物理化学实验范文

时间:2023-03-25 05:32:39

导语:如何才能写好一篇物理化学实验,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。

物理化学实验

篇1

物理化学实验报告格式一、 实验目的

内容宋体小四号 行距:固定值20磅(下同)

二、 实验原理

原理简明扼要(必须的计算公式和原理图不能少)

三、 实验仪器、试剂

仪器:

试剂:

四、 实验步骤

步骤简明扼要(包括操作关键)

五、 实验记录与处理

实验记录尽可能用表格形式

六、 结果与讨论

物理化学实验报告范文一:目的要求

绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图,了解相图和相率的基本概念 掌握测定双组分液系的沸点的方法 掌握用折光率确定二元液体组成的方法

二:仪器 试剂

实验讨论。

在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生变化?

答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。

讨论本实验的主要误差来源。

答:本实验的主要来源是在于,给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而是视加热的时间长短而定 因此而使测定的折光率产生误差。

三,被测体系的选择 本实验所选体系,沸点范围较为合适。由相图可知,该体系与乌拉尔定律比较存在严重偏差。作为有最小值得相图,该体系有一定的典型义意。但相图的液相较为平坦,再有限的学时内不可能将整个相图精确绘出。

四,沸点测定仪 仪器的设计必须方便与沸点和气液两相组成的测定。蒸汽冷凝部分的设计是关键之一。若收集冷凝液的凹形半球容积过大,在客观上即造成溶液得分馏;而过小则回因取太少而给测定带来一定困难。连接冷凝和圆底烧瓶之间的连接管过短或位置过低,沸腾的液体就有可能溅入小球内;相反,则易导致沸点较高的组分先被冷凝下来,这样一来,气相样品组成将有偏差。在华工实验中,可用罗斯平衡釜测的平衡、测得温度及气液相组成数据,效果较好。

五,组成测定 可用相对密度或其他方法测定,但折光率的测定快速简单,特别是需要样品少,但为了减少误差,通常重复测定三次。当样品的折光率随组分变化率较小,此法测量误差较大。

篇2

【关键词】物化实验;教学方法;改革

物化实验是化学专业学生必修的一门独立的基础实验课程,它对于掌握物理化学的研究方法,加深对物理化学基本理论和概念的理解,增强解决实际问题的能力,无疑是十分重要的。因此,不断充实和更新物理化学实验课的教学方法研究,提高实验课的教学质量,对培养合格的化学专业学生有重要的意义。本文简要介绍我们在物理化学实验课中进行教学改革的情况,并提出自己的一点见解。

一、基本设想

物理化学实验教学的基本过程,一般都是在确定实验内容后,通过学生对实验的预习和准备,教师的讲解,实验操作和写实验报告等步骤进行。这样的过程对学生学会物理化学实验的基本技术,掌握实验数据的处理方法上起着良好作用。但也存在以下不足:

学生实验的内容完全限制在实验讲义所指定的范围内,教师安排几个实验,学生就按照讲义做几个实验,教学方法基本上是验证式的,对于启发学生特别是大学高年级学生独立思考问题,培养分析问题、解决问题的能力是不够的。教师往往管得过多,学生被动应付,学生的学习积极性不能得到充分发挥。教学形式比较单调刻板,学生在学习了一些必要的基础实验方法后,没有进一步进行实践的机会。

教学活动应该是生动、活跃、富有创造性的过程,因此必须同时发挥师生双方的主动性和积极性。特别是在科学技术飞跃发展的今天,学校的教学过程不仅要传授知识,更重要的是重视学生智力的开发,即重视学生创造能力的培养。

二、具体做法

将物化实验教学分为两个阶段:

第一阶段:进行14个基本实验。内容包括物理化学的各个基本方面以及主要的物理化学实验基本操作。通过这部分的教学,使学生学习物理化学实验的常用方法,掌握必要的基本技能技巧,同时有意识地引导学生注意物理化学实验的设计思想,要求做一个实验,学习一个方法就能举一反三、解决一种类型的实验问题。

第二阶段:选出10个题目作为学生的独立实验。这些实验主要有三种类型:

(1)应用已经学到的实验知识,解决进一步的问题。

(2)在原有实验的基础上,进一步应用一些新的仪器设备,解决有关问题。如:应用2042型自动平衡记录仪记录步冷曲线,测绘Bi―Cd相图;应用CDR―1型差动热分析仪测定KNO-3和BaCl2・ 2H2O的差热谱等。

(3)补充前一阶段实验中实验技术训练方面的不足。如:考虑到在前一阶段实验中电标定法测定量热计的热容以及量气法都未让学生应用到,所以这时就分别安排熔解热的测定和H2O2分解反应速度常数的测定实验来予以补上。

第二阶段独立实验进行时,仍将全年级学生按每二人一组编排,每组选做所列题目中的一个实验,确定题目后在一周内查阅资料,预习准备,教师对这些实验只作答疑讨论,不再详细讲解。然后用10-12学时进行实验,要求学生独立完成,但允许学生实验失败重做。实验完毕后,分别按规定作出实验报告,并要求将测得的数据与文献值进行对照比较,做出误差分析和实验讨论。最后每个小组进行一次交流,采用实验展览的形式,每个实验选派一名代表,边演示边讲解,报告实验结果和实验过程中的体会,并进行讨论和质疑。这样,使每个学生除了自己做的实验外,对整个独立实验的内容都有一个比较全面的了解。

三、几点体会

(1)物理化学实验教学分成基本实验和独立实验二部分来进行,受到学生的普遍欢迎。由于在教学的第一阶段比较强调实验的基本技能和设想思想,学生学习目的性比较明确,针对性强,基础知识掌握得比较牢固。第二阶段强调学生独立解决问题,学生的积极性得到较好发挥,同时也能使学生获得进行科学研究的初步训练。通过这种教学安排,学生的实验技能技巧,数据处理能力等多方面都提高得比较快。

(2)从学生独立实验的结果看,大部分学生的实验结果在误差范围内,个别学生虽然有较大的误差,但也能从实验操作过程中,仪器设备的使用方面着手分析误差产生的原因。另外,不少学生在实验过程中能自觉查找资料,摸索合适的实验条件,总结实验的关键。

(3)高年级学生的实验课,应放手让学生自己研究和解决问题。从这次教学改革尝试看,独立实验可以多安排几个,难度也可以再适当增大。在实验时间的安排上,可以灵活一些,最好逐步做到实验室开放,让学生有更多的时间在实验室里进行实验。

篇3

目前我校物理化学实验课程包括“碳酸钙分解压的测定、乙醇物性常数的测定、二元凝聚物系相图、电动势及电极电势的测定、过氧化氢的催化分解、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”和“溶液表面吸附及表面张力的测定”,共七个实验,主要以基础验证型实验为主,主要侧重于对教科书中的基本概念和基本理论的验证,对于创新实验以及涉及实际生产的内容较少。并且多年来大部分实验内容固定,教学方法陈旧,影响了学生对理论内容的深入理解以及在实践中的应用。自2006年,在学校、学院和院基础化学实验中心支持下,物理化学实验课程积极开展了教学改革,通过增开了一些综合设计型实验引入现代测试技术和方法,提高传统实验的精度和现代化水平,并采取多种形式提高实验教学内容的综合性,为该课程注入新鲜血液。在近几年的实验教学中,我们从教学模式、实验选题、成绩评定和资料整理等各方面进行教学实践,已取得一些成果。但是随着教学改革的深入和社会对人才需求及要求的变化,以及地方高校应用型人才的培养目标的调整,某些方面已不符合时代的发展和需求。为促进教学思想的更新,培养符合社会发展的优秀工科创新人才,对原有的物理化学实验教学进行进一步改革已变得尤为迫切和重要。

