化学实验的目的范文

时间:2023-10-23 16:02:04

化学实验的目的

化学实验的目的篇1

关键词:无机化学实验;提高实践能力;创新;改革

中图分类号:G642.423 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2015)33-0168-02

化学是一门以实验为基础的综合性学科,与其他学科有着密切的联系,且在医学、科技等方面有着广泛的应用,对化学的学习和研究至关重要。且无机化学是高等师范类院校化学专业开设的第一门基础性较强的专业课程。所以,在专业课程的学习中,无机化学起着举足轻重的作用,只有“练好”扎实的基本功才能学好以后的专业课程。无机化学课程包含的内容一般都为元素、化合物的一些较为琐碎的性质,学生学习起来容易混淆。而无机化学实验恰巧可以辅助理论知识的学习且可以帮助理解抽象的理论知识。通过无机化学实验的学习,使学生理解实验的基本原理、掌握实验基本操作以及学会对实验现象和数据的分析和处理等。无机化学实验这门课程着力于锻炼学生勤于动脑、善于动手的实验精神,培育学生成为具有全面的基础知识和熟练的实验技能的人才。

一、无机化学实验中存在的问题

在进入大学以前的化学课程学习中,化学实验或许并没有深入到每位学生的心中,只是盲目地认为实验结果是评价一个实验是否成功的唯一标准。其实不然,因为良好的实验习惯、合理的实验方法以及正确的实验操作对于一个学生来说无异于锦上添花。所以,及时指出和纠正学生在实验过程中存在的这些问题非常必要。就学生在实验过程中存在的问题指出下面几点。

1.端正实验态度的培养

在没有正式进入无机化学实验室之前,化学实验在很多学生心中无异于按照实验书上的内容机械性的安装实验仪器、滴加实验药品、模仿实验操作、记录实验现象等。对于实验目的并不明确,不能很好地掌握实验的要求。所以,端正的实验态度是进行实验的首要要求,也是培养学生的动手动脑能力的必要条件。

2.良好实验习惯的培养

首先,进入实验室,学生都应该习惯性地穿好实验服,以防一些类似于酸碱性较强的药品烧伤皮肤或衣服。其次,有些学生习惯在进入实验室后将书包等与实验无关的东西放在试验台上。这个行为隐藏了极大的危险性,因为在无机实验中,常会用到酒精灯等易燃易爆的仪器。在实验中,如果不小心将酒精灯碰倒会引燃实验台上的物品,从而引发一系列不堪设想的事故。最后,在实验完成后,废弃药品及实验台卫生的处理也很必要。实验完成后,应该培养学生自主收拾实验台以及处理废弃药品的良好习惯,保持实验台整齐,方便其他学生使用。

3.专业实验操作的培养

在正式进入大学的化学实验前,中学老师大多数都注重于专业知识的指导。所以在实验过程中的实验操作存在各种各样的问题,且实验操作不准确会影响实验结果的准确性。而无机化学实验恰好是学生入学以来首次进行的实验,这就要求无机化学教师能及时纠正学生在实验过程中不正确的操作,为后面的其他专业课程的学习打下良好的基础。

二、实验中存在问题的解决

1.良好实验习惯的培养

由于学生没有良好的实验习惯而造成的实验室事故令人刻骨铭心,这样的例子也屡见不鲜。所以,可以通过第一节实验课时播放一些实验事故的宣传片、图片,或上网收集一些实验事故给学生观看。这样可以给学生敲个警钟,实验过程中,学生也会更多地注意这些问题,可以减少此类事故发生的概率。

2.专业实验操作的练习

在中学时代养成的错误操作习惯会给学生以后的实验带来或多或少的安全隐患。所以,纠正学生错误的实验习惯势在必行。教师可以将学生分组进行教学,可以通过播放教学视频来让学生观看正确的实验操作,然后每个小组进行比赛,学生自己通过纠错其他小组的实验操作来熟练或者纠正自己的实验操作。

三、创新研究实验方法

观察和总结以往无机化学实验课程发现,传统的实验教学方式一般为教师讲,学生听,教师在上课过程中缺乏一些创新性,一味地将自己的思想灌输到学生脑中。这种“填鸭式”的教学方式存在很多的弊端,不仅教师授课费劲,学生提不起兴趣,也会抹杀学生的创新能力。实验中学生不能很好地注意到老师在讲解过程中的一些问题,造成实验失败或者实验结果不理想。为了完成实验报告,有些学生甚至会改数据,失去了化学实验的真正目的。所以,教师应该树立培养创新人才的理念,改变传统的实验方法。以身作则,通过改变自己的授课方式来激发学生的创新思想以及改善学生化学实验的兴趣,建立起让学生感兴趣、教师辅助学生进行研究式的实验教学。

