大学化学实验报告范文
时间:2023-03-25 00:47:34
导语:如何才能写好一篇大学化学实验报告,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一,用氧弹热量计测定萘的燃烧热
二,明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别
三,了解热量计中主要部分的作用,掌握氧弹热量计的实验技术
四,学会雷诺图解法校正温度改变值
仪器与试剂
氧弹卡计贝克曼温度计普通温度计压片器分析天平台秤万用电表点火丝剪刀直尺镊子扳手苯甲酸柴油氧气钢瓶氧气减压阀
实验数据及其处理
贝克曼温度计读数
苯甲酸
柴油
苯甲酸
柴油
样品质量g
序号
初段
末段
初段
末段
W2
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1
2.157
3.458
1.528
3.440
2.2500
39.1769
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2.162
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1.533
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3
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3.520
1.5718
38.5392
4
2.175
3.467
1.541
3.550
样重
样重
5
t>2.180
3.469
1.542
3.558
0.6782
0.6377
6
2.185
3.470
1.544
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点火丝
7
2.190
3.471
1.546
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L2
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8
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3.472
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20
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9
2.198
3.473
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3.575
L1
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10
2.203
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1.550
3.572
16
5.8
消耗
消耗
4
14.2
初段斜率
初段截距
初段斜率
初段截距
0.0051
2.153
0.0023
1.529
末段斜率
末段截距
末段斜率
末段截距
0.0018
3.458
0.0131
3.467
升温中点
12
升温中点
align=right>12.5
中点低温
中点高温
中点低温
中点高温
2.215
3.480
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3.625
温升
1.265
温升
2.066
水值J/℃
14191
热值J/g
45920
4实验讨论
固体样品为什么要压成片状?
答:压成片状易于燃烧,和氧气充分接触,且易于称中。
2.在量热学测定中,还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法?
答:实验中要用到温度差校正的都可以用。
篇2
实验者: 谢佳澎 苏竹 实验时间: 2000/3/5
气温: 24.5 ℃ 大气压: 101.47 kpa
燃烧热的测定
目的要求 一,用氧弹热量计测定萘的燃烧热
二,明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别
三,了解热量计中主要部分的作用,掌握氧弹热量计的实验技术
四,学会雷诺图解法校正温度改变值
仪器与试剂 氧弹卡计 贝克曼温度计 普通温度计 压片器 分析天平 台秤 万用电表 点火丝 剪刀 直尺镊子 扳手 苯甲酸 柴油 氧气钢瓶 氧气减压阀
实验数据及其处理 贝克曼温度计读数
苯甲酸
柴油
苯甲酸
柴油
样品质量 g
序号
初段
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初段
末段
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1
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3.558
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升温中点
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中点低温
中点高温
中点低温
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温升
1.265
温升
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水值j/℃
14191
热值 j/g
45920
4 实验讨论 固体样品为什么要压成片状? 答:压成片状易于燃烧,和氧气充分接触,且易于称中。
2. 在量热学测定中,还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法?
答:实验中要用到温度差校正的都可以用。
篇3
化学是一门实验科学,其实验室的建设是提高教学质量和科学研究的一个重要环节。因此,如何在提高仪器设备配备水准的基础上,最大限度地提高利用率,取得最佳的效益就成为化学实验室建设的中心任务。武汉工业学院湖北省大学化学实验教学示范中心于2007年3月立项建设,2008年12月由教育厅验收并挂牌。中心面向全校工科类、理科化学类共15个专业开设化学实验课,按照一体化、三层次、多形式教学模式组织实验教学,实行严格的教学质量监控,在教学实验的过程中对实验平台建设和实验教学方法进行了改革,取得了一定的成效,具体作法如下。
1构建一体化、三层次、多形式的工科化学实验教学新体系
以工科化学为主体,打破传统的化学实验依附于理论教学的模式,建立新的大学化学实验课程,实行了大学化学实验一体化、三层次、多形式的化学实验教学体系。“一体化”是指实验教学独立设课,打破以四大化学为基础组织实验教学的框架,构建了大学化学实验课程体系。所有化学实验课进行统一管理,统筹安排,以精选的实验内容为载体,把相关的实验知识,实验技术和实验方法有机地串连起来,并按照循序渐进的原则组织实验教学。“三层次”是将基本型、综合型、研究创新型三个层次设置实验项目。如大学化学实验课程第一层次:基础实验(含基本操作、基本技能和性质实验;无机物、有机物制备、定量测定、基本物化参数测定等实验);第二层次:综合性实验(含制备-表征与测试-应用实验);第三层次:研究创新型实验(以开放形式为主,由教师与学生双向选择,以培养学生自主研究、创新能力为训练目的)。“多形式”是指采取计划内学时与计划外开放实验相结合,基本操作与现代技术相结合,实验操作与虚拟仿真实验相结合,必做实验与选做实验相结合的开放式、自学式、讲授式等多种形式组织实验教学,培养学生创新能力,激发学生学习兴趣。
2建立校、院二级管理制度,提高资源利用效率
过去,化学实验室是校、院、教研室三级管理,以学科为基础,依托教研室建立起来的。这种实验室设置的模式“小而全”,但却存在资源分散浪费以及重复购置等弊端,不利于资源共享,效率低下,也制约了实验室的发展。在学校总体改革框架下,按照“优化资源,调整结构,完善功能,提高水平”的原则,把相关学科的实验室合并,在实现资源优化配置过程中,打破“单位、部门所有制”,依托一级学科组建了化学实验示范中心,设置了实验室的校、院二级管理体系。中心对所属实验室的教学资源和人员实行统一管理和调配,杜绝了实验室空关和使用效率不高的现象,避免了不合理的忙闲不均,几年来,中心承担的实验教学学生人时数从8.3万人时/年增加到25.5万人学时/年,实施了新的化学实验教学计划,而且开设了工科类和专业化学类的化学实验系列课程,受益面覆盖全校。
3探索开放式实验教学模式
中心在完成全校大学化学实验教学工作以外,实验室和实验仪器设备也面向全校开放,既有利于资源的高度利用,也有利于提高中心的管理水平和服务质量。中心实验室实行教学计划内实验的开放,以巩固知识和技能为主,而教学计划外的实验开放,主要是对优秀的高年级学生,为他们提供课外学习和小型研究的场所,以培养创新精神和研究能力。实验项目与教师的科研课题紧密结合,也可根据专业自选课题,经费可从指导教师科研课题适当补充,也可申请大学生科技创新基金。大型仪器的开放,学生需先到中心填写大型仪器使用申请单,经批准后直接到相应仪器室找实验技术人员进行测试。中心网络开放,学生可直接到中心网络实验室进行网上预习、数据处理、多种实验教学仿真软件可供学生自由学习。
4建立科学的管理及考评制度
