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導語：在綠色化學生活論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
2008年上海高考第12題取材于筆者在《化學教學》發表的論文“試紙上的微型電解實驗”[1], 該題依據實驗中的現象,由于采用簡單易行的微型化學實驗操作,實驗真實性得以顯現,在知識與能力的考查基礎上更加培養學生科學求實的態度。
自從29屆國際奧林匹克化學競賽實驗試題采用微型化以來,國內各類化學試卷中都不同程度地出現以微型化學實驗為背景的題目。試題中的信息在學生中快捷、廣泛地傳播;從以微型實驗為情境的化學習題入手,另辟蹊徑,可以展現微型化學實驗儀器的應用,表達綠色化學的設計理念。
從期刊的影響力出發,筆者從目前化學教育研究領域比較權威的三刊(《化學教學》、《中學化學教學參考》、《化學教育》)以及以實驗儀器研究為特色的期刊《教學儀器與實驗》中的微型化學實驗論文中取材,從不同角度出發編擬化學習題。
1以微型反應裝置創設情境
如同常規實驗裝置的組裝目的一樣,微型實驗儀器同樣可以完成氣體的制備、物質的合成、氣體的干燥和凈化、尾氣的吸收等基本操作。以此創設化學試題情境,考查基礎知識、基本技能。表面上看,只是提供給學生化學常規實驗裝置的縮微化,但儀器的微型化給解題帶來了陌生感,尤其是儀器體積小帶來的特殊操作細節,例如試劑的取量、反應程度的控制、尾氣處理等――這些都是實驗論文作者闡述的實驗注意點,也恰是學生在實驗操作中容易忽略的因素。
例1、硫化氫是一種有臭雞蛋氣味的有毒氣體,采用常規儀器進行制備和性質檢驗,常因氣密性不佳而對環境產生污染。周老師采用六孔井穴板和注射器組裝出以下微型反應裝置(如圖1所示),向各井穴加入指定的試劑與物料,然后用生料帶纏繞井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋緊塞子,使井穴塞緊密地蓋住井穴,以細乳膠管把前一單元出氣管與相鄰單元的進氣管逐一連接起來,保證沒有硫化氫泄漏。該實驗無需通風櫥即可進行,對反應廢物摸索了實驗后處理方法,體現了綠色化學實驗的要求[2]。
(1)1號井穴里裝有少量FeS固體,實驗裝置按圖搭建完畢后,把吸有稀硫酸的注射器緩緩下推,就可以有連續平緩的氣流產生。請問1號井穴孔發生反應應為_______________________________。
(2)2號井穴內只放入一張濕潤的白色醋酸鉛試紙,且“短管進、長管出”。其作用是(填寫兩點):____________________________________。
(3)3號井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是證明H2S的____________________(能呈現出該性質的),還可以用____________________溶液代替。
(4)4、5、6井穴孔分別盛放了0. 1 mol?L-1 ZnSO4、0.1 mol?L-1 CdSO4、0. 1 mol?L-1 CuSO4溶液,在實驗中分別產生了白色、黃色和黑色沉淀,說明了這些金屬硫化物的________(性質)。
(5)7號井穴孔盛有________(填寫藥品),其目的在于____________________。
評點:該題主要考查硫化氫氣體的制備、氣體檢驗、性質驗證、尾氣處理等。一切都基于基礎知識、基本技能,只是通過微型化學實驗裝置呈現情境。
答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S; (2)緩沖作用(安全瓶), 檢驗硫化氫氣體; (3)還原性, 酸性高錳酸鉀; (4)難溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾氣
例2、“電凝聚氣浮法”是一種工業上處理廢水的常用方法,我們用塑料多用滴管作為載體,以微型實驗的形式呈現了該方法的原理。先在100 mL燒杯中加約50 mL蒸餾水,再添加3滴CrCl3溶液作為無機污染物,另加少許泥沙和硫酸鈉,用玻璃棒攪拌使之渾濁,得模擬廢水,標記為A。用塑料多用滴管吸取廢水A,從液泡兩側分別插入兩根大頭針(兩針不相互接觸), 用鱷魚夾、 導線將兩根大頭針與電池(9V)相連,即可對廢水進行電解[3]。
(1)電解開始,陰極釋放出大量氣體,請寫出電極反應式________________________________;
(2)陽極現象不明顯;片刻后,溶液中生成大量綠色沉淀,隨著陰極氣泡大量逸出,綠色沉淀隨之上浮至液面。已知大頭針主要成分為鐵,請推測陽極可能發生的兩個反應式為:____________;
(3)綠色沉淀中不僅包括由陽極產生物與溶液酸堿性變化而生成的不溶物,還包括沉淀_______(填寫化學式),這就表現出對污水中的金屬離子進行清除。
(4)本實驗中在電解液中添加硫酸鈉的目的是____________________。
(5)另取一份相同廢水,滴加3滴苯酚溶液作為有機污染物,再加3滴亞甲基藍使其顯示顏色,添加食鹽至飽和,標記為B;用塑料多用滴管吸取廢水B,采用如上圖的裝置,只不過將陽極大頭針更換成全活動鉛筆專用筆芯,在電解后的溶液中滴加FeCl3溶液不發生顯色反應,說明____________。更換陽極材料原因是__________________________(用電極反應式說明);
評點:化工生產是化學教學的重要內容,但一直是實際教學中欠缺的,通過微型化學實驗模擬實際問題可以幫助中學生了解化學與技術、體會時代性增強學生學習的使命感和責任感。該類試題適用于《化學反應原理》模塊的“電解池”、《化學與技術》模塊中的“水處理技術”、《化學與生活》模塊中的“化學與環境保護”,以及《實驗化學》模塊中提出的“能發現學習和生產、生活中有意義的化學問題,并進行實驗探究”。
答案:(1)2H++2e-H2; (2)Fe-2e-Fe2+,Fe2++2OH-Fe(OH)2; (3)Cr(OH)3;(4)增強導電性; (5)苯酚在陽極釋放的強氧化性氣體作用下已發生了轉化,避免陽極材料本身被氧化。
2以微型實驗引導實驗改進思維
在各大期刊發表的微型化學實驗論文多為一線化學教師或高校實驗研究者發表,如果只是簡單地在學生面前重現這些素材,對他們自身的實驗素養提高有限;而通過試題的巧妙設置,將學生也引入到對實驗的設計思路中去,有利于提高他們對微型化學實驗的深刻認識,也有利于他們創新思維的發展。
微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微或減量,而是要在微型化的條件下對實驗進行重新設計和探索,達到以盡可能少的試劑獲取盡可能多的化學信息的目標。
例3、用一個小注射器和小塑料反應管做反應儀器,兩者中各有一種化學物質,反應后將注射器針頭扎入一根帶火星的香煙里推動活塞,發現竄起一大串火苗[4]。請問,塑料試管中盛放藥品為________,注射器中盛放____________藥品。該實驗可以代替常規實驗中的實驗是_______________。
評點:注射器是化學實驗改進中常用的替代品,在微型化學實驗中常常需要挖掘其功能進行設計,在命題中應用中能幫助學生體會到。圖3中的注射器代替分液漏斗,圖4中的注射器起到氧氣收集的作用。
答案:MnO2,雙氧水,氧氣的制備和氧氣的助燃性質
3以微型實驗題干提供探究和評價的平臺
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近年來科學探究實驗在化學新課程考試中廣被重視,這些實驗題不再象以往的實驗題平鋪直敘――單純的“課本知識加實驗加填空”,也不象大學知識“下放”的新信息實驗題,而是促使考生多想實驗的整個過程:“做什么”、“怎么做”、“為什么這樣做”、“選取哪些因素作為實驗變量”、“可能什么原因”、“還有沒有更好的改進方法”、“這樣的實驗有什么實際用途”等等,更加促使考生像科學家一樣進行探索,達到真正考查科學思維的目的。微型化學實驗與常規化學實驗相比,一樣能提供符合教學需要的實驗內容,更能提供多個相關實驗的優化設計過程和滿足使用者自主探究的基本條件[5]。以微型化學實驗論文素材命題,為訓練學生探究思維和評價能力提供了一個適宜的平臺,也為一線化學教師提供了巧妙的探究思路,有助于教師拓寬視野。
