物理化學實驗報告范文
時間:2023-03-23 00:03:13
導語:如何才能寫好一篇物理化學實驗報告,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
實驗者: 賴凱濤、張志誠 實驗時間: 2000/4/3
氣溫: 21.6 ℃ 大氣壓: 101.2 kpa
實驗一 恒溫水浴的組裝及其性能測試
目的要求 了解恒溫水浴的構造及其構造原理,學會恒溫水浴的裝配技術; 測繪恒溫水浴的靈敏度曲線; 掌握貝克曼溫度計的調節技術和正確使用方法。 儀器與試劑 5升大燒杯 貝克曼溫度計 精密溫度計 加熱器
水銀接觸溫度計 繼電器 攪拌器 調壓變壓器
實驗步驟 3.1 實驗器材,將水銀開關、攪拌器等安裝固定。按電路圖接線并檢查。
3.2 大燒杯中注入蒸餾水。調節水銀開關至30℃左右,隨即旋緊鎖定螺絲。調調壓變壓器至220v,開動攪拌器(中速),接通繼電器電源和加熱電源,此時繼電器白燈亮,說明燒杯中的水溫尚未達到預設的30℃。一段時間后,白燈熄滅,說明水溫已達30℃,繼電器自動切斷了加熱電源。
調節貝克曼溫度計,使其在30℃水浴中的讀數約為2℃。安裝好貝克曼溫度計。關閉攪拌器。每1分鐘記錄一次貝克曼溫度計的讀數,一共記錄12個。 開動攪拌器,穩定2分鐘后再每1分鐘記錄一次貝克曼溫度計的讀數,一共記錄12個。 將調壓變壓器調至150v(降低發熱器的發熱功率),穩定5分鐘,后再每2分鐘記錄一次貝克曼溫度計的讀數,一共記錄10個。 實驗完畢,將貝克曼溫度計放回保護盒中,調調壓變壓器至0v。關閉各儀器電源并拔去電源插頭。拆除各接線。 4 實驗數據及其處理
表1 不同狀態下恒溫水浴的溫度變化,℃
220v,不攪拌
4.170
4.130
4.080
4.030
4.010
4.070
4.160
4.155
4.150
4.130
4.115
4.095
4.070
4.055
4.030
4.010
220v,攪拌
4.540
4.620
4.610
4.570
4.510
4.465
4.420
4.370
4.320
4.270
4.220
4.180
4.130
4.090
4.740
4.940
150v,攪拌
4.810
4.680
4.610
4.510
4.410
4.315
4.225
4.130
4.440
4.680
4.580
4.490
4.390
4.320
4.230
4.140
圖1 不同狀態下恒溫水浴的靈敏度曲線
篇2
關鍵詞:物理化學實驗 網絡教學平臺 在線考試系統
文章編號:1008-0546(2013)03-025-02 中圖分類號:O6-39 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.010
物理化學實驗原理復雜,實驗涉及大量中小型儀器,通過測定研究體系某些物理參數的變化,反映化學變化規律或求出與之相關的物理參數。與其他的化學實驗相比更能體現實驗與理論的緊密聯系。傳統的物理化學實驗教學資料主要是實驗教材,學生只能通過課前預習教材和課上教師講解來了解實驗原理、儀器的使用及操作步驟。移動上網設備的迅速普及必然推進信息技術與教育的整合向更深層次發展。為了逐步實現物理化學實驗教學水平的現代化,我們對物理化學實驗方法進行了一系列的改革和探索。
一、充實現代化教學資源,建設課程網站,實現資源共享
1.建設課程網站,實現資源共享的必要性
目前各類移動終端在校園的迅速普及使大學生接觸網絡變得輕而易舉。王自然等對濟南的三所不同層次高校的700名學生問卷調查,結果顯示有71.4% 的學生已經擁有電腦,其中 68.7%為筆記本電腦[1]。此外,手機上網在大學校園內也成為普遍現象,盛紅勇等抽樣調查了某校的172名學生,被調查學生中每天使用手機上網的有81人,占調查對象的47.1%;經常使用手機上網的有66人,占38.4%;而不使用手機上網的只有1人[2]。這些事實表明網絡已經成為高校學生生活中不可缺少的一部分,因此網絡完全可以成為學生獲得知識的重要途徑。要使網絡學習途徑真正有效就必須充實、優化數字化教學資源,建設課程網站,實現資源的網絡共享,使優秀的教學資源觸手可得。
對于物理化學實驗來說,優秀的網絡資源可以有目的有方法地引導學生有效地學習,使學生不受時間和地域的限制,及時了解實驗的具體內容,操作方法和注意事項等信息,可以提高學生預習效率和預習效果。在實驗過程中,共享的網絡資源可以有效地輔助教學,提高學生的自學能力同時減輕教師輔導答疑的壓力。實驗結束后,網絡資源可以指導學生處理實驗數據。因此建設課程網站,實現教學資源共享具有非常重要的意義。
2.我校物理化學實驗網絡資源的建設現狀
為實現教學資源共享,我們依托校園網建立物理化學課程網站,其中包含了物理化學實驗的資源平臺,http://202.118.167.91/dahua/kcsz/wlhxgg/syjx.asp?typeid=44&BigClassid=118&smallclassID=276。如圖1所示,該平臺中包括教學大綱、電子教案、實驗技術、實驗課件、實驗測試系統、實驗報告上傳6個欄目。教學大綱及電子教案可以反映物理化學實驗課程的教學目的和教學重點。實驗技術部分介紹了物理化學實驗過程中所涉及的一些常用技術和方法,包括測溫技術、測壓技術和電化學方法等。實驗課件是我們重點開發的部分[3],其中包含6個實驗教學內容,在實驗課件的網頁上可以點擊課件圖標觀看課件具體內容。每個實驗內容下都包括實驗目的與原理、實驗主要儀器、實驗演示、數據處理、注意事項和習題及討論6個方面。實驗演示包含整個實驗操作流程的錄像視頻及配音,旁邊附有文字說明。對一些無法直接拍到的實驗現象,視頻中插入了動畫加以說明。數據處理部分除了介紹傳統的手工作圖法以外還提供利用軟件進行數據處理和作圖的向導。實驗報告上傳部分給每個學生提供登錄名和密碼,學生可以登錄后在網上提交實驗報告。
二、利用數字化資源改進教學過程的方式和方法
1. 實驗預習方式的改革