1.教师讲课方式的创新

传统的教学方法对学生没有吸引力,所以,教师应该从自身做起,创新自己的授课方式。例如可以引进多媒体进行授课,加入一些动画或者视频来加深学生对实验的印象。也可以进行分组讨论,有时候自己实验的错误操作已经成为习惯,学生很难进行习惯的改正。通过观察其他同学的操作从而反思自己的操作,学生在以后的实验操作中也会多加注意。而且,通过比赛的方式可以激发学生的竞争力来赢得比赛,从而还可以增强学生的自信心。传统的实验考核方法仅仅停留在实验操作的考核以及药品的存放等,教师也可以通过改革考核的方式来引起学生对实验的兴趣。比如可以加入实验报告的设计、实验过程的创新、实验误差的处理或者实验药品的回收利用等,采用积分制来作为最后考核的结果。

2.学生实验过程的创新

(1)设计式实验。首先,实验方案的设计是一个实验成功与否的关键。实验方案的设计也会锻炼学生的总结以及创新能力,不再是一味地照抄照搬实验教科书上的实验内容,而是通过自己查阅资料或者总结文献设计出自己的实验方案。其次,实验设计的过程同样可以培养学生独立思考以及团队合作的能力。培养学生利用理论知识来解决实际中存在的问题的能力。例如我校的趣味实验“光催化降解汾河水定污染物”,首先学生自行上网查阅关于光降解的机理以及光催化剂的类型等。然后向教师请教有关内容中有疑问的方面,最后实验方案确定为用对环境没有危害的无毒的二氧化钛纳米纤维为光降解剂来进行降解汾河中的污水。实验设计中,学生以影响光催化剂光催化性能为主线进行实验,在教师的帮助下很好地成了水污染的降解。这次的趣味实验也引起了学生对化学实验的更大兴趣。又如趣味实验“铵盐的分解”中,学生以氯化铵为实验原料进行实验,学生通过对实验过程中实验现象的观察进行反思,并结合该原理对铵盐在现实生活中安全气囊的应用进行解释。

(2)研究式实验。传统实验课程都会以实验课本上实验报告的内容进行。只是一个简单的实验记录过程,其中包括实验目的、实验原理、实验过程、实验结果等几个步骤。其实这样的实验报告格式会给学生在思维上一些拘束,没有更多的有关实验其他方面问题的想象空间。所以教师应该以研究为目的,探讨式地引导学生进行无机化学实验。开始实验前,需要学生自己讨论,设计自己的实验过程以及在实验中要解决的问题等。例如“水中花园”实验,理论课学习后学生都知道很多金属硅酸盐都微溶于水,且颜色、形状各异,然后上网查找有关硅酸盐生长的因素以及出现该种现象的机理。再通过观察实验烧杯中的实验现象,晶体顶部慢慢长出的各种颜色的“枝芽”并不断向上生长,最后可以看到一个五彩缤纷的“水中花园”。最后通过比较实验中“枝芽”的颜色、形状以及生长速度的不同,总结形成过程中的影响因素(例如温度和硅酸盐溶液浓度等)。这样的研究式实验不仅对学生的理论知识的理解有帮助,还可以帮助学生开阔眼界,学习课程以外的一些知识,极大地调动学生的实验积极性。

3.实验结果的处理

实验结束后存在几个比较重要的问题,除了上面提到的实验台的整洁问题外,还有两个较重要的问题:一是废弃药品的处理,二是实验数据的处理。

就废弃药品的处理问题而言,目前越来越多的报道提倡“绿色化学”以及药品回收再利用。这种做法不仅使环境问题得到缓解也可以节约一笔不小的实验药品开支。例如,在Fe3+、Al3+离子的分离-萃取实验中,蒸馏出的乙醚可以回收再利用;转化法制备硫酸亚铁胺的实验中,可将实验产物回收保存,然后作为三草酸合铁的合成实验原料;含银的废液,可通过银的提取实验进行回收利用;可以将废酸和废碱溶液中和至合适的pH值范围(6~8)后再进行排放。

在处理实验结果时,不可避免地会出现实验结果与理论实验现象不符的情况。这种情况下,不能使学生轻易地认为只要随便写几个可能性的理由就行,或者更有甚者会照抄别人的数据或者造假自己的数据。要杜绝此类事情的发生,让学生明白实事求是的科学态度最重要。同时要让学生重复实验,找出实验结果出现异常的原因。对于异常的实验现象的引导可以使学生更好地理解理论知识,取得更好的教学成果。

四、总结

化学实验的目的篇2

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)26-0245-03

随着高等检验医学教育的飞速发展,如何培养出基础理论扎实、具有创新精神、实践能力及科研能力强、综合素质高的现代检验医学高级人才,是21世纪我国高等检验医学教育面临的艰巨任务[1]。《微生物学检验》是医学检验技术专业的核心课程,操作性极强,目前的实验教学大多采用的是传统的验证性实验教学方法,特点是独立的实验多,相互联系的综合性实验少,学生被动接受多,主动性思维少,这种教学方法大大限制了学生学习的主动性,不利于技术技能型医学检验人才的培养[2]。鉴于微生物学检验实验教学现状,我们对传统的实验教学方法做相应改革,在学生熟练掌握知识和基本操作技能的基础上,逐步尝试项目化实验教学。项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践有机地结合起来,充分挖掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力[3],为学生今后实习和走上工作岗位打下良好的基础,培养学生成为适合各级医疗卫生单位的技术技能型检验人才。