例4、紫甘藍,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的顏色會隨pH改變,一般遇酸變紅,遇堿變綠。向點滴板上一凹槽滴加一滴紫甘藍汁,再滴加一滴硫酸鈉溶液,用連接導線的鱷魚夾各夾住一根鉛筆芯,將電極一端浸入紫甘藍汁液面以下[7]。
(1)當導線分別與電池兩極相連,發生現象是:
陽極_______________________________;
陰極_______________________________。
用鉛筆芯將兩極所在位置的溶液攪拌均勻,發現整個液滴呈現紫色,(用離子方程式)說明發生反應為_________________________________;
(2)若采用大頭針作為______極電極,則對以上實驗現象有極大干擾,這是因為_____________;
(3)以各類典型的酸堿鹽溶液作為輔助試劑加入紫甘藍汁中,以鉛筆芯作為電極進行電解。請預測實驗現象并完成下表1:
(4)將添加NaCl溶液的甘藍汁電解后溶液攪勻,最終竟然消褪為無色。這是因為__________;
(5)以上實驗是以_______、_______作為變量開展的探究活動,如果你是實驗設計者,從該實驗的特點出發,你還會挑選_______作為變量。(開放性問題,答案合理即可);
(6)如果你是實驗競賽的評委,你將該實驗與你們常見的電解實驗對比,請提出一些評價意見(至少寫出兩點,開放性問題,答案合理即可)。
評點:微型化學實驗試題取材于實驗探究論文,突出真實性;注重實驗條件,突出思考性。本題不僅以紫甘藍汁作為創新情境考查電解規律、中和反應等基本原理,還從異常現象原因探究、變量控制等角度促使學生對實驗原理進行深層思考,并且通過開放性的問答培養學生評價和鑒別能力。
答案:(1)2H2O-4e-O2+4H+; 2H2O+2e- H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)陽極;作為陽極的金屬電極比水更容易被氧化,產生有色離子如亞鐵離子、鐵離子對甘藍汁顏色有干擾; (3)電極附近溶液變紫,有氣泡產生;電極附近有大量氣泡產生;紫色;迅速冒出刺激性氣味的氣泡,電極附近溶液變紅;迅速冒出氣泡,電極附近溶液變紅; (4)電解NaCl溶液陽極產生的Cl2將電解對象漂白; (5)電極,電解質溶液;載體、電解體系等; (6)參考評價意見:評價之一:紫甘藍汁不僅充當電解對象,還兼作實驗中的酸堿指示劑,一舉兩得;評價之二:該微型實驗只采用了一滴紫甘藍汁液作為電解對象,降低成本,操作方便,大大減少了實驗時間,適合學生自己動手操作觀察探究;評價之三:紫甘藍汁取材于純天然,整個實驗用量又是微量,所以充分體現綠色環保的理念;評價之四:實驗現象明顯,有利于學生加深對電解本質的理解。
4 反思
在科學教育中引入習題的初衷是鞏固和加深對知識的理解,考查學生掌握知識的水平,培養學生應用知識解決問題的能力。每一道習題都是從原始問題抽象而來,然而有相當一部分已經把其中的一些次要細節、非本質的聯系舍去,也沒有將科學現象與事實作為背景,甚至完全脫離科學現象,學生思維的一部分已經被習題編制人員“越俎代皰”地完成了。同時,習題教學還存在著模式化傾向,缺乏科學思想的分析,太重視程序與計算、熟練與技巧。因此,在一定意義上說,我國學生創造能力的匾乏是習題教學的直接后果。事實上,科學最重要的基礎是源自實驗現象的,首都師范大學專家曾提出通過引進原始問題來逐步使習題教學與原始問題教學相結合,從而達到提高科學教育效能的目的。而發表在各種期刊上的實驗論文能表現論文作者所作出的技術性和認知性研究的原始工作,是教學科研過程中的一種生成資源[8],也是原始問題的一種表現形式。筆者近年來以微型化學實驗為主要研究方向,并嘗試將所設計的原創實驗素材融合入課堂教學、探究活動中,發現對提高學生解決問題能力、實驗分析評價能力有較明顯的促進作用;于是進而取材命題,拋磚引玉,目的之一是及時推廣課程改革中來自教學一線和高校專家的實驗研究經驗,從而使研究成果迅速轉化為“生產力”,不斷推動實驗教學研究工作向縱深發展;更希望這些原汁原味的實驗素材呈現出反映科學概念、規律本質的原始問題和未被加工的典型實驗現象和事實,使學生大腦充分開放、思維觸角充分發展,體會到與原論文作者研究過程中類似的思路和體驗,甚至在條件允許前提下,用微型化學實驗這種耗材少成本小的實驗手段完成符合綠色化學理念的驗證、改進和探究,達到知識升華的目的。
建議化學命題者可以認真研究各種期刊登載的微型化學實驗專題文章,將其素材開發為創新試題:具有提問多樣化、知識探究化、信息情境化以及形式開放化等多方面特點,為促進化學習題教學提供優質的題材[9],同時也促進微型化學實驗能在中學得到普遍重視和合理應用。
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關鍵詞：綠色化學，教學改革，實踐，創新人才培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0198-02
綠色化學體現了科學發展觀，是減少資源消耗、實現循環經濟和經濟可持續發展的重要科學基礎。它吸收了當代化學、物理、生物、材料、信息等學科的最新理論和技術，具有明確的科學目標和社會需要，是一門新興的交叉學科。綠色化學是化學學科發展的必然選擇，也是解決環境污染問題的重要途徑。在高校化學教學中滲透綠色化學的理念，能夠使學生在進入社會、工廠或是進入研究領域之前就牢固樹立綠色化學的意識和可持續發展的意識。開展綠色化學教學改革，一方面有利于培養高素質創新型人才，另一方面可以促進普及和傳播綠色化學的原理。近年來，我們在綠色化學教學方面進行了一些改革和探索，在創新人才培養中收到了良好的效果。
一、加強綠色化學教材建設，編寫合理的教學大綱
教材是學生獲得系統知識、進行學習的主要材料，也是教師進行教學的主要依據。教材建設是衡量專業建設與課程建設成果的重要指標，教材的質量直接體現高等教育的發展水平，也直接影響高校教學的質量。加強教材建設是搞好綠色化學教學改革的前提。綠色化學是化學發展的高級階段，教材的編寫應以化學的綠色化為主線，融合化學、物理和生物的原理知識為基礎，體現化學發展的前沿性、前瞻性和創新性。教學大綱是根據教學任務和目的規定的教學范圍、教學體系和教學要求的基本綱要，是教師組織教學的基本依據，因此需要根據各專業特色編寫合理的教學大綱。高校要根據學科專業的特色和自己的科研優勢進行教材建設和大綱制定，充分發揮各高校教育模式和教學內容的多樣性，滿足社會對不同層次人才的要求。
二、注重與學生的溝通，革新綠色化學課堂教學方法
課堂教學方法的選擇是決定課堂教學效果和效率高低的一個重要因素，是實現“教書育人”宗旨的重要途徑。在實際教學時，教師能否正確地選擇教學方法，是影響課堂教學質量的重要因素。在綠色化學教學中，選擇互動式教學和啟發式教學方式，調動學生的積極性，培養學生的獨立思考能力。教師在講解的過程中加強與學生的討論和交流是十分必要的，發揮教師的主導作用，將綠色化學專業知識和化學化工生產相融合，將綠色化學減少或消除化學污染的實例搬到課堂上，采用學生分析討論、分組辯論的方法，最后老師再加以補充和總結，增加師生的課堂互動，調動學生的積極性和主動性，培養學生的組織材料、邏輯思維和語言表達能力；同時可將本地區黃河污染的典型案例滲透到綠色化學教學中，讓學生親身體驗污染給人們生活帶來的危害，培養學生對環境保護和污染防治的責任感及實施綠色化學的重要性。為了激發學生的學習興趣，在教學中設置異彩紛呈的教學環節，采用新穎別致的教學方法，運用千姿百態的教學手段和幽默風趣的教學語言等進行教學，使學生盡快明白和掌握教材中的重點、難點和關鍵。例如《綠色化學原理》的教學難點是設計高效催化劑，正確的選用催化劑不僅可以加速反應的進程，而且能從根本上減少或消除副產物的產生，從而減少污染，在教學中選擇乙烯氧化制備環氧乙烷中氧化劑的選擇，從反應的原子經濟性和環境效益兩個方面進行分析，計算原子利用率，考察環境因子，最后確定銀催化劑可以滿足綠色化學的要求，實現乙烯氧化制備環氧乙烷清潔生產的目標。
