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深圳大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)者:賴凱濤 實(shí)驗(yàn)時(shí)間:5月15日
氣溫:23.0℃ 大氣壓:100900pa
實(shí)驗(yàn)六:雙液系的氣----液平衡相圖
一:目的要求
繪制在p下環(huán)已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖,了解相圖和相率的基本概念 掌握測(cè)定雙組分液系的沸點(diǎn)的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法 二:儀器 試劑
恒沸點(diǎn)儀
精密溫度計(jì)
調(diào)壓變壓器
阿貝折光儀
超級(jí)恒溫水浴
量筒、漏斗
滴管、大燒杯
無水乙醇
環(huán)己烷
含環(huán)己烷各為10、30、50、70、90、95%(重量百分?jǐn)?shù))的乙醇溶液。(用棕色試劑瓶盛裝)含環(huán)己烷各為 0%、20%、40%、60%、80%、100%的標(biāo)準(zhǔn)乙醇溶液。 (用白滴瓶盛裝)
三:數(shù)據(jù)分析
雙液系汽-液平衡相圖
實(shí)驗(yàn)者
張志誠
實(shí)驗(yàn)時(shí)間
2000/15/5
室溫 ℃
23.0
大氣壓pa
100900
環(huán)己烷/乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液
濃度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
擬合方程式參數(shù)
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環(huán)己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點(diǎn) ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
氣相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
氣相濃度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相濃度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸點(diǎn) ℃
組成 %
64.1
67
四:實(shí)驗(yàn)討論。
在測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),溶液過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象,將使繪出的相圖圖形發(fā)生什么變化? 答:當(dāng)溶液出現(xiàn)過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象,會(huì)使測(cè)沸點(diǎn)偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。
壓力和溫度的測(cè)量都有隨機(jī)誤差,試導(dǎo)出h的誤差傳遞表達(dá)式. 答:由h的定義式 h=u+pv 可得,
→ dh=du+pdv+vdp
→ dh=(?u/?t)v dt+(?u/?v)tdv+pdv+vdp
→ δvhm=(?u/?t)vδt+vδp
討論本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源。 答:本實(shí)驗(yàn)的主要來源:給雙液體系加熱而產(chǎn)生的液相的組成并不固定,而且加熱的時(shí)間長(zhǎng)短不十分固定,因此而使測(cè)定的折光率產(chǎn)生誤差。另外,溫度計(jì)水銀球的位置并不固定,有時(shí)比較靠近電熱絲,測(cè)得的溫度稍微偏高。
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深圳大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)者:張志誠 實(shí)驗(yàn)時(shí)間:5月15日
氣溫:23.0℃ 大氣壓:100900pa
實(shí)驗(yàn)六:雙液系的氣----液平衡相圖
一:目的要求
繪制在p下環(huán)已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖,了解相圖和相率的基本概念 掌握測(cè)定雙組分液系的沸點(diǎn)的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法 二:儀器 試劑
恒沸點(diǎn)儀
精密溫度計(jì)
調(diào)壓變壓器
阿貝折光儀
超級(jí)恒溫水浴
量筒、漏斗
滴管、大燒杯
無水乙醇
環(huán)己烷
含環(huán)己烷各為10、30、50、70、90、95%(重量百分?jǐn)?shù))的乙醇溶液。(用棕色試劑瓶盛裝)含環(huán)己烷各為 0%、20%、40%、60%、80%、100%的標(biāo)準(zhǔn)乙醇溶液。 (用白滴瓶盛裝)
雙液系汽-液平衡相圖
實(shí)驗(yàn)者
張志誠
實(shí)驗(yàn)時(shí)間
2000/15/5
室溫 ℃
23.0
大氣壓pa
100900
環(huán)己烷/乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液
濃度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
擬合方程式參數(shù)
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環(huán)己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點(diǎn) ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
氣相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
氣相濃度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相濃度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸點(diǎn) ℃
組成 %
64.1
67
實(shí)驗(yàn)討論。
在測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),溶液過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象,將使繪出的相圖圖形發(fā)生變化? 答:當(dāng)溶液出現(xiàn)過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象,會(huì)使測(cè)沸點(diǎn)偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。
討論本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源。 答:本實(shí)驗(yàn)的主要來源是在于,給雙液體系加熱而產(chǎn)生的液相的組成并不固定,而是視加熱的時(shí)間長(zhǎng)短而定 因此而使測(cè)定的折光率產(chǎn)生誤差。
三,被測(cè)體系的選擇 本實(shí)驗(yàn)所選體系,沸點(diǎn)范圍較為合適。由相圖可知,該體系與烏拉爾定律比較存在嚴(yán)重偏差。作為有最小值得相圖,該體系有一定的典型義意。但相圖的液相較為平坦,再有限的學(xué)時(shí)內(nèi)不可能將整個(gè)相圖精確繪出。
四,沸點(diǎn)測(cè)定儀 儀器的設(shè)計(jì)必須方便與沸點(diǎn)和氣液兩相組成的測(cè)定。蒸汽冷凝部分的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵之一。若收集冷凝液的凹形半球容積過大,在客觀上即造成溶液得分餾;而過小則回因取太少而給測(cè)定帶來一定困難。連接冷凝和圓底燒瓶之間的連接管過短或位置過低,沸騰的液體就有可能濺入小球內(nèi);相反,則易導(dǎo)致沸點(diǎn)較高的組分先被冷凝下來,這樣一來,氣相樣品組成將有偏差。在華工實(shí)驗(yàn)中,可用羅斯平衡釜測(cè)的平衡、測(cè)得溫度及氣液相組成數(shù)據(jù),效果較好。
五,組成測(cè)定 可用相對(duì)密度或其他方法測(cè)定,但折光率的測(cè)定快速簡(jiǎn)單,特別是需要樣品少,但為了減少誤差,通常重復(fù)測(cè)定三次。當(dāng)樣品的折光率隨組分變化率較小,此法測(cè)量誤差較大。
六,為什么工業(yè)上常生產(chǎn)95%酒精?只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無水酒精?