2CDIO理念在递进式物理化学实验教学中的探索

为了提高工科类学生的创新意识以及工程意识,我们对物理化学实验内容和教学模式进行了积极的探索和实践,在递进式物理化学实验改革与的基础上,进一步将CDIO工程教育理念引入到物理化学实验教学改革中。

(1)教育理念的转变。在应试教育的大环境影响下,我国的教育仍是以课堂灌输式教学方式为主,学生习惯于在教师的讲授下被动的接受知识,对学习内容死记硬背,形成固定的思维模式,最终导致很多大学毕业生缺乏探索未知的创造性和主动性。因此转变教育理念是进行物理化学实验教学改革的根本。在传授学生基本实验技能的同时,引导学生有所创新,比如在实验降解以及实验进行过程中,适当介绍一些学科前言领域的知识,以及其在工程上的应用,做到基础与应用的结合,这样既可以提高学生兴趣,又可以提高创新意识。

(2)教学内容的更新。在物理化学实验中,有部分内容在之前的无机化学实验等前导课程中已进行讲授,重复性工作会造成学时的浪费,因此我们在保证授课质量的前提下对部分教学内容进行适当的压缩。此外,为了满足CDIO理念中“做中学”的要求,我们对物理化学实验内容进行了更新,以递进式教学的模式将实验内容分为四个模块,即基础性模块、综合性模块、创新性模块和拓展性模块,尤其在创新性和拓展性模块中增加了与教师科研和与工程技术相关的内容,在三个模块中落实培养具有创新能力和实践能力的高素质工程技术人才的目标。

(3)具体方案的实施。与物理化学实验关联的理论内容应用范围很广,涉及到工程生产很多方面。因而在理论教学和实验教学的基础上,引导学生积极参与到教师的科研工作中,进一步培养他们的创新意识和工程理念,为以后的实际工作打下基础。我们将学生实验与教师科研结合起来,利用实验室现有的装置与教师科研设备搭建出具有科研功能和实践功能的平台。比如,笔者在进行充分调研的基础上,以“二氧化钛复合光催化剂的合成及光催化性能研究”与物理化学实验中的动力学催化实验内容贯穿起来,将理论课以及实验课中学到的速率方程和反应机理理论应用到实际反应中。具体方案为:利用液相沉积法制备二氧化钛复合光催化剂,通过改变催化剂投入量、光照强度、光照时间和有机污染物浓度及加入量,探讨其与反应速率的关系;通过加入维生素C、碳酸氢钠和异丙醇等淬灭剂除去反应中产生的不同活性组分,研究其对反应速率的影响,从而探讨光催化降解过程中的反应机理。这个方案将物理化学实验中的动力学部分与科学研究以及污水处理生产实践贯穿起来,对传统的实验进行了有效的扩充,是基于项目的教育和学习,真正体现了CDIO工程教育理念中的“做中学”。同时,我院与旭阳化工厂、宣钢焦化厂、唐钢焦化厂、开滦中润煤化工、唐山佳华焦化厂等多家企业开展了广泛合作,开展了新型铜材阻垢缓蚀剂、焦化废水处理等多类横向课题,并与旭阳化工厂建立了河北省煤化工工程技术研究中心,进行深度合作。我院已有大量教师和学生有组织的参与其中,在生产一线的锻炼过程中,对行业新技术、新工业及时了解,提高教师自身的工程教育能力和学生的实践能力。

3结语

篇4

【关键词】研究型教学;物理化学实验;教学模式

研究型教学要求在教学过程中体现‘研究’的特点,转变传统的以传授知识为主的‘教学型’教学为培养学生科学研究能力为主的‘研究型’教学,使学生由被动学习变为主动学习,提高受教育者的创新思维和能力[1]。药学学科的人才培养对于上述培养目标和教学模式转变的需求不言而喻。以SDS临界胶束浓度测定实验为例,探讨研究型教学模式在物理化学实验教学中的实践[2],为提高高校教育教学质量提供积极性探索。

1药学专业研究型物理化学实验教学模式建立的必要性

物理化学实验是药学专业课程一门重要的基础实验课,其学习特点和问题可以归纳为以下几个方面:(1)物理化学实验课程的学习过程中对于理论知识的倚重比较强,着重于逻辑思维习惯的考察和对高等数学工具的运用[3]。目前实验课教学模式是对理论知识的实践验证,教学方法和实验过程基本固定。学生依照实验教材,按部就班地完成规定的实验内容。实验过程不主动,实验效果差强人意。(2)限于教学时数和时间安排,物理化学实验教学内容不能与理论课程同步,造成理论和实验脱节,学生不能很好的对实验内容进行思考,也不能利用实验内容来理解理论知识。(3)相对于无机化学、有机化学等基础实验课程和药物化学、药理学等专业实验课程,药学专业的学生对于物理化学实验课程的重视程度有差异,在学习过程中关注度不同。(4)现有的实验教材和实验内容涉及药物的实验比重偏低,没有解决基础和专业的有机结合,学生对于物理化学实验课程的兴趣不高。(5)在实验课程教学中,如何诱导学生克服畏惧心理,对实验产生兴趣,能够主动思考,并进一步产生设计实验与探索研究的积极性是提高教学质量的必经之路[4]。

2药学专业研究型物理化学实验教学活动模式的建立

2.1实验前期准备

以SDS临界胶束浓度测定实验为模型,实验课程开始前1~2周布置实验内容及要求,引导学生通过文献检索方法了解表面活性剂的CMC在药学领域中的应用,测定CMC的常用方法及比较。可以获取大量相关的应用信息,提高对于实验的兴趣和期待。教师可以启发式教学,例如治疗真菌感染的药物如何透过皮肤到达患部,如何增加药物的溶解度,将实验内容与药物剂型有机结合;例如为什么在萃取操作中会有乳化现象及如何避免,将实验内容与有机化学的实验操作技能相结合。

2.2实验模型建立

常用的CMC测定方法有表面张力法、光散射法、电导率法等。本模型中以电导率法进行实验[5],测定不同温度、不同溶剂的一系列浓度的电导率值。通过绘制电导率与浓度关系和摩尔电导率与浓度1/2关系曲线,从曲线拐点找出不同温度和溶剂下的SDS的临界胶束浓度值。根据热力学公式计算胶束形成过程中标准焓变()、标准吉布斯自由能变()、标准熵变()等热力学函数。学生根据实验所得的数据,对温度、溶剂、浓度等变量在SDS形成胶束过程中的影响和结果进行讨论。提高学生实验兴趣,激励发散思维,使学生产生进一步设计探索研究的冲动。

3药学专业研究型物理化学实验教学模式的体会与思考

实验选择SDS为测定体系,考察不同变量对于临界胶束浓度的影响,对实验数据进行快速而准确的处理,旨在能够以此为契机,促使物理化学实验内容不断更新,使实验教学模式向研究型发展[6-7]。研究型物理化学实验教学有以下改进:

(1)实验准备阶段充分调动学生自主学习的积极性,训练学生能够掌握科学研究的思维方法、学会面对新问题提出设想、学会设计实验方案验证设想、学会根据实验现象推演结论、学会根据结论提出新问题;真正兼有创业能力和创新能力。

(2)实验过程中鼓励多思考、多提问,不再追求标准答案,鼓励学生对实验原理、步骤进行深入探讨和交流。

(3)实验结果分析阶段,鼓励学有余力的同学使用表面张力法、光度法等其他方法测定实验指标[8-9],为开展物理化学探索性实验奠定基础。临界胶束浓度测定实验在药学专业开设能够使物理化学理论与药物制剂专业实际紧密结合,有很好的应用性[10]。学海无涯,教学相长,只有不断的在教学活动中摸索和实践,才能培养出适应时代要求的高素质人才。

参考文献

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[2]胡斌,易鸣,唐辉明,等.研究型教学方法在岩体力学教学中的应用与思考[J].科技创新与应用,2012(21):286.