三、應用先進教學手段，提高綠色化學教學質量
把現代化教學手段應用到化學教學中。要改變落后的教學手段和教學模式，必須發展新的教學手段。多媒體教學在綠色化學教學中已是必不可少的手段。多媒體教學與傳統教學相比較優勢如下：①信息量大，能有效增加教學容量，通過互聯網及時更新綠色化學前沿資料，例如將每年美國“總統杯”綠色化學挑戰獎最新研究成果引入教學，使學生了解綠色化學研究動態。②方便、快捷，節省了教師授課時的板書時間，提高了教學效率。③形象、直觀，如反應機理和分子結構可以形象化地模擬出來，易于學生理解。④綜合應用圖片、文字、視頻和動畫等資料來進行教學，突出重點，淡化難點，使抽象難懂的知識直觀而形象。⑤活躍課堂氣氛，使教學活動富有啟發性，增強學習的趣味，寓學于樂。多媒體教學在一定程度上有利于提高教學效率，但如果過多依賴多媒體課件，會使教師和學生之間失去互動性；教師授課節奏快，學生無法跟上講課的進度，對知識點一知半解，無法消化。因此，教師不應該完全依賴多媒體課件，正確處理好多媒體課件教學與傳統教學的關系。我們在綠色化學教學中，運用現代教學媒體，并與傳統教學手段有機組合，共同參與教學全過程，增強學習的趣味和可理解性，明顯提高了教學效果。
四、鼓勵學生參與科研項目，培養學生創新能力
教學與科研是高校工作的兩個重要職能，教學與科研的結合是培養學生創新能力的主要途徑。大學生參加科研項目的意義在于激發大學生的科研興趣，強化理論與實踐的結合，拓寬知識面，獲得更多、更新的知識，提高大學生的綜合素質。讓學生參與科研活動，不僅有利于培養團隊協作精神、鍛煉社會交際能力，而且也可以培養創新能力、正確的科學態度，為今后從事科學研究或創新性工作打下良好的基礎。從大一開始，蘭州交通大學就積極引導和鼓勵大學生參與教師科研項目，學生可以憑自己的興趣自由選擇參與科研實驗，團委和實驗管理處提供場地、資金，筆者指導的大學生創新項目組獲得第七、八屆挑戰杯甘肅省大學生課外學術科技作品競賽一等獎和三等獎，項目組成員考取了北京大學、南京大學、華東理工大學和天津大學的研究生。
五、結合綠色化學學科前沿，調動學生的積極性
營造校園濃厚的學術氛圍，邀請專家學者做綠色化學發展前沿專題報告，舉辦博士論壇，組織開展綠色化學知識和實驗競賽，吸引更多學生參與學術科研，提升我校學生的學術科研水平。并且在課外，以綠色化學原理及應用為主線，布置課程論文，讓學生應用學校館藏和網上資源，收集整理資料，撰寫論文，促進學生理解和應用理論知識，培養他們的基本科研素養，激發學生在教學中的主動參與性，充分發揮其學習主體性，轉變其被動的學習方式為科學的探究性學習方式。
總之，在綠色化學教學中通過強化教材建設、更新教學方法和教學手段、開展前沿專題講座，吸納學生參與科研等途徑，加強綠色化學理論知識與實際的聯系和融合，不斷推進綠色化學教學改革，為培養適應化學化工建設需要的創新型人才發揮其重要的基礎作用。
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課堂教學是學校教學活動的主體，課堂教學應摒棄傳統的教學模式，在課內滲透社會生活中的化學，并使其緊密結合教學內容和進度來進行，只有這樣才能鞏固課內知識，同時也能及時拓展課外知識，使課內、外知識有機地結合起來，使學生在學習的過程中沒有累贅感，反而覺得所學知識更豐富，實用性更強。例如，在“氮和磷”的教學中，以“我們每時每刻都在氮氣的包圍之中”的現實場景引入氮氣的物理性質，說明氮氣的化學性質不活潑，進而引出氮氣的分子結構和化學性質。也可以講述在打雷閃電時氮分子與氧分子分裂為原子，原子重新組合成一氧化氮分子的場景，介紹了后續幾個反應后，得出諺語——“雷雨發莊稼”的結論。在講到NO的毒性時，補充NO作為信使分子在生命過程中的重要功能，讓學生帶著驚訝的情緒對NO產生了新的認識。
通過緊密結合教材基礎知識或重點知識的應用性知識的補充、討論與交流，一方面可以使學生從化學的角度逐步認識自然與環境的關系，分析有關的社會現象，培養學生聯系生活、社會中的化學問題的意識，另一方面可以提供給學生未來發展所需要的基礎的化學知識和技能，培養學生運用化學知識和科學方法分析和解決簡單問題的能力。
二、進行熱點滲透教學
教學過程中為學生提供與學習內容相關的各種情景素材如化學史料，日常生活中生動的自然現象和化學事實等，能夠強化學生對化學與生活有關、對生活有用的意識，激發學生的學習動機。如現行高中化學教材中“人類保護臭氧層的行動”，這既是一個自然科學問題，也是一個“人文意識”問題，圍繞“從電冰箱的普及與換代到臭氧層”開展探究，指導學生查閱文獻，訪問網站，獲得知識。在講授重金屬汞的性質時，可以結合生活實際討論其危害，講述汞蒸汽對人體的危害可以使學生們認識到用行動防止汞污染的重要性，例如怎樣清理破碎的水銀溫度計、如何處理含汞的廢舊電池、廢日光燈管等，使學生養成良好的生活習慣，這使化學教學更貼近于社會實踐，同學們在學習過程中會覺得所學知識富有時代感，具有實用價值，有助于培養學生對未來的人文關懷，將自然科學融入整個人類文化的背景中思考和分析。
三、進行生活與化學關系專題教學
高中化學專題教學能有助于激發學生的學習興趣，并可拓展學生的知識面，具體教學形式可以將生活中的化學與書本中的化學的聯系以專題講座的形式介紹給學生，介紹化學的過去、現在和未來，介紹世界高新技術發展的動態與趨勢，介紹化學在高新科技領域中的作用，介紹化學與其它學科之間的相互滲透，介紹化學與社會的關系，如健康、保健、能源、資源、環境等社會問題。例如可以向學生講解當前化學合成材料的發展概況，人類已經可以制造出可以替代人體多個部位的化學材料。四、與生活中化學知識相關的實驗探究教學
化學實驗是進行科學研究的重要手段，是培養學生動手操作能力的有效途徑，在化學實驗的基礎上，學生從具體的形象思維轉入抽象的邏輯思維，從而提高理性認識。化學實驗還可以培養學生謹慎的科學態度，以貼近生活和發生在身邊的化學現象為素材，組織探究實驗活動，既培養學生學習化學興趣，又使學生感受到化學在國民經濟及生活中的實際運用。例如選取日常生活的素材可進行“鮮果中維生素C的還原性”、“自制肥皂與肥皂的洗滌作用”、“用生活中的材料制作簡易電池”、“溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響”等實驗。選取與化學有關的社會問題為實驗內容可進行“用氧化還原滴定法或電化學分析法測定污水中的化學耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料，并進行模擬保水試驗”等實驗。通過化學實驗來解釋和解決日常生活和社會實際問題，對于拓展化學實驗的功能，提高學生的科學素養，具有十分重要的意義和價值。
五、進行與生活有關的論文寫作教學
布置學生撰寫小論文或課題報告，探討實驗中的問題或寫出自己的體會。教師向學生介紹撰寫小論文的基本要求和方法，從學生實際出發，文字能力不做高要求，只要論據能說明論題，條理清楚，說得明白就達到了要求。例如，將“糖類”設計成主題為“糖類與生活”的拓展課，課前充分發動學生積極參與，提出他們感興趣的課題，引導他們提煉成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖與糖尿病”、“糖與減肥”、“糖與健康”等小課題。然后把全班學生組合成幾個組進行專題研究，同學們查找資料、走訪調查、統計數據、進行實驗，在組內充分交流討論的基礎上，形成課題報告。
