化学实验方法论十篇

发布时间:2024-04-26 07:22:00

化学实验方法论篇1

知识与技能的学习不是孤立的,而是由一而二互相牵连的。在培养学生的时候,重要的一点是能让学生将理论知识与实践操作融会贯通。如何能让学生根据书本上了解的药物性质指导相关操作,第一点就要做好自主预习工作。自主学习或计划已经成为衡量一个人能力的重要标准。对于一个新的课题或任务,计划是实施前的重要环节,包括了对整个过程理论的理解、可行性的分析、各项步骤的安排、结果的预测,以及潜在问题的预料及相关解决办法。从以往的教学经验和对学生的采访中了解到,很多学生预习只是知道做哪个实验,大致什么步骤;或者完全照抄实验指导完成实验报告的相应部分;更有甚者,直接参照同组人员,对实验根本不了解。在实验教学方法中,强调预习是提高学生综合能力的第一步。在预习阶段,第一点要掌握理论知识:药物化学合成的反应原理,这个反应需要在什么条件下完成,所用的药品试剂,涉及哪些性质。第二点是了解实验的操作过程,如实验步骤、反应时间、注意事项、操作要点等。第三点是明确实验的相应结果,知道评测指标。怎样让学生在预习的过程中把三点都能学到?笔者在已有的实验指导基础上,增加了以问题形式为主、概括实验要点的预习报告,让学生根据实验指导完成预习报告,并在学生进入实验室时上交报告。对于照抄实验指导、按部就班地完成实验是教师不想看到的,然而如何能杜绝这种现象,如何能评价学生预习的情况?笔者在预习报告的基础上增加课前测试。为避免抄袭现象,试题采用多套题库,涵盖预习的知识点,试题测试时间严格控制10分钟,答完交卷,然后正式进入实验室内教学。通过这种方式激励学生自主学习,在进入实验室前做好充足的准备,并让学生认识到每一项学习都会得到公正的评估的。经过预习报告和课前测试两个步骤,学生在正式做实验前能有一个整体的观念。药物化学实验以及其他同类别的实验都会应用到危险品并进行具有一定危险性的操作,在没有任何准备的情况下随便动手操作,很有可能会导致实验失败甚至学生受伤。因此在学生动手之前,必须做好预习工作了解相关知识。

二、实施自我主导的实验安排机制

对于刚接触药物化学的低年级本科生,实验经验很少,学生犹如一块未打磨的璞玉,需要教师给打好基础,规范操作,提升学生的动手能力。通过药物化学实验课的学习,学生锻炼实践操作能力,了解仪器的使用和原理,把书本枯燥抽象的结构方程式、图像等具体化。让学生接受知识、对讲解内容能重复并验证规律,除了严格的评分机制,更需要有巧妙的实验安排。设计好实验,能激发出主动的学习兴趣。学生能转被动为主动,充分利用时间,合理安排实验过程,协同操作,在规定时间内优质高效地完成任务,这些将是实验课上培训的重点。实验课分为三大部分:第一,小组讨论总结上一个实验的问题;第二,学习本节实验内容;第三,进行实验。在小组讨论这第一环节,学生分组就上一节实验出现的问题给予讨论和解答,鼓励学生相互问答,对参加积极、回答精彩的学生给予表彰,同时就实验过程征求学生的改进意见。对于第二个环节,以往都是在黑板上写好实验内容,实验中的操作由教师现场演示,这种教学方式老化,有的学生不能看清教师操作。笔者采用了新的教学手段,结合现代化的设备,采用多媒体教学,对实验应用到的技术和仪器录制好音像视频,经过多次修正,保证视频中的操作标准、正确。组织学生观看视频,在预习的基础上,更近一步地学习到本节操作。实验中的理论、步骤则以幻灯片的形式向学生依次说明,然后再一次让学生以组为单位自由讨论,提出可能会遇到问题,如何解决。这种讨论式教学让学生知道在实验课上他们是主角,老师只是指导,这样鼓励了学生的自主性,为以后工作中自我学习,自己发现问题、解决问题奠定基础。第三个环节实验操作。要求学生在完成实验的同时,充分利用时间,当堂完成其他事项:做好观察记录,对出现的问题总结出原因,完成实验报告。由于条件有限,实验安排多人一组,每个学生都得学会合作,配合完成实验,并保证完成自己的实验报告。实验中要求思路清晰,能够瞻前顾后。当代的工作性质要求学生有独立完成工作的能力,然而多工种、多交叉是工作任务的特点,学生能多方面配合团体的工作是保证工作顺利进行的必备品质。学生在实验中总会遇到问题,教师要及时跟踪,就出现的问题说明原因,并鼓励学生采取方案去解决。学生的创造性不是指对实验的改变,更多的是指在实验中遇到问题如何通过自己的方式合理解决。对于学生在实验中的错误要及时纠正,这就需要教师对实验充分了解并能预见可能出现的问题,在学生易出错误的关键点注意监视学生的操作,并对学生好的实验操作给予鼓励。

三、确立合理的评分机制

建立一个合理的评分机制是促进学生认真对待实验、完成实验的根本动力。以往的实验评分只根据实验报告,而课后交实验报告常有抄袭现象,真正实验好坏无法区分,让学生丧失积极性。通过实验改革,评分包括预习报告(20%)、课前测验(10%)、小组讨论(10%)、实验中的组织情况和纪律卫生状况(20%)、实验结果(20%)、最后实验报告(20%)等多项评分标准。从预习到结束都受到评估。让动手能力强、准备充分的学生得到应有的奖励是公平公正的考核准则。

四、注重多媒体的运用

学生更替,教师也得与时俱进,教学形式需要跟得上现代科技的发展。学生获得知识的方式不断增多,多媒体教学设备的使用越来越受重视。教师能亲自制备多媒体视频课件,把实验操作、语言、文字、音乐等多方面都引入课堂,让学生直观地感受到课程内容,激发学生的兴趣。同时在课堂上增加师生互动,避免填鸭式的教学,采用讨论教学法,使学生处于主动地位。

五、突出学生创造性的开发

化学实验方法论篇2

[关键词]实验化学;化学实验;新课程

新一轮基础教育课程改革第一次以课程的形式设置了实验化学模块,它和物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、化学与生活、化学与技术等其他五个模块共同构建了多样化的选修课程,从不同层次和角度,满足学生兴趣和未来发展的个性化需求,有利于构建“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系。实验化学作为其中的技能性课程,无论是在学生的科学素养发展方面,还是在课程建设方面,都具有独到的作用和价值。但从当前实验化学教学的实施情况来看,由于对实验化学的课程理论和教学实践研究得不够深入,对实验化学与化学实验的功能区别认识不清,在一定程度上制约实验化学的教学质量和模块整体价值的实现。我们有必要从课程论、认识论、方法论和教学论等角度对实验化学和化学实验的功能加以辨析。

一、课程论视域下的分析

课程具体表现为三种形态,即课程计划、课程标准和教科书。

从教科书编写来看,化学实验隶属于各个课程模块,是各模块内容的一部分;而实验化学是一个独立的课程模块,是以实验内容为主的一门学科课程,它的开设是为了更好地满足那些对化学实验有兴趣、有潜力,有实验特长的学生的个性发展的需求。

化学实验虽有一定的实验目的,但没有独立的课程标准,它只是实现所在模块课程标准的一种方法和手段。例如:课程标准要求学生通过化学反应原理模块的学习能够认识化学变化所遵循的基本原理,初步形成关于物质变化的正确观念,该模块中的化学实验的目的之一就是通过实验方法帮助学生了解化学概念、化学原理的形成和发展,验证并正确理解化学反应原理。而作为课程形态的实验化学则有着自己的课程标准,总体要求是“认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中实际问题的重要途径和方法;掌握基本的化学实验方法和技能,了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用;了解化学实验研究的一般过程,初步形成运用化学实验解决问题的能力;形成实事求是、严谨细致的科学态度,具有批判精神和创新意识;形成绿色化学的观念,强化实验安全意识。”

化学实验没有单独的课程计划和课时计划,其开设顺序、所用课时由所在模块整体课程计划所决定。除了旧课程设有独立的学生实验外,新课程不再刻意划分学生实验和演示实验,基本上不单独占用教学课时。实验化学有独立的课程计划,包括开设顺序、教学课时和课时分配等。课程标准规定实验化学模块应在必修化学之后开设,教学时段为18周,共36学时,2学分。

二、认识论视域下的分析

化学认识论主要研究的是关于化学认识的辩证运动和化学认识过程的本质规律等一系列问题,即化学知识的产生和积累、化学理论的形成和发展、化学研究的方式和方法等。

按照化学实验论的观点,化学实验具有以下认识论功能:一是化学实验是引发化学教学问题,提出化学教学认识问题的重要途径之一;二是化学实验能够克服人的生理限制,提高人自身的感觉能力和分辨能力,能够在严格控制外界条件下去变革物质的变化过程,从而丰富人的感性认识内容;三是化学实验能够超越生产实践的局限性,走在生产实践的前面,直接推动化学科学理论的研究,是化学理论赖以产生的基础,又是化学理论运用于实践的桥梁和中介;四是化学实验具有客观陸、普遍性和直接现实性,能够为检验化学理论、验证化学假说提供化学实验事实,是检验化学科学知识真理性的标准。

由化学实验构成的实验化学课程除同样具有上述认识论功能外,更强调其作为一门课程所具有的独特的认识论功能。

一是帮助学生形成关于人类了解、研究物质世界过程的认识。实验化学的内容编排按照分离、提纯(获取纯净的物质)物质的组成的研究物质的性质和应用的研究物质的制备与合成的研究的顺序展开,这也是人们通常认识、研究物质的过程。通过对物质定性、定量两方面的研究,达到对研究对象的系统而深刻的认识。

二是认识到化学实验是解决化学问题的重要途径。实验化学以课题为组成单元,每一个课题即是一个任务,通过任务分析、方案设计、实验实施等来解决给定的化学问题。

正是由于在认识论功能上的不同,二者在处理学科知识与实验的关系上有着显著的差异。在其他学科知识模块中,实验主要是学习学科知识的一种方法,各个模块有其特定的知识体系,实验的安排要服从知识体系的需要。而在实验化学中,实验的主要目的不是为了获取知识、验证化学原理,而是让学生在解决问题的过程中认识人类研究物质的过程和实验方法。学科知识仅仅是完成某一特定实验任务的“准备态”,是为实验服务的,学科知识的选择和安排要服从于实验化学课程内容体系的要求。前者依据知识选择实验,后者依据实验选择知识。

三、方法论视域下的分析

化学方法论是科学方法论的一个重要分支,主要研究化学科学常用的研究方法及其产生、发展的过程等。化学研究方法有很多种,如化学符号语言系统、化学观察与实验、化学假说、化学模型、化学推理等。其中化学实验方法最具化学学科研究方法的个性特点,是最基本、最重要的化学研究方法。

学科知识模块中的化学实验,学生在习得知识的同时也会学到一些基本的实验技能,如蒸馏、过滤、萃取以及各种元素化合物的检验等。但这些技能学习是零散的,缺乏内在联系,很难有系统性的提高;而且多是操作层次上的实验技能,较少含有理性思维的方法。相比之下,实验化学模块具有自己独特的、整体的方法论功能。