[3]张海容,任光明,陈金娥,等.物理化学研究性教学与创新实践[J].忻州师范学院学报,2011,27(2):4-7.

[4]张福捐,黄振旭.大学化学研究型教学模式探索[J].许昌学院学报,2010(2):152-154.

[5]王岩,王晶,卢方正,等.十二烷基硫酸钠临界胶束浓度测定实验的探讨[J].实验室科学,2012,15(3):70-72.

[6]陈晓明,王亚琴,宣寒.电导法测定解离平衡常数及临界胶束浓度的实验改进[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2009,17(4):83-85.

[7]陈方博,方云,吴丽娜.十二烷基硫酸钠浓溶液的胶束行为与其溶液体相行为间的相关性[J].应用化学,2008,25(4):401-404.

[8]陈红梅.稳态荧光探针法测定SDS表面活性剂胶束聚集数[J].广东化工,2009,36(8):219-220.

篇5

关键词:物理化学 实验教学 教学改革 能力培养 综合素质

中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 02-180-02

随着科学技术的发展,21世纪对高等教育提出了培养知识型、创新型、复合型的人才的高要求。由于旧的实验教学体制存在种种弊端,某些方面已不符合时代的发展和需求。为促进教学思想的更新,提高对教学技术现代化的认识,增强学生独立思考和勇于创新的精神,提高学生的动手能力、理论联系实际能力,对原有的物理化学实验教学进行改革,已变得尤为迫切和重要。

1为适应时代的发展,物理化学实验教学要进行必要的改革

目前,传统的物理化学实验教学存在以下问题:(1)教学模式较单一,学生在实验过程中容易对老师和课本产生依赖心理,缺乏学习的主动性和积极性,对物理化学实验不重视,学习效果差;(2)由于各大高校的学生扩招,造成某些实验仪器不足,目前只能采用大循环的方法开展实验。这将导致学生的动手机会相对减少,教师指导也变得费时费力,有时会力不从心;(3)学时数不足,实验时间紧;(4)数据处理手段落后,结果误差较大;(5)学生实验挫败的心理素质差,一旦实验失败或者出现异常时,不能冷静地独立分析原因,寻求解决问题的办法 。

传统的实验教学模式影响了学生积极参与实验的兴趣,不利于培养学生的创新能力。为了适应时代的发展,通过物理化学实验教学改革,可为该课程注入新鲜血液,引入现代测试技术和方法,提高传统实验的精度和现代化水平,采取多种形式提高实验教学内容的综合性,融入科技创新成果提高实验内容的创新性 。

2实验教学改革的主要方法与途径

2.1优化教学内容,完善课程体系

长期以来,大多学生都没有充分认识到物理化学实验的重要性,认为该课程为物理化学理论教学的辅助部分,把实验的重点放在了验证定理和现象上。为了进一步完善课程体系,促进学生对课程的学习积极性,提高教学质量,教学内容应做进一步调整:(1)结合课本中难点,制作物理化学实验CAI课件,通过视频等方式帮助学生理解实验内容,了解不同实验仪器的使用方法和原理;课下为学生提供与实验有关的参考资料(国内外文献等),作为教科书的补充。参考资料在加深学生对实验理解的同时,使他们在实际应用中认识到物理化学实验的重要性。(2)开展物理化学实验讲座,拓宽学生知识面,增强学生学习兴趣,完善学生的知识结构。(3)为了让学生更好地掌握实验先进技术,掌握最新仪器设备的使用方法,以便更好的完成实验项目,业余时间开展仪器学习课十分有必要。通过学习,学生即可提高实验技能和理论水平,又可在复杂的实验中专注实验过程,避免因设备使用不当导致实验失败,对实验结果能够进行具体和理性的分析。(4)建设课程网页。把课程大纲、讲义等放在网络上,让学生充分了解课程安排、课程要求等信息,增加学生自主学习和交流的时间。学生可以根据自己的需要,对于不懂的知识点进行反复观看并学习。该方法可充分提高了学生求知的主动性和积极性 。(5)以学生为本,结合学校实际情况,加强教材建设。随着科技的进步,新型设备、试剂、药品的不断引入,会出现部分实验步骤与教材上不一致的情况。以学生为本,服务学生的教学宗旨,尽量编写一套和实际教学内容相符合的实验教材,方便学生自学和课堂教学 。目前,我们已编写出适合本校实际教学的物理化学实验教材,并获得学生较好的评价。

2.2 简单实验,教师充分放手;复杂实验,教师重点指导。

采用专业软件进行实验数据的处理,提高实验结果的可重复性和精确度。

实验课前,教师不仅应将学生实验所用仪器、药品等准备好,而且要自己动手做实验一次或多次,掌握实验时间、仪器工作情况,根据实际情况摸索最佳实验条件,设计最佳实验步骤。

实验过程中,教师要统筹安排讲授时间,给学生充分的时间做实验。相对简单的实验,尽量让学生动手,调动他们的积极性,从而加深他们对理论和实验现象的认识;较复杂的实验,教师则需多花费精力给予指导。如有必要,教师可先做示范性实验,讲解实验过程中易出现的问题,以及应注意的事项。不给学生过重的心理负担,实验尽可能一次成功,但也允许失败或出现异常。当这些情况出现时,要求学生找出原因并在实验报告中进行探讨。在多个问题同时出现的时候,教师可能会力不从心。这时就可以把一些简单的问题,交给同时上实验课已经做过该实验的、学的较好的学生去予以指导解决。实践证明,这个方法既减轻了教师的工作量又锻炼了学生的能力,一举两得 。

当物理化学实验的数据较多时,处理起来很麻烦,手工作图误差较大。这时,利用现代化计算机数据处理系统,如通过Excel2003、Origin软件、Matlab软件进行实验数据处理,可以使实验数据的处理变得简单、快捷,消除学生在处理数据时人为引入的各种误差,提高数据处理的精确度,为客观评价学生的实验结果提供依据;同时,避免了繁杂的数据处理过程,提高了工作效率,使实验报告更加合理和具科学性,提高了学生的综合处理数据的能力和综合素质的培养。

