大学实验教学改革范文
时间:2023-11-17 17:21:07
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篇1
大学化学实验是化学实验课中的一个重要分支,同时也是工科专业,如化工、环境、医学、药学、材料等专业本科生进入大学后所学习的第一门基础性实验课。大学化学实验和理论课程具有同等重要的地位[1-3]。因此,大学化学实验课不仅面临着与高中化学实验课程衔接的任务,还为后续实验课程培养学生的基本操作能力,同时更要培养学生良好的科学素养,实事求是的科学态度、良好的实验室工作习惯,以及分析、解决问题和实践创新的能力[4]。大学化学实验课程考核是实验教学环节的重要组成部分,其考核方式的改革和考核标准的制定对学生创新素质的培养以及课程教学质量的提高,起着极其重要的作用[5]。作为理工类本科院校,本校诸多专业的学生都要学学化学实验,大学在增加实验教学投入,更新实验仪器,调整师资方面做了改进,然而,大学生的实验技能仍需不断提高。本文分析了我院当前的大学化学实验考核标准与方式,提出了改革的方向,初步构建了相应的评价体系。
1传统大学化学实验考核方式存在的问题
传统的大学化学实验多以预习报告和实验报告成绩为主要考核依据,忽视了对实验过程中操作技能的考查。这种单纯依靠实验报告给出分数的考核方法不够客观,会给部分学生造成实验报告是实验课最重要环节的错觉,从而在课前预习、实验操作、现象观察、数据记录与结果分析环节得不到最好的锻炼[6]。大学化学实验课程是一门以实验操作为主的实践课程,必须将实验操作考核贯穿于整个实验教学过程[7]。因此,我们从建立实验考核标准入手,在考核方法、手段上进行了行之有效的尝试,从而提高了学生学学化学实验课的积极性和主动性,同时也激发了学生的学习热情;不仅培养了学生实验动手能力,更锻炼了他们分析问题、解决问题能力,从而提高了大学化学实验课的教学质量。
2新考核方式的具体内容
新的考核方式更注重实验过程考核,大学化学实验成绩依然采用的是百分制,具体考核方式为平时与期末考核相结合。对平时每一次实验,进行随堂考核;在期末进行实验基础知识和操作技能考核,成绩分配按照平时成绩70%,期末成绩占30%。
2.1平时考核
平时成绩占实验总成绩的70%,以百分制计分。从预习报告、实验操作、实验结果以及课后实验报告多方面综合评分。预习报告、实验操作规范和实验报告(包括实验结果)分别占平时成绩的20%、40%和40%。
2.2实验预习
课前预习是大学化学实验课不可忽视的环节。化学教研室的老师们精心制作了大学化学实验网络课程,内容包括实验目的、原理、操作步骤、思考题,并有详细的ppt供学习。实验开展之前,学生需在认真学习网络课程的基础上,正确回答十个问题,网络课程系统会自动给出成绩,成绩达标后,本次实验预习就算合格。该部分成绩占据平时成绩的20%。
2.3实验操作规范评价
大学化学实验按照实验内容可以分为:无机化合物性质验证、无机化合物合成、化学分析以及综合实验。根据不同的实验类型,拟定相应的实验操作规范评分标准。比如,无机化合物性质验证实验主要是培养学生观察、记录实验现象的能力,因此考核侧重于检查实验结果;无机化合物合成实验则侧重于操作过程,涉及溶解、蒸发、结晶和过滤等操作,每个操作步骤都需要教师仔细评判,并及时纠正操作有误的地方;化学分析即滴定实验,侧重的是各仪器的规范使用、滴定终点的判断、实验结果的准确记录,这些都需要教师全程跟踪,及时纠错,实时评价。为了更好的培养学生的实验能力,教师在学生实验前,为学生重点讲述实验原理和操作步骤,同时讲解实验中的注意事项。学生在实验过程中,老师给出科学的评价,该部分成绩占据平时成绩的40%。
2.4实验报告
对实验报告的考查主要从以下几方面:(1)实验报告格式是否规范;(2)实验原理是否清晰;(3)实验内容记录是否完整,数据是否可靠;(4)是否完成了课后思考题。通过实验报告的撰写,可以培养学生们认真记录实验数据的习惯,为将来进入研究生阶段的学习,打下坚实的基础。在实验报告批改过程中,教师将学生实验结果记录在册,然后给出相应的成绩。该部分成绩占据平时成绩的40%。
2.5期末考核
期末考核成绩占总成绩的30%。期末考核分为理论考试和操作考试两个环节,理论考试的内容涉及实验原理、仪器设备使用注意事项、各个实验中重要的实验现象和注意事项等,该部分可以以闭卷考试的形式进行考核,所得成绩占据期末考核成绩的40%。期末考核的重点是操作考核,在所开设的实验中,选择一个综合实验作为考试内容,这样可以全面地考核学生的基本实验动手能力。例如我们在此次大学化学实验考核改革过程中选用的考试实验:硫酸亚铁铵的制备与含量分析[8]。该实验由三部分内容组成,一是硫酸亚铁铵的制备,这是属于无机合成部分的实验,主要考察学生水浴加热、蒸发结晶和过滤等基本操作技能;第二部分实验内容是高锰酸钾法测定亚铁离子的含量,这是属于化学分析部分的实验,主要考察学生准确称量和滴定的技能;三是无机化合物性质实验,通过实验现象的观察对样品进行半定量分析。具体考核时,要求学生在预习的前提下自选仪器,在规定时间内合成目标化合物、并对其进行半定量分析和定量分析,最后完成数据分析,给出明确的结果。教师根据学生在实验过程中的各方面表现进行打分,所得成绩占据期末考核成绩的60%。这种考核方式,在检验学生学习成效的同时,也能提高学生学习的积极主动性,收到较好的教学效果。
3结论
大学化学实验课程改革是对考核方式和考核标准的细化、量化规定。这种改革不仅体现在形式上,更体现在过程中。无论是课前、课上以及期末考试,都对学生提出了更高、更具体的要求。采取多种考查方式,全面科学的评价学生的实验成绩,不仅考查同学们对实验的掌握情况,也可以调动同学们的学习主动性和积极性,同时也培养了学生们正确的实验观念,科学的操作规范,为其后续课程奠定良好的基础。
参考文献
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篇2
前 言
化学实验是一门重要的课程,可以培养大学生的动手能力,巩固理论课上学到的知识,在实验中对化学增加感性认识[1]。实验能力的高低是衡量大学化学专业学生综合素养的重要标志之一。正因为此,各高校在实验课程设置、内容目标、实验资源、教学模式、评价方法等方面积极进行改革,以促进学生实验能力的提高[2]。
一、大学生化学实验课程教学改革的目的
化学实验课程主要包括无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、物理化学的相关实验,其目的是培养学生的基本化学实验技能、基本化学计算、实验设计、实验操作、数据采集和分析处理能力,常规和部分贵重仪器的使用、图谱解析,实验总结与报告能力。进行化学实验教学改革的目的主要有以下几个方面[3]:
1.培养学生基本操作技能的规范性
玻璃器具使用、天平使用、真空泵使用、滴定分析、抽滤、分离、洗涤等,实验器材的维护及正确放置、标签的书写、实验废弃物处置等,都属于基本操作的范畴,规范地掌握这些基本操作,是形成良好实验行为的基础,也是学生基本科学素质的体现。这些素质的欠缺,将影响学生的未来发展,甚至人身安全,因为许多化学实验室事故的发生都是由于操作不规范而引发的。因此,化学实验教学必须在培养学生操作的规范性方面下足功夫,教师的指导必须严格到位。
2.强调基础性实验的作用和重要性
在当前强调培养创新人才、加强综合性实验的同时,不要忘记和淡化基础性实验。没有基础或基础不牢,就谈不上综合,更谈不上创新。因此,在教学资源的调配上,要始终抓好基础性实验的教学安排,配备足够的师资、教学时间和教学设备等,这是需要由实验教学管理部门统筹考虑的工作。
3.训练学生的表达与分析能力
经过一系列测试获得一批实验数据,对这些数据进行科学处理与分析,进而得出科学结论,不仅是对教学实验的总结,而且也是科研的重要环节之一。这种能力的培养十分重要,如果在这方面重视不够,就会导致学生的归纳、总结与分析能力不强,提出问题、提出新概念的能力不强,这最终会影响学生的创造能力。
4.培养学生综合素质
学生思维的多样性、观察能力、耐心、细致、沉稳、有序等素质需要依靠实验过程的点滴训练和积累,这是一个长期的过程,需要在实验教学中精心培养,需要教师进行耐心细致的、科学的指导。大学生化学实验综合素质的培养需要从选择题目开始,到实验设计、实验操作、结果分析、问题思考与解答等多个方面系统进行能力培养[4]。
5.提高化学实验教师队伍素质
实验教师的授课水平和责任心是影响实验教学质量的关键。实验教学改革对于青年教师和研究生助教的培养,老教师在教学方法、教案设计、教学技巧与能力、教学态度等方面的引导,全面帮助,都有助于他们胜任实验教学工作,科学地培养学生。