一、项目化实验教学方法的实施

微生物学检验实验课教学内容包括细菌的基本操作技术和细菌各论鉴定技术。在学生学习完基本操作技能和细菌鉴定技术后开展,根据医院检验科细菌室工作任务进行项目化教学,如痰液、尿液、血液、粪便等标本的细菌学鉴定。由教师提出案例导入实验项目,学生根据学过的知识自行设计并实施实验方案。整个教学过程以学生为主体,教师给予指导。

1.选定教学对象。以医学检验技术专业15级1、3、5班为实验班,2、4、6班为对照班。对实验班采用项目化教学方法,对照班仍采用传统的实验教学方法。

2.精选教学案例,通过问题导出实验项目。选择合适的教学案例是良好教学效果的前提。教学案例必须具有代表性、启发性和可讨论性,并能体现出典型的相关知识,提出的问题是与临床关系比较紧密的重点内容,并可训练学生的思维能力,提高学生学习微生物学检验的主动性[4]。项目组人员查阅了相关文献资料,并去往西安市各个医院检验科,了解细菌室的工作流程,通过与工作人员交流,选取常见的标本类型和病原微生物,汇总出典型的教学案例,并以问题的形式导出实验项目。

3.项目化实验教学前准备。教师选取医院检验科常见的病原微生物,如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、大肠杆菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌等有代表性菌种,模拟临床标本,准备实验材料,进行预实验。在实验过程中制定了项目化教学实施方案和项目化实验报告。

4.各项目实施方案的制定.教师通过提出案例导入学习项目,学生分成4-6人一组,根据教师提供的案例和项目,学生以组为单位利用课余时间查阅相关资料,运用所学知识,设计实验方案,每组提交一份方案。实验课上每组派一名代表进行发言,回答病例相关的问题,分析得出应该采集什么标本,标本应该如何处理,具体的检验程序应该是什么等等,老师根据每组的发言情况和提交的方案进行评价并及时指出学生在分析问题中出现的错误,学生重新修改方案,在这个过程中,要求每位学生都参与讨论,根据最后的讨论情况得出最终的实施方案[5]。

5.具体实施过程。确定每组学生各自的分工后,根据最后制定的方案,学生有步骤地进行实验。实验课上教师给出模拟标本,学生判定标本是否合格,合格标本进行涂片、染色,初步报告。同时选择合适的培养基进行分离培养,第二天根据染色后菌体形态和培养的菌落特征,选择相关的生化反应,并进行接种,第三天根据生化反应结果,进行血清学试验和药敏试验,最后报告细菌的鉴定结果和药敏试验结果,书写项目制实验报告,按照要求清理实验用品。比如粪便标本,在第1天要观察粪便的颜色、性状等特征选择有脓血、粘液的粪便进行接种,通常接种在强选择性培养基SS和弱选择培养基MAC上,第2天挑取可疑的单个菌落进行革兰染色和生化如IMViC、MIU、KIA、氧化酶试验等,根据生化反应结果,进行血清学试验和药敏试验,报告实验结果,但并非所有细菌的鉴定试验都是相同的,需根据案例分析采取不同试验进行鉴定。在整个实验中,带教教师对学生实验过程中出现的问题及时纠正、指导,比如革兰染色结果不正确就会影响后面的试验,所以带教老师的及时指导也非常重要[6]。

二、项目化教学效果的评价

经过一个学期的教学实践,对15级医学检验技术专业实验班和对照班283名学生进行问卷调查和专业知识的考核,由学生的自我评价反应项目化教学对其综合能力的作用,由考核成绩反映项目化教学的效果。

1.调查问卷结果。调查问卷主要从学习主动性、学习兴趣、分析解决问题的能力等方面对学生进行调查,共发放283份调查表,收回有效问卷283份,结果如下(表1)。

2.考核成绩比较。对15级实验班和对照班学生进行专业知识的考核,要求学生写出临床常见病原菌的鉴定要点,如金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、普通变形杆菌的形态特征、菌落特点、主要生化反应结果等,以百分制表示,考核成绩如下表(表2)。

三、结论

化学实验的目的篇3

关键词:园林专业;实验课程;项目式;模块化;构建

一、引 言

自20世纪70年代之后,以体现“能力本位”的国外职业教育课程观在一段时间内成为职业教育课程开发的主流,国内很多职业学校借鉴国外现代职教课程模式,继承传统课程模式的长处,对传统的以学科本位为主线对知识进行构建的“三段式”课程模式以及按专业大类,拓宽专业口径设计平台式课程模式进行了改革,以强调终身教育和能力本位为指导思想,兼收并蓄、博采众长,形成了既与国际接轨,又符合国情的课程模式:“宽基础、活模块”课程开发模式[1]。最近几年一些职业学校又构建了一种新型的项目化课程模式[2]。

