時間:2023-03-17 18:00:52
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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);實驗室安全管理;化學(xué)實驗課程
1問題提出與綠色化學(xué)
“8•12”天津港碼頭瑞海公司危險品倉庫特別重大火災(zāi)爆炸事故,震驚全國,甚至世界。這種特別重大的安全責(zé)任事故,至今壓在人們的心底無法抹去。然而,近年來高校實驗室(中心)安全事故也時有發(fā)生。這些安全事故的發(fā)生,不僅嚴(yán)重影響學(xué)校正常的教學(xué)、科研秩序。而且給社會和個人帶來了財產(chǎn)甚至生命的重大損失。認(rèn)真地梳理、調(diào)查、分析這些安全事故的原因,非常明顯,主要起因:(1)不正確的安全觀念和態(tài)度(僥幸、無所謂、不在乎);(2)缺乏知識及技術(shù);(3)生理的不當(dāng)不適應(yīng);(4)不適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和設(shè)備引起的行為??傊?,是人的責(zé)任安全意識不強(qiáng)或管理不善,都是人的因素。據(jù)確切統(tǒng)計,人為因素占98%[1]。因此,高?;瘜W(xué)實驗室的安全管理,要以人為本,居安思危,防患未然,從源頭上解決問題。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)(EnvironmentallyBenignChemistry)、清潔化學(xué)(CleanChemistry)。即是用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生[2]。可以看出,綠色化學(xué)注重源頭預(yù)防,提倡無毒、低毒原料和反應(yīng)條件的應(yīng)用,使資源和原料得到最大限度的利用,從而實現(xiàn)環(huán)境的無害化和可持續(xù)化發(fā)展?;诰G色化學(xué)理念,在綠色化學(xué)視域下,嘗試高?;瘜W(xué)實驗室安全管理,創(chuàng)建綠色、環(huán)保、安全的化學(xué)實驗室管理升級版,取得了良好效果。
2基于綠色化學(xué)理念的安全管理
2.1加強(qiáng)綠色化學(xué)教育
樹立實驗安全意識綠色化學(xué)教育主要是綠色化學(xué)思想、理念、“5R原則(不用危險品、減少用量、循環(huán)使用、回收再用、再生)”的教育。把綠色化學(xué)的思想和理念融入化學(xué)課程的教學(xué)大綱,貫穿到化學(xué)課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。理論教學(xué)的緒論課,在講好化學(xué)學(xué)科的研究對象、發(fā)展、應(yīng)用中,適當(dāng)提及新興學(xué)科綠色化學(xué)的研究對象、發(fā)展以及應(yīng)用,讓學(xué)生知道綠色化學(xué)是干什么的,有什么用處。尤其是在講授化學(xué)科學(xué)技術(shù)對科學(xué)和社會歷史貢獻(xiàn)時,一定要提到,化學(xué)科學(xué)技術(shù)的另一面。即人類生態(tài)環(huán)境的化學(xué)污染和化學(xué)產(chǎn)品的安全危害。讓學(xué)生一開始就有綠色化學(xué)的思想和理念,在今后的學(xué)習(xí)和工作中,始終具有綠色、環(huán)保、安全的意識和責(zé)任。課堂教學(xué)中,每一個定律、技術(shù)、方法和化學(xué)反應(yīng)過程都可以融入綠色化學(xué)的思想和技術(shù)?;瘜W(xué)實驗課教學(xué)中,更是要讓學(xué)生知道,怎樣用綠色化學(xué)的技術(shù)和方法減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。如何使用無毒、無害的原料,在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物的排放;提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實現(xiàn)“零排放”;生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全以及人體健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。教育以綠色化學(xué)為科學(xué)基礎(chǔ),使師生“知其所以然”,使其體會“何應(yīng)為、何應(yīng)不為”,將安全意識轉(zhuǎn)化為安全習(xí)慣,實現(xiàn)安全意識固化和安全行為常態(tài)化。加強(qiáng)師生實驗安全操作技能訓(xùn)練,從每個細(xì)節(jié)入手,從根源上強(qiáng)化安全意識和責(zé)任。實驗教室里有《化學(xué)實驗規(guī)則》《實驗室安全管理規(guī)定》《化學(xué)實驗室安全歌》以及“綠色、環(huán)保、安全”的紅色標(biāo)語,使用儀器設(shè)備、藥品用品上有“綠色、環(huán)保、安全”的標(biāo)簽。處處是“綠色、環(huán)保、安全”的字樣,事事是“綠色、環(huán)保、安全”的責(zé)任。營造了“綠色、環(huán)保、安全在我心中,綠色、環(huán)保、安全人人有責(zé)”的良好氛圍。這樣,在化學(xué)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)參透綠色化學(xué)的思想和理念,常念化學(xué)實驗安全的“緊箍咒”,就能安全無憂;只有警鐘長鳴,才能防患于未然。
2.2制訂綠色管理制度
