化学实验教学论文 化学实验教学探讨论文【优秀4篇】
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化学实验教学探讨论文【第一篇】
一、更新实验教学观念
新课程的培养目标是培养学生的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识,使学生具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法。这就要求我们改变过去实验教学依附于理论教学,只注重理论知识的验证及基本实验方法与技能训练的培养模式。在某种意义上可以说,只有创新型的教师才能实施创新教育,才能培养出创新型的学生。教师观念的陈旧已严重阻碍了学生创新思维和创新能力的发展。由于我们长期徘徊在“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的应试教育的怪圈里,直到现在还有部分教师把演示实验甚至学生实验课作为讲读课来上,根本谈不上什么探索性、开放性的实验课,有悖于新课标的精神和新教材的要求。
因此,作为教师,要培养创新人才,必须树立创新的观念,立足于开发学生的实验潜能,点燃学生创新的火花,保护并尊重学生的主体发展和创新精神,改变“一言堂”、“满堂灌”的弊病,形成以学生为中心的生动活泼的学习局面,让学生由教的对象变为学的主体、创新的主力,这样容易激发学生的创新激情。
二、激发学生实验兴趣
美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛讲过:“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力,就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造”。创新意识是指在好奇心和强烈的求知欲驱动下一种愿意发现问题、积极去探索的心理取向,是创新的动力源泉。兴趣是最好的老师,是推动学生探索知识的动力。在化学实验中,激发学生实验兴趣,有助于唤醒学生的创新意识。教师要善于利用化学实验中的发光、变色、沉淀、产生气体和状态的改变等有趣的实验现象去诱发学生的好奇心和探究欲望,使学生感觉到化学是一门充满神奇、魔幻的学科,进而激励他们去求知、去探索、去创新。
随着化学学习的发展,学生对化学的兴趣不再满足于观察演示实验,他们迫切希望自己动手做一做,自己去探索化学知识。教师应抓住时机及时满足学生的心理需要,开设学生实验,把化学变化显现出来,实验的成功会进一步激发他们的求知欲。学生还可以根据自己已经掌握的化学知识和实验技能,通过化学实验探讨新知识、解决新问题,使学生兴趣上升到更高层次。
另外,在化学教学中,利用实验激发学生的兴趣,还要进行实验教学改革。在条件许可的情况下,我们也可以对教材中安排的实验进行扩展和深化,利用计算机多媒体电化教学设备,可把一些在教室做不了的实验和不适合做的实验制成教学软件,在课堂上反映,也能取得非常好的教学效果。例如,在讲氧气的物理性质时,氧气在101千帕时,温度降到-183℃时,得到的液氧是一种淡蓝色的液体,实际上学生根本没有看到过液氧。在教学中可以制作电脑多媒体把液氧展示给学生,并将一朵鲜花放到液氧中,过一会儿把它取出,发现鲜花颜色没有发生变化,而花瓣却像玻璃一样脆,这不仅能引起学生极大的兴趣,而且将更进一步激发他们的强烈求知欲,培养学生的创新思维。
三、活跃学生的实验思维
1.尊重学生的个性
从心理学角度来看,尊重是人的基本需要之一。学生得到了尊重,才能自由自主地思考、探究,这才可能有创新和超越。首先,教师必须发挥民主,在课堂上允许学生发表不同的见解,充分发挥学生在学习中的主体作用,尊重学生的人格,使学生获得心理安全感。其次,教师还必须建立开放的教育环境,要在时间和空间上开放,给学生自由探索的时间。
2.改进实验装置和实验方法
传统的教学方法不仅造就了大批缺乏创新意识的学生,也使教师惰于创造。因此,笔者在教学中从自我做起,潜心挖掘教材,对教材中实验存在的缺憾大胆改进。如白磷燃烧前后质量的测定实验,白磷属于剧,取用时不太方便,有时将白磷置于锥形瓶内,还未称量好整个装置的质量,白磷就自燃了。因此,笔者这样改进:取一小粒火柴头(将火柴折断后得到)置于试管内,用橡皮塞塞紧,并用试管夹夹住,一同置于天平上称量,然后加热试管,让火柴头燃烧完再称量,可以观察到天平仍平衡,同时还清晰看到试管内生成的白烟且白烟不断下沉,进一步说明五氧化二磷密度比空气大。通过实验改进,不仅激发了学生探求科学知识的兴趣,而且在潜移默化中启迪了学生的智慧,活化了学生的创新思维。
3.增加探究性实验
教育教学实验表明:任何创新都源于问题。因此,根据教学内容及时提出问题,让学生带着问题去学习,再适当增加探究性实验,使其在不断的探索性学习中逐步培养创新意识。传统的化学实验教学常常是教师预先安排,学生只好依葫芦画瓢地被动实验,这样,学生就失去了对实验的“神秘感”和探索欲望,缺乏灵活性和创造性。如果教师选取具有灵活性的问题,积极创设情境,鼓励学生发散思维,进行多方位、多角度观察、思考、探索、想象,再引导学生精心收敛思维,这样不仅能培养学生的基本操作技能,而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独立性,从而激活创造思维,更好地激发学生的求知欲,调动学生探索研究的积极性,变实验知识为实践能力。例如,讲钢铁制品锈蚀的条件就可以采用实验探究的形式进行教学。把学生分成几组,观察生锈的铁钉,让同学们讨论后猜想铁钉为什么会生锈?生锈的条件是什么?发生了什么样的变化?根据讨论进行实验设计,每天观察铁钉生锈情况,观察十天,并认真做好记录。通过对钢铁制品锈蚀的条件的探究,看同学们得出什么结论?对如何防止钢铁制品锈蚀有什么建议?