傳統的實驗預習方式是要求學生參考教材寫實驗報告。由于物理化學實驗主要是應用一些中小型儀器來測試研究體系一些參數的變化,而教材對儀器的介紹很難使學生真正掌握儀器的具體操作技巧。即使學生認真地書寫實驗報告,也無法直接使用儀器操作,需要指導教師花費大量時間去詳細的講解儀器使用方法。從2004年開始,我校物理化學實驗室配置電腦,安裝了自己研發的物理化學實驗課件,課件演示的實驗儀器與學生上課所用儀器完全一致。學生上課前進入實驗室,會主動打開電腦觀看操作視頻,熟悉儀器的使用方法,預習效果比單純地寫實驗報告好。物理化學實驗課件在網上實驗共享之后,學生在上課之前就可以登錄互聯網觀看課件進行預習。預習方法的改革收到了良好的效果,主要表現在指導教師不需詳細講解操作步驟,學生就可以進行操作。
2. 教學過程中指導實驗方式的改革
由于實驗儀器數量的限制,每次上課指導教師需要講解兩個實驗內容,在沒有各種數字化資源以前,1個指導教師控制30人左右的課堂,經常是匆忙的填鴨式講解,不但教師疲憊不堪,而且學生對知識和技能的掌握情況欠佳,實驗失誤率較高。建設數字化資源以后,學生課前預習效果較好,指導教師無需詳細講解儀器操作。增加了提問的教學環節,學生向教師提問關于實驗中相關問題,之后是教師向學生補充提問,把實驗中知識和技能的要點傳授給學生,這個環節能針對學生的共同問題進行釋疑,也可以加深對實驗重點、難點及注意事項的了解。實驗過程中,學生遇到問題,除了請教指導教師外,還可以參考多媒體課件,減少了因指導教師忙,疑難問題不能及時解決的情況。在多媒體課件的輔助下,學生的操作時間變得充裕,問題解決得更加及時,實驗失誤率降低,主要表現在學生能在規定時間內順利完成實驗內容,得到比較可靠的數據。
3. 實驗報告內容和提交方式的改革
與其他的化學實驗相比,物理化學實驗的數據處理更加繁瑣。傳統的實驗報告中的數據處理內容,是學生把實驗數據整理在表格中,然后用坐標紙作圖求出最后結論。制作實驗多媒體課件后,我們實驗教學的第一次課都設為計算機課,主要講授物理化學實驗數據處理的方法,包括手工作圖法和計算機軟件處理法。我們所傳授的軟件是excel和origin,利用軟件進行數據處理不但速度快而且準確性高。除了課堂學習,學生課下還可以通過互聯網觀看實驗多媒體課件,解決數據處理過程中所遇到的問題。雖然在數據處理的方法選擇上,教師不做明確規定,讓學生自由選擇,而實踐證明,學生幾乎全部用計算機軟件處理數據。為了方便學生,實驗報告的提交,可以是紙質版也可以登錄課程網站提交電子版。
三、利用在線考試系統改革實驗考試的方式和方法
我校對學生的實驗考核內容包括理論考核和操作考核,原來理論考核部分是學生以抽簽的方式確定紙質版的考試題進行解答,這種考察方式需要多個教師配合監督學生,還要進行試題批閱。為了減少組織考試所用的時間,我們開發了物理化學實驗在線考試系統[4]。在線考試過程由定制試卷、分配試卷以及批改試卷三個模塊完成。定制試卷模塊可以設定試卷的題型、題型的難度、每題分數,然后系統根據要求自動組卷,系統一次可以組出 1~15 套同一題型難度的試卷。通過分配試卷模塊,教師可以指定考試的日期、開始考試的時間、考試時長,并從組好的試卷中隨機選擇幾套作為考試所用試卷。考試過程中,教師可以根據學生所坐的位置在線分配試題,確保每列學生所做的試題不同,學生需要輸入自己的學號進行登錄。考試結束后,客觀題系統會直接批改并給出成績,主觀題需要教師在批改試卷模塊中手動批改。通過在線考試系統的輔助,節省了大量組織考試及閱卷的時間,同時也增大了考核內容的覆蓋面。
綜上,隨著移動上網設備的迅速發展,網絡在人們生活中的普及程度發生了重大變革,而且這種變革的程度還在不斷加深。在這樣的大環境下,我校積極建設物理化學實驗課的網絡輔助教學體系,包括網絡教學平臺和在線考試系統。實踐證明,網絡教學平臺中的數字化資源和在線考試系統都在教學中發揮了重要作用。隨著網絡普及程度的進一步加深,我校物理化學實驗課的網絡輔助教學體系必將發揮更重要的作用。另一方面,如果要保持或進一步發揮網絡的輔助教學作用,網絡教學資源就需要不斷完善和更新,這項工作隨著知識和技術水平的發展永遠不會有盡頭。
參考文獻
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篇3
[關鍵詞]物理化學實驗;化學生物學;教學質量
物理化學實驗是化學生物學專業學生的一門基礎實驗課,該課程綜合了化學領域中各分支所需的研究工具和方法。通過培養學生掌握物理化學實驗的方法和技能、常用儀器的使用、正確記錄實驗數據和現象以及歸納處理實驗數據和分析實驗結果的能力,可以加深對物理化學原理和概念的理解,提高學生科學思維以及綜合解決實際問題的能力。因此,物理化學實驗在培養學生能力上具有特殊意義。但目前,我院化學生物學專業的物理化學實驗教學還不能完全適應化學生物學專業的需要,因此對原有的實驗教學進行改革變得尤為迫切和重要。
1化學生物學專業物理化學實驗教學中存在的問題
1.1實驗內容不能滿足專業需要
現行實驗內容由于受普通化學專業的影響,偏重于基礎的知識和技能的訓練,而忽視了化學生物學專業的內在需要與聯系,實驗內容和方法相對老化,沒有及時跟上新技術、新方法在化學生物學中的應用,學生學習的物理化學實驗內容不能完全滿足今后工作的需要。另外,有些實驗內容陳舊,反映不出學科的發展現狀及學科前沿,有些實驗過于簡單,不利于培養學生的動手能力和綜合分析問題的思維能力。
1.2教學模式陳舊
實驗教材中驗證性實驗內容較多,這部分實驗內容的選擇、方案設計以及操作步等方面的工作均由實驗教師包辦或指定完成,學生按照教師安排完成實驗,缺乏科學思維的訓練和創造性的激勵,從而造成學生在實驗中缺乏主動性,其獨立思考能力不能有效發揮,且動手能力、分析問題和解決問題的能力得不到有效鍛煉。
1.3物理化學實驗數據處理還停留在手工處理階段
物理化學實驗的數據處理經常會涉及到作曲線、作切線、線性擬合、求斜率和截距等問題,學生往往是在坐標紙上手工作圖,得出結果。這樣既會引入較大的人為誤差,又要花費大量時間。很顯然學生僅僅只會手工處理實驗數據,已不符合時展的要求,而應輔以電腦軟件對實驗數據進行處理。但是,如果所有數據都通過電腦軟件處理,學生又沒能掌握手工處理數據的方法和技巧,這在實驗技能上也是一大缺陷,因此,學生應既會手工處理也會用電腦軟件處理實驗數據。
2化學生物學專業物理化學實驗教學改革探索
2.1結合專業特點,優化實驗內容
物理化學實驗內容的設置要結合化學生物學專業的特點,對傳統的實驗內容作出適當的篩選。首先,實驗內容應與化學生物學理論知識接軌,例如,物理化學實驗中的表面化學、膠體化學等內容與化學生物學的理論基礎結合緊密,可以選擇“最大氣泡壓力法測表面張力”、“電泳法測定膠體的電動電位”等實驗內容。另外,教學模式上應強調以學生為主體,通過開設設計性實驗培養學生的創新能力,如將“固體藥片燃燒熱的測定”作為設計性實驗,讓學生在查閱資料的基礎上,結合所學的理論知識以及實驗方法和技能制定出實驗方案、開展實驗、得出結果,并提交實驗報告或小論文,進一步激發學生的思維和創新能力。