明確實驗安全責(zé)任哲人說得好,“沒有規(guī)矩,不成方圓”,規(guī)矩是安全的保障和“籠子”。在綠色化學(xué)的視域下,首先對化學(xué)實驗教學(xué)大綱分析研究,增加綠色、環(huán)保、安全的實驗內(nèi)容,去除毒性強(qiáng)、污染重、危害大的實驗內(nèi)容,用微型實驗和替代實驗的方法,保證化學(xué)實驗內(nèi)容的綠色安全化。對實驗室的規(guī)章制度進(jìn)行認(rèn)真的修改完善,在《化學(xué)實驗規(guī)則》《化學(xué)實驗室安全管理規(guī)定》《化學(xué)實驗藥品倉庫安全管理規(guī)定》中,有法規(guī)依據(jù),包含綠色化學(xué)的理念和技術(shù);有嚴(yán)格的實驗操作規(guī)范和責(zé)任擔(dān)當(dāng)賠償要求。尤其是,還全面制訂了《安全事故應(yīng)急處置預(yù)案》。規(guī)章制度的建立完善,筑起化學(xué)實驗綠色、環(huán)保、安全的“防火墻”,為化學(xué)實驗室的安全管理立下了不可逾越的規(guī)矩。高校化學(xué)實驗室的安全管理還有兩項必須做好的工作。一是,化學(xué)實驗“三廢”的處理。高?;瘜W(xué)實驗的內(nèi)容廣,學(xué)時多,頻次高,任務(wù)重。所以,“三廢”物品量多危害大。為此,制訂了嚴(yán)格的規(guī)章制度。主要是廢氣、廢液能收集凈化的,收集凈化后再處置,不能收集凈化的,在確保流通的情況下排放。對廢渣,特別是劇毒藥品,實行個人責(zé)任處置制度。多數(shù)是封袋,貼上標(biāo)簽,注明廢品名稱和危害,安全處置。二是,危險化學(xué)品的管理。根據(jù)教育部辦公廳《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校實驗室危險化學(xué)品安全管理工作的通知》[3]精神,化學(xué)實驗室的危化品倉庫,有懂技術(shù)、有知識、管理經(jīng)驗的專人管理。并實行,需要主管部門簽字的《人員準(zhǔn)入制度》,有管理人員負(fù)責(zé)的《人員進(jìn)出登記制度》和《物品進(jìn)出倉庫登記制度》等。始終繃緊安全管理這根弦,處處扎牢安全管理這個“籠子”。
2.3遵循綠色化學(xué)理念提升安全管理水平
2.3.1實驗室安全管理的綠色理念
綠色化學(xué)的理念可概括為“三性”:一是潔凈性,致力于從源頭上防止和消除污染;二是原子經(jīng)濟(jì)性,在獲取新物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中充分利用每個原子,實現(xiàn)“零排放”;三是安全性,盡可能不使用有毒或有害的危險化學(xué)品,反應(yīng)條件盡可能溫和或安全。該理念的目標(biāo)并不是被動地去消除安全存在的隱患,而是要主動地從源頭上去“防患于未然”,有效預(yù)防人的不安全行為和物的不安全狀態(tài),從根本上轉(zhuǎn)變思維方式,培育師生安全思想觀念,提高其安全素質(zhì),構(gòu)建完善安全技術(shù)體系,將實驗室的危險降到最低程度?;谶@一理念,化學(xué)實驗室的安全管理又負(fù)有新的工作責(zé)任。實驗室的設(shè)施建設(shè),儀器設(shè)備、藥品的購置,實驗技術(shù)和方法,從計劃到實施都要遵循“三性”理念,重視安全管理的整個過程,形成化學(xué)實驗室綠色、環(huán)保、安全的管理系統(tǒng)模式。
2.3.2設(shè)施設(shè)備的安全綠色化
按照綠色、環(huán)保、安全的要求,學(xué)校投入較大資金對化學(xué)實驗室的校舍、水、電、通風(fēng)、實驗臺等進(jìn)行合理設(shè)計和升級改造。選用原材料保證帶有綠色環(huán)保標(biāo)志,符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)。給排水管徑不小于規(guī)定數(shù)值,以確保給排水的通暢;照明電與動力電電閘分開,設(shè)計短路、過載、漏電等保護(hù)裝置,確保一鍵斷電,有效遏制事故的蔓延;通風(fēng)、排氣系統(tǒng)滿足大型精密設(shè)備的特殊需要,便于有毒有害氣體的散發(fā);建立了消防預(yù)警設(shè)施,事故警報系統(tǒng)、呼救系統(tǒng)、逃生系統(tǒng)等。設(shè)施設(shè)備的綠色化,從源頭上堵住了安全事故的發(fā)生。消防、報警、呼救、逃生系統(tǒng)的設(shè)置,在事故發(fā)生時都會發(fā)揮最大效益,使危害程度降至最低。
2.3.3實驗技術(shù)方法的綠色化
從綠色、環(huán)保、安全的角度出發(fā),優(yōu)化實驗教學(xué)的內(nèi)容。采用“替代”原則,對于毒性、危險性較大、成功率較低的實驗(如硝基苯和濃硫酸的制備),采用計算機(jī)多媒體技術(shù)進(jìn)行虛擬模擬實驗;用調(diào)溫式電爐替代酒精燈。在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下,提倡“拒用”原則,淘汰毒性大、危險大、耗量大、污染嚴(yán)重且成功率低的實驗,選用無污染或者少污染的實驗,如氯化鈉提純、醋酸質(zhì)量濃度的測定等。實施“減量”原則,精密計算,嚴(yán)格控制實驗藥品用量;積極推廣微型實驗,保證實驗操作安全和“三廢”污染的減少。貫徹“循環(huán)”原則,盡量選擇反應(yīng)產(chǎn)物可以連續(xù)利用的實驗,讓實驗產(chǎn)物可以被其他的實驗所用,節(jié)約成本,減少污染物的排放。綠色化學(xué)理念、技術(shù)為化學(xué)實驗室的安全管理賦予了新的內(nèi)涵和效益。
3結(jié)束語
化學(xué)實驗室雖小,但安全管理是一個值得重視的系統(tǒng)工程。實踐證明,化學(xué)實驗室的安全管理只要領(lǐng)導(dǎo)重視,管理人員用心盡力,融入綠色化學(xué)理念,采用綠色化學(xué)技術(shù),就能使安全管理升級。近幾年,在綠色化學(xué)的視域下,加強(qiáng)綠色化學(xué)教育,制訂綠色安全管理制度,提升綠色化學(xué)實驗技術(shù)水平,使化學(xué)實驗室的安全管理上了一個新的臺階。杜絕了重大安全事故的發(fā)生,也遏制了小事故頻發(fā)的勢頭?;拘纬闪烁咝О踩墓芾砟J剑瑒?chuàng)建了綠色、環(huán)保、安全的化學(xué)實驗課程體系。為學(xué)校的教學(xué)與科研提供一個安全可靠的良好環(huán)境,也為高校化學(xué)實驗室的安全管理提供了新途徑。
作者:仲婧 朱曉慧 曹曉群 單位:泰山醫(yī)學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]仲婧.高校化學(xué)實驗室安全現(xiàn)狀分析及防范措施[J].中國化工貿(mào)易,2015,7(3):148.