模块化的课程构建模式其思路指的是所学内容针对某一特定职业所必备的知识和技能,由指向职业群中每一个职业的若干个“大模块”组成,每一个“大模块”由针对能力的一组“小模块”构成,教学内容也由灵活组合的小模块――一个教学单元组成。课程构建着眼于强化学生从业能力。项目化课程以职业能力的培养为课程目标,以岗位需求为依据,以工作结构为框架,以工作过程为基础组织教学过程,突出“任务中心”和“情境中心”。项目课程综合运用相关的操作知识、理论知识来完成工作任务,以工作任务整合理论和实践,加强了课程内容和工作之间的联系,形成在复杂工作情境中进行判断并解决问题的能力,提高了学生的综合职业能力[2]。

本文在对国内外课程模式研究的基础上,通过对本校园林专业实验课程现状的分析,在课程改革实践过程中,基于模块课程和项目课程构建的思路,对专业课程中涉及到的实验内容进行调整和重新构建,建立项目式模块化课程,并对部分课程内容进行了教学实践。

二、我校园林专业课程模式及实验课程现状

我校的园林专业作为上海市重点专业,近年来一直尝试着教学改革,如:针对学生实践动手能力不够的问题,增加实习实训教学课时,提高实践教学占总学时的比例;对专业的教学计划、课程设置及教学内容进行过多次调整和修改。但课程模式的改革有限,基本还是以传统的学科性体系的三段式模式为主。同时作为实践课三足鼎立的实验教学中还存在课时、课程设置、内容编排、实验教学的师资及实验室建设等软硬件设施诸多方面的问题。这些问题总结如下:

1.课时比例

我校园林专业实验教学内容的课时比例最近几年一直有所变化,大约为1/5-1/4。这个课时比例是较低的,不能满足学生实验动手能力培养的需要。

2.课程结构

我校园林专业的实验课程是按传统的课程结构安排的,穿插在相关理论课程的教学过程中,这种课程结构有利于学生对理论知识的巩固和复习,但对实验技能的培养和巩固缺乏连续性,特别是无法实现实验教学的项目化建设。

3.实验内容

我校园林专业的实验课程现主要分布在下列几门课程中:植物学、土壤肥料学、植物生理学、植物保护学。大致教学内容有:植物细胞、组织的观察、植物各器官形态结构的观察,植物标本的制作;害虫的识别、农药的配制、病害的识别;土壤物理性质的测定、土壤pH值的测定、土壤有机质含量的测定、土壤氮、磷、钾含量的测定;水势的测定、蒸腾强度的测定、叶绿素的提取、叶绿素含量的测定、呼吸强度的测定、植物体内淀粉含量的测定、水培植物及缺素症的观察等。这些实验中不少是验证性实验,教学目标与今后工作岗位的需要结合不紧密;教学内容有不少仅是理论知识的延伸和补充;更没有从岗位需要出发,组织编排教学内容,学生因此也不易明白这些实验技能在实际岗位上的需要。

4.实验方式

实验方式仿照科学试验研究方法,过程中多数需要多个处理及对照,结果分析也比较复杂,过分强调了科学研究能力与分析能力的培养,较少考虑生产实践需要的动手操作能力的培养。

5.教学计划实施

有些教学内容虽在教学计划中列出,但由于主客观的原因无法顺利实施,经常出现少做、甚至不做的现象。

6.考核评价

学生实验技能的考核评价比较简单,往往以一张实验报告为主要评价指标。

三、园林专业实验课程项目式模块化构建的思路和方法

园林行业是一个复杂的综合型行业,它需要培养学生综合的职业能力。基于对国内外课程建设模式的思考,结合本行业的职业特点分析,首先参照DACUM课程建设的思路,打破学科界限,对园林行业岗位需要的实验技能进行整合,重新构建园林专业实验课程体系。

通过网络、图书馆文献检索、相关学校资料查阅,采用对比分析、多角度分析、交流讨论、访谈、问卷调查、日记/教学反思录、数码照片记录、录像记录调查研究等分析研究方法,分析总结了园林行业岗位(岗位群)对职业能力的需要,根据模块化建设的思路,确定园林专业通过实验室完成的单项技能,一共列出了68项。

进一步确定了实验单项技能学习内容,分析了实验单项技能完成条件,并对原来分属于不同学科中的实验单项技能进行调整、删减,删除了植物体内水势的测定、植物体内淀粉含量的测定等实验课程,同时结合生产实践发展需要增加新的实验单项技能:如兰花的组培技术;对传统的实验进行了方法或内容的调整,土壤N、P、K含量化学法测定改成了N、P、K测定仪的快速测定;植物缺素症的观察改成植物水培技术。

单项技能即为一个小模块。我们编写了以技能培养为目标的单项技能学习资料,同时在编写的格式上减少了传统的仿照科学实验的方法来设置对照及不同处理,大部分实验内容只编写最合理的处理项,简化了实验操作过程及结果分析;强调与生产实践密切相关的动手操作能力的培养。

