化學實驗安全知識總結

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化學實驗安全知識總結范文第1篇

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。

化學實驗安全知識總結范文第2篇

關鍵詞藥物化學實驗;實驗視頻;構建;評價

藥物化學既是高校藥學專業的一門重要專業課，也是其他藥學專業課的基礎。例如，天然藥物化學、藥物分析和藥物制劑等專業課的學習都要建立在藥物化學理論知識之上，沒有藥物化學知識，學生很難透徹理解這些專業課的理論知識，也就無法掌握藥學專業知識。由此可見，藥物化學起到承上啟下的重要作用，架起基礎化學和藥學以及各個藥學專業課的橋梁［1-2］。藥物化學是一門實踐性很強的學科，通過藥物化學實驗，學生能更好地理解相關的理論知識，更好地將理論知識和實踐結合起來，使知識結構更加緊密牢固［2］。此外，優秀的實驗教學還能激發學生的學習興趣、提高解決問題的能力、拓展學生的能動思維。但是傳統的教學方法比較陳舊，學生被動地邊看實驗教材邊做實驗，束縛了學生的興趣和思維。因此，在高校教育改革中實驗教學的改革尤其迫切，以適應培訓創新型人才的需求。目前，國內的實驗教學也涌現了一些新的教學方法，這些教學改革在一定程度上提升了學生的學習興趣［3-8］。藥學院高度重視藥物化學實驗教學，不斷優化教學實驗內容和方法，結合現代技術的發展，不僅對傳統的實驗教學方法進行改革［9］，還在國內率先構建藥物化學實驗視頻輔助教學體系，從預習的教學輔助開始到課堂的教學方式都進行了教學創新。希望通過這一系列的教學改革，幫助學生學會學習，激發學生的好奇心，培養學生的興趣愛好，營造獨立思考、自由探索、勇于創新的良好環境，為社會培養熱愛藥學的創新型、實用型、復合型的人才。

1視頻輔助教學構建的必要性

實驗教學不同于理論教學，技能性和經驗性非常強。傳統的實驗教學模式，例如預習實驗教材、實驗講解和簡單的操作演示，學生難以領悟一些比較復雜的裝置搭建和操作步驟，從而減弱了學生的學習熱情，導致大部分學生在實驗中只是機械、緊張地照葫蘆畫瓢地做完實驗，缺少在實驗過程中的思考和觀察，甚至有部分學生做完實驗后還一知半解，只關心計算產品的收率，根本沒有達到實驗教學效果。相比其他藥學專業實驗課，藥物化學實驗有三個特點:實驗教學時間長，危險性高，現象復雜。由于一般一次實驗內容的教學需要6～9小時，一旦誤操作就會嚴重影響實驗進度。而且在化學反應中常常用到危險性較大的試劑，這些危險性試劑使用不當或誤操作，容易傷害自己甚至是周圍的同學，因此需要學生進行充分的課前預習。在傳統的實驗教學中，通過采取提交預習實驗報告和對關鍵知識點隨機提問的方式要求學生預習實驗內容。在多年的教學過程中，筆者發現存在部分學生抄寫預習報告、臨時抱佛腳、邊看邊做實驗的普遍現象，導致實驗的失敗率較高，實驗時間延長，減弱學生的學習興趣，同時也存在誤操作等安全隱患。因此，為了促進學生更好地預習實驗內容，在實驗前就對實驗有整體的了解，提高實驗成功率，消除人為的安全隱患，激發學生的學習興趣，活躍學生的能動性思維，有必要構建藥物化學實驗視頻教學體系，更好地輔助實驗教學。

2視頻輔助教學體系構建

在構建藥物化學實驗視頻體系前，學院已經有制作近二十臺大型貴重儀器使用視頻的經驗，在一定程度上了解實驗教學視頻的要點。為了促進學生主動觀看視頻，獲得滿意的實驗預習效果，筆者對藥物化學實驗教學視頻的影片長度、畫面、特寫、配音、字幕等方面提出一定的要求。每個實驗視頻時間要盡量簡短，盡量控制在15分鐘內。當今學生的學習任務繁重，接受的信息量較大也較多，注意力很容易受到干擾，如果單個實驗視頻時間過長，很容易使學生失去耐心和吸引力，可能導致學生跳躍性地觀看，難以達到預期效果。根據我們的調查，一般學生對操作視頻接受的理想時間是10分鐘內，15分鐘后有約30%學生產生急躁情緒。所以需要對視頻素材進行再加工，將6～9個小時的實驗內容在10～15分鐘內演示出來，因此要做大量的剪輯，剪輯畫面要銜接得緊湊和流暢。每個實驗視頻要清晰明了，重要步驟和易錯步驟要重點標注和講解。視頻的畫面要清晰呈現出操作的細節，而且鏡頭不能出現不必要的晃動，畫面的模糊和晃動容易令學生產生疲勞和厭倦。對于復雜現象、容易發生誤操作的環節、產品或中間產物的外觀等需要注意處，最好有特寫畫面。因為特寫畫面能加深學生的印象，在進行實驗時有利于觀察比較，引起思考和討論。視頻需要配音講解和字幕。配音要悅耳、字正腔圓，簡明扼要，語速要適當，字幕要清晰，再配合清楚的畫面，才能使學生輕松、主動地觀看視頻。

3視頻輔助教學體系構建的組成

為了達到較好的輔助教學效果，視頻體系的構建包括以下四個方面。3.1安全知識演示安全是實驗教學開展的前提條件，人、機、物、法、環是安全管理的五個要素，而人的要素居于五個要素之首。實驗操作人員是學生，對實驗的安全意識較弱，所以在進入實驗室前一定要接受相關的實驗安全知識培訓，學會如何保護自己免受傷害和遇到突發事件時如何處理，并且在實驗室中出現的事故多數是由于操作人員沒有做好安全防護措施而導致的。在安全知識視頻中，筆者以真人演示和動畫結合的方式制作，包括以下幾個方面:個人防護裝置的穿戴、實驗安全要素、緊急安全事故的處理、安全裝置的使用。3.2實驗內容操作演示實驗操作演示是實驗視頻輔助教學體系的重點，每個實驗內容由合成反應原理的講解、反應裝置的搭建、操作演示三個方面組成。操作演示為主要部分，要清晰演示出試劑的加入方式、化學反應條件、化學反應現象、化學反應終止、產物純化過程、產物分析和鑒定。根據課程的內容安排，制作了阿司匹林的合成、磺胺醋酰鈉的合成、苯妥英鈉的合成、苯樂來的合成、葡萄糖酸鋅的合成等五個實驗內容。3.3儀器使用演示實驗中除了要使用玻璃器皿和常用實驗用具，還需要用到儀器進行化學反應和質量分析。學生熟練使用儀器不但能順利、快速地進行實驗，而且能減少故障的發生率從而延長儀器的使用壽命，此外還能進一步提高實驗室安全。筆者制作了藥物化學實驗中使用到的相關儀器，包括天平、恒溫磁力攪拌器、真空泵、旋轉蒸發儀、熔點儀等。每臺儀器演示的內容包括儀器的工作原理、構造、使用方法、注意事項等四個方面的講解和演示。3.4實驗授課講解授課教師對實驗原理、實驗要點、注意事項、容易出錯的關鍵點進行講解，并引導學生獨立思考和注意觀察。