中心实行制度化、规范化、专业化、科学化的管理,建立和修订各种规章制度,以促进实验教学工作规范化,从制定实验大纲、实验教材选编,实验指导教师资格认定,实验教学安排,实验教学准备,实验授课计划,实验报告,实验考核,实验成绩评定与记载等实验教学多个主要环节明确目标和要求,作为组织实验教学的依据。学校对中心主任进行年度考核,实验教学中心所有人员进行年度考核,促进教辅队伍整体水平不断提高,从而更积极主动地做好各项工作。相关的管理及考评制度。
5建立完善的实验教学质量控制与考核体系
中心在实验课程大纲、教材、实验项目、备课、预约实验、讲授、示范、预习报告、实验报告、问题讨论等教学环节都有明确的规定,为提高教学质量奠定了基础。构建了学校督导员听课考核,教师听课,学生评估三位一体的教师教学质量控制体系。对化学实验课创建并实施了多样化的考核模式,它包括平时考核、实验理论考核和实验操作考试。重在平时考核,从学生预习、实验操作、实验结果、实验态度、实验报告等全方位量化考核,最后综合评定学生的实验成绩,通过几年实践表明,这种考核机制,端正了学风、教风,提高了学生学习的积极性,有效的提高实验课教学质量。
篇4
随着教学方式的改革,相对于传统的封闭式教学,开放式实验教学、创新创业等教学模式已逐渐进入人们的视野,根据本校非(近)化学专业不同专业的特色及培养目标,利用不同的教学模式,分三个层次构建了非(近)化学专业化学实验课程教学体系,第一个层次是公共基础课教学,该层次教学主要针对近化学专业(材料物理和油气储运专业),以《大学化学》课程为依托,理论和实验同步进行,实验课程中的内容设定为基础实验,多涉及与学生所学专业相关联的腐蚀与防护方面的实验内容;第二层次是公共选修课教学,以《化学实验与生活》课程为依托,从化学角度对日常生活中常见的化学问题给出合理解释,并用实验加以证明,激发学生对化学实验的兴趣,以此来满足非(近)化学专业需求。通过化学实验学习,提高动手力能,以期在本专业运用化学意识,提高所属专业毕业生的综合素质;第三层次为提高性教学,主要面向对化学有兴趣的学生群体开设,我们以开放实验、科技立项、创新创业、及实验竞赛等多种方式开展教学,所涉及的实验内容为综合、设计性实验,以培养学生的创新能力为目标,该体系不仅能解决课时有限的实际情况,更能强化了能力培养和素质教育。
二、更新教学制度和教学方法
(一)建立和完善非(近)化学专业的《大学化学实验》和《化学实验与生活》的教学实施环节
1.结合专业特点,选择开设的实验内容。根据非(近)化学专业的专业特色和教学实践经验的总结,我们精心安排化学实验课的教学内容。非(近)化学专业《大学化学实验》和《化学实验与生活》实验课程内容的选择既要与大学化学理论课内容相互关联,进而达到理论和实践相结合的目的,通过有限的实验课程使学生既能练习和掌握大部分的实验基本操作技能和技巧,又能加深学生对大学化学原理的理解和掌握,进而真正实现通过化学实验教学培养学生能力的目的,又要根据不同专业学生的专业特点,合理地选择所开设的实验内容,真正把《大学化学实验》和《化学实验与生活》教学内容与专业特点密切联系起来。2.加强对学生进行实验安全教育和实验基本操作的训练。由于化学实验的专业特点,在实验过程中无可避免地会使用一些易燃易爆的药品,往往一些小的错误操作不仅会使实验失败,而且可能会发生巨大的危险。因此,实验的安全问题和规范的实验操作对所有的学生和任课教师都应该是必须关注的首要问题。在化学实验课堂上,实验教师要对实验的内容讲解得更为细致,强调每一个需要注意的地方,并对整个实验操作过程进行规范的演示。在整个实验过程中,对于学生的错误实验操作,实验教师要及时提出并纠正,这样做既可以规范实验操作技能和技巧,又避免了一些不必要的实验危险的发生。为了保证实验能够顺利、有效地进行,在实验过程中让学生多进行一些基本的实验训练,注重实验细节是非常必要的。
3.改变传统教学方法,充分调动和发挥学生学习主动性。在传统的化学实验课教学中,学生只是按部就班地依据老师的讲解对实验进行操作,并没有经过自己大脑的加工思考。对于实验的结果只是知其然而不知其所以然。在实验过程中遇到和教科书上的描述不一致时便束手无策,不去思考如何会出现这种现象以及解决的办法。这样做就不利于对学生发现问题、解决问题能力的培养,往往会使学生渐渐失去对学习的兴趣。在实际的教学中,我们发现了这一问题后,采取一系列有效措施,例如在实验进行前要求每个学生认真预习本节实验课内容,认真书写实验预习报告;要求每个学生必须认真总结该节实验课应注意的事项;实验课开始前给学生布置思考题,要求学生必须通过查相关资料解答问题,帮助学生加深对该节实验课的基本理论的理解,培养学生解决问题的能力;改革教师的实验课的授课方式,对于一些比较简单的实验,可以让学生独立预习,然后在实验课上让学生通过预习来讲解整个实验过程,培养学生独立解决问题的能力;在实验课上要把某个学生遇到的问题要向所有的同学提问,让大家一起讨论,寻找解决问题的途径和方法,也可在学生实验过程中提出某一问题,培养学生独立思考的能力,使学生能够充分地发挥其学习主动性,激发学习兴趣。通过以上的措施,既可以调动学生的学习积极性,活跃课堂气氛,使学生真正成为教学的主体,又可以增强学生自信心和成就感,培养学生创新能力,促进学生能力的全面提高。
4.细化评分标准,完善考核制度。如何对实验教学效果进行成绩考核一直是实验教学一个难点。我们把实验的评分标准进行了细化,例如对实验的迟到和出勤、预习报告的预习情况、实验操作是否规范、实验的卫生状况和对实验报告的处理等进行评分细化;改革期末考试的方式,主要考核学生的实验技能,准备好实验题目让学生随机抽取并现场操作和解答题签上的思考题,教师根据学生的实验操作是否规范操以及回答问题情况给出考试成绩;综合上述成绩按不同比例给出最终成绩,这样的考核方法在一定程度上避免了偶然因素的影响。通过改革实验教学的考核方法,对学生的学习效果进行了全方位的评估,学生的学习效果比较真实地反映出来并且在能够较好地调动学生学习的积极性。通过对实验教学考核制度的改革,非(近)化学类专业化学实验课程教学效果和学生满意度都有了一定程度提高。
(二)建立和健全开放实验、科技立项、创新创业、实验竞赛
根据不同的专业特点和学生的兴趣选择一些综合性和设计性实验作为开放实验、科技立项、创新创业、实验竞赛。具体措施:(1)根据所开设的实验题目和内容,学生通过查阅相关资料,制定实验方案,而教师所要做的是审核和完善实验方案。(2)根据实验方案,学生自己动手进行具体的实验操作,实验要独立完成,仔细观察实验现象,翔实记录实验结果。教师负责监督和指导学生,规范学生的操作,对于失败的实验要鼓励学生查找失败的原因,最终取得实验的成功。对于实验的结果,指导教师要认真地检查和分析实验数据,充分调动学生的主观能动性,加强学生严谨的科研意识。(3)学生对实验结果进行总结,认真撰写实验报告,教师根据学生的表现客观评价学生的实验能力。实验全部完成后,以小组为单位提交一份总结报告,内容包括实验方案的讨论、实验方案的制定、实验取得的成绩与不足和对实验方案的改进措施等。学生把所得的实验数据进行分析、归纳和总结,得出相应的结论,以小论文的形式完成实验报告,并提出自己的见解和体会。
三、加强教材改革,推进网络平台建设
为适应知识的更新和新的培养方案,我们在教材建设上狠下功夫,先后自编了《大学化学实验》和《化学实验与生活》电子教材,教材的内容和结构不断更新,更能适应实验教学改革的需要。为使实验平台建设适应新的教学模式的需要,在现有实验条件的基础上,对实验室配置进行了优化,将实验室的实验药品、仪器和物资进行统一管理,根据需要统一调配和使用。实验室按照功能进行重新设置,搭建了一个资源共享的基础化学实验教学本科平台。为了使学生及时掌握和应用新的仪器和测试方法,将荧光分光光度计、红外分光光度计、差热分析仪等仪器设备纳入本科实验平台管理,为学生研究性实验教学提供必要的保证。为了解决一些在课堂教学学时内开设比较困难但学生有兴趣的实验项目,设立了学生科技创新活动实验室,采取开放式管理,开展自主学习、开放学习、探究学习,在兴趣和实践中培养学生的创新意识和创新能力。
四、结语
篇5
关键词 科学写作 大学化学实验 教学策略 概念图 综合性实验
近年来,大学化学课程改革面临着一个重要的挑战,即大学开设的化学实验课程需要满足学生因学习能力差异和学习兴趣差异而造成的多样化的学习需求。尤其是在学生刚开始学习化学实验时,这个挑战更加明显。为满足学生多样化的学习需求,为学生的发展提供切入点,促进学生主动学习,化学教师通常采用各种教学策略和方法,其中包括科学写作。知识创造者们一直都认为“写作过程就是思维的过程”;在写作中能够较好地形成新的观点,并将观点在纸上或是在电脑上清晰地显示出来。因而,将科学写作融入到大学化学实验中,能够引发学生思考,促使学生树立自己的观点,有利于化学教师提高化学实验教学效果。
1.科学写作策略分类
1.1启发式科学写作
Keys与Hand等人发展了启发式科学写作用以帮助学生撰写实验报告。有感于学生的科学实验经常流于食谱式的按表操作,而未能掌握实验背后的主要概念,Keys与Hand等人依据知识建构理论与认知改变的科学写作模式,设计了一套启发式的科学写作策略,引导学生通过小组讨论和写作,完成启动先前认知经验,观察收集资料,讨论,交流,反思等步骤,从而实现对科学概念的建构。
1.2问题引导式科学写作
Reardon依据多年的科学写作教学经验,整理出十多个提示问题,以帮助学生撰写更清楚、有条理的科学文章,例如:什么让你感到惊讶?你最好奇的是什么?你的疑问从何而来?什么样的问题是好问题?你如何确定你的解释是最好的解释?有没有更好的解释?如果卡住了写不下去时你怎么办?哪些证据你觉得最有说服力?