一是构建完整的实验技能和能力培养的课程体系,将基本实验方法系统化。课程中的实验编排遵从科学家开发和研究物质世界的逻辑顺序,将物质的分离和提纯方法、物质的性质研究方法、物质的检验与鉴别方法、反应条件的控制方法(包括物质的定量分析方法)和物质的制备、合成方法等系统地介绍给学生。根据学生实验能力发展的规律,又将实验按照基本实验操作、实验探究和综合实验活动三个主题由简单到复杂的顺序进行组织,最终培养学生的综合实验能力。各实验间有着内在的相互联系,其中的每一实验都是该课程系统学习和训练链条中的一环。因此,实验化学除了单个实验应有的功能和作用之外,还具有了课程系统学习、训练上所承载的整体的功能和价值。

二是重视理论方法与经验方法的相互转化,强调实验方法论对化学实验的指导作用。感性的实验方法只有上升到理论高度,才能更好地揭示化学运动的规律,也才具有更高的迁移、指导价值。实验化学在重视基本实验操作方法的同时,更重视对这些方法的归纳、概括,使之上升为解决同类化学问题的一般思路和方法。例如,通过对各类混合物的分离和提纯的实验教学,概括出物质提纯和分离的原则、常用方法及适用范围,反过来再指导物质分离、提纯的实验方案设计。与化学实验重视培养学生的实验操作技能相比,实验化学更偏重于实验方案设计的原则和方法、实验探究的程序和方法的学习,而将实验基本操作技能融合到实验探究活动的过程中。如:根据实验原理设计科学可行的实验方案,通过控制实验条件来探究某个因素的影响等。这一点也体现在两种化学实验的教学活动的编排模式上,以鲁科版(山东科学技术出版社版本)为例,学科知识模块中的化学实验编排模式为:实验目的实验原理实验装置实验步骤实验记录和结论;实验化学模块中的化学实验编排模式为:活动背景活动任务设计实验方案实施实验方案。

三是关注现代科学技术在化学实验研究中的应用。例如,现代仪器分析技术在物质结构研究方面的应用,现代合成技术在有机合成方面的应用,手持技术、信息技术在化学实验中的应用等。

由此可知,实验化学更重视基本技能的系统化,实验方法的理论化和实验技术的现代化。

四、教学论视域下的分析

化学实验和实验化学模块同样具有如下教学论功能,但由于受在课程中地位的限制,知识性模块中的化学实验,很难充分实现这些教学功能。而作为一门独立课程的实验化学,其内容选取上的丰富性,组织、结构上的完整、系统性,以实验活动为主的学习方式等课程特征,决定了其能够在更深的层次、更高的水平上实现化学实验的教学论功能。

(一)化学实验能够激发学生的化学学习兴趣

兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分,是促进学生探究物质及其变化规律性的一种重要的内在动力。根据化学实验激发学生兴趣的方式和水平高低不同,化学实验的兴趣功能可划分为感知兴趣、操作兴趣、探究兴趣和创造兴趣。感知兴趣是指通过观察教师演示实验现象和各种实验仪器装置产生的兴趣,属于一种浅层次的实验兴趣;操作兴趣是指学生通过实验操作产生的实验兴趣,也属于直接兴趣;探究兴趣是指学生通过实验的方法探究物质及其变化产生的原因而形成的一种兴趣,是间接兴趣,水平更高,具有稳定、持久的特点。而创造兴趣则是指学生在运用所学知识、技能和方法进行创造性活动中形成的一种兴趣,是学习兴趣的最高水平。

知识模块中的化学实验,更多的是培养学生的感知兴趣和操作兴趣,虽然新课程中通常将部分化学实验冠以“活动,探究”的名称,但由于教材编写的原因和实际教学的需要,多数都是在教材或教师给出原理和实验方案、甚至在已经知道实验结果的情况下,进行的演示实验或学生实验,仍然停留在感知和操作层面的兴趣上,缺少真正意义上的探究。实验化学模块以问题解决、实验探究为主要课堂活动方式,很多实验只提出活动任务,要求学生能够运用正确的实验原理并独立完成实验方案的设计,有些综合性实验还要求学生能够运用的知识、实验技能创造陸地解决问题。因此更有利于培养学生的探究兴趣、创造兴趣,激发学生内在的学习动机。

(二)化学实验能够创设生动活泼的化学教学情景

情景创设是现代化学教学设计的重要内容之一,对于促进有效性学习有着十分重要的作用。情景创设的方法很多,如化学实验、化学问题、科学史实等,而通过化学实验创设的教学情景具有直观、生动的特征,是化学教学中最常用的一种形式。

其他模块的化学实验往往只限于是通过一个实验情景引入教学,为学生提供一个知识产生的背景。实验化学则更重视驱动性问题的创设,所创设的情景具有驱动性、参与性和生成性。实验化学以课题任务的形式驱动学生提出假设、设计方案、进行实验探究。将问题隋景与实验情景融为一体,任务贯穿于整个实验活动过程,并随着活动的进行提出新的问题,强化并调控学生的实验探究活动。

(三)实验探究是转变学生学习方式和发展科学探究能力的重要途径

实验探究是通过以实验方法为主进行的一种探究活动,实验探究具有问题性、活动性和体验性,能够有效地改变学生的学习方式和教师的教学方式,使化学教学从当前的“学化学”“听化学”向“做化学”“探究化学”转变。

其他模块中的化学实验,虽然也提倡实验探究的学习方式,但因为实验只是课时教学内容的一部分,受模块教学目标、教学内容和课时的限制,这种探究只能是片断的、一定层次的,是在教师强力主导下的探究,很难从根本上改变课堂的教学方式。实验化学不同,它以实验技能的获取和探究能力的培养为主要目标,以学生自主探究为基本课堂活动方式,有较充裕的时间作保障,因此能够从根本上改变课堂的教学方式和学习方式。

(四)化学实验是落实“情感态度与价值观”目标的重要手段

化学实验以其体验、经历的特征让学生在实验探究的过程中,培养热爱科学实验的积极情感,体验化学实验在生产、生活中的巨大价值。

实验化学也比其他模块的化学实验能够更好地落实“情感态度与价值观”的目标。这是因为其他模块的化学实验要服务于元素化合物的知识和化学原理的教学,无法自由选取那些具有丰富情感态度与价值观的实验的内容。实验化学则不同,围绕每一个课题,可以广泛地选择与生活、生产联系最密切的、学生最感兴趣的日常生活和社会问题作为实验内容,如“比色法测定抗贫血药物中铁的含量”“食醋中总酸量的测定”“蓝瓶子实验”等,能够最大限度地培养学生积极的化学情感,感受化学实验在解决环境、生活和社会问题中的重要作用。

化学实验方法论篇3

论文摘要:在对传统的生物化学实验教学中存在的问题进行分析的基础上结合近年来作者的教学实践,提出生物化学实验教学改革的方案,从教学内容、学科发展、教学方法及考核方式四个方面入手,提高生物化学实验的教学质量。

生物化学是研究生物体的化学组成及化学变化规律的基础生命科学,它的主要任务是从分子水平和化学变化的本质上解释各种生命现象,内容分为静态和动态两个方面,其教学注重于宏观和微观两个方而,强调实验能力和科学素质的培养。生物化学对生命科学本科专业的学生既是一门重要的基础课,又是生物专业的带头学科。

生物化学实验课是生物化学教学的重要组成部分,是贯彻理论联系实际、培养学生动手能力和科学作风的重要教学环节.具有课堂教学所不能替代的独特作用。生物化学实验可对学生进行生物化学基本技能的培训,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。并为学生今后开展科学研究奠定基础。因此,如何提高实验课的教学质量,调动学生学习积极性,能更好的掌握实验课中的各项生物化学实验技能,是目前实验课教学中尚需解决的问题。生命科学学院生物化学实验课课程程组成员根据历年担任实验课教学中的一些经验和体会并结合本院实际情况以及所开设生命科学的两个本科专业的特点,对生物化学实验教学作了一些改革。

1改革实验内容,增强综合性和设计性

生物化学实验课是随着生物化学理论发展起来的学科,独立的课程内容,对专业基础课程教学中发挥了重要的作用,但是现行的生物化学实验教学受到教学模式及经费不足等等因素的限制,教学内容一直未有大的改动,主要是利用分光光度测定技术和显色观察等方法进行组织样品中生物活性分子的含量测定,以及利用离心、沉淀等方法制备和分析生物样品中的活性分子。这些内容在80年代的教学科研中发挥了重要的作用,基本满足了当时本科教学的需要。但是随着科学技术的飞速发展,生物化学的研究内容和方向有了许多新的变化,大部分实验内容已经过时,与理论教学脱节现象也比较严重。同时以往的实验多是验证性的实验和教师演示性实验,激发不起同学们的学习和操作兴趣,不能满足学生的需求,更达不到素质教学的目的。因此,本学期针对这一弊病作出大胆改革尝试,并得到良好效果。增加综合性和设计性实验,适当减少验证性实验。比如:加入综合性实验动物dna的提取和琼脂糖凝胶电泳,并在实验过程中提供多种动物肝脏材料,让学生自己设计实验。增加综合性实验植物过氧化物酶同工酶的聚丙烯酰胺的凝胶电泳,在实验过程中提供多种植物材料并对植物进行干旱和冷冻胁迫,增加综合性实验凝胶过滤分离血红蛋白。在实验课前让学生熟悉理论知识,上课前让学生设计实验过程,比如:过氧化氢酶活性测定的实验过程中,让学生根据自己所学酶的知识来使用强碱变性,强酸变性,加热变性等方法在一定催化反应时间后使酶变性失活。

2注重学科进展,加强与科研的联系

生物化学是生命科学各学科的交汇点,尤其是近数十年来,成为生命学科中发展最为迅速的一门学科。其理论与技术己渗透到与之相关的生命学科的各领域,而学生学习生物化学的最终目的,也是为探索生命科学服务。所以在实验教学的过程中,我们实验教师结合自己的科研课题和生物技术中心的老师交流,在教学过程中加以介绍生物化学实验技术发展和将科研进展在实验中介绍。并将结合我院与生物化学和分子生物学科研课题相关所有用到的实验内容及时引入的生物化学内容上,比如:增加综合性实验植物抗性相关酶测定(sod、pod、cat),植物dna的提取及其分离测定,质粒的dna的提取与鉴定。这些实验是目前科研前沿部分也是我院生物化学与分子生物学相关科研课题所要基础,开设这些实验能及时让学生了解科研动态,巩固生物化学理论知识,尽早的步入科研行列,对提高生命科学两个本科专业的学生的专业素质的非常必要的。

3革新实验教学手段,应用多媒体技术丰富实验课教学

在生物化学教学过程中,学生常反映这门课程难懂,抽象,给授课老师带来很大难度。多媒体技术借助文字、图像、动画和声音等传递信息,为解决授课抽象难懂问题提供了一种现代化的有效手段,它既能调动学生的兴趣,又有利于学生对抽象内容的形象理解,从而提高了实验教学的质量。以前,教师上实验课仅用黑板板书,操作也仅做一此简单的小范,生物化学挂图也很有限,这极大的影响了实验的教学效果。学生听不懂实验,学生在实验中不知如何下手,对有此简单的仪器都不会正确使用与操作。学生做完实验后印象不深,收获不大,更不能把实验课和理论课紧密联系起来。我们把多媒体技术运用在实验课堂上,让学生在动手做实验前,先看一段实验操作步骤的录像,然后在实验过程中视具体情况给予纠正,这样可加深学生印象,提高学生实验动手操作能力,减轻教师的工作量。另外,实验过程中合理利用时间,也可以进一步加强学生理论与实践知识。比如在植物过氧化物同工酶page实验中,需要反复进行离心和电泳,空闲等待时间很多。我们利用离心和电泳等待的时间放一此生物化学实验操作教学光盘让学生观看。光盘内容根据教学内容讲述学生正在做的实验的原理,他们正在做的步骤有什么作用,有哪此注意事项。这样学生每做一步都会明白他们在做什么,使之所学习的理论与实践结合起来,既巩固了理论知识,又加强了实践操作能力,教师的工作量大大减轻。