4.重视实验观察
教学中,教师应该让学生知道,观察事物是科学方法中提取大量事实的第一步,也是我们要进行任何创造和超越的第一步。我们所需要的不仅仅是大家观察到的结果,更重要的是观察这个活动本身。教师对每一次演示实验都应制定相应的程序和方法,特别是依据学生的基础,预见到学生原有知识、经验的缺陷,精心策划富有启发性的引导措施,变简单的实验“观看”过程为实验“观察”过程,以培养学生的观察能力,打好创新的基础。例如,镁带燃烧的实验目的是让学生认识化学变化是“有新物质生成”这一本质特征,所以,教师在实验过程中应有意识地引导学生重点观察反应前镁条的颜色、状态及反应后生成物的颜色、状态等,从而得出生成物是一种不同于原物质的新物质,该变化属于化学变化的正确结论。而不是仅仅停留在“观看”镁带燃烧时发出耀眼的白光这一明显但粗浅的实验现象上。在此基础上引导学生讨论观察的方法和应注意的问题,可以提示看到不同现象是由不同的原因引起的。但是具体是哪些原因,应该由学生通过多次的实验得出一定的结论,而不是教师在黑板上把各种条件罗列出,再提供给学生实验,那样做不利于学生形成创新思维。
总之,在中学化学实验教学中,教师要组织形式多样的学习活动,营造宽松的学习气氛,给学生充分的时间和空间去说、去练、去做,让化学实验课堂成为学生大胆实践、不断创新的舞台。化学实验的创新永无止境,只要教育教学工作者勤于探索、勇于开拓,坚持理论与实践相结合,就能使新课程条件下的化学实验教学更好地满足学生创新思维发展的需求。
参考文献:
[1]教育部。化学课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,20xx.
[2]中国教育学会化学教学专业委员会。化学教学中创新教育的研究[M].北京:人民教育出版社,20xx.
[3]郅庭瑾。教会学生思维[M].北京:教育科学出版社,20xx.
摘要:新课程的目标是培养学生的创新精神、实践能力。化学实验教学要把培养学生的创新能力贯穿于化学实验教学的各个环节中,才能使新课程下的化学实验教学更好地满足学生创新思维发展的需求。
关键词:实验教学;创新能力;培养。
化学实验教学探讨论文【第二篇】
[摘要]近几年东北大学在物理化学实验教学改革中引入绿色化学思想,在满足物理化学实验教学大纲基本要求、保证实验教学效果的前提下,合理选择和设计实验内容,采取环境友好的化学实验新技术、新方法,尽量减少或消除对环境或人体有毒、有害的化学物质的使用。在实验教学方式上,注意培养学生实验操作规范性,提高学生的绿色化意识。在教学实践过程中,提出了物理化学实验绿色化教学的一些具体措施。例如,更新实验设备、优化实验内容、实验微型化小型化设计、综合经典实验等。经过长期的努力和探索,增强了学生的绿色实验意识和环保意识,同时也改善了实验教学环境,基本实现物理化学实验教学的绿色化。
[关键词]物理化学实验;绿色化学;教学改革
随着科学技术的发展和社会的进步,人们越来越清醒地认识到经济发展所带来的环境污染问题已经对人类生存和社会发展构成了巨大威胁。引起生态环境破坏的污染物中很大一部分都是在人类自身的生产、生活过程中产生的。因此建设绿色生态环境已成为人与自然和谐发展的基本前提。绿色化学(GreenChemistry)就是近些年发展起来的与防治污染、保护生态环境密切相关的一门学科,目前已经成为国际化学学科领域研究的热点。绿色化学又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”等。绿色化学倡导利用化学的技术和方法减少或避免在工业生产及日常生活过程中使用、生产对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质。[1][2][3][4]高等院校中物理化学实验的绿色化改革正是契合了绿色化学的研究发展方向,向化学实验的无毒、无害化迈出了积极的一步。其目的是将绿色化学的研究思想传递给学生,使学生在今后的科学研究、生产、生活中也能积极主动地践行绿色化学观念;其方法是将绿色化学的实验设计理念融入基础物理化学实验教学进程之中;其核心内容是最大限度地减少或避免使用有毒、有害的化学物质,最大限度地减少或避免产生化学废物,也无需再处理废物,从源头处减少或消除环境污染。
一、物理化学实验教学绿色化的总体设想
