可探究的问题.实验探究的结果怎样不是我们追求的目的,不论结果如何,探究过程中的各种知识、能力、技能的体验是传统教学中无法感受到的.因此实验探究对于促进学生科学素养的全面发展,有效落实化学新课程目标,具有不可替代的作用.

实验探究论文篇7

一、充分发挥实验中的示范性指导作用激发化学思维与灵感

在化学实验教学中,教师在实验操作中的示范性指导作用非常重要,切实认识到指导示范在实验课程中积极意义和科学价值,关注示范中的启发思维的元素,促使学生明确化学实验中的相关要点,抓住实验中必须加以规范的有关标准,扭住实验操作中必须注意的各个事项,从而激发他们良好的化学思维,产生独具创新性的灵感,并让他们对化学实验的目标具有更加清醒的认识,切实有效提高他们对化学知识和相关原理的认知深度,提高他们对实验操作的基本技能.例如,教师引领学生进行“银镜反应”这一高中化学中最为经典的化学实验过程中,通过教师的示范性指导,并引入历年来以这个实验为基础的各类考题,引导他们进行思维启迪,让他们明白以这个实验为基础的各类考题非常丰富,让他们认知到这个实验在操作上有许多必须特别加以注意的地方,从而促使他们在各类考试中遇到相关考题时,能够较为快速的理解并抓住考点所涉及的知识.比如,在示范过程中,指导学生了解有关银镜溶液的配制方法,如在洁净的试管中加入浓度为2%的AgNO3溶液1mL,然后滴加入2%的稀氨水,并持续振荡试管,让最初产生的沉淀恰好溶解,从而制出银氨溶液,从中激发他们化学思维与灵感,让他们自主探究相关化学方程式,并明确“沉淀要恰好溶解”、“试管要洁净”、“做过银镜反应的试管用稀HNO3清洗”、“银氨溶液随配随用,不可久置”与“加热过程不能振荡试管”等注意事项,以至于促使他们自主探究“为什么”,提升他们的化学素养.

二、以实验启发探究培育并提高学生自主解决问题能力

在化学实验教学实践中,通过实验开展启发式教学是引领探究式教学的前提之一,有助于促使学生养成独立思考、积极自主地解决现实中遇到的各类问题,还有助于提升他们对化学实验进行实践探究的热情,激发他们对化学学习产生越来越深厚的兴趣,增强他们在了解和学习相关的基础上进一步探究主动性、积极性和自觉性,引发他们独立自主地思考问题、分析问题和解决问题,从而培育并提高他们自主解决问题能力,增强他们科学探索精神和创新精神.例如,教师在引领学生学习“铜”的性质和特点过程中,通过直观的实验引导学生通过观察了解“铜”的性质,并结合已学知识对“铜”特点进行深入解,引领他们通过查找各类资料,促使他们进行自主探究,从而让他们不但对铜的化学性质和化学特点具有“知其然”的感性认识,而且还有“知其所以然”理性认知,促使他们对所学知识进行理性梳理、反思和总结,培养他们良好的探索精神、实践能力和自主解决问题能力.综合以上,高中化学实验作为高中化学课程教学的一个重要组成部分,启发探究式教学于其中的应用,有助于不断转变和完善高中化学实验教学理念,有助于丰富高中化学教学方法,同时,促使学生化学学习的自主性得到发挥,有利于激发学生的化学学习兴趣,加深他们对实验操作的认识,培养和提高他们的协作精神,有效提升他们综合化学实验素养乃至综合素质.

实验探究论文篇8

【关键词】高中化学 实验教学 探究实验

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)10-0189-02

《全日制普通高级中学化学化学课程标准》理论与实践已随着新课程的推广深入全国各大中学。《课程标准》把培养具有高素质的现代化人才作为教育教学目标,这给新时代的高中化学教学赋予了新的教育内涵。高中化学教学已经不单单只是传授学生基础的理论知识与基本技能,学生探究精神的培养是人才培养的关键,所以实验教学的发展愈发注重探究与实践,本文就如何在高中化学实验课中开展探究式教学展开讨论。

一、探究式实验教学的准备阶段

高中新课标对化学实验课程做了相关要求阐述,倡导以化学实验为主的探究活动,让学生参与其中,强化其探究意识,培养创新与实践能力。开展成功的化学实验教学,教师做好必要的准备工作是必不可少的,比如创设引入实验的情境,提出与实验课程相关的实验问题,这样才能唤起学生对探究式化学实验的兴趣。

1.巧妙创设实验情境,合理提出实验问题

实验情境的创设本质是设置实验背景,目的是通过一个日常可见的案例或者提出一个浅显却能切入实验主题的问题激发学生的实验兴趣、学习积极性,以此让学生能够自主的参与到实验的课程中来,而后对化学现象后的本质探索研究,最终达到实验教学的目的。比如在做铁丝在氧气中的燃烧实验时,学生对燃烧的铁丝产生了浓厚的兴趣,甚至很多学生在实验材料面前跃跃欲试,教师适时提出问题:是什么气体能让铁丝都能燃烧,并且燃烧的如此剧烈呢?此情境的创设与问题的提出,就是探究式实验课程开展的第一步。