2.3建立规范的成绩考核体系

针对以往只以学生的实验报告定学生实验成绩的弊端,建立规范的成绩考核体系变得尤为重要。新考核体系包括:课堂实验操作成绩(实验预习、实验操作和原始数据的准确性)、实验报告成绩(规范书写、数据分析和问题讨论)和期末考试成绩。其中,课堂成绩占总成 绩的50%,实验报告成绩占30%,期末笔试成绩占20%。我校的实践证明,该考核体系大大加强了学生对物理化学实验课程的重视,提高了学生在实验教学过程中的主动性、积极性。

2.4定期开放实验室,允许学生在实验室空闲时,开展自己感兴趣的物理化学实验

由于物理化学实验学时数以及实验仪器数量的限制,课堂上能够开展的实验数量有限,给予学生动手操作的机会相对较少。为了弥补这项不足,学生可以利用课余时间对课上完成不满意的实验重做;根据自己的兴趣爱好,选做一些教材上有而没有做的实验,使学生的能力得到充分的发挥;可以在实验室参与毕业学生的综合性实验,学习实验方案设计的同时,提高自身实验动手能力和处理实验突发问题的能力;学生可以自带课题,在指导老师的帮助下进行相关实验,培养自身科学研究的能力。根据我校该方面的教学改革实践,部分学生在大二、大三阶段就已通过实验研究,在国内外期刊,取得可喜的成绩。

3物理化学实验改革后出现的效果

通过教学改革,充分完成了物理化学实验课程“强化学生对物理化学概念、定律、公式及假设的认识”以及“培养学生良好的实验观察和操作能力,强化综合能力的训练”两大基本任务U;学生的综合素质得到了提高,特别在对待物理化学实验课程的态度上有了很大的改观,学生的创新能力和综合运用知识的能力得到了提高。

实践证明,实验教学改革受到了大部分学生的欢迎和支持,同时他们也提出了很多很好的建议。这些建议经实验教学改革小组讨论后,部分已纳入下一步改革的考虑范围。今后我们将进一步加大物理化学实验的改革程度,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,争取让学生有更多的锻炼机会,为培养符合新时代要求的合格人才搭建了一个平台。

注释:

王祥洪,胡武洪,秦宗会.大学物理化学实验教学改革探讨[J].科技创新导报,2009, 2:138.

金瑞娣,祁铭华.物理化学实验改革的初步探讨[J].中国科技信息,2006,6:308- 309.

曾秋菊.试论高校实验教学的问题及对策[J].中国现代教育装备,2005,9:47.

王丽梅.物理化学实验课程体系改革与学生能力培养[J].广西轻工业,2009,6: 154-155.

篇6

实验者: 赖凯涛、张志诚 实验时间: 2000/4/3

气温: 21.6 ℃ 大气压: 101.2 kpa

实验一 恒温水浴的组装及其性能测试

目的要求 了解恒温水浴的构造及其构造原理,学会恒温水浴的装配技术; 测绘恒温水浴的灵敏度曲线; 掌握贝克曼温度计的调节技术和正确使用方法。 仪器与试剂 5升大烧杯 贝克曼温度计 精密温度计 加热器

水银接触温度计 继电器 搅拌器 调压变压器

实验步骤 3.1 实验器材,将水银开关、搅拌器等安装固定。按电路图接线并检查。

3.2 大烧杯中注入蒸馏水。调节水银开关至30℃左右,随即旋紧锁定螺丝。调调压变压器至220v,开动搅拌器(中速),接通继电器电源和加热电源,此时继电器白灯亮,说明烧杯中的水温尚未达到预设的30℃。一段时间后,白灯熄灭,说明水温已达30℃,继电器自动切断了加热电源。

调节贝克曼温度计,使其在30℃水浴中的读数约为2℃。安装好贝克曼温度计。关闭搅拌器。每1分钟记录一次贝克曼温度计的读数,一共记录12个。 开动搅拌器,稳定2分钟后再每1分钟记录一次贝克曼温度计的读数,一共记录12个。 将调压变压器调至150v(降低发热器的发热功率),稳定5分钟,后再每2分钟记录一次贝克曼温度计的读数,一共记录10个。 实验完毕,将贝克曼温度计放回保护盒中,调调压变压器至0v。关闭各仪器电源并拔去电源插头。拆除各接线。 4 实验数据及其处理

表1 不同状态下恒温水浴的温度变化,℃

220v,不搅拌

4.170

4.130

4.080

4.030

4.010

4.070

4.160

4.155

4.150

4.130

4.115

4.095

4.070

4.055

4.030

4.010

220v,搅拌

4.540

4.620

4.610

4.570

4.510

4.465

4.420

4.370

4.320

4.270

4.220

4.180

4.130

4.090

4.740

4.940

150v,搅拌

4.810

4.680

4.610

4.510

4.410

4.315

4.225

4.130

4.440

4.680

4.580

4.490

4.390

4.320

4.230

4.140

图1 不同状态下恒温水浴的灵敏度曲线

篇7

1.1课件编辑器的设计

该开发平台对课件的设计没有“合成”或“编译”等过程,它是对课件资料进行组合,就像搭积木一样,把每一个时间点应完成的任务写在时间点上就可以了。为了方便组合,我们特设计了一个课件编辑器。从图中可看出,该编辑器具有所见之所得的效果,如,在时间点②,显示2号图片,播放2.mp3,讲解实验目的,延长时间填多少呢?点击时间点②后面延时计时器的“开始”,就会讲解实验目的,讲完后,再点击“结束”,延长时间18000毫秒就自动填入了;在时间点③,显示3号图片,显示1号GIF动画,延时15000毫秒,即15秒;在时间点④,显示4号图片,消去1号GIF动画,延时2000毫秒。这个编辑器还有插入帧、删除帧、设置帧数、设置开始帧以及保存和播放等功能,有了这些功能就可灵活地组合课件,轻松地设计出所需要的课件。

1.2课件进程控制器的设计课件播放器只能按时间顺序号

OrdinalNumber从头到尾地播放课件资料,完成图像显示和语音解说等功能,无法控制播放进程,使用起来有点不便。课件进程控制器,能有选择地播放课件内容,便于学生对某些内容进行反复性地观看。利用VB中横向滚动条控件HscrollBar1,见图4下部的滚动框,将HScroll1.Max设为课件的帧数,HScroll1.Min设为1,拖动滚动滑块可选择开始播放的内容,点击讲解就调用主程序从选择的内容开始讲解。

2应用实例

2.1双液系气—液平衡相图绘制课件的设计

该实验用回流冷凝法测定12个不同浓度的环己烷-异丙醇溶液的沸点和气液两相平衡的组成后,再绘出T-x相图。实验牵涉到的仪器多、过程杂、时间长,实验课讲短了,很多问题说不清,讲长了,又耽误做实验的时间。为了缓解这一矛盾,我们将课件拷给学生,让他们自由观看,一进实验室就做,结果,效果良好,大部分学生都能按课件的要求完成实验任务。该实验课件的结构,1~2帧讲解实验目的与要求;3~5帧讲解实验原理,其中第5帧,用GIF动画模拟溶液在沸点仪中平衡和分别取出平衡后气、液两相溶液的方法;6~8帧讲环己烷-异丙醇溶液与折射率关系的标准曲线的绘制的方法,其中第7帧用录像讲解阿贝折射仪的使用方法;9~10帧讲解实验步骤;第11帧讲解实验数据处理方法和技巧;12~14帧讲解实验中要注意的问题。用多媒体课件讲解实验比较符合物理化学实验教学的特点,图文声结合,能直观形象地讲清实验目的和实验原理,动静图像结合能模拟实验过程和演示仪器使用的方法,反复观看可让学生弄懂实验的各个环节,从而达到明明白白做实验的目的。另外用多媒体课件讲解实验,还可扩充实验内容,将实验原理、仪器原理以及问题讨论讲得更加细致,使学生对实验内容有一个更加深入和全面地了解,从而达到提高学生探究问题能力的培养的目的。