物理化学是东北大学应用化学、生物工程、材料科学、冶金工程、环境科学、资源与矿物等专业的基础课程之一。而物理化学实验是物理化学教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和科研能力的重要教学环节。[5]学校的化学实验中心每年为全校12个专业的近1200名学生开设数十个不同的物理化学实验项目。其中的“液体饱和蒸气压的测定”、“酸碱中和反应热效应的测定”、“铋-锡二元相图的绘制”等这些我们耳熟能详的、经典的物理化学实验项目曾经见证过几代学子的成长。毋庸置疑,这些实验设计得简单易行。通过实际的操作,实验者很容易理解其中蕴含的物理化学原理。然而,这些实验过程中都不可避免地会使用或产生某些有毒、有害的物质。如果不对这些物质进行无害化处理而直接排放,日积月累,不仅会影响师生的身体健康,还会污染周围环境。因此,物理化学实验绿色化是化学实验教学改革发展的必然趋势。在长期的物理化学实验教学改革过程中,我校化学实验中心高度重视贯彻绿色化学的教学理念,将绿色化学作为实验教学改革的重要组成部分。在对物理化学实验教学进行绿色化改革的进程中,我们从实验内容、实验设计、实验设备、经典实验项目整合、教学方法和教学理念等方面进行了积极的研究和探索,并取得了一定的效果。
二、物理化学实验教学绿色化的实践
(一)实验内容的绿色化
在实验项目的选择和实验内容的调整方面,尽量排除或减少对环境污染大、对人体毒性大的实验项目。在不影响实验效果的前提下,选用环境友好的试剂替代有毒或后处理困难的试剂,从而实现物理化学实验的绿色化。例如,“弛豫法测定铬酸根-重铬酸根离子反应速率常数”是以往我校应用化学专业学生必修的一个化学动力学实验项目。这个实验过程中需要使用的主要化学试剂是重铬酸钾。然而,通过对重铬酸钾性质的学习不难知道,它不仅有化学毒性和致癌性,而且还是一种强氧化剂,长期吸入,能破坏鼻粘膜,引起鼻膜炎和鼻中隔软骨穿孔,使呼吸器官受到损伤,甚至造成肺硬化。皮肤接触重铬酸钾溶液时易引起铬疮和皮炎。不仅如此,化学实验中心每年还需要投入高昂的实验经费用于处理由此产生的铬酸废液。因此,为保证实验教师和学生的身体免受危害,现已将其改为另一动力学实验“旋光光度法测定蔗糖水解反应的速率常数”,实验中用到的原料蔗糖无毒,而且使学生有机会学习旋光仪的使用方法。又如,在“气泡最大压力法测定溶液的表面张力”实验中,原来所使用正丁醇水溶液的最大浓度达到了0.35moldm-3。为了降低正丁醇使用浓度,我们曾对实验方案和实验装置进行了多次改进,使正丁醇的最大浓度降至0.1moldm-3。而且,实验操作也更加简便易行,实验中气泡的逸出平稳、连续。上述改进已经过多次教学实践检验,结果表明,正丁醇浓度的降低不仅节约了实验药品,而且低浓度正丁醇水溶液的表面吸附量随浓度的变化规律更符合吉布斯吸附等温式,有利于得出好的实验结果。
(二)实验微型化、小型化设计,减少药品用量
所谓微型化实验是指在微型的仪器设备中,用尽可能少的试剂获取所需的化学信息的实验方法。在保证可观测到与普通实验相同的实验现象的前提下,微型化实验还具有节约实验材料和时间、减少环境污染、操作安全等优点。所以,开展微型化实验是实现化学实验绿色化的好方法。在长期的物理化学实验教学过程中,在保证实验方案合理、实验结果稳定、实验效果显著的前提下,我们积极推行实验的微型化、小型化设计。例如,在“差热分析”实验中采用微型化实验样品管后,每份CaC2O4样品使用量减少到不超过0.05克,每学期仅CaC2O4试剂的使用量就减少到原来的十分之一。对于目前尚无法实现微型化的实验项目,我们采取了小型化设计或减少化学试剂使用量等方法,以期将物理化学实验对环境的污染降至最低。例如,在“金属二元相图的绘制”实验中,由于金属铋和锡具有熔点低、化学稳定性好、数据重现性好、原料易得、价格低廉等特点,所以,铋-锡二元系统一直以来都是我们进行此项实验教学的首选系统。若使用以往的实验设备,在实验过程中,以各种比例混合的金属铋和金属锡试样被放置在瓷坩埚中,上面覆盖一层硅油,以防止加热过程中金属样品被氧化。但是,通过查阅相关化学数据手册可知,金属铋的熔点为271℃,而硅油的燃点为320℃,仅仅比铋的熔点高约50℃。这意味着,在加热纯铋试样时,若操作者没有控制好升温速率而导致系统温度上升过快,那么样品温度很容易冲高至硅油燃点而引燃硅油。