一、設(shè)計顯著實驗,提高現(xiàn)象的“可見度”
在教學(xué)中,我們會遇到這樣的問題:一些演示實驗現(xiàn)象不明顯,不利于學(xué)生的觀察認(rèn)知。怎樣解決這個問題,是擺在我們教師面前的一項任務(wù)。譬如,在《飽和溶液不飽和溶液》一節(jié)中,食鹽溶液、硝酸鉀溶液均無色,我將食鹽換成硫酸銅,硝酸鉀換成高錳酸鉀,這樣就把原來的無色變成了鮮艷的藍(lán)色和紫紅色,便于學(xué)生觀察試管底部是否有固體剩余,從而判斷溶液是否飽和。在學(xué)習(xí)硝酸鉀和氯化鈉的混合物分離時,遇到同樣的問題,我就采取類似的方法解決,達(dá)到了較好的效果。
二、補(bǔ)充演示實驗,融化知識點
當(dāng)我們講解純理論知識點時,光憑空洞說教學(xué)生往往是難以接受的,這就要求我們教師適當(dāng)補(bǔ)做一些演示實驗,調(diào)動學(xué)生的形象思維,以達(dá)到對知識的理解。在《二氧化碳》一節(jié)中,講到二氧化碳的實驗室制法時,強(qiáng)調(diào)要用稀鹽酸而不用稀硫酸。我增加了兩點:不可用碳酸鈉代替石灰石;滅火器中應(yīng)用碳酸鈉而不用石灰石。為了讓學(xué)生能更好地理解,我在講二氧化碳的實驗室制法前,先做了三個小實驗:⑴石灰石中注入稀鹽酸,反應(yīng)迅速,石灰石表面不斷冒氣泡;⑵石灰石中注入稀硫酸,開始時石灰石表面迅速放出氣體,一會兒,氣泡便停止產(chǎn)生;⑶碳酸鈉溶液與鹽酸混合,反應(yīng)非常劇烈,瞬時就完成。三個小實驗的演示,使學(xué)生對三個知識點的理解更容易、更透徹。
三、增加學(xué)生實驗,發(fā)揮學(xué)生的主體作用
一、知識的分類
對于知識,不同的學(xué)者有不同的理解。1986年,舒爾曼(Shulman)對教師的知識分類進(jìn)行了研究,并提出了7種類型的知識,即一般教學(xué)知識、關(guān)于學(xué)生的知識、學(xué)科知識、教學(xué)內(nèi)容知識、其他內(nèi)容知識、關(guān)于課程的知識以及教育目標(biāo)的知識。我國學(xué)者認(rèn)為,能勝任教育教學(xué)的教師,其合理的知識結(jié)構(gòu)應(yīng)具備三方面的知識,學(xué)科知識(也稱為本體性知識)、條件知識和實踐性知識。
學(xué)科知識方面,要求教師既要熟悉、深刻理解所教學(xué)科的知識,知曉知識的由來、組織、與其他學(xué)科的聯(lián)系以及在現(xiàn)實情境中的應(yīng)用,還要具備向?qū)W生傳授學(xué)科知識的專門知識,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需要、學(xué)習(xí)困難,注意培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力。
條件性知識,即教育教學(xué)中所運(yùn)用的教育學(xué)與心理學(xué)的知識,包括學(xué)生發(fā)展、課堂互動、個體差異、教學(xué)評價、教學(xué)方法與策略、教學(xué)計劃與目標(biāo)等,掌握條件性知識有助于教師認(rèn)識教育活動的規(guī)律,也有助于教師采取行之有效的策略對教育進(jìn)行靈活而有效的調(diào)控,從而順利實現(xiàn)教育目標(biāo)。
實踐性知識,即教師在實際教學(xué)過程中所具有的課堂情境知識以及與之相關(guān)的知識,這類知識大多數(shù)來自于實踐,是教師經(jīng)驗的積累。
二、中學(xué)化學(xué)教師應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)
l.化學(xué)學(xué)科知識
教師的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)因人而異,但根據(jù)當(dāng)前化學(xué)教師的工作任務(wù),化學(xué)教師的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)應(yīng)該是如附圖所示的“雞蛋式”結(jié)構(gòu),包括核心知識、緊密知識和知識。核心知識是指中學(xué)化學(xué)教材中的化學(xué)基礎(chǔ)知識、基本理論、基本實驗技能以及教材的結(jié)構(gòu)安排等內(nèi)容。緊密知識是指與教材內(nèi)容相關(guān)的較高層次的化學(xué)理論、化學(xué)學(xué)科的體系框架、化學(xué)學(xué)科發(fā)展史、探究化學(xué)學(xué)科知識的標(biāo)準(zhǔn)與思考方式、對化學(xué)學(xué)科及其發(fā)展的基本認(rèn)識和價值判斷等內(nèi)容。知識是指與社會、生產(chǎn)、生活密切相關(guān)的知識,化學(xué)與其他學(xué)科的交叉融合,化學(xué)學(xué)科最新成就等內(nèi)容。核心知識反映教師教學(xué)工作的基本內(nèi)容。緊密知識反映教師學(xué)科知識的縱深度,這部分內(nèi)容不僅有助于教師講清“是什么”,更有助于教師講清“為什么”,使教學(xué)做到深入淺出,得心應(yīng)手。知識反映教師學(xué)科知識的寬度,這部分內(nèi)容可幫助教師靈活多樣地處理教材,縮小教學(xué)內(nèi)容與新知識、應(yīng)用之間的差距,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
教師的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)是影響乃至制約教師創(chuàng)造力的一個重要因素,教師所內(nèi)化的知識的性質(zhì)、數(shù)量、類型和程度不同,其創(chuàng)造力的強(qiáng)度和方向也就不同。所以,教師應(yīng)該建立合理的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)。自學(xué)、參加繼續(xù)教育、閱讀報刊、查閱網(wǎng)絡(luò)資料等可使教師的知識結(jié)構(gòu)不斷得到更新。
2.條件性知識
隨著社會的發(fā)展,我們所面對的學(xué)生也會更加個性化,這就要求教師必須不斷學(xué)習(xí)心理學(xué)和教育學(xué),能夠以新的教育理念來面對自己的教學(xué)對象。