4教學效果的評價

視頻體系構建完成后，在學院內試行2年，從教師和學生兩個角度對該體系輔助的教學效果進行評價。首先是教師的評價。教師從學生的預習質量、課堂的秩序、臺面的整潔、操作能力、分析問題能力、實驗教學時間、產品收率、實驗報告質量等方面進行評價。與傳統教學相比，學生預習明顯充分，這點可在關鍵知識點的提問回答上和分析問題時表現出來。課堂秩序明顯提高，大部分學生能有條不紊地在各自位置上操作，沒有出現往年學生頻繁走動求助和喧嘩情況。實驗臺面也較為整潔，很少出現由于不清楚使用哪種器皿而亂堆亂放的情況。并且，學生操作能力明顯提高，這點可在學生互相配合默契程度上看出，學生是兩人一組實驗，由于實驗前觀看了視頻，操作熟悉程度增加，兩人配合也就相應提高了。由于操作流暢，縮短實驗教學時間，較往年約減少了1～2小時，較少出現學生盯著實驗教材研究半天的情況。產品收率普遍提高10%～20%。大部分學生實驗報告上的現象描述也較為充分，對問題的討論也很到位，這可能是由于操作熟悉程度增加而釋放出充足的時間進行觀察和思考的結果。其次是學生的評價。在學期末以問卷的形式評價視頻的輔助效果，學生從實驗熟悉程度、誤操作發生情況、操作的理解、視頻的輔助學習情況等方面進行評價。筆者根據學生填寫的問卷得知，學生都在實驗前看過視頻，并對視頻給予充分的肯定。普遍認為視頻直觀、簡明、直接幫助預習和理解，尤其是在沒接觸過的操作步驟和儀器使用方面。操作視頻幫助規范正確的實驗操作，特別糾正了以往不正確的操作。例如，在葡萄糖酸鋅的合成實驗中，學生在觀看視頻后直觀地記住陰、陽離子的裝柱和搭建，沒有出現反搭建的情況。通過課前觀看視頻，在實驗過程中已得知某些預期現象，能快速判斷實驗過程有無出錯。視頻能幫助學生順利、流暢地完成實驗，其中視頻中的重要步驟的講解和演示避免誤操作。令人意想不到的是，學生交回的調查表中還提到在實驗后再看一次視頻能更好地總結討論，這是筆者構建視頻時所沒有想到的，但是，視頻確實能幫助學生更好地記憶或回憶實驗環節。而且，視頻能幫助他們理解抽象的文字說明，從而順利地進行實驗，還能有助于提高實驗的安全性，減少人為的安全隱患。實驗結束后，部分學生表現出對藥物化學實驗的興趣，希望教師能制作出更多的最新技術的實驗操作視頻，增加相應的實驗內容。另外，儀器的使用視頻對學生的幫助也非常大。使用前觀看視頻的學生，往往能掌握儀器的工作原理，對儀器的構造也了然于胸，基本沒有誤操作的情況發生，設置方法參數時能得心應手，提高儀器的使用速率。例如，在使用熔點儀測定產物的熔點時，往年都有學生記錄設置起始溫度為110℃，結束溫度140℃，升溫速率為10℃時，測定產物熔程為111℃～121℃。有了儀器使用視頻后，在課堂教學提問的抽查中發現學生都知道設置的起始溫度要低于產物至少10℃以上，結束溫度要高于熔程終點溫度10℃以上，并且在學生的實驗記錄上也沒發現有此類錯誤發生。

5結語

化學實驗安全知識總結范文第3篇

關鍵詞 生化實驗 改革 安全 管理

中圖分類號：G482 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.03.086

Abstract Biochemistry and biochemical experiments to verify the theoretical knowledge and explore the role of the law of biomolecules effective means. At the same time， to carry out biochemical experiments to help students master the use of basic laboratory equipment to improve the students' hands-on skills， students innovative thinking is very helpful. However， in recent years due to the adjustment of teaching programs focus on theory and light experiment is widespread， biochemical experiments class college students gradually become "tasteless" and its role in the increasingly weakened. Therefore， the reform has been pressing biochemical experiments. For this reason we have many years of experience in teaching experiments， summed up the experience of some biochemical laboratory experimental courses and services in order to effectively protect the smooth course of biochemical experiments， while improving students' enthusiasm for learning， develop proactive teaching.

Key words biochemistry experiment； reform； safety； management

生物化學實驗是驗證生化理論知識和探討生物分子的作用規律的有效手段。同時，開展生化實驗對于幫助學生掌握基本實驗儀器的使用、提高學生的動手操作能力、培養學生創新思維有很大的幫助。但是，近年來由于高校教學計劃調整，重理論而輕實驗的現象廣泛存在，高校的生化實驗課逐漸成為學生學習的”雞肋”，其作用日趨弱化。因此，對于生化實驗的改革已經刻不容緩。為此我們在多年實驗教學經驗中，總結了一些實驗室為生化實驗課程服務的經驗，以期有效保障生化實驗課程的順利進行，同時提高學生的學習積極性，培養積極主動的教學模式。

1明確安全責任制度，做好實驗安全講解

（1）建立明確的安全管理機制，把安全制度落實到實處。生化實驗中，經常使用大量不同的生物化學試劑和儀器，涉及不同級別的安全問題，因而可能存在著許多難以預料的事故隱患。因此，高校必須建立完善的安全責任管理制度，堅持“以人為本、預防在先、安全第一”，從學院領導到實驗員，從實驗課老師到學生，都必須嚴格遵守實驗室管理法規。①如大型（精密）儀器使用管理制度，危險化學試劑使用管理制度，易燃易爆及劇毒試劑的管理制度，事故責任追究制度等等，務必做到“有法可依，有法必依”，讓各級人員都清楚自己的責任，保證實驗的安全順利進行。