这不仅会造成大量硅油的损耗,容易引起教学事故,而且硅油高温挥发及不完全燃烧的产物还会污染空气。为此,我们放弃使用瓷坩埚而改用金属样品管盛装样品。这样不仅使单个样品的质量从过去的120克减少到几克,而且使用时很容易将金属样品管抽真空后密封,并循环使用。这种全封闭的手段有效避免了大量使用硅油作为样品保护层所带来的空气污染问题的发生。又如,在“酸碱中和反应热效应的测定”实验中,我们更换了体积更小的杜瓦瓶,使氢氧化钠和盐酸的用量减少到原来的四分之一。减少试剂用量后的中和反应系统由于溶液体积大幅减少,搅拌效率更高,系统各处的温度更趋一致,对温度变化的监测更容易,温度数据也更准确。除此之外,我们对“凝固点降低法测定分子量”、“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”等实验项目也进行了小型化改进,不同程度地减少了化学试剂使用量,显著降低了实验成本,改善了实验环境。实践证明,物理化学实验的微型化、小型化设计不但可以达到与常规实验相同的实验目的和效果,而且可以大幅减少试剂用量、不同程度地减少实验过程中产生的化学废弃物、节约后处理费用、减少污染、改善实验环境,因此,此举已经成为物理化学实验教学改革的一个重要发展趋势。
(三)实验仪器和设备的选择
与其他化学分支学科的基础实验相比,物理化学实验需要的中、小型实验仪器设备种类较多。其中多个实验需要测定温度和压力。传统的测温、测压装置都是含汞的,不但操作步骤繁琐复杂,而且易造成实验室汞污染,危及教师及学生的身体健康。例如,在“液体饱和蒸气压测定”实验中,过去常用U型水银压力计测定系统压力差。此种压力计中需要使用大量的金属汞,汞面用水液封。然而,由于此装有汞的U型玻璃管不宜经常清洗,所以管壁会吸附环境中的气体分子及尘埃等颗粒物。而在实验过程中U型管内汞液面会不断变化,会有少量汞由于与管壁上的吸附物作用而产生挂壁现象,从而使汞暴露于空气中并挥发为汞蒸气,这会对人体产生极大危害。目前,我们物理化学实验室中全部的测压装置均用数字式低真空测压仪替代水银压力计,从根本上消除了汞蒸气可能对教师和学生产生的危害。又如,在“凝固点降低法测定物质的摩尔质量”、“酸碱中和反应热效应的测定”及“燃烧热的测定”等热力学实验中,过去一直使用贝克曼温度计来监测实验体系温度的变化。贝克曼温度计虽然测量精密度高,但在实际使用时,存在操作繁琐且易碎等缺点。目前我们用数字式温度温差测量仪替代贝克曼温度计,不仅使实验操作难度降低,实验过程简化,而且也规避了由于操作不当造成温度计破裂而引起环境污染的风险。上述实验仪器设备的替换无疑使物理化学实验的测温测压手段更安全、更方便。
(四)综合经典实验内容
通过长期的教学实践和教学研究我们发现,传统的物理化学实验门类齐全、架构完整,大量的基础实验内容至今仍值得我们继承和发展。但囿于当时实验条件的限制,导致许多简单的实验耗时费力。因此,我们在保留经典实验内容的前提下,致力于整合实验方案,不仅大幅减少了试剂用量,有效降低了环境污染风险,而且还提升了学生综合分析实验结果的能力。例如,“原电池电动势的测定”、“电解质溶液电导率的测定”及“原电池温度系数的测定”这三个实验同属于电化学基础实验,内容相对简单。但是在过去,由于实验设备和实验手段的落后,完成这三个实验中的任何一个都需要很长时间,所以每一个都被设计为一个相对独立的实验项目,而这显然不利于学生将所学到的电化学基础知识融会贯通。通过认真分析、研究这三个实验的目的及内容,我们将它们融合并设计成了一个新的电化学综合实验。经过精心的实验方案设计和内容的整合,这个新的综合实验得到了学生和教师的广泛好评。由于实验试剂循环使用,避免了浪费和对环境造成的污染,为化学实验中心节省了实验经费。同时,学生对理论课中学到的电化学基础知识也有了比较全面且更为深刻的理解。
(五)合理分工协作
在实验教学过程中,我们不仅对经典内容重新进行综合设计,而且还会根据不同实验的特点,实时调整学生所做实验的部分内容。例如,学生在进行“双液系气液平衡相图”实验过程中需要测定的实验点较多,做出一个完整相图大约需要6个小时的时间,显然在规定的4学时内是无法完成的。为此,我们设计由两组学生分别测定相图的左半支和右半支,之后将两组数据合并,从而做出一个完整的相图。这就要求每组学生在实验过程中都必须认真仔细地完成操作并记录好数据,否则可能会因而某一环节的失误而导致合作双方的数据都出现偏差。实践结果表明,这种分工合作,在保证实验教学质量的前提下,既节省了药品,又有利于培养学生的协作精神和良好的操作技能。因此,对于复杂的实验项目,我们认为这不失为一个值得尝试和推广的好办法。