1.3多元读写素养教学策略
澳洲学者Len Unsworth发展出的多元读写素养教学策略,应用于科学写作教学中,共分成3个步骤:依循示范的练习,指导式的练习,独立练习。教师首先说明科学文章的结构与用辞语法,并且提供不同示范,协助学生规划写作的步骤,接下来学生开始进行写作,教师同时持续提醒科学写作的社会功能性,学生完成初稿之后进行修改,最后学生发表他们的作品。
1.4科学笔记薄
Campbell和Fulton发展出“科学笔记簿”的科学写作教学策略。学生的科学笔记簿里除了有笔记、记录、条列、图示、观察和表格等,很重要的一项内容是要求学生在实验完成之后,要像科学家在科学会议中一样,把他们撰写的实验结果,在班级或学校举办的“科学会议”中发表。通过这个真实的发表体验,他们不仅练习了口头表达自己的想法,也学习了必要的科学写作技巧。
1.5概念图
Novak和Gomwin首先对概念图的定义和评分标准作出了明确界定,之后概念图广泛应用于教学与评价领域。概念图作为教学工具应用于教学中,可呈现教材内容的组织与结构,协助学生建构清晰的学习内容;作为复习课程的工具,可呈现概念以及概念间的关系;作为科学写作策略运用于教学中,可建构网络化的知识结构,帮助学生提升学习效率。
2.将科学写作应用于大学化学实验教学的意义
2.1科学写作改变了传统的大学化学实验教学模式,能够激发学生的学习兴趣
传统大学化学实验教学流程单一,学生往往拘泥于对课本内容的复述,缺少反思的空间,久而久之产生依赖心理。学生对实验现象的描述,实验结果讨论,停留于观察阶段,未能做到通过化学实验学习、理解化学概念和原理。将科学写作融入实验教学中,能够改变传统单一的学习方式,通过写作、讨论、交流使学生意识到化学实验的真正意义和价值,从而激发学习兴趣。
2.2科学写作过程中学生尝试以自身的方式来思考问题,有利于学生建构新知
学生科学写作的过程是对先前所学的知识进行重组,用自己的语言建构新知的过程。写作的过程也是强迫自己思考问题,用自己的语言解释问题的过程,这种思考问题的方式,有利于学生理解新概念和原理,从而将新知识纳入到已有知识体系中。
2.3科学写作过程能促进学生对获得的经验进行反思,有利于学生科学推理能力的发展
科学写作的过程是不断反思先前想法和经验,经历迷思、设法理解、发展知识的过程,因而在写作期间学习者能建构更丰富的解释。科学写作强调的是科学知识之间的联系,证据的表述,结论的解释,对学生科学推理能力的发展具有重要的作用。
3.科学写作策略在化学实验教学中的应用
目前大学化学实验类型,一般分为3种:基础实验、综合性实验、探究性实验。研究表明,将启发式科学写作、科学笔记薄、多元读写素养教学策略分别应用于3种类型的实验教学中,能够满足学生的学习需求,提高学生思维能力、表达能力、探究能力。
3.1启发式科学写作在验证性实验中的应用
启发式科学写作能帮助学生从实验和写作中建构理解。与传统实验报告不同,启发式科学写作贯穿于实验活动的始终,实验前需要向学生说明写作的目的,实验后需要学生阐明学习的化学知识,而不只是回顾实验而已。启发式科学写作强调科学合作的本质,鼓励学生进行观察、推论及寻找证据间的联系,从而发展学生批判性思维能力。以学生“氧化还原反应实验”科学写作报告为例,具体格式见表1。
3.2科学笔记薄在综合性实验中的应用
综合性实验不仅要求学生提高实验技能,还要求学生能够综合应用化学知识,学会使用多种化学研究方法,培养学生分析问题、解决问题的能力。将科学笔记薄应用于综合性实验教学中,不仅能反映学生的实验过程,还能为学生创造交流实验结果的机会,通过交流讨论使学生深入理解化学概念和原理,此外写作、发言等活动环节还能提高学生的语言组织能力与表达能力。以“配合物键合异构体的红外光谱测定”为例,见下页表2。
3.3多元读写素养教学策略在探究性实验中的应用
大学化学探究性实验是教师根据自己的研究方向,选取相关课题组织学生开展探究。实验探究的过程可以培养学生的探究能力和创新能力;对探究结果进行梳理,撰写论文的过程,有利于学生理顺研究的思路,寻求证据,解释证据,从而发展学生的推理能力和语言表达能力。多元读写素养教学策略应用于探究性实验教学中,能够有效地帮助学生熟悉科学论文的格式,掌握论文的撰写方法,从而提高探究性实验教学的效率。以学生探究“Ag+荧光探针的设计合成及性质研究”实验为例,具体内容如下:
(1)教师提供几篇科学文章,讲解文章的结构。教师提供密切相关文献并指导学生阅读,如阅读:(a)J.Kang,Mi.Choi,J.Y.Kwon,E.Y.Lee,J.Yoon,,Chem,2002,67(12):4384-4386;(b)S.Iyoshi,M.Taki,Y.Yamamoto,Inorg,Chem,2008,47(10):3946-3948。教师分析上述文章内容包括:研究领域的科学价值,本研究的意义,具体研究内容,研究结论,支持材料,文献等,使学生初步了解科学论文的格式、内容、语言表达方式。
篇6
在科学技术飞速发展的今天,高等教育的改革进入了实质性阶段,社会迫切需要的是具有综合能力、创新能力、实践能力的人才,而高校实验室和实验教学恰恰是理论与实践相结合,培养学生创新能力和实践能力的重要环节。
综合化学实验是一门深层次的、多学科性的和综合性实验技能训练的化学实验课程,它除培养学生熟练掌握实验技能外,还能让学生综合应用化学知识和多种化学研究方法,将所学基础知识融会贯通,培养学生具有分析问题、解决问题的能力;从培养人才的角度看,开设综合化学实验课程的目的在于缩短学生在所学的专业基础知识与科研、生产实践中解决实际问题能力之间的差距,培养学生的科研能力和创新能力;所以,综合化学实验是基础化学实验、中级化学实验的后续课程,是训练学生综合运用化学知识和实验技能解决化学实际问题的能力,培养学生创新意识和创新实践能力的综合性实验课程。
二、实验教学理念的确立
长期以来,以教材课堂为中心的传统实验教学方式(即学生按实验教材中的实验步骤进行实验),不能很好地发挥学生的主动性和创新性。在注重素质教学和培养创新性人才的今天,充分发挥学生的主动性、积极性和创新性,使学生的个性得到充分的发展尤为重要。
对于化学学科如何培养创新型人才,施开良等分别在国内教育类杂志上发表文章,探讨培养的模式和思路。文章指出:培养创新型人才,首先要解决人才培养的转型问题,要实现人才培养的转型,就必须建立有利于培养创新型人才的教学体系,将系统传授知识与探索研究相结合,要打破传统教学模式,把综合化学实验开设成实验时间开放式、实验内容自由选择式、设计性和研究性的实验教学模式。
三、实验教学改革措施
我们针对不同年级的学生开设不同类型的实验训练,低年级学生着重抓基本操作和基本技能训练,即基础化学实验;高年级学生着重抓综合性、设计性、研究性的实验训练,即综合化学实验,在基础实验技能的基础上,重在培养学生的综合分析和解决问题的能力。同时以培养学生学习兴趣和科研能力、提高创新意识和创新能力为目的,结合学生自身课余时间,做出实验时间自主安排,实验内容自主选择的调整。
1.实验时间的全天侯开放
实验时间的开放关系到实验室、教师和学生三方面,如何处理好这三者之间的关系是开放的第一步。实验在综合实验室中进行,实验室中配备了实验所需的共用仪器和常用分析仪器,确保这些实验仪器的全天候正常运行,实验指导教师全天候到位,学生根据自己的时间选择试验时间进入实验室试验,实验室中的所有仪器都有仪器原理、使用说明和操作步骤等的简要介绍,在教师指导后,由学生独立操作这些仪器,对实验中制备的化合物进行分析表征。
开放式实验室虽然在管理上增加了难度,但充分发挥了学生的能动性,得到一致好评。但制约因素较多,尤其在学生一人一课表的情况下矛盾更加突出。为此做出下一步改革计划,开发开放实验的网络管理系统软件,教师在网上开出的实验和指导的时间,学生通过网络完成实验内容选择和实验时间的预约登记。