4完善实验课的考核方法

生物化学实验是一门对生物技术和生物科学两个本科专业是一门独立的课程。以往实验课是依附于生物化学理论课中,导致学生对实验课的不重视,不当回事。从生物化学实验课独立出来成一门单独的一门课后学生普遍重视起来。但是考核方式不完善,实验成绩的考核.过去过分依赖实验报告的优劣.导致学生不汁重实验过程.片而追求实验结果的正确性和实验报告的篇幅和整洁程度.严重制约了对学生综合索质的培养。我们现在考核实验.是综合一个学生的实验态度、基木方法和技能的掌握程度、实验过程中独立思考、发现问题、分析问题、解决问题的能力等多方而的成绩。在考核方法中.实验报告成绩占总成绩的30%,实验中的现场考核占30%,实验理论单独考试占40%。改革后的实验课考核方法既调动了学生学习的积极性、提高了他们对实验的重视程度.又保证了成绩评定的的客观和公正性、提高了实验的教学效果。价值的问题,问题提出后,学生展开讨论。但事实上这样的问题,学生往往不用思考,答案就脱口而出,或只要在教材上读一两句使可获得教师的首肯,这样的讨论,从表面上看,学生很投入,课堂气氛十分活跃,但从实际效果看,不仅激发不了学生思维的积极性,甚至还培养了他们思维的惰性,也影响了教学效率,说得更严重一点那就是浪费课堂时间。新课改下,政治课教学在由应试教育向素质教育转变的过程中,广大教师逐渐改变了以往传统的教育模式即采取一味“满堂灌”和单纯“注入式”的教法,而是不断探索新教学方法,更注重体现出教师的主导作用和学生的主体作用,真正实现了政治课的素质教育。其中,“讨论式”教学法是广大政治教师所乐于采用的一种新方法。“讨论式”教学法其主要模式是:教师拟出问题学生展开讨论选出代表发言教师总结发言。“讨论式”教学法如果能正确运用,有助于提高教师的科研意识,改进教学方法,提高教学质量;有助于澄清学生的一些模糊认识,培养学生分析问题,解决问题的能力,变被动接受知识为主动学习,拓展学生的思维和视野,增强学生的创新意识和创新能力。总之,“讨论式”教学法使教师的“教法”和学生的“学法”都能得到很大改进,能克服应试教育模式的一些弊端,是实施素质教育的有效途径。但是,就目前的政治课教学实践来看,并不是所有的政治教师都能正确运用“讨论式”教学法,而是有少数教师运用此法时仅仅流于形式,尤其是在公开课中。比如某些教师为了显示在教学过程中发挥学生的主体作用,于是便设计一些过于简单、琐碎、缺乏思维价值的问题,问题提出后,学生展开讨论。但事实上这样的问题,学生往往不用思考,答案就脱口而出,或只要在教材上读一两句使可获得教师的首肯,这样的讨论,从表面上看,学生很投入,课堂气氛十分活跃,但从实际效果看,不仅激发不了学生思维的积极性,甚至还培养了他们思维的惰性,也影响了教学效率,说得更严重一点那就是浪费课堂时间。一堂成功的讨论课应具备以下条件:(1)讨论的目的已达到;(2)所有学生,包括不同层次学生的积极性真正调动起来;(3)教师的方法运用得合理得当。那么该如何正确运用“讨论式”教学法使讨论课获得成功呢?笔者想就“讨论式”教学法模式的几个环节即教师拟出问题、学生展开讨论、选出代表发言、分别谈一些看法。讨论题的选择直接关系到讨论的成败。因此,教师应该精心拟出合适的讨论题,这是一堂成功的讨论课的首要环节。笔者认为教师所选的讨论题应具备以下条件:(1)要具有代表性,使大多数学生都能理解和接受,而且要紧密联系社会实际和学生的生活实际。(2)要选准切入点,使学生有话可说,避免无所适从,无从答起(3)要有梯度,有层次,适合全班不同层次学生的认识水平,使全班学生都能投入到热烈的讨论中,达到整体参与,普遍提高的目的。(4)要结合课堂实际,适时使用。如果讨论是在讲授新课前使用,那么讨论题要能够激发学生学习该堂新课的兴趣;如果讨论是在讲完新课后进行,那么讨论题要能够帮助学生整理本课知识点,理清各知识点的逻辑联系;如果是专题讨论,那么教师应在上一节课后布置本节课的讨论题,并让学生在深入钻研教材的基础上,做好社会调查,准备好讨论提纲,以便讨论时有言可发。总之.生物化学实验课的教学是生命科学本科专业学生实验技能的重要手段之一。强化实验课的教学对于培养创新生物技术和生物科学专业人才具有重要的意义。生物化学实验课教学改革涉及面广,环节多.是个复杂的问题。我们只是在以上的四个方面做了一些有益的尝试.取得了一定的成功经验。还有很多方面时进一步提高和完善。

参考文献:

[1]朱索琴.牛物化学实验教学的现状与改革思路[j].生物学杂志,2004,(2):43-45.

[2]冯志敏,美国大学教学管理与教学模式的研究[j].高教探索,2002,(3):44-46.

化学实验方法论篇4

关键词:卫生理化检验本科毕业论文组织实施

毕业设计(论文)是大学生培养、锻炼和提高综合素质的重要环节,是对学生掌握理论知识程度及实际应用能力的最好检验,是帮助学生提高实践应用能力和创新能力的重要教学环节,是对创新意识与科研水平等方面的综合训练和升华,是培养学生的综合能力不可替代的教学环节[1-2]。下面就如何组织实施卫生理化检验方向的本科毕业论总结和探讨。

一、毕业论文环节容易出现的问题与对策

1.学生的就业、升学期与学位论文设计期时间冲突。

高校理科专业本科毕业设计(论文)一般安排在最后一学期,毕业生考研、实习、就业与论文成文工作交织,高质量的学位论文要求学生选题、定题必须经过一段时间实习,对所研究的问题深思熟虑后,以提纲、报告的形式完成。因此,在教学管理中结合各自专业的特点,在教学总体安排上,将学生学术研究能力的培养适当前移,进行早期渗透,将课程设计、专业实习、毕业设计密切结合。各主要专业课程向前三学年转移,减少第四学年的计划课程,第七学期课程适当减少或不排课,以利于学生提前进行实习与毕业设计(论文)工作。

2.学生对毕业论文不够重视,主动性、积极性不高。

毕业论文不仅仅是一个实践教学环节,更是高校实现人才培养目标的重要手段。不少学生对毕业论文在思想上不够重视,主动性和积极性不高,认为只要完成即可,不追求质量;不少学生没有按预定的毕业论文计划开展工作,以致相关材料、工作进展记录、时间上的安排都无法跟上计划。针对这种情况,应进一步加强对毕业论文(设计)工作的管理,在做好规范化建设的同时,实现毕业论文工作由“重规范”向“重质量”的转变。加强对学生的管理,想方设法减少因学生就业、实习、考研等对毕业论文(设计)的影响。

3.指导老师对毕业论文精力投放不足。

高校教师承担教学和科研的双重任务。随着毕业生数量的逐年增加,教师指导毕业生的数量也在逐年增加。即使教师工作热情很高,时间、精力也难以充分保证。强化导师对学生论文的首要责任并控制指导学生人数,可促使指导教师认真、严格对待学生论文,保证论文质量。把学生的学位论文设计与指导老师的科研课题相结合,这样既便于教师进行科研和指导教学,又可增加校内教师的科研力量,更有利于保证学生学位论文的质量。对于校外实习的毕业生,在确定毕业生论文校外指导教师的同时,配备一名校内指导老师,使得校内导师的理论指导与校外导师的实践技能指导相结合,避免学位论文设计的盲目性和随意性。这样,教师的知识体系得以更新,实习单位的效益得到提高,学生的科研、实践能力得到锻炼,学位论文质量自然随之提高。

4.经费的短缺使毕业论文的实施难度加大。

大部分学校对于本科毕业设计(论文)完成无专项经费,也无专门实验室,致使理科类大部分做毕业设计(论文)实验的本科学生、研究生和指导老师共用一个实验室,有些论文的实验无法正常开展。学校应充分重视此类情况,投入足够的经费,添置必要的图书和实验设备,举办有关训练项目;适当增加指导教师的工作量核算,调动教师的积极性,以便让更多的本校教师指导毕业论文;鼓励毕业论文整理公开发表,并对予以经费支持。

二、卫生理化检验方向毕业论文的组织实施

1.结合卫生理化检验技术的发展趋势进行毕业论文选题。

随着科学技术的迅猛发展,特别是21世纪,卫生理化检验采用的各种分离、分析技术和方法不断完善和更新。许多高灵敏度、高分辨率的分析仪器已经越来越多地应用于卫生理化检验中。目前,在保证检测结果的精密度和准确性的前提下,卫生理化检验正朝着微量、快速、自动化的方向发展。

近年来,许多先进的仪器分析方法,如气相色谱法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法、毛细管电泳法、紫外―可见分光光度法和电化学方法等已经在卫生理化检验中得到了广泛应用,在我国的卫生理化标准检测方法中,仪器分析方法所占的比例越来越大。在样品的前处理方面,采取了很多新颖的分离技术,如固相萃取、固相微萃取、加压容器萃取、超临界萃取和微波消化等,较常规的前处理方法省时省事,分离效率高。

随着计算机技术的发展和普及,分析仪器自动化是卫生理化检验的重要发展方向之一。自动化和智能化的分析仪器可以进行检验程序的设计、优化和控制、实验数据的采集和处理,使检验工作大大简化,并处理大量的例行检验样品。例如蛋白质自动分析等,可以在线进行样品的消化和测定;测定食品营养成分时,可以采用近红外自动测定仪,样品不需要进行预处理,直接进样,通过计算机系统,即可迅速给出食品中蛋白质、氨基酸、脂肪、碳水化合物、水分等成分的含量。装载了自动进样装置的大型分析仪器,可以昼夜自动完成检验任务。

仪器联用技术在解决卫生理化检验中复杂体系的分离、分析中发挥了十分重要的作用。仪器联用技术是将两种或两种以上的分析仪器连接使用,取长补短,充分发挥各自优点。近年来,气相色谱―质谱(GC-mS)、液相色谱―质谱(LC-mS)、电感耦合等离子体发射光谱―质谱(iCp-mS)等多种仪器联用技术,已经用于水质、食品、空气等样品中微量甚至痕量有机污染物和多种有害元素等的同时检测,如样品中的多氯联苯、二因、氯丙醇、多环芳烃、丙烯酰胺等的检测。