(六)规范操作方法,提升绿色化意识
长期的教学实践表明,在物理化学实验教学过程中,严格规范实验操作方法、督促学生养成良好的实验习惯是学生科研素质教育的重要内容。规范的实验操作方法和良好的实验习惯不仅是提升学生实验操作技能的重要基础,也是培养学生自觉进行绿色化实验的前提。在实验过程中,指导教师要认真监督学生不要随意丢弃药品,并纠正学生中普遍存在的“药品用量越多,实验现象就越明显”的错误观念,杜绝学生在做实验时随意加大试剂用量的现象,鼓励学生用最少的试剂做出成功的实验。同时也要求学生每次实验之前都要充分预习,提高实验成功率,减少重复实验引起的药品损耗现象。此外,教育学生从实验过程中的每件小事做起,逐步树立起绿色化科研意识和对社会的责任感。
三、改革后的成效
多年以来,经过对物理化学实验教学改革的绿色化探索与实践,在提升了教师自身的绿色化学教学理念的同时,在培养学生的协作精神、综合科研素质等方面也取得了良好效果。这些效果体现在学生在校学习期间养成了良好的实验操作习惯,明晰并理解了实验设计中绿色化改进之处,学会了用绿色化学知识设计实验等方面。而且,近几年来,我们对大量本科生就业后反馈的信息进行了分析并从中了解到,经过我们多年的绿色化实验教学训练,毕业生们在各自的工作岗位上都表现出较高的实验技能和良好的团队合作精神,综合素质高,受到用人单位的广泛欢迎。
[注释]
[1]平措,马橘红.物理化学实验室绿色化建设初探[J].实验技术与管理,20xx(12):132-133.
[2]张康华,曹小华,谢宝华,等.化学实验教学与绿色化学教育[J].实验室研究与探索,20xx(5):123-125.
[3]徐英,王桂清,陈灵谦.物理化学实验教学改革的探索[J].高校实验室工作研究,20xx(4):5-6.
[4]魏泽英,李树全,谢小燕,等.物理化学实验教学绿色化改革实践[J].教育教学论坛,20xx(1):245-246.
[5]杨冬梅,王军.物理化学实验教学改革的总体设计及实践[J].高等理科教育,20xx(6):103-105.
化学实验教学探讨论文【第三篇】
材料化学专业是研究材料的制备、组成、结构、性能及应用的科学,它从化学的角度探索材料的微观结构对其宏观性能的影响。材料化学专业是我国许多高等学校开设的重要专业,是打造出系统掌握材料科学的基本理论和技能,能在材料科学与工程及其相关领域从事科研、教学和管理工作的材料化学高级应用型人才。材料化学专业的学生必须有宽口径的材料学基础知识和化学理论,同时又必须具有现代化仪器操作技能和创新能力,善于创造性地把化学理论及材料学基础知识成功地转化为科学技术和社会生产力。材料化学专业实验是材料化学专业课程的重要组成部分,其目标不仅要传授学生掌握材料化学常规的实验方法和技能,训练学生敏锐的观察和分析问题的能力,更重要的是培养学生具备严谨的科学态度和创新思维。武汉工程大学20xx 年建立了材料化学专业,经过多年的实验教学探索,建立了以前沿科学研究融入至材料化学专业实验的新型教学模式、教学方法以及先进的实验室教学管理办法,更好的培养我校材料化学专业学生的实验探索能力和创新思维。下面,结合本校多年来材料化学专业的办学经验和基于应用型人才培养的目标要求,主要就专业实验教学方面做一些探索和研究。
1 材料化学专业实验课程体系的发展特点
材料化学专业实验教学在专业教学活动中具有重要的作用,它是培养学生理论知识的应用能力、锻炼职业和岗位技能、实现应用型人才培养目标的重要教学环节。材料化学专业实验是在学生开设了化学基础课和材料化学专业主干课,并进行了基础化学实验后开设的课程。其主要特点有:
( 1) 面向大材料的实验课程体系。美国国家研究委员会的专题报告强调,材料科学与工程本科生的课程应尽可能强调学习和研究各种材料,正确评价各类材料之间的竞争关系,应让学生从总体上去理解材料科学与工程。而材料化学专业实验是根据大材料为目标,在材料化学基础课程上开设的专业课程;