答:因?yàn)榉N種原因在此條件下,蒸餾所得產(chǎn)物只能得95%的酒精。不可能只用精餾含水酒精的方法獲得無水酒精,95%酒精還含有5%的水,它是一個(gè)沸點(diǎn)為的共沸物,在沸點(diǎn)時(shí)蒸出的仍是同樣比例的組分,所以利用分餾法不能除去5%的水。工業(yè)上無水乙醇的制法是先在此基礎(chǔ)上加入一定量的苯,再進(jìn)行蒸餾。
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深圳大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)者: 史煒 湯菲菲 實(shí)驗(yàn)時(shí)間: 2000/5/17
氣溫: 24.2 ℃ 大氣壓: 100.80 kpa
二組分固-液相圖的繪制
目的要求 用熱分析法測(cè)繪鉛-錫二元金屬相圖,了解固-液相圖的基本特點(diǎn) 學(xué)會(huì)熱電偶的制作,標(biāo)定和測(cè)溫技術(shù) 掌握自動(dòng)平衡記錄儀的使用方法
儀器與試劑 自動(dòng)平衡記錄儀,熱電偶,電爐,泥三角 ,坩鍋鉗,純sn、含sn為20%、40%、60%、和80%的snpb合金以及純pb(坩鍋上的記號(hào)分別為1、2、3、4、5、6)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理
雙液系汽-液平衡相圖
實(shí)驗(yàn)者
史煒
湯菲菲
實(shí)驗(yàn)時(shí)間
5月17日
室溫 ℃
24.2
大氣壓pa
100800
環(huán)己烷/乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液
濃度 %
折光率
1.3619
10
1.3631
20
1.3637
30
1.3658
40
1.3680
50
1.3725
60
1.3850
70
1.3940
80
1.4192
90
1.4255
100
1.3620
擬合方程式參數(shù)
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環(huán)己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點(diǎn) ℃
77.40
72.30
67.20
64.40
63.70
63.80
79.00
79.80
氣相折光率
1.3623
1.3792
1.3900
1.3996
1.4035
1.4204
1.4224
1.4252
液相折光率
1.363
1.365
1.369
1.369
1.402
1.4241
1.4255
1.4252
氣相濃度
4
31
48
62
68
92
95
99
液相濃度
5
8
15
15
66
97
99
99
4 實(shí)驗(yàn)討論。
關(guān)鍵詞:Excel軟件 物理化學(xué) 數(shù)據(jù)
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是化工專業(yè)、化學(xué)專業(yè)和其它相關(guān)專業(yè)必修的一門實(shí)踐課,其儀器使用率高,操作步驟復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量大,處理繁瑣。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理采用手工處理,包括數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)的整理、數(shù)據(jù)計(jì)算和坐標(biāo)紙上的繪圖等步驟,過程往往耗費(fèi)大量的時(shí)間,并且容易出錯(cuò),最終的結(jié)果誤差也較大。造成了目前的教學(xué)現(xiàn)狀:學(xué)生做實(shí)驗(yàn)積極性高,但是實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成質(zhì)量差。如果這種現(xiàn)狀再得不到改善,必將嚴(yán)重影響到教學(xué)質(zhì)量,打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用滲透到生活的各個(gè)領(lǐng)域,其在物理化學(xué)上的應(yīng)用也越來越廣泛,本文結(jié)合Excel軟件在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)蔗糖轉(zhuǎn)化速率測(cè)定的應(yīng)用上做了簡(jiǎn)要的敘述。
一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定
本實(shí)驗(yàn)參考教材為中國中醫(yī)藥出版社的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材(2009年9月第1版),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用我校學(xué)生物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的數(shù)據(jù),采用旋光度法進(jìn)行測(cè)定。
1.接通電源,打開儀器進(jìn)行預(yù)熱5min,并用蒸餾水矯零。
2.蔗糖反應(yīng)過程中旋光度的測(cè)定。稱取6.0g蔗糖,加蒸餾水30ml,配制成溶液,并向其中加入30ml2mol?L的鹽酸作為催化劑,將加入一半鹽酸時(shí)的時(shí)間作為零時(shí)刻。測(cè)定不同時(shí)間t時(shí)的旋光度αt。
3.α∞的測(cè)定。將剩余的溶液置于水浴鍋中,在50℃-60℃下加熱50min充分反應(yīng),冷卻測(cè)定α∞。
對(duì)時(shí)間作圖,據(jù)直線斜率可求出速率常數(shù),如下公式:
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)
實(shí)驗(yàn)原理數(shù)據(jù)如下:
t=∞,α∞=-4.43
二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
1.反應(yīng)時(shí)間作為第一列,在Excel軟件中先計(jì)算出的值作為第二列。
2.點(diǎn)擊“公式”在菜單欄點(diǎn)擊“公式”按鈕,選擇“其他函數(shù)”,在下拉菜單中選擇“統(tǒng)計(jì)”按鈕,并選擇子菜單“SLOPE”點(diǎn)擊,在函數(shù)參數(shù)對(duì)話框中選擇第二列為y’,第一列為x’進(jìn)行參數(shù)設(shè)定,即可得到直線斜率和速率常數(shù)。
3.Excel軟件繪圖:將反應(yīng)時(shí)間和值分別列于第一和第二列,并且選中,在Excel表格中點(diǎn)擊“插入”菜單,選擇“散點(diǎn)圖”,在下拉菜單中點(diǎn)擊帶“僅帶數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖”,在繪制的圖形中點(diǎn)擊坐標(biāo)軸,點(diǎn)擊右鍵,進(jìn)行坐標(biāo)軸設(shè)置確定。然后選中圖形,擊右鍵,在下拉菜單中選擇“添加趨勢(shì)線”,在趨勢(shì)線設(shè)置中選擇“線性”,并選中“顯示公式”,關(guān)閉,即可得到直線的斜率,求出速率常數(shù)。
關(guān)鍵詞物理化學(xué)實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革;綜合能力
物理化學(xué)是建立在物理、化學(xué)以及數(shù)學(xué)三門基礎(chǔ)課程上的一門交叉學(xué)科,運(yùn)用了物理和數(shù)學(xué)的原理來闡述化學(xué)的一般規(guī)律的科學(xué),能夠?yàn)楹罄m(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、學(xué)術(shù)研究的開展以及從理論向?qū)嶋H應(yīng)用的發(fā)展提供扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ),是基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用之間的重要紐帶[1-3]。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門以物理化學(xué)理論為基礎(chǔ),通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)物理化學(xué)重要理論、概念、原理的理解,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的邏輯思維和實(shí)驗(yàn)技能。該課程在我校是獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程,是繼無機(jī)、有機(jī)、分析等前修實(shí)驗(yàn)課后的一門綜合基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課。通過全方位的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,使學(xué)生掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理、基本方法和技能,通過一系列的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題解決問題、數(shù)據(jù)的記錄與處理以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與歸納的能力得到了極大的鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的能力[4-7]。
1.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