2.2电极制备和电池电动势测定课件的更新

该课件的结构如图6所示,以前使用的是SDC-Ⅱ型的电位差计,现在用的是EM-3C型的,课件更新时,只需修改7~12帧的内容就可以了。更新方法是这样的,先将新的课件资料分别放在Image、GIF、Sound和Video四个文件夹中,然后更改7~12号时间点中各点应显示或播放的资料,再适当调整一下时间间隔就完成了更新任务。在这一更新过程中,不需对整个课件进行重新调整,只对部分帧进行重组,显得简捷容易,它体现了开放式课件的优势。

2.3GIF动画在课件中的作用

GIF动画能将多幅图片逐一反复地显示在屏幕上。在物理化学实验课件开发平台中嵌入GIF动画,具有得天独厚的优势,它能模拟如旋转、沸腾、鼓泡以及反复运动等过程的动作或实验现象,使课件表现更加真实、设计更加容易;它能强调教学重点,用动画的形式提醒学生关注屏幕中某些重要的内容;它能增强课件的动感,引起学生的兴趣,提高课件的感染力。例如,在溶液表面张力测定课件中,可用GIF动画描述“滴液鼓气气泡增大压力增高气泡逸出压力降低”这一反复性的动作,如果平台中没有嵌入GIF动画,对这一反复出现的实验现象的描述就复杂多了;在液体饱和蒸气压测定课件中,不锈钢稳压罐上有3个阀,可用GIF动画强调在抽气、开关真空泵、检漏和测量等过程中应该开或关哪一个阀。用动画强调的优势是更能引起学生的注意,从而使学生看得更明白。

2.4AVI录像在课件中的作用

AVI是主流视频文件,WINDOWS能直接播放它。在开发平台中嵌入AVI播放器有利于实验现象的描述、实验过程的演示,增加学生的感性认识,提高教学的效果和效率。如燃烧热测定实验,实验过程复杂,实验步骤较多,总的来说包括四个大的部分,即:压片、充氧、测量和数据处理,在实验课教学中,教师要讲很长时间,结果学生印象模糊,首次实验往往是以失败而告终。在我们的课件中将讲解与录像结合起来,实验内容讲完后,让学生看实验过程录像,这样将理性认识与感性认识结合起来后,学生实验基本上是一次性成功,既节约了时间,又降低了教学成本。

3结果及讨论

(1)设计了依时间顺序显示课件资料的课件开发平台,该平台使课件开发显得非常简单,不需对开发者进行专门的培训,利用编辑器将课件资料组合起来就可形成课件。

(2)该课件平台将图片、声音、动画和视频融为一体,使课件的组合方便灵活,实验现象和过程的模拟形象生动,特别适合于物理化学实验课件的制作。

篇8

在科技不断发展的当代社会,只有具备综合能力和创新思维的人才才能适应社会的快速发展。高等院校在培养学生创新能力和综合能力的过程中起着十分重要的作用,文章指出了目前在物理化学实验教学中普遍存在的一些问题,并提出了一些改革方案,重点强调动手能力和创新能力的培养。通过教改培养学生的综合能力,提高物化实验教学效果。

关键词:

物理;化学实验;综合能力;创新能力;改革

在化学教育中,化学实验是将理论转化为实践、激发学生的学习兴趣、培养学生创造性思维最有效的教育方式。物理化学实验在物理化学课程的教学中占有十分重要的作用,物理化学实验是研究化学基本理论和问题的重要手段和方法[1-2]。其运用基本物理方法和技术,锻炼学生合理设计实验的能力,培养学生分析及解决问题的能力以及建立科学思维方法,培养学生用理论知识来解释实验现象,并通过实验得出合理的、精确的数据,训练学生对实验数据的正确处理,培养学生对实验误差进行分析的能力[3-4]。当今社会的快速发展对人才培养提出了更高的要求,传统教育培养出来的被动型人才已经不能适应社会的发展,现代教育的目的是要以培养综合能力为主的主动型人才[5-6]。因此该课程内容和教学方法的改革愈发显得迫切、重要。

1目前物理化学实验教学中存在的主要问题

物理化学是一门有着悠久历史的基础课程,物理实验教学在我国高等学校教育中已经走过60多年的历程,课程体系虽然经过几次改革[7]。但由于实际情况,在目前的教学中还存在一些问题,主要体现在以下几个方面:

1.1物理化学理论教学内容与实验内容不同步,不利于学生实验思维能力的提高

在高校物化实验教学中,普遍存在着实验内容陈旧,更新速度缓慢,实验内容落后于教学内容的情况。按照传统的实验教学安排,学生在开始做实验的时候,连基本的理论知识都没有学习,这样导致学生在做实验的过程中只是简单的照葫芦画瓢,盲目的完成实验,草率的处理实验数据。这样既不能达到理论指导实践的作用,不利于培养学生科学思维能力,也不利于激发学生学习的积极性和创造性,更不能将所学理论知识通过实验进一步消化理解。这样也导致了学生对实验的热情大大降低,对知识的片面了解。

1.2物理化学实验的目标定位较低

当前高等学校教育里面,物理化学实验内容陈旧、大多以验证性实验为主,缺乏和现代科学技术的结合,缺乏与现代物理化学发展的前沿知识相接轨[8]。实验课的教学方法单一,学生多半只按照讲义被动式进行实验操作,缺乏对实验原理和实验内容的理解。不利于培养本科生在以后的工作岗位中解决实际问题的能力,也不利于其在工作中有所创新和突破。

1.3物理化学实验与其他学科交叉较少,忽略了物理化学的基础作用

物理化学属于化学四大基础课程之一,足以体现物理化学在化学学科中的重要地位,同时物理化学中的相关原理和药学等也有着密切的关系[9]。物理化学实验是将物理化学的基本原理以实验的方式体现出来,一方面可以进一步巩固学生有机化学实验、分析化学实验、无机化学实验的基本实验技能,另一方面也能让学生熟悉研究物理化学的方法,也可以进一步让学生巩固学习物理化学的基本理论。但是,目前在高校的物理化学实验课程设置和其他实验课程相关联的内容极少,忽略化学实验的整体性。

1.4物理化学实验内容设置缺乏灵活性与开放性,不利于提高学生的学习兴趣

传统的物理化学实验大都按照教学计划进行,授课方式大部分以老师板书讲解实验原理、实验过程以及仪器操作,然后学生按照实验讲义来完成实验[10]。同时,实验课时设置严重偏少,大部分学校为了完成教学计划,大都安排一些简单的验证性实验,几乎没有安排综合性实验和设计性试验。结果造成:一方面不利于培养学生的创造性思维,导致学生缺乏自主学习的能力;另一方面也不利于展示学生个性,大大降低了学生对实验的兴趣。综上所述,随着素质教育的不断改革,新世纪对人才的要求也越来越高,只有具有创造性思维、自主学习能力的综合性人才才能适应科技的不断发展。传统的物理化学实验课程设置已经跟不上时展的脚步,因此必须对传统的物理化学教学实验进行改革。