（2）開展實驗室安全講解，做好安全預防工作。規章制度是實驗課有序進行的基礎，系統周密的安全知識講解是實驗課順利開展的關鍵。讓學生了解實驗室中存在的危險，是從根本上避免學生在實驗過程中發生意外，降低實驗的危險性。因此，授課老師有必要在學生進入實驗室之前對實驗室規則與安全進行講解。有條件的學院還應開展有關實驗室安全知識的講座，安排適當的考查方式確保進入實驗室的學生有效掌握實驗室基本安全知識以及補救措施，做到防患于未然，杜絕安全事故發生。

2 定期檢查實驗儀器，妥善保管化學試劑

2.1 生化實驗室儀器的檢查及維修

在生化實驗教學及科研過程中，時常使用到各種大型精密儀器。實驗結果的可靠性離不開實驗儀器的幫助。這些儀器一般價格昂貴操作復雜。因此，對大型精密儀器應配備專人管理，使用時實行必要的登記制度，定期維護，及時發現問題，以保證實驗儀器的完。同時，在上實驗課之前，實驗老師應該再次核實、仔細檢查實驗儀器是否正常，保障實驗課程的順利進行。在學生使用儀器前，要詳細介紹實驗儀器的操作，教會學生正確使用儀器。

2.2 生化實驗室水電的檢查及維修

生化實驗室意外事故的發生除了由實驗過程中的儀器或試劑引起外，還有很大一部分與實驗室的水電有關。在實驗中，許多實驗都需要用電，如測量酶的活力與溫度的關系實驗中用到的恒溫水浴鍋，蛋白質電泳實驗中的電泳儀等，甚至涉及一些大功率電器。因此，必須保證用電安全。比如在實驗中盡量不使用明火，對需要加熱的實驗，可以將電爐改用微波爐、電磁爐等。另外，嚴禁在實驗室私拉亂接電線，定期檢查實驗室線路是否有老化問題，對存在安全問題的線路及時進行維修更換。

生化實驗是很難離開水的。但是，部分實驗試劑與水是難以共存的，如鋰，鈉，鉀，電石及鋅粉等，在遇水會放熱并產生可燃性氣體，甚至可能引起爆炸。因此，在使用時應注意不要沾水，實驗過程中也要控制水的用量，防止稀釋試劑產生的危險發生。

2.3 生化實驗室化學試劑的妥善保存

生化實驗需要大量不同的試劑，尤其涉及大量的有機試劑、有毒試劑，如強氧化劑，強腐蝕性、毒性的試劑等。這就要求學院必須對試劑進行認真管理，妥善保存。

（1）對具有強氧化劑的試劑的保存。強氧化劑在受熱，機械作用或強光的照射下會發生化學變化放出氧氣并產生熱量，幫助燃燒或是與可燃物構成混合物爆炸，如重鉻酸鉀，高錳酸鉀等。因此，在保存時一定不能混入可燃物，應單獨分柜存放。

（2）對有腐蝕性的試劑的保存。具有腐蝕性的試劑在接觸人的皮膚時會對人造成極大的傷害。因此。應該做到分區保存，小心使用。如鹽酸，硝酸，氫氧化鈉，硫化鈉等，在保存時應區分試劑的酸堿性，分開保存。同時，堿液的瓶子應當用橡皮塞，而不能用磨口瓶塞；裝濃硫酸等酸性試劑的瓶子則不能用軟木塞或橡皮塞，而是應用磨口瓶塞；而氫氟酸能腐蝕玻璃，應儲存于塑料瓶中。

（3）對有毒性的化學試劑的保存。具有毒性的化學試劑對人體的傷害是極大的，因此，在使用時要格外小心。對于有毒試劑保存應配備專用保險柜，并有專人保管，②在取用時也應做好登記，防止試劑流出實驗室。

3 課前認真預習準備，課上積極實驗反思

3.1 實驗課前應做好預習

實驗預習是學生進入實驗室的必備程序。只有認真完成課前預習，學生才能了解到實驗課上的主要內容，對接下來的實驗有一些基礎性的了解，有利于激發學生對實驗的興趣，培養學生的實際動手操作能力。

當然，課前預習對于實驗課老師也是必不可少的，尤其預備實驗是生化實驗課程順利進行的必要過程，需要授課老師認真進行。現在很多老師一直沿用過去的教材，對實驗沒有及時改進，這樣極為損害學生的學習積極性。實驗教材的不斷更新，實驗課老師只有認真做好課前預習，預備實驗，了解到每個實驗的操作重點、難點，才能了解學生的操作困難，使學生更順利地完成實驗，清楚地了解實驗的目標及意義所在。

3.2 實驗課上積極實驗并反思

生化實驗課是一門極富特色的基礎實驗教學課，對于加強學生對生化基本知識的理解，提高學生的動手操作能力，培養基本的科研素養有很大的幫助。實驗課上，老師不僅要仔細講解實驗的重點內容，更要嚴格監督學生實驗操作與結果，及時引導學生對實驗現象進行分析討論。由于過去人們的傳統觀念里對實驗不夠重視，認為實驗僅僅是理論的附屬品，這對開展實驗教學是極為不利的。動手做實驗不僅能激發學生對理論課程的興趣，促使學生將理論和實際結合起來，加強理論知識的學習，還可以開拓學生的創新思維，培養良好的科研習慣。

4 課后合理處理廢棄物，認真檢查實驗結果

4.1 對實驗廢棄物進行合理的處理

生化實驗過程中所用到的許多試劑是不能隨意丟棄的，如酵母核糖核酸的分離及組分鑒定實驗中用到的苔黑酚試劑，在試驗結束后應統一收集并集中處理，盡量使有毒的試劑轉化為無毒后再排放，避免造成環境污染或對人體造成傷害。因此，在今后的實驗教學過程中，應改進實驗的方法和手段，盡量選擇低度，污染小的，可循環利用的試劑，開展小量化或微型的實驗，減少有毒物質的產生，這樣不僅節約了試劑的使用，而且降低了實驗的費用，提高了實驗室的經濟效益和社會效益。