二、大学生化学实验教学中存在的问题
化学实验是化学教学中一门独立课程,其目的不仅是传授化学知识,更重要的是动手能力和优良素质的培养。通过长时间对大学实验课程教学的切身感受和观察分析,我们可以看出在化学实验教学中现在主要存在以下几个问题:
1.课程设置不重视化学实验
许多学校对理论课程很重视,而忽略实验操作的训练,即存在重理论、轻实验的现象。尽管现在强调培养创新型人才、加强综合性化学实验,但决不能淡化基础实验的训练,基础实验是综合性实验的基础,其基础性和重要性是毫无疑问的。实验指导教师要认真负责、严谨规范,实验课程就会得到学生的高度重视。此外,还存在实验课学时数占总学时的比例较低,有些实验课学生动手的机会较少等不合理现象。
2.对学生的综合素质培养不够
化学实验是化学教学中一门独立课程,其目的不仅是传授化学知识,更重要的是动手能力和优良素质的培养。综合设计性实验可以体现化学教学内容的综合性,设计的独立性,同时能考察出大学生的实验技能,反映出学生的实验综合素质。但是现在实验课内容较浅,一般都是验证性的,很少有探求性和研究性的。这样的实验不符合培养高素质大学生的要求,也会影响学生学习的积极性。
3.实验教学室设备陈旧,投入不足
尽管各院校都在加大对实验教学的投资力度,购进了不少新的实验仪器,实验室面积较过去有所增大,但是由于过去欠账较多,仍有不少陈旧仪器在使用,近几年在校学生人数增加了几倍,而实验室的面积和实验仪器的增加相对滞后,实验课的教学条件没有明显的改善,所以对实验课教学质量的提高必然会产生一定的影响[5]。
4.实验课教学方法欠佳
一些教师在实验课的讲授方法上比较单一,不注意实验课教学方法的研究,教师怎么讲学生就怎么做,给予学生独立分析问题和发挥想象的机会较少,不能充分调动学生的主观能动性。另外,课堂讨论的教学方式采用较少,现代化教学手段应用不够,也制约着实验教学水平的提高。
5.教师责任心不够,对学生管理不够严格
部分学生的化学实验习惯不好。比方说,对于刚打开的天平没有检查是否处于水平态;使用完电子天平没有进行清扫;用完后未关掉电源和罩上天平罩。学生在做滴定实验时,坐站姿态不雅观;有的学生损害仪器不汇报给带课教师等[6]。学生实验动作不规范也是化学实验教师需要特别关注的问题。如果要求严格、动作规范,对他们的后续化学实验课大有益处;相反,如果实验操作动作不规范,以后很难改正。
三、大学生化学实验教学存在原因分析
很多高校在教学中重理论轻实验的思想仍然没有发生根本地改变,必然会影响到实验室的管理和建设,从而影响实验课的教学质量[7]。
1.教师和学生对实验课的认识不够重视
很多大学生在学习时,仍然保持着高中的一些学习习惯,就是重理论轻实践。到了大学以后,对实验课的重视程度仍然轻于理论课,他们在思想上并没有将实验课提升到与理论课同等重要的地位。其次,诸如大学英语四六级、计算机等级的考试也占据了学生的大部分时间,这些考试都会涉及到以后学生的就业、落户等问题,使他们没有更多的精力投入到实验课的学习当中去;最后,基础实验较多,没有充分激发学生的兴趣,结果基础没学好,专业实验课也是学的一塌糊涂,操作能力自然就会很差。
2.化学实验室建设水平落后
有的高校把实验教学附属于理论教学,在一定程度上削弱了实验教学在整个教学过程中的作用。另外,在实验教学的建设中投入非常有限,实验仪器设备及设施老化、废弃、数量不足,且配套不齐全,自动化程度不高,仪器设备分散,开出实验率低,设备利用率低,实验条件、实验手段、实验技术水平落后。
3.实验课教师队伍的素质不高
在一些高校里,实验教师是辅助教学的二线工作人员,因此大家一直认为实验工作无足轻重,致使不少人缺岗在编,却很少或根本没有从事实验教学工作,部分人员只经过简单培训就上岗工作。此外,实验室人员独立活动能力弱,不利于充分调动实验技术人员的积极性。
4.实验课程管理制度的松懈。
多数高校都有实验课考试不通过不能参加理论课考试的规定,但是几乎所有高校学生每次实验课都来参加,不论实验做的如何,其实验课程考试成绩均为合格,以杜绝学生因实验课考试未通过而不能参加理论课考试的现象发生。从而使学生滋生了轻视实验课的想法,反正最后也能通过。
四、大学生化学实验教学改革的具体措施
1.将理论教学与实践教学有机结合起来
课堂教学可以使学生熟悉每种仪器分析方法和分析仪器所基于的基本理论,也可以培养学生的思维和创新能力;同时加大实践教学的比例,使学生能有机会学习和使用这些仪器和设备,运用理论与实际相结合的教学过程,最大限度地提高学生的实践能力。培养学生比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有充实本专业实际工作和研究工作的初步能力。教会学生在实践中自主地发现问题、查阅资料、处理及解决问题[8]。
2.注重更新实验教学手段
随着科学技术的发展,电化教学手段的广泛应用,计算机及多媒体技术的日益普及,这些教学手段可以将实验的全过程生动、形象、直观地展现在学生们面前,便于学生对某些抽象、枯燥的实验原理、理论和概念更准确、更深刻地理解和掌握,激发学生的学习的兴趣,提高他们学习的积极性。在仪器分析教学和实验中,最严峻的一个问题是一些大型贵重仪器的短缺。采用多媒体教学可以在某种程度上弥补机器难以普及的缺陷。
近年来开始应用的计算机辅助教学技术,可以把计算机应用和化学实验教学紧密结合起来,利用微机模拟实验的全过程,对拓宽学生知识面,开阔学生视野,巩固和提高学生计算机应用能力,培养学生创造性思维有极大促进作用,这是传统的实验教学手段所无法比拟的。还要注意加强计算机在实验教学中的应用,引导学生利用计算机进行繁杂的实验数据处理和数据分析,不断改进传统的实验方法和测试手段,促进实验内容与现代科学技术的有机结合。
3.开展灵活多样的实验教学形式
针对目前存在的实验教学学时数偏低的问题,在按实验教学大纲的要求开好课内实验的前提下,各实验室应积极创造条件,贯彻因材施教的原则,在学有余力的学生中开展一些丰富活泼、形式多样的课外实验活动,如开放实验室,在实验室完成课程设计、毕业(论文)设计,开设实验选修(辅修)课,开设第二课堂,成立课外科技兴趣小组,参与教师的科研课题等,以此作为实验教学的延续、补充和提高[9]。
4.强调学生在实验教学中的主体性
在实验过程中教师要明确学生是学习主体的观点,在学生熟练掌握基础实验知识和实验技能之后,充分利用大学生求知欲强、愿意动手、喜欢操作的特点,放手让学生在实验过程中唱“主角”,给学生充分的独立思考、独立活动和探索新知识的锻炼机会,充分发挥学生在实验中的主观能动性。为进一步调动学生化学实验的积极性和参与意识,可以让学生自己设计实验题目,带着问题动手做,带着问题去学习、去查找答案,完成实验,提出改进实验的思路和方法,变被动为主动。不但可以培养学生的自学能力、在知识海洋中查找资料的能力、解决问题的能力,还可以充分调整、调动学生学习化学实验的积极性和对化学课的兴趣。这种放手让学生参与的做法激励了学生积极思考的意识,增强了化学实验思维能力,拓宽了学生知识面,变被动机械的学习为主动灵活的学习,学生动手能力也有了很大提高[10-12]。
5.在实验教学中培养大学生创新能力
要培养学生的实验创新能力,必须首先加强学生实践动手能力的培养,科学改革实验教学内容,减掉那些陈旧的演示性的实验、验证性实验,增加一些设计性、应用性和综合性实验,锻炼学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力。另外,也可以让学生参与到教师的教学科研活动中,让他们真正体验实验的价值与魅力所在,培养学生在纷繁复杂的科学领域发现问题,找到发明创造的方法[13]。
5.1 查阅文献能力
通过网上查询、图书馆文献查询等方式,在前人大量科研工作的基础上,不断总结经验,找到研究的切入点,有所创新,将两者完美结合,成为自己的东西,在实践中提高创新能力[14]。
5.2 实验设计能力
针对研究方向,在查阅资料的基础上,讨论实验方案,根据前人的工作和化学实验的特点,设计实验方案和实验的具体内容。
5.3 动手能力的培养
通过示范各种设备的使用方法,充分发挥学生的聪明才智,鼓励他们动手动脑,遇到困难,自己想办法克服,不要立刻告诉他们如何做,以此来磨练他们的意志。
5.4 化学实验操作的准确性训练
实验操作的正确与否直接影响着实验结果的准确性,熟练和扎实的实验技能是学生应该具备的能力,要强调基本操作规范化的重要性和必要性。
5.5 写作能力的培养
首先给学生一个论文的模版,按照模版撰写论文,论文要进行反复修改,比如摘要尽量简洁,关键词要有,论文中的图表要规范,论文文笔要流畅,内容充实,结论要总结好,还要有文献的引用及致谢等。
6.加强学校实验室硬件建设