新課程的最大特點是徹底改變“學(xué)問中心”的應(yīng)試模式,將素質(zhì)教育落實到新的課程標(biāo)準(zhǔn)中,讓每一個學(xué)生都得到全面的發(fā)展。但在長期的應(yīng)試教育中,化學(xué)教師形成了重教師的知識傳授輕學(xué)生的主動學(xué)習(xí),重書本知識輕社會實踐與發(fā)展,重考分輕能力和情感的陳舊教育觀念,根本不能適應(yīng)新課程中讓學(xué)生全面發(fā)展理念對教師的要求。
新課程將“以人為本”的教育理念放到了前所未有的重要地位,現(xiàn)代基礎(chǔ)教育的最終目標(biāo)是青少年的全面發(fā)展,這就要求中學(xué)化學(xué)教師必須具有關(guān)于青少年發(fā)展與教育方面的理論與實踐知識,即要真正擁有這兩方面的理論與實踐知識,樹立正確的教育觀念,以便在教育教學(xué)過程中有效地從青少年的身心健康、知識增長各方面指導(dǎo)他們?nèi)姘l(fā)展。
可以說,沒有堅實的教育學(xué)心理學(xué)方面的理論和實踐知識,就不會樹立正確的教育觀念,沒有正確的教育觀念,就不能擺脫應(yīng)試教育的“鐐銬”,根本不能成為一名新課程的執(zhí)行者和實踐者,其他新課程中的角色更是無法勝任。
條件性知識是動態(tài)的,可以通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)來掌握,但更多的是在教學(xué)實施過程中逐漸地了解和習(xí)得,需要動態(tài)地把握領(lǐng)會,并在實踐中加以發(fā)展和加深??赏ㄟ^請進(jìn)來(專家引領(lǐng))、送出去(在職培訓(xùn))等方式使教師的條件性知識得到充實,但關(guān)鍵還需要廣大化學(xué)教師在教育教學(xué)實踐中積極主動地去內(nèi)化,只有把外部的知識納入個體的知識體系中,才能把理論自覺地落實到行動中去,從而克服理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。
3.實踐性知識
具有豐富的實踐性知識可以使化學(xué)教師在課時計劃、課堂規(guī)則的制定與執(zhí)行、吸引學(xué)生的注意力、教材呈現(xiàn)、課堂練習(xí)、家庭作業(yè)的檢查以及課后評價等方面游刃有余。專家型的化學(xué)教師能夠根據(jù)過去的教學(xué)經(jīng)驗有效地勾勒出對待優(yōu)等生和后進(jìn)生的方案,為了有效地組織教學(xué),能夠補(bǔ)充很多課外的東西。
實踐性知識得以提高的基礎(chǔ)是教育教學(xué)實踐,核心是反思。化學(xué)教師開展研究是提高化學(xué)實踐性知識的有效途徑,所以我們要積極開展課改實踐,并要善于經(jīng)常對自己或他人的教學(xué)實踐按照新課標(biāo)的要求進(jìn)行反思和總結(jié),由感性上升為理性。同時還要積極開展教育科研,要善于運(yùn)用科學(xué)的理論和方法,有目的有意識地對教學(xué)領(lǐng)域中的現(xiàn)象進(jìn)行研究,對自己的教學(xué)行為進(jìn)行反思,總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),探索和認(rèn)識教學(xué)規(guī)律,形成適合自己的教學(xué)方式和教學(xué)風(fēng)格,提高自身的教學(xué)水平和研究能力。通過教師在自己的教學(xué)實踐中的“反思研究”,教師的專業(yè)知識及技能可以得到擴(kuò)展和提高,從而使化學(xué)教師從“教書匠”走向“學(xué)者型”教師和教育家。不僅要自己重視研究,還要使學(xué)生在思想、能力、個性等方面都有長足的發(fā)展,充分開發(fā)學(xué)生的潛能,鼓勵學(xué)生思辨,注重他們對知識的探究和研究能力的培養(yǎng),能以類似科研的方式主動地獲取知識、解決問題。
在新課程改革中,化學(xué)教師不僅要有廣博的化學(xué)專業(yè)知識,有深厚的教育學(xué)和心理學(xué)素養(yǎng),還須積極追蹤現(xiàn)代專業(yè)前沿知識,還要廣泛融入綜合性知識,同時要充分利用課程資源,在教學(xué)中多方面、廣視角融人相關(guān)學(xué)科知識,積極開展教育實踐,通過教育科研不斷反思,為落實新課程貢獻(xiàn)智慧。
參考文獻(xiàn)
l張大均.教育心理學(xué)[M](第二版).北京:人民教育出版社,2004
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),化學(xué)實驗可以幫助學(xué)生形成概念,理解鞏固化學(xué)知識,培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力。因此必須重視化學(xué)實驗的教學(xué),把化學(xué)實驗貫穿于整個教學(xué)過程中,充分發(fā)揮化學(xué)實驗在教學(xué)中的作用。如改進(jìn)演示實驗,增加演示實驗的趣味性,把演示實驗改為學(xué)生實驗等。
為使課堂教學(xué)順利進(jìn)行,每節(jié)課都應(yīng)有一個良好的開端,為學(xué)生創(chuàng)造探求新知的氛圍。為此,要想方設(shè)法使學(xué)生對該節(jié)課的引入產(chǎn)生興趣。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)中最現(xiàn)實的成分,是推動學(xué)生認(rèn)識世界、渴求知識、探索真理的動力。所以,應(yīng)盡量從化學(xué)實驗引入新課。如在“課題1化學(xué)使世界變得更加孫麗多彩”中,課題內(nèi)容包含了大量的信息,從古代化學(xué)到現(xiàn)代化學(xué)再講到明天化學(xué)。從而讓學(xué)生了解什么是化學(xué),了解化學(xué)的重要性。這里的教學(xué)設(shè)計理念很好,但其泄及的內(nèi)容過于廣泛,學(xué)生是根本無法理解的。我感覺有點走過場的味道。我認(rèn)為該課題的處理不適合就課講課,生搬硬套。于是,我對課題1的教學(xué)設(shè)計作了一些改變。首先,我做了一個將“白酒變葡萄酒”小魔術(shù)引入新課,學(xué)生的熱情立即調(diào)動起來了。接著又做了“密信顯字”和“魔棒點燈”這兩個趣味實驗,同時讓學(xué)生也參與一部分的實驗工作。這時候?qū)W生已經(jīng)對化學(xué)產(chǎn)生了極大的興趣。