除實驗試劑外，生化實驗中還常用到各種吸頭，吸管，注射器，手套等一次性塑料產品或易碎玻璃制品以及注射針頭，刀片等金屬品直接接觸各類試劑和實驗材料，他們不僅攜帶有毒物質，還可能對人造成機械傷害。因此，在每次實驗結束后應統一回收，專人處理。

4.2 對實驗報告應仔細審閱

檢查學生的實驗報告不僅是教學內容中的一項重要工作，而且也是督促學生認真對待實驗的一個好方法。不同的學生做出的實驗結果是很難達到一致的，教師可以通過學生的實驗報告得到反饋信息，及時對教學做出相應的調整。然而，老師布置作業時普遍存在著不涉及重難點，批改不認真和作業形式單一的問題。不涉及重難點有兩方面的原因：一是內容超出了實驗教學大綱，老師對實驗的重難點界定不清楚或不準確；二是為了批改作業方便常布置一些簡單的或無關緊要的題目。同時，教師在批改學生作業時也表現很隨意，只批簡單的“閱”字，對于作業本身并不看重，導致學生看后也不清楚自己是否有出錯。因此，教師應該本著對學生負責的態度認真批改作業，在學生犯錯的地方注以詳細的講解，多一些批語。此外，實驗報告也可以采用其它的方式完成，如圖像式，操作式等，實驗也可以分組進行，可以單獨完成等，讓學生對于實驗有成就感，進而產生興趣。

此外，由于生物化學實驗受到教學計劃限制，安排的實驗內容有限。為此，為了增加學生進入實驗室動手操作的機會，可以結合實驗室老師的科研課題，鼓勵學生進入實驗室。在實驗課以外，組織有興趣的學生開展探索式的實驗，為今后進入研究生學習打下基礎。

生物化學是以化學的眼光對生命科學進行研究，其進步和發展是在實驗中進行的。因而，在理論講授以外，開展生化實驗是對生物化學知識學習的重要的補充手段。在生化實驗中本著實事求是的態度和科學方法對生物體各種生命現象進行研究和探討，通過實驗和科研的形式驗證生化理論知識以幫助學生理解和應用。故高校應當重視實驗教學，實驗教師及學生在實驗課上應持有嚴謹認真的態度，使生化實驗能夠順利開展。

注釋

化學實驗安全知識總結范文第4篇

藥物化學實驗室由于實驗的需要，存在高溫、高壓、低溫、連續長時間反應等具有一定危險性的實驗操作，同時需要存放一定量的易燃易爆化學試劑、劇毒的藥品和試劑，因此安全管理工作是實驗室管理工作的重中之重［4］。安全管理員制度:每一個實驗室都由一個固定的研究人員作為安全員，負責該區域全部的安全問題。同樣每一個特殊的儀器設備也有專一的安全管理員負責，確保及時發現問題，解決問題，避免實驗事故的發生。消防管理:實驗室是消防安全的重點區域，我們每年都統一組織研究人員學習消防安全知識，觀看消防相關視頻，熟悉實驗室周圍滅火器、滅火沙桶、滅火布、消防水管等消防設施的具置及正確使用方法，利用舊的滅火器進行現場滅火演習。通過理論學習與實際體驗的結合，每個人都能熟練掌握安全事故的應急處理方法，具備及時處理實驗室意外情況的能力。人身安全制度:近年來國內外實驗室安全事故時有發生，我們在工作中始終把“人身安全第一”放在工作中的首位，嚴格按照操作規程操作儀器，做好易燃、易爆及有毒試劑的安全使用，同時也注意做好容易被忽視的廢氣的處理及防護，從各方面確保研究人員的人身安全。

2實驗記錄本及樣品的管理

藥物化學實驗室的管理工作中，比較容易忽略的是實驗記錄的管理。我們在實際工作中，通過統一印制帶有頁碼實驗記錄本，避免實驗記錄的修改。在研究生畢業以后，把該生相關的實驗記錄全部裝訂并且封存在專用的檔案柜中，制定了畢業生實驗記錄本的借閱及歸還程序，確保實驗記錄本的安全存放。藥物化學實驗室比較獨特的一個特點是擁有大量新結構化學物，并且這些化合物的活性是隨著生物活性測試的發展逐步開發出來的，因此做好樣品的管理工作顯得至關重要。我們在研究生畢業前，按照統一的標準做好樣品的管理工作，這些標準的信息包括化合物的名稱、結構證明數據、純度、已做的活性數據等已知的相關信息。所有的這些樣品都保存在專用的4度藥品展示柜內，借用歸還的情況也登記在冊。針對在讀學生，我們在一個課題結束以后，同樣實行類似的樣品管理。近年來通過規范的樣品管理工作，極大方便了課題組內部活性篩選工作的開展，擴大了化合物的利用范圍，提高了獲取高藥物活性的新結構的可能性。

3儀器管理

實驗室經過多年的發展，逐步擁有了Bruker400兆核磁、Q－Tof高分辨質譜、BD流式細胞儀等藥學相關系列高端精密儀器。這些儀器價格昂貴，對操作人員的操作能力要求較高，因此實驗室聘用了專門的實驗員負責此類儀器的日常使用和維護，避免了操作不當造成的不必要損失。實驗室常規儀器具有使用頻率高、價值相對較低、對操作能力要求相對較低等特點，我們則根據儀器的種類，安排了所在實驗室的研究生作為常規儀器的負責人。該類儀器的負責人，負責制定儀器規范的操作規程，協助研究人員對新進實驗室人員進行儀器操作的培訓，儀器的常規定期保養及損壞的維修協調工作等。

4項目管理

藥物化學實驗室是各類科研項目具體實施的場所，只有項目順利實施才能保障實驗室能夠持續良好的運轉。本實驗室實行逐級負責制度，研究人員定期開會討論確定研究思路及方向，確保實驗項目的順利實施。研究人員再與具體的研究生定期討論試驗進度，并及時修改科研工作的方向，確保項目順利實施。

5試劑管理

化學實驗安全知識總結范文第5篇

關鍵詞：翻轉課堂；虛擬實驗室；化學實驗；教學模式；支撐系統；

作者簡介：徐妲，東北師范大學理想信息技術研究院在讀博士，主要研究方向為虛擬仿真實驗室、學習環境設計；；鐘紹春，東北師范大學理想信息技術研究院教授、博士生導師，主要研究方向為信息技術與課程整合、數字化學習環境；；馬相春，東北師范大學理想信息技術研究院在讀博士，主要研究方向為教育軟件、移動學習。