此外，遵循自愿的原則，鼓勵學生將課外新聞記者材料用自己的語言加以組織，寫出科技小論文。在將閱讀材料整理成文章，并發表自己的見解的過程中，培養學生科學研究問題的學風，促進學生獨立思考，提高自學能力的組織語言的能力。
教材中的教學內容是教師教和學生學的直接依據，不同的教學內容對應不同的教學策略和教學方法。化學教學內容可分為基本概念、基本理論、元素化合物知識、化學用語、化學計算以及化學實驗等，不同類型的教學內容具有不同的特點。并非所有的教學內容都適合或者說都能很好地聯系社會和生活實際。本文就當前化學教學與學生生活不能緊密聯系的現狀提出將生活中的化學滲透在化學教學中的相關教學方法，將所學知識運用在社會生活中，這有助于提高學生學習化學的興趣，豐富學生的學習方式，提高學生的科學素養。這樣的教學方式也給教師提出了更高的要求，要求教師要接受這樣一種適應學生發展的教學方式，并愿意在教學中付諸實現，同時還要加強自身的專業化學習，注意搜集各種新知識，注重引導學生認識各科知識的普遍聯系，只有這樣才可以在教學中引導學生真正的進入化學學科的殿堂。
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化學是21世紀的核心科學，它是醫藥、材料、能源、環保等學科研究的基礎，并越來越多地與人類的社會活動相聯系。傳統的化學課程資源是相對封閉、陳舊的，缺少與學生生活實際、社會生產實際聯系，缺少與化學發展史和現代高科技發展的聯系，化學的綜合性研究為學生脫離原始的學習方式提供了機會。化學中的科學研究是一種重要的學習方式，也是中學化學課程的重要內容，對發展學生的科學素養具有不可替代的作用。
一、教師要培養學生科學合理的研究方法
在化學綜合性研究中，要培養學生發現問題、提出問題、解決問題，而強化學生的問題意識，正是培養學生創新精神的起點。
“以實驗為基礎”是化學學科的基本特征。化學實驗是學生學習化學中的能動的實踐活動形式。化學實驗為學生創設了親身參與實踐的情境，具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化學實驗現象紛繁復雜，有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復雜的化學實驗現象中發現問題。
所以，教師要特別注重化學實驗中學生觀察和思維能力的培養。如高一中“硫”一章：銅與濃硫酸反應實驗，教學時一般描述的現象為：溶液變為藍色，有刺激性氣味的氣體產生。果真如此嗎？學生通過獨立的實驗探索，發現有如下現象：①加熱初期，Cu片表面逐漸變黑；②繼續加熱，有大量刺激性氣味產生，形成墨綠色濁液，試管底部灰白色沉淀；③再加熱，管中出現白霧，濁液澄清，灰白色沉淀，Cu片消失；④冷卻、靜置，將試管中液體倒入另一支盛水試管中，管壁發燙，溶液略帶藍色，將灰白色固體倒入水中，形成藍色溶液。然后我積極鼓勵學生查閱資料，最后班級一起討論解釋現象：
主反應：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O（產生刺激性氣味SO2和灰白色固體CuSO4）
副反應：5Cu+4H2SO4=3CuSO4+Cu2S+4H2O（銅片表面變黑，灰白色固體CuSO4增多）
Cu2S+2H2SO4=CuS+CuSO4+SO2+2H2O（墨綠色濁液變清，由于溫度升高形成氣霧）
CuS+2H2SO4=S+CuSO4+SO2+2H2O
S+2H2SO4=3SO2+2H2O
上述實驗研究使學生擴展了知識，同時也訓練了他們的創新能力。
教師還要注意將化學與人類生產、生活密切聯系，將學生熟悉、感興趣的內容開發成化學實驗。因為學生在感到熟悉和認為有用的情境別能發現問題和產生解決問題的迫切欲望。例如，在學習鹵素時，可讓學生根據學過的知識，自己設計并完成食鹽中是否含有IO3－，還可以請學生通過合理的實驗驗證海帶中碘的存在形式。在教學中要通過精心設計實驗方案、嚴格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現化學問題，使學生通過努力能夠順利地解決化學實驗呈現的問題。如可用濃鹽酸、濃氨水、酒精等的揮發實驗來呈現構成物質的微粒是不停地運動的問題；用氯氣使潮濕的有色布條退色的實驗呈現次氯酸的漂白作用的問題等，都能使學生順利地發現和解決問題。
化學實驗以它特有的魅力在綜合性研究中占有一席之地，為學生形成綜合性研究的思維方式，培養學生解決問題的能力提供了條件。所以，應該提倡利用化學實驗進行綜合性研究，使學生掌握科學的學習方法，形成終身學習的意識和能力。
化學實驗是綜合性研究的重要方法，但并非是惟一的途徑。有些內容的綜合性研究并不一定需要通過化學實驗來進行，特別是對學生具有較多知識背景的內容和物質微觀結構的學習更是如此，學生可以掌握訪談、上網、查閱書刊雜志、問卷等獲取資料的方式，并選擇有效方式獲取所需要的信息資料。如學生對原子結構模型提出質疑，我們無法通過實驗進行研究，但可以通過上網、查閱書刊雜志了解化學史料，沿著科學家的研究足跡，去想象、去思考。有些內容的綜合性研究可以綜合利用包括化學實驗在內的多種途徑來進行研究。例如：在班級開展侯氏制堿法和鉀發現歷史的討論，可以首先讓學生查找有關知識，再通過學生自己模擬實驗加深了對此項知識的印象。因此，在化學教學中，要根據學生的實際情況、具體學習內容和學校的教學條件等，引導學生科學、合理地選擇綜合性研究的途徑。
二、在綜合性研究的過程中，要采用合理的研究形式。
首先可以采用個人獨立研究的形式。先由教師向全班同學布置研究性學習任務，可以提出一個綜合性的研究專題，由每個學生自定題目，采用實驗或者其他手段各自相對獨立地開展研究活動。
學生完成一個課題后，自己進行小結歸納整理，或者撰寫小論文。該過程既是培養和提高同學們再研究的過程，又是一個創新的過程。例如，關于市售食鹽中碘的檢驗。對每個同學布置了研究任務之后，我不做任何提示，但是時刻注意學生反饋信息的收集，根據反饋信息即時做階段性的引導。在第一階段，我發現少數學生無從下手，部分學生采用淀粉溶液來檢驗，只有少數學生思考加碘鹽中碘的存在形式，但在確定碘的存在形式時遇到了問題。這時，我及時進行科學實踐的思路和方法的指導，確定方向后鼓勵學生自主研究，學會查找資料，運用資料，結合自己的創造能力去解決問題。完成一個課題后，我積極鼓勵學生進行歸納整理，將研究的結果撰寫成小論文，取得很好的效果。
關鍵詞 化學 本科教育 科研創新
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A
The Cultivation of Scientific Research Innovation Ability in
Undergraduate Education of Chemistry
LANG Leiming
(Biochemical and Environmental Engineering College, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing, Jiangsu 211171)
Abstract Undergraduate education is the basis of education for the cultivation of a person with innovation ability. The innovation ability cultivation of chemistry undergraduate can be achieved by means of interest cultivation and skill practice including the reformation of teaching modes and construction of good scientific research circumstance, which can improve the comprehensive quality of undergraduate.