于是我就很自然地引入講解,化學(xué)與生活息息相關(guān)和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性的內(nèi)容。在講到化學(xué)與生活息息相關(guān)時,我又補(bǔ)充作了鐵置換硫酸銅溶液中的銅的實驗,讓學(xué)生感性認(rèn)識新物質(zhì)的產(chǎn)生。又如在“化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)”中對蠟燭及其燃燒的探究這一實驗,看似簡單,其實有著比較深刻的內(nèi)涵。要鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地參與此項探究活動,敢于增添或更改某些實驗的內(nèi)容,誰觀察到的現(xiàn)象越多,描述越詳細(xì)越準(zhǔn)確越好。要鼓勵學(xué)生敢于將自己的實驗結(jié)果與別人進(jìn)行交流,善于發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點,并改進(jìn)自己的不足。學(xué)生因為剛開始接觸化學(xué),初始或不敢發(fā)言,但經(jīng)過我的鼓勵引導(dǎo)下,學(xué)生們變得踴躍發(fā)言,課堂氣氛熱情高漲。同時,初步激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。實驗教學(xué)不僅能讓學(xué)生感知化學(xué)規(guī)律,還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,思維能力和動手能力。
好的實驗?zāi)芤饘W(xué)生的直接興趣。適當(dāng)而巧妙地運(yùn)用實驗手段來創(chuàng)設(shè)一個問題情境,對教學(xué)會有極大的幫助。例如講到金屬與鹽發(fā)生置換反應(yīng)后,教師可提出問題:“金屬鈉與硫酸銅溶液可以發(fā)生置換反應(yīng)嗎?”根據(jù)金屬活動性順序,學(xué)生會答“可以!”教師可再引導(dǎo):“如果可以,會有什么現(xiàn)象發(fā)生?”得出初步結(jié)論是如發(fā)生反應(yīng),會有紅色的銅析出。這時教師不失時機(jī)地演示出這一實驗,結(jié)果會發(fā)現(xiàn)金屬鈉浮在溶液表面不斷游動,最后溶液中生成藍(lán)色沉淀。這一現(xiàn)象與初步估計的相矛盾。此時的學(xué)生充滿疑惑,教師只需略加點撥,指出運(yùn)用上述結(jié)論時,在常溫下能與水反應(yīng)的活潑金屬應(yīng)除外。
要知道,化學(xué)給學(xué)生所帶來的學(xué)習(xí)興趣很大程度上是來自于實驗。因此,我們應(yīng)盡可能多地利用實驗來創(chuàng)設(shè)真實的情境。[
把演示實驗改為學(xué)生實驗,能使學(xué)生對實驗內(nèi)容更加理解。如講二氧化碳的性質(zhì),采用邊做實驗邊講解的方法,引導(dǎo)學(xué)生從實驗中得出結(jié)論。并不是將知識直接灌輸給學(xué)生。如驗證二氧化碳能溶于水的實驗課前我讓學(xué)生準(zhǔn)備一個軟塑料瓶。課堂上學(xué)生親自動手做這個實驗??粗芰掀渴湛s,學(xué)生們都表現(xiàn)得很興奮。學(xué)生自然地掌握了二氧化碳能溶于水的性質(zhì)。又如,為了讓學(xué)生更加了解汽水中溶有二氧化碳。我讓學(xué)拿回一瓶汽水,塞上帶膠塞的導(dǎo)氣管,將放出的氣體通入石灰水中檢驗。學(xué)生通過實驗就自然地記住了碳酸飲料的生產(chǎn)就利用二氧化碳溶于水的性質(zhì)。還有,講“二氧化碳的制取”實驗時并不局限于用大理石(或石灰石)與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。還讓學(xué)生用雞蛋殼與稀鹽酸或食醋反應(yīng)看能否制取二氧化碳。這樣學(xué)生很容易就記住了雞蛋殼的成分有碳酸鈣。
1.1實驗室體制和現(xiàn)代高校培養(yǎng)需求不匹配
當(dāng)代大學(xué)生的素質(zhì)教育已成為全社會關(guān)注的重點,現(xiàn)代高校的教育方式向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變,已成為大勢所趨。由于部分高校缺乏相關(guān)的激勵機(jī)制,對實驗室的相關(guān)專業(yè)技術(shù)隊伍的建設(shè)不夠,實驗室經(jīng)費(fèi)投入、實驗室面積、實驗室規(guī)模、實驗設(shè)備缺乏,甚至大部分儀器陳舊不更新,造成了大部分實驗高質(zhì)低開,甚至無法開出,形成了較差的教學(xué)效果。隨著高校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,產(chǎn)生的實驗室的發(fā)展極度滯后以及實驗室工作人員得不到應(yīng)有的重視等現(xiàn)象,突顯出實驗人員欠缺進(jìn)修提升致使實驗室人員總體業(yè)務(wù)水平相對下降等矛盾。更重要的是,實驗室由于工作崗位缺乏激勵機(jī)制,導(dǎo)致工作氣氛閑散,嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量,不利于對學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力和實踐能力的培養(yǎng),不利于實驗室科研的開展。
1.2實驗教學(xué)管理人員工作積極性低
由于現(xiàn)有的實驗室體制的問題,學(xué)校對實驗教學(xué)不夠重視,實驗教學(xué)地位偏。很多高校在待遇上實行差別對待,把教師作為教學(xué)人員,但受傳統(tǒng)教學(xué)指導(dǎo)思想的影響而把實驗室人員作為教輔人員,從事實驗教學(xué)工作的教師工資待遇低,使實驗室人員的工作積極性受到嚴(yán)重影響,從而導(dǎo)致實驗教學(xué)質(zhì)量不高,教師隊伍不夠穩(wěn)定,學(xué)生動手能力弱,無法滿足社會的需要。因此實驗室建設(shè)的關(guān)鍵是建立一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、人員精干的實驗室隊伍,這樣才能確保完成實驗任務(wù)和提高教學(xué)質(zhì)量。