一、引言

翻轉課堂(FlippedClassroom)是近幾年國內外教育者們關注較多的教學模式之一，其基本思路是在信息技術的環境中將傳統“課堂傳授知識，課后完成作業”的教學過程徹底翻轉過來，學生在課前通過觀看教學視頻、查閱資料、與老師同學在線交流等方式進行知識的學習；教師則利用大量課堂時間與學生進行交流、組織和參與小組活動、解答問題、指導學生完成作業等等[1，2]。實踐證明，翻轉課堂在激發學生學習興趣、提高考試成績和提升教師工作滿意度等方面都具有促進作用[3，4]。

化學實驗是中學化學學科的重要教學內容[5]，但在實際教學過程中，由于實驗課時不足、實驗室開放時間有限等教學條件限制，以及受傳統教學觀念的影響，學生動手參與實驗的機會不多，所以，實驗教學效果并不理想。翻轉課堂的教學模式給化學實驗教學提供了一個新的思路：如果學生能夠在課前完成實驗相關知識的學習，就會減少教師實驗課堂講授時間，從而留給學生更多的時間進行化學實驗、參與交流討論和獲得教師的指導，以解決學生動手實驗機會少、實驗時間不足的問題。

翻轉課堂是一個較為理想化的教學模式，在實施過程中存在許多不確定的影響因素。除了教師的教學活動設計外，學生課前自主學習的有效性也是翻轉課堂教學模式能否成功的關鍵，而這一環節恰恰是在教師的視線范圍之外，在教師不在場的情況下學生是否真正參與了學習？學習效果是否有保證？學習過程中遇到問題怎么辦？教師如何掌握學生的學習情況？以上都是翻轉課堂實踐者最為關心的問題。對于化學實驗翻轉課堂來講，不僅要面對上述的問題，還需要考慮如何在課外缺少實驗環境的情況下仍能讓學生有效地學習和掌握實驗操作技能方面知識。本文將在國內外已有翻轉課堂實踐者的經驗基礎上，針對化學實驗課程的特殊性，對化學實驗翻轉課堂教學模式進行研究，設計并實現了相應的化學實驗翻轉課堂支撐系統，并結合具體案例來說明在該支撐系統中，化學實驗翻轉課堂教學模式的實施過程。

二、化學實驗翻轉課堂教學模式設計

(一)翻轉課堂教學模式的關鍵環節

翻轉課堂教學模式翻轉了傳統的教學流程，同時也撼動了傳統課堂中教師的主體地位，形成了真正意義上的“主體—主導相結合”的教學方式，即學生是知識建構的主體、教師是教學活動的主導。翻轉課堂教學模式下學生在課前進行自主學習并不代表教師就放棄了課前環節的控制權，整個教學過程還是在教師的全程設計和操控之下完成的，只是教師的角色和工作重心發生了變化：從原來的知識單向輸出者轉變為知識習得的引導和促進者。翻轉課堂的教學結構如圖1所示。

1.學習資源準備

學習資源就是指教師布置給學生的課前學習資料，學習資料形式可以有很多種，比如，最著名的翻轉課堂實踐者、美國科羅拉多州林地公園高中(WoodlandParkHighSchool)的兩位化學老師喬納森·伯爾曼(JonathanBergman)和亞倫·薩姆斯(AaronSams)采用了一款PPT錄制軟件自己錄制的微視頻，通過網絡傳遞給學生，讓學生回到家里學習；薩爾曼·可汗(SalmanKhan)———可汗學院(KhanAcademy)的創始人，在可汗學院的網站上提供了關于數學、歷史、物理、化學、生物等很多科目的免費教學短片和課后測驗，學生可以登錄到網上進行學習，很多美國學校的教師直接采用可汗學院的視頻作為自己課程計劃的資源[6]；FlippedLearningNetworkNing論壇中的來自美國威明頓的Paula認為，學習資源可以不局限于微視頻，還包括文本材料、音頻、視頻資源等等，讓學生根據自己愛好選擇合適的資源進行學習[7]；美國羅徹斯特的教師HeatherMaltzanMooney則提出，在翻轉課堂中提供難度級別不同的學習資料，以滿足不同水平、不同學習進度學生的學習需求[8]。

考慮到學生在課外的學習時間和精力有限，教師準備的學習資料不宜過多，盡量保證學生自主學習時間應該與以往的作業時間相當，不要給學生過多壓力，尤其是教學視頻，最好是十分鐘左右長度的微視頻。學生課外學習環境比較寬松，注意力很容易分散，為了保證學習的有效性，教師可以選取更為生動、更有吸引力或者任務型較強的學習資料。

2.課前自主學習

課前的自主學習是翻轉課堂的關鍵環節，自主學習的成功與否關系到課堂活動是否能夠順利進行。但是，學生的課前學習活動不能被教師實時掌握，而且遇到的問題也不能及時得到解答，教師和學生之間的交互發生了“斷層”現象。很多翻轉課堂的實踐者已經對這一環節開展了實踐研究，并得到了很多寶貴的經驗。下面列舉一些值得參考的案例：

美國明尼蘇達州斯蒂爾沃特市的石橋小學(StonebridgeElementargSchool)在數學翻轉課堂實踐中，學生在家觀看課程視頻之后，會接受3-5個問題測驗，看他們是否理解了教學內容，并實時獲得測驗結果的反饋，教師則利用Moodle來觀察學生在家的學習情況，了解學生是否參與了學習以及學習的效果。

密歇根州的東大急流城高中(EastGrandRapidsHighSchool)的AP生物學課程教師詹尼斯·霍夫讓學生在家庭作業時間觀看教學視頻，針對視頻進行簡要的總結，然后，進入Google調查表回答上面的問題，她會根據這些來掌握學生們在學習中遇到的問題，并準備材料在上課的時候跟學生們一起討論，或利用課堂時間來完成實驗項目。

美國教師CrystalKirch提出了WSQ(Watch，Summary，Question)方法[9]。Watch代表“看”，指學生在課后觀看教學視頻，并回答教師預留的問題。Summary代表“總結”，學生在看完視頻之后進行總結，教師根據學生總結的內容了解學生的學習情況，如果沒有學會，教師會要求他們再看一遍；課堂上教師會組織學生們對他人的總結進行評價，同時討論自己做錯的東西。CrystalKirch認為，寫總結的目的是：在家想和寫，在學校讀、說和聽。Question代表“提問”，所有學生必須針對所學的內容提一個問題，該問題可以是自己在學習的時候遇到的困惑、關于概念的解釋，或者認為其他同學可能會遇到的問題、老師可能會考的問題等等。CrystalKirch對自己的實踐結果進行調查分析，學生們普遍認為，翻轉課堂很有效，能夠促進他們的學習[10]。