在此基础上,根据园林生产实践岗位、过程、阶段的不同,将相似学习目标的单项技能整合为学习单元―大模块,并进一步将学习单元组合成学习项目,建立了六组学习项目:项目一:常用实验技术的学习和巩固;项目二:植物实验室识别技术;项目三:土壤及培养基质准备与测定技术;项目四:植物种植材料的处理技术;项目五:植物生长过程中的指标测定和调控技术;项目六:植物保护的实验技术等。这些项目组中不同的学习单元、单项技能供不同培养目标、培养方向的学生选择学习,如园林绿化、园林技术专业的学生选学的内容就有所不同。

构建综合性的实验技能考核评价体系。根据学生实际,确立以衡量学生实验技能学会程度为主要考核指标,过程、结果及态度的评价为一体的实验考核评价体系,其中包括了学生实验结果展示及学生的自评和互评。

在这些工作的基础上完成了本课程的教学计划、教学大纲。初步的教学计划本课程的教学时数达到96,大大超过了原来各课程实验课的总和。

新课程的教学大纲在课程内容的组织上突出了充分与生产实践挂钩,课程结构的编排上突出了项目式模块化,对学生的考评上突出了综合化和自我评价。

四、课程教学实践

在完成模块式项目化实验课程的构建后,本校部分教师对本课程项目四:植物种植材料的处理技术进行了教学实践。

本项目一共包括四组实验学习单元,分别为:花木种子检测技术;促进植物种植材料休眠技术;促进植物种植材料萌发的技术;植物生长调节剂促进插枝生根技术。每一个大模块包含两到五个单项技能,如促进植物种植材料萌发技术包括了浸种法、层积法、赤霉素处理法以及机械摩擦处理法等四项技能。课时安排为16,部分实验有后续的观察过程。

该课程在二年级下园林绿化专业的学生中开展。之前学生们已具备了相关的植物、生理生态、土壤等相关知识,但大部分的知识都是来自于理论课课堂教育以及实习课的观察识别;其次通过前期项目一:常用实验技术的学习和巩固,学生们对试剂的配置、植物材料的处理等已掌握了一定的方法和技术。

在本项目开展前,指导老师针对本项目涉及到的实验,提出了一系列的思考问题:假设我们要开始种植植物,之前收集的植物材料我们应如何保存?植物种植材料的活力一样吗?植物种植材料是否种植在土壤中就一定能顺利出苗生根?学生们通过复习回顾之前学习过的相关知识,回答上述这些问题,学生的答案虽然基本正确,但还不够完整,因此老师之后进行总结;接着由老师对本项目的实验目的做详细说明,用ppt多媒体课件的形式讲解了每个单项的实验方法和步骤,并对部分内容进行操作演示。

学生们在充分明确实验目的基础上,带着问题,进行分组操作。学生们两人或四人一组讨论实验方法,每组实验学习单元中都有多个单项技能,学生们也可讨论决定先完成哪些单项技能。在学生操作的过程中老师进行巡回指导,纠正错误。在每个学习单元完成的过程中,学生和老师可以针对出现的问题一起进行及时讨论,老师通过引导的方法,帮助学生解决在实验中出现的问题。如促进植物种植材料萌发的技术这一学习单元的内容,一共安排了4个课时,大部分小组不能在规定的时间内,按照学生预先讨论的实验顺序,按时完成所有的单项技能,需要延长时间,利用学生的课余时间来完成,学生因此有一定的意见和想法。通过与学生的讨论之后发现,原因除了实验技能不熟练之外,主要在于对四组单项技能的操作时间不能进行立体安排,提出了供学生选择的交叉实验的解决方法。学生们心里平静了很多,接受了建议,并很快完成了这一单元的剩余实验。

每个单项技能结束之后,老师对学生的情况及时进行总结和评价,并进一步提出课后思考问题:如在进行植物生长调节剂促进插枝生根技术的单项技能完成之后,提出了植物生长调节剂有几类?有哪些优缺点?哪类对插枝生根效果好?以及你是如何看待对社会上普遍担心的植物生长调节剂对人的危害的问题。这些问题的答案有些在前导的理论课中间已经学习过,学生需要复习和回顾;有些则需要通过网络资料的查阅并进行思考和分析。学生们在交上来的实验报告上除了常规的实验目的、原理、过程步骤、结果、分析之外,还得回答课后思考问题及实验体会。

在每个单项技能完成之后,学生和老师一起完成实验课程评价考核体系,包括学生用的学生课前准备评价、学生课堂表现自我评价、项目团队自我评价、组内成员互评;教师用的过程性评价、学习档案资料评价、检测工作过程评价。

五、课程改革的意义、存在的问题及进一步调整的方向

1.课程改革的意义

模块化的课程结构既有利于学校根据劳动力市场供求变化进行选择,又有利于学生根据个性特点和发展需求进行选择。课程内容的模块化结构,还可使课程内容及时更新,紧跟科技进步[1]。大模块下套小模块,使得学生在规定的课时中可以选择性完成部分实验操作,学习过程中可以有不同的学习体验和个性化创造。

