工科物理化学开放性实验的探索和研究.pdf

工科物理化学开放性实验的探索和研究工科物理化学开放性实验的探索和研究工科物理化学开放性实验的探索和研究工科物理化学开放性实验的探索和研究 面对 21 世纪快速而巨大的变化 社会对人才素质的要求越来越高 传统的 人才培养模式不适应新时代发展的要求 迫切需要实行教学改革 兰州交通大学 化工学院本科生教育的人才培养目标是基础厚实 知识面宽 解决实际问题的能 力强且具备较强的交流能力和合作精神 素质高的工程型和开发型人才 这要求 我们在重视加强科学基础的前提下 更注意学生综合能力的培养 强化实践环节 为培养学生创新思维和开发能力打下基础 使学生既掌握了扎实的专业基础 又 具有了宽阔的视野和解决新问题所必需的概念与新技能 从而为学生迎接新技术 革命的挑战提供了强有力的保障 物理化学 是化工类专业重要专业基础平台 课 也是考研必选课 这门课程的特点是以数学的语言 物理和化学的原理 从 物理现象和化学现象的联系入手 研究化学变化规律性的科学 要求学生具有较 好的数理化综合基础 而物理化学实验是物理化学课教学的一个重要组成部分 其教学目标是培养学生对物理化学原理的认识 培养学生理论联系实际的能力 使学生学会常用的物理化学实验方法及测试技术 传统的物理化学实验教学模式 是 学生在相关物理化学知识课堂教学完成后 学生先预习实验讲义 教师在实 验现场讲解实验原理 具体的操作方法 实验中应注意的安全问题 然后学生再 进行实验 教师常常感到整个实验教学活动中难以发挥学生的主体作用 容易使 其产生依赖心理 缺乏积极性 从而导致学生对实验课的重视程度不够 教学效 果较差 传统物理化学教学模式很难适应 21 世纪对高级人材素质的要求 为了 提高本科教学质量 培养探索精神和创新能力 提高学生学习的主动性 我们迫 切感受到必须进新的实验教学模型的探索和研究 因此我们对我院的物理化学实 验教学模式进行改革 下面是具体的做法和探索 一 具体的措施 我院的物理化学实验教学计划安排在物理化学课堂教学的中后期进行 这时 教师已完成了物理化学实验所涉及知识内容的课程教学 进行物理化学实验教学 的目的是使学生初步了解物理化学的研究方法与技能 培养学生解决化学实际问 题的能力与加深对物理化学和物质结构中某些重要基本理论和概念的理解同 培 养学生严谨认真 实事求是的科学态度和作风 教师在实验中的作用是对整个实 验教学活动有计划有目的地进行引导 给学生提供可发展其综合能力的平台 使 学生成为是整个实验教学的主体 充分发挥学生的主观能动性和创造性 确保良 好的教学质量 下面是我们对物理化学实验课程进行改革的一些具体措施 首先根据教学大纲和教学计划实验指导教师向学生提供实验题目 课程学习 中与实验内容有关的知识点 实验的目的 意义和我院现有的实验条件 简单介 绍本实验方法和手段在未来科研开发中的一些具体应用 激活学生的学习热情 然后学生根据指导教师提出的要求进行文献调研 了解目前国内外相关实验的测 试方法和手段 现已做了哪些工作 目前做到什么程度 学生通过对收集到的文 献进行科学分析对比 提出自己的见解 并且每位学生在此基础上制定一个较为 完整的切实可行的方案 教师再把学生组织在若干小组内 进行讨论 大家公开 收集到的相关信息 根据现有的实验条件 提出自己的实验方案 并且探讨其方 案的可行性 通过多方案的对比分析 选出大家认为较为合理的方案 在整个讨 论过程中 教师的作用是给予适当的指导 在实验的具体方案确定后 进行实验 的准备工作 首先预习实验讲义 阅读相关的理论书籍和文献 掌握实验的目的 原理及方法等 在教师的指导下进行设备的调试和安装 准备和配制试剂 实验 准备工作完成后 要经过教师的检查 特别是电学方面的线路连接 教师再对实 验的安全性进行指导 在实验过程中 我们特别注重培养学生的操作时间优化能 力 在整个实验过程中 操作程序有先后之分 操作时间有长有短 合理的工时 安排可以提高实验结果的有效性 提高操作效率 在实验过程中我们还注重对学 生操作技能的培养 对学生的实验操作动作进行严格规范 在指导学生实验的过 程中我们发现现在学生的动手能力普遍较差 主要是动作协调性差 操作动作和 操作程序不规范 追其原因 学生对实验教学主观重视不够 其次在前期学习过 程中缺乏严格的训练 