( 2) 能体现科研与应用能力培养的密切联系。材料化学专业实验与科学研究课题结合紧密,如材料化学专业综合实验是将专业理论知识运用到相关产品的研发和实际生产中,在实验过程中培养学生解决实际问题的能力,提高学生的实践应用能力。
( 3) 多层次实验体系。材料化学专业实验包括基础技能型、设计型以及综合型等多个层次,每个层次的侧重点以及培养目标均有所差别。材料化学专业实验课程体系设置以加强对材料化学专业知识的理解和应用,加强专业实践技能训练,培养学生的创新思维和创新能力为目标。其教学理念,教学方法,实验内容以及考评制度等均是专业实验教学改革和探讨的内容。
2 传统材料化学专业实验教学模式存在的不足
材料化学专业是一门理工科专业,其发展与当今科学技术的进步和国民经济的快速发展具有很大的关系。材料化学专业实验教学是国家实施大学生素质教育、促进知识向实践能力转化的重要而有效的科学途径,其注重激发学生的创新意识和主动探索科学实验的精神,启迪学生的学习方法,培养学生的自主学习能力、动手能力、分析和解决问题的能力。目前,国内许多高校开设了材料化学专业实验,主要包括材料的合成与制备实验、材料的加工与设计实验以及材料的性能与测试实验等,其内容大部分是重复性和验证性的实验。然而,传统的实验内容、陈旧的教学材料、设备以及填鸭式的教学模式不足以培养学生的学习自主性、创新思维和应用能力。因此,在实验教学过程中,教学内容、教学方法以及策略急需优化和改革,让学生能自主去学习和创新,让学生在“学会”的基础上上升到“会学”和“会用”的高度,于是,改革现在材料化学专业实验陈旧的教学模式是培养出适用新世纪应用创新性人才急需解决的问题。近年来,我校及其他学校均积极进行了实验教学改革与有利的探讨,摸索出了许多新型的教学模式和教学方法。
3 应用型材料化学专业实验教学模式的建立
3. 1 改革专业实验教学内容
传统的材料化学专业实验内容是一些基础技能的培训和经典的实验项目,不能反映出材料化学专业的新知识、新技术对其发展的要求。因此,要改革优化传统的实验教学内容,增加一些应用型、设计型和综合型的新实验内容。在优化实验教学内容时,需要遵循以下几个方面的依据:
( 1) 材料化学专业实验内容应尽量丰富,包括高分子材料、无机非金属材料和金属材料等,充分的体现专业宽口径人才培养模式;
( 2) 不要与基础实验的有关内容重复,注重各种材料功能改性、性能测试分析以及新技术邻域的应用;
( 3) 必须结合材料化学科学研究前沿,注重实验设备、技术的先进性;
( 4) 以设计型、综合型实验为主,重点培养学生的实践应用能力和创新能力。如我校材料化学专业实验在增加了一些新型碳材料、能源材料、功能膜材料、热电材料以及高性能工程材料的基础上,同时将热分析仪、纳米粒度仪、X - 射线衍射仪、扫描电镜、万能试验机以及电化学分析仪等先进设备的应用融入到实验中去,使学生在日后毕业论文和科研工作中对材料的检测技术的应用提前打下良好的基础。
3. 2 建立一支高效的教师队伍
教师是引领、指导和管理学生日常学习进程、提高学生综合素养的重要力量。高效、专业的教师队伍在专业实验教学过程中的作用至关重要。材料化学专业实验涉及到的内容宽广、科学交叉性强,学生要在短暂的实践内掌握老师传授的实验教学内容并非易事,因此,具备专业知识扎实、专业技能深厚的实验教学队伍是必不可少的。针对此问题,我们应对专业实验教师队伍进行重组,改革以往教师组成单一的不利局面,组建一支高学历、专业性强且在科研领域经验丰富的实验教学教师队伍。例如,可将之前分管一些高端先进设备的老师纳入到实验教学老师队伍中,因为他们具备专业的设备测试技能,可指导学生材料测试实验课程。专业、高效的师资队伍才能培养学生的专业实验技能、提高学生的创新意识和实践应用能力。
3. 3 专业实验教学与科研互动结合
专业实验必须能有利于培养学生将化学、材料学科的理论知识转化为科学技术和生产力的能力,使学生具备现代化仪器设备的操作技能和创新能力。常规的实验缺乏科学研究的系统性和连贯性,与现实生产技术脱离较远。因此,将最新的材料学科研究成果引入至专业实验教学体系中,扩大学生的知识面,开阔学生的科学视野,是培养创新应用型高级技术人才的必要途径。实验教学过程中,可以依托国家级、省级或校级重点实验室,以及各专业科研教师的自然科学基金项目或与企业签订的横向项目支持,来保证给学生开展优质的材料化学专业实验。坚持专业实验与科研及生产实践相结合,鼓励相关专业老师吸纳本科生直接参与科研实验过程,以此来激发学生学习的兴趣和潜能,丰富专业实验的内容,为学生提供良好的实验环境。