同时作为一个项目式课程,充分考虑结合园林生产实践,确定实验技能项目,编写项目化的以技能培养为目标的实验技能学习资料(讲义)。这一方面完成了园林专业实验课程重新构建,更新了实验内容,使学生学习的技能更符合生产实践的需要;更好地帮助学生学会实验技能,同时也使得学生更清楚地明白所学知识技能与具体工作项目的结合点,能体会到知识和技能的有用性以及学习的意义。学生们在学习中能充分明确课程目的,比较完整地掌握了该项目下的实验技术;分组合作完成,培养了学生合作式学习能力,学习的自我管理能力以及讨论式解决实际问题的能力;实验结束后的老师总结、学生在实验报告中需回答的多种问题帮助学生对学习过程进行进一步的思考、反馈和分析;课程评价标准多元性,能更客观完整地反映学生的学习情况。

同时课程建设也推动了学校的实验室建设。最近几年在园林专业实践性教学的建设中,对实验室建设的投入非常之少,加之为了学校其它部门的建设,实验室几次搬迁、重建,实验器材、药品损坏、丢失。学校现在的实验室位置、周围环境及实验室内部结构不尽合理,实验室仪器、设备、药品缺乏、实验室人员管理不规范。随着实验性课程项目式模块化的构建,学校拟投资建设180平方米的植物与环境综合实验室,添加近百万元的设备,这些也将进一步推动课程建设和教学实践的开展。

2.存在的问题及进一步调整的方向

本文对园林专业实验课程按照项目式模块化的思路进行了初步构建,但还没有完全付之于教学实践。今后还需通过教学实践的反思不断调整课程构建模式和内容,在实践中逐步完善实验课程的教学方法;部分实验还有待于实验室建设的进一步完善及实验指导老师能力的提高;完全实施本课程教学还需更合理地调整教学计划,处理好与相关理论课程的衔接问题。

同时随着实验课程的建设,准备将来在条件成熟的时候逐渐实现实验室完全开放,满足课程内容丰富,学生实验操作练习不够、不足,来不及完成,以及部分实验后续观察记录的需要。做到只要学生有预约,实验员老师就完成实验的准备,学生就能随时利用课余时间来进行相关的实验操作,巩固实验技能,记录前期实验结果。

参考文献:

[1] 蒋乃平.模块课程及其在职教课程改革中的应用――“宽基础、活模块”课程模式再论之七[J].职业技术教育,2007,(34).

化学实验的目的篇4

关键词 机电一体化 工程项目 社会需求

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2017.04.053

Abstract As an integrated technology, mechatronics is the result of the interaction of many subjects, such as microelectronics, control and detection. As far as the development level of our country is concerned, this technology and its derivative products are widely used in all aspects of social life, and play an important role in the continuous development of new technologies in China. Therefore, from the social needs, and adapt to the mechanical and electrical integration is also favored. However, the current university in cultivating Mechatronics talents, students lack of engineering quality, lack of innovation ability is becoming a serious problem. Therefore, the project as a basis, relevant research of electromechanical integrated experimental teaching is very necessary.

Key words electromechanical; engineering project; social demands

0 前言

目前,中国社会的进步,尤其是经济的发展,对机电一体化人才是非常渴求的,这已经引起了相关部门的重视。现在的中国正在飞速发展、追求创新,仅仅掌握基本技术是远远不够的,机电一体化人才不仅要能够熟练掌握基本技术,还要具备一定的工程素质,拥有创新精神,能够在实践中解决随时出现的新问题。而工程项目具有现实性,能够增加学生学习的目的性和针对性。实践教学的开展,既能够检验学生是否真正掌握基本知识和技能,能否把所学知识应用到实际操作中,又能够让学生在操作中发现问题,进而推动他们解决问题,这个过程能够培养他们的创新意识,增强基本能力和基本素质。

1 基于工程项目的机电一体化实验教学

在进行机电一体化教学时,开展基于工程项目的实验,对学生的学习是很有利的,能够促进学生对重点知识和概念掌握,提升学生的能力。但是,对此种实验的要求也非常高,不仅要体现先进性、综合性、实用性的特征,而且还要培养学生的创新能力,培养学生的科学思维以及工程意识。因此,在选择工程项目的时候必须要综合考虑。

与以往的传统教学不同,这种工程项目实验不会让学生以既定的步骤开展实验,它更加注重培养学生的自主能力,让他们自己完成构思、设计、操作等过程,学生的角色完成转化。与此同时,此类实验非常关注学生工程素质等方面的培养。具体来说,在实验中,教师并不会展示出非常详尽的操作步骤,仅仅是给学生一个操作对象以及操作要求,学生可以单独或者结成小组,针对操作过程的某一个环节或部分进行分析研究,在这个过程中锻炼他们的团队意识和合作能力;通过发现某个环节或部分存在的问题,共同设计方案,自主找出解决办法,现创新。这种基于工程项目的实验对学生的培养,与社会发展对机电一体化人才的需求是非常一致的。