2.2利用電腦軟件對實驗數據進行處理
物理化學實驗的數據處理較為復雜。利用計算機軟件處理實驗數據既可以提高工作效率,又能獲得更為準確的實驗結果。比如,學生在進行“燃燒熱的測定”、“乙酸乙酯皂化反應速率的測定”以及“最大氣泡壓力法測表面張力”等實驗時可以利用Excel、Matlab、Origin等軟件處理實驗處理數據并作圖,得出較準確的實驗結論。另一方面,如果學生能熟練掌握這些軟件的使用方法,還可以為今后進行數據分析或從事科研工作打下良好基礎。當然,學生在掌握用電腦軟件處理數據的同時也應熟悉手工處理數據的技術方法,將二者有機結合,得到全面發展。
2.3開設開放性、創新性實驗
根據實驗教學安排,可以利用一定時間設置開放性和創新性實驗。學生在進行開放性和創新性實驗時,通過查閱文獻資料、設計實驗方案、在教師的協助下開展實驗研究、撰寫小型科研論文等系列工作,可以提高科學思維能力并培養初步的科學研究能力。
2.4改進實驗考核評價體系
實驗課程的考核方法對保證實驗課程質量,提高學生的動手能力、培養實驗研究的科學態度、增強分析解決問題能力非常重要[2]。我院的物理化學實驗考核評價體系由實驗報告成績和期末考試成績兩部分組成。雖然期末考核在一定程度上可以加強學生對實驗教學的重視程度,促使學生注意在實驗基礎理論和實驗技能方面的積累,但把學生的實驗報告成績定為學生的平時成績有一定的局限性,會造成有一些學生不求甚解、互相抄襲或蒙混過關。因此,平時成績應分配到實驗過程的各個階段,如實驗預習、實驗操作、實驗衛生、實驗報告等多方面,進行綜合評分。以上方法經過多年的教學實踐,學生們普遍反映記憶效果良好,避免了死記硬背的困難,而且不易忘記,大大提高了他們的學習積極性,取得良好的學習效果。
參考文獻
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篇4
關鍵詞:應用技術型大學;物理化學實驗;教學
伴隨著經濟的發展、時代的進步,應用技術型本科院校建設正在如火如荼的前行著。此種類型院校的建設,依然以教學為主,面向應用,突出創新,強化實踐。以營口理工學院化學與材料工程系為例,在各專業修定人才培養方案過程中,結合營口融入“一帶一路”的國家戰略和遼寧沿海經濟帶的經濟發展戰略,注重理論與實踐相結合[1]。由精英式人才教育向應用型、技能型人才教育轉變,在整個轉變的過程中逐漸形成一種新的高等教育模式。在地方本科院校的教育結構中,實驗室相對其他來說是比重極大并且具有獨特優勢的教育資源。而在各類實驗中,物理化學實驗在基礎理論教學中,扮演著尤為重要的角色[2]。它對于化學相關理論的學習有著承上啟下的樞紐作用,學生在進行物理化學實驗學習時,即可以對無機化學實驗、有機化學實驗、分析化學實驗等進行綜合應用,又可為以后的專業實驗學習奠定基礎,學習過程中也初步培養了學生的邏輯思維、動手操作能力以及創新意識和綜合素質。
1優化實驗內容,提高學生實驗興趣
物理化學實驗基本原理,蘊含著豐富的理論知識內容,若依據教材將原理詳細講授,必然會使學生的實驗時間縮短,并且在開篇就有長時間的理論知識講授,也會使學生產生理論知識轉移上課地點的錯覺,甚至對實驗還未開始便已產生了厭煩、抵觸的心理,從而影響實驗效果,不能較好的完成實驗課程的培養目標。在營口理工學院化學與材料工程系課程設置中,物理化學實驗是應用化學、化學工程與工藝、材料科學與工程、無機非金屬材料工程等專業必修課程中一門重要的基礎課,它不僅培養學生對精密實驗儀器的使用、實驗數據的處理以及對實驗結果進行討論與分析的綜合能力,這些獨特的學科特點也決定了物理化學實驗在應用型本科院校人才培養中的重要地位。在實驗內容設計上,我們學院教師以服務地方經濟發展為指導思想,針對應用型院校各專業的培養目標,結合學生的實際情況編寫教材。優化實驗內容,使物理化學理論知識與實驗內容有效的結合起來;合理安排上課時間,保證實驗內容要晚于相關物理化學理論知識的學習。從而在物理化學實驗課上精簡實驗原理的講解,使學生實驗開始于興趣的保鮮期。學生在較好的掌握了理論知識的基礎上,進行實驗操作與探討,避免學生照方抓藥,盲目的實驗。例如,在單一組分體系中,物質的廣度性質可以直接加和[3]。在多組分體系中,物質廣度性質的變化,并不能簡單地加和,而是有著復雜的變化。學生對此總是充滿了困惑,特別是對多組分體系的廣義性質如何定量與定性,充滿了好奇。偏摩爾性質這一概念的引入,可以較好的解決這個問題,并且可以激發學生深入探究的興趣。學生在學完理論知識后,帶著知識與曾有的困惑,設計實驗過程。在實驗準備過程中,提供氯化鈉(分析純),無水乙醇(分析純)做待測物質,每個班級可以自選待測樣品,設計實驗。學生通過網絡與教材相關的理論知識,做好實驗過程的處理,提煉出整個實驗步驟以及注意事項。在教師的宏觀控制下,整個實驗過程中,不僅培養了學生運用具體物質進一步理解抽象概念的思想方法,而且培養了學生的科研探索能力以及團隊合作精神。既可以達起到理論指導實踐的作用,又有利于培養學生的思維能力,激發學生的實驗興趣與學習的能動性,同時也可以使學生將理論知識在實驗中得到消化理解。不僅加深了對理論知識的理解,也提高了學生的實驗熱情,為以后的科研以及工作打下良好的基礎。
2優化教學方式,提高教學效果