Key words chemistry; undergraduate education; scientific research innovation
本科教育是關系到學生發展的重要階段，一個人的能力素質和發展后勁很大程度上取決于本科階段的熏陶和訓練。本科生參與科研實踐是培養其創造力的重要途徑，國外眾多知名大學都將本科生的科研活動納入教學計劃中。但在我們國家很多高校仍存在如只重教師傳授、輕學生研究；重學習結果、輕學習過程；重書本知識、輕實踐操作；重考試成績、輕整體素質等弊端。這些都極大地抑制了學生的學習興趣，不利于學生創新能力的培養。因此，化學本科教育中應實施新的教學模式，增設研究型課程和講座，以激發學生的學習興趣，開闊學生學科視野、增強學習興趣與動力，并對其進行全面、系統、規范的科研思維訓練和科研方法的培養，使學生在掌握化學理論知識的同時也能初步形成科學的思維方法、養成良好的治學和科研態度，培養創新意識和科研能力。
1 改革課程教學模式，努力培養科研意識
1.1 調整教學內容和教學方法
科學研究是在不斷探索和嘗試之中尋找新的客觀規律，而科研興趣的培養不僅與每個學生息息相關，而且也與我們教師平時教學內容，理念，方法，手段密不可分，如何保證在正常講授基礎知識的同時努力培養學生科研興趣，這就需要在教學內容和教學方法上進行一定的改革。
（1）教學內容上，在講授基礎課程時，結合書本知識有針對性的穿插當前國家社會中與化學密切相關的熱點、前沿問題如綠色合成、食品添加劑、新型催化劑等，在較短的時間里，加大重點資料的信息量，激發學生的求知欲。另外，開設相關的研究型課程和增加實驗教學中的研究型實驗，以無機化學實驗為例，傳統實驗教材只是讓學生照書做實驗，只是簡單的重復，少有真正的探索與創新，如此學生做完實驗課后，收效甚少，從而不能獨立設計實驗開展科研工作，不具備真正的創新力，也很難解決新的實際問題。因此，在實驗課的講授中，將以往的重復性實驗改為探索性實驗和綜合性實驗，如：三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備。三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成是無機化學中的一個基本實驗，通過實驗改進，使學生不但了解三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備方法和性質，而且還可理解制備過程中化學平衡原理的應用，同時掌握水溶液制備無機物的一般方法并要求學生對產物不但用化學分析方法進行分析，還要用紅外光譜進行表征。該實驗是集無機合成、分析化學和儀器分析于一體的一個綜合實驗，實用性較強。此外，也可以結合教師自身的科研課題講解制備無機材料的一些新的方法和表征手段，雖然此時大部分同學可能一時還無法認知和接受這些新的東西，但只要有意識的灌輸科研的思想和理念，潛移默化中接受并且朝著該方向去努力，達到創新能力培養的目的。
（2）教學方法上，應視學生為學的主體，在課堂上不僅是老師傳授知識的過程，也有學生參與課堂教學活動的過程，尤其是在一些研究型課程中要更注重學生自主性、獨立性和創造性的培養，通過采取學生自學、教師輔導或組織小組討論、師生共同研究的方式學習，使學生經過質疑、判斷、比較以及相應的分析、綜合、概括等認識活動獲得結論，從而培養學生科研的思維方法和發現問題解決問題的能力。
1.2 開設系列科研講座，激發學生科研興趣
本科生平時除了忙于各種課程的學習外，接觸科研工作的機會較少，尤其是在二本高校中開設科研方面的講座就更為不多，這就阻礙了學生創新能力和科研興趣的培養。因此，為了進一步調動學生的科研興趣，邀請本專業的教授，重大課題負責人等老師介紹當前化學領域所從事的各類科學研究工作如何為國家戰略與社會需求服務，如何在國民經濟的主戰場中發揮重要作用，拓展本科生視野，展望本學科發展的美好未來，并且還邀請年輕有為的教師和科研成果豐厚的碩博士學生代表講述自身的求學和科研之路，讓學生在羨慕之余也有了很好的學習榜樣，進一步激發了學生的科研興趣。此外，還可開設常規的科研知識講座，就科研工作的基本要求和基本過程，科研工作者應具備的基本科學素養及科研風格，本專業的科研方法、研究手段等內容進行系統全面的闡述。
1.3 對學生進行科研崗前培訓
化學類的本科生尤其是剛入學的學生雖然進行過實驗基本操作的訓練，但接觸研究型的實驗較少，對科學的思維方法和如何從事科研活動還知之甚少，因此，有必要對從事科研活動感興趣的同學進行科研崗前培訓，講解如何查閱文獻，如何選題和進行課題調研，如何分析現在的熱點問題，并在指導教師的帶領下參觀實驗室的各種儀器，了解和熟悉科研實驗室的規章制度以及主要儀器的使用方法，對科研活動的前期準備工作有個直觀和深刻的認識。
2 加強實踐活動，培養科研能力
2.1 開放實驗室，提供實踐平臺
為了能使學生得到全方位的科研素質和創新能力訓練，實驗室的開放為其提供了很好的途徑。作為基礎實驗課的有力補充，開放實驗室為廣大有興趣參與科研活動的同學提供了一個很好的施展自己才華的平臺。相比較基礎實驗課，它在培養學生創新能力方面顯示出獨特的優勢，如實驗課上只是照著書本原有實驗機械操作，缺乏自主創新和思考，而且由于人數較多無法保證一對一的指導和討論，另外由于實驗課程的局限性不能保證部分失敗的實驗再次重做，這就進一步限制了學生創造力的發揮。因此，開放實驗室一方面可以對操作較差的同學進行補差，通過重復實驗達到實驗教學的要求。并且允許基礎好的同學自己任選實驗，進入實驗室完成整個過程，驗證自己的設想。另一方面，實行導師制，鼓勵低年級的同學盡早進入實驗室，跟隨高年級同學參與導師的研究項目，熟悉從文獻查閱、課題選擇、設計實驗方案、確定實驗步驟、優化實驗條件、選用實驗儀器設備、評價實驗結果及撰寫論文等全過程，培養了認真仔細，刻苦專研的科研精神，學會如何用所學知識解釋科研中出現的問題，并樹立牢固的團隊意識。經過一段時間的訓練，在導師的指導下自己撰寫課題申請書，參與學校或省級項目的申請，掌握課題申報的整個流程。通過這些創新與實踐活動，充分發揮了學生的潛能，激發了學生學習化學、探求真理的興趣，對科學研究有了較全面的了解，大大提高了實踐能力和探索創新精神，也深化了化學實驗教學的改革。
2.2 強化畢業論文工作，增強創新能力
畢業論文是化學類本科生在校期間最后的也是極為重要的實踐教學環節，是培養學生運用所學知識解決實際問題，提高實踐能力的重要手段。某種程度上，畢業論文工作也是對學生四年來基礎理論知識，綜合創新能力地綜合評價。因此，畢業論文在培養學生的科研創新能力方面顯得尤為重要。畢業論文工作是本科生在校期間從事的最長的一項科研創新活動，它在前期實驗課和開放課題的基礎上進一步提升和強化的學生的科研創新能力，但目前畢業論文工作存在著諸多問題，比如學生的重視程度不夠，認為畢業論文只是走個過場，最終老師還是會讓其通過；大四學生的考研壓力會嚴重影響其畢業論文的工作時間，學生的創新活動得不到時間上的保障；另外由于本科學生人數的眾多，師資力量的不足也會影響畢業論文最后的效果。因此，必須采取一定的措施以確保畢業論文工作順利有效的進行：（1）針對不同學生的興趣愛好有針對性的進行選題，指導教師必須盡心盡責的指導并對其嚴格要求，讓其知道畢業論文的重要性。（2）針對考研的學生可以提前讓其進入實驗室開展畢業論文工作，這就避免了考研階段時間上的沖突。（3）增加經費投入，保障畢業論文所需藥品和儀器的及時到位，打通各專業儀器的限制，使其能為全院師生服務。通過一系列的舉措，使全體師生感受到畢業論文工作的重要性，并形成良好的科研氛圍，只有這樣才能保障學生科研成果的不斷涌現和創新能力的不斷提高。
2.3 積極參與社會實踐，提升科研創新能力