2.优化实验内容,必修与选修相结合
鉴于综合化学实验的综合性和重要性,在开出实验时,第一,精选实验内容,只保留极少部分应熟练掌握基础操作的经典实验。第二,保持实验的系统性和完整性。结合专业与学科交叉的特点,在基础性综合实验的基础上开设创新型综合实验,做到实验内容由浅入深,逐步提高,开阔了视野,培养了学生的实验兴趣,使系统完整。第三,学生自由选择实验内容。在必修经典综合实验的基础上,结合学生自身兴趣,选择实验内容。在一学期中开设12~14个综合实验,其中必修基础性综合实验6个,创新型综合实验每位学生选做3个,具体选择所做实验的个数,按教学计划实验学时数自行确定。
3.开设研究型实验
对于研究型实验,在教材中略去了翔实的实验步骤和实验条件,只给出实验的要求和实验的设计提纲,学生需先查阅文献、设计实验,让学生积极开动脑筋,充分发挥主动性,多次实验直至成功。
4.实验考核办法改革
考核分实验预习、实验过程、实验数据记录、实验报告。从实验预习、实验态度、课堂纪律、卫生习惯、操作规范、分析实验现象、整理实验数据、结果与讨论以及结论、实验报告撰写等都将列入考核范畴。
四、总结
实验时间开放式,实验内容自由选择式、设计性和研究性的综合化学实验教学模式是以学生为主体,实行实验内容、时间和方式由学生自己决定,学生自主决策和实验自行设计,充分尊重学生的意愿,也充分发挥了学生的能动性、积极性和创新性。把综合化学实验课程开设成灵活性强的多层次实验,尽量做到实验内容每年更新,使具有学科前沿性、综合性和应用性的科研成果充实到设计性和探索性实验中。这些不仅提高了学生对理论基础知识和实验基本技能的灵活应用能力,而且提高了他们的科学研究综合素质。参考文献:
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关键词:ATDE教学模式;实验教学;粗盐提纯;创新能力;健全人格
文章编号:1008-0546(2013)09-0009-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
著名化学教育家戴安邦院士曾经说过“化学实验是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式”。化学实验是实现素质教育和创新人才培养目标的重要教学环节[1]。健全的人格是大学生成才的基础,培养学生健全人格是素质教育的核心目标[2]。然而,当前化学实验教学仍普遍采用“重知识轻能力、重结果轻过程、重求同轻多样、重传承轻发现”的传统教学模式,片面地追求“三基目标”,忽略了实验过程对学生健全人格和综合素质的培养。创新实验教学模式,进一步提高实验育人效果,已成为我国实验教学改革中面临的重大课题。
ATDE教学模式又称“问(Asking)、想(Thinking)、做(Doing)、评(Evaluation)”教学模式、“爱的”教学模式,是一种旨在培养学生创造能力的教学模式[3-8]。近年来笔者将ATDE教学模式运用在实验教学过程中,发现学生非常乐于接受该教学模式,取得了良好的教学育人效果。以下结合典型实验《粗盐的提纯》教学实际,谈谈笔者的一些具体做法,以供商榷。
一、传统实验教学模式的弊端
传统的实验课教学是以教师为主体,实验教材、实验方案(包括实验原理、步骤)、实验药品和器材的准备、实验成绩的评价都由教师一手包办。实验前教师提前准备实验仪器试剂、设计板书、做好预实验;上课时教师先将实验目的、原理、操作步骤和注意事项等讲解清楚,然后学生按照老师的要求“照方抓药、依葫芦画瓢、按部就班”地进行实验;实验完成后学生将实验现象及数据稍加整理后抄写成实验报告上交给老师,老师则按照实验报告及平时表现给学生评定成绩。该模式的弊端有[1]:①为确保实验课时和预期实验效果,教师往往选择一些简单易做的实验,实验内容单一性、演示性、验证性居多,体现不出实验的连贯性、系统性、综合性、新颖性,难以激发学生的实验兴趣,不利于学生的综合能力的培养;②课前准备实验环节均由教师完成的,学生缺乏对整个实验过程的参与和了解,不能有效培养学生发现问题、分析和解决问题的能力;③教师为实验课程的“主宰者”,学生处于被动接受的地位,学生缺乏独立思考、大胆动手的氛围和机会,不利于学生创造性思维能力培养。④实验成绩评价模式单一,评价方法“重结果轻过程,重能力轻素养,重规范轻创新”,不利于学生综合能力的考察,健全人格的培养。⑤师生缺乏交流探讨,课堂气氛沉闷压抑,不利于发扬学生个性,构建和谐师生关系的和塑造健全人格。
二、ATDE创造思考教学基本模式
ATDE创造思考教学模式由“问、想、做、评”四要素构成(见图1)[3-8],其中 “问”是中心,以问促想,以做证想,“问-想-做-评”次序可依据教学实际灵活调变、相互修正。(1)问,教师设计或安排“问题情境”,结合学生的知识背景,循序渐进,提出一些逻辑关系清晰、重难点突出、具体明确的收敛性及发散性问题,确保给学生提供创造思考与解决问题的机会。倡导“打破沙锅问到底”的质疑精神,鼓励“师—生、生—生、生—师”之间的互动提问;(2)想:针对提出的问题,适时激发学生思维,鼓励学生自由联想、发散思维,并给予学生充分思考的时间,以寻求创意;(3)做:利用各种活动方式,如上网查询资料、实践实习、仿真实验、实验探究等,让学生在学中做,做中学,做中议,议中醒,从实际活动寻求解决问题的方法,并能付诸行动;(4)评:根据多元智能理论,加强对实验各个环节及实验素养的考核,采取“两个结合、两个侧重”(即平时考核与专门考核结合,侧重平时考核;技能考核与理论考核结合,侧重技能考核)考核法,注重学生健全人格的培养与评价。师生相互欣赏尊重,共同制定评估标准,共同评鉴,综合“教师评价、小组评价及自我评价”结果,评定总评成绩,得出优化实验方案或实验结论,使创造性思维由萌芽进入实用阶段。
三、ATDE教学模式运用——以《粗盐的提纯》实验教学为例
1. 传统教学模式的教学目标及过程
粗盐的提纯实验是诸多高校大学化学常做的实验之一,也是中学新课标规定的必做实验之一。由于本实验涉及操作较多、实验过程烦琐复杂,传统模式教学目的是:(1)掌握溶解、沉淀、过滤、蒸发、浓缩、结晶和烘干等基本操作;(2)理解过滤法分离混合物的化学原理,了解Mg2+、SO42-、K+、Ca2+的除去及定性鉴定方法;(3)体会过滤的原理在生活生产等社会实际中的应用。实验过程是教师“主宰”实验(准备实验、讲解实验、评价实验)—学生照方抓药“验证”实验(简单预习—听老师讲解实验——按步骤完成实验——撰写实验报告)。
2. ATDE教学模式的教学目标及过程
笔者依据本实验特点,运用ATDE创造性思维教学模式(见表1)。教学目标:在原来的“三基”的基础上,增加了健全人格培养目标,即通过学生自主设计并探索、验证实验方案,让学生了解实验探究的一般过程,领会到自主探究的乐趣,感悟科学精神和人文精神统一,塑造健康的人格;教学过程:注意营造民主、宽松、和谐的课堂氛围,充分体现师生双主体“教师主导、学生主体”,教学全程参与“问、想、做、评”,实施小组合作学习。
3. 教学育人效果比较分析
虽然传统教学模式基本能实现预期的实验三基本“目标”。但该过程由于没有充分体现学生的“主体”地位,缺乏学生的积极参与,难以让学生感悟到实验探索的乐趣,不能充分发挥实验教学过程全面育人的功能。实验教学目标仅关注“三基”的培养,既不利于学生创造性思维和创新能力的培养,亦不利于学生健全人格的培养。
将ATDE创造性思维教学模式运用在该实验教学中,取得了明显的教学育人效果:
(1)通过自己发现问题、提出并分析问题、设计并验证实验方案、分析评价,手脑并用,充分发挥了学习的积极性和主动性,可以培养和发展学生实验的兴趣,形成了明确而强烈的学习动机。学生实验兴趣明显提高,本次实验结束后仍有很多学生感觉“回味无穷,余趣未尽”。
(2)ATDE创造教学模式非常重视自由、民主、安全及和谐的环境和气氛,充分体现协商、合作、互动的学习原则,建立相互尊重、欣赏、平等的新型师生关系。通过本实验进一步巩固构建成了和谐的师生关系。
(3)通过运用ATDE教学模式,有利于更新教师教学行为和理念,使教师成为学生发展的促进者、引导者、启发者,促进教师专业成长。
(4)ATDE模式重视自主探究,注重推陈出新,注重学生素质的深层建构和整体提高,因而能提高学生学习兴趣、增强学习情感,使学生从“能学”到“乐学”、“学会”到“会学”、“会学”到“志学”,促进学生创新思维能力的提高,提高终身学习能力,化知识为智慧,变“行为”为“素养”,有利于塑造健全人格。
通过对近3年来121名参与“大学化学实验ATDE教学模式”的同学开展问卷调查,结果表明:90.2%的同学对ATDE实验教学模式感兴趣,认为该模式对提高实验兴趣、创造性思维能力、信息调研能力、合作能力、表达能力、思考问题能力、分析和解决问题能力、科学素养、健全人格养成有明显促进作用的分别占89.1%、81.2%、86.3%、88.2%、78.6%、82.1%、81.7%、79.6 %、85.1%。可见,ATDE教学模式全面育人效果良好,值得进一步推广实施。
四、结语
知识可以通过传授获得,能力可以凭借训练养成,惟有态度、情感、价值观等人格的塑造,仅能依赖教育过程与情境的蕴涵。实践证明,ATDE 教学模式非常适用于在实验教学中实施全面育人。
诚然,作为实验教学的一种有效形式,ATDE创造性思维教学模式还需要不断地探索与尝试、总结和完善。广大教师应依据教学实际,灵活调变和运用ATDE创造性思维教学模式,以更好地培养具有健全人格的高素质人才。
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通过各分支学科的有机结合与渗透,培养学生综合解决问题的能力,从而使学生的科学思维能力、创新能力和创新意识得到进一步的提高。我国高等化学教育长期以来一直沿用“专业化、专门化”的“窄、专、深”课程体系,化学实验的目的重在加深对理论的理解和技能的训练,人为地消弱了化学学科之间的内在联系与渗透,学生综合能力得不到有效提高,严重制约了高素质化学人才的培养。为了打破传统大学化学实验教学的旧模式,建立以创新能力培养渐进发展的新模式,各高校教师进行了深化教育改革的研究工作,编写了好多综合化学实验的书籍,发表了大量综合化学实验的论文,取得了可喜的成绩[4-9]。综合化学实验的内容大多来自于教师科研项目成果,学生通过综合实验领悟到科学探索和研究的方法,使得学生科学素养得以提高。
2开设大学化学综合实验的条件
大学化学综合实验是完成化学基础实验教学之后,在化学学科层面对化学知识、实验方法综合运用的一门实验课程,是高等教育本科基本实验教学体系的重要组成部分。学生应在掌握基础无机化学、分析化学、有机化学和物理化学实验的基本技能的基础上进行该类实验。教师在整个实验实施过程中起到引导和解惑的作用。引导学生按照实验题目准备必要的实验仪器和试剂,教会学生科技文献的查阅方法,让学生参阅参考文献列出实验的详细步骤,培养学生连接单元操作、设计实验、分析问题和解决问题的能力。通过综合实验,拓展学生的科研思路,提高其科研工作能力。
3大学化学综合实验教学方案的设计与实施
本实验以有机合成、分光光度法测定无机金属离子为主线,辅以物理化学中表面张力的测定及临界胶束浓度(CMC)的确定方法,培养学生综合解决实际问题的能力。
3.1实验目的
(1)学习和掌握有机化学实验中水杨基荧光酮的合成方法。(2)巩固物理化学实验中表面张力的测定方法及表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的确定方法。(3)掌握分析化学实验中分光光度法测定金属离子含量的原理及方法。
3.2实验仪器与试剂
仪器:电动搅拌器、三口烧瓶、回流冷凝器、加热套、721型(或722S型)分光光度计、pHS-3C型酸度仪。试剂:对苯二酚、乙酸酐、浓硫酸、无水乙醇、重铬酸钾、水杨醛。钼(Ⅵ)标准储备溶液:1mg/mL,准确称取0.1500g光谱纯MoO3于100mL烧杯中,加入10mL10%的氢氧化钠溶解,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。使用时逐级稀释为1.00μg/mL的标准工作溶液;水杨基荧光酮(SAF):0.001mol/L;十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB):0.02mol/L;pH=1.8的KCl-HCl缓冲溶液。
3.3实验内容
(1)无机离子显色剂水杨基荧光酮的合成水杨基荧光酮的中文别名为邻羟基苯基荧光酮,9-(2-羟基苯基)-2,3,7-三羟基-6-荧光酮。水杨基荧光酮以其高灵敏度和较好的选择性被广泛用于铁、铜、锌、钴、钼、铝、锡、锗、钨、锰、锑、铬、钛、铑等金属离子的测定中。在岩石、矿物、药物、食品、环境水等领域的无机离子分析、药物分析以及生化分析中有着广泛的应用。水杨基荧光酮按文献[10]由30g(0.12mol)的1,2,3-三乙酰氧基苯溶解在热的400mL50%的乙醇中,滴加20mL浓硫酸,在70~80℃时与8g(0.0655mol)水杨醛反应4h.冷却,在暗处放置二周后,用乙醇重结晶而得。反应方程式如下:(2)水杨基荧光酮与金属离子钼(Ⅵ)的显色反应学生可根据实际需要选用某种金属离子与水杨基荧光酮进行显色反应。本文仅以与钼(Ⅵ)显色为例说明实验的设计过程。钼的特性和钼工业的发展为钼的分析提出更高的要求,也为钼的分析研究与发展提供良好的机遇。钼的分析方法甚多,其中分光光度法因其灵敏度高,操作简便,分析速度快而倍受欢迎。而荧光酮类试剂光度法以其高灵敏度和较好的选择性被广泛用于钼的测定中。
3.4实验方法
在25mL容量瓶中,分别加入5.0mL的1.00μg/mL钼(Ⅵ)标准溶液,2.0mLpH=1.8的KCl-HCl缓冲溶液,3.0mL0.001mol/L的水杨基荧光酮(SAF)溶液,2.0mL0.02mol/L的CTMAB表面活性剂,水定容,摇匀,10min后,以试剂空白为参比,用1cm比色皿于最大吸收波长525nm处测定溶液的吸光度。
3.5结果与讨论
(1)吸收光谱按照实验方法进行显色,测定有或无表面活性剂存在下相应配合物在不同波长下以相应试剂空白为参比的吸收光谱曲线,绘制吸收光谱,求出两种情况下最大吸收峰所对应的工作波长。探索表面活性剂是否使最大吸收波长发生红移,是否对显色反应起到增敏作用。(2)临界胶束浓度(CMC)与络合物形成的关系探索取一定量的CTMAB溶液按实验方法显色,以试剂作空白参比测量吸光度,并用表面张力仪测定相应CTMAB浓度下显色液的表面张力,得到不同浓度CTMAB溶液的吸光度和表面张力,结果见表1。以CTMAB浓度的对数lgc为横坐标,以对应的吸光度和表面张力γ为纵坐标绘制CTMAB浓度与表面张力(曲线1)和吸光度(曲线2)的关系曲线。从曲线1折点求出此体系中CTMAB的临界胶束浓度(CMC),找出吸光度与表面张力的关系见图1。(3)工作曲线取不同量的钼(Ⅵ)标准工作溶液,按实验方法测定在2.0mLCTMAB存在下的吸光度,绘制工作曲线,求出线性回归方程、表观摩尔吸光系数及25mL溶液中钼(Ⅵ)符合比尔定律范围。
4结语
篇9
化学分析实验是分析化学教学的重要组成内容,是实践分析化学“量”的概念的重要途径。本文探讨了国际化合作办学背景下化学分析实验课程的全英文教学模式与方法,总结了化学分析实验(全英)课程建设过程的经验与不足,展望了化学分析实验全英文教学的前景。