有人說,一個人的成功,智商是基礎,情商是關鍵。在現代的教育中,不僅僅要注重學生知識技能的培養,更要注重學生情商的培養。隨著經濟技術的發展,實驗教學設備的更新也緊跟時代的步伐。物理化學實驗主要是應用精密的實驗設備運用物理的方法,來探討和驗證化學性質和化學反應規律的一門科學。我們結合物理化學課程教學內容,安排相應的實驗順序,由易入難。結合物理化學實驗教學內容,采用以問題為基礎的教學方法[4]。在教學實施中,要求學生在課前進行預習,準備好實驗過程中數據記錄表格,了解整個過程中所需儀器、藥品;教學過程中,實驗教師明確教學目的,以教學內容為基礎,以物理化學課程教學知識為先導,根據不同專業的課程安排,對相應實驗題目有針對性的進行提問。在提問過程中,教師要把握好問題的難度與廣度,明確學生需要掌握的知識、操作技能。教師在問題的設置與解說過程中,有意識的將學科發展的前沿與應用向學生展示介紹,讓學生感受科技成果在實際應用中的價值,真正的揭開理論與實踐相結合的神秘面紗,激發起學生學習、研究與應用的興趣,由被動學習向主動學習發展,從而提高學習效果。同時,以教學內容為培養紐帶,通過具有時代特色與應用價值的教學方式、教學內容,能夠直接觸及學生內心深處,使學生在物理化學實驗操作過程中,產生情感的變化,從而達到情商的培養。伴隨著網絡技術的發展,網絡信息與網絡平臺的充實與豐富,也有了教育信息化。因此改革傳統教育方法,應用現代教學技術手段也成了應用技術型大學實驗教學的發展趨勢。以本學院為例,各個基礎化學實驗室均配備多媒體教學設備。針對物理化學實驗教學,在教學過程中可以采取微課、微視頻等教學方法,將事先錄制好,或者網絡中影響力大的學校相對應的教學視頻,放到學院的公共資源平臺中,一方面,可以讓學生在課前預習中直觀、全面的看到實驗儀器的使用,以及規范的實驗操作。減少學生在課堂實際操作中,實驗的失敗、藥品的浪費、玻璃儀器的破損以及因為使用不當造成實驗儀器的損壞情況。另一方面,可以通過直觀的視頻、圖片等,激發學生學習的“饑渴”感,從而提高學生的學習興趣與親自動手操作的欲望。將有限的課堂進行無限的延伸,增強實驗教學的效果。
3優化考核方式,提高學生整體能動性
營口理工學院是一所新成立的地方本科院校,學院的知名度、影響力雖然在逐步提升,但學生綜合素質相對要省內重點院校相對要弱一些,學生的自我控制能力以及學生的自學能力水平有限,因此教師依然是教學的主體。以往的期末考核,主要以實驗報告為準則,這樣導致了學生對實驗結果的過分關注。而實驗的分組操作行為,也會引起學生實驗過程敷衍、報告抄襲的嫌疑。并且這種單一考核方式對學生的實驗操作技能不能起到良好的引導和督促。因此,優化實驗的考核方式是很有必要的。為了全面發揮學生學習的主觀能動性,達到本門課程的培養目標。考核方式采用如下模式:出勤+預習+實驗操作+實驗記錄+實驗報告+衛生。出勤,不僅培養學生時間觀念,也培養學生的組織紀律性。預習,體現學生個體差異性,從而優化教學資源,因材施教。實驗操作,是完成實驗教學的基本保證,而嚴肅認真的態度是實驗成功與提高實驗質量的一個重要保證。因此在實驗過程中,要求學生認真對待實驗儀器的組裝、操作的規范化,通過學生間的互動、互補、互助培養學生的合作能力,增強學生的集體榮譽感意識。任何一門科學探究都少不了對現象以及數據的記錄,化學實驗,由于現象的千變萬化、數據的繁雜,實驗記錄顯得尤為重要。干凈整齊的實驗記錄,是實驗后續數據處理、實驗過程歸納總結的必要條件。因此實驗記錄的考核,一是讓學生敢于面對真實的實驗結果,學會記錄數據、現象,尊重客觀科學實驗事實,重在思考產生不同現象、數據的原因,形成初步的獨立思考能力;二是培養學生初步科學探索的基本習慣,為以后進一步深造打好基礎,從而培養學生嚴謹的科學態度。實驗報告,是學生實驗結果后續整理的一次重現,也是學生整個實驗過程的縮影。通過整理實驗報告,學會分析問題、處理問題的能力,從而養成歸納、總結的良好習慣。衛生,既可以考察學生的操作是否規范,又可以考察學生對實驗結束后儀器的擺放是否歸回原位,從而培養學生良好的實驗習慣。從部分到整體,從整體到部分對實驗成績做了綜合評價,既培養了學生的動手能力、組織合作能力,又使學生能夠理論聯系實際,深化對理論知識的理解。從而為學生繼續深造以及步入工作打下良好的基礎。綜上所述,以應用技術型大學—營口理工學院化學與材料工程系物理化學實驗課程為基礎,對實驗教學方式、內容以及考核方式進行了探討。隨著實踐比例的增加,實驗課程的重要性逐步提高,也促使教師不斷完善、充實自我,積極探索實驗教學的新思路、新方法,提高物理化學實驗教學質量,以適應新時期—應用技術型大學對人才的要求,以及學院的發展。
參考文獻
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篇5
關鍵詞: 物理化學實驗;三位一體;仿真實驗;培養模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)17-0268-02
0 引言
本課題依托江南大學三大優質教學資源:一、江蘇省精品教材《物理化學實驗》——鄭秋容、顧文秀主編,二、物理化學仿真實驗平臺——鄭秋容、趙泳主編,三、江蘇省實驗示范中心——江南大學化學實驗中心。采用三位一體的物理化學實驗教學模式,取得了良好實驗的教學效果。
1 本課題的標志性成果
本課題經兩年的建設已全面超額完成預定目標,主要標志性成果如下:
1.1 “物理化學仿真實驗”榮獲第十二屆全國多媒體課件大賽一等獎。
1.2 在2012年江蘇省化學化工競賽中榮獲一個二等獎,二個三等獎的可喜成績。
1.3 我校已有二屆七十多個班級,二千多名學生,八個專業采用三位一體的培養模式。
1.4 自2011年至今物理化學仿真實驗平臺已有近三萬次點擊量。通過對仿真平臺的預習減少了學生實驗誤操作的幾率,學生實驗的一次成功率達到95%以上,完成實驗的時間平均縮短15%左右,實驗報告的撰寫質量大為提高。
2 本課題的主要特色和優勢
化學是一門以實驗為基礎的科學,正如波義耳所說,“沒有實驗任何新的東西都不能深知”。而且物理化學實驗又是難度較大的一門實驗課程,有些實驗現象或實驗設備單純靠書本的描述難于表達清楚,學生對實驗的操作及實驗過后的數據處理都有一定的難度。因此有必要實行三位一體的立體培養模式
2.1 傳統的物理化學實驗教學模式與三位一體實驗教學模式的比較
2.1.1 傳統的物理化學實驗教學模式 傳統的物理化學實驗通常由三步驟構成:一、實驗預習——通過閱讀實驗教材寫出實驗預習提綱;二、進入實驗室后聽教師講解;三、動手做實驗。
然而,實驗教材通常是平面的、靜態的、枯燥的。難以提起學生的興趣,所以有的學生對于預習往往抄抄實驗目的、實驗原理、實驗步驟應付了事。所以進入實驗室對即將要做的實驗還是稀里糊涂。因此教師不得不將如何完成實驗從頭到尾講一遍。而且隨著招生規模的擴大班級的增多,實驗室和教師的緊缺的矛盾已經日益突出,并且由于實驗學時壓縮而帶來課時不足的問題也已顯現,同學中往往存在糊里糊涂完成實驗的現象,對其實驗技能及綜合素質的提高極其有限。