提高大学生实验创新能力的培养,必须搞好实验室的硬件设施建设。实验教学不仅能综合利用学生学过的理论知识提高学生的动手实践能力,更能够较好的培养学生的实验创新能力,从而提高学生的综合素质。这些年来,大部分学校对学校的实验室都有很大的改善,但随着经济的快速发展,大学生的数目越来越多,学校实验室远远不能满足实验教学的需要。学校必须要有计划的、有步骤地增加对实验室的投入,对实验室的设备要不断更新、不断完善,才能为实验教学提供更好的条件[13]。
7.提高实验教学人员的素质,促进实验教学水平的提高
学生实验操作水平,实验创新能力的提高与学校实验指导教师的能力密切相关。目前,部分学校化学实验教师队伍素质与社会发展不适应,长期对实验教学的不重视,导致大量人才的流失,实验教学人员严重不足,另一方面,广大学生却对教学要求提出了更高的要求,他们已经不能满足实验指导书上知识的学习,简单的技能指导完全不能满足他们对知识的渴望,这就要求广大实验指导老师不仅要专业精,还要求知识广。为了加强实验教学队伍实力,还可以将一些高学历,高能力的教师引进到教师队伍中,把这些教师培养为实验教师队伍的骨干成员,学科带头人,从而提升实验教学水平。
8.改进化学实验成绩的评定方法
实验成绩评定方法和量化评分标准的改进有助于促进学生的实验兴趣和科研行为的养成,根据前人实践经验和方法,实验成绩评定一般采用的几种方法如下[15]:
8.1 实验预习检查法
检查对整个实验课程体系的宏观了解和认识,既是每次实验前的准备工作,又是做好每个实验的保证。
8.2 实验过程评分法
就是学生在做实验的过程中,老师观察每个学生做实验的情况,按一定的方式和标准,进行现场评分。
8.3 实验报告审阅评分法
实验报告是学生在实验基础上的再加工过程,对培养学生的抽象思维能力,数据的观察、记录与处理能力,实验过程的概括思维能力,科技论文写作和表达能力,以及实事求是的科学精神与工作作风,具有不可替代的作用。
8.4 其他评判方法
如学生参与全国大赛并取得好成绩,或科研创新具有特色;实验事故率处理与新现象发现;操作规范与卫生习惯,制度与纪律遵守等,一般由老师灵活掌握,作为个性或特色适当加、减分。
9.重视化学竞赛对实验教学的推动作用
广泛地开展化学实验技能竞赛活动,可以激发广大学生提高化学实验技能的热情,培养他们的全面素质与能力,能够有效地大面积提高教育质量,同时也有力地推动和促进高校的化学实验教学[16]。
开展化学实验技能竞赛受到了广大院校和师生的极大重视,各参赛院校都以实验技能竞赛为契机,加大了对化学实验的投入,如投入经费改善设备条件,更新实验仪器,对学生开放化学实验室等。而参加训练的学生也都加大了对化学实验的精力投入从长远上看,这些都有利于化学实验教学的进一步深化和提高。
9.2 发现实验教学中的不足,交流实验教学经验
在化学实验技能竞赛中,参赛学生所产生的诸多失误,有相当部分反映了在实验教学中的存在问题,对今后的实验教学改革提供了参考资料。通过竞赛与交流,各院校发现一些化学实验教学中存在的不足之处,在后继的实验教学中加以改进和优化。
总之,通过调整化学理论和化学实验教学内容和方式,改进实验教学方法,强化教学管理,加强实验教学条件的建设,培养学生扎实的理论基础和规范、娴熟的实验操作技艺,提高学生发现问题、综合分析问题和解决问题的能力,改善化学实验教学的评定方法,提高化学实验教学人员的职业素养,才能更好的促进大学生化学实验教学的改革与发展。
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篇3
在进行教学改革的时候,充分考虑学生的理解接受能力,按照认知规律,将一些涉及过多仪器设备和较复杂操作步骤的实验进行合理分解。刚进入大学的学生的实验操作技能是非常薄弱的。有些操作要想熟练地掌握,需要一定的时间,所以课程内容的安排不可以过多,否则容易造成学得多,却都学不会的现象。例如在标准溶液的配制实验中,需要学生掌握电子天平的使用,并学会递减称量和直接称量两种称量方法。此外,还要求学生会用直接法和标定法配制标准溶液。这样一个实验,对于初进入大学的学生,在三个学时内是很难掌握的。仅仅对操作原理的理解就需要一个过程,教师更要花费较多时间讲授操作步骤。学生首先要熟悉所使用的仪器设备,才可能进入正确操作阶段,在达到正确操作后才能熟练规范化地操作,所以三个学时很少,往往是囫囵吞枣,无法达到教学目的。我们现在将该实验分成两部分:第一个课时掌握直接法配制标准溶液,熟练电子天平和相关玻璃仪器的操作;第二个课时再来学习标定法配制标准溶液。这样,学生真正领会这两种操作方法的原理和要领,掌握该实验所包括的容量瓶的使用、电子天平的使用等基本操作方法。
2.重视学生的安全素质培养,将安全教育融入每个基本实验中
安全,是实验教学顺利开展的首要条件,是对每一个实验者的基本要求。大学一年级,正是学生刚进入本科学习之时,是可塑性最强的阶段,有利于他们养成良好的实验习惯,树立科学的实验精神。学生在教学活动中需要接触到各种试剂、药品、机械和仪器设备,其中不乏易燃、易爆、有毒和有腐蚀性的试剂药品[2]。只有正确标准地执行操作步骤才能有效避免实验事故的发生,才有可能获得准确的实验结论。但是由于化学实验过程的不可预测性,因此,有些危险是无法预知的。这时,对于学生安全意识和安全保护的培训就显得尤为重要。必须把安全教育的内容列入基础操作技能培训中。为加强对学生的实验安全教育,北京大学已编写出版了《大学实验室安全基础》和《化学实验室安全知识教程》,并规定本科生不通过安全考试不能进入选课环节[4],将安全教育作为高等教育的重要内容之一。把安全教育纳入基础技能训练的内容,融入基础操作训练课程中,有较强的针对性和实践性,给学生留下深刻印象,重要的是使他们在进行本科学习的开始阶段就形成安全意识,有利于安全习惯的养成。这样的安全习惯可以使学生实验过程中自觉规范实验操作,形成自然而然的行为,而不是老师的强制性约束行为。例如,很多学生都知道酒精灯里的酒精不能超过其容积的2/3,也不能少于其容积的1/3,但是,很少有学生在使用前检查酒精灯内的酒精有多少,更不知道在使用过程中观察酒精的使用情况。虽然他们了解如何正确使用,却缺乏督促自己正确使用的意识。一些学生学习了几年之后,依然不知道实验室的电闸和消防栓在什么地方,更不知道在发生事故时,如何在第一时间作出正确的自救措施,这些都是缺乏安全意识的表现。教师在每次讲课时,都针对本次的实验操作特点,讲授安全教育,让学生明白规范操作和安全操作之间的关系,明白安全操作的重要性,让学生不仅有安全实验的意识,更学会在实验过程中如何避免伤害和一旦遇到伤害如何进行紧急处理。只有具备安全意识的学生才有资格进入实验室,才是合格的学生。
3.渗透绿色化学理念教学,构建绿色化学概念
将实验绿色化理念融入“以学生为本”理念中,在培养学生基础技能的同时,将绿色化学融合到教学过程中,贯穿每个实验教学,构建绿色化观念,使学生树立绿色化学思想。首先,在实验项目内容的选定上立足本地资源,实验原材料都是无毒或低毒的,尽量避免使用苯胺、硝基苯、苯等有毒致癌试剂,并让实验内容尽可能贴近生活,增强实验的趣味性。例如在水蒸气蒸馏实验中,实际改成冬青树叶提取冬青油或用橙子皮提取橙子精油等。这样既训练了基本操作,提高了学生的实验能力,而且潜移默化地培养了学生的环境保护意识,培养了学生的创新能力。另外,大力推行微型化实验,着重进行半微量或减量化实验改革,即在保证实验教学效果的前提下,用常量仪器减少试剂用量进行实验。例如学生做滴定操作练习实验中,将一直沿用的50mL滴定管、25mL移液管、250mL锥形瓶等玻璃器皿在实验原理、方法、操作与常量滴定分析相同的情况下,采用常规的小容量仪器,如10mL移液管、100mL锥形瓶、25mL滴定管。由于小量化实验所用仪器比传统仪器小,可减轻实验强度、缩短实验时间、大幅度减少废物排放量。
4.结语
篇4
(1)利用学生的好奇心,引发其想像力
学生只有有好奇心,才能对所接触的东西提出疑问,而提出疑问会促进学生进一步去探索,这样才能使学生有机会钻研、了解到问题的本质。要想在学习过程中了解事物的本质,就必须培养学生强烈的好奇心、开放性的思维。而引发学生的好奇心需要:一方面,把学生的主体性突出出来。培养学生的动手能力和创新精神是现代大学生培养的基本方面,传统的教育模式已经不适应现代社会。在教学过程中,要把培养学生的主体性放在首位,突出培养学生的主体意识。要让学生意识到学生的学是教学的中心,要把学习的主动权交给学生。要让学生自主选择学习的内容,自主选择学习的程序,并且注意培养自我综合素质,提高自我调控能力。在学习过程中要根据自己的学习兴趣爱好、利用各种主客观条件,不断调整自己的既定目标,来完善自己的知识结构和专业技能。另一方面,要调动学生参与的积极性。学生只有参与,才有可能根据各自身条件和兴趣爱好的不同,激活思维,产生创新思维。在此过程中,要尽量让学生主动参与,避免被动参与,鼓励学生由部分参与到全部参与。