近年来发展的多学科交叉技术――全微分析系统,可以实现化学反应、分离检测的整体微型化、高通量和自动化。过去需在实验室中花费大量样品、试剂和长时间才能完成的分析检验,在几平方厘米的芯片上,仅用微升或纳升级的样品和试剂,以很短的时间(数十或数分钟)即可完成大量检测工作。目前,Dna芯片技术已经用于转基因食品等样品的检测,以激光诱导荧光检测―毛细管电泳分离为核心的微流控芯片技术将在卫生理化检验中逐步得到应用,大大缩短分析时间和减少试剂用量,成为低消耗、低污染、低成本的绿色检验方法。

从卫生理化检验技术的发展趋势可以看出,样品的前处理、色谱分析法等仪器分析方法的改进、仪器联用技术、多学科交叉技术,是卫生理化检验方向毕业论文选题的重要领域。各个学校可以根据自身实验条件,选择合适的研究项目,既保证课题的分量与难度适中,又保证课题符合专业培养要求,使毕业论文的实施得以顺利进行。

2.卫生理化检验新方法建立的一般步骤。

在查阅国内外有关文献的基础上,了解待测物的理化性质、原有分析方法的原理和优缺点,提出新的分析方法或改进原方法。通常应该对影响分析方法精密度、灵敏度、准确度和方法检出限的主要因素及样品的前处理条件进行优化。选用优化的分析测试条件和样品前处理步骤,建立新的分析方法,并对所建立方法的性能指标进行评价。

(1)检测条件的优化。

在新的分析方法建立过程中,可以采用单因素条件试验或正交试验,确定各种影响因素的最佳条件。

不同的分析方法所需优化的条件不同,分光光度法需优化的条件有合适的显色反应、显色缓冲液种类和pH值、显色剂用量、显色温度和时间等;气相色谱法在进行测定条件优化时,首选应根据待测组分的性质,对色谱柱和检测器的种类进行选择,然后对柱温、气化室温度、载气种类和流速、可能用到的氢气和空气的流速等条件进行优化;液相色谱法在进行测定条件优化时,首选需要选择的也是色谱柱和检测器的种类,再对流动相的组成、酸度、流速和柱温等条件进行优化,同时必须考察在所选择的最佳色谱条件下,实际样品中待测组分与样品中干扰组分的分离情况。

(2)校准曲线的绘制。

校准曲线是用于描述待测物质的浓度或含量与测量仪器响应值之间定量关系的曲线。测定时,所配制的标准系列,待测物的浓度或含量应在方法的线性范围之内。

校准曲线包括标准曲线和工作曲线,二者的区别在于标准溶液的处理步骤不同。在绘制工作曲线时,标准溶液的分析步骤和样品分析步骤完全相同;在绘制标准曲线时,标准溶液的分析步骤中省略了样品的前处理步骤。

(3)样品前处理条件的优化。

样品的前处理是建立新分析方法的重要一环,是决定分析成败的关键之一。样品前处理的目的是使样品能适合分析方法的要求。通常样品的前处理包括样品的消化或提取、分离和净化等步骤。

对于金属元素或无机物的检测,可以采用干灰化或湿消化处理样品,并对其条件进行优化;对于有机物的检测,可以根据待测物的性质选择合适的提取方法,并进行条件优化,如采用液―液萃取、超声波萃取、振摇萃取、索氏提取器提取等。样品的分离和净化,可以选择并进行条件优化的方法有溶剂提取法、挥发法和蒸馏法、液相色层分离法、固相萃取法等。

(4)干扰试验。

根据样品中可能存在的干扰成分进行试验。通过干扰试验,可以确定干扰组分的允许浓度,通常在标准溶液中加入一定量的干扰成分,以测定值变化±10%作为是否产生干扰的判定依据。如果存在干扰,则应该采取适当的措施加以消除。

(5)实际样品的测定。

采用所建立的新方法检测不同类型、不同基体的实际样品,说明方法的适用性。

(6)方法性能指标的评价。

对于所建立的分析方法,应给出线性范围、检测限、精密度、回收率、方法对照等方法学指标的评价。

三、结语

本科毕业设计(论文)是检验学校整体教育质量的重要方面和手段,也是在校大学生从学校学习阶段走向社会前的一次十分重要的综合训练和实践机会,要重视毕业论文的导师遴选、选题和开题工作,加强毕业论文实施过程的监督检查,建立科学的毕业论文评价体系,保证毕业论文的高质量实施。对于卫生理化检验方向的毕业论文,尤其应重视毕业论文的选题工作,题目不宜过大,以免难以在规定时间内实现预定目标,影响毕业论文的顺利实施。

参考文献:

[1]王蕾.基于全面质量管理的本科毕业论文质量管理体系构建[J].科技资讯,2010,28:229-230.

化学实验方法论篇5

关键词:行动导向;有机化学实验教学;应用型人才

行动导向(Handlungsorientierung)教学最早起源于德国,强调学生在学习活动中的中心地位,强调主动学习,运用多种智能学习,全面锻炼学生能力[1]。上世纪90年代,行动导向教学从德国“移植”到中国,开始了以行动为导向的教学改革。对此教学的研究也开始深入,比较有代表性的有姜大源[2]对行动导向教学的界定:以学生为主体,以行动为导向,以培养综合职业能力为目标,以学习情境为主线,以真实或模拟的职业活动为载体开展教学。主张让学习者“通过行动来学习”,鼓励学生自己独立计划、独立实施、独立检查、独立评价。行动导向教学更多地关注学生,凸显学生的主体地位,彰显学生所拥有的权利,强化学生责任和义务。该方法以能力为本,在高等院校的有机化学实验教学中也具有重要的应用价值。大学有机化学实验课程主要面向化学、化工、制药、生物工程、生物技术、园林、农业设施等相关专业,是专业基础实验课程之一,配合有机化学课程的学习[3]。学生在有机化学实验学习中,有利于有机化学理论课的理解和巩固,可以掌握扎实的有机化学实验动手能力、操作常识及实验室规范等,为以后从事科研或实验工作打下坚实的基础。有机化学实验是有机化学教学的重要一环,学生只有通过亲自动手,才能真正掌握课堂教学的内容,打牢知识基础,培养扎实的科研作风。强化有机化学实验,有利于学生深刻理解掌握所学的理论,提高学生自我探索的能力,同时也将在科学素养的培育等方面发挥重要作用。我校传统的有机化学实验教学模式注重向学生灌输知识,强调实验结果及其处理等问题,学生在实验中只能进行模仿或者验证,未把培养学生创新意识和实践能力作为首要任务。因此,为了改变传统的有机化学实验教学中“学生被动接受”的弊端,使学生由简单的“知识积累”变为“智能提升”,逐步形成自主式、研究式、合作式的学习方式,有效提高学习积极性,研究“以学生为主体,教师为主导”的“行动导向”教学模式在有机化学实验教学中的实践具有极为深刻的现实意义。

1当前有机化学实验教学现状与存在的主要问题

经过长期的教学积累,南昌航空大学的有机化学教学形成了一整套完整的教学方法,在培养学生良好的化学学习习惯、打牢化学学习基础,起到了积极的推动作用。但是由于受各种因素的影响,特别是受现在学生生源层次参差不齐的影响,我校在有机化学实验教学方面还存在许多有待改进的地方。

1.1对有机化学实验教学重视不够

长期以来轻实验重理论,将有机化学实验课作为附属课,有机化学实验教学得不到重视。具体表现在:有机化学实验只开设验证性的简单实验,缺乏综合性、创造性实验;实验课学时数相对不足,学生没有充足的时间完成复杂的实验;教师重视不够,讲完实验后,就让学生自行操作,没有认真观察和指导操作中出现的错误;学生不重视实验预习,讲授期间不注意听讲,已经讲过的内容,提问还是很少有人回答上来,这种情况势必造成实验过程中出现很多操作错误,打碎玻璃仪器等现象出现。

1.2有机化学实验教学模式有待改进

传统的实验课教学模式较为单一,一般是由实验课教师在学生正式开始实验操作之前将要做的实验讲解一遍,包括对于实验装置的搭配、试剂的用量、添加步骤、实验中的注意事项等内容,然后让学生开始实验操作,实验课结束后学生撰写实验报告提交教师。这种单一的教学模式使得学生的实验过程变成了对实验课本和教师讲解的验证过程,学生比较被动,不能主动地思考,禁锢了学生的思维空间,忽视了学生的创新能力,不利于学生对整个实验过程的思考和对实验现象的分析,影响了教学效果。

1.3有机化学实验教学内容陈旧,学生学习兴趣不足

由于不同高等院校的实验室设备条件、师资力量有限,有机化学实验内容的选择上侧重点各有不同,而我校在组织有机化学实验教学时与理论课程的步调并不能同步。目前,我校的有机化学实验教学中实验项目几乎都是基本实验操作技能训练实验和传统的制备实验。这些实验在方法和结果上没有异议,但难以激发学生对实验的好奇心,从而导致学生的实验预习和准备工作流于形式。在这种教学模式下,教师是主体,多是关注自身演示规范与否以及学生是否能够按时完成。学生在学习的过程中处于被动的地位。由于教和学的分离,学生多是关注能否完整“重现”教师的实验步骤,甚至于关注每一个动作和细节,而忽视了对实验目标和实验方法的思考。由于学习过程缺乏自主性,学生普遍感到枯燥和乏味。