1)實(shí)驗(yàn)教材落后、內(nèi)容缺乏創(chuàng)新。當(dāng)前的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,多數(shù)實(shí)驗(yàn)為傳統(tǒng)的經(jīng)典的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn),對(duì)于學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練時(shí)具有一定的意義,但是隨著學(xué)生對(duì)于課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)習(xí)的知識(shí)面不斷擴(kuò)寬,這些多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容就顯得有些單一陳舊,削弱了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,限制了學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用以及思考問題的空間。2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段落后。現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多數(shù)沿用傳統(tǒng)的灌輸式講授方式,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式缺乏主動(dòng)性,同時(shí),尤其是近些年技術(shù)的不斷發(fā)展,科技含量高、數(shù)字化儀器不斷出現(xiàn),導(dǎo)致了一些課本與儀器的實(shí)際操作不符的情況,這點(diǎn)給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來極大的不便,影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直接效果。3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備落后,設(shè)備數(shù)量也不能滿足日益增長(zhǎng)的學(xué)生的需求。許多高校對(duì)于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)不夠重視,儀器設(shè)備更新較慢,在開設(shè)實(shí)驗(yàn)的過程中,實(shí)驗(yàn)室容量偏大、不能使每個(gè)學(xué)生都親自動(dòng)手操作儀器,甚至部分實(shí)驗(yàn)是通過教師演示完成的,學(xué)生的動(dòng)手能力未能得到有效鍛煉。(4)實(shí)驗(yàn)的考核方式簡(jiǎn)單,不能充分反映學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的掌握情況。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核過程中,實(shí)驗(yàn)類的課程基本上都是作為考查課,課程的成績(jī)基本上都是教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況進(jìn)行打分,而學(xué)生中有一些人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是抄襲情況嚴(yán)重,因此,這種只通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告來考核實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情況的方式是片面的,導(dǎo)致許多學(xué)生渾水摸魚。(5)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)和設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限,對(duì)學(xué)生開放不足。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,由于場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量的限制,學(xué)生只能在限定的時(shí)間做規(guī)定的實(shí)驗(yàn),且只能做一次,導(dǎo)致多數(shù)實(shí)驗(yàn)不能給學(xué)生留下深刻的印象。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維方式中占據(jù)著非常重要的地位,因此,需要對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行改革,建立起合適的實(shí)驗(yàn)考核體系和先進(jìn)的教學(xué)模式[8,9]。
2.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革
2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革
就物理化學(xué)學(xué)科自身發(fā)展的特點(diǎn)來說,當(dāng)前許多高校開設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)缺少自主性,僅僅是為了驗(yàn)證理論課上所講的內(nèi)容,缺乏探究和綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。一般在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作過程中,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前就已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)最終得到的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)過程中也只是按照講義中的操作步驟進(jìn)行,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的興趣和重視程度低,并在實(shí)驗(yàn)的過程中缺少獨(dú)立思考的能力,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率較低,效果差。為此,我們需要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改革,將部分簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)替換為設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力提升的作用。根據(jù)循序漸進(jìn)的原則,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中逐漸提升實(shí)驗(yàn)的層次,由基礎(chǔ)能力訓(xùn)練開始,幫助學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法,然后逐步提高對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能要求,進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力。同時(shí)結(jié)合自研自制設(shè)備,開設(shè)了一些綜合性的實(shí)驗(yàn),例如我院開發(fā)的“雙液系氣-液平衡相圖的測(cè)定”,“凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量”等,同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生在使用過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器提出改良的想法,并給予機(jī)會(huì)進(jìn)行嘗試改進(jìn)。
2.2課程考核方式的改革
考核作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要的一部分,使教師能夠了解學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)技能和方法的掌握情況,并且能夠發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程存在的一些問題,為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供方向。我院就傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行一系列改革,新建了一套嚴(yán)格的考核體系。首先,考核成績(jī)分為平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)。平時(shí)成績(jī)的最終成績(jī)?yōu)槊總€(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的平均成績(jī),每個(gè)實(shí)驗(yàn)的平時(shí)成績(jī)包含實(shí)驗(yàn)過程成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)。實(shí)驗(yàn)過程中重點(diǎn)考察的內(nèi)容為:安全衛(wèi)生意識(shí)、參與認(rèn)真程度、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和規(guī)范性,評(píng)分A、B、C、D、F五個(gè)等級(jí),其中F為不合格,需要對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重選并完成,且成績(jī)達(dá)到D以上;實(shí)驗(yàn)報(bào)告考察的內(nèi)容主要包括:實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性和完整性,數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范性和完整性,數(shù)據(jù)處理方法的正確性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性、工具軟件使用的熟練程度以及結(jié)果討論和分析。期末考試成績(jī)由兩部分組成:筆試和實(shí)驗(yàn)操作。首先進(jìn)行筆試。若筆試成績(jī)?yōu)锳、B、C、D,則可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作考試;若筆試成績(jī)?yōu)镕,則需要補(bǔ)考或者重修。實(shí)驗(yàn)操作考試采取隨機(jī)抽取一個(gè)實(shí)驗(yàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成,實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)?nèi)魹锳、B、C、D則通過考試,否則需要補(bǔ)考或者重修。課程最終考核成績(jī)?yōu)槠綍r(shí)成績(jī)和期末考核成績(jī)的平均值。