1.3實驗內(nèi)容與時代脫節(jié)
目前的實驗教學(xué)基本還停留在傳統(tǒng)教學(xué)的概念上,實驗課程被作為輔助環(huán)節(jié)存在于理論教學(xué)中,處于次級地位。另外,部分教師在實驗課上照搬實驗指導(dǎo)書,無法激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的能力,不利于操作技能的培養(yǎng)。然而,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,實驗教學(xué)將成為實驗性質(zhì)的學(xué)科教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié),實驗室的地位和作用也必將更加突出。除此之外,為了更好地適應(yīng)社會發(fā)展的需要,必須把現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于實驗室工作中,這樣不僅能提高實驗教學(xué)質(zhì)量,更可以改變傳統(tǒng)的管理模式和理念,在給師生帶來極大便利的同時,提高實驗室本身的服務(wù)質(zhì)量和管理水平。
2加強(qiáng)高校實驗管理的方法與手段
2.1規(guī)章制度建設(shè)
實驗室的規(guī)范管理離不開一些具體的規(guī)章制度,對實驗室的儀器、藥品等加強(qiáng)管理,保證各項實驗活動的正常開展。首先,應(yīng)制定儀器設(shè)備管理制度。對儀器設(shè)備的使用流程以及實驗注意事項等作出較為詳細(xì)的說明,還要對儀器的維護(hù)及報損等作出明確規(guī)定,以保證儀器設(shè)備的使用壽命最大化。尤其對于一些精密儀器的使用,應(yīng)做出特別規(guī)定,如紅外光譜儀、氣相色譜儀等,由于這些設(shè)備的價格比較昂貴,應(yīng)對其使用和操作程序嚴(yán)加規(guī)范,盡量防止損壞。其次,制定針對藥品的規(guī)章制度。對于藥品的使用也應(yīng)予以規(guī)范,尤其對于一些有毒、易腐蝕等危險物品的使用,應(yīng)作出嚴(yán)格說明,以保證實驗的健康環(huán)保進(jìn)行。再次,應(yīng)對廢液、廢氣以及廢渣等化學(xué)實驗中產(chǎn)生的廢棄物的處理工作做出詳細(xì)規(guī)定,以防違規(guī)處理破壞實驗室環(huán)境,并造成空氣污染。最后,對參與實驗的師生的行為應(yīng)通過一定的規(guī)章制度進(jìn)行規(guī)范。
2.2實驗程序管理
當(dāng)前很多高校已將計算機(jī)用于實驗各項程序管理,計算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用已成為研究熱點,學(xué)生和教師均可操作。對于各個具體的實驗應(yīng)嚴(yán)格按照實驗流程加強(qiáng)對教師和學(xué)生的管理,尤其是要保證學(xué)生能嚴(yán)格按照實驗程序進(jìn)行操作,避免因?qū)嶒灢皇煜ざ鴵p壞儀器和藥品。應(yīng)讓學(xué)生在實驗指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,在每次實驗前做好認(rèn)真預(yù)習(xí),對實驗要有比較全面的認(rèn)識,防止在實驗中出現(xiàn)意外情況。另外,在實驗中,應(yīng)嚴(yán)格按照實驗要求細(xì)心操作、觀察,并做好詳細(xì)記錄,對實驗結(jié)果做好分析,以提交較為詳實的實驗報告。最后,實驗后,應(yīng)對實驗中使用的所有藥品和儀器按照要求進(jìn)行歸位,歸位前應(yīng)在教師的指導(dǎo)下,對實驗儀器做好檢查及清洗等工作,并按照原來的順序貼上相應(yīng)標(biāo)簽予以標(biāo)注。另外,對于實驗產(chǎn)生的廢棄物應(yīng)做好清理工作,防止出現(xiàn)意外問題。
2.3師資隊伍管理與建設(shè)
實驗室?guī)熧Y隊伍的管理與建設(shè)是實驗室管理的重要環(huán)節(jié),是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重要保證。首先,應(yīng)提高實驗教師的職業(yè)責(zé)任意識,讓他們認(rèn)識到化學(xué)實驗室工作的重要性,并具有強(qiáng)烈的安全實驗意識。其次,應(yīng)對實驗教師進(jìn)行明確的責(zé)任分工。如實驗報告批閱的分管教師應(yīng)對每項實驗報告做好詳細(xì)記錄和歸類保管工作。再次,應(yīng)對教師做好定期培訓(xùn)工作。隨著科技的不斷發(fā)展以及知識更新速度的不斷加快,化學(xué)實驗的實驗器具不斷得以優(yōu)化,實驗步驟逐漸進(jìn)行簡化,在此情況下,應(yīng)對實驗教師及時進(jìn)行培訓(xùn),以讓他們的知識體系能隨時跟上學(xué)科發(fā)展的新要求。最后,應(yīng)做好考核工作。為調(diào)動實驗室教師的工作積極性,應(yīng)對他們進(jìn)行一定的績效考核,通過獎勵或處罰措施,增強(qiáng)實驗室教師的責(zé)任感,并不斷提高實驗室的管理質(zhì)量,保證各項實驗的順利進(jìn)行。
3通過實踐提升高校實驗管理
3.1調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容,提高實驗教學(xué)水平
對于化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生而言,許多化學(xué)實驗課程都有重復(fù)的實驗項目,如滴定操作的練習(xí),至少出現(xiàn)在三門以上的化學(xué)實驗課程中,而且大部分實驗內(nèi)容都為驗證型實驗。這不利于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求。因此需要更改過時的實驗內(nèi)容,在設(shè)計實驗內(nèi)容時,教師之間要相互銜接,盡量避免同一個實驗項目出現(xiàn)在不同實驗課程中,縮減驗證型實驗,增加應(yīng)用型、綜合型、開放型實驗,從而提高學(xué)生的綜合能力、開拓學(xué)生的創(chuàng)造思維能力。
3.2加強(qiáng)化學(xué)實驗室與企業(yè)的合作