关键词:
化学分析实验;全英文;教学方法
分析化学通过一定的测试方法,鉴定物质的化学组成、测定物质的含量、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间的关系等,“量”是分析化学的核心。化学分析实验课是分析化学课程的重要组成部分,向学生提供了正确熟练掌握分析化学实验基本操作和技能的重要途径,并让学生在实践中强化对分析化学“量”的核心概念的理解[1]。中外国际化合作办学是高等教育国际化的重要途径,也是目前国内各高校普遍开展的创新办学模式,通过整合国内外高校教育资源和理念,推进高等教育课程体系和教学方法的改革,培养具有国际化视野的专业人才[2]。国际化合作办学的重要特征是采用世界通用语言——英语构建国际化合作办学课程体系,并采用全英文教学方法,使学生在全英文的授课环境中接受专业知识和前沿信息的教育,培养学生采用英语进行专业学习的能力,以期尽快适应后续国外高校的授课模式。目前,国内一些分析化学教学团队已开展了分析化学理论课双语[2-4]或全英文[5]教学方法的有益探索,但关于化学分析实验课程全英文教学方法研究的报道较少。中山大学化学与化工学院于2010年正式开展了与香港理工大学合作的化学“2+2”国际合作办学项目。化学“2+2”学生第一、二学年在中山大学就读,第三、四学年在香港理工大学就读化学科技专业,学生在中山大学学习期间化学专业课程均采用全英语教学。化学分析实验(全英)课程是化学“2+2”专业学生第一学年的专业必修课,与化学分析(全英)理论课同学期授课[5]。在前期化学分析(全英)理论课建设的基础上,中山大学化学与化工学院进行了化学分析实验(全英)课程建设,并已对两届学生开设了该课程,研究了化学分析实验课程全英文教学方法,取得了初步的经验,现将该课程的教学模式及方法介绍如下。
1课程特点
化学分析实验(全英)课程是化学“2+2”国际合作办学项目教学体系中重要的组成部分,与化学分析(全英)理论课紧密联系,是分析化学的“启蒙”课程之一,是修习后续仪器分析及仪器分析实验课程的重要先导课程,具有重要的意义。化学分析实验(全英)课程计划学时数为54学时,内容涉及四大滴定分析法、重量分析法及吸光光度法等相关内容的基本操作及实验。化学“2+2”学生在学习了化学分析(全英)理论课,掌握了化学分析基础知识后,通过该实验课程进一步熟练、掌握化学分析实验的英文术语及基本操作和技能,强化学生对分析化学“量”的核心概念的理解,从“会学”到“会用”,培养学生从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学思维方法和作风,提高分析问题和解决问题的能力。化学分析实验(全英)课程采用全英文教学模式,即采用精选的英文教材或讲义,指导教师在实验前有限的讲解时间内,在实验室现场使用英文完成授课与演示,并在实验过程中采用英文与学生交流,进行指导;学生在实验过程中采用英文进行交流、讨论,采用英文撰写实验报告,参加英文试题的口试及实验操作考试。因此,化学分析实验(全英)课程是具有很强即时性的实践课程,学生需要在听完短暂的实验前讲解后立刻动手操作,获得准确的测定结果,并撰写出科学的、逻辑性强的、简洁的实验报告。与化学分析(全英)理论课不同,学生无法在课后反复练习相关的实验操作,因此化学分析实验(全英)课程要求学生有很好的专业外语“听、说、读、写”能力,即能听懂讲解,能与指导教师流利交流,能快速准确地阅读英文教材及文献,能准确流畅地撰写英文实验报告。然而,化学分析实验(全英)课程在大一下学期开设,受众群仅修习过基础无机化学(全英)课程,并未形成较为完善的化学知识网络;同时,大一学生尚未学习化学专业英语的相关课程,专业英语能力薄弱。因此,如何让学生“会听”、“会讲”、“会做”、“会写”成为该课程成功与否的关键。任课教师除了具备扎实的分析化学专业知识、实验技能及良好的英语功底外,还应能结合化学分析实验(全英)课程特点,研究并采用合适的全英文实验课程教学方法讲授该课程,方能实现该课程的教学目标,使学生获益。
2教材建设
化学分析实验(全英)课程以训练学生的规范操作和基本实验技能为目的,通过实验进一步加深学生对化学分析理论知识的理解,因此所选择的实验内容应能与理论课相互联系、印证,使学生能通过实验操作“点对点”地解读化学分析的知识点。其次,由于大一学生专业英语能力薄弱,选用的全英文实验课教材语言应准确易懂,既符合国内大一学生的英文水平,使其能“看懂、学会”,还能满足国际合作办学课程体系的要求。
2.1多元教材体系
优秀的英文原版化学分析实验教材[6,7]较少且年份久远,目前许多英文实验教材经常以附录的形式收录于理论课教材中,其内容多为验证性实验,较少涉及化学分析实验背景知识的介绍及开放设计实验等内容。因此,面向中国学生的化学分析实验(全英)课程不能完全照搬国外的教材,应以优秀的英文原版教材为主要参考书。自编的英文实验讲义着重介绍化学分析实验的基本操作、实验背景知识及实验报告写作规范等,同时提供化学分析课程专业术语中英文对照词汇表供学生查阅。由于专业英语写作对大一学生的挑战最大,因此本课程采用循序渐进的方式培养学生的英文写作能力。对于课程伊始的练习性质实验,实验讲义中有配套的实验报告模板供学生学习报告写作,学生在完成实验后填写实验报告模板中留空部分(如某些重要的实验步骤、实验数据表格等)即可;而随着实验课程的深入,学生将在教师的指导下最终完成设计实验,并撰写出完整流畅的英文实验报告。
2.2实验内容选材
本课程实验内容的选材可以分为3个层次:练习性实验、常规测定实验及设计实验。练习性实验是最先开设的一类实验,以训练学生基本操作和实验技能为目的,如“酸碱滴定练习”、“天平操作练习”等,通过实验学生将熟练掌握滴定管及天平的正确操作。常规中文授课的化学分析实验课程由于没有语言障碍,练习性实验的讲解较为简略,学时数很少。但是,化学分析实验(全英)课程面向大一学生采用全英文授课,为了使学生能顺利渡过最初的语言关,并夯实实验基本操作技能,该课程加大了练习性实验的讲授时长和学时数。通过练习性实验,学生不仅学习了基本操作,还能全面了解并初步适应化学分析实验的全英文授课模式,学会“充分预习-认真实验-及时撰写报告(复习)”的实验课程学习方法。常规测定实验是化学分析实验(全英)课程的主体内容,涵盖了四大滴定、重量法及分光光度法等主要内容。学生在顺利渡过语言关后,通过该部分实验内容进一步熟悉化学分析实验的基本操作,系统学习各种化学分析实验方法,巩固化学分析理论课上的相关知识点,学会“理论-实践-理论”的思维模式,并能完整撰写流畅的英文实验报告。在完成一系列常规测定实验后,本课程还将引入命题式设计实验,其模式为:命题-学生提交设计方案-师生讨论修改-实施实验-提交报告-课后点评。学生需要从查阅英文文献开始直至撰写提交实验报告,独立把握实验的全过程。通过设计实验,学生将融会贯通化学分析基本知识,同时培养学生独立思考问题的能力以及初步的科研创新精神。设计实验结束后,学生将按照学术论文的格式用英文来撰写报告,对实验结果进行凝练和科学表述,使学生真正体会到“量”是分析化学核心的概念。3个层次的实验内容相互联系、相互补充,给予学生多方位渐进式的实验训练,最终培养学生严谨、细致的分析化学实验技能和动手能力。
3“互动引导型”教学方法