2.3引入研究生助教團(tuán)輔助課程開設(shè)
從上個(gè)世紀(jì)80年代開始,國家的教育體制開始改革,高校招生人數(shù)逐年增加,而承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的教師人數(shù)的并未隨之增加,尤其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,影響較大;同時(shí),1988年國家頒發(fā)《高等學(xué)校聘用研究生擔(dān)任助教工作試行辦法》以來,研究生助教工作已成為研究生培養(yǎng)的一種好的形式,更重要的是,可以為本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多提供一個(gè)平臺(tái),促進(jìn)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展[10-12]。就我校對(duì)于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際做法是:首先,嚴(yán)把助教質(zhì)量關(guān)。在要進(jìn)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前一個(gè)學(xué)期,就對(duì)助教進(jìn)行聘任和培訓(xùn),讓研究生助教與本科生同堂進(jìn)行物理化學(xué)理論學(xué)習(xí),再利用空余時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行培訓(xùn),包括掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)的考查知識(shí)點(diǎn),儀器的設(shè)備的工作原理,正確的完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程,預(yù)知實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題及其解決辦法,熟練掌握如何正確撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,確保完全規(guī)范掌握所要承擔(dān)的每個(gè)實(shí)驗(yàn),再由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)教師對(duì)助教進(jìn)行考核,合格后即可上崗,充分利用好研究生作為“準(zhǔn)教師”這部分生力軍,為了緩解學(xué)生人數(shù)的大幅度增加而帶來的沉重實(shí)驗(yàn)教學(xué)負(fù)擔(dān)。
2.4充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室開放式教學(xué)
針對(duì)教學(xué)計(jì)劃中的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)是有限的不足,同時(shí),為了充分發(fā)揮研究生助教的作用,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放管理:(1)實(shí)驗(yàn)室時(shí)間和儀器設(shè)備開放,我們將實(shí)驗(yàn)室從周內(nèi)全天對(duì)學(xué)生開放,有些在實(shí)驗(yàn)課堂的實(shí)驗(yàn)過程中存在問題和對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿意的學(xué)生,可以在開放的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重做,解決問題,從而達(dá)到滿意的結(jié)果,提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平;(2)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放,對(duì)于其他一些學(xué)有余力、對(duì)實(shí)驗(yàn)有興趣、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生,就可以讓他們利用實(shí)驗(yàn)室開放的時(shí)間修改已有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案或者做一些自己感興趣的綜合型的設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)。(3)構(gòu)建開放的實(shí)驗(yàn)體系,在對(duì)實(shí)驗(yàn)開放的時(shí)候,采用以下方式:首先,學(xué)生自己通過查閱文獻(xiàn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,方案包括:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及實(shí)驗(yàn)過程中的安全注意事項(xiàng);然后,老師要對(duì)學(xué)生的方案進(jìn)行審核,要保證學(xué)生提交方案的原理正確,實(shí)驗(yàn)的路線具有可行性以及實(shí)驗(yàn)所需要的條件可以滿足的條件下,方可將實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放,在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí),需要有實(shí)驗(yàn)教師或者研究生助教團(tuán)的陪同下方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn);最終,學(xué)生需要提交一份詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告給老師,讓老師對(duì)其實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià),保證學(xué)生可以正確的完成實(shí)驗(yàn)。根據(jù)對(duì)在實(shí)驗(yàn)室開放期間做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)的訪談發(fā)現(xiàn),同學(xué)們普遍反映通過實(shí)驗(yàn)室開放,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路得到了拓寬,鞏固了課堂所學(xué)理論知識(shí),動(dòng)手能力也得到了加強(qiáng)。
2.5引進(jìn)多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、實(shí)行項(xiàng)目制實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理化學(xué)課程中,抽象的概念很多,很難用語言表達(dá)清楚,在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師通過使用掛圖、幻燈和模型來幫助學(xué)生理解那些抽象的概念,但因這些輔助手段的靜止和單一性,并且學(xué)生只有在課堂上可以學(xué)習(xí),這些局限性導(dǎo)致了在實(shí)際教學(xué)中效果并不理想,而當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)相當(dāng)發(fā)達(dá),完全可以利用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。利用多媒體技術(shù)可以把抽象的、單純語言不易描述清楚的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現(xiàn)出來;將實(shí)驗(yàn)錄制成為視頻放在網(wǎng)站上,方便學(xué)生在課余時(shí)間觀看學(xué)習(xí);結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)課開課之前,先在網(wǎng)上對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬操作,可以多次操作至熟練,在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中,更能夠加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和學(xué)習(xí),提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際效果。自2013年開始,我校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程采取了項(xiàng)目制教學(xué),打破了傳統(tǒng)以班級(jí)為單位實(shí)施教學(xué)的模式,同時(shí)改變了既定的按照學(xué)號(hào)分組的模式,通過項(xiàng)目制教學(xué),有利于教師集體備課,設(shè)計(jì)完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,同時(shí)有利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的興趣、創(chuàng)新的智慧和潛能。