FlippedLearningNetworkNing論壇中的一位美國教師Bryan提出了與WSQ類似的VISA(View，Illustrate，Summary，Ask)方法。其中，View代表觀“看”，學生在觀看完視頻之后需要填寫指導筆記；Illustrate代表“繪制”，讓學生繪制出自己的思考和學習進程；Summary代表“總結”，要求學生對視頻內容進行總結；Ask代表“問”，讓學生針對視頻教學內容提出問題，如果學生認為自己對這個問題有很好的理解，可以寫出自己的答案。如果學生在家里的學習需要家長幫忙，也可以擴展成VISAP方法，其中P(Parent)代表“家長”。

江蘇省蘇州市電化教育館館長金陵提出了“學習任務單”的方法[11]。所謂“學習任務單”，是教師設計的幫助學生在課前明確自主學習的內容、目標和方法，并提供相應的學習資源，以表單為呈現方式的學習路徑文件包。學習任務單的設計包含學習指南、學習任務、問題設計、建構性學習資源、學習測試、學習檔案和學習反思等多項內容，每個學生按照自己的步驟學習，取得自主學習實效，并幫助教師有效地組織起“翻轉課堂”。

3.課堂活動

翻轉課堂教學模式中，課堂活動是一個知識內化的過程。由于知識的習得已經在課前自主學習環節完成了，那么在課堂上，教師則從傳統的講臺上走下來，深入到學生中間，組織學生進行協作探究、小組討論、知識競賽、完成課后作業等活動，并參與到這些活動中來，為學生提供有針對性的指導。

4.反饋與評價

反饋與評價在翻轉課堂的實施過程中是十分必要的，因為它畢竟是一種新的教學模式，對傳統的教學過程是一個挑戰。雖然有很多成功案例說明了翻轉課堂的優勢，但是，不同類型的課具有不同的特點，不同的知識類型用翻轉課堂是否都合適？如何做才能真正發揮它的效用？以上問題還需要在實踐中不斷地總結和摸索。所以，通過反饋和評價，教師們可以掌握到學生是否能夠適應這種教學模式，從中發現問題并不斷調整和修正教學策略。除了通過學生對翻轉課堂進行評價，還建議多個教師可以參與課程互評，相互之間進行經驗的交流，從而提升翻轉課堂的應用效果。

(二)化學實驗翻轉課堂教學模式

化學實驗翻轉課堂教學模式與一般翻轉課堂教學模式基本一致，都經歷課前學習資源準備、學生自主學習、課堂活動、反饋與評價幾個階段。但化學實驗課程的教學內容與普通知識類課程有些不同，它不僅包括定義、概念、原理等基本知識，還包括化學實驗操作知識，實踐性較強，操作類的知識需要通過不斷的練習才能熟練掌握。教師提供的實驗微視頻等資源能夠對學生們進行實驗操作相關的概念、流程、注意事項、操作規范的講解，并且有標準實驗過程示范，但卻無法提供操練環境讓學生進行操作練習。“虛擬實驗室”是指在計算機系統中采用多媒體、仿真和虛擬現實等技術實現的虛擬實驗環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣完成各種預定的實驗項目[12]，具有仿真性強、沉浸度高、不受時間空間限制、無需考慮實驗藥品和儀器的消耗等優點，是解決遠程教育中缺乏實驗環境等問題的有力工具。我們可以把虛擬實驗室引入到化學實驗翻轉課堂的教學過程中來，為學生提供一個虛擬的實驗環境，讓學生在課外沒有實驗室的條件下也能進行實驗操作的練習。

結合已有的翻轉課堂以及虛擬實驗室等工具的實踐及研究成果，本文給出了化學實驗翻轉課堂教學模式的設計方案，具體如圖2所示。教師首先根據教學需要，制作化學實驗學習資源包，在課前發放給學生，其中化學資源包中有學生的學習任務單和其他輔助學習資源，此任務單參考了金陵的學習任務單概念，按照教師設計的自主學習流程將資源組織起來，供學生學習使用；學生根據學習資源包中的學習要求和相應學習資源完成一系列學習任務，并與教師和同學進行必要的交流，進行問題討論等等；在實驗課堂上，教師對課堂活動安排進行簡要說明之后，學生進行分組實驗，在實驗過程中，教師觀察學生們的實驗情況、糾正學生的操作錯誤、解答學生的疑問、指導學生完成實驗報告等等，或根據需要組織學生進行問題討論、實驗成果展示等活動；在課程結束以后，教師及時對學生的學習情況進行調查，一方面檢驗學生是否參與了有效的學習，另一方面收集學生對翻轉課堂的體驗和感受，并在教師之間展開探討，對教學過程和成果進行經驗總結，不斷調整翻轉課堂教學的實施方法。

三、化學實驗翻轉課堂支撐系統

化學實驗翻轉課堂的實施過程需要多種工具軟件的配合，比如，錄屏軟件、在線交流工具、文件共享工具、在線測評工具等等，翻轉課堂的有效實施需要大量的準備、計劃和時間。為了減輕教師的工作負擔，也為了能夠給學生提供更好的學習環境，本研究設計了一套支撐系統，為化學實驗翻轉課堂的實施過程提供必要保證。

(一)功能定位

1.提供教學內容和資源

支撐系統需要提供與化學實驗相關的基礎資源，包括實驗儀器、藥品的介紹、實驗操作規則演示視頻、實驗安全知識講解等內容，以及跟具體實驗相關的實驗原理講解、實驗操作演示等工具。

2.提供虛擬實驗環境

提供一個可交互的虛擬實驗環境，學生可以隨時隨地進入到系統中進行虛擬實驗。還能提供在常規實驗條件下難以進行的實驗，比如，進行一些帶有危險性的實驗，觀察微觀世界的物質運動與相互作用等等。