社會是個大舞臺，學生參與社會活動和工作能有效拓寬學生的知識面和提高學生的綜合素質。為此，應積極組織學生利用寒暑假時間參與社會調研和實踐，比如，與社會環保組織聯系定期組織學生到周邊湖泊、河流采集水樣，熟悉整個采樣過程，并將樣品帶回實驗室在老師的指導下進行分析處理，對出現的問題進行詳細的分析和總結并提出可行的解決方法，最后形成水質報告供環保部門參考。通過這樣一個過程不僅增強了學生積極參與社會公益事業的意識，而且從中也能使其將所學知識運用到實際生活，培養了分析問題解決問題的能力，并在不斷地總結中提升自己的創新能力。此外，還可通過與社會企事業單位合作，組織學生到質監部門和化工企業等單位實踐并將所學技術帶回實驗室進行進一步分析和改進，優化實驗條件，提出更好的技術方案，這就經歷了從理論到實踐，再由實踐上升到理論的創新過程。雖然這個過程對本科生來說并不是那么簡單，但只有在不斷的嘗試中才能提升其科研創新能力。
總之，只有通過多方面的努力，不斷調整教學模式和手段，加強實踐教學環節，努力營造出良好的科研氛圍，才能不斷提高學生的科研創新能力。
參考文獻
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初中物理教學中如何有效滲透“STS”教育
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有效地利用科普資源與青少年科學素質的發展
語文教學中科學素質與人文素質的融合
怎樣把學生吸引到科學課堂上來
關鍵詞：綠色化學；教學內容；教學模式；改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0022-02
綠色化學是化學學科的一個新興分支，它以“原子經濟性”為原則，研究如何在生產目標產物的過程中充分利用原料及能源，將反應的效率達到最高，損耗降到最少，從源頭到最終產物的過程中減少廢物的產生，從而對環境的傷害降到最低。從源頭開始的綠色化學，使清潔生產跟上環保主題前進的步伐，有著廣闊的應用前景[1]。綠色化學提出后，立即得到了科學界和各國政府的高度重視。1995年美國設立“總統綠色化學挑戰獎”，其目的是鼓勵和支持那些具有基礎性和創新性并對工業有實用價值的化學新工藝、新方法，以減少資源消耗和防止污染。
隨著綠色化學研究的不斷深入，綠色化學的思想和內容已被引入到化學教學之中，國內外很多設置化學化工專業的高校都為學生開設了“綠色化學”這門課程。1998年“綠色化學”作為一門獨立的新課，在中國科技大學由中科院院士、中國科技大學校長朱清時順利實施[2]。四川大學胡常偉教授已經把“綠色化學”這門課程建設成了國家級精品課[3]。“綠色化學”課程作為一門新興課程，對于加強大學生的環境意識，實踐綠色化理念，培養綜合素質人才具有重要作用。然而“綠色化學”不像其他化學課程那樣有成熟的知識點體系及教學大綱[4]，大部分高等學校都將其設為選修課[5]，也沒有配套的以綠色化學方法應用為目標的實驗課程。因此，綠色化學作為一門課程還未得到廣泛的重視，課程的教學質量及教學效果有待進一步提高。
本文對綠色化學課堂教學方法提出了一些改革思路，并在教學活動中加以實踐和探索。
一、課程內容建設
（一）教材選用
近年來出版了較多的綠色化學著作[2]，其中很多都適合作為綠色化學課程的教材。如《綠色化學化工導論》、《現代綠色化學技術》、《綠色化學原理與應用》等。對化學化工專業的學生，在接受過無機化學、有機化學、物理化學、分析化學等基礎教育后，學習綠色化學專業課。教學內容應涉及綠色化學的專業知識，具有一定的深度，授課應能反應當前綠色工藝和技術的最新發展水平[2]。因此選擇原理、應用并重的“綠色化學原理與應用”作為基本教材。該課程重點介紹綠色化學原理、綠色化學方法及應用、綠色化學品設計方法及應用、綠色化學的發展趨勢等理論性內容。較為適合化學化工專業的學生。
（二）增加教學內容
1.適當增加毒理學內容。綠色化學品設計需要充分了解物質的毒性機理，從而對分子進行結構修飾，直接或間接地減少其毒性。這部分內容在”綠色化學原理與應用”中作了簡單介紹，但不夠詳細，對學生關注的各種毒物的毒性機理未做全面介紹，因此，可以增加毒理學中環境化學物的生物轉動與生物轉化、環境化學物的毒性作用、環境化學物的一般毒性及其評價、環境化學物的安全性和健康危險度評價等作為“綠色化學”的教學內容。這不僅有利于學生應用綠色化學方法使用和設計安全有效的化學品，而且可使學生進一步認識一些有毒有害的化學品，在日常生活及化學實驗中能有意識地規避這些有毒化學品，保護自己的身體健康。
2.增加最新的綠色化學研究成果。綠色化學在飛速地發展，不斷地有新的綠色化學方法、如綠色催化劑、綠色原料、綠色溶劑、綠色化學品及綠色化學化工過程被研究和開發。如美國總統綠色化學挑戰獎每年都會獎勵在研究、開發和應用綠色化學技術方面獲得杰出成就的個人、集體或組織。英國皇家化學會的雜志“Green Chemistry”，刊登了大量的綠色化學領域的最新原創性研究成果和評論性文章。“綠色化學”課程的教學不能局限于教材中介紹的方法和陳舊的例子，而要查閱最新的文獻，給學生介紹最新的綠色化學方法和綠色化學品。同時讓學生自己也參與查詢一些最新的文獻資料，并撰寫科研小論文，實現師生互動，教學相長。
（三）教學內容的深化
“綠色化學”課程作為一門新興課程，不像其他化學課程那樣有成熟的知識點體系。對很多綠色化學方法的介紹還是停留在舉例子的形式，缺乏規律性或機理性的探討。因此，在教學過程中可以在教材內容的基礎上進行一些規律性總結。如在烴類的氧化反應中，可以采用CO作為作為羰基化試劑，從而取代劇毒的氫氰酸、光氣等，并減少反應步驟，提高原子經濟性。
二、教學形式多樣化
“綠色化學”是一門選修課，很多內容都較為淺顯易懂，若簡單地照本宣科，就會顯得枯燥乏味。可以適當減少講授內容，將更多的課時用于課堂討論、學生演講及實踐等環節。
1.播放視頻。在課堂上適當插播一些與知識點相關的視頻，使學生更能直觀地了解和理解相應的知識點，提高課堂生動性。
2.學生講演。將教材中一些簡單易理解的知識點以及一些較新的研究領域作為作業，由學生預習并查閱相關資料，然后由學生自己上臺講，通過講演可以加深其對這些知識點的印象；
3.專題報告。針對社會熱點問題與學生最關注的問題，設計2~3個課題，由學生查閱資料、做專題報告；以小組形式完成，各小組分工合作并進行評比，以此可以培養同學們的團隊精神和解決實際問題的能力。
如針對綠色原料的應用，要求學生做一個關于電池或塑料回收利用的專題，從電池（塑料）的種類、組成，可回收物質、回收方法、廢棄物處理等方面進行調查，并作某種電池（塑料）回收方案的設計。
針對綠色化學品設計或綠色合成路線，布置學生用綠色方法合成一個綠色化學品（如苯甲醛二乙縮醛、亞氨基二琥珀酸），從綠色原料、綠色溶劑、綠色催化劑、綠色能源、綠色合成路線等方面進行查閱資料，設計合成方案。
4.綠色化學實驗。利用課外時間指導學生做一些綠色化學實驗。如綠色化學品苯甲醛二乙縮醛、1，2-二縮乙醇的綠色合成實驗，綠色催化劑納米TiO2的制備，綠色化工強化微反應器的設計和制備，光催化微反應器的制備及應用，以及在微反應器中進行反應條件篩選試驗等，使學生做到很好地理論聯系實際，在實驗中發現和解決問題，對綠色化學的內涵和方法有更直觀、更深刻認識，提高學習興趣，并實現探究性教學。
采用這些不同的教學方式來提高學生的學習興趣，引導學生主動參與、獨立思考，增強對知識點的理解，促使學生探究和應用綠色化學的方法。
此外還可以建設網絡課程，將相應內容掛在網上，讓感興趣的學生可事先了解并自主完成部分課程內容的學習。
三、課程評價方式
由于采用了多種教學方式，包括課堂討論、學生專題報告，還有實驗等，因此，學生的學習成績不能用單一的考試成績來評價，而要充分考慮學生在整個學習過程中的表現，通過考察學生課堂討論的積極程度、學生專題報告的質量、作業的完成質量以及實驗的表現等來綜合考查學生成績。
四、結語