目前,我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制的形式如下:根據(jù)任課教師在主講物理化學(xué)理論課程的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)以及教師從事科學(xué)研究中的積累和優(yōu)勢(shì),由理論課教師提出這部分內(nèi)容需要開設(shè)哪些實(shí)驗(yàn),并給出論證方案和實(shí)驗(yàn)方案。然后由物理化學(xué)課程組集中討論,確定是否開設(shè)該實(shí)驗(yàn)和如何開設(shè)以及針對(duì)哪些專業(yè)開設(shè)。確定以后,以開放實(shí)驗(yàn)的形式,選擇一到兩組學(xué)生進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可行性,最終對(duì)學(xué)生開放。對(duì)學(xué)生開放以后,該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目依然由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師負(fù)責(zé),并培訓(xùn)相應(yīng)的研究生助教團(tuán)隊(duì)協(xié)助老師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。一個(gè)教學(xué)年度結(jié)束后,根據(jù)學(xué)生和教師的反饋意見和建議進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)。這樣,每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目小組都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立而且優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì),能夠很好的提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,也能更好的促進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新和改革。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞:物理化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,是傳授知識(shí)、技能、訓(xùn)練科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)精神和品質(zhì),全面實(shí)施化學(xué)教育的最有效形式[1,2],在化學(xué)教育中起著重要的作用。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是教育部規(guī)定獨(dú)立開設(shè)的一門實(shí)驗(yàn)課程[3],它要求從事科學(xué)研究和從事化學(xué)教育的各類人才必須具備完整全面的知識(shí)及各種技能,知識(shí)可以通過學(xué)習(xí)獲得,各種技能要通過嚴(yán)格的訓(xùn)練才能掌握。當(dāng)代高校的教育不僅要傳授知識(shí),更要注重各種技能的訓(xùn)練。
一
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握物理化學(xué)理論知識(shí)及相應(yīng)的操作技能,培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)他們將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力,具有物理化學(xué)理論教學(xué)不可取代的作用;是物理化學(xué)課程教學(xué)的重要組成部分;是一門獨(dú)立的實(shí)踐性及技術(shù)性很強(qiáng)的課程;是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和科學(xué)研究能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié);在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合能力上發(fā)揮著重要的作用。然而在部分高校,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然沒有得到足夠的重視,認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的輔助部分,是對(duì)理論教學(xué)的驗(yàn)證。在這種教學(xué)理念的指導(dǎo)下,投入不足導(dǎo)致儀器設(shè)備陳舊、數(shù)量不足,教學(xué)程序簡(jiǎn)單化,不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),綜合能力的培養(yǎng)。要徹底改變這種狀況,就必須進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理秩序等方面的系統(tǒng)改革。本文介紹了我院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行的一些改革,探討進(jìn)一步深化物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路。
1.增加新的精密儀器及設(shè)備,改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。
近幾年隨著我院的發(fā)展,我們使用世行貸款購進(jìn)了一些新的儀器及新設(shè)備,并使用到實(shí)驗(yàn)中來。在許多物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,傳統(tǒng)的測(cè)溫、測(cè)壓儀器都是大量含汞的儀器。如在測(cè)定液體飽和蒸汽壓實(shí)驗(yàn)中使用的U型管水銀壓力計(jì)、測(cè)量凝固點(diǎn)下降實(shí)驗(yàn)中使用的貝克曼溫度計(jì)、測(cè)量大氣壓實(shí)驗(yàn)中使用的水銀氣壓計(jì)等。水銀是有毒有害的物質(zhì),實(shí)驗(yàn)過程中一旦操作不慎,發(fā)生泄漏,會(huì)造成污染,危害教師和學(xué)生的健康。為此,我們購進(jìn)了新型的測(cè)溫測(cè)壓儀器,用數(shù)字式精密溫差測(cè)量?jī)x取代了原有的貝克曼溫度計(jì),用數(shù)字式低真空測(cè)壓儀取代了原有的U型管水銀壓力計(jì),用數(shù)字式氣壓計(jì)取代了水銀氣壓計(jì)。它們的特點(diǎn)是采用新型傳感技術(shù),精確度高、穩(wěn)定性好、無污染。這些儀器的使用不僅解決了實(shí)驗(yàn)室的汞污染問題,而且操作簡(jiǎn)單、讀數(shù)清晰、測(cè)量精度高,使得整個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的測(cè)溫測(cè)壓手段更方便安全。此外,有許多實(shí)驗(yàn)(如燃燒熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn))利用計(jì)算機(jī)在線測(cè)定和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.改進(jìn)舊的教學(xué)模式,提高教學(xué)效果。
改進(jìn)舊的教學(xué)模式已是形勢(shì)所迫,勢(shì)在必行。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用到的儀器、設(shè)備具有數(shù)量多、投資大等特點(diǎn),國內(nèi)大部分高校都受到儀器、設(shè)備數(shù)量的限制,在同一時(shí)間里開設(shè)同一個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在一定的困難,多采用在同一時(shí)間里開設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn),然后再進(jìn)行輪換。這樣做會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)方面的不良后果:首先,會(huì)造成教師投入嚴(yán)重不足,不能很好地輔導(dǎo)學(xué)生。其次,給學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)帶來了很多不便。由于在一學(xué)期內(nèi)要做完那么多實(shí)驗(yàn),勢(shì)必要在開學(xué)后的很短時(shí)間內(nèi)就要開設(shè)好幾個(gè)實(shí)驗(yàn),有些實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)學(xué)生還沒有學(xué)到,就要進(jìn)行操作,這樣在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)上學(xué)生只能是走馬觀花,達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。目前我們采用延長(zhǎng)做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,由原來的一學(xué)期改為兩學(xué)期;其次實(shí)行了小循環(huán)實(shí)驗(yàn),即每四個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為一個(gè)單元,然后進(jìn)行輪換,這樣做可部分克服以前存在的問題,增加了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣,提高了教學(xué)效果。