2行动导向教学法在有机化学实验教学中的实施

行动导向教学法因其以能力为本位,以就业为导向,运用形式灵活,方法多变而受到职业院校的大力推崇并取得良好效果。普通本科院校在进行课程改革的同时,逐渐在重视学生能力培养,特别是一些实验类课程中综合设计性实验的增多给行动导向教学法的引人提供了很好的契机。行动导向教学是基于行动导向教学模式的一种教学手段,常用的教学组织形式有项目教学法、模拟教学法、引导教学法、案例教学法、张贴版教学法、角色扮演法、头脑风暴法等,下面以我校2014级应用化学专业中《有机化学实验1》第7个实验“水果味香精———乙酸正丁酯的制备”为例说明行动导向教学法在实验课程中的应用。第一步资讯阶段,教师收集有关酯类化合物的相关资料、视频等,由学生阅读相关文献资料,提炼出制备乙酸正丁酯的实验方案,分析实验方案中的重点和难点。本阶段,教师简要讲解完成制备乙酸正丁酯实验的操作要点、关键问题和注意事项。教师提供给学生的背景资料如下所示。酯类是由无机酸或有机酸与醇进行酯化反应缩去水而成。醇或酚与酰卤或酸酐、醇与烯酮类、游离酸与脂肪族重氮衍生物反应也可生成酯。乙酸正丁酯,简称乙酸丁酯,无色透明有愉快果香气味的液体。乙酸正丁酯较低级同系物难溶于水;与醇、醚、酮等有机溶剂混溶,易燃,急性毒性较小,但对眼鼻有较强的刺激性,而且在高浓度下会引起麻醉。乙酸正丁酯是一种优良的有机溶剂,对乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚苯乙烯、甲基丙烯酸树脂、氯化橡胶以及多种天然树胶均有较好的溶解性能。第二步计划阶段,采用头脑风暴法,由教师讲解乙酸正丁酯的物理和化学性质以及常用的制备方法,并播放相关资料视频让班级学生进行自由分组,每组3-5人,根据兴趣选择合作伙伴组成实验小组。实验小组要考虑完成实验所有的相关步骤,并考虑所必须的仪器、药品和试剂等。列出仪器需求表、化学药品试剂需求表、时间计划表等清单,并做出实验的运行计划,同时和指导老师交流。这是一个团队合作讨论的过程,学生们可以从与同伴的讨论中获益。通过讨论培养学生的思考问题的能力,组织、协调和管理能力,人际交往能力和团队合作意识。第三步决策阶段,采用引导式讨论教学法,由教师引导每组学生将各自的方案通过讨论、交流、比较最后形成一个合理的方案并与教师进行探讨。在这一阶段,教师要参与实验小组的讨论并听取讨论结果,帮助实验小组选择那些可以接受的、修订了的或者重新制定的方案。通过讨论与决策,学生接受实验任务,确定一个最优实验方案。教师审查每个小组的实验方案,要求小组负责人给每个成员分配实验任务,帮组其组织并调控实验的有序开展。第四步实施阶段,每个小组实验方案的实施不受时间限制,可以与实验室管理的老师预约协调具体时间。教师打破讲解、指导、评判实验结果的传统做法,尽可能引导每个小组按照实验方案,自我进行实验、分析,找出问题的答案,查找实验中存在的问题与不足。学生操作时,教师要巡回检查与指导,及时发现并纠正学生的错误。教师在指出学生的错误时不应立即给出答案,答案应由小组成员共同寻找。教师尽量以提问方式帮助学生掌握实验原理、步骤及注意事项,增强学生对实验方案中重点内容的认识与实验过程中实验现象的重视,完成实验后启发每个小组对实验方案的有效性进行归纳整理,对其不足之处进行探讨和改进。第五步检查阶段,每个小组把实验方案的实施过程论文的形式记录下来,通过与其他小组横向对,激励实验小组通过学生自查和教师检查来记录实验方案的完成进度和取得成果。每个实验小组都会有单独的检查表,学生能通过该表可以了解要通过什么途径才能实现目标,并在在实验方案的实施过程中不断进行自检,及时纠正错误和改进实验结果。第六步评估阶段,为了鼓励学生的团队协作精神和自己动手动脑相结合,发挥小组中每一个人的作用,我们采用的评分方法是小组和个人相结合。先进行小组之间的评估,每组同学以团队形式展示自己的实验结果,其他学生作为听众进行学习并现场答疑。然后,教师对每个小组的实验方案和完成情况进行评价。无论以何种方式进行反应,最终都要求产品的综合原材料成本低、产品质量好、各种现象和结论分析正确;论文写作要求文字流畅,理论和数据分析正确;在实验中鼓励创新,即使综合成本高一点,也给予适当加分。通过以上六步的行动导向教学,学生反应较好,兴趣很高,都表现出强烈的参与愿望。学生不仅了解有机化学的专业知识,更多理解了团队意识的重要性,既掌握了基本的实验技能又锻炼了社会能力。

3结束语

化学实验方法论篇6

一、构建自主学习的教学模式,发展师范生的教学模式理念

研究和探索教学模式,不仅有利于积极展示和推进课堂教学的科学化、规范化,活跃教学思想,促进教学理论和教学实践的优化组合,提高教师素质,而且对师范生在潜移默化中形成教学模式理念,规范教学行为,培养从教能力具有强烈的示范作用。

90年代初期以来,我有幸得到化学教育界老前辈刘知新、潘鸿章、马经德等先生的指教,在系统学习和掌握了化学课程论、化学教学系统文化、化学学习论等化学现代教育理论的基础上,与学科组的老师们一起构建了在教师引导下以学生自主学习为核心的化学课堂教学模式。其中较有代表性的是:以分层递进引导、组织探究发现为主旨,以“激趣——疑问——假设——验证——结论”为主要教学环节的“引导——探究”教学模式;以学生自主发现学习为主旨,以“定向——自学——讨论——精讲——演练”为主要教学环节的“引导——自学”教学模式;结合对化学实验教学的研究,构建了以实验探索发现学习为主旨,以“观察实验——准备实验——操作实验——串联实验——设计实验”为主要教学环节的“实验串联教学”模式。这些教学模式的总结论文多篇发表于全国核心期刊,运用上述教学模式执教的多堂公开课均获得好评。

为了提高学生综合应用所学知识解决实际问题的能力,为了将来在教学中能引导小学生教学中注重研究性课程的设计与实施,这是对化学教学较高层次的探索。初期,我较多地采用在活动课程中进行以小组合作为基本组织形式,以问题为中心的主题式研究。其一般程序可概括为:选择研究课题设计研究方案实施研究计划信息加工处理成果交流评判。例如:引导学生就铜与浓硫酸实验中对浓硫酸浓度的选择和反应装置的防污染设计进行研究。通过实验操作、比较分析、查阅文献、归纳演绎等方法得出结论:当浓硫酸的浓度范围为84%~90%时,反应速度较快,反应现象明显稳定。通过研究,学生还设计了成套防污染实验装置,撰写的小论文《铜与浓硫酸反应的条件选择》获省和全国中师生化学小论文评比一等奖。

二、加强重在过程的实验教学,培养师范生的实验能力

实验是化学科学赖以形成和发展的基础,是学习化学的媒介,也是小学自然教学的重要手段。化学实验在小学自然教学中虽不是重点,却是教学的难点。因此,培养中师生化学实验能力,不仅关系到中师化学教学目标实施的质量,而且还关系到中师生将来能否适应小学自然教学和开展教学实验需要的问题。

我认为全面的化学实验能力应该是运用实验手段解决问题的能力,是一个多维的心智和动作技能等的结合体。在中师化学实验教学中培养的最基本的实验能力应指观察能力、操作能力、分析实验现象和总结实验结论的能力、实验设计能力以及处理常见实验突发事故的能力。所以在实验教学中,我注重全面发挥实验教学的功能,把教学重点由实验操作的机械模仿训练,转移到形成思维技能、提高实验能力以及学会处理问题的过程上来。其主要思路为:

1、增加动手实验的机会。化学实验和制作具有很强的技能性,需反复多次,严格认真训练方能奏效。我通过开足开齐大纲规定的实验课,优化必修课中的实验教学,重视开设选修实验,加强课外活动实验,布置课外实验与制作等做法让学生多做多练。

2、确保实验内容的多样性。仅以学生实验为例,我们开设了化学实验基本操作,与元素化合物知识相关的探索性实验和验证实验,与小学自然教学联系的实验习题,有体现实验教学灵活性的选做实验,还有旨在进一步培养学生动手能力、鼓励课外研究的课外实验与制作。

3、强调实验设计的研究性。为培养学生从能力,我们开设了与小学自然教学内容有关的实验设计,从目的要求到完成方法以及成果评价等都带有一定研究性:如对实验装置的改进,反应物最佳用量的确定,实验条件的控制等。结合演示实验教学,指导学生将浓H2So4的氧化性,Hno3的氧化性、碘的升华等对环境产生污染的实验装置由敞开式改为封闭式,此外在选做实验和课外实验与制作的设计中还重视了其应用和服务于生活实际的成分。

4、突出实验教学的示范性。在实验教学中要十分重视教师演示实验的示范作用,切实加强对学生分组实验的指导,开放实验室,让学生尝试设计和准备实验的全过程,渗透对小学自然教学的研究。例如在教授“氧和硫”一章中,考虑到小学自然教学中氧气的制取是难点,所以在选做实验中对氧气的制法提出了较高层次的教学要求:学会用Kmno4、KClo3、H2o2等制取氧气,掌握实验的成败关键;并在氨气、甲烷的实验室制法的教学中,又恰到好处地重现氧气制法,这样举一反三,重在过程的实验教学,让学生掌握并达到准备、灵活、协调的程度。

5、注重科学素质教育的全面性。我把实验教学从单纯地当做一种直观工具和辅助手段的从属地位上升到科学育人不可缺少的重要手段的高度,通过实验教学使学生达到掌握化学知识、实验技能和科学方法,养成科学态度和科学自然观,学会运用实验手段解决化学实际问题的能力,并将此迁移为中师生必备的教育能力,为将来创造性地完成小学教育工作打好良好基础。

三、渗透分层递进的学法指导,提高师范生的自学能力

从学法指导入手,是教会学生学习的重要途径。学法指导的设计是有层次的,以化学自学方法为例,第一层次是指学生学会阅读教材,理解并归纳重要内容。以化学概念和原理为主的课文比较适合于这种自学方法;第二层次是指导学生学会整理笔记,比较、归纳知识,形成知识体系。以初中原子结构初步知识为指导来认识元素族性质变化规律的律前元素的课文比较适合于这类自学方法;最后一个层次是让学生学会独立感知材料获取信息,并且将新信息与原有知识结合,形成解决问题的能力。独立地加工信息获取知识,是学生自学能力的一个质的飞跃。例如强调结构与周期规律理论的指导作用,体现“构——位——性”三者统一关系的律后元素的课文较为适合于这类自学方法。

我在教学中经常指导学生使用的课前——课上——课后自学方法“三步曲”是:

1、课前预习法。课前对即将学习的内容布置预习思考题,让学生带着问题自学教材,记忆要领,演练例题,粗解习题,初步了解和掌握教材基本内容。预习使学生主动学习、走在课文内容前面,有利于形成学习的良性循环。

2、依纲发现法。课上揭示学习目标,出示自学提纲和研讨题,在规定的时间内学习主动感知教材、实验、实物、数据、图表、录像等材料,结合研讨题通过观察、思考、讨论、分析推理、综合概括,自己发现问题,得出解决问题的方法和结论。

化学实验方法论篇7

物理化学实验教学是高校基础化学实验教学的重要组成部分。为提高物理化学实验教学质量,文章对近十年来高校物理化学实验教学存在的主要问题进行了系统梳理和归纳,并针对这些问题提出相应的解决措施,从而充分激发学生学习兴趣,深入挖掘学生学习潜力,促进学生创新精神和创新能力的培养。

[关键词]

物理化学;创新能力;实验教学;教学改革

物理化学是高校化学工程与工艺、食品科学与工程、应用化学和制药工程等本科专业的必修基础课程,它是以物理学原理和实验技术为基础,借助于数学运算工具来探究物质体系的化学反应规律的一门科学[1]。实验教学是物理化学学科教学中不可或缺的教学环节,对培养学生的创新思维、实践动手能力和综合素质起着举足轻重的作用。但是,随着时代的进步和现代科技水平的快速发展,高校物理化学实验教学逐渐凸显出一系列问题[2-3]。本文对近十年来高校物理化学实验教学过程中主要存在的问题进行了梳理和总结,在此基础上提出了相应解决措施,对培养具有创新意识、创新精神和创新能力人才有重要意义。

1物理化学实验教学中主要存在的问题

目前,普通高等学校物理化学实验教学中普遍存在一些共性问题,现归纳总结如下:

1.1实验教学内容陈旧,反映不出学科发展新趋势

近十年来,物理化学学科发展迅速,但实验教学部分内容较为陈旧,在实验安排上通常以验证性实验为主,对提升培养学生的学习兴趣和探究事物现象背后科学规律的好奇心不足,且对学生实验技能的培养不够重视[4]。综合性实验开设则较少[5],尤其设计性、探究性实验更是微乎其微。因此,实验教学内容无法反应物理化学学科发展的现状。