2.1.2 三位一體的實驗教學模式 三位一體的培養模式即:一、對教材的認真預習;二、訪問江南大學網上物理化學仿真實驗平臺,進行仿真模擬實驗操作;三、進入江蘇省實驗示范中心——江南大學化學實驗中心在教師的指導下認真完成實驗;四、課后悉心完成實驗報告。也就是說,本課題在傳統的實驗預習中增加了實驗仿真操作這一步驟,通過實驗教學模式的改革,強化學生基本理論和基本操作的訓練,旨在全面提高學生的物理化學實驗能力,并在培養學生的學習興趣、科學思維能力、探索精神和創新精神等方面進行積極的探索。
2.2 三位一體的實驗教學模式各元素的特色
2.2.1 江蘇省精品教材《物理化學實驗》——鄭秋容、顧文秀主編,教材全面準確地闡述本學科先進理論與概念,充分吸收本學科國內外前沿研究成果,科學系統地歸納本學科知識點的相互聯系與發展規律,反映輕工專業的特點。本教材的優點如下:
內容新穎;儀器先進;實驗體系綠色環保;傳統與現代相結合;教材編寫層次分明,條理清楚;文字規范,語言流暢;圖表準確,配合恰當;計量單位,符合標準。注重素質教育,具有啟發性,能夠激發學生學習興趣。實際使用效果良好,深受師生廣泛好評,有效提高了教學質量,有利于培養學生分析問題和解決問題的能力、有利于培養學生的實踐能力和創新能力。
2.2.2 仿真實驗平臺特色 本平臺是一款超越時空,突破儀器藥品限制的自主學習型仿真實驗平臺。課件是以鄭秋容、顧文秀主編的江蘇省精品教材為藍本,由江南大學和弘成科技發展有限公司開發制作而成。課件的主要特點如下:
具有時效性、前瞻性;知識內容范圍完整;知識體系結構合理;教學目標清晰、定位準確、表述規范;仿真實驗通過計算機把實驗設備、教學內容、教師指導和學生的操作有機地融合為一體,形成了一部活的、可操作的物理化學實驗教科書,擴大了物理化學實驗的空間,打破了教與學、理論與實踐、課內與課外的界限。
重點難點突出;啟發引導性強;符合認知規律;有利于激發學生主動學習。自2011年至今已有近三萬次點擊量。通過對仿真平臺的訪問減少了學生實驗誤操作的幾率,學生實驗的成功率達到95%以上;完成實驗的時間平均縮短15%左右;實驗報告的撰寫質量大為提高。
仿真平臺具有很好的人機交互性,突破時空的限制:仿真實驗平臺讓學生只要有網絡的地方就能進行實驗預習及仿真操作,走出實驗室以后還可以通過仿真實驗進行重現,復習鞏固,可以實現無限多次的重復,直到學生掌握該實驗為止。對實驗教學起到強化的作用,對培養學生的學習興趣、科學思維能力、探索精神和創新精神等方面也起到積極的影響。
界面友好,“無師自通”,每一步仿真操作都有直觀準確的提示。
仿真實驗平臺不但有仿真操作,還有報告的撰寫,詳盡的數據處理演示,如鏡面法做切線的方法;坐標軸的選取;數據點的描繪及取舍;斜率的求算等方法的介紹。主要體現在學生的收獲大了,印象深了。實驗變得易于理解、易于掌握了。數據處理方便了。實踐證明仿真軟件是實驗教學的有益補充。
2.2.3 依托江蘇省實驗教學示范中心,整合資源,實現教學資源的綜合利用與共享 物理化學實驗屬于化學化工實驗教學示范中心,該中心于2005年9月通過江蘇教育廳組織的高等學校基礎課實驗教學示范中心建設點建設方案的評審,2005年10月經江蘇省教育廳批準正式立項建設。2006年中心整體搬遷至蠡湖新校區化工大樓中,實驗室面積7千余平方米,實驗教學環境優良。依托我院江蘇省化學化工實驗教學示范中心,實現教學資源的綜合利用與共享,此平臺上為三位一體的立體化教學模式、為創新型人才的培養提供了硬件平臺保障。
3 結語
三位一體的實驗教學模式,符合人的認知規律:實踐——認識——再實踐——再認識。實踐證明:三位一體的實驗教學模式化難為易、化繁為簡、化靜為動、化平面為立體、將實驗書上靜態的、平面的實驗儀器立體化、動態化;將抽象難以理解的實驗現象通過仿真實驗操作一目了然地展示在學生面前;降低了實驗操作難度激發了學生主動探究性學習的興趣。通過三位一體的實驗教學模式,學生更容易理解和掌握復雜儀器的結構、原理和操作,減少了學生誤操作的幾率,提高了學生的預習效果和實驗的教學質量,取得了良好實驗的教學效果。
參考文獻:
[1]鄭秋容,顧文秀等.物理化學實驗[M].北京:中國紡織出版社,2010.
[2]復旦大學等.物理化學實驗[M].北京:高等教育出版社,2004.
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一、根據科技發展,更新教學內容
物理化學作為基礎理論課,其內容相對比較穩定,但科技日新月異的發展,給物理化學注入了新的生命力,初步從宏觀到微觀,從平衡態到非平衡態的越來越成為熱點。因此,我們在教學中除把物理化學中的經典理論、經典技術講授給學生之外,還需讓他們了解學科動向,吸收現代科學發展的新成果。如在介紹熵函數時,除把物理化學中的經典熵概念介紹給學生外,還可以把信息熵,管理熵等現代熵理論及其應用介紹給學生,既提高學生興趣,又提升學生學以致用、理論聯系實際的應用能力,避免概念的抽象乏味。
二、理清思路,抓住重點
物理化學雖概念多,公式多,但內部間卻存在著密切聯系,如果教師能幫學生理清學習思路,使學生能夠抓住其中的主線,學生學習起來就有層次多了。物理化學的理論邏輯性強,教師教學時可在講解每一章前,先告知學生研究的思路和內容間的聯系。在講到一定階段時,注重各章直接的聯系。比如說物理化學在介紹完熱力學第一定律和第二定律之后,分別側重熱的計算和熵變的計算,而所研究的過程和思路卻是一致的,都首先介紹單純變化過程,之后是相變化,最后是化學變化。再理清熱和熵變之間的關系,那么掌握和理解這兩個章節的公式和計算就不再困難。
三、注重實驗環節的改革
物理化學實驗在我院是附屬于物理化學課程教學的。物理化學實驗與前面所學的無機化學實驗和有機化學實驗存在重要的不同。它實驗設備比較大,操作時間長,數據后處理與作圖繁鎖,所以物理化學實驗對培養學生的動手能力與分析處理數據能力起著非常重要的作用。因此我們要注重物理化學實驗的改革。
1.加強學生課前預習。因物理化學實驗時間久,測試數據多,內容復雜,所以加強實驗前的預習,是順利做好實驗的關鍵之一。針對此種情況,我們給學生分組,開出任務清單,要學生知道所用儀器,了解實驗原理,弄清操作步驟,實驗前對學生進行提問,回答合格者方可進行實驗。避免了學生課前不預習而導致實驗失敗的情況。從效果上看,既減少了教師講學生不認真聽的壞習慣,又提高了實驗的成功率,讓學生改正了做試驗報告不明層次、不進行數據處理的毛病。