3.加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)工作。
實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)與否及預(yù)習(xí)的程度,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行起著關(guān)鍵性作用。如果實(shí)驗(yàn)前不進(jìn)行充分的預(yù)習(xí),對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、儀器及設(shè)備的結(jié)構(gòu)操作規(guī)程及注意事項(xiàng)等一無所知,在實(shí)驗(yàn)過程中就會(huì)手腳忙亂,造成儀器使用不當(dāng),或不能及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,我們大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)工作,要求每個(gè)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前必須認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)報(bào)告,由指導(dǎo)教師檢查簽字確認(rèn)后,方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前知道實(shí)驗(yàn)過程中該做什么不該做什么,做到心中有數(shù),為保證實(shí)驗(yàn)順利有序地進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核制度。
為了促進(jìn)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的更進(jìn)一步提高,針對(duì)以往對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核只憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫整齊程度和理論考試成績(jī)來評(píng)定的弊端,近年來對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的考核做了如下改革:第一制定了“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生成績(jī)考核細(xì)則與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)”,明確實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核的具體內(nèi)容為預(yù)習(xí)、操作的熟練程度、紀(jì)律、安全、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作考試、理論考試七部分及各部分所占的比例。第二實(shí)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程階段性考試,主要對(duì)基本原理、基本操作、基本技能的現(xiàn)場(chǎng)抽題考試,抽題是由學(xué)生本人隨機(jī)抽簽,有筆試、口試、現(xiàn)場(chǎng)操作三種形式。通過以上改革,避免了以往只憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定成績(jī)的弊端,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核趨向科學(xué)化,有利于規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理。
5.增加設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn),調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)有更直接的感性認(rèn)識(shí)和加深記憶的作用。但單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往使學(xué)生處于一個(gè)被動(dòng)的位置上,創(chuàng)造性思維受到一定限制,通過增加設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到充分的發(fā)揮,有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
二
經(jīng)過幾年來對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷改革,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前有了較大的改觀,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和研究能力有了較大提高,大大地增加了學(xué)生的興趣,教學(xué)效果明顯。今后還要繼續(xù)加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的改革,主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革:
1.加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投資力度,進(jìn)一步改變教學(xué)條件。
雖然我院的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件在近年來有了很大改善,但還是不能滿足國家教委規(guī)定的一人一組的要求。以后我們要逐漸加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投資力度,徹底改變兩人一組甚至多人一組的現(xiàn)狀。
2.進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,注重能力培養(yǎng)。
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容應(yīng)該達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的目的。而目前物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這樣的教學(xué)內(nèi)容已不能滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。因此,有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)改革,增加一些應(yīng)用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
3.提高實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)水平,加強(qiáng)師資力量。
加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室教師的培訓(xùn)工作,提高業(yè)務(wù)水平;促進(jìn)校際間的實(shí)驗(yàn)交流與學(xué)習(xí);另外讓一些理論水平高、對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有經(jīng)驗(yàn)的理論課教師從事實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過這種方法可以改善實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍的結(jié)構(gòu),增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)力,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
總之,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及教學(xué)過程的方方面面,需要做大量的工作。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革不是在短時(shí)間內(nèi)就能夠完成的,只有不懈努力、不斷探索,把注重學(xué)生的能力培養(yǎng)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要任務(wù),把實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作搞好,才能夠?yàn)閲遗囵B(yǎng)出更多有用人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 創(chuàng)新能力 實(shí)踐和建設(shè)
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)12(b)-0169-02