2 基于社会需求的机电一体化实验教学

自从实施改革开放的伟大政策以来,中国的工业化程度越来越高,汽车、电器等大型制造业纷纷出现,中国逐渐成为一个制造型大国,这些产业在中国发展转型的关键时期极大地拉动了中国经济的增长,而同时,他们对机电一体化技术的需求也越来越大,要求也越来越高。

社会的需求,使得高校在开展机电一体化教学时要注重培养机电一体化专业复合型人才,对此类人才的基本要求是必须能够比较系统地掌握机、电、控制、计算机。因此,高校在组织学生进行机电一体化实验时,必须要立足于社会需求,培养和提升当前制造业急需的技能,同时,也有助于该校就业率的提高。

3 基于工程项目、社会需求的机电一体化实验教学的基本现状

3.1 重视程度不够

在以往的教学中,教师往往习惯于对学生进行理论上的灌输,对实践能力却有所忽视,尤其是在应试教育模式下,教师忽视了实验教学的重要性,学生们完全沦为了被动学习的工具,他们无法在学习中获得主动权。同时,仅仅是学习理论知识是远远不够的,技术最终是要服务于实践活动,再加上这门综合课程具有非常特殊的学科性质,它的知识体系中很多概念都比较抽象。因此,学生在学习的时候很容易疲倦,丧失兴趣,只有在具体的实践中才能将抽象的知识与技能融合起来,才能锻炼能力。

3.2 缺乏比较完善的体系

虽然机电一体化实验教学已经引起了一些教育者的重视,但是在具体的实施过程中依旧充满阻碍,其中最重要的原因就是实验教学较为完整的体系尚未形成。教育者无法正确组织实验教学,往往把操作的内容步骤展示出来,让学生在实验操作中进行重复训练。而由此产生的后果就是学生的能力得不到锻炼,更无法拥有创新意识,对其成长与发展十分不利。

3.3 缺乏完善的条件设施

在开展基于工程项目的机电一体化实验教学时,遇到的一个很大的客观麻烦,即目前我国的很多高校都缺乏完善的条件设施。这是因为进行工程项目为基础的实验教学需要的设备大多都非常庞大,占用的空间也不小,再加上昂贵的价格,造成各大高校适合进行实验教学的设备都很少,如今,就达不到进行实验教学的目的了。

3.4 缺乏健全的考核机制

学生在完成基于工程项目的机电一体化实验之后,教师需要对学生的表现进行评价。但是,很多教师在评价的时候依然使用传统的方法,即学生写出实验报告,随后由教师进行打分,这样的评价方式不能体现出学生的真正能力,不利于学生的长远发展。

4 实验教学体系方面的完善

4.1 校企合作

社会经济发展对于机电一体化技术的需求,是高校开展机电一体化教学的直接动力,而从另一个角度也反映出一个事实,那就是学生与此相关的技能必须要和社会需要相适应,一旦机电一体化实验教学缺乏目的性,和实践脱离,那么就失去了该学科的意义。为此,必须要对学生严格要求,使其能力基础能够使用开展基于工程项目、社会需求的机电一体化实验;同时,高校要和相关企业保持密切的合作关系,让经验十足、能力突出的教师和企业人员一同制定教育方案、优化教育内容。

4.2 知识体系

在进行机电一体化实验教W设计时,必须要考虑到对机电一体化专业人才知识方面的要求,弄清开展基于工程项目、社会需求的机电一体化实验需要具备哪方面的基本知识之后,将这些基本知识放置于多个课程之中。这就使得知识在多个课程中反复出现,又因为在每个课程中的侧重点有所差异,建立起比较完整的知识体系。之后,就着手技能的培养,从而更好地参与实验过程。

4.3 工程素质

工程素质集中体现了个体参与工程实践的综合素质。工程素质规律性可以通过对知识的分析,内化以及升华能力而形成,它无法作为一个独立体存在,更不可能和个体的多方面素质例如品德、人文等相脱离,这就对教育者提出了更高的要求。教育者首先要改变自身的教学理念,对知识与能力的辩证关系有清晰的认识,进而建立课程群,课程群的分类依据就是能力,课程群对机电一体化实验起到重要的支撑作用。

5 实验考核机制的完善

开展基于工程项目的机电一体化实验之后,教师需要对学生的表现进行考核,而考核方法是否科学、考核机制是否完善,影响着是否对学生的真实表现做出了比较合理的检测。

5.1 创新意识与能力的考核

对于学生来说,掌握一定的知识与技能并不是难事,而能否拥有创新的能力才是关键,同时,它也是评价学生的重要指标。在学生进行机电一体化实验时,教师要留意学生创新能力的发挥,观察其是否能够采取独特的方法应对操作中出现的问题,此外,在学生表达出新的想法时,教师要对其创新意识表示肯定,并在适当的情况下予以一定的指导。