1.2实验教学方法单一,未能有效激发学生的学习兴趣

传统的物理化学实验教学大多数采用“灌输式”的教学方法,即教师讲解实验目的、实验原理、操作步骤和实验注意事项,然后学生根据实验教材按部就班地进行实验操作,再对实验结果进行数据处理,最后完成实验报告[6]。近年来,大多数高校普遍采用多媒体教学,教师将黑板变成了屏幕,但大多数并没有改变传统“灌输式”教学方法,多媒体教学信息量大,甚至灌输地更为严重[7]。在整个“灌输式”实验教学过程中缺乏启发式引导,学生缺乏积极主动思考问题,学生在实验过程中积极性不高。

1.3理论与实验教学严重脱节,造成部分学生存在厌学心理

物理化学的理论教学和实验教学在相当长时间内分别由不同任课教师担任,再加上理论课与实验课教学教师之间没有沟通,造成实验课已经开课了,但理论课程却尚未讲到,亦或理论课讲到该部分内容时,学生已经忘记相应实验内容,从而导致理论教学与实验教学出现严重脱节现象[8]。实验课脱离了理论课的指导,学生难以全面、深刻理解实验教学内容,严重打击学生通过实验探索科学规律的学习积极性,长期以往滋生学生的厌学心理,难以达到实验教学过程中理论与实践相结合的目的。

1.4实验考核评价体系较为简单,未能全面客观评价学生实际实验能力

传统物理化学实验教学主要采用教师评价的考核方式[9],其考核评价体系相对较为单一,其考核缺乏层次性和多样性[6],未能充分调动学生的学习主动性和创造性,不利于学生创新思维和创新能力的培养。

2物理化学实验教学改革措施

2.1更新实验教学内容,构建多层次实验教学新体系

根据学生所学专业的特点和需要,教师在实验教学过程中不断更新物理化学实验的基本内容,依据物理化学领域的最新研究成补充物理化学的前沿理论、新方法和新应用,构建“基础性-综合性-设计性-研究性”四层次的实验教学体系。第一层次为基础性实验,主要训练学生掌握物理化学的“三基”,即基本原理、基本知识和基本技能,规范操作得出正确的实验数据和结论。通过基础性实验的系统训练,让学生较好地掌握物理化学的基础知识和实验操作技能,为后续综合性实验打下扎实基础。第二层次为综合性实验,主要培养学生分析问题和解决问题的能力,进一步巩固。综合性实验是在第一层次的实验基础上开设,如设计常见钾盐对水比热容的影响[10],先检测量热计的热容,再采用不同电热发测定不同钾盐水浓度的比热容。通过综合性实验,一方面可以帮助学生巩固前面学习的基础性实验知识,另一方面提高学生综合运用所学基础知识的能力以及提出问题、分析问题和解决问题的能力。第三层次为设计性实验,主要综合训练学生的实验设计、数据处理和综合运用所学基础知识的能力。教师作为主导,学生作为主体。在教师的引导下,充分发挥学生自身的主观能动性,学生提出问题,查阅相关资料,独立进行实验方案的设计,执行实验,处理实验数据,得出实验结论,且学生尽可能自行解决实验过程中碰到的技术问题。学生通过设计实验,灵活运用所学知识研究新问题,必将大大激发学生的学习兴趣和内在潜能。第四层次为研究性实验,主要培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。研究性实验内容可源自教师申请的科研课题,也可以是在教师的指导下,学生根据自己的专业特长和兴趣爱好申请的大学生创新实验计划(校级、自治区级、部级)或挑战杯项目,学生须通过查阅国内外跟课题相关文献资料,撰写申报书并独立进行科学实验。学生通过课题申报、中期考核和结题答辩等系列过程,使学生经过系统严格的科研训练,逐渐形成勇于创新、科学严谨、求真务实的科学品质,进而学生的创新意识和创新能力得以显著提升。

2.2建立问题为核心的教学模式,采用多元化教学方法

问题式教学法是一种以问题为核心,教师为主导,学生为主体的教学模式,其中问题的设计是关键[11]。实验教学过程中,教师可以科学设计“系列问题”。根据问题的覆盖范围,问题可分为普遍性问题和特殊性问题。普遍问题是面向全班大多数学生的问题,涵盖实验中要求全体学生要掌握的基本知识、基本操作和技能;特殊性问题是针对少数学生实验过程中碰到的问题,引导学生积极思考,分析问题的原因,激发学生探究问题的好奇心和求知欲。实验开始前,学生写好预习报告后进行谈论实验过程中可能出现的问题,探讨问题出现的原因,避免问题出现的措施。实验过程中,学生应注意观察实验现象,鼓励学生灵活运用所学知识解释实验过程中碰到的现象,深入探究实验现象背后隐藏的化学机制。实验结束后,全班同学积极讨论实验过程中遇到的难题,结合启发式教学方法,鼓励学生踊跃发言,培养学生的分析、归纳和表达能力。项目教学式教学法是以实验项目为对象,学生为中心,在教师的引导下,学生对项目进行处理,从资料收集、方案设计和项目执行到项目的结束都由学生讨论协作完成的一种新型教学方法[3]。与传统灌输式教学法相比,该方法特点在于以项目为主线,学生为主体,教师为引导,教师不仅是知识的传播者、引导者,同时也是项目的共同参与者和监督者。项目教学法中项目的设计是关键,根据学生的认知水平和知识结构,采取由简单到复杂,由浅入深设计实验项目,充分调动学生学习的积极性,让学生去发现问题,分析问题和解决问题。开放式教学法是将实验室对外开放的一种教学方法。开放式实验教学允许学生选择自己感兴趣的实验项目,开放式实验室为学生提供开放、宽松、自由的学习环境,让学生充分发挥自己的想象力和创造力,培养学生实验过程中关注重要实验细节,养成科学、严谨地记录实验数据的好习惯,同时为学生从事研究性项目打下良好基础。

2.3理论与实验教学相对接,使学生喜欢理论爱做实验

物理化学实验对深入理解物理化学基础理论具有重要作用,而物理化学基础理论对解释物理化学实验现象有指导作用。因此,物理化学实验课和理论课是有机结合、密不可分的有机结合整体。为达到理论课和实验课相结合的目的,担任物理化学理论课教学的教师尽量担任物理化学实验课的教学;若理论课和实验课分别由不同教师担任,那么理论课教师和实验课教师之间应及时沟通,以保证理论课在和实验课相对接。当开设物理化学理论课后应紧接着开设实验课,以加强学生对物理化学基础理论的深入理解;教师在物理化学实验教学过程中采用多媒体教学结合黑板板书,可以使抽象的物理化学基础理论变得生动有趣,学生通过物理化学实验课,可以激发学生学习理论知识的兴趣,充分挖掘学生的学习潜力,使学生喜欢理论爱做实验,以达到理论和实验相结合的目的。同时为了让学生较多地接触物理化学发展的前沿,掌握先进的实验技术,学校不断加大投入更新物理化学实验试备,让学生接触和使用更多先进的实验仪器。如在“凝固点降低法测定葡萄糖的摩尔质量”实验中采用数字式精密温差测量仪代替了贝克曼温度计;在“氨基甲酸铵的分解平衡”实验中用数字式低真空测压仪代代替了U形管水银压力计。这些仪器采用新型传感技术,精确度高、稳定性好、操作简单、使得整个物理化学实验的测温测压手段更加先进,从而提高学生做实验的兴趣。

2.4建立综合考核评价体系

传统的实验教学考核方法,通常注重物理化学实验理论要点的考查,将实验报告作为考核的主要依据,这样的考核方式侧重笔试,忽视了对学生实验操作能力的考核,具有单一性和片面性,很难如实地反应出学生的真实水平。因此对物理化学实验课成绩的考核做了改革,制定了“物理化学实验学生成绩考核细则与评分标准”,明确实验成绩考核的具体内容为平时操作(含预习情况、操作的熟练程度、纪律、安全)、实验报告、期末实验考核(含实验操作考试、理论考试)七部分。其中平时操作成绩(含预习、操作的熟练程度、纪律、安全)占30%、实验报告成绩占30%、期末实验考试成绩40%。重点增加了期末实验考试,主要对基本原理、基本操作、数据计算及处理进行现场抽题考试,抽题是由学生本人随机抽签,一人一题,考试内容含物理化学实验仪器的使用、物理化学参数的测定、实验数据的计算及处理。通过以上改革,避免了以往只凭实验报告评定成绩的弊端,使实验教学的考核趋向科学化,提高学生学习的兴趣和竞争性。同时为了更加客观全面评价学生的实际情况,我们拟将学生引入考核主体,在平时操作成绩的评定中,采用学生自评(权值10%)、学生互评(权值30%)和教师评价(权值60%)的多元评价评价体系,突破传统的单一教师评价方式,以体现以教师为主导、学生为主体,提高学生对实验成绩的认可度,激发学生的学习兴趣。

3结语

综上所述,物理化学实验教学改革是一个长期不懈努力的过程。物理化学实验教学只有通过不断更新教育理念,紧跟现代科技水平的步伐,不断更新自身实验教学内容,同时实现理论教学和实验教学的有效对接,综合运用多种教学方法、手段,构建科学合理的综合考核评价体系,考核实验过程与实验结果并重,建立学生在实验过程中的主体地位,激发学生的学习兴趣,充分调动学生学习的主动性和创造性,深入挖掘学生的学习潜力,才能真正意义上提高学生的创新意识、创新精神和创新能力。

作者:刘纯友程谦伟田玉红单位:广西科技大学生物与化学工程学院

参考文献

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[8]郭婷,孟涛,方伊,等.“理论、实践与科研三维一体”物理化学实验教学改革[J].实验室研究与探索,2015,34(5):138-140.

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化学实验方法论篇8

[关键词]“pDCa”循环;理实一体化;教学模式;无机化学

无机化学是化学学科的重要分支,是高等医学院校中开设的制药工程、药学、药物分析、食品质量与安全等专业的必修基础课程。目前,传统的无机化学课程教学一般将理论和实验分开进行,理论课时偏多,实验操作偏少,理论和实践衔接不上,造成理论和实验脱节。传统的教学模式容易导致学生上课效率低、动手能力差,不符合时代的要求[1]。为了改变这一现状,根据制药、食品等专业无机化学课程的大纲要求以及现实问题的存在,摒弃传统的“理实分离”的教学模式,探讨“理实一体化”教学模式在无机化学课程教学中的应用。“理实一体化”教学法打破实验课和理论课的明显界限[2-3],整合无机化学理论和实验课程体系,实现教、学、做一体化。在“理实一体化”教学过程中,课堂教学节奏的控制非常重要,理论与实验教学穿行,教学过程中容易出现随意性。尝试在无机化学课程“理实一体化”的教学过程中引入“pDCa”循环质量管理法[4],使每个教学步骤都能在计划、实施、检查、处理的控制中有效完成,并通过不断循环,改进无机化学课程的教学方案。希望通过这一新型教学模式的探索和实践,激发学生学习无机化学课程的兴趣,提高教学实效性,实现教学相长。