2对物理化学实验教学改革与探索

2.1提高实验前预习要求

实验前预习质量的高低是顺利完成整个实验关键之一。如果预习不好,对实验原理和仪器使用不够了解,很容易损坏仪器或者造成实验失败。为了提高同学们的实验兴趣、顺利完成教学实验,应该加强实验前预习要求。首先,要求学生认真写好实验预习报告,画好记录实验现象和实验数据的表格,将实验原理以个人理解的方式描述出来并画出整个实验的流程图;其次,为了让学生更快理解实验原理及过程,可以将与实验相关的教学资源共享在班级群里,如实验原理及仪器操作相关的动态图等。

2.2提高学生的动手能力

现代教学理念越来越重视学生的主体性,因此在实验教学中应当让学生参与到实验中去,培养学生的动手能力。这样不仅能提高学生的实验兴趣,也能使得学生在以后的工作岗位上能较快的适应工作要求。通过让学生认真理解实验原理以及仪器操作注意事项,使得学生独自完成整个实验,在整个实验过程中教师应当以旁观者的身份来指导学生。例如,我院第一个物理化学实验就是燃烧热的测定,在学生独自完成燃烧丝的缠绕、压片、装氧弹、点火等步骤之后,通过实验数据和实验现象的分析让学生明白在实验过程中哪些步骤会对实验结果造成较大的影响,如压片太紧时,会造成燃烧物燃烧不够充分,测得实验数据偏小。在此过程中不仅培养了学生的动手能力同时也使得学生对实验数据及现象的分析能力得到了提高。

2.3增加设计性实验,提高学生的创新能力及意识

创新能力是当今社会参与竞争最重要的技能之一,也是当代大学生必须掌握的重要能力之一。因此,大学教师有必要也有义务重点培养学生的创新能力。在学生基本掌握原理以及动手能力得到一定提高的基础上,教师可根据实验室已有的条件,让学生通过查阅文献等方式自行设计实验或者对原有实验方案进行改革创新。学生通过查阅文献、设计实验方案、完成实验以及数据处理和分析等过程,能较好的培养学生的综合能力与创新能力,激发学生对科学研究的兴趣。增加设计性实验,提高学生的创新能力及意识是本次教学改革的重点。

2.4建立科学的考核方法

考试是教学过程中很重要的一步,通过考试可以了解学生对基本知识的掌握,也有利于检查并改正实验教学中存在的问题。本次教学改革对以往的考核模式进行了较大的改革,考核成绩分布为平时成绩占80%和期末笔试成绩占20%,其中平时成绩的考核包括实验预习情况、实验操作能力、数据处理及分析等部分,对于设计性实验有重大创新点的同学给与酌情加分。本次考核方式的改革重在强调实际操作能力、综合能力以及创新能力的培养。

3展望

物理化学实验教学是一项长期又艰巨的任务,以上是我们对目前实验教学中存在问题的认识以及一些初步的改革方案。在改革中,我们将认真总结经验,制备出一套比较完善的教改方案,提高物理化学实验教学质量,提高学生综合素质。

作者:蒙君荣 单位:百色学院化学与环境工程学院

参考文献

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[2]张秋霞,王香.改革物理化学实验教学提高实验教学质量[J].实验室科学,2007(5):45-4.

[3]武克忠,马子川,王庆飞等.物理化学实验教改的探讨[J].绍兴文理学院学报,2010,30(8):67-69.

[4]苗慧,朱良俊,等.物理化学实验课程培养学生综合素质和能力的几点做法[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2004,21(1):72-73.

[5]陈睿,等.改革实验教学加强学生能力培养[J].大学化学,2001,16(4):22-23.

[6]张西亚.浅谈物理化学实验教学改革的必要性[J].石油化工应用,2008,27(5):119-120.

[7]侯向阳,高楼军,李东升等.物理化学实验教学改革实践与再思考[J].2006,25(11):1423-1426.

[8]钱维兰,叶亚平.面向21世纪物理化学实验教学的思考与实践[J].中国冶金教育,2004(1):17-19.

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关键词:物理化学实验 网络教学平台 在线考试系统

文章编号:1008-0546(2013)03-025-02 中图分类号:O6-39 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.010

物理化学实验原理复杂,实验涉及大量中小型仪器,通过测定研究体系某些物理参数的变化,反映化学变化规律或求出与之相关的物理参数。与其他的化学实验相比更能体现实验与理论的紧密联系。传统的物理化学实验教学资料主要是实验教材,学生只能通过课前预习教材和课上教师讲解来了解实验原理、仪器的使用及操作步骤。移动上网设备的迅速普及必然推进信息技术与教育的整合向更深层次发展。为了逐步实现物理化学实验教学水平的现代化,我们对物理化学实验方法进行了一系列的改革和探索。

一、充实现代化教学资源,建设课程网站,实现资源共享

1.建设课程网站,实现资源共享的必要性

目前各类移动终端在校园的迅速普及使大学生接触网络变得轻而易举。王自然等对济南的三所不同层次高校的700名学生问卷调查,结果显示有71.4% 的学生已经拥有电脑,其中 68.7%为笔记本电脑[1]。此外,手机上网在大学校园内也成为普遍现象,盛红勇等抽样调查了某校的172名学生,被调查学生中每天使用手机上网的有81人,占调查对象的47.1%;经常使用手机上网的有66人,占38.4%;而不使用手机上网的只有1人[2]。这些事实表明网络已经成为高校学生生活中不可缺少的一部分,因此网络完全可以成为学生获得知识的重要途径。要使网络学习途径真正有效就必须充实、优化数字化教学资源,建设课程网站,实现资源的网络共享,使优秀的教学资源触手可得。

对于物理化学实验来说,优秀的网络资源可以有目的有方法地引导学生有效地学习,使学生不受时间和地域的限制,及时了解实验的具体内容,操作方法和注意事项等信息,可以提高学生预习效率和预习效果。在实验过程中,共享的网络资源可以有效地辅助教学,提高学生的自学能力同时减轻教师辅导答疑的压力。实验结束后,网络资源可以指导学生处理实验数据。因此建设课程网站,实现教学资源共享具有非常重要的意义。

2.我校物理化学实验网络资源的建设现状

为实现教学资源共享,我们依托校园网建立物理化学课程网站,其中包含了物理化学实验的资源平台,http://202.118.167.91/dahua/kcsz/wlhxgg/syjx.asp?typeid=44&BigClassid=118&smallclassID=276。如图1所示,该平台中包括教学大纲、电子教案、实验技术、实验课件、实验测试系统、实验报告上传6个栏目。教学大纲及电子教案可以反映物理化学实验课程的教学目的和教学重点。实验技术部分介绍了物理化学实验过程中所涉及的一些常用技术和方法,包括测温技术、测压技术和电化学方法等。实验课件是我们重点开发的部分[3],其中包含6个实验教学内容,在实验课件的网页上可以点击课件图标观看课件具体内容。每个实验内容下都包括实验目的与原理、实验主要仪器、实验演示、数据处理、注意事项和习题及讨论6个方面。实验演示包含整个实验操作流程的录像视频及配音,旁边附有文字说明。对一些无法直接拍到的实验现象,视频中插入了动画加以说明。数据处理部分除了介绍传统的手工作图法以外还提供利用软件进行数据处理和作图的向导。实验报告上传部分给每个学生提供登录名和密码,学生可以登录后在网上提交实验报告。