3.提供探究空間

科學探究是一種重要的學習方式[13]，化學實驗探究一般包括提出問題、猜想與假設、設計實驗、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流這八個基本環節[14]。課堂的45分鐘一般很難承載如此多的步驟和內容。支撐系統能夠為學生提供專題探究空間，指導學生進行實驗設計、效果仿真、假設驗證與結果分析，而無需考慮儀器、藥品的損耗。等到學生的虛擬實驗設計完成時，再到真實的實驗課堂中去進行實驗驗證，與老師和同學們交流、分享實驗設計過程和實驗結論。

4.提供監控和指導

對學生的學習過程進行識別和跟蹤，實時掌握學生學習情況，診斷他們在實驗過程中遇到的問題，并提供必要的反饋和指導信息，輔助他們順利完成實驗操作技能的學習與訓練，同時搜集學生在學習過程中的問題及時反饋給教師，使得教師能夠根據學生學習情況動態調整教學策略，保證師生的教學活動是一個有效的“環路”。

5.提供交流空間

交流空間讓學生們通過網絡提出問題，或者針對某個話題進行討論，與自己的同學和教師進行交流。教師則可以在交流空間中參與學生的討論，解答學生的問題，及時地掌握學生的學習情況，并將有針對性的問題提取出來，到實際的課堂中講解，對學生們進行個性化的指導。

(二)化學實驗翻轉課堂支持系統設計

化學實驗翻轉課堂支撐系統不僅僅是為學生提供一個虛擬的實驗環境，更是一個虛擬的學習環境，將物理空間分散的教師和學生維系在一個以計算機網絡為樞紐的虛擬學習空間中，支持學生的自主學習，拓展教師在課外的作用范圍，有效地輔助翻轉課堂的進行。本研究設計的化學實驗翻轉課堂支持系統包括在線課堂、交流空間和自主學習空間三個主要模塊，具體如圖3所示。

1.在線課堂

在線課堂分為教師端和學生端兩個部分。教師端包括制作學習資源包、上傳學習資源包、批改作業和學情監控四個功能模塊。其中學習資源包是教師專門為翻轉課堂的課下學習環節制作的學習資源，包括教師錄制的微視頻，還有一些相關的學習資料、化學虛擬實驗學習系統內部資源鏈接和一些實驗練習作業，供學生學習使用。

學生端包括下載學習資源包和提交作業兩個主要功能。學生通過網絡下載教師上傳的學習資源包，然后進入學習，觀看教師上傳的視頻、課件及其他學習資料，完成教師預留的練習作業并提交。

2.交流空間

交流空間是學生之間，師生之間的交流平臺，其中包括了實驗博客、論壇和即時通訊工具等模塊。實驗博客模塊可以讓學生把自己的實驗成果和感想通過博客的形式記錄下來，記錄自己的學習過程，同時也可以設置共享，把自己的作品、心得或者問題分享出來供大家參考和學習；通過論壇，學生或者教師可以提出一些話題，大家一起進行討論和探究，有利于學生之間、師生之間的溝通；即時通訊工具也是網絡交流的一種載體，與論壇不同的是這是一種實時交流方式，溝通無時間延遲。

3.自主學習空間

自主學習空間是學生進行自主學習的環境，包含以下模塊：

(1)實驗基礎知識。實驗基礎知識部分主要包括實驗儀器、藥品、實驗操作規則以及實驗安全知識的講解和實驗輔助資料。其中實驗儀器、實驗藥品的講解是以資料卡片形式存在的，實驗儀器卡片包括了實驗儀器的可視化模型、儀器功能介紹、使用規則說明、使用方法演示和錯誤的演示等內容。實驗藥品卡片包括了實驗藥品的可視化模型、藥品的性質介紹、藥品的形態變化、存放方式、取用方法、藥品的用途等內容。實驗規則是人們長期從實驗室工作中總結出來的實驗經驗，是保證實驗安全及實驗順利進行的前提。所以本系統添加了實驗規則模塊，讓學生了解進行化學實驗時，必須遵守的實驗規則，輔之以過程動畫演示。進行實驗或者探究活動，安全始終是第一位的，所以，需要讓學生建立安全意識，利用虛擬實驗室中進行實驗沒有危險的特點，講解安全事故的成因及危害。

(2)基本技能訓練。基本實驗操作的掌握是能夠順利進行實驗的保障，新課標中對學生必須掌握的基本操作也提出了明確的要求，所以，該模塊中包含基本操作的介紹，演示和練習。基本操作介紹模塊包括基本實驗操作的步驟和注意事項的說明；基本操作演示對標準的基本操作過程進行模擬，給學生提供良好的示范作用，其中演示包括真人錄像播放和模擬動畫兩種方式，并在演示過程中配有講解過程；實驗操作練習是指提供實驗操作環境，讓學生不斷進行實驗操作練習，以熟練掌握基本實驗操作過程，在練習過程中，系統對學生的操作過程進行監控，并根據需求給予必要的指導。

(3)同步實驗。同步實驗主要是與教材一致的實驗內容，可以根據需要選擇跟自己教學進度相同的教材，進入選擇相應的同步實驗。對于每個實驗，都包含實驗基本情況介紹、實驗原理講解、實驗過程演示和虛擬實驗練習幾個環節。其中實驗原理講解模塊有效結合了圖片、影片、動畫、教學工具軟件等內容以輔助實驗原理講解。實驗演示模塊是標準的實驗操作過程，一般采用真人錄像的形式來讓學生參考該實驗的正確操作流程，并輔之以同步講解，學生能夠對實驗過程播放進行控制，對操作過程復雜的部分可以重復多次播放觀看；為了使用方便，對演示視頻進行標簽化編輯，可以根據需要直接從某個標簽處開始播放，節省了視頻查找時間。

虛擬實驗練習模塊為學生提供虛擬實驗環境，系統能夠對學生實驗過程進行自動跟蹤和記錄，并給出指導信息。該模塊分為四種實驗模式：實驗操作演示模式、帶提示實驗模式、不帶提示實驗模式和測試模式。其中，實驗操作演示模式是指在虛擬實驗環境中的正確操作流程演示，并提供講解信息；帶提示實驗模式是指系統根據實驗步驟，指導學生完成操作過程；不帶提示實驗模式是指學生自己進行實驗操作，系統不按步驟指導學生的實驗操作過程，但是，當用戶出現錯誤操作的時候，系統給予提示和指導信息；測試模式是指學生以模擬測試的形式進行實驗，過程中間系統不給出任何提示和指導，最后完成實驗時，系統對學生的實驗操作過程進行整體評價。