2.改善考核機制。物理化學每個實驗都作為期末考試成績的一部分,從課前預習,到操作,數據,態度,實驗報告和實驗后答辯,這也就是說,期末考試成績并非單純的一紙考卷的終結性成績,而是學生在學習過程中自己不斷形成的。
3.建立實驗基礎平臺,實施因專業施教的模式。隨著學科專業數量與規模的不斷發展,物理化學實驗面向全院8個不同專業的學生開出,現有的物理化學實驗項目數已完全不能滿__足各學科專業的具體要求。在建立物理化學實驗平臺的基礎上,對實驗教學的內容需要重新補充、及時更新,根據不同學科專業的特點與需求,各專業的物理化學實驗教學內容應該有自己的側重點,在實驗項目選擇上,實行“基礎平臺+專業特點”的施教模式,為各專業學生以后學習專業知識和從事專業實驗打下堅實的基礎。同時,積極探討采用“必做實驗(80%)+自選實驗(20%)”相結合的形式,增加實驗安排的透明度,實行因材施教,從而提高學生參與的主動性,培養學生學習的興趣,并從整個學院角度考慮,結合其它實驗課的條件,為實現實驗室全面開放提供實驗基礎。因此,有針對性地增加實驗項目,是因專業施教的需要,也是學生主動學習的需要,是實驗室實現全面開放的需要,是提高實驗教學相對性和教學質量的重要因素之一。
篇7
研究生的培養一般都是導師負責制,不少導師同時也是物理化學實驗的任課教師,物理化學實驗教學需要的研究生助教,導師推薦后就可直接到物理化學實驗課程組報名。另外,助教招聘信息可同時在校園網和學院告示欄張貼。多途徑公告助教招聘信息,使信息透明化。通過個人申報、審核、試講、操作測試等程序,最終擇優確定助教人選,既保證了擇優錄用,又使公平性得到保障。
二、加強研究生對助教的認識
一方面,加強研究生助教的宣傳,使研究生對助教工作有充分的認識;另一方面,合理安排物理化學實驗時間,讓研究生盡量減少因參與助教而給科研帶來的影響,同時給以合理的勞務費。多方面吸引優秀的有責任心的研究生來參與物理化學實驗教學。
三、嚴格助教崗前培訓,規范操作
研究生助教作為“準教師”,是當前教師隊伍中的生力軍。研究生助教的質量直接影響到物理化學實驗課的教學質量,對助教進行系統嚴格的培訓是保證教學質量的一個關鍵環節。研究生助教的教學經驗不足是個事實,為彌補這個缺陷,只能盡可能調動助教的積極性,加強培訓力度,盡量減少負面影響,將助教培訓的工作例行化、制度化[8]。為此,廈門大學物理化學實驗課程組的做法是:前一個學期的后半學期就做好接下來這個學期的助教招聘工作,讓研究生助教與本科生一起隨堂聽講若干次,再利用實驗室空余時間獨立做實驗兩遍以上,掌握操作規程,反復練習,做到正確理解并熟練掌握操作要點,了解實驗中可能出現的問題及其解決辦法,進而撰寫實驗報告,確保完全規范掌握所要承擔的每個實驗。學期初,研究生助教集中進行試講和考核,由經驗豐富的實驗課老師把關。實驗備課不通過或考核不通過者限期重新認真備課,經復查通過者才能上崗。
四、引導研究生助教重視實驗教學
歷屆研究生培養方案,都把教學實踐環節列為研究生培養的必修環節。研究生助教便是這個實踐環節的一個體現,為研究生創新能力的培養提供了一個良好的發展平臺。研究生兼任助教工作有利于提高研究生嚴謹、求實的素質,并通過“教學”環節,鞏固所學,自我教育。為了避免研究生助教只是把實驗課當作任務來完成,物理化學實驗教學中注重引導研究生助教,實踐不僅僅是為了獲取學分,更可以提高交流表達能力和實驗操作能力,為科研和以后的工作奠定很好的基礎[9],是自我提升的一個很好的機會。所以研究生助教要增強責任感,明確自己的職責和任務,投入足夠的精力,與本科生建立“師生”感情,通過各方面的努力,提高實驗教學質量。
五、健全考核制度
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關鍵詞: 化學專業 物理化學實驗 教學改革
實驗是化學專業重要的實踐課程,是傳授知識和技能、訓練科學方法和思維、培養科學精神和品德、全面實施素質教育最有效的形式之一”[1]。物理化學實驗是化學專業一門理論和實踐性很強的基礎訓練課程,和化學的其它實驗課程不同的是,它更注重于定量地解釋化學過程的規律,所采用的實驗方法更是多種多樣,涉及到熱、電、光、聲、磁等物理方面的內容較多。為使學生在頭腦中架起一座物理現象和化學現象及其規律緊密相連的橋梁,并能靈活地運用所學知識和操作技能去解決問題,物理化學實驗的教學常常起到舉足輕重的作用。長期以來,物理化學實驗課程獨立開設,對化學專業學生素質的培養和教育有著重要作用。隨著高等教育從精英教育轉變為大眾化教育,結合大眾化教育的實際情況進行物理化學實驗課程的教學改革十分必要。
1.修訂教學大綱,深化實驗教學改革
實驗課程教學大綱是進行實驗課程教學的基本依據,它可以達到學內容、規范教學過程等作用,是教師進行教學的指導性文件,是課程改革和建設的具體體現,根據大眾化教育和強化素質教育的需要,以及物理化學實驗教學的基本要求,我們對物理化學實驗教學大綱進行了修訂,在修訂過程中注意到實驗項目選定的合理性和對學生能力培養的全面性,根據物理化學中熱力學、動力學、電化學、膠體與表面及結構化學等不同方向,選擇了對培養學生能力有利、對掌握實驗方法有利的經典實驗,刪去了一些內容單一的驗證性實驗,同時選擇了部分內容新穎的綜合實驗作為開放實驗項目。
2.實驗教學的組織實施
有了一個符合培養目標和教學基本要求的課程教學大綱,是完成實驗教學任務的一個良好的開端。要使學生的能力得到有效的培養,素質得到全面的提高,實驗教學的組織和實施是關鍵,為此,我們實行了實驗課程負責人制,物理化學實驗課程教學小組的工作在課程負責人的領導下進行,課程的組織和實施由課程負責人全面負責,課程的教學要求、進度、學生的分組、課程考核等均在實驗課程負責人的職責范圍之中。在實驗分組方面,結合實驗儀器的套數,從學生能力培養的實際出發,實行單人單組,讓每位學生自己獨立操作,完成實驗的所有環節。實行單人單組以來,每位學生實驗預習的積極性提高了,兩人一組可以互相依賴,單人單組必須自己獨立完成,要完成實驗,必須認真預習;實驗操作認真了,每位學生獨立完成實驗內容,一步失誤可能導致整個實驗的失敗,要想一次順利完成,必須認真操作。經過單人單組的訓練,每位學生都得到了全面的訓練,實驗動手能力明顯得到增強,單人單組操作對動手能力的影響,可直接從實驗操作考核中得到證實。學生動手能力得到全面的訓練和提高,避免了兩人一組操作時互相依賴,無法獨立完成實驗過程,動手能力越強得到的訓練機會越多,動手能力越差得到的訓練機會越少,造成兩極分化的后遺癥,保證了實驗教學質量,達到了能力培養的目的。