二、利用数字化资源改进教学过程的方式和方法

1. 实验预习方式的改革

传统的实验预习方式是要求学生参考教材写实验报告。由于物理化学实验主要是应用一些中小型仪器来测试研究体系一些参数的变化,而教材对仪器的介绍很难使学生真正掌握仪器的具体操作技巧。即使学生认真地书写实验报告,也无法直接使用仪器操作,需要指导教师花费大量时间去详细的讲解仪器使用方法。从2004年开始,我校物理化学实验室配置电脑,安装了自己研发的物理化学实验课件,课件演示的实验仪器与学生上课所用仪器完全一致。学生上课前进入实验室,会主动打开电脑观看操作视频,熟悉仪器的使用方法,预习效果比单纯地写实验报告好。物理化学实验课件在网上实验共享之后,学生在上课之前就可以登录互联网观看课件进行预习。预习方法的改革收到了良好的效果,主要表现在指导教师不需详细讲解操作步骤,学生就可以进行操作。

2. 教学过程中指导实验方式的改革

由于实验仪器数量的限制,每次上课指导教师需要讲解两个实验内容,在没有各种数字化资源以前,1个指导教师控制30人左右的课堂,经常是匆忙的填鸭式讲解,不但教师疲惫不堪,而且学生对知识和技能的掌握情况欠佳,实验失误率较高。建设数字化资源以后,学生课前预习效果较好,指导教师无需详细讲解仪器操作。增加了提问的教学环节,学生向教师提问关于实验中相关问题,之后是教师向学生补充提问,把实验中知识和技能的要点传授给学生,这个环节能针对学生的共同问题进行释疑,也可以加深对实验重点、难点及注意事项的了解。实验过程中,学生遇到问题,除了请教指导教师外,还可以参考多媒体课件,减少了因指导教师忙,疑难问题不能及时解决的情况。在多媒体课件的辅助下,学生的操作时间变得充裕,问题解决得更加及时,实验失误率降低,主要表现在学生能在规定时间内顺利完成实验内容,得到比较可靠的数据。

3. 实验报告内容和提交方式的改革

与其他的化学实验相比,物理化学实验的数据处理更加繁琐。传统的实验报告中的数据处理内容,是学生把实验数据整理在表格中,然后用坐标纸作图求出最后结论。制作实验多媒体课件后,我们实验教学的第一次课都设为计算机课,主要讲授物理化学实验数据处理的方法,包括手工作图法和计算机软件处理法。我们所传授的软件是excel和origin,利用软件进行数据处理不但速度快而且准确性高。除了课堂学习,学生课下还可以通过互联网观看实验多媒体课件,解决数据处理过程中所遇到的问题。虽然在数据处理的方法选择上,教师不做明确规定,让学生自由选择,而实践证明,学生几乎全部用计算机软件处理数据。为了方便学生,实验报告的提交,可以是纸质版也可以登录课程网站提交电子版。

三、利用在线考试系统改革实验考试的方式和方法

我校对学生的实验考核内容包括理论考核和操作考核,原来理论考核部分是学生以抽签的方式确定纸质版的考试题进行解答,这种考察方式需要多个教师配合监督学生,还要进行试题批阅。为了减少组织考试所用的时间,我们开发了物理化学实验在线考试系统[4]。在线考试过程由定制试卷、分配试卷以及批改试卷三个模块完成。定制试卷模块可以设定试卷的题型、题型的难度、每题分数,然后系统根据要求自动组卷,系统一次可以组出 1~15 套同一题型难度的试卷。通过分配试卷模块,教师可以指定考试的日期、开始考试的时间、考试时长,并从组好的试卷中随机选择几套作为考试所用试卷。考试过程中,教师可以根据学生所坐的位置在线分配试题,确保每列学生所做的试题不同,学生需要输入自己的学号进行登录。考试结束后,客观题系统会直接批改并给出成绩,主观题需要教师在批改试卷模块中手动批改。通过在线考试系统的辅助,节省了大量组织考试及阅卷的时间,同时也增大了考核内容的覆盖面。

综上,随着移动上网设备的迅速发展,网络在人们生活中的普及程度发生了重大变革,而且这种变革的程度还在不断加深。在这样的大环境下,我校积极建设物理化学实验课的网络辅助教学体系,包括网络教学平台和在线考试系统。实践证明,网络教学平台中的数字化资源和在线考试系统都在教学中发挥了重要作用。随着网络普及程度的进一步加深,我校物理化学实验课的网络辅助教学体系必将发挥更重要的作用。另一方面,如果要保持或进一步发挥网络的辅助教学作用,网络教学资源就需要不断完善和更新,这项工作随着知识和技术水平的发展永远不会有尽头。

参考文献

[1] 王自然,孟庆春. 基于顾客价值的大学生电脑市场细分研究[J].企业经济,2012,(6):97-99

[2] 盛红勇,刘春花. 大学生手机上网现状调查[J].教育与职业,2012,(7):35-36

篇10

关键词:物理化学实验 教学改革 创新能力 实践和建设

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0169-02

物理化学实验是地方应用型本科院校的一门重要的基础实验课程,具有很强的理论性、实践性和技术性,作为化学实验科学的重要分支,主要研究物质的物理化学性质以及与化学反应之间的关系,使学生形成规律性的认识,掌握物理化学的有关理论、实验方法和实验技术[1]。作为我校新增设工科专业学生的一门基础课,是学完无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验之后的又一门新的实验课程,主要培养学生掌握基本的实验知识和技能,科学的思维方式和综合实验能力。然而一直以来,物理化学实验课程的教学没有引起足够重视,存在很多问题如教学方法单一、教学内容陈旧、教学手段落后、学生学习兴趣低等,严重影响了教学效果和教学质量,甚至阻碍应用型人才培养模式的建立[2]。因此,物理化学实验课程的教学工作中如何积极的迎合时展要求,满足新世纪创新型、高素质专业人才培养的需要,如何更好地与学科研究的发展相结合,是当前物理化学实验教学工作者研究和探索的重要课题[3]。基于上述问题,我们根据地方本科院校化学专业培养目标的要求,从课程建设和培养方案等方面对物理化学实验教学进行了综合改革,并取得了良好的教学效果。

1 实验内容以及课程体系的更新

传统的教学理念将实验教学当作理论教学的衍生物,仅仅是对理论教学的验证。因此,受这种观念的影响,致使实验设备仪器得不到更新,数量有限,教学的程序相对简单化,抑制了学生在实验中的主动性和创造性,学生的科学素养和综合实践能力也得不到锻炼[4]。鉴于以上情况的分析,对实验教学在教学方法,教学内容以及教学管理秩序等方面的系统改革是十分必要的。改革后的课程体系和课程内容不仅要培养出学生基本的实验技能,对仪器的操作能力以及科学的研究方法,同时也为学生在今后从事科学研究打下坚实的基础。把课堂教学,问题讨论,课后作业,实验操作,实验设计,实验成绩评定,实验教材和课后辅导作为有机的整体,运用现代的教学方法和手段,从而建立系统的立体化教学模式。