(2)利用学生的创新欲望,引导求异,培养其创新精神
在教学过程中,教师要善于调动学生的主体性和创新精神,使学生的个性得到张扬,唤发出学生的创新精神。要鼓励学生敢想、敢说,勤思考、善于思考,独立思考、创造性的思考。
(3)在实验教学内容上要与时俱进,与现代科技多联系
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关键词:物理实验 教学改革 实验室建设 人才培养
物理学是一门以实验为基础的学科。物理实验课,在物理学科中占有相当重要的地位,学生通过做实验可以巩固物理理论知识,提高综合素质和能力。本人根据我校现有的实验设施及条件,对实验教学改革和实验室建设提出了一些想法,现就以下两个方面浅谈如下。
一、物理实验教学的改革
1.合理安排实验,做到实验安排与理论教学紧密相联
实验课程的安排应以基础理论课为依据,应遵循先简后繁、先易后难和循序渐进的原则,根据教学大纲要求和理论课讲授的进度合理安排实验课程。我校物理实验一学期开设九个内容的实验,在第一次实验课时,将实验的内容、目的、要求明确向学生讲清楚,引起学生对实验课的重视。
2.注重学生实验能力的培养
过去我们的实验教学方法老套、死扳,教学手段过于单调,学生被动接受知识,不利于能力的培养和学习兴趣的提高,为此,我们必须改革传统的教学观念,改变教学方法、手段,强调实验教学的整体能力,突出构成整体的各个要素的相互作用,从而全面提高学生的能力。改革的重点是将过去单一的教学摸式改变成课堂讲授与演示教学、电化教学、计算机辅助教学等灵活多样的教学摸式,使学生自觉动手、动脑,认真做好实验,才能真正达到了实验教学目的。
3.将计算机应用于实验中
要求学生必须学会掌握先进设备的应用,在物理实验上要让学生学会用计算机分析实验、处理数据,使学生初步认识到计算机在科学实验中的作用。在实验开设上增加一部分与计算机有关的实验,以提高学生综合实验能力。
4.充分发挥实验室课程资源的作用
首先应向学生开放实验室。物理课程中的科学探究最多的是通过实验来进行的探究活动。
那么,实验室的各种仪器、设备、模型都是宝贵的课程资源,但尚未得到充分的开发和利用。过去,学生实验基本上是按照教科书的设计,学生根据“菜单”而进行的验证性实验。新课程则要求学生以实验室的活动为手段,通过探究,自己去设计实验,选择仪器,收集实验数据,归纳总结规律;过去的学生实验只限于教科书规定的几个实验,新课程则要求根据探究活动的需要,让学生尽可能多地在实验室活动,不再局限于教科书上的几个实验。实验室应该为学生进行科学探究创设条件,为此,实验室应向学生开放,让学生随时熟悉并接触各种实验仪器,以便选择适当的仪器和器材进行科学探究。
二、物理实验室的建设
1.补充实验仪器,更新实验设备,实验仪器的更新换代将直接影响到实验结果
随着科学技术的不断发展,对实验结果的准确度要求也越来越高。具体讲必须做到:仪器仪表更新换代。我校物理实验室现所使用的仪器仪表都是指针式的,精度、灵敏度都不高,而且受实验条件影响大,很多实验不能开设,同时还会受到人为因素的影响。
2.完善实验室的管理机制
制定实验员的工作考评制度,督促其积极管理、维修实验仪器,来配合教师顺利开展各类实验;上级主管部门应建立严格合理的监督制度、规定实验室达标的硬性指标以及不定期的巡回检查等措施,能够督促学校领导加强实验室的建设;对实验员的进修、工作成绩和教师的实验教学、研究应建立有效的激励机制,从而为实验教学创造良好的条件。
3.加强师资队伍建设
建立一支高水准、教风严谨的师资队伍是提高教学质量的关键,要保证实验教学改革取得良好的成效,必须建立一支精通业务、结构层次合理、爱岗敬业的教师队伍。我校对教师队伍建设非常重视,制定了具体的师资培训计划,鼓励教师攻读硕士学位,更新知识结构,充实专业水平。采取安排在职人员短期脱产进修,在职进修读硕及引进高技术人才等办法,提高教师整体水平。
长期以来,实验室建设缓慢,实验教学过于单调、机械,学生做实验是“照方抓药”,学生做实验没有创新意识,没有取得应有的实验成效。为此,加强实验室建设,改革传统的实验方法,优化实验课程显得极为重要。我们应切实采取有效措施,创造必要条件,加大实验教学改革力度,积极开展实验内容和实验技术、方法、手段的研究,努力上好实验课,不断提高实验教学水平。
参考文献
[1]普通高中物理新课程标准.人民教育出版社。
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关键词:吉林大学动物医学学院;研究生培养;实验教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)01-0240-02
动物医学是以各种动物为对象,系统地研究其疾病诊治方法和发病机理的学科[1]。研究生阶段的学习是本专业学生由基础理论学习向深层次专业学习的过渡阶段。实验教学引导学生掌握疾病发生的基本原理,学会采集、分析病例资料,利用分子生物学研究手段更深层次地了解、掌握疾病的发病机制[2]。实验教学是动物医学专业研究生能否胜任未来临床工作,进行动物医学科学研究工作的关键。在教学过程中,我们以“改革模式,建设内涵,向外开放,提高质量”为教学指导思想,对教学内容、教学方法、教学手段、教材建设、实践教学以及教学文件等进行完善。按照高水平研究型大学的目标要求,促进研究生知识、能力、素质协调发展,在研究生实验教学方面做出了积极的探索并取得了一定的效果。
一、政策支持与落实
1.强化教学管理、推进研究生实验教学规范化。从学校到教研室重视实验室建设和实验教学改革,统筹协调实验教学与理论教学。制定并修订《研究生实验教学管理办法》、《加强教学实验室设备类建设项目立项管理》、《实验技术项目管理办法》等多部实验教学相关文件,全面规范研究生实验教学,促进研究生实验技能的提高。
2.完善独立的实验教学管理体系。申请并建立国家、省、校三级实验教学中心。实验教学中心实行校、院两级管理人员负责制。建成针对研究生培养的基础实验教学、二级学科实验教学、专业特色实验教学课程体系。注重教学内容的更新,与国际、国内先进的技术接轨。
3.重视研究生实验创新能力的培养。教学过程中坚持研究生为主,创新与动手结合、课内与课外结合、理论与实际结合。对研究生注重科研成果和试验新技术、新方法的引进。在研究生导师之外,选择实验导师,开展研究生创新实验计划,为研究生的科研水平提高打下坚实的基础。
4.加大实验教学建设投入。通过世界银行“高等教育发展”项目、“211”工程项目、“985”工程项目、“教育部修购项目”,以及学校实验室建设的专项经费,不断增加实验室建设投入,完善公共实验教学平台,科学基础实验教学平台,专业实验教学平台。
二、实验条件及环境
1.教学场地及设备。硬件建设是基础,是相关改革的先决条件。我们建立独立的实验教学大楼,针对不同学科分类整合为设备齐全、功能配套的先进专业教学实验室。建立与实践相结合的农业试验基地、教学动物医院等,促进研究生在深层次研究的同时不脱离实际[3]。对大型仪器由专人管理,及时地为研究生提供指导。
2.辅助项目建设。实验教学大楼内配有标本馆、档案资料室、实验材料库、中央纯水制备系统、专用消防设备与网络系统,各实验室配有中英文对照门牌、装置洗眼器、配备医药箱,有专门的病理解剖室、生物废物储藏室。全程进行实验录像,让研究生更好地检测自己的不足。
3.环境安全。生物学实验带来巨大的环境安全问题。研究生实验教学过程中应科学规划、合理配置,按照数字化、环保型实验教学标准建设[4]。实验台采用防强酸碱、阻燃的环保材料。教师与研究生全部进行安全环保知识培训,学习实验室安全管理规则,考核合格后方可进入实验室。严格实行实验室水、电、火和有毒有害药品管理制度。危险药品均定人定量取用。实验动物必须购买检验合格的标准动物,进入实验室前再次检测,确认无共患疾病方可进入。生物实验垃圾及动物尸体均存放于大型冰箱,由防疫部门定期集中处理。
三、教学方法与手段
1.实验模块重组。对各类实验进行汇总,去掉重复实验、验证性实验,整合相关性实验,探索创新型实验,合并重组动物医学各方向实验课程模块。同时将动物公共卫生与实验动物专业的实验课程与实验项目并入研究生实验教学,期望可为国家管理机构输送高水平人才。
2.多种实验教学手段结合。合理应用计算机模拟、多媒体网络、动物模型、视频录像、现场指导、临床病例分析等多种教学手段,从感官激发研究生的学习兴趣。对于研究生应依照其各自的特点因材施教。对于研究生的实验教学做到综合性与设计性实验相结合、课堂实验学习与生产实践结合、科学研究与探索发现相结合、必做实验与选择实验相结合[5]。