綠色化學課程對于拓寬學生視野、優化學生知識結構、培養學生社會責任感具有重要作用。我們在教學過程中要不斷地加強教學內容的凝練和深化，嘗試新的教學方式，給學生介紹最新的綠色化學方法和內容，以提高學生的學習效果和學習興趣。并通過問卷的形式了解學生對該課程學習的體會和意見，針對所提的意見進行教學方式和教學內容的改進，收到了良好的效果。我們將在今后的教學過程中不斷地完善教學內容和教學方法，從而建立一套完善的綠色化學課程教學體系。
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論文摘要:微型化學實驗教學資源是化學課程資源的重要組成部分，對其有效地開發和利用是提高教育質量和實現教學目標的重要保障。論文從教學實際出發，結合多年的教學經驗，從教學資源開發利用的意義、原則和策略方面進行了論述。
微型化學實驗教學資源作為化學課程資源的重要組成部分，其開發和利用有利于提高化學教育質量和全面實現化學課程教學目標。教師應有強烈的教學資源意識，努力開發和有效利用微型化學實驗教學資源來實現教學目標。本文對微型化學實驗教學資源開發利用的意義、原則和策略進行了探討。
1微型化學實驗教學資源內涵
我國微型化學實驗研究中心主任周寧懷教授認為:微型化學實驗就是在微型儀器裝置中進行的化學實驗，其試劑用量為常規的十分之一到千分之一，用量比相應的常規實驗節省90%左右。華裔化學家馬祖圣教授認為:微型化學實驗是用盡可能少的試劑來獲取所需信息的實驗原理和技術。所以微型實驗具有兩個基本特征:試劑的微量化和儀器的微型化。因而微型化學實驗就是指在微型儀器中用微量的藥品進行的實驗。教學資源是指為了實現教學目標，而在教學設計、實施和評價過程中使用的各種資源的總和，可以理解為一切可以用于教育、教學的物質條件、自然條件、社會條件以及媒體條件，是教學材料與信息的來源。微型化學實驗教學資源是由硬件資源—微型化學實驗儀器設備及其它相關材料，軟件資源—微型化學實驗教學系統的開發與利用，人力資源—由教師和學生等多要素組成的相關系統。微型化學實驗教學資源的開發和利用就是以微型實驗為載體，使其進人課堂，與化學教育教學活動相聯系，挖掘它在教育教學中的價值，為學生學習構筑一個意義建構的綠色生態化學習環境。
2微型化學實驗教學資源開發利用的意義
微型化學實驗具有污染少、費用低、效果好、時間短且安全可靠的優點，從興起之初就受到化學界的重視。1989年我國正式將“微型化學實驗研究”列人高校化學教研的科研規劃，它的開發利用具有以下重要意義。
2.1培養學生的綠色意識
綠色意識就是在化學教學及實驗的過程中培養學生的綠色化學意識，目標就是在實驗過程中不再使用有毒、有害物質，不再產生廢物，從源頭上阻止污染的產生。從環境層面來看，它從源頭上消除了污染;從科學層面來看，它更新了化學科學的基礎內容;從經濟層面來看，它合理利用資源，降低成本，符合可持續發展的要求。因此在微型實驗中進行綠色化學意識教育，可達到事半功倍的效果。
2.2轉變學生的學習方式
新的教育理念強調教學應學友并重，提倡探究式學習方式。如果學生擁有一套自己可支配的實驗裝置和藥品，就可以隨時隨地利用此資源。如課前的預習、課中的學習、課后的復習等，不論在實驗室、教室甚至是家都可進行實驗，拓寬了探究的空間，學生就有更多的機會主動探究，學會科學方法，養成科學態度。
2.3提高學生的探究能力
現代教育所倡導的重要理念之一就是科學探究，以微型實驗為載體，將探究思想引人到實驗中來，進行整合。這對落實新理念、實現新目標具有重要意義。實驗是探究問題的手段，一個實驗往往要重復多次，但微型實驗試劑量少，儀器小，反應快，在有限的時間和資源內可完成的實驗比常規實驗要多很多，而且不受場地限制，更有利于學生獲取所需信息。
2.4提高學生的科學素養
微型實驗體現了素質教育的理念，能夠促進科學素養的提升，因為它沒有固定模式，只要給出實驗原理，學生可利用各種材料(主要是身邊簡便易得的廢料)，設計各種微型實驗。由于微型實驗自身優點，學生在課堂上可以邊學邊做，增加了動手的機會，改變過去等待和接受的學習為主動、探究的學習。同時微型儀器較簡單，學生可以很快了解和熟悉絕大多數儀器，較快地進行設計實驗，克服照方抓藥的弊病。這樣，微型實驗在幫助學生理解概念的同時，還可以培養他們的各種能力，全面提高其科學素養。
微型化學實驗教學資源的開發利用，從可持續發展戰略決策上看可以培養學生的環保意識;從科學思維的角度看，滲透了新思想、新方法和新技術;從能力培養角度看，提高了學生的實踐能力，同時也潛移默化的促進學生科學素養的提高。隨著教學改革的深入進行，微型實驗教育資源的開發有利于教育功能的最大化。
3微型化學實驗教學資源開發利用的原則
3.1針對性原則
教學資源的開發與利用必須具有針對性，要針對本地、本校、本班、本人的實際，認真分析實現教學目標的各種相關資源，掌握各自的性質和特點，摸清楚它們之間的聯系，針對性的加以開發利用。針對本校實際，依托地域優勢，突出辦學特色;針對學生情況，滿足他們的好奇心和求知欲，使他們充分體驗到生活離不開化學，化學存在于生活中，增強學好化學的信心;針對教師，利用各種政策導向，充分調動他們的積極性，引導他們針對學生的實際，開發利用各種資源，服務于教學，服務于學生。
3.2開放性原則
開放性原則就是要以開放的心態對待人類創造的一切文明成果，以開放的目光審視周圍的一切事物，不僅僅局限于學校、課堂和教材，只要是有利于教育教學活動、有利于學生掌握所學知識、有利于學生理解內化、有利于提高教育教學質量的資源都要加以開發，加以利用。
3.3因地制宜原則
從實際出發，因地制宜地開發是教育資源開發的又一原則。因為來源于學生生活的資源，學生容易理解。即便是同一教學內容，在不同的地區有不同的文化特色，有不同的教學資源，必須緊緊依托地域優勢，因地制宜的開發。
3.4經濟實用原則
根據資源優化配置理論，在教育資源配置時應使人力、財力、物力之間實現最佳組合，達到最理想的教學效果。要考慮時間、空間、開支等的經濟性，要使有限的教學資源實現最大的功能，用最少的開支實現最理想的效果，可以開發利用生活中的各種資源來實現它的教育價值。
4微型化學實驗教學資源開發利用的策略
4.1硬件資源開發策略
4.1.1加快教材建設
隨著教育教學改革的不斷發展，微型實驗進人人們的視野，但適合各層次的教材并不多，因此，開發適合各層次使用的教材是當務之急。在教材的研究中，首先研究常規實驗，使之盡可能變為探究式的微型實驗。然后將這些用于課堂教學實踐中，在引導學生進行實驗的同時進行分析總結，教師通過反思發現實驗教學中存在的問題，進一步完善，最終編寫出適合的教材。
4.1.2加強實驗室建設
實驗室是化學實驗教學必要的條件性資源。化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗對于實現課程目標具有舉足輕重的作用，而實驗室是實施化學實驗教學的重要物質保障。新一輪教學改革對化學實驗探究提出了更高的要求，力求做到人人動手都能實驗。因此，學校應加快實驗室的建設和投人，實現建設的標準化，管理的規范化，使用的科學化，最終實現教育質量的全面提高。
4.1.3加快實驗儀器的研發與推廣
微型實驗儀器的研發要充分利用高等院校科研力量集中的優勢。按照綠色化學的要求，力求開發出物美低廉的微型儀器，在做到標準化、規范化、通用化、系列化的同時具有多功能、易封閉、較強的實用性和時代感，通過實踐及時了解儀器的使用情況，及時彌補不足或欠缺之處，研究并生產出更高質量的儀器，加快推廣。
4.1.4加強相關配套設施資源的開發
加強微型實驗配套設施的開發，建立共同研發和利用的有效機制，實現學科與學科之間、學校與學校之間、學校與社區之間硬件資源共享，發揮它的最大效益。注重校內資源的充分合理利用，大力開發校外資源，把它作為校內資源的必要補充，注重開發多向性的教育資源，促進微型實驗的全面推廣。
4.2軟件責源開發策略