3.將學生能力培養貫穿實驗全過程
3.1實驗預習與檢查
提出預習要求,要求學生在上課前,提交包括實驗目的要求、實驗原理、實驗步驟、數據記錄表等內容的預習報告,并通過閱讀儀器使用說明書,了解儀器的操作使用和注意事項,培養學生查文獻、自學的能力,對學生預習情況通過提問的方式進行檢查。
3.2實驗操作
放手讓學生獨立操作,鼓勵他們勤動腦、多動手,通過實驗獲得更多的實踐知識,在實驗出現異常現象和故障時,注意啟發、引導學生找出原因和處理方法,對實驗失敗的學生,在找出失敗原因后,要求其重做,培養學生認真嚴謹、實事求是的工作作風。
3.3實驗考核
將平時考核及期末的操作考核和筆試緊密結合起來,平時考核的內容包括預習情況、實驗操作、實驗報告和實驗態度等,期末操作考核以抽簽的形式進行,考查學生獨立完成規定操作的動手能力,操作考核按照預先制定的考點進行評分,以求真實地反映學生的實際水平,筆試是對所作實驗內容、實驗現象和實驗基本知識的綜合考查。幾年來的實踐表明,這種考核模式對于改變學生重理論、輕實驗的偏向,培養學生的動手能力,提高教學質量都起到了十分重要的作用。
3.4加強實驗過程中的指導
要將學生能力培養貫穿實驗全過程,實驗指導老師的作用非常關鍵。指導老師要根據教學內容選擇靈活的教學方法,講解、提問、演示相結合,在實驗過程中加強指導、巡視,發現問題及時指出,或讓學生自己去發現問題,并找出解決問題的方法。
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關鍵詞:LBL- PBL聯合教學模式 物理化學實驗 教學效果
引言
目前在國內大多高等院校的課堂教學多采用以教師為主體的講授式教學法“Lecture Based Learning”(LBL),這種傳統的教學法優點是講授的知識體系全面系統,但也存在明顯的缺點就是學生的參與教學的程度差,學習的主動性和積極性較差。上世紀九十年中期,美國HowardBarrowS教授提出了Poblem Based Larning(簡稱PBL)教學法,即基于問題式學習或問題導向學習模式,這是一種倡導讓學生通過自學、研究、討論和合作解決問題,培養學生自主學習能力,發展學生綜合思考能。打破了教師單純講授的傳統教學模式。但是由于單純的PBL教學模式對教師素養、學生自學水平及教學條件要求較高,難以在目前我國的大專院校普及。因此我們認為 PBL 教學應該作為傳統教學的一種補充,建設LBL-PBL聯合教學法,才能克服PBL教學其在實施過程中的種種障礙,互補不足,有效的發揮其各自特點。[1]
一、實施方案
1.實施對象
2012級化工1、2為對照班,化工1班為LBL-PBL實驗班,采用LBL-PBL聯合教學模式授課;化工2班為普通班,采用傳統的LBL授課模式。兩個班的入學成績和平時成績相當。[2]
2.具體方法
采用LBL-PBL聯合教學模式,對于驗證基本理論、基本知識的驗證性實驗仍主要采用LBL教學法,使學生獲得系統的知識框架,同時滲入PBL的教學理念,在學生進行預習時,每個實驗項目預習時要給學生提3~5問題,在實驗完成后提交問題解決方案,這些問題有的是和實驗原理或操作相關的,有的則屬于拓展知識,需要學生進行資料調研后才能得出;拓展學生素質的綜合性實驗或設計性實驗,采用PBL教學法(占總學時的20~30%左右)。如“乙酸乙酯皂化反應速率常數測定”就是完全由學生自行設計試驗方案并完成,老師只是引導和輔助。
普通班采用LBL教學法,即學生預習,教師講授、演示,學生實驗,課后完成實驗報告和課后題。
為排除其他的干擾因素,保證統計和分析結果的可比性,實驗班和對照班由同一位教師授課。選用教材均為河北聯合大學編寫的中國計量出版社出版的《物理化學實驗》教材。
二、實施結果與分析
對比從考試成績和能力提升兩個方面進行,考試成績參考期末考試結果,評定標準為平時成績*30%+測驗*20%+實驗報告50%;能力提升通過向兩個對照班學生進行調查問卷的形式進行,共發放調查問卷63份,實驗班31份,普通班32份,回收60份,回收率為95.2%,對比結果如表1、2所示。對比結果顯示考試成績和能力提升兩個方面的考察指標,實驗班的學生都要優于普通班。LBL-PBL聯合教學模式不僅提高了學生的參與度,激發了學生的學習積極性,還使得學生的自主學習、資料調研、數據分析與總結、科學創造等多個方面的綜合能力得到鍛煉。
表1 實驗班和普通班成績對比分析
實驗班(%) 普通班(%)
≥90分 20 10
80~89分 36 28
70~79分 34 42
表2實驗班和普通班教學效果對比分析
三、結語
PBL教學法在提高學生自主學習能力,激發學習積極性、提高學生綜合素質等方面,相比傳統的LBL教學法存在明顯的優勢,LBL能夠教學法保證教學體系的完整性和系統性,二者結可以促進教學效果的明顯的提升,也適應目前我國高等教育的國慶情,應積極在大專院校進行推廣使用。[3]
參考文獻
[1] 張慶云,朱輝,韓香. PBL與LBL有機結合的教學模式在醫用化學教學中的應用[J].中國高等醫學教育,2010,12: 97-98.\
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1.現有實驗課程體系現狀新升本科師范院校的前身大多數是高等師范專科學校晉升而來的
化學專業實驗課程體系基本是在專科實驗教學課程體系的基礎上加以修改,以無機化學、有機化學、分析化學、物理化學四大基礎課程為課程結構,各課程自成體系,依據四大基礎課的開設依序開設,以化學學科為基礎、四大化學基礎課程實驗為支柱建立實驗課程體系;這套課程體系已經經過幾十年的教學實踐,是一套系統嚴謹、內容成熟、緊密聯系理論教學的傳統實驗課程體系,這一課程體系實際上是沿用了上世紀50年代的體系,是按照當時培養具有專業知識精英人才的目標而制定,完全符合當時的學科發展要求和社會經濟發展,但隨著現代化學學科的發展,高等教育已由精英化轉化為大眾化教育,傳統的課程體系不符合現代化學(師范)人才培養的目標,遠遠不能滿足人才培養需求,在實踐教學中存在著明顯的缺陷。
2.實驗課程體系的存在問題。