3.推广前沿技术。注重对国际相关分子学研究的先进技术普及,让学生了解最新的科研动态及技术。注重对国内相关先进科研成果的展示,在研究生实验学习的过程中增加其对我国科研水平的认知,增强其学习信心,增强其自信心和民族自豪感,最大限度地提高其创新实验精神。
4.多元化人才培养。在进行研究生实验教学过程中,注重学科交叉、促进与国外知名高校的交流互访,增加研究生的科学素养,开阔其眼界。培养研究生自主地从实践中发现科学问题[6],独立完成试验,缩小研究生与国外研究生的差距,为动物医学研究生成为国家有用人才做出努力。
研究生阶段是承上启下的一个教育环节。动物医学研究生教学过程中必须形成先进的实验教学理念,构建综合的实验平台,完善以人为本的配套设施,完成实验教学基本任务,同时推进实验教学改革。在上述基础上将教学、科研、医疗、生产合为一体,为培养富有创新精神、实践能力和国际视野的高素质人才探索有效措施。积极地改进并实施有效的措施提高动物医学研究生培养质量、促进动物医学专业的对外交流、扩大社会服务和社会影响[7]。相信动物医学专业在实验教学方面的改革和创新将会建立探索与实践相融合的、共享的、高效的动物医学科研模式,加速动物医学专业的跨越式发展。
参考文献:
[1]王讯,黎德兵,宋薇,等.谈执业兽医师资格考试与动物生理学课程教学改革[J].黑龙江畜牧兽医,2012,(3)(下):40-41.
[2]骆艳秋.谈执业兽医资格考试与动物病理学课程教学改革[J].吉林畜牧兽医,2012,(11):61-62.
[3]黄建云.对畜牧兽医教学改革的几点建议[J].中国牧业通讯,2008,(11):29.
[4]王丰.绿色化学理念应用于教学实践的方法探究[J].畜牧与饲料科学,2009,30(2):72-74.
[5]黎丽.利用实训基地进行畜牧兽医教学的探索[J].中国校外教育,2013,(2):52.
[6]张秋菊,周第先.创生物化学课堂教学最佳情意,引发学生的求知欲[J].中国医学理论与实践,2004,14(7):880-881.
[7]巴珠.浅谈畜牧兽医专业化学课程教学改革[J].课程教育研究,2013,(1)中:16.
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关键词:大学物理实验;实验教学改革;物理实验教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)14-0212-02
一、前言
物理学是一门实验的科学,物理实验在物理教学中和理论教学有着同等重要的地位[1]。大学物理实验是高等院校理工农林各学科的一门基础必修课,也是一门实践性和应用性很强的课程。大学物理实验的任务是通过实验培养学生发现、分析和解决物理问题的能力,让学生系统地掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能,锻炼学生的动手能力、观察分析能力,培养学生初步的科学素养和实事求是的科学精神[2]。可以说,实验教学是培养学生基本素质和科学创造能力不可或缺的重要环节,这也与21世纪高校应培养知识型、创新型、能力型人才的要求相一致[3,4]。所以高校在大学物理实验教学过程中,积极探索与建立适应21世纪人才培养所需要的实验教学模式,加强实验教学的改革和学生实践能力的培养,是很有必要的。
二、大学物理实验教学存在的问题
1.学生认识不足。目前各高校在人才培养过程中普遍存在急功近利的思想,对学生就业重要的课程和教学环节就加强,否则就会被忽视,物理实验由于与各专业所学专业课没有直接影响,而且不能直接对学生就业产生影响,所以学生认为花在物理实验上的时间还不如用来学习英语、计算机来得实惠,这种实用主义至上的学习观念在学生中普遍存在,是当前高校急功近利思想的一个直接反映。就连部分院校的领导和老师也有这种思想,对实验课的潜在影响明显认识不足,从思想上不重视物理实验教学,这种现象对于地方性院校尤为严重。
2.教材和教学内容不合理。大部分地方性院校一方面教育经费不足,大学物理课程作为公共基础课重视不够,经费投入不足。另一方面实验课时压缩,所以实验课都是以简单的验证性实验为主,综合设计性所占比例较小。学生做实验大部分都是按照教材上或课堂上老师所讲的实验步骤重复操作,锻炼动手能力有限。在选用教材时,地方性院校为了保证教学质量,尽量选用国家推荐教材,而这些教材大部分都是国家重点大学的老师所编,适合国家重点大学,而对于地方院校不一定合适,往往是本校开设的实验教材上没有,教材上有的实验本校又无能力开设。
3.教学方法和教学模式僵化。在地方院校大学物理实验教学中,普遍存在着实验教学模式固定、教学方法死板的问题。几乎所有的实验都是由负责人事先安排好实验内容,且一个层次教学内容相同,没有考虑专业的不同和学生的兴趣。一般都是实验管理人员准备好实验仪器,实验任课老师在黑板上讲解清楚实验原理,拟订出实验步骤,甚至还设计好数据记录所需的表格。这样学生不用动脑思考,只需要按照教材或老师拟订好的实验步骤去做,就能成功地测得数据,完成实验。这种僵化的教学模式在很大成度上抑制了学生做实验的积极性和主动性,很难激发学生的学习兴趣。
4.考核方式不合理,过程监督不到位。大学物理实验的考核主要以学生书写的实验报告为主。所以学生不管实验做得怎样,只要写好报告就可以得到高分,最后取得好的实验成绩。所以这种评价考核方式显然不能完成对学生实验过程的指导监督,反而使一部分学生存在投机取巧的心理,使学生认为平时实验认不认真做没关系,只要把实验报告写好就行。有的学生为了得到理想的数据,还会任意篡改实验数据或抄袭别人的数据,严重违反了实事求是的科学精神,更有甚者干脆直接抄袭别人的实验报告。所以加大过程监督,改革考核方式十分必要。
三、改革的几点建议
针对上面提到的地方院校大学物理实验教学中普遍存在的问题,笔者结合多年教学经验和塔里木大学物理重点课程建设所取得的改革经验,对地方性院校的大学物理实验教学提出了以下几个方面的改革建议:
1.加强制度约束,体现实用性。经过对地方性院校部分专业老师和学生不重视大学物理实验现象的调查分析,认为主要有两方面的原因:一是大学物理实验现有的内容安排不合理,对学生后续专业的学习和各方面能力培养作用不大;另一原因是大学物理现有的教学考核制度不完善,没有起到约束作用。作者结合多年教学经验认为,如果想让学生重视大学物理实验,不能靠任课老师宣传物理实验多么重要,而应加强教学过程监督和完善考核方法,比如在实验成绩中将学生做实验的情况考虑在内。以塔里木大学物理实验教学为例,实验成绩分为四部分:课堂纪律(10%)、实验操作(20%)、实验报告(50%)和实验考试(20%)。从实际情况来看,实验效果明显好转。除此之外还应该加强教学内容、教学方式等方面的改革,切实能通过物理实验锻炼和培养学生各方面的能力,让学生和专业老师自己感觉到物理的用处,从而从根本上改变对物理实验的偏见。
2.自编教材,分层次教学。不同地域不同性质的高校应根据本院校的实际情况选用合适的教材,如果现有出版教材不妥,完全可以结合自己物理实验室的具体情况组织本校相关老师编写教材。塔里木大学利用大学物理重点课程建设的机会,编写了自己的教材。该教材对实验室无法开设的项目进行了删减,将正在开设的或实验室有仪器但没有开发出来的实验项目进行优化组合,这样教材既满足了学生实验的需要,也大大减少了实验教材中那些无关的内容,减轻了学生的经济负担,该教材受到学生的好评。
针对物理实验内容不合理的问题,笔者认为应把大学物理实验教学分为三个层次:第一个层次是针对理论课程中重要概念定理安排相应验证性实验,并且最好是刚学完理论知识就到实验室做相应实验,加深对知识的理解和掌握;第二个层次是增加综合设计性实验比例,让学生课下自己设计实验,经过老师把关后到实验室自己组装加以验证;第三个层次是适当开设大学生创新试验,利用实验室的仪器在老师指导下开展简单实验研究,在锻炼学生动手能力的同时,也培养了学生初步的科研素养,也打开了老师科研的思路。塔里木大学的相关老师实践了这一教学层次:利用迈克耳逊干涉仪测量金属丝杨氏模量、利用电学方法检测农产品的品质等,并取得了一些科研成果。
3.丰富实验教学手段。针对实验教学方式固化的问题,应在传统教学基础上,将网络虚拟实验引入教学中,使学生课下可以在电脑上完成对实验的预演练,进实验室后可以有针对性地操作实验,这样可以大大节省很多时间,以便保证有更多时间动手操作,锻炼动手能力。同时可以将计算机引入实验,学生可以利用某些数据处理软件分析计算实验数据,提高了学生分析、处理数据的能力。任课老师也可以将实验内容做成多媒体课件通过网络平台与学生共享,这样就不需要老师在课堂上详细讲解实验原理等内容,以便节约时间让学生动手操作。