(4)專題探究。系統設置探究專題，每個專題都包括：實驗指導、實驗方案、探究環境和數據分析與總結。實驗指導模塊對探究實驗的內容進行介紹，包括實驗原理、實驗目的和可能用到的化學知識的介紹。實驗方案模塊提供參考實驗方案，包括問題的提出、猜想與假設、參考方案等。探究環境模塊提供了探究實驗所必需的實驗儀器和藥品，讓學生在虛擬實驗環境中進行實驗探究。學生可以選擇按某一方案進行探究，或者選擇自主探究。如果選擇按照某一方案進行探究，則系統按照規定好的操作步驟，提示學生進行下一步操作，直到實驗結束；如果是自主探究，則系統不強制，只是在必要時對學生的誤操作進行提示和指導。表格等數據分析工具是供學生分析和討論時使用的。如果學生是按照系統提供的方案進行的自主探究，則系統會自動提供探究表格和數據變化流程。

(5)考試與練習。目前，很多省市都把基本實驗操作考試成績納入到中考成績當中，所以，對實驗操作考試的練習也尤為重要。根據歷年來常考的實驗操作考試真題，系統為學生提供虛擬實驗操作考試的練習環境，包括正確的實驗流程演示和自由操作兩個模塊，讓學生進行操作考試練習，并對學生的操作過程進行診斷、分析和指導，通過多次練習讓學生準確掌握考試要求的實驗操作方法和基本實驗流程。針對實驗操作考試的形式，建立一個虛擬實驗操作考試環境，具有倒計時、模擬出題、考試評分等功能，提供基本的實驗儀器與藥品，讓學生在“真實”的實驗環境中進行考試，在考試結束時，對學生的操作過程進行評價，以有效提高學生實驗操作技能，增強學生實驗考試的自信。

(6)自由實驗。自由實驗模塊提供的是完全自由的實驗環境，沒有固定的實驗目的、意義等內容，學生可以根據自己的需要隨意設計實驗、進行實驗操作練習、觀察實驗現象等，系統提供初中化學實驗室必備的化學儀器、化學藥品，以及一些常用的其他輔實驗資源，還有一些諸如圖表、化學計算器、文本框工具來輔助實驗活動的進行，給學生充分自主的空間進行實驗。學生可以將實驗過程保存起來，以便下次繼續進行實驗。

(7)生活實驗。生活實驗屬于課堂實驗的拓展部分，提供與學生所學的實驗知識相關的生活化學實驗，把學生所學的書本知識有效地轉化成日常生活經驗，讓學生了解身邊的化學，激發學生的興趣。

四、化學實驗翻轉課堂教學設計案例

以九年級化學第五單元課題1《質量守恒定律》為例，說明在化學實驗翻轉課堂支撐系統中翻轉課堂的教學設計過程。

(一)教學內容與目標分析

質量守恒定律是初中化學中的一個重要定律，是從定量角度研究化學變化的基本依據，是學生學習化學方程式的基礎，也是學習化學知識的重要基石[15]。該節課的教學內容包括質量守恒定律的涵義、質量守恒的原因及其應用和化學方程式的書寫。通過一系列探究活動，引導學生從量的方面去研究并得到化學反應的客觀規律，從微觀角度使學生充分理解化學反應中質量守恒的原因[16]。

通過該課題的學習，由實驗探究認識質量守恒定律，了解常見化學反應中的質量關系；從微觀角度解釋質量守恒定律并認識化學反應；培養學生嚴謹求實的科學精神；讓學生學會從定量的角度認識化學反應，認識到對于化學反應不僅僅是定性研究，還要進行定量的描述；認識反應物與生成物的質量守恒關系，從而解決實際生產、生活中的化學反應的物料等相關問題[17]。

(二)翻轉課堂教學過程設計

教學設計過程依照化學實驗翻轉課堂的過程進行，也遵循課前學習資源準備、課前自主學習、課堂活動和反饋與評價四個階段，流程圖如圖4所示。

1.課前學習資源準備

教師利用化學實驗翻轉課堂支撐系統制作學習資源包：首先，制訂實驗教學計劃，根據需要錄制微視頻片段，并查找和搜集所需資源；其次，布置學習任務單。學習任務單將資源、環境和工具按照教師設計的流程鏈組織起來，。當教師把學習資源包中的內容準備好之后，打包并上傳至服務器，學生則在電腦上下載學習資源包，進行學習。

2.課前自主學習

學生從網絡上下載學習資源包，按照學習任務單的內容進行學習，同時學生可以進入交流空間和老師或者其他同學去探討自己的實驗過程和實驗現象等等。學生學習完畢之后提交填寫好的學習任務單，完成課前學習內容。系統也自動記錄學生虛擬實驗操作過程中發生的錯誤和問題，一并提交上去。學生在學習過程中，可以到自主學習空間的其他模塊下面進行基礎知識的學習和基本技能的訓練。

3.課堂活動

在課堂上，教師帶領學生們進入真實實驗室進行實驗。教師首先簡要交代下實驗注意事項和本課的安排等內容，學生開始實驗。

通過課下的練習，學生已經基本上知道了本次實驗的內容和做法，并帶著自己學習和練習的結果，以及學習過程中遇到的一些問題進行實驗。在實驗室中，學生直接按照自己的虛擬實驗設計流程進行真實實驗，觀察真實的實驗現象，填寫實驗報告。極大地提高了學生動手實驗的動機和效率，加深了學生的印象，同時也節省了實驗知識學習和實驗準備時間，讓學生更專注于實驗操作過程和實驗結果的討論。由于安全問題(白磷燃燒有毒)，可以安排學生只進行實驗一“鐵和硫酸銅溶液反應前后質量的測定”和實驗二“碳酸鈉粉末與鹽酸反應前后質量的測定”。教師則可以隨堂檢查學生的實驗操作過程，解答學生在實驗過程中遇到的問題，同時引導學生們積極展開思考，甚至提出更好的實驗方案，并進行實際驗證。

等到大家實驗完畢之后，教師參考虛擬實驗學習系統的學情統計、交流空間和實驗課堂的情況，帶領大家討論實驗過程中遇到的問題和實驗心得等，尤其是碳酸鈉粉末與鹽酸反應前后質量的測定實驗中要考慮CO2氣體的收集問題等等，讓學生深刻理解化學實驗嚴謹和周密性。

4.反饋與評價

教師對學生的情況進行調查，并分析翻轉教學過程中的收獲和問題，以為下一次實踐提供參考。

五、總結