3. 4 建立开放式的专业实验教学模式
“自主开放式”专业实验教学是一种新型的实验教学模式,即结合教师的科研课题,学生通过自主参与探索研究,使研究成果转换成本科专业实验教学内容。学生可以根据自己的爱好进行选题,综合运用之前学习的理论基础知识,自主设计实验方案,并完成实验过程,主动发现、解决研究过程中出现的技术问题。例如,在涉及到材料测试方法的实验课程时,学生除了掌握一些先进设备如X - 射线衍射仪、红外/紫外光谱仪、扫描电子显微镜等的基本原理和简单用途之外,还可以利用课余时间参与到使用这些仪器设备的科研实验中,进一步掌握该仪器的具体操作、测试时碰到简单问题的解决方法以及仪器的维护保养等知识。
专业实验课教师基本都是学校的科研骨干,其研究的课题一般均具新颖性、探索性、前沿性和系统性的特点。因此,学生在课余时间,可主动找相关老师进行请教,完成自己专业实验研究,这不仅有利于学生紧跟科研热点和激发自己的科研潜能,更有利于提高学生的科研素养和专业实验的教学效果。此外,在实施“自主开放式”专业实验教学的计划时,我们必须要做好“自主开放式平台的搭建”、“实验教学环节的`制定”以及“科学完善的能力评定体系”三个环节。近几年来,武汉工程大学材料化学专业在开放式实验教学方面做了不少工作,也取得了较好的成效。本专业每届均有不少本科生参与到了老师的科研课题中,提高了学生的科研兴趣和科研能力,毕业后大部分学生进入了更好的学校继续深造。
3. 5 完善专业实验室管理体制
随着学生数量的增加和培养要求的提高,本科生实验较多,学生人数和指导教师也较多,实验室出现使用混乱、仪器设备使用效率低以及卫生条件差的现象常有发生。因此,制定出科学完整的实验室管理体制是保证教学和科研质量的必要途径。例如,实验室仪器和药品的采购管理办法、实验室开放管理办法以及实验室日常管理条例等规章制度必须制定完整。仪器设备作为学校的固定资产,必须确保固定资产卡片、账目以及实物的一致性。每台设备必须有使用情况记录本,详细记录每次使用时的具体时间、使用人以及设备的运行情况等内容,并定期有专人进行检查。此外,每台仪器必须落实到个人进行保养、维护和检查管理。只有健全、科学和系统的一套实验室管理体制才能保证实验室安全、正常的高效运行,才能提高实验教学和科学研究的质量。
4 构建科学的考评制度,提高实验教学质量
构建科学的考评制度能有效的促进专业实验教学效果,对学生的实验课程评估应采取多元化和实验全过程的评定方法,即最终总成绩应主要包括: 实验预习( 占20%) 、实验过程( 占50%) 和实验报告( 占30%) 三个学习部分的成绩。
( 1) 实验预习,该阶段由老师课前查看预习报告,主要考察学生的文献查阅能力等准备工作以及检查学生对基础知识的掌握程度;
( 2)实验过程,该部分成绩占最终成绩的50% 比率,由指导教师现场观察和记载。主要考察学生的学习态度、动手能力、观察能力、对专业知识的运用能力和解决实际问题的能力;
( 3) 实验报告,由教师课后评阅,主要考察学生的学习效果,材料的撰写能力和书写的态度。
对于开放性的设计实验,学生在老师的帮助下选取课题、设计实验,自主完成实验以及最后提交实验报告,指导老师会从上述各部分分别进行评定,最后综合给出总成绩。科学、规范、标准化的成绩评定体系能有效的调动学生的学习积极性,培养学生严谨的治学态度,大大的提高专业实验的教学效果。
5 结束语
材料化学专业是随着时代科学技术不断发展而产生的一个新型专业,每一个学校的专业特色和侧重点不一样,但经过改革优化实验教材的内容、重组实验教学人员、加强科研与专业实验的紧密结合、探索出新型的开放式实验教学模式以及制定出系统、科学、健全的实验室管理体制,均能不同程度的提高材料化学专业实验的教学质量和培养效果。实验教学思想观念、教学手段和方法以及科学的教学管理制度的改革和实践,不仅有利于拓宽学生的专业知识面,提高其科研技能,更有利于培养学生的创新思维、科研素养和综合应用能力。
化学实验教学探讨论文【第四篇】