4.改革实验考核方式。目前实验课的考核一般采用物理实验理论知识考试加动手操作相结合的考核方法。其中操作考核大部分都是流于形式,不能真实衡量学生做实验的效果。可以通过让学生利用实验室条件动手设计一个新的实验,最后根据老师评估来进行评价;或者也可以让学生根据学习的物理理论知识,对现有实验仪器或实验内容进行改进,有条件的高校可以通过平时开放实验室允许学生到实验室具体实践。
四、结论
针对地方院校大学物理实验教学普遍存在的问题,笔者根据多年教学经验和塔里木大学重点课程建设改革实践,对实验教学内容、教学方法等有针对性地提出了几点改革的建议供大家参考。
参考文献:
[1]陈爱辉.《大学物理实验》教学的思考[J].科技教育,2011,(21):191.
[2]张敏,何龙庆,张波.大学物理实验教学改革的研究[J].大学物理实验,2009,22(1):100.
[3]肖令平.大学物理实验教学模式改革初探[J].科技教育创新,2009,(17):256.
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(湖南工学院数理学部,湖南衡阳421002)
摘要:大学物理实验作为地方本科院校普遍开设的一门基础实践课,在人才培养方面有着重要的作用。本文针对目前地方本科院校大学物理实验教学存在的问题,探讨了新形势下大学物理实验教学改革的一些策略,以期提高地方本科院校的人才培养质量。
关键词 :应用型本科院校;大学物理实验;教学改革;创新能力
DOI:10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.06.022
中图分类号:G642.0文献标识码: A 文章编号:1671—1580(2015)06—0050—02
收稿日期:2014—12—26
作者简介:谢忠祥(1984— ),男,湖南衡阳人。湖南工学院数理学部,讲师,博士,研究方向:大学物理,大学物理实验教学。
张勇(1983— ),男,山西忻州人。湖南工学院数理学部,讲师,博士,研究方向:大学物理,大学物理实验教学。
随着我国高等教育规模的迅速扩张,地方本科院校已成为我国高等教育的重要组成部分。应用型地方本科院校立足于培养服务于地方经济的专业人才,其输送的人才质量直接关系到地方经济建设的发展。大学物理实验作为目前地方本科院校开设的一门基础实践课,不仅能让学生接受系统的技能训练,更重要的是能培养学生的观察能力、动手操作能力、分析和解决实际问题的能力。由此可见,大学物理实验在地方本科院校的人才培养方面有着其他学科不可替代的重要作用。[1]
为了充分发挥大学物理实验的教育功能,教学人员对其进行了一些有意义的思考,取得了一些研究成果。然而,到目前为止,大学物理实验教学仍面临着不少问题亟待解决,主要体现在以下几个方面:课程体系仍未摆脱传统的封闭格局;[2]教学内容陈旧,教学方法老套单一,教学手段落后;评价体系不够健全,考核制度不合理等。因此,在社会对应用型人才的要求越来越高的今天,深化大学物理实验教学改革、提高大学物理实验的教学效果显得尤为重要。
一、根据应用型人才培养要求,构建分层次课程新体系
目前,绝大多数地方本科院校的大学物理实验课程体系仍按照传统教材结构划分为力学、热学、电学、光学等实验,[3]并分别形成各自的封闭体系。这种体系既忽略了学科之间的兼容互补性,又忽略了不同专业学生的个体差异性。
新的大学物理实验课程体系应根据应用型人才培养要求,遵循认知规律,按照加强基础、培养能力、提高素质的层次,统筹力学、热学、电学、光学和近代物理学等实验内容,形成基础型物理实验、提高型物理实验、研究型物理实验三个层次。
(一)基础型物理实验。主要让学生掌握“三基”,即基本理论、基本方法、基本操作。在该层次中,学生主要学习基本物理量的测量、常规仪器的操作、基本技能的训练、数据处理技巧和误差分析。
(二)提高型物理实验。主要让学生综合运用多方面知识和各种实验仪器,独立观察实验现象,测量实验数据,得到实验结论以及独立分析实际问题。
(三)研究型物理实验。主要培养学生独立开展科研的能力。该层次实验以科研实践为主题,让学生直接参与到传统实验的改造和新实验的设计中来,与专业研究接轨,通过选题、初研、攻关到课题的完成等过程,提高学生的思维能力和创新能力。
在上述三个层次中,还可设立“必做”和“选做”两部分,以适应不同学科、不同专业、不同层次学生的需求。另外,对于不同的学科专业,各层次实验课时安排会有所不同,可根据专业特点和需要,实行灵活的课时配给。这种由易到难、由浅到深、循序渐进的分层次体系既可培养学生的动手能力,又可让学生在设计思想、创新思维等方面得到锻炼和提高。
二、改造与引进并存,充实近现代物理实验内容
大学物理实验内容应富有时代气息,反映近现代先进科学技术,与现实生活、生产密切相关。在地方本科院校有限的财力内,可坚持改造与引进并存,充分利用现有实验项目,部分引进与近现代科技相关的实验项目,逐步增加与现实生活接近的设计性实验项目。
首先,针对原有实验项目进行科学分析,淘汰内容陈旧和技术落后的实验项目,对能提升学生基本素质的经典实验予以保留,对与专业知识相关的实验可利用新技术、新方法进行组合和改造,赋予其新的内容,如关于示波器的实验项目,组合和改造后可拓展到RLC电路特性、磁滞回线、傅里叶信号分析等现代物理实验。其次,合理引进一些能反映现代科技的实验设备,如传感器、扫描电镜等;安排一些学科辐射面广、趣味性强的前沿物理实验,如激光全息与观察、核磁共振、真空镀膜等,提升大学物理实验内容的水平与档次。最后,教学人员还可结合学生各自专业的发展方向,从学校的教学条件出发,结合实际,开发一些与现代社会生活非常接近的设计性实验项目,如万用电表的组装和分析,望远镜与显微镜的组装,用迈克尔逊干涉仪研究半透膜厚度的实践与分析等。
三、转变教学模式,充分运用现代信息化手段
目前,大学物理实验教学模式仍存在公式化、教条化的问题。通常学生提前预习实验报告,教师按部就班地讲解实验目的、原理、操作以及注意事项,学生机械地重复教师演示的全过程。从效果上看,学生虽然能按时完成实验,但不会独立处理实验中出现的复杂问题,不利于学生个性和创造力的发挥。
教师应以学生独立思考、独立完成实验为主,加以指导,采用启发、引导或借助计算机技术等多种教学方法和手段,引导学生在“做中学”、“用中学”,以提高他们的兴趣和动手能力。[4]例如:对于验证性物理实验,教师可提出针对性问题,引导学生自己去查阅资料,然后让学生根据自己的理解进行实验,学生操作时,教师要认真观察,发现问题后及时给予指导,必要时可以提示学生怎么做,并解释为什么这样做;对于与现代科技相关的实验,可利用开放实验室或演示实验室;对于设计性实验,教师可采用探究式教学模式,只需介绍相关内容,提出任务,而对于如何解决问题、应用什么方法以及选择何种仪器,则由学生自行提出并解决。
充分运用现代信息化手段,如开展虚拟实验、建立教学网络平台等,丰富大学物理实验的教学模式。虚拟实验以计算机和仿真软件为基础,内容丰富多彩,形式生动活泼。大学物理实验教学网络平台包括教育系统主页、电子教学资源、答疑系统、数据库管理系统、网上教务管理等。学生可登录平台,了解大学物理实验原理在工程技术中的应用、现代科技的物理基础以及最新进展等拓展性资料,也可以就某个实验、某个问题在网络平台上留言;教师通过平台及时了解学生的动态,解答学生的疑问,从而改进教学方法,提高教学质量。
四、完善评价指标体系,建立实验考核制度
现行的大多数实验评价体系对学生实验成绩的评价仅局限于实验报告,不能全面地反映学生学习的实际情况。完善的大学物理实验评价体系应覆盖实验的全过程。[5]第一,预习阶段(30%),包括对实验目的、原理、内容的理解程度以及预习报告的准备程度等评价。第二,操作阶段(50%),包括对动手能力、分析和解决实际问题的能力、创新能力等评价。第三,报告处理阶段(20%),包括对数据处理、误差分析和思考题回答等情况的评价。
实验全部结束后,为了检查教学效果,还可设计实验考核,主要分为笔试(30%)和操作(70%)两部分。笔试是基础知识的考核,着重考核实验原理、仪器调试方法和技巧、数据处理和误差分析。操作着重考核学生的动手能力以及独立思考、分析、解决问题的能力等。在操作考核中,学生在已准备好的题库中抽选一道实验题目,根据实验需要自主选择仪器,独立操作,教师在旁认真观察,并对照计分标准进行打分。考核结束后,教师当场给出操作总成绩。实验考核可督促学生重视实验课的学习,促进学生学习态度、方式的转变。
[
参考文献]
[1]王家慧.大学物理实验教程[M].北京:机械工业出版社,2010.