1.1 首先是对实验教材和大纲的改革,进一步优化实验内容,对实验设备进行更新

加强教材建设,完善和充实实验教学内容。结合我校本科教学评估的要求,对实验教学大纲,考核大纲,实验课时安排以及实验内容重新进行调整。对教材建设进行加强,筛选出一些必做实验,通过增加一些必做实验淘汰掉陈旧过时的实验,并将实验内容进行优化组合。学生在教师的指导下查阅文献,进行选题,通过对实验的设计,实验操作,数据处理分析,实验结果讨论达到实验技能和科研能力的充分锻炼。根据新的制定的教学目标,教材和实验仪器,重写编写适合我校学生的物理化学实验教材。同时加强教学方法的研究,从以往的单一传授的教学型的教学迷失向研究型的教学模式的转变,从而开发出学生的学习潜能,学生的科研能力和创造能力得到培养。同时搭建立体化教材的建设平台,建立多媒体课件,电子教案,教学资源库以及计算机软件等多种配套的教学资源。

由于我校的开始的学科专业不同,物理化学实验课程的教学计划和教学内容有很大的不同,针对不同专业制订了不同的教学计划。经过修订后的工科实验采用8+2模式。验证性的基础实验为8个,其中热力学1个、化学平衡1个、相平衡1个、动力学2个、电化学1个、表面化学1个、胶体1个。选做实验2个,包含热力学1个、溶液1个。

1.2 其次是对教学硬件的更新

近年来,我们在学校资助下淘汰了一些落后、陈旧、老化的实验仪器,增加新的精密仪器及设备,改善实验教学条件为了扩大实验教学内容,能够使学生接触和使用更多更好的仪器,购进了一批先进的仪器设备,增加了学生实验的准确性。这样使学生在学习知识的同时,也可以享受科技进步带来的成果,从而将物理化学实验教学提高到一个新的层次,并给物理化学实验教学提供了一个更好喝更快的发展前提。

1.3 对实验教学内容的优化

物理化学教研室在实验的“整体优化,数字化,现代化,绿色化”思想的指导下, 充实实验教学内容的综合性[5]。改变传统是实验在基础理论和基础实验教学上的单一的教学模式,设计出新的多元化的教学模式。通过开放式的教学模式,使学生在预习的基础上自己制定出具体方案和详细的实验路线,这个过程提倡学生的独立完成,教师指导起辅助作用。做到开放实验室,学生可以利用课余实验进行实验的各项工作,遇到问题及时和指导教师沟通,从而使学生的动手能力得到提高,锻炼了学生的创造性和主动性,提高学生对物理化学理论知识的进一步理解,应用能力和独立解决实际问题的能力得到提高。

2 教学方法和教学模式的改革

物理化学理论和实验教学是一个有机整体,由于物理化学的抽象性,因此后者的教学可以加强对前者的理解,两者是相辅相成的。我们将物理化学实验设置成与理论教学并重,在相关教学内容上做到协调同步进行。

2.1 授课方式的改变

传统的物理化学实验教学一般采用教师先讲实验原理,方法,步骤,注意事项这样的教学模式,使得学生在对于实验课的学习很被动,照法抓药,形成不愿意独立思考的懒惰习惯[6]。此种教学模式必然造成少部分学生在操作实验,大部分学生在旁观看,等待实验结果,不仅课堂时间得不到充分利用,学生的动手能力也得不到提高,从而大大降低了对理论知识的兴趣。学生授课是改革之一,由于物化实验的特殊性,我们采用轮班式的分组方式,由已经做过该实验的学生充分查阅相关资料,并将获得资料归纳整理,结合自己实验过程所遇问题以及解决方式,在实验课上讲授给其他学生,同时老师对学生的授课内容进行点评以及补充,这种方式可以改变以往学生对老师教学模式的麻木,被动学习习惯为主动学习,提高该课程的教学效果,通过授课学生的讲解效果达到检查学生预习实验的情况,作为学生实验成绩的评定标准之一,极大地提高了学生学习物理化学实验的兴趣。采用问题教学与讨论教学法和思考题教学法,通过这样的研讨既可使学生增长知识,开阔视野,又活跃了课堂气氛,还提高了学生的创新意识和培养科学思维。通过对教学方法的改进学生的分析,解决具体问题的能力得到了提高,教学效果得到了改善。

2.2 实践与科研的结合是一个不断深化的过程

通过学生参与教师的科研课题或者在教师指导下申报大学生科研项目,采用物理化学理论、实践、科研三者相结合的教学模式充分调动学生的学习积极性。学生从“要我学”变成“我要学”,教师改变单纯的知识传授,提高学生分析问题,解决问题和动手操作的能力,创新能力会得到进一步培养[7]。同时教师自身也有所提高,真正做到教学相长。近年来物化教研室教师已顺利指导多项大学生科研项目在学校立项、结题并通过验收,这很大程度上提高了学生的创新能力和科研能力,为将来独立从事科研工作打下夯实的基础。

2.3 尝试半开放式的实验教学模式,以弥补传统实验教学的不足

在传统规定的教学内容中有步骤和计划地加入一定开放性的教学内容,使得传统式的教学模式和开放式的教学模式相结合进行教学,学生对物化实验的掌握力得到培养。开放的实验室不仅增加了学生的动手机会,也使他们的独立解决问题的能力得到提高。由于基础物理化学实验内容多,课时安排上存在课时不够等特点,学生的个性得不到体现,加上实验任务繁重,学习兴趣必然低下。通过开放实验室,不仅可以增加学生的动手机会,学生的主动性、创造性和开拓性得到充分调动,学生对化学知识的灵活应用和创新能力从而提高,学生的综合素质得到全面提高[8]。

3 学生成绩评定以及考核方的改革

为了培养出具有学习主动性,创造力的学生,达到物理化学实验课程的培养目标,有效的激发学生对物理化学实验课程的学习兴趣,我们对以往的考核方式进行改革。鉴于物化实验课程独立成课的特殊性以及减轻学生的学习负担,我们采用以下的实验成绩考核发方式:平时成绩×70%+期末成绩×30%。平时实验考核是教师对学生每次实验情况进行的考核,主要包含课前预习,实验操作以及实验报告数据处理分析。预习成绩主要是在学生主动性学习中体现,通过学生授课和预习报告判断学生的课前预习;实验操作由教师当场打分,考察学生的实验操作规范化程度,实验报告成绩是教师在批阅实验报告时根据学生的实验数据及问题分析情况进行评定。根据我校教学评估的新要求期末进行笔试考试,主要是对一学期实验的原理,基本操作和仪器的使用和技术等方面的考察,实验操作考核是从学生以往实验中随机抽取一个,学生独立操作,指导教师通过学生的实际操作来考察其对基本操作技术的掌握情况,然后给出成绩。

4 结语

通过物理化学实验课程建设发展过程,使我们感到课物理化学实验教学改革是一项复杂的长期的系统工程。随着人们认识水平的提高,教学环境的改善而逐步提高,也向我们提出了新的问题和要求,我们的改革模式应该为了适应快速发展的时代需求,切实提高教学质量,培养出高素质的创新型人才。为了培养出具有良好实验习惯,严谨科学作风的应用型复合型人才我们仍需不断探索和实践。

参考文献

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[3] 陈睿.改革实脸教学,加强学生能力培养[J].大学化学,2001,16(4):22-23.

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