1基于“pDCa”循环”的“理实一体化”教学模式

“pDCa”循环法是美国著名的质量管理专家戴明(w.e.Deming)博士在20世纪50年代初提出的全面质量管理方法,简称戴明环,广泛应用于质量管理的标准化、科学化循环体系[5]。“pDCa”循环是按照特定的顺序进行组织管理的科学程序,包括四个阶段:计划、实施、检查和处理。“pDCa”循环法提出后,广泛应用于各个领域。国内外教育研究工作者将“pDCa”循环法引入高等教育中,实践证明在教学过程中实行全面质量管理具有一定的可行性[6]。“理实一体化”教学模式中的“理”指理论教学,“实”指实验教学。将理论学习和实验操作融为一体,以提高学生的理论知识水平和实验操作能力为目标,可以使教学过程更加形象化、具体化、直观化。学生可以在实验操作中学习理论知识,在掌握理论知识后指导实验训练,既可以降低学习理论知识的难度,又可以提高应用理论解决实际问题的能力,是比较适合实验型学科的教学模式。无机化学课程涉及知识体系跨度大、原理复杂、概念抽象,让很多学生对无机化学心生畏惧。在无机化学课程中引入“理实一体化”教学模式,将理论和实验内容进行重新整合,减少了理论课和实验课之间知识的重复。进行理论与实验一体化教学,可以锻炼学生的实验操作技能,体现学生的主体参与作用,培养学生分析和解决问题能力,是充分调动和激发学生兴趣的一种新型教学方法。“理实一体化”教学过程中,师生双方边教、边学、边做,教与学的自由度变大,教学过程难以有序顺利地进行,甚至可能会失去控制。在“理实一体化”的教学过程中,引入“pDCa”循环法全面管理整个教学过程。教学过程在“pDCa”循环法四个阶段的监控下完成,其目的是在以教师为主体控制下,既可以使学生在学习过程中发挥主观能动性,有计划、有目的地完成理论知识的学习和相关的实验操作训练,也可以有效防止教学内容随着外界的影响因素而出现偏差,在最大限度上因材施教,保证教学顺利完成。

2新型教学模式在无机化学课程中的构建

2.1教学计划阶段———课前准备

“理实一体化”教学将理论和实验合二为一,会加大课堂授课容量和教学难度,所以备课阶段是实施“理实一体化”教学成功的关键条件,也是“pDCa”质量控制循环法的计划阶段。“理实一体化”要求,教师必须具有扎实的理论知识功底和熟练的实验操作水平。教师在计划阶段所要做的工作是充分剖析无机化学课程特点,结合相关专业的特点和背景,整合无机化学课程内容,精心设计教学过程。教师要准确掌握现实所有条件,参考教学大纲,阅读书籍资料,精选课堂内容,制定教学计划,确定教学方案,制作电子课件,参与实验准备。计划阶段在“pDCa”循环法中处于基础地位,理想的教学计划可以提高学生学习的积极性,从而提高课堂教学效率。2.1.1整合理论和实验教材,制定教学计划“理实一体化”教学模式要求所使用教材既可以用于理论教学又可以用于实验教学。根据制药、食品等专业对无机化学课程制定的教学大纲,在“理实一体化”教学模式的基础上对《无机化学》和《无机化学实验》教材进行分析和整合。设计理论和实验一体化教学方案,将有关理论知识融入实验,实验中探究涉及的理论知识,理论和实验交替进行,注重理论讲授和实验操作的时间比例,统筹考虑和组织师生教学活动在规定的时间内完成。在“理实一体化”教学中,学生会因实验需要而产生学习理论知识的动力,使课堂教学从学生被动听讲变成教师积极引导,让学生知其所以然,有效地突破教学重难点。“理实一体化”教学应摒弃传统的实验报告模式,设计适合“理实一体化”教学模式的新型实验报告,应包括实验原理(简要概括实验涉及的理论知识),实验过程(绘制简单流程图进行表示)、实验数据处理(真实数据记录和处理)、实验思考题(包含理论和实验知识点)、实验收获和感想(实验成败的注意事项,实验过程的自我评价,实验改进建议等)、创新实验设计(查阅文献资料、设计实验方案)等部分。“理实一体化”教学过程中,学生可以自主操作、相互合作、自由讨论,课堂的自由度变大。所以教师必须精心设计教学方案,不断钻研教学方法,满足无机化学课程的理论教学与实验训练的传承所需。2.1.2多媒体辅助,优化教学资源“理实一体化”教学应将实验室和多媒体教室合二为一,理论讲授和实验操作同时进行,使得抽象的理论知识实验具体化,实现理论对实践的指导。在教学过程中,尽可能采用多媒体课件,以文字、图片、视频‘动画、仿真模拟等多种形式,给学生提供大量的视觉、听觉信息和资料,使学生一目了然。在实验教学中,可以用多媒体课件、动画模拟、模型展示等形式介绍实验仪器的用途、实验装置的搭建、实验注意事项、实验过程的演示等。在“理实一体化”教学中使用多媒体辅助教学,可以使教学过程更加生动有趣,有效地促进学生对理论知识重难点的理解和实验操作要领的掌握。2.1.3参与实验准备,进行实验预试“理实一体化”教学中的实验项目,是应用具体实验解决理论问题的实践训练,特点是内容繁多、任务较重。授课教师想要应用自如地掌控实验操作和理论讲授的节奏,需要协同实验室老师准备好实验仪器和药品试剂,预防一些常规差错,保证学生实验能顺利进行。实验准备到位后,教师要对实验进行预试,完成所有实验操作,以便了解所需实验时间以及实验过程中可能会出现的偏差和问题,制定出相应的实验预案。

2.2教学实施阶段———课堂教学

实施阶段指按照预先制定的教学计划,对可能出现的问题进行预防和控制,是管理把控“理实一体化”教学质量的关键。教师要把握课堂的节奏,“讲授”主要集中在知识点的引入与小结上,多种教学方式并用,如讲授启发、设疑解答、互相讨论、多媒体辅助、实验演示、学生实验、师生交流等,进行理论和实验穿插的实时教学,要求学生如实记录实验原始数据。(1)实验:缓冲溶液具有缓冲作用(表1),介绍吸量管、移液管、pH试纸的使用方法。(2)理论:根据实验结果,探究缓冲溶液的缓冲原理、缓冲溶液的概念,缓冲溶液的组成等理论知识。(3)实验:再次验证缓冲溶液的抗酸、抗碱、抗稀释作用(表2、表3、表4)。(4)理论:介绍计算缓冲溶液pH值计算公式-缓冲公式、校正公式。(5)实验:介绍缓冲容量的概念,进行缓冲容量的影响因素实验(表5、表6)。(6)理论:根据实验结果探究缓冲容量的影响因素。通过公式推导,介绍缓冲溶液的总浓度和缓冲比对缓冲容量的影响、缓冲范围。(7)实验:缓冲溶液的配制,介绍pH计的使用。(8)课内小结,交流讨论。

2.3教学检查阶段———评价测试

教学检查阶段指评估实施预定教学计划的效果,检查实施方案是否可以很好地达到预期的教学目标,是否能够有助于提高教学质量。“理实一体化”教学模式可以采取多种评价方式,如纸笔测试、实验操作考核、实验报告等,综合地评定学生成绩(表7)。通过评价测试的结果,对学生学习情况进行了解,总结并评估教学计划能否达到预设的目标,是不是合适有效的方案。在课堂上,教师要边授课边观察学生的学习反馈情况,及时发现问题,重复讲授教学重难点,使学生透彻地理解,提高学生的实验技能水平。一般情况下,教学计划实施的效果会跟预设的目标存在一定的偏差,教师需要找出出现偏差的原因,分析存在的问题,建立相应改进方案,以便在下一个“pDCa”循环的计划阶段修订和完善教学方案。

2.4教学处理阶段———总结反思

教学处理阶段是“pDCa”循环的最后一个阶段,也是对教师教学活动的总结和反思。教师根据授课任务和内容,及时审核检查教学计划的执行情况,总结经验教训。一方面对教学中成功的经验加以推广,作为下一轮“pDCa”循环的借鉴之用;另一方面要找出该次循环中存在的问题,并且建立改进方案,转移到下一轮循环中解决和完善。循环中的每个环节可以请同行教师进行监督,使教学质量随着“pDCa”循环逐级上升。教学工作完成后,教师对整个教学过程进行综合评价,找出存在的问题,制定改进措施,在新的一轮循环中制定新的授课方案并付诸实施。每一次授课每一个阶段都是一次小的循环,经过一学期的实践,完成一次大的循环。大环套小环,每次大的教学改进都是由许多小型的“pDCa”循环组成,使教学活动不断循环进行,教学质量不断逐级提高。

3讨论

“理实一体化”教学过程中,用实验带动理论教学,用理论指导实验教学,使学生在创设的真实情景下学习,以激发学生的学习兴趣。在无机化学课程采用“理实一体化”新型教学模式,授课容量增多,教学难度增加,课堂自由度增大。运用“pDCa”循环法对教学过程进行全方位和全过程的质量管理,按照计划、实施、检查、处理的顺序不断循环,每次“pDCa”循环都是在上一个循环的基础上发现问题和解决问题,并且更高一级的平台上开始新的“pDCa”循环(图2)。学生在学习的过程中,也按照计划、实施、检查、处理的循环去完成学习任务,有利于提高学生自主学习和自主创新的能力。

4结语

通过“pDCa”循环全面监督管理整个无机化学课程的“理实一体化”教学过程,可以实现教师对教学节奏、教学内容、教学效果的有效管理和控制,预防教学内容及重难点随着外界环境的变化而偏离的情况发生。在“pDCa”循环管理体系的监控和管理下,构建师生双方“理实一体化”教与学的模式,不但促使教师教学思想的转变,激发学生的学习兴趣,还可以培养适应社会需要的专业人才。在保证教学任务完成的基础上,在循环中创新,在创新中循环,使教学效率和教学质量逐级循环上升。将理论课程和实验教学有机融合在一起,通过“pDCa”循环管理促使理论和教学各个环节共同作用,将创新意识和实践能力培养的理念贯穿于人才培养的全过程,体现现代实验型学科教学体系的基础性,系统性和实践性。

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[5]李波.pDCa循环理论在高校教学质量管理体系中的应用[J].现代教育科学,2010(3):51-53.