实验课与理论课授课模式最大的不同在于学生作为主体,通过参与整个实验、获得数据并整理报告的全过程,方能掌握实验技能并巩固相关的知识点。学生通过化学分析实验(全英)课程不仅应学习化学分析的基本操作和思路,还应培养分析化学专业英语的“听、说、读、写”能力,因此应让学生成为实验课程的主角;而教师应作为引导者,通过与学生的充分互动交流,帮助学生完成实验课程的学习。因此,本课程采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式,教师在实验课程授课过程中是引导者的角色,通过给予学生合理的建议和引导,使学生能自如地把握整个实验过程,为学生提供自觉多次获取化学分析知识点和提高实验技能的机会。
3.1“问题引导型”课前讲解
实验课开始时,教师首先采用全英文方式点评上次实验并点评实验报告,归纳总结出现的问题及注意事项,并与本次实验课程衔接。讲评过程中侧重点评学生实验过程中出现的操作规范问题以及实验结果的准确表达。让学生通过课前讲评回顾前一个实验中存在的问题,以及上节课中所出现的专业术语,从而加强全英文实验课程的印象与效果。接着,教师用中英文双语模式向学生介绍本次实验课的专业词汇及用法。专业词汇的学习采用互动造句及提问的方式进行,时间大约控制在5分钟左右。然后,教师采用全英文方式介绍本次实验的要点,包括基本原理、实验步骤及操作要领等,期间要演示实验中的重点操作(如滴定管操作、摇瓶操作、定容操作等)并进行详细的解说,采用国际上广泛采用的“问题学习法”(problem-basedlearning)进行讲授,通过适当提问、引导,促进学生的自我认知过程。由于大一学生专业基础相对薄弱,同时考虑全英文授课可能存在的信息传递损失问题,课前讲解应辅以相应的课件展报,使学生更容易理解授课内容。课前展板中对少许重要信息(如关键步骤、条件、试剂、操作等)留空,让学生听课后现场填写,以增强现场记忆。同时授课过程中应对学生的预习情况进行提问检查,增强师生互动,培养学生勤思考、巧动手、带着问题做实验的良好习惯。
3.2“互动引导型”的实验指导方法
在学生开始实验一小时内,教师应逐一观察、巡视每位学生的基本操作,采用英语口头纠正学生的基本操作规范。若有学生听力薄弱,应辅以示范实验,使学生确实意识到存在的问题,并及时改正。整个实验过程中,教师应增加巡视次数,及时纠正学生的不当操作,并使用英语与学生交流、沟通。对学生所提的问题,使用启发式教学,引导学生自行发现并解决实验过程中遇到的问题,养成独立思考、善于动手的实验能力。特别对于听力、口语薄弱的学生,实验过程中教师应多创造互动交流的机会,锻炼其英语表达能力。比如在进行络合滴定实验“水的总硬度测定”时,需要在pH≈10的氨性缓冲溶液中,采用铬黑T为滴定指示剂,测定Ca和Mg的总量。许多学生会问为何不采用钙指示剂,此时教师并不正面回答钙指示剂不适合在pH<12的非强碱性溶液中使用,而是提示学生金属指示剂均有其适合的pH,需在滴定过程中采用合适的缓冲溶液,引导学生思考氨性缓冲溶液是否满足钙指示剂的使用要求。于是,学生会想到氨性缓冲液的pH≈10,此时不适合采用钙指示剂,若把溶液的碱度调到pH>12,Mg又会沉淀,造成巨大的滴定误差,故此钙指示剂不适合作为水总硬度测定的指示剂。通过互动启发式的引导,学生不仅解决了问题,同时也深刻理解隐含在问题背后的原理,有助于学生将理论联系实验,互相印证。实验结束后,学生将获得的原始数据提交给指导教师检查,此时教师可与学生就实验过程中出现的问题进行面对面的交流和点评,也可利用这段时间指导学生提高实验报告的写作水平,改进实验报告中存在的问题。大一学生的语言基础薄弱,在撰写全英文化学分析实验报告时非常需要指导教师一对一、点对点的指导,针对性提高学生的专业外语写作能力。通过“一对一”实验报告点评环节,学生在报告写作方面均有明显提高,到课程结束时均能写出科学、简洁、表达准确的全英文实验报告。
3.3考核方法
化学分析实验(全英)课程的特点及目标决定了该课程不仅传授化学分析基本实验技能,还应培养学生良好的专业英语表达能力,因此课程采用多方位综合考核方式考查学生的化学分析基本技能及专业英语能力。化学分析实验(全英)课程总成绩由每个实验的成绩,加权操作考试成绩进行评定。每个实验的成绩由实验预习情况、实验操作、实验报告3部分构成,每次实验的累计成绩占总评成绩的70%,因此要求学生更多地关注实验过程及细节,认真地做好每一个实验,方能最终获得好的实验成绩。操作考试由单元操作考核及期末实验考核组成,占总评成绩的30%。单元操作考核在学习完练习性实验模块后进行,主要考查学生的基本操作;期末实验考核要求学生当场完成一个命题设计实验,并完成英文实验报告。无论单元操作考核还是期末实验考核均包含口试及实验考核环节,学生在开始实验之前先要通过口试环节,采用全英文方式回答教师的英文提问,提问内容包括设计实验原理、操作细节等,在实验结束之后学生也需要用英文向指导教师报告结果,之后方能开始撰写报告。通过多方位的全英文考核方式,将全面考查学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力,为后续进入国际合作办学方的大学学习打下良好基础。
4教学效果与经验
采用调查问卷的形式,对2012及2013级修读化学分析实验(全英)课程的化学“2+2”学生共99人以问卷调查形式进行学习效果回访,共回收有效问卷82份。结果表明:93%的学生认为基本能适应全英文实验课程授课模式;98%的学生认为通过该实验课程的学习能较好地掌握化学分析的基础实验操作技能与知识,提高了动手能力,初步培养了独立思考能力及细致严谨的科研作风;96%的学生认为通过课程的学习对化学分析理论知识有了更加感性、深入的理解与认识,能与理论课程知识体系进行相互印证,巩固理论课学习效果;92%的学生认为通过该课程学习扩大了专业词汇量,提高了采用专业英语进行交流和写作的能力;93%的学生认为该课程能基本与后续国际合作办学方的课程体系相衔接,通过该课程的学习能为未来的学习打下良好基础;96%的学生认为所选择的实验内容丰富实用,能与化学分析理论课程紧密挂钩,配套的讲义或教材适合于该全英文课程的教学需求,语言准确易懂;93%的学生认为该课程的考核形式能较好地巩固课堂教学效果,真实反映知识掌握的程度;98%的学生认为该课程的授课老师能纠正并规范学生的实验操作,及时认真批阅实验报告,并解答学生实验过程中的疑问,使学生获益;99%的学生认为该课程的授课老师严谨认真,熟悉课程专业知识体系,语言表述准确清晰。
5展望
通过两届化学分析实验(全英)的实际授课及课程建设,我们总结了化学分析全英文实验课程的教学方法:以国外优秀英文原版教材为主要参考书,辅以自编的英文实验讲义,构建了化学分析实验(全英)课程教材体系;采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式,使学生成为实验课程的主体,自如地把握整个实验过程,提高了学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力。该课程适合于化学“2+2”国际合作办学课程体系的教学目标要求,课堂效果良好,学生反馈及评价良好。当然,由于时间限制,化学分析实验(全英)课程建设还有待进一步完善。首先,虽然初步构建了化学分析实验(全英)课程教材体系,但目前尚无适合于中国高校化学专业国际合作办学的化学分析实验教材,因此应加强全英文实验教材的建设,编写出更多英语准确易懂,符合国际化学教育体系的优秀全英文实验教材。其次,全英文实验课程教学要求任课教师有扎实的专业理论基础、实验技能及良好的英语表达能力,目前师资力量非常匮乏。可进一步通过“请进来、走出去”的方式加强全英文教学师资力量的培养,同时进一步提高已承担全英文课程教师的授课水平,充实分析化学全英文教学的师资力量。
作者:张卓旻 李攻科 单位:中山大学化学与化学工程学院
参考文献
[1]邹小勇,马志玲,黄滨,胡玉玲,李攻科.大学化学,2006,21(4),30.