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是地方應(yīng)用型本科院校的一門重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,具有很強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和技術(shù)性,作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)的重要分支,主要研究物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)以及與化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系,使學(xué)生形成規(guī)律性的認(rèn)識(shí),掌握物理化學(xué)的有關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)[1]。作為我校新增設(shè)工科專業(yè)學(xué)生的一門基礎(chǔ)課,是學(xué)完無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)之后的又一門新的實(shí)驗(yàn)課程,主要培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能,科學(xué)的思維方式和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。然而一直以來,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)沒有引起足夠重視,存在很多問題如教學(xué)方法單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)手段落后、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低等,嚴(yán)重影響了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量,甚至阻礙應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的建立[2]。因此,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)工作中如何積極的迎合時(shí)展要求,滿足新世紀(jì)創(chuàng)新型、高素質(zhì)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要,如何更好地與學(xué)科研究的發(fā)展相結(jié)合,是當(dāng)前物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者研究和探索的重要課題[3]?;谏鲜鰡栴},我們根據(jù)地方本科院校化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,從課程建設(shè)和培養(yǎng)方案等方面對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了綜合改革,并取得了良好的教學(xué)效果。
1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及課程體系的更新
傳統(tǒng)的教學(xué)理念將實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)作理論教學(xué)的衍生物,僅僅是對(duì)理論教學(xué)的驗(yàn)證。因此,受這種觀念的影響,致使實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器得不到更新,數(shù)量有限,教學(xué)的程序相對(duì)簡(jiǎn)單化,抑制了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合實(shí)踐能力也得不到鍛煉[4]。鑒于以上情況的分析,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)方法,教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)管理秩序等方面的系統(tǒng)改革是十分必要的。改革后的課程體系和課程內(nèi)容不僅要培養(yǎng)出學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能,對(duì)儀器的操作能力以及科學(xué)的研究方法,同時(shí)也為學(xué)生在今后從事科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。把課堂教學(xué),問題討論,課后作業(yè),實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定,實(shí)驗(yàn)教材和課后輔導(dǎo)作為有機(jī)的整體,運(yùn)用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段,從而建立系統(tǒng)的立體化教學(xué)模式。
1.1 首先是對(duì)實(shí)驗(yàn)教材和大綱的改革,進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更新
加強(qiáng)教材建設(shè),完善和充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合我校本科教學(xué)評(píng)估的要求,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,考核大綱,實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重新進(jìn)行調(diào)整。對(duì)教材建設(shè)進(jìn)行加強(qiáng),篩選出一些必做實(shí)驗(yàn),通過增加一些必做實(shí)驗(yàn)淘汰掉陳舊過時(shí)的實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn),進(jìn)行選題,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)操作,數(shù)據(jù)處理分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論達(dá)到實(shí)驗(yàn)技能和科研能力的充分鍛煉。根據(jù)新的制定的教學(xué)目標(biāo),教材和實(shí)驗(yàn)儀器,重寫編寫適合我校學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。同時(shí)加強(qiáng)教學(xué)方法的研究,從以往的單一傳授的教學(xué)型的教學(xué)迷失向研究型的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,從而開發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,學(xué)生的科研能力和創(chuàng)造能力得到培養(yǎng)。同時(shí)搭建立體化教材的建設(shè)平臺(tái),建立多媒體課件,電子教案,教學(xué)資源庫以及計(jì)算機(jī)軟件等多種配套的教學(xué)資源。
由于我校的開始的學(xué)科專業(yè)不同,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容有很大的不同,針對(duì)不同專業(yè)制訂了不同的教學(xué)計(jì)劃。經(jīng)過修訂后的工科實(shí)驗(yàn)采用8+2模式。驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為8個(gè),其中熱力學(xué)1個(gè)、化學(xué)平衡1個(gè)、相平衡1個(gè)、動(dòng)力學(xué)2個(gè)、電化學(xué)1個(gè)、表面化學(xué)1個(gè)、膠體1個(gè)。選做實(shí)驗(yàn)2個(gè),包含熱力學(xué)1個(gè)、溶液1個(gè)。
1.2 其次是對(duì)教學(xué)硬件的更新
近年來,我們?cè)趯W(xué)校資助下淘汰了一些落后、陳舊、老化的實(shí)驗(yàn)儀器,增加新的精密儀器及設(shè)備,改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件為了擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,能夠使學(xué)生接觸和使用更多更好的儀器,購進(jìn)了一批先進(jìn)的儀器設(shè)備,增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),也可以享受科技進(jìn)步帶來的成果,從而將物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高到一個(gè)新的層次,并給物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一個(gè)更好喝更快的發(fā)展前提。
1.3 對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
物理化學(xué)教研室在實(shí)驗(yàn)的“整體優(yōu)化,數(shù)字化,現(xiàn)代化,綠色化”思想的指導(dǎo)下, 充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的綜合性[5]。改變傳統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的單一的教學(xué)模式,設(shè)計(jì)出新的多元化的教學(xué)模式。通過開放式的教學(xué)模式,使學(xué)生在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上自己制定出具體方案和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)路線,這個(gè)過程提倡學(xué)生的獨(dú)立完成,教師指導(dǎo)起輔助作用。做到開放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以利用課余實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)工作,遇到問題及時(shí)和指導(dǎo)教師溝通,從而使學(xué)生的動(dòng)手能力得到提高,鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造性和主動(dòng)性,提高學(xué)生對(duì)物理化學(xué)理論知識(shí)的進(jìn)一步理解,應(yīng)用能力和獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力得到提高。
2 教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革