高職院校培養(yǎng)人才的終極目標(biāo)就是服務(wù)于企業(yè),通過與企業(yè)的合作,可以了解企業(yè)的需求,從而引導(dǎo)高職院校更新人才培養(yǎng)方案,提高創(chuàng)新能力。另一方面,實驗室的科研成果可以通過企業(yè)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力??梢耘c企業(yè)合作,實施“訂單式”人才培養(yǎng),并建立校外實訓(xùn)基地,讓學(xué)生到企業(yè)去實踐,實驗室可以利用自身大型儀器、技術(shù)為企業(yè)提供服務(wù),從而達(dá)到互惠互利的目的。
3.3對基礎(chǔ)化學(xué)實驗管理
由于化學(xué)實驗室中的各類化學(xué)試劑品種繁多,潛伏著很大的危險,試劑藥品如果不能存放的科學(xué)合理,將產(chǎn)生巨大的危害。因此必須要求各項藥品專柜存放;實驗中剩下的藥品和試劑必須妥善保管;易燃易爆類藥品必須確保規(guī)范以保證實驗室的安全;相關(guān)教師必須熟悉全部藥劑的性質(zhì),進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拇胧ζ涔芾?,甚至進(jìn)行計算機(jī)軟件化管理,以實現(xiàn)實驗室管理的科學(xué)性和有效性。
3.4向?qū)W生開放實驗室,以賽促訓(xùn)、以賽促學(xué)
各高等院校在自身開放實驗室的同時,還可以相互組織參與專業(yè)技能大賽和職業(yè)技能大賽,通過“以賽促訓(xùn)、以賽促學(xué)”來調(diào)動學(xué)生和教師的積極性,給予適當(dāng)獎勵,激勵學(xué)生和教師的鉆研精神,培養(yǎng)學(xué)生動手能力、專業(yè)意識、團(tuán)隊協(xié)作和創(chuàng)新精神。實驗室還可以加強(qiáng)與其他高校實驗室之間的合作,實現(xiàn)資源的共享,這樣不僅節(jié)約資源,也增強(qiáng)了同行間的協(xié)調(diào)合作,相互學(xué)習(xí),共同提高。
4結(jié)語
一、傳授新知識的演示實驗
這是以讓學(xué)生獲取新知識為目的而進(jìn)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(xué)習(xí)過程。教師在演示時,先講述實驗原理、條件及注意事項;當(dāng)學(xué)生觀察到實驗現(xiàn)象后,教師再通過談話啟發(fā)學(xué)生對所觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行解釋,引導(dǎo)其得出正確的結(jié)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(jié)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(qiáng)調(diào)銨鹽能跟堿起反應(yīng)放出氨氣(講銨鹽性質(zhì)時學(xué)過的)。實驗過程中,要引導(dǎo)學(xué)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(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象或結(jié)果來回答,并由教師加以總結(jié)得出正確的結(jié)論。像這樣通過演示實驗來進(jìn)行新知識的教學(xué),就具有較強(qiáng)的真實感和說服力,使學(xué)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(jìn)行教學(xué)時,應(yīng)注意以下幾點:
①在演示實驗時,學(xué)生并未掌握有關(guān)實驗的理論知識,在沒有理論的指導(dǎo)下,學(xué)生觀察實驗時往往會忽略掉最關(guān)鍵的內(nèi)容。因此,教師要有意識地引導(dǎo)學(xué)生注意實驗的條件、環(huán)節(jié)和實驗的主要結(jié)果(亦即告訴學(xué)生觀察什么、如何去觀察),使學(xué)生能看懂實驗,準(zhǔn)確地觀察到實驗的現(xiàn)象和結(jié)果。這是這種演示實驗的感性階段。
②在演示實驗結(jié)束后,教師不要急于做出結(jié)論,應(yīng)通過談話啟發(fā)學(xué)生自己去做結(jié)論,以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,促進(jìn)其對知識的消化理解,并加強(qiáng)對所學(xué)知識的鞏固。例如,在前述有關(guān)銨鹽檢驗的實驗中,當(dāng)學(xué)生觀察到“試紙變藍(lán),有刺激性氨味”時,應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思考產(chǎn)生此現(xiàn)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(jié)論推廣到一般(或同類的其它對象)中去,使學(xué)生類推地掌握帶有規(guī)律性的知識。例如,應(yīng)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(jié)論推廣到其它銨鹽的鑒定中去,總結(jié)得出“化學(xué)上檢驗銨鹽的一般方法”,這是對這種實驗的歸納。
④應(yīng)要求學(xué)生用文字或圖表把實驗的結(jié)論記錄下來,或結(jié)合指導(dǎo)學(xué)生讀書把教材中的有關(guān)內(nèi)容做上記號或摘錄下來以鞏固知識。
二、驗證鞏固所學(xué)知識的演示實驗
這是以驗證或鞏固已學(xué)過的知識為目的而進(jìn)行的演示實驗,通常是在講授完新知識以后進(jìn)行的實驗。從邏輯上看,這往往是一個由一般到特殊的學(xué)習(xí)過程。教師講課時,先通過新舊知識的聯(lián)系與對比,結(jié)合使用各種直觀教具講授新知識,待學(xué)生初步掌握了這些知識后,再進(jìn)行有關(guān)的演示實驗以驗證和鞏固所學(xué)過的知識。