[2]李科敏.大学物理教学改革探微[J].教育评论,2006(3).
[3]刘燕.普通物理实验课程教学改革的探索与实践[D].扬州大学,2009.
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关键词:电子技术基础实验;教学改革;综合实践能力;创新型人才
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)13-0075-02
总理曾批示:大学生是实施创新驱动发展战略和推进大众创业、万众创新的生力军,既要认真扎实学习、掌握更多知识,也要投身创新创业、提高实践能力。高等学校作为培养人才的基地和摇篮,肩负着培养具有实践能力和创新精神的高水平专业人才的重要使命。当前,实践能力和创新能力是衡量高校学生质量的一个重要标志,许多国家都把培养创新型人才摆在战略的高度予以重视,美国、日本、德国等国家的知名高校为培养和提升大学生的实践能力和创新能力,都采取了相应的措施,并取得了良好的效果。中国高校在这方面做出了一些探索,但整体水平较低,尤其是本科教育,在这方面是有所欠缺的。因此,力求把学生培养成具有实践能力和创新能力的高水平人才是我们要解决的一个重要问题。
随着我国高等教育教学改革的不断深入,高校越来越重视应用型人才的培养,实验课程在这个过程中发挥了重要作用。实验教学必须是以培养学生的动手能力和创新能力为目标。创新型人才除了应该具有开拓创新精神和团结协作精神外,还应具有很强的实践操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力、独立分析问题和解决问题的能力。电子技术基础实验是一门实践性很强的课程,该课程可以使学生掌握基本电子电路的实验研究方法,培养学生在电子技术领域的实际动手能力和理论联系实际的能力,从而提高他们分析问题和解决问题的能力和素质。然而,目前的电子技术基础实验课程的教学过程中存在着一些弊端,使得学生动手能力不强、创新能力不足,这显然不能适应当今社会对应用型、创新型人才的要求。作者结合自己的实际教学情况,对如何通过实践教学改革提高学生的创新创业能力进行了探讨。
一、引起学生的足够重视
增加电子技术基础实验课成绩在整门课程成绩中的比重。基础实验课的成绩占整门课成绩的比重较低,会使学生在思想上不重视实验课,认为只要理论课能过关,这门课基本上就能过关了,于是不重视实验课的课前预习和思考,实验过程不求甚解,不会做或做不下去就抄别的同学的实验数据,最后蒙混过关,实验效果就可想而知了。只有把实验课成绩所占比重提高到一定程度,才能使学生在思想上真正重视起来,从而督促学生认真的完成实验。
二、精心设计实验内容
实验教学内容应分为验证性实验和综合设计性实验两种主要形式,这两种形式由浅入深、由基础到综合、由理论到创新是一个渐进发展的过程,两者都不可缺。
1.重视验证性实验,增加学科前沿知识。验证性实验是整个实验教学最基础的部分,也是和理论教学联系最紧密的部分。如果连最基本的验证性实验都没有很好的完成,所谓创新就会变成不切实际的空谈。学生只有掌握了基本的实验方法,熟悉了基本元器件的识别测量和电子电路连接的基本过程,仪表仪器的使用方法才能在实验中发现问题,产生创新的欲望和智慧的火花,才能完成难度更大的综合设计项目。在教学中要重视验证性实验,同时增加一些代表本学科前沿领域或从科研成果转化而来的实验,使学生能及时了解本学科的最新动态和发展方向。
2.增加综合性、设计性实验。在综合设计性实验中,应注重培养学生综合运用所学知识的能力,使学生受到全面系统的科学研究训练。综合设计性实验需要设计和调试的电路规模较大,涉及的知识点较多。例如设计简单音频功率放大系统、简单的交通信号灯、简单数字频率计等综合设计项目,要求学生综合运用所学的理论知识,在教师的指导和帮助下,独立进行设计与安装调试。学生接受任务后,首先通过查阅大量资料形成自己的设计思想、构思设计总体方案,然后进行基本单元电路设计,选择合适的元器件,计算参数,设计原理图,最后进行安装和调试。实验整个过程中,在教师的指导帮助下,学生自己分析解决实验中出现的问题。综合设计性实验虽有一定的难度,但很受学生喜欢,能使学生从应付实验变转为主动参与实验,不仅提高了学生的动手能力,也充分发挥出了学生的主观能动性和创造性[1]。
3.增加集成电路应用实验。当今社会,集成制造技术得到了飞速的发展。为了体现这一科技发展新水平,并且使学生毕业后能胜任专业岗位要求,在实验的安排上,必须删除一些陈旧、单一,且与实际发展脱节的实验内容,将现代科技成果融合进实验内容中。体现在模拟电子技术实验上,就是要增加集成电路应用实验,减少分立元件电路实验。如在做模拟电子技术实验时,可以将“串联直流稳压电源”、“OTL功率放大器”电路实验等以二极管、三极管分立元件为主组成的实验内容,代之以“集成稳压电路”、“集成功率放大器”等集成电路元件为主的实验内容。通过接触本学科的前沿知识,学生拓宽了视野,有利于其应用能力的提高。
三、提供个性化的学习机会
全面施行开放式教学。开放式教学包括教学内容的开放、实施方法的开放和实验场地的开放。教学内容的开放是指设计课题的多样性,学生可自选课题或自命课题进行设计和实验,有利于培养学生的创新能力和发挥学生的个性与特长。实施方法的开放是指实验中不强求教学进度和实施方法的一致性,而给学生一定的自由度和发展空间,重点考查学生的学习效果,培养学生自主学习的能力。实验场地的开放采用定时定向开放、定时开放和定向开放3种模式。定时定向开放是指为确保基本教学内容的有序实施,由教务部门统一计划定期向有关教学班开放;定时开放是指在计划时间外的空档时间对所有学员进行预约开放;定向开放是指实验室对学有余力的优秀学生开放[2]。实行实验场地的开放充分提高了实验室的利用率,有利于学生科学的安排和支配时间。
1.实验指导改“细”为“粗”。以引导和个别辅导相结合,提出问题,让学生独立思考,在启发中观察和发现问题,鼓励学生提出不同的设想,结合实验进行探讨,引导而不是代替学生解决实验中的各种问题,锻炼学生的开放性思维能力和严谨的科学研究作风。
2.鼓励学生自行设计实验。开设实验专题,鼓励学生根据实验专题查阅资料、确定方案,在此基础上进行电路装配、调试、数据测量和数据处理,最后写出有分析的实验报告,在实验中培养学生探索问题和分析问题的能力[3]。
3.鼓励学生参加课外科技活动。这里结合实际情况,列举我校一项典型的课外科技活动:“大学生创新创业训练计划”。它是教育部第一次在国家层面实施的、直接面向本科生立项的创新训练项目,旨在带动广大学生在本科阶段进行科学研究与发明创造的训练,提高创新能力,本科各年级均可申报。以四川大学为例,2015年我校“大学生创新创业训练计划”立项项目共计约2000项左右,按项目级别来分,其中国家级项目100余项,省级项目200余项,校级重点项目200余项,校级一般项目400余项,校级项目900余项;按项目类别来分,其中创新训练项目1100余项,创业训练项目100余项,创业实践项目10项,科研训练计划项目800余项。所有立项项目涉及的学生人数多达数千人,他们都是来自不同学院不同专业的优秀学生。不仅如此,项目的涉及面也十分广泛,可谓包罗万象,以笔者所在的电子信息学院为例,如“基于2FSK调制的无线携能通信演示系统”,“WIFI智能LED一体化路灯”,“基于DMD的多元探测成像系统的设置”,“‘Myflycycle’――自行车电子手环感应锁”等,都是集多样性和趣味性于一体的典型项目,通过这些项目的训练,相信学生不仅在综合实践能力上会获得提高,更重要的是能够借此激发他们的创新意识和学习兴趣,这对他们将来走向社会是大有裨益的。
四、结语
21世纪是信息技术的时代,电子科学的发展对创新人才的培养提出了更高的要求,也对高校电子技术实验的教学及实验场地软、硬件的建设提出了更高的目标。我们将在现有工作的基础上,通过全方位深层次的教学改革,使电子技术基础实验课回归其应有的地位,在提高学生的综合实践能力和创新能力上发挥更大的作用,使其将来更加适应社会发展的需要,在激烈的竞争大潮中能够成为弄潮儿。
参考文献:
[1]王庆,胡敏.对高职院校电子技术实验教学的几点思考[J].江苏技术师范学院学报,2007,13(2):83-86.