2.结合教材实际,制定实验方案

结合教材实际就是进行知识准备,知识准备的主体包括学生,同样包括组织学生进行实验的教师。理论基础是探究式实验得以开展的保障。新课程标准下的探究式实验确立以教师为主导,学生为主体的教学地位,就是为了能够在日常实验课程教学中,将学生的探究创新精神发挥到极致。在高中化学理论课程中,涉及物质的性质与变化、物质的组成与结构、化学反应规律与原理等重要实验教学。教师在设计实验方案时,要启发学生掌握实验的基本思路,对实验的原理、步骤形成系统性、结构性的认识。教师也要关注本阶段学生的学习要求,以阶段性知识为主,设计相关探究实验,强化本阶段的理论知识。

3.优化实验环境,仪器用品得当

探究式实验讲究学生的自主动手能力,中国人口基数大,学生人数众多,师资与教学资源短缺,实验教学更是很难惠及到每一个学生,仪器用品等硬件设备的优良与数量的齐全是一堂实验课程成功开展的保证。在开展探究式实验之前,教师务必要通过理论教学将仪器与药品的正确使用方法传授给学生,化学实验主要以药品实验为主,学生安全、正规地实验操作是对其人生安全的保证。

二、探究式实验教学的进行阶段

化学实验是高中化学实验课程的有效组成成分,为了全面普及素质教育,培养高素质人才。化学实验课程的开展是保证学生自主创新能力、探究式学习能力培养的基础。实验课程的进行阶段是化学实验教学的核心。

1.认清实验理论本质,先观察,后动手

化学探究实验,学生的主体地位不容忽视,所以在化学实验教学中让学生参与其中是必不可少的。在实验进行的开始阶段,教师要正确引导学生,讲明此次实验的基本步骤,实验要点,注意事项等,先让学生以观察为主,弄清实验本质后,再将学生分成小组进行下一步的具体实验操作。

2.深入浅出进行实验,理论与实践融会贯通

高中化学实验的组成包括化学实验的基本操作、物质制备与合成、物质的分离提纯等。实验的基础性教学较强,教师进行深入浅出式的实验课程可以让学生更能领悟实验课程所要表达的能力教学目标。在实验过程中,要培养学生规范化操作,养成良好的实验习惯。化学实验是学生巩固化学理论知识的主要形式,理论与实验教学结合能有效培养学生的自主探究精神。

3.实验合作进行,提高效率

强调分组实验教学的目的就是为了能够让学生学会与组员进行交流合作,从而能够更好的完成试验任务,让因人为因素产生的实验误差降到最低。合作交流不仅仅是将实验任务分摊到团队来完成那么简单,学生与学生之间合作的同时进行的知识交流、思维交流能够最大范围的将学生个体之间的优势发挥到最大,更是一种有效的资源整合。探究式实验中,学生的团队意识与团队能力的培养也是至关重要的。

三、探究式实验教学的总结交流阶段

一个成功的探究实验的完成,不仅只是引导学生完成一堂实验课那么简单。课堂实验只是探究实验的一个主要组成部分,最重要的是进行课后的总结与交流。总结与交流可以使分散的探究知识变得条理化、系统化。

1.把握探究实验内容总结,将知识化零为整

知识的获取是一个看似简单却又复杂的过程。探究性实验的实质,就是将零碎的知识整合后上升为理论高度。学生更深度的理解化学概念、化学解析式、化学方法等教材内容,并将实验总结的知识内化为一种能力。这种探究式的学习过程与方法是提升学生自主学习能力的有效教学手段。

2.多种交流总结形式相结合,深度挖掘实验知识

就开展的实验总结形式而言,同样是可以多角度、多主体进行交流的。比如在探究式实验后,教师可以有目的的向学生提出实验的相关问题,引导学生课后自主讨论后得出结果,也可以让学生与第三方教学设备互动,比如在课堂上播放多媒体、在互联网上查阅相关资料与文献,丰富课后知识。

四、高中探究式实验教学的开展是新课程改革的必然趋势

综合以上笔者的观点与理论,高中化学实验教学中,探究式实验教学的关键点在于以“教师为主导,学生为主体”的自主学习,并且学生运用化学理论知识才能进行探究式实验。探究式实验教学为高中化学教学提供了教学思路,此教育模式可大力发展学生的探究思维能力、学科创新能力。在探究式实验的设计方面,教师要结合教学与学生实际进行实验课程的设计,真正做到提高学生探究学习兴趣的同时,让学生学会掌握与解决问题的方法。

参考文献:

[1]李建,车延平.高中化学实验探究方法的案例分析[J].现代阅读,2011(12):105.

[2]丁莹.高中化学实验探究教学模式初探[J].高等函授学报(自然科学版),2009(8):61~62.

[3]杨宏伟,侯千金.高中化学实验探究式教学模式的构建与实施 [J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2012(8):150~153.

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