例如,在講“氧氣的實驗室制法”時,先結(jié)合有關(guān)氧氣制取與收集的掛圖,講解實驗室制取氧氣的化學(xué)原理與收集方法,使學(xué)生對這部分內(nèi)容先具有初步的認(rèn)識,然后課堂現(xiàn)場演示實驗室制取及收集氧氣的過程。使學(xué)生通過觀察教師的演示,進(jìn)一步加深印象,提高當(dāng)堂課的鞏固率。又如,介紹“常見的堿——?dú)溲趸}”時,先通過復(fù)習(xí)堿的概念,指出氫氧化鈣是一種堿,應(yīng)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(xué)生觀察溶液的顏色變化情況,以驗證剛剛學(xué)習(xí)到的事實。
使用這種演示實驗法進(jìn)行教學(xué)時,應(yīng)注意以下幾點:
①在演示實驗前,因?qū)W生對有關(guān)內(nèi)容已有初步的印象,所以教師在演示時,要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已初步掌握的知識來觀察實驗的過程及現(xiàn)象,同時應(yīng)該強(qiáng)調(diào)操作過程中的關(guān)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(fā)學(xué)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(jié)束后,教師要敦促學(xué)生用學(xué)過的知識來解釋實驗現(xiàn)象和結(jié)果。如在演示氫氧化鈣溶液與指示劑作用時,當(dāng)學(xué)生觀察到“滴有紫色石蕊試液的氫氧化鈣溶液變成藍(lán)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(xiàn)象,指出該現(xiàn)象所證實的問題。這是一個由一般到特殊的認(rèn)識過程。
三、指導(dǎo)性的演示實驗
1.制取氣體時,先檢查裝置的氣密性,后裝入藥品。檢查裝置氣密性時,先把導(dǎo)管插入水中,后用手掌緊貼容器的外壁。
2.排水法收集氣體時,先排凈空氣,后收集氣體;集滿后,應(yīng)先把導(dǎo)管移出水面,后熄滅火焰。
3.氫氣還原氧化銅和一氧化碳還原氧化鐵時,先通氣(H2或CO)后加熱;實驗完畢時,先熄燈后停氣。
4.點燃可燃性氣體(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等),應(yīng)先檢驗純度,然后點燃。
5.用托盤天平稱量物質(zhì)時,應(yīng)先調(diào)零,后稱量;加砝碼時,應(yīng)先加質(zhì)量大的砝碼,后加質(zhì)量小的砝碼;稱量完后,先記下讀數(shù),后把砝碼放回盒中,最后把游碼移回零處。
6.如果濃H2SO4不慎沾到皮膚上,先迅速用布拭去,后用水沖洗,再涂上3%~5%的NaHCO3。
7.稀釋濃H2SO4時,一定要先把水倒入容器中,后把濃H2SO4沿器壁慢慢地注入水中,并不斷攪拌。
8.使用試紙檢驗溶液的性質(zhì)時,先把一小塊試紙放在表面皿或玻片上,后用玻棒沾待測液點試紙中部,再觀察變化;檢驗氣體的性質(zhì)時,先用蒸餾水潤濕粘在玻棒一端,后接近管口檢驗。
9.容量瓶、滴定管等應(yīng)先查漏后使用。
10.取用塊狀藥品或密度較大的金屬顆粒放入玻璃容器時,應(yīng)先把容器橫放,后把藥品放入容器口,再把容器慢慢地豎立起來。
11.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時,溶于水放熱的物質(zhì)應(yīng)先冷卻,后轉(zhuǎn)移。
12.制乙烯配制混和液時,應(yīng)先在容器中加酒精,再沿器壁慢慢注入濃H2SO4,并不斷攪拌。
13.氣體中混有水蒸氣和其它雜質(zhì),若要得到純凈干燥的氣體,使用液體試劑除雜時,應(yīng)先除去雜質(zhì),后除水蒸氣;使用加熱方法除雜時,應(yīng)先除水蒸氣,后除去雜質(zhì)。
14.過濾時,應(yīng)先把上層清液過濾,后把沉淀倒入過濾器。
色層分析法是在一種載體(通常是固體)上進(jìn)行混合物分離和分析的方法?;旌衔?一般是液體)隨展開液流經(jīng)載體,就可以被分離成各種純組份。而分析每一個純組份,顯然比分析混合物要簡單得多,所以色層分析法可以提高分析的準(zhǔn)確性和靈敏度。有時可以直接根據(jù)載體上出現(xiàn)的各種純組份的顏色,來確定混合物中含有哪些物質(zhì)。
進(jìn)行色層分析需要有吸附劑(如氧化鋁、氧化硅等),還要把吸附劑裝在吸附柱上,操作就比較復(fù)雜一些。這里介紹用粉筆來模擬色層分析法,既簡便又有趣。
1.藍(lán)墨水中有幾種染料
取一支粉筆,在距離粗的一頭1厘米的地方點上一點藍(lán)墨水(只要用細(xì)玻璃棒蘸上藍(lán)墨水一點,不可用滴管滿,因為這樣做會使藍(lán)墨水的點太大),點完后,藍(lán)墨水點的直徑約為1毫米。
在培養(yǎng)皿內(nèi)加酒精作展開液面高度保持在0.5厘米左右。然后把粉筆的大頭朝下,豎立在酒精中,但酒精的液面不可與藍(lán)墨水點接觸。
不久,酒精就在粉筆上慢慢上升,隨著酒精向上擴(kuò)散,藍(lán)墨水也在粉筆上向上移動。最后,你可以看到粉筆上半部的墨水是藍(lán)色的,粉筆下半部的墨水是紫色的。說明在藍(lán)墨水中存在著兩種染料,一種是紫色的,另一種是藍(lán)色的。
2.紅墨水中有幾種染料
再取一支粉筆,在粗的一頭點上一點紅墨水(位置和藍(lán)墨水點相同),然后把它豎立在酒精中,紅墨水也會隨著酒精慢慢向上擴(kuò)散。最后,你會看到,粉筆上半部的墨水是橙紅色的,下個部的墨水是紅色的,說明紅墨水中也有兩種染料。
3.分離甲基橙和酚酞
在試管中加入2毫升濃氨水和18毫升蒸餾水,混勻。再加入10毫升丁醇,管口用橡皮塞塞嚴(yán),充分搖動試管,然后將試管靜置。等溶液分層后(上層是氨的丁醇溶液,下層是氨水),用滴管取出上層溶液放在培養(yǎng)皿內(nèi)。
將0.5毫升甲基橙指示劑和0.5毫升酚酞指示劑混合均勻。
取一支粉筆,在粗的一頭點上一點混合指示劑(位置和實驗1中相同),然后把粉筆豎立在培養(yǎng)皿內(nèi)的氨的丁醇溶液中。不久混合指示劉慢慢向上擴(kuò)散。最后,粉筆的上半部是紅色的,下半部是橙黃色的。為什么會發(fā)生這一變化呢?原來,酚酞和甲基橙在粉筆上的擴(kuò)散速度是不同的,酚酞往上爬得快,甲基橙爬得慢。所以粉筆上半部是酚酞,它遇到氨水顯紅色,粉筆的下半部是甲基橙,遇到氨水顯橙黃色。通過這樣一個簡單的實驗,可以使我們初步了解到,在色層分析中是怎樣把兩種物質(zhì)分開的。
4.綠葉中的色素
取—些綠葉(可以用綠葉蔬菜,例如菠菜,或者用綠色樹葉).放在研缽中搗碎。把綠葉的汁和碎末涂在粉筆下端距離粗的一頭l厘米的地方(最好涂得多一點)。