[2]潘祖亭,郭志谋.大学化学,2003,18(6),30.
[3]张立新.化学教育,2006,27(9),32.
篇10
[关键词]无机化学实验;考核制度;改革
化学作为以实验为基础的学科,实验教学是化学专业本科教学中极为重要的环节。无机化学实验既与无机化学专业课相辅相成,又是对专业知识的一种检验[1]。无机化学实验是本科学习有关实验的入门课程,对学生的实验观察能力和动手能力、归纳分析的能力、综合表达的能力进行强化训练,对培养学生善于思考求证的习惯、严谨的科学作风和敢于创新的精神具有指导意义[2]。而传统化学实验教学和考察模式已不适应于高等化学教育的新形式,以往的无机化学实验课程大多是“照葫芦画瓢”,学生按照课本内容亦步亦趋的做实验,既不能提高学生做实验的积极性也不能调动主动性,更不利于培养学生独立思考解决实际问题的能力[3-6]。为此我们对本科化学专业的无机化学实验课进行了改革实验。改良传统实验内容,增加开放式实验内容,给学生发挥的自由空间,并对最终的实验考核采取全新方式,以此充分调动学生的积极性和学习兴趣。
1无机化学实验中存在的问题
1.1学生不主动思考,做实验积极性不够
做实验的过程中,不明确实验目的和要求,一味机械性的按照实验课本安装实验仪器、配制或滴加试剂药品、重复实验操作、记录实验现象、数据等。
1.2理论与实验操作脱节,对不正确操作重视不够
无机化学理论课课时进度与实验课程衔接上出现脱节,导致学生上完理论部分没有及时进行实验动手强化,很快遗忘。其次,由于中学阶段,教师过于强调理论知识,实际实验操作没有足够重视,学生在实验过程中存在各种问题,操作不够规范。
1.3实验教学考核制度太过死板
导致学生做实验敷衍了事,没有起到督促和监管的作用,学生实验技能水平很难得到整体性的提高。
2无机化学实验改革的具体措施
2.1改变学生课前预习方式,使学生实验课前积极准备
实验课存在学生不主动预习实验内容的问题,由于课前没有充分预习,老师讲解实验时学生听得一头雾水,做实验时手忙脚乱,最后实验结果是否正确,更是无从知晓。这样的实验课效率极为地下。对于这个问题,我们采取学生进行课前预习准备。在实验课开始之前,学生将实验所需药品仪器列出清单,在老师的指导下配制溶液调试仪器,这样对于试验中需要哪些药品仪器,让学生做到心中有数。其次,实验课以往都是由老师讲解实验内容,学生被动接受的形式,大部分学生对于老师讲授的内容,吸收消化的效果较差。对于这种情况,我们采取以学生上台讲解为主,老师进行引导拓展为辅的方式。在准备讲解和讲解的过程中,学生能够主动预习实验内容并思考,查阅资料、梳理知识和归纳总结。讲解中的问题,师生之间可以及时讨论解决,并引导学生深入思考。
2.2设置合理课程体系,真正做到理论与实验相辅相成
以往设置课程,经常会出现无机化学理论课内容早已结束,而实验部分还没有开始,甚至出现无机化学上学期的理论知识出现在下学期的实验内容当中。以湖南城市学院为例,“银氨配离子配位数的测定”这一实验的理论部分是无机化学上册配伍化合物这一章节的内容,却安排到下学期开设。理论知识与实验操作脱节十分严重,造成学生理论部分学完就忘,做实验时又不明所以,事倍功半。对于这种情况,我们将实验的开设时间与理论课相匹配,做到上完理论课,立即就进行实验课巩固。让学生能够直观的感受到理论知识的现实具象,进而更深刻的理解理论部分,同时在理论的指导下明确实验的目的和要求,实验过程中积极思考,与老师、同学之间交流讨论,还有思维活跃的学生以新角度和新思路来重新设计实验,进行深入的研究和拓展。在开设无机化学实验第一学期的课程中,以基础制备和验证实验为主,针对新生基础薄弱,对实验缺乏认识的情况,内容上以基本实验知识、训练基本实验操作为目标。以湖南城市学院为例,我们使用的教材是中山大学出版的无机化学实验,在实验课安排上,如“置换法测定气体常数R”“酸碱滴定”“化学反应速度,反应级数和活化能的测定”。基础操作包括称量、溶解、减压抽滤、加热、重结晶、溶液配制、移液管移液和滴定操作等。学生经过大量的基本实验技能训练后,培养学生发现问题、分析解决并拓展探究则是无机化学实验第二学期课程的重心,因此,较为复杂的综合型实验的比例增大。如“三氯化六氨合钴(Ⅲ)的合成和组成的测定”。强化学生的基础操作技能,训练学生实验过程中分析解决问题的能力,提高学生对实验过程中突况的反应和处理的速度。
2.3激发学生实验兴趣,化被动为主动
对无机化学实验不够重视,实验原理复杂,实验步骤繁琐,加之实验预习工作不到位,传统的实验教学模式,导致学生对无机实验有畏难情绪,实验操作敷衍了事。针对这些问题,我们一改以往的方式,多媒体、板书、学生讲演实验原理、教师实验演示进行结合,激发学生的实验兴趣,让学生主动做实验,喜欢上做实验。此外,实验课之外,我们定时开放实验室,鼓励学生进行开放性实验,参与老师的科研项目,与老师共同进行课题研究,为学生今后走上科研道路做好铺垫。改变实验课预习不充分的情况,使原本枯燥的教学模式生动起来,使课堂教学更活泼更开放更具思考力和创造力,从而达到让学习从被动到主动的转变,提高学生学习的主动性。
2.4科学实验考核制度的建立,利用网络平台进行交流互动
由于实验课的特殊性,不能像无机化学理论用一张试卷即可测试,传统模式只是简单的将学生的实验报告作为期末成绩的评定标准,这样就容易造成某些学生实验报告写得好但实验做不好也能得高分。为了得高分,因此也出现部分学生抄袭实验报告的情况。鉴于这些缺陷,我们对最终的实验考核采取“平时表现+理论考察+实验操作能力”的全新方式,例如对制备实验的评分标准:预习10分;提问5分;纪律3分;卫生2分;操作50分;结果25分;报告处理5分,其中操作项又根据实验操作项目切割,最后成绩根据各项加和决定。研究式实验中,方案与能力分占30%,理论考察分占10%,而在专题实验中能力40%。考核成绩分为“三段式”,由平时每一个实验的评分,中期阶段考核、期末考核组成,三者比例为5︰2︰3,中期阶段考核是有目的地将本阶段的基本操作编排成一个实验进行考核,期末考核通过完成一个研究式实验进行。如“硫酸铝钾大晶体的制备”,除了对实验原理、实验现象和思考题等进行笔试考核外,老师对操作细节,最后产品的形貌、大小、透明度、规整性等均有考核,而且综合考察学生对该实验所涉及基本操作的掌握情况。如今互联网的快速发展,与传统行业的渗透也越来越深入,对于大学教育也不例外。QQ、微信等聊天平台极大方便了师生的课下交流,但也存在问题解答不够完全和学生只在聊天的情况。除了以上的聊天平台外,目前也有移动教学助手,如蓝墨云班课这样的APP,学生可以留言也可以在线交流,老师也可以在上面出试题让学生在线答题并及时纠正学生的错误。
3结语
以上改革措施有些已经实施,有些还在积极摸索探究中。总体来说,我们的实验改革初步得到教学效果的正面反馈,学生的评价也体现了改革的有效性。在强调素质教育和专业人才的培养的时代要求下,如何进一步优化教育资源,提高学生的专业动手能力仍是我们探讨和努力的方向。
参考文献
[1]屈学俭.探索无机化学实验改革的新思路[A].——第十二届全国大学化学教学研讨会论文集[C].重庆:中国化学会,2013:70-71.
[2]唐婧.无机化学实验改革初探[J].广东化工,2010,37(2):156.
[3]李荣芳.无机化学实验课程的优化改革尝试[J].大学化学,2015,30(2):31-32.
[4]苑壮东.基于应用型人才培养的无机化学实验改革探索[J].吉林省教育学院学报,2014,30(12):60-61.
[5]潘春阳.基于创新人才培养的微型无机化学实验改革刍议[J].教育教学论坛,2016(46):273-274.