化学实验方法论篇9

按教育学的思想,学校开设的每一门学科首先是要让学生学习、了解、掌握该学科的基本结构。"所谓基本结构,就是指这门学科的基础知识、基本原理和基本规律,以及研究这门学科的基本方法"。而且关于方法的教学目标丝毫也不比知识目标来得次要。在物理学科中,最具价值,也是最活跃的部分正是科学研究方法。每一个物理问题的解决、每一个物理定律的得出,总是伴随着科学方法的应用与产生;同样,新的科学方法的产生与应用又总可转化为更多物理概念的形成与物理问题的解决。伽利略对物理学的最大贡献正在于把实验方法引入物理学研究,从而彻底地改造了物理学,使它从思辨学变为建筑在实验基础上的科学;法拉弟引入了"力线"的研究方法,使物理学研究抽象问题的过程更直观、形象;麦克斯韦正是应用了数学方法,把电磁学的四条实验定律改造成堪称物理学中最具科学美的公式典范。

方法,是人们在认识世界和改造世界的一切活动中所运用的各种途径、方式、和手段的总称,科学方法就是指在研究与解决科学问题过程中所运用的策略、程序、办法。在高中物理教材中,渗透了很多科学方法,既有一般的逻辑范畴的归纳方法、推理方法、类比方法、分析方法和综合方法,又有较为特殊的科学范畴的观察方法、实验方法、理想化方法、等效方法、模型方法、科学假设方法、对称(守恒)方法等。物理知识(概念、规律与原理)只是这些方法运用于物理研究后的"形式化"产物,方法活跃在知识获得的过程中,科学方法的教育对改进人的能力结构有着十分重要的作用。伦琴对X射线研究的周密安排,使得这一发现在一周内即被世界所公认,这正是由于他对实验方法的深刻理解与正确应用的结果。

正因为方法是在知识获得过程中起作用,所以为了在教学中不让方法的教育价值流失,就应该特别注意物理概念的归纳过程以及物理规律的研究过程的教学,要充分展开这些过程,以及在这些过程中的思想与方法,让学生能够体验科学方法在研究中的重要作用与价值,从而实现科学方法的独立教学目标。下面就几个重要的方法举例说明。

一、实验方法

这是"人们通过科学仪器和设备在有目的地干预、控制或模拟客观对象的条件下获取科学事实的一种研究方法"。实验方法是提出研究课题、构思科学假说、建立科学理论的重要途径和基本手段。例如,法拉第电磁感应定律的建立;光电效应正是在实现电磁振荡的实验中发现的新课题;玻尔的量子轨道理论正是在氢光谱的实验基础上提出的假说;迈克尔逊的精妙的"以太风"的零结果实验,成为了爱恩斯坦狭义相对论的重要实验依据。

在教学过程中如何展示实验方法在物理研究中的重要地位,是实验方法教学的重点。为此,对实验的目的和作用应该有足够的重视,要使学生知道,每一个演示实验和分组实验究竟要解决什么问题?这些问题的解决能否通过其它办法完成?特别是有些按高中学生的理论知识进行分析判断较难得出正确结论的问题,要注意用实验方法来解决,而不要单纯进行理论分析,因为这正是体验实验重要性的好事例。如在光学部分,光从折射过渡到全反射的现象,这是学生凭直观想象所不能得到的结果,所以在教学过程中不妨先对此进行理论的讨论,揭示矛盾,然后再进行实验,使学生在观察到全反射现象时,能较好地体会到实验的作用。

实验方法,并不仅仅在演示实验或学生分组实验中才用到,应该在物理教学中充分运用实验方法来解决问题。如分析一个力学问题:一个轮轴放在水平地面上,在它的轴上绕着线,当向右拉线时,轮将向哪个方向运动?学生按直接经验,往往会得出轮向左滚动的结论。如果只是对学生进行理论分析,这个题的意义就不大,但如果我们用实验演示一下,当实验显示的结果与学生的判断相反时,这将会给学生留下深刻的印象,使学生体验到实验对解决物理问题的重要作用。

由于高考的影响,在物理实验教学中,教师较为注重的是对实验原理的理解、实验仪器的使用、实验误差的分析等内容,在事实上将冲淡对实验方法在物理研究中的地位和作用的体验,从而使实验方法的重要价值流失。掌握高中物理的具体实验原理、仪器使用方法及实验误差分析等当然有它们的积极意义,但这些主要还只是知识方面的意义,而让学生通过物理实验懂得要获得物理知识,离不开实验,才是实验教学中更具深远意义的目标。可以说,培养学生的动手欲望,比培养学生的动手能力更为迫切和重要。我们的实验教学过分地突出知识性的内容,从而严重地冲淡了实验教学的方法意义,这是一种"系统性"的低效率,至少对科学素质的培养来说是这样。因此,我们的实验教学的目标应有新的定位,不要把有限的教学时间都放在很快就会被遗忘的具体知识内容上,而应该更多地考虑那些有长远意义的教育内容。

二、科学假说方法

是"根据已有的科学理论和新的科学事实对所研究的问题做出猜测性陈述并加以验证的一种科学研究方法"。作为一种科学假说,它必须能说明和解释对象已知的事实;能解释原有理论无法解释的事实,并把原理论作为一个特例包含在自身之中;要使新假说比原理论更具逻辑简单性;并且新假说往往还能演绎出新的结论并能通过(判决性)实验加以检验。假说的提出,既要有一定的经验基础,包括关于研究对象的某些经验事实或其它方面的信息,又要有直觉、灵感等非理性因素的作用。假说是使物理学从经验上升为理论层次的中介和桥梁,是物理学发展的重要形式。惠更斯的光的波动学说、安培的分子电流假说等都是科学假说的典型。又如普朗克在研究"黑体"辐射时提出了"量子"假设,但他的假说只限于光与其它物质发生作用时的特性;而后,爱恩斯坦在解释光电效应时,进一步提出了"光量子"假说,把"量子"假说向前推进到了光的传播过程中;玻尔更把这种假说引入原子领域,建立了量子力学,从而使物理学跨入了一个全新的时期。这个事例生动地注释了"科学假说是科学发展的主要形式"这一论断。

在进行科学假说方法教育时,要特别注重揭示新的事实与旧的理论之间的矛盾。如卢瑟福核式模型的教学过程中,要充分展示α粒子散射实验的结果,要分析实验结果与汤姆逊的"枣糕"模型的不相容的特点,这才能使学生体会到卢瑟福的核式模型的并非是一般猜想,而是建筑在实验事实基础上的一种科学假说。在高中物理教学过程中,要注意给学生创造根据实验结果来推测理论的机会,这既可以活跃课堂气氛,又可以使学生体会怎样根据事实来进行理论构思。

三、理想化方法

这是"运用理想模型在思维中排除次要因素的干扰,从而在理想状态下进行计算和推论的方法"。理想化是个总概念,其中有理想化模型、理想化过程、理想化实验。理想化方法,是物理研究能够得以进行的一种重要方法,因为任何一个事物或现象都不是孤立的、单一的,它们总是多样性的统一,并总是与其它事物有着错综复杂的联系,如果我们在研究某些特定的问题时,要顾及所有的因素,那么就只能一事无成。可以说,没有理想化方法,就不会有今天这样完美的物理学。在高中物理教材中,理想化模型、理想化过程、理想化实验是经常出现的一种方法,如伽利略的斜面实验就是用理想化方法研究自由落体运动的经典,理想气体状态方程的建立又是对气体运用理想化方法(模型)的结果,其它诸如质点、匀变速运动、单摆、点光源、薄透镜、点电荷、理想变压器等等,无一不是理想化方法在物理研究中的运用。在教学中,关键在于要让学生了解,为什么要作理想化处理,由此带来的结果是什么,以使学生能体会到理想化方法的作用。

四、等效方法

化学实验方法论篇10

关键词:中职;化工分析;一体化

中职《化工分析》是一门以定量分析为重点,实践性强,应用范围广的化工专业的核心课程。它综合了知识和技能训练的基础,对培养学生的科学素养和可持续发展起着不可替代的作用。但是,中职学校生源质量的逐年下降与化工企业需要化工分析专业人员存在很大的鸿沟,要把中职学生转变成企业所需的人才,迫切需要实施教学一体化,而实施一体化教学,关键还要有一体化的教材,笔者在结合云南大多数化工企业的实际及六年的化工分析教学及培训经验,积极开发适合于职业学校化工专业学习,又适用于企业需求的一体化教材,帮助学生实现与企业顺利“接轨”,由学生到化验工作人员的角色转变。

1实施《化工分析》理论实践一体化教学方法的原因分析

首先,实施《化工分析》理论实践一体化教学方法是由职业教育特点所决定的。职业教育要以能力为本位,突出实践在课程中的主体地位,使学生毕业后能够具备相应的化工分析的能力,能够进行分析化验的实际操作,要求既有化工分析的基础理论,又要能独立进行实践,所以《化工分析》应该采用理论实践一体化的教学方法。

其次,从学生实际出发。技校学生普遍基础较差,学习习惯不好,厌学,只是讲理论,学生容易产生疲劳,失去学习的兴趣,而一体化教学以学生为主体,让学生亲自动手,通过观察和实验,自己去感知、去体验,去主动积极地学习,充分调动学生的主观能动性,讲授、听课与实验、操作等教学形式一体化实施,能有效提高学生学习的有效性和针对性。最后,为学生职业生涯发展奠定基础。将理论、实验、实训等教学内容一体化设置,使学生能够学会学习、学会技能、学会合作、培养学生良好的职业习惯等。

2如何更好地实施理论实践一体化教学方法

2.1化工分析理论实践一体化教学内容的编写

化工分析一体化教学目前还没有教材,笔者积极开发适合于职业学校化工专业学习,又适用于企业需求的一体化教材,本着理论联系实际;必须、够用、管用;结合职业资格鉴定;适应企业岗位要求的设计原则,依据四个结合:结合专业培养目标和课程培养目标,结合岗位需求,结合职业标准,结合学生实际来确定课程内容。在教学设计中;充分利用现代教育技术,将理论、实验、实训等教学内容一体化设置,采用多媒体教学和实验教学相结合,周学时4学时,共两个学期,共160个学时,其中理论模块70学时、实验模块70学时、实训模块20学时:理论分为7个模块11个任务进行,分别是化工分析概述、实验数据处理、滴定分析法、重量分析法、仪器分析法等七个模块,11个任务分别为:化工分析的意义和作用,误差与分析数据处理,重量分析,滴定分析概论,酸碱滴定法,非水溶液酸碱滴定法,沉淀滴定法,配位滴定法,氧化还原滴定法,分光光度法,色谱法。结合云南大多数化工企业的实际,确定企业中化验的核心部分为滴定分析法,实验部分分为必做的基础实验和针对不同就业方向的选作实验以及针对不同企业的实训。

重化工专业职业岗位技能训练项目:尿素肥料中氮含量的测定、饲料级磷酸氢钙中总磷含量测定、饲料级磷酸氢钙中钙含量测定、煤中全硫量的测定。

轻化工专业职业岗位技能训练项目:复方胃舒平中al和mg含量的测定、水果中总酸量及其维生素C含量的测定、绿茶中镁和铁含量的测定、食盐中碘含量的测定。

化工分析实施分层次选修目的是尊重学生的个体差异,调动学生学习的主动性、积极性及参与性,让学生自己选择适合自己的层次,变被动学习为主动学习。

2.2化工分析一体化教学方法

化工分析一体化教学方法可采用项目教学法、任务驱动法、模块教学法、分层教学法、小组合作学习法等,比如笔者在讲述配位滴定法和氧化还原滴定法的区别时采用任务驱动法,提出“绿茶中镁和铁含量的测定”的设计任务,启发学生分析被测物质性质与分析方法的选择,层层剖析,讲述配位滴定法、氧化还原滴定法的特点及其适用范围,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的自主性和创新意识。

中职学生作为特定的学习群体,其目的是学一技之长,只有与其将来生活实际息息相关的教学内容方能引起学生的学习兴趣。教学内容的设置要从实践出发,回归生活,向真实的生活情境转化,更多地利用学生所面临的生活环境来设计教学内容。如在讲解重量法时提出任务:板蓝根中水分含量如何测定?使学生将化工分析能进行思考,并将能学以致用。

化工分析在理论上要求“必须、实用”原则,重点培养学生的基本操作技能,这就要求以学生为中心,重视实验教学。实验教学中采用多种教学模式:如教学做一体化,我讲给你听、我做给你看、你做给我看、我来纠正你的教学过程,或者采用任务驱动,布置任务、按照方案自行准备、独立实验、自我评价,还可以采用操作技能大赛、创新实验大赛等多种教学模式,充分调动学生的参与率和主动性,最大限度地激发学生学习化工分析的热情。

2.3化工分析课程的考核

化工分析的考核分为过程性考核(占总成绩20%)和终结性考核(占总成绩80%),终结性考核(占总成绩80%)包括理论知识考核40%和岗位技能考核40%,充分体现了化工分析是一门重实践的课程,从知识和技能两个方面综合考察学生的能力。