摘要生物化学是一门重要的医学基础课。也是当代医学和生命科学的前沿学科,作为医学生学好生物化学的理论知识和实验技术显得尤为重要。生物化学安排在第二学期开课,起着联络基础与临床课之间的桥梁作用,而且生物化学是医学中一门重要的实验性很强的基础主干学科。生化实验技术已渗透到医学科学的各个领域,成为诊断、治疗、预防疾病的重要手段。因此,如何通过实验教学来培养学生独立分析问题、解决问题的能力和创新精神以及学会运用常规实验技术探索生命现象及本质是目前大部分医学院校急待解决的严峻问题。怎么样克服问题,提高生物化学实验教学质量,培养学生的实验操作能力。本人谈谈一些看法。
关键词生物化学实验教学
1在生物化学实验教学中加强对学生的素质教育
生物化学实验课是医学生从基础课程步入临床课程的过渡学科,是学生学习专业课程的起步阶段,教师在指导实验,传授知识的过程中,除了加强指导外还应注意向学生介绍科学的发展进程以及人类认识世界的过程,使学生体会到人的正确思想来源于实验,实践是检验真理的唯一标准,学会理论与实践相结合的方法。用正确的观点去认识世界,学习怎样认识自然,怎样认识社会,进而树立正确的世界观和方法观。
2主动交流,耐心指导
在实验教学过程中,教师与学生之间的双向交流十分重要。通过交流,教师可以及时了解和掌握学生学习的综合情况,获得大量教学信息。如学生对实验教学内容的理解程度、掌握情况及学习态度等,从而及时采取有效的教学措施,加强引导,帮助学生分析问题,解决问题。学生则可以更加深刻地了解教学目标,理解教学内容,巩固己获得的实验理论知识和实验技术技能。同时,交流可以促进教师和学生之间的情感沟通,相互了解,相互依赖,活跃和优化教学气氛。
3理论课内容和临床医学知识与实验课教学相结合
生物化学是一门基础课,抽象难懂。很多学生反映学习生化究竟与学医有怎样的关系,为什么要学它,对以后的临床究竟有没有帮助?这些问题其他基础学科同样会遇到。生物化学书本上的许多理论可以通过实验得到证实,将实验课与理论课的内容联系起来,可以消除学生心中理论和实验分离的感觉,自己动手验证某个重要的结论,可以激发他们的兴趣,也可加深学生对理论知识的理解,强化教学效果。例如,学生通过理论课的学习得知底物浓度、酶的浓度、温度、pH、激活剂和抑制剂可影响酶促反应速度,我们开设了“酶作用的特异性和影响酶促反应速度的因素”这一实验,让学生通过亲自动手操作和对实验结果的分析,验证了理论知识,加深了学生对相关概念的理解;在“邻甲苯胺法”测定血糖的实验中,在实验课堂上引导学生复习血糖的调节,同时联系临床,阐述糖尿病的发病机制,本实验联系了临床上检验血糖的方法,增强了实用性,极大地提高了学生的兴趣。
4加强实验技能的培养
为了强化学生实验的规范化操作和基本技能,不断提高学生的综合能力。首先要求学生写明实验方案、实验所需药品的种类和数量、实验器材等,在教师的指导下进行实验准备。虽然学生参与实验准备增加了教师的工作量,但是,学生参与的积极性较高,学生通过实践,提高了实验设置和实验操作的能力,基本熟悉了实验准备的全过程,大大地提高了他们学习的主动性和自觉性,收到了很好的实验教学效果。
5提高教师的自身素质
实验指导教师应具有较高的理论素养,较强的动手能力,他们是实验教学的主力军。对实验教学师资队伍的建设,要按照人才培养对实验教学师资的要求进行,鼓励和帮助实验指导教师的进修与学习,提高他们的业务水平,在教学工作中发挥出应有的作用。
6加强实验建设,保证实验教学的顺利实验
一个学校实验教学的好坏,取决于这个学校的实验室建设,当然就是条件,就要看实验室仪器设备的配备、药品的种类和质量、药品和仪器是否齐全,实验室的设备,能不能满足开展学生试验和教师的演示实验的需要。
7加强实验技能考核,培养学生创新能力
我校为医学中等职业学校,生物化学的教学课时少,相应实验课时也较少,加上近几年扩招学生人数增加,实验条件和设施相对滞后,每次实验学生人数较多,而实验仪器较少,在做实验过程中,少数学生缺乏主动性,只看别人操作,自己不愿亲自动手,不能掌握基本操作方法和技巧。造成上述问题的原因之一实验课只要求学生操作,不进行相关实验考核,学生缺乏压力和动力,认为做不做关系不大。其后果是少数学生易产生惰性心理,缺乏进取心,缺乏对事物的观察力和判断力,更谈不上有所创新和发现,而创新能力是一个优秀学生所必备的能力。因此,我们应从一点一滴做起,抓好实验教学环节,通过必要的考核机制,并把成绩记入总分中,让每一个学生都重视实验,最终目的使每个学生成为高分高能的合格人才。