所以在整个实验过程中教师要充分强调操作规范的重要 性 对学生进行指导 严格要求 使其实验能力得以提高 同时在实验过程中要 求学生认真观察记录实验现象 分析和处理实验结果和数据 得出正确结论 实 验操作结束后 学生必须将实验数据交教师查阅并签字 实验数据大多受到各种 随机性影响 要求学生必须学会运用数理统计的基本原理 对实验数据进行处理 和对结果进行分析 得出正确的结论 实验数据的记录尽可能采用表格形式 数 据处理合理的结果也要尽可能填入表格中 要求学生在写实验报告时尽量通过图 表形象直观地说明自己的观点和意图 在图表中出现的单位必须是国际单位 教 师在整个过程中对学生疑难问题给予启发性辅导 对实验操作不认真和结果不符 合要求的学生 要求其重做 直到合格为止 通过实验这些环节 培养学生严谨 的科学态度和实事求是的工作作风 计算机以其快速运算能力而成为一种新型的 运算工具 在物理化学实验中我们要求学生必须学会利用常用的计算机软件进行 作图 实验数据的处理和存贮 还学会利用计算机进行检索 从众多文献资料和 数据中快速准确地查出符合特定需要的文献或数据 目前国内中国科技情报信息 中心 北京图书馆 中科院图书馆等单位己与国际 Internet 连接 可以进行各种 文献化数据检索 二 对实验教学改革效果的评估 开放实验这种新的教学模型功效如何 必须要以个别学生或团体的成绩来决 定 通过评估学生的成绩 以确定新设的教学模式是否已经达到其设计目标 了 解每一个学生是否已经达到教学目标所规定的有关能力 正确的评估可以诊断学 习困难 检测学生进步 评价教学效果 我们所采用评价的方法分为三种类型 1 教师与学生一对一提问 在每一个实验教学完成后 教师对学生进行一对一提问 可能被问到如下的 问题 描述你的文献资料来源 你为收集原始数据作了些什么准备 对实验教学 内容有无兴趣 在整个教学环节中对自身能力的提高是否有效 教师对学生要 求的可接受性如何 教师在与学生交谈中观察学生与教师面谈态度 学生回答问 题的情况如何 然后进行开放性实验改革的效果评估 评估的项目有态度及自我 评价 文献查阅能力 对实验的理解程度 2 在整个实验过程中对学生进行现场评估 对实验教学现场评估应给予高度的重视 实验教学是一种多因素 多环节 多层次的教学行为 学生的能力多在教学现场表现出来 因此教师对每位学生在 整个实验过程中参与程度 态度 技能进行现场评估 现场评估分两部分进行 首先在文献调研完成后 进行分小组讨论时 对学生在讨论现场的表现进行评估 其次是在实验操作的现场进行评估 评估的主要项目有 对实验方法和手段的改 进提议是否创新 对实验过程的参与程度 对整个实验的安排是否详尽 在实验 过程的责任感如何 同学之间的协作能力如何 实验操作标准化程度的好坏 操 作时间优化能力强弱 实验操作的参与程度如何 3 对实验报告完成的质量进行评估 学生实验报告完成质量的好坏 是考核实验教学成果的重要依据之一 学生 的许多综合能力都可以在实验报告中反映出来 根据学生的实验报告我们可以评 估的项目有 阅读理解与书写表达能力 报告格式及图表规范化能力 记录实验 现象与分析实验结果的能力 计算机数据处理能力 并且对数据处理是否正确 实验结果与文献值相差大小 图表能否正确表述讨论的问题等进行评估 将评估 指标量化打分 设计一种新的实验教学模型是一个创造性过程 是否能达到我们 所期望的教学效果 有许多影响教学有效性的变量 一组 30 人以上的能够代表 教学所要施教对象的学生 作为教学效果评估的对象 并选择实验改革前的传统 实验教学模式作为参照评估值 通过评估实验改革的教学效果产生的质量的信 息 对教学模式进行反复修正 最终形成了开放性物理化学实验的教学模式 对 实验教学改革的可操作性进行反复修正 使物理化学实验改革达到我们所期望的 教学目标 通过对比我们发现开放性实验各项指标均高于传统实验教学 三 开放式实验教学的效果 通过两年多的实验教学改革的实践表明 学生的综合素质得到了增强 特别 是在对待物理化学实在开放性物理化学实验教学的过程中 是以学生为教学主 体 教师引导把关 解决了在教学过程中主体与主导之间的关系 发挥其主观能 动性 将学生从被动学习过程转化主动学习 从而调动了学生的积极性 提高学 生对整个教学环节的主动参与性 开