物理化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)有機(jī)整體,由于物理化學(xué)的抽象性,因此后者的教學(xué)可以加強(qiáng)對(duì)前者的理解,兩者是相輔相成的。我們將物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置成與理論教學(xué)并重,在相關(guān)教學(xué)內(nèi)容上做到協(xié)調(diào)同步進(jìn)行。
2.1 授課方式的改變
傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用教師先講實(shí)驗(yàn)原理,方法,步驟,注意事項(xiàng)這樣的教學(xué)模式,使得學(xué)生在對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)很被動(dòng),照法抓藥,形成不愿意獨(dú)立思考的懶惰習(xí)慣[6]。此種教學(xué)模式必然造成少部分學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn),大部分學(xué)生在旁觀看,等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果,不僅課堂時(shí)間得不到充分利用,學(xué)生的動(dòng)手能力也得不到提高,從而大大降低了對(duì)理論知識(shí)的興趣。學(xué)生授課是改革之一,由于物化實(shí)驗(yàn)的特殊性,我們采用輪班式的分組方式,由已經(jīng)做過該實(shí)驗(yàn)的學(xué)生充分查閱相關(guān)資料,并將獲得資料歸納整理,結(jié)合自己實(shí)驗(yàn)過程所遇問題以及解決方式,在實(shí)驗(yàn)課上講授給其他學(xué)生,同時(shí)老師對(duì)學(xué)生的授課內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)評(píng)以及補(bǔ)充,這種方式可以改變以往學(xué)生對(duì)老師教學(xué)模式的麻木,被動(dòng)學(xué)習(xí)習(xí)慣為主動(dòng)學(xué)習(xí),提高該課程的教學(xué)效果,通過授課學(xué)生的講解效果達(dá)到檢查學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的情況,作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)之一,極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。采用問題教學(xué)與討論教學(xué)法和思考題教學(xué)法,通過這樣的研討既可使學(xué)生增長(zhǎng)知識(shí),開闊視野,又活躍了課堂氣氛,還提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)科學(xué)思維。通過對(duì)教學(xué)方法的改進(jìn)學(xué)生的分析,解決具體問題的能力得到了提高,教學(xué)效果得到了改善。
2.2 實(shí)踐與科研的結(jié)合是一個(gè)不斷深化的過程
通過學(xué)生參與教師的科研課題或者在教師指導(dǎo)下申報(bào)大學(xué)生科研項(xiàng)目,采用物理化學(xué)理論、實(shí)踐、科研三者相結(jié)合的教學(xué)模式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生從“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”,教師改變單純的知識(shí)傳授,提高學(xué)生分析問題,解決問題和動(dòng)手操作的能力,創(chuàng)新能力會(huì)得到進(jìn)一步培養(yǎng)[7]。同時(shí)教師自身也有所提高,真正做到教學(xué)相長(zhǎng)。近年來物化教研室教師已順利指導(dǎo)多項(xiàng)大學(xué)生科研項(xiàng)目在學(xué)校立項(xiàng)、結(jié)題并通過驗(yàn)收,這很大程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力,為將來獨(dú)立從事科研工作打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3 嘗試半開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足
在傳統(tǒng)規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容中有步驟和計(jì)劃地加入一定開放性的教學(xué)內(nèi)容,使得傳統(tǒng)式的教學(xué)模式和開放式的教學(xué)模式相結(jié)合進(jìn)行教學(xué),學(xué)生對(duì)物化實(shí)驗(yàn)的掌握力得到培養(yǎng)。開放的實(shí)驗(yàn)室不僅增加了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì),也使他們的獨(dú)立解決問題的能力得到提高。由于基礎(chǔ)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多,課時(shí)安排上存在課時(shí)不夠等特點(diǎn),學(xué)生的個(gè)性得不到體現(xiàn),加上實(shí)驗(yàn)任務(wù)繁重,學(xué)習(xí)興趣必然低下。通過開放實(shí)驗(yàn)室,不僅可以增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì),學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性和開拓性得到充分調(diào)動(dòng),學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用和創(chuàng)新能力從而提高,學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提高[8]。
3 學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定以及考核方的改革
為了培養(yǎng)出具有學(xué)習(xí)主動(dòng)性,創(chuàng)造力的學(xué)生,達(dá)到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo),有效的激發(fā)學(xué)生對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣,我們對(duì)以往的考核方式進(jìn)行改革。鑒于物化實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立成課的特殊性以及減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),我們采用以下的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核發(fā)方式:平時(shí)成績(jī)×70%+期末成績(jī)×30%。平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核是教師對(duì)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行的考核,主要包含課前預(yù)習(xí),實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處理分析。預(yù)習(xí)成績(jī)主要是在學(xué)生主動(dòng)性學(xué)習(xí)中體現(xiàn),通過學(xué)生授課和預(yù)習(xí)報(bào)告判斷學(xué)生的課前預(yù)習(xí);實(shí)驗(yàn)操作由教師當(dāng)場(chǎng)打分,考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化程度,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)是教師在批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及問題分析情況進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)我校教學(xué)評(píng)估的新要求期末進(jìn)行筆試考試,主要是對(duì)一學(xué)期實(shí)驗(yàn)的原理,基本操作和儀器的使用和技術(shù)等方面的考察,實(shí)驗(yàn)操作考核是從學(xué)生以往實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)抽取一個(gè),學(xué)生獨(dú)立操作,指導(dǎo)教師通過學(xué)生的實(shí)際操作來考察其對(duì)基本操作技術(shù)的掌握情況,然后給出成績(jī)。
4 結(jié)語
通過物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)發(fā)展過程,使我們感到課物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜的長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程。隨著人們認(rèn)識(shí)水平的提高,教學(xué)環(huán)境的改善而逐步提高,也向我們提出了新的問題和要求,我們的改革模式應(yīng)該為了適應(yīng)快速發(fā)展的時(shí)代需求,切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。為了培養(yǎng)出具有良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)作風(fēng)的應(yīng)用型復(fù)合型人才我們?nèi)孕璨粩嗵剿骱蛯?shí)踐。
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