4.2.1加強對微型化學實驗設計方案的開發
微型實驗代替常規實驗，不是常規實驗的機械減量或縮微，因而不能完全照搬。一方面要加強對微型實驗的設計開發，另一方面對己開發出來的實驗設計進行修改和完善，對于那些不能代替的常規實驗，可試探性設計可行方案，通過實踐檢驗，使微型實驗更好地用于教學。
4.2.2加強微型化學實驗教學模式的設計與應用
(1)“自主、合作、探究”的微型實驗教學模式。該模式圍繞“自主、合作、探究”這個主題而展開。其教學原理是啟發動機，以實驗為載體，分組討論，實驗探究，分析報告，交流感受，實踐表明可以激活學生的創新思維，提高操作技能，培養探究精神。
(2)課內設計實驗與課外家庭實驗相結合的模式。課內學習與課外實踐相結合，是學習型社會的一個組成部分。學生在教師指導下，利用假期及課外時間在家就可以利用微型儀器開展課外活動，根據化學原理，設計實驗方案并進行比較，選擇最佳方案進行實驗，取得了良好的效果。
(3)微型實驗與常規實驗對比的實驗教學模式。在實驗教學中，學生分組實驗盡量使用微型儀器，效果良好，還大大節約藥品和時間，污染也大大減輕，儀器損壞率大大下降，極少發生水槽堵塞和損壞現象。但有些實驗不宜使用微型儀器。如要求大量發光放熱的劇烈化學演示實驗，例如鋁熱反應等，一般說演示實驗最好使用常規實驗。
4.3人力資源開發策略
4.3.1教師資源的開發
教師是教學資源的使用者，同時又是教學資源的開發者與創新者，因此教師本身就是重要的教學資源，他的形像影響著學生，他的視野牽引著學生，他的情感感染著學生，而這一切都是優質的潛移默化的教學資源，都需要有意識的開發，這對學生來說都是不可多得的人生財富。
(1)更新傳統教學觀念，樹立現代教育理念。在教學思想上，變以知識傳授為重點為以學生發展為中心;在教學方法上，變舊有的模式為新的微型實驗模式，改變過去黑板上講實驗的方式為微型實驗與常規實驗相結合的方式來教學，發揮微型實驗的優勢，彌補常規實驗的不足，改進教學，樹立現代教育理念。
(2)發揮教師集體的教育合力，實現資源的優化配制。教學資源的開發利用，除了教師要最大程度地發揮自己的優勢，形成自己的教學風格外，還要充分發揮教師群體的教育合力，取長補短，精益求精，讓每一位教師的潛能都能得到充分發揮，實現資源的優化組合，有效開發，實現教師教育資源的最大價值。
(3)加強微型化學實驗師資的培訓。只有先進的實驗室、好的儀器設備是遠遠不夠的，實驗還得依靠教師去設計實施，教師素質的高低直接決定著課堂教學的效果，所以優秀的實驗師資培訓是很必要的。要給他們宣講先進的教育理念，傳授科學的設計方法，訓練熟練的操作技能，培養一批優秀的實驗師資，依靠他們去帶動微型實驗的快速健康發展。
4.3.2學生資源的開發
為了加快學校的發展，市政府決定投入5000萬元興建新校區。2003年，一期工程竣工并順利實現學校搬遷。新校區位于雙福路中西側，占地12萬平方米，建筑面積3.5萬平方米。學校擁有教學樓、藝術樓、宿舍樓、食堂、標準的田徑場地、籃球場、排球場、浴池、超市，配備理化生實驗室、語音室、微機室、美術畫室、音樂琴房、階梯教室、圖書室、閱覽室等，固定資產6000萬元。
近幾年，學校把環境改造、環境教育作為一項重要內容納入工作議程。在原有的基礎上，加大力度、加快進度，努力增強全校師生的環境意識。學校確立了創建省“綠色學校”的目標，做出關于創建省“綠色學校”的決定及創建要求，開展了一系列創建活動。
科學有效的管理
一、學校領導高度重視
1、成立了環境教育領導小組，校長任組長，親自負責組織指導
師生開展環境教育活動和環境凈化的檢查評估活動。
2、學校領導班子每學年初都要例會研究制定環境教育的規劃。做到有計劃、有活動、有記錄、有檢查、有總結。
3、學校領導把環境教育列為學校主體工作的重要組成部分，非常注重優美整潔的育人環境，能使師生產生寬松平靜的心理狀態和崇高遠大的美好情懷，有利于良好的日常行為規范的養成，提高工作和學習效率。
二、資料積累較為齊全
學校積極通過各種渠道，收集和積累了有關環境教育資料，包括上級下發的各類文件，工作計劃、總結，有關環境問題的論文，學科滲透教案、圖片、錄像等。此外，學校還訂閱了環境教育書刊。
三、利用學校自身設施進行宣傳教育
學校特設有環境教育宣傳欄，環境衛生公布欄、評比欄；各班也有相關的宣傳墻報；環保宣傳標語遍布整個校園，校廣播站定期報道一些有關環境保護常識，宣傳美化、綠化校園，愛護學校一草一木的教育活動。校團委還組織了以環境為內容的有獎征文，美術畫展比賽等活動。總之，學校積極通過各種設施方式全面進行宣傳教育。
四、接受環境教育
學校領導以及任課教師定期參加省、市環境部門組織的各類培訓學習，出席環保部門組織舉辦的各類講座、會談，這一舉措極大提高了師生的環境教育意識。
形式多樣的課內、外教育
一、課內教育
學校要求任課教師充分挖掘和開發各學科教材中環境資源，把環境教育有機地滲透到課堂教學中去。語文、歷史、地理、政治、物理、生物、化學等課程在教學過程中，有目的地穿插環境教育內容，發揮素質教育學科主渠道的作用。如地理教學中開展《水資源的利用》研討課題活動，并讓學生一起參與，在課堂上進行研究分析，使學生充分認識到水資源的寶貴，更加珍惜日常生活用水，收到較好的效果。同時，通過課堂學科滲透的教育，學生能以主人翁的態度熱愛自己的校園，能較好的維護校園綠化環境設施。
二、課外教育
1、以班為單位，開展環境活動，班主任、科任教師為輔導教師，做好班級衛生、環境布置工作，大力提倡學生自覺養花、愛花；結合6月5日世界環境日和地球日、水日、植樹節、愛鳥等紀念日開展主題宣傳活動。由校團委擬定活動方案和活動形式，活動效果良好。
2、走進生活，融入社會，踴躍開展社會實踐活動。學校組織學生以班為單位參與校園凈化、綠化、美化活動，分片打掃衛生。利用植樹節參與植樹、種花、種草活動，實施“班級林”管理，學生科主管督查、記錄、效果及時反饋，發現問題及時解決。校團委組織團員進行社會調查，搜集環境信息，整理環境資料，定期舉辦專題宣傳，展示他們參與實踐活動的風采。全校師生人人動手、個個投入，參與率100%。
3、組織開展寢室文化建設活動。學生科要求每個寢室均要進行一定的布置，有的張貼宣傳畫，有的養幾盆花，有的掛上了漂亮的窗飾等等，并作為文明寢室評比的一個重要條件。這項活動的開展，大大美化了居室環境，陶冶了學生高雅的情操，提高了學生藝術欣賞和藝術創作素質。
顯著的教育效果
一、為了更好地增強全校師生的環保意識，學校組織有關師生進行環保知識測試，合格率達100%。
二、學校做到美化、綠化、凈化和節水的“三化”“二節”要求。校園各教學設施均得到較好的管理。學生不在墻壁、桌椅亂涂亂畫，不隨意折損綠化植物，不隨意踏入綠地，人人都能“愛我校園，美我校園”。
三、我校環境優美，先后被評為“市級示范高中”、“市級文明學校”、“市級綠色學校”。
四、省、市等舉行的環境教育活動如征文、書畫比賽中，有66人次榮獲特別和一二三等的不同獎項。
優雅的校園環境
一、校園綠化
我校在新校園規劃布局時，“以環境為本，高起點規劃布置校園”，充分利用自然地貌，先后投入500萬元，修建大小花池10余個，種樹11000余株，草坪20000平方米；修建人行路，宣傳畫廊，體育運動場，排球場；購置大量的垃圾筒，痰桶等。校園內凡是空地全部進行綠化，不留綠色死角，綠化面積達38%。
二、衛生狀況
通過創建“綠色學校”活動，全校師生已養成良好的衛生習慣，不隨便亂扔紙屑、不隨意吐痰、不亂扔垃圾等，看見紙屑、垃圾要主動撿起來，看到亂倒垃圾要主動上前制止。同時學校還建立了一整套比較完善的、合理的監督體制，確保校園凈化、課堂整潔、飯堂干凈、廁所潔凈。
三、污染控制
學校經常向學生宣傳節水、節電重要性，教育學生做到教室、寢室人離燈熄。學生宿舍、公共廁所有專人打掃；各班設置廢紙袋，再生資源得到有效回收；通過大力開展節水、節電、廢物回收利用活動，校內的污染源得到有效治理。