篇10
关键词: 大学物理实验教学 改革思路 改革措施
1.引言
物理是一门重视实验实证的科学,物理学本身及相关应用科学的发展和创新无不与物理实验密切联系,物理学中的任何创新成果都必须经过实验的检验。因此,实验教学在物理教学中占有重要的地位,一方面可使学生巩固所学理论知识,加深对物理现象和规律的理解。另一方面可培养动手解决实际问题的技能,以及观察和分析能力,是培养学生创造性思维的重要训练。正是由于该课程对大学生物理知识和实验技能的培养有着至关重要的作用,大学物理实验是很多学校唯一的一门独立设课的实验课程。然而,目前的大学物理实验课在教学观念、思想、内容、方法等方面仍存在诸多问题,使大学物理实验课的效能难以充分发挥。
2.大学物理实验教学的现状
2.1学生对大学物理实验课程兴趣不高。
物理实验的本来功能,除了测量和验证,还有更重要的功能,就是发现与探究。一般的普通物理实验教学的模式,会对物理概念、仪器原理及操作示范加以说明。对于刚考上大学的新生,按部就班依照教材条例步骤操作,虽然学生较易获得测量数据,做好验证性实验,但若教师未对实验设计的意义或历史背景等多作分析讲解,学生不易体会物理实验中较深化的概念,也无法体会实验探究方法论的本质。长期以来,我国高等教育的基本培养模式具有教师为主体、学生为客体的特点。在大学物理实验教学中,学生缺乏实际操作能力和创造力。不少学生不重视物理实验,认为实验只不过是重复前人和书本的内容,验证书本所学到的理论知识,缺乏实验兴趣,对待实验的态度是马马虎虎、敷衍了事。
2.2仪器陈旧,教学经费不足。
虽然各高等院校在实验教学经费的投入上加大了力度,但由于扩招,实验教学设备套数不足,未能增设或汰旧更新,因此仪器精确性低使实验数据误差过大,致使学生怀疑实验对理论的验证功能,对实验失去期待。另外,实验仪器套数不足,多数学校进行分段分组循环实验,导致实验教学设计难与普通物理课堂讲授进度配合,学生对于部份实验项目所需基础知识或仪器相关理论的准备知识不足,做起来没有积极性。
2.3教学方法落后,师生态度消极。
现在各大学里一般的教学方法是老师先大概地介绍一下实验的基本原理及仪器使用,接着老师将整个实验演示一遍,最后学生自己动手做,有的学生根本什么也没有弄清,只记住了老师的操作过程,模仿老师测几个数据,甚至有的学生编造数据。由于扩招,一个老师一次课要带三四十个学生,学生有问题老师根本顾不过来,这就出现了学生抄袭及编造数据的问题。一些学校对大学物理实验教学不很重视,这无形之中也影响了师生对这门课程的态度,老师敷衍,学生无所谓。
3.大学物理实验教学体系改革的基本思路
传统的物理实验是按普通物理、电子线路和近代物理等内容进行划分,并分别形成各自的封闭体系,这种封闭体系突出了学科的系统性,但忽视了学科之间的兼容互补性,各学科相互独立,限制了学生跨学科思维能力和创新能力的培养。因此,应打破普通物理实验中力、热、电、光之间的界限,更新近代物理实验内容,建立以学生为主体,以教师为主导,分层次、模块化、全面开放的物理实验教学新体系。新的实验体系既要吸收传统实验的精华,又要突出现代实验的特点,通过对各类实验进行有机结合,整体优化,在突出基本方法、基本技能训练的同时,加强综合性、设计性和研究性实验力度,从而提高学生的素质和能力。
4.大学物理实验改革的具体措施与内容
4.1系统实验方法和实验技能的训练
物理实验课是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端。物理实验教学能使学生在对实验现象观察、分析和对物理量的测量中学习物理实验知识、方法和技能,初步了解科学实验的一般方法特点;使学生在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练(包括基本实验仪器的使用、基本物理量的测量、误差分析和评定、数据处理等)。物理实验教学是一门独立的课程体系,往往易和理论教学配合不好,造成理论教学和实验教学脱节。实验教学中规定过细、过死,学生在实验课中机械地按规定步骤重复。这不仅会影响学生学习实验物理的兴趣,而且会影响学生终身的探索兴趣,阻碍学生探究能力的形成。
4.2大学物理实验教学方法的改进
物理实验教学应不断更新具有新颖及有特色的教学内容和启发式教学方法,而非追求完整规范化系统。因此,必须让学生在实验中既动手又动脑,用动脑来指导动手。教师可以在教材中提出许多问题,指导学生在实验前、实验中和实验后思考,师生共同讨论实验问题。普通物理实验课分为:实验前的预习,实验具体操作,实验报告的书写。在实验开始前,实验指导老师对学生预习情况进行检查。单项实验结束后,实验指导老师和学生对实验中出现的各种问题进行深入的讨论,并检查学生对实验本身和相关的背景知识的掌握,这样可以加深学生对实验的理解。
4.3大学物理实验教学内容的改进
大多数学校的物理实验课程一般分为基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验等,基础物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证,也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来,而从基础物理实验逐级提高培养综合实验能力,每级实验完成不同实验技能和科学思维水平,逐渐地与现代科学技术接轨。
一级物理实验为普及性实验,考虑到新生的实验知识与技能不一致,开设基础性物理实验起一个补齐的作用。基本内容有:实验基本知识的学习、实验基本仪器的使用、基本实验方法的学习等。二、三级物理实验逐步增加综合性实验和设计性实验的比例及难度,有利于激发学生的学习热情,使他们变被动学习为主动学习。通过做设计实验,学生从成功与失败中受到训练,素质得到提高。四级物理实验以科学小实践方式,围绕基础物理实验组织若干课题,以科研方式进行实验,培养学生的研究、开发应用能力。
4.4开设开放实验室
在每级物理实验中,开设开放实验室,它不仅在时间上对学生开放,而且在实验内容上对学生开放。在开放实验室中,学生可利用实验室提供的设备自己设立题目,教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目。
5.结语
大学物理实验的改革是符合时代和科学发展要求的,同时也是刻不容缓的。当前正在开展研究型教学,强调素质教育和创新人才的培养,如何进行大学物理实验教学的改革,更好地培养学生科学研究素质、创新精神和实践能力,向传统的实验教学模式提出了新的挑战。但是,物理实验的改革不是一蹴而就的,它是一个循序渐进的过程,任重道远且无止境,是要经过不断探索的。在教学实践中,应该不断地发现问题、解决问题,一直探索下去。随着科学技术的发展,新的教学手段的引入,大学物理实验的改革必将越来越完善。
参考文献:
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