對于地方師范本科院校化學專業實驗課程體系存在以下問題:第一,設置的各門實驗課程各成體系,部分實驗內容重復。第二,培養學生基礎實驗技能的基本操作和基礎實驗分散在各門實驗課程中,沒有強化訓練,造成同類型實驗的重復。第三,實驗內容陳舊,單純的驗證性實驗內容偏多,設計性、綜合性、研究性實驗內容少,各科主講教師單純從自身課程安排實驗,各實驗課程缺乏溝通和交叉滲透,沒有將化學實驗有機統一起來。第四,實驗內容缺乏創新性,基本上是按照實驗教材照搬,教材告知實驗步驟,教師按照教材分析出成敗關鍵和注意事項,實驗室按照教材配備藥品、儀器,學生只需按部就班、照方抓藥,沒有思考和創新。第五,實驗教學模式和評價模式陳舊,完全沿用“學生課前按照教材預習,課堂教師按照教材講解,學生按照教材實驗,課后完成實驗報告”的實驗教學模式,導致的結果是學生沒有實驗興趣,學生沒有探索和創新,成績基本上是按照學生考勤和實驗報告單成績評定,無法科學、真實反映出學生的實驗技能和創新能力。
二、實驗新課程體系的構建與實踐
1.實驗課程體系構建的基本思路。
高師化學專業的培養目標是培養具有化學專業知識的中學化學教師,實驗課程體系的構建與專業培養目標相一致,基于對這一目標的認知,結合多年來高師實驗課程存在的問題,化學實驗課程體系的建立必須突出“實驗化學”的特點,同時以化學理論課程為支撐,從培養實驗動手能力為切入點,將創新實驗能力貫穿于整個實驗教學過程,在此基礎上,確立實驗課程體系的基本思路:打破無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、化工基礎和化學教學論等實驗課程分別設置的局面,重新設置實驗課程,精選實驗內容,強化實驗技能,重視創新能力,優化整合實驗內容,實驗教材僅為參考,將無機、有機、分析、物化和教法實驗的內容進行整合、精選,新增三門實驗課程(基礎化學實驗、綜合化學實驗和化學專業實驗),調動學生實驗的主動積極性,培養學生的創新意識和實踐能力,提高學生的科學素養和分析解決問題的能力,構建以“學生為主體、教師為主導、既與理論教學有機結合又相對獨立的實驗教學體系”。
2.實驗課程體系構建的基本模式。
根據新升本科高師實驗課程現狀和專業培養目標,以及現有的實驗課程資源逐步優化和整合,分層次組織實驗教學內容,逐步建立以實驗基本技能培養為主線,抓基礎、重創新、分層次、多模塊、既與理論教學結合又相對獨立的科學系統的實驗課程體系,實現分層次、開放性的實驗教學模式;將基礎性實驗、綜合設計實驗和創新研究性實驗進行分層次實驗教學;重視初步科研訓練和研究創新性實驗,在實驗教學中不斷提高綜合設計性實驗和研究創新性實驗的比例,促進實驗教學質量的提高;將實驗項目進行模塊化,構建基礎實驗模塊、各課程實驗模塊、綜合實驗模塊、研究創新實驗模塊。
3.實驗課程體系的實踐。
首先,重視實驗基礎技能的培養。在建立科學系統的實驗課程體系的基礎上,單獨設立基礎化學實驗,將原來四大傳統基礎化學實驗中操作性強的基礎實驗精選出來,教師根據所選內容精心選擇并編寫教材,改變實驗教材的傳統編寫模式,突出基礎性、技術性的訓練,將篩選出來的基礎實驗集中進行訓練,教學時間安排在大一的第一學期,主要是實驗基礎和實驗基本技能的訓練,在基礎化學實驗教學中重點強化基本操作的規范性和實用性,使學生熟練、規范使用各種常規儀器設備,強化實驗基本技能的訓練,體現師范教育的特色。其次,精心科學地整合與優化實驗課程內容。打破原有化學實驗課程界域,重新精選和修改實驗項目,削減各實驗課程的驗證性實驗項目,橫向整合剔除各實驗課程中重復的內容:精簡無機化學實驗中動力學、熱力學、電化學的實驗項目,重新精選這些內容的實驗項目后,全部在物理化學實驗中開設。整合無機和分析化學實驗重復內容,根據課程和理論講授進行合理分工,減少不必要的交叉重復,適當節約實驗課時數,增加基礎化學實驗課時和綜合實驗課時。第三,分層次組織實驗教學。在實驗教學中從大一到大四的實驗教學安排,按照由簡單實驗到綜合、創新實驗,由對理論知識的簡單驗證到綜合、應用的循序漸進的過程,逐步將化學實驗教學形成分層次教學,分為化學基礎實驗、綜合設計性實驗、創新研究性實驗三個層次教學,構建“突出創新能力、強化實驗技能”的分層次實驗教學模式,特別強調的是綜合實驗的開設必須打破各實驗課程界域,提倡各實驗課程學科交叉,將無機、有機、分析、物化等課程的知識融合在一起,利用先進的化學實驗儀器,根據實驗室條件科學合理的設計實驗項目,包括無機、有機物的制備、提純、表征,物質的分離、分析,大型儀器的使用等,學生在掌握了無機、有機、分析、物化以及儀器分析等課程的基礎上,重點培養和訓練化學綜合知識和綜合實驗技能。第四,改變傳統實驗教學評價模式。傳統的實驗教學中學生的實驗成績考核為“平時成績+實驗報告成績+期末考核成績”三部分組成。教學實踐表明,這種評價體系導致個別學生上課按照教材照方抓藥,課下抄襲實驗報告;這種實驗教學評價模式,不能客觀、全面評價學生的實驗教學效果。第五,逐步建立網絡實驗教學輔助平臺。利用豐富的網絡平臺,教師精選一些在計劃學時無法安排的實驗和不具備開設條件的實驗內容,以及可以拓寬學生實驗知識點和提高實驗技能的演示實驗,利用互聯網和電教設備,用現代教學手段代替教師講解。這種模式在化工基礎實驗的教學中逐步實施,利用模擬化工教學仿真軟件教學,既節約了學時,又將現代化工技術微縮化,展現給學生完整的現代化工工藝技術流程,增加了學生的興趣,達到了教學目標。
三、實驗課程體系實踐的試行成效
1.開設的基礎化學實驗教學效果明顯。
在2013級化學專業本科生開設了基礎化學實驗,通過教學實踐和2010級、2011級、2012級對比,2013級的學生基本化學實驗操作明顯規范,打碎玻璃儀器和基本操作失誤明顯減少,在基礎實驗教學中學生能夠集中強化訓練基本操作,強化了學生動手能力,規范了實驗操作。
2.學生實驗的積極主動性明顯提高。
改變了傳統的實驗課程設置,實驗課程的獨立性提高,改變教師實驗一講到底的教學方式,教學形式多樣化,采取課前預習檢查、課堂提問互動、教師講解指導、實驗輔導總結、課后報告撰寫、實驗報告點評的形式,同時實驗項目可能于理論課超前不同步,迫使學生提前學習,提高了其自學能力,使其上實驗課做實驗有明顯的成就感,激發了其上實驗課的積極性,充分調動了學生的學習主動性,強化上實驗課的積極性、主動性、目的性,鍛煉了學生獨立思考、獨立完成實驗的能力,為后續的綜合實驗和畢業設計奠定了基礎。
四、結語
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