5.2 协作沟通能力的考核

开展机电一体化实验的目的之一就是锻炼学生的自主能力以及独立解决问题的能力,但是,这并不意味着禁止学生之间进行讨论、沟通,以及互帮互助。相反,学生间进行沟通,能够促进思维的发散,集思广益,探索出不同的解决方法,促进问题的解决的同时,也提升学生的创新能力。

5.3 操作能力的考核

在实验中的实际操作能力,反映着学生对所学技能的把握程度,这种操作能力不仅体现在能否科学使用各种设备、仪器上,而且也体现在学生是否能把所学理论知识成功运用到实验中去,是否实现了理论与实践的真正结合,是否能够从实验中发现问题,并想办法促进问题的完美解决,是否在实验中得到了技能的有效提升。

6 结语

在高校开展基于社会需求、工程项目的机电一体化试验教学,是目前中国社会经济发展的必要之举,关系着制造业的兴盛,更关系着中国经济结构的调整以及能否适应未来的经济发展趋势。

参考文献

[1] 胡伟蓉,杨娅君.高校机电一体化课程群实验教学改革的研究与探讨[J].中国现代教育装备,2007(12):74-75.

化学实验的目的篇5

关键词 医用化学;实验教学、精细化管理

中图分类号:G642.423 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2014)04-0104-03

医用化学是高等医学院校相关专业的重要基础课程,医用化学实验课不仅能巩固理论知识,同时又能提高学生的操作技能和操作技巧。由于医用化学实验内容比较枯燥,部分学生做实验时应付了事。为了提高实验教学质量,根据学生的特点,在医用化学实验教学中引入精细化管理的理念。精细化管理的理念源于泰勒的科学管理,20世纪50年代传入日本后,被日本企业家所采用,并取得了巨大的成功。精细化管理的精髓就是落实责任,把责任具体化、明确化,它要求每一个环节的参与者都要尽职尽责地把自己负责的事情按时保质保量地完成[1-2]。要求参与者第一次就把工作做到位,工作要日清日结,每天都要对当天的情况进行检查,发现问题及时纠正、及时处理等。精细化管理是通过完善规章制度,明确各自责任,在实施过程中强调监督管理,从而确保目标的实现。

目前,精细化管理在世界各国的企业和政府机构中得到广泛认可,在高校管理和教学中也得到重视和应用[2-4]。为提高医用化学实验教学质量,把这种管理理念和管理技术移植到医用化学实验教学上来,在实验教学过程中,要求每一个教学步骤都要精心,每一个环节都要精细,每一项教学工作都要成为精品[3-4]。本文从以下四个方面进行医用化学实验教学精细化管理的探索。

1 医用化学实验教学目标精细化

以往的医用化学实验教学中,由于教学目标不够具体,学生把做化学实验变成了在教师监督下的被动的学习,个别学生甚至讨厌做实验。为此,把教学目标简单化,精细化分。

知识目标 医用化学实验内容较多,有基本操作、性质验证、定性分析、定量分析、化合物制备等。根据精细化管理的理念,把医用化学的知识目标归结为简单的四条:熟练掌握化学玻璃仪器的使用方法;验证某些特殊化学物质的化学性质;熟练掌握滴定分析的方法和步骤;掌握制备化合物时化学仪器设备的选择和操作。目标精细化后,所有的教学活动就可以围绕目标而运作,而不必纠结于某次实验现象是否正确,制备的产率是否高。

能力目标 能正确、规范、熟练地使用化学仪器和进行实验操作,能依据实验内容选择合适的仪器装置和设计简单的实验步骤。能力目标是对知识目标的补充,知识目标完成后,能力目标一定能够实现。

素质目标 培养良好的沟通交流能力和团结协作能力。化学实验过程中,学生需要相互协作,互相支持。实验教学作为育人的一部分,在实验教学过程中,同时培养学生的综合能力和专业素质。

2 医用化学实验教学内容的精细化

实验教学内容的“精细化”就是根据专业培养目标、知识目标和能力目标,对实验项目、实验内容进行科学分解、规范表述和量化,方便学生的学习和教师的教学。要实现实验教学内容的精细化,首先结合相关专业的职业岗位要求,分析各专业不同岗位的工作对医用化学实验技能的需求,提炼各专业岗位典型工作任务和工作过程[5],然后对岗位工作任务进行分解,总结出完成工作任务所需的化学实验技能,把岗位必需的化学实验技能作为必须培养的核心技能,进而确定精细化的实验教学内容。

对于医用化学的实验教学内容,参照ISO9001质量管理体系,依据化学技能大赛的评分标准,根据相关专业对医用化学实验技能的要求,对医用化学实验课的教学内容和教学目标进行精细化,并提供相应的竞赛评分标准。表1是对酸碱滴定法实验教学内容精细化的设计。在表1中,提供了精细划分的学习目标和操作要点。学生提前知道了精细化的教学内容和考核要点后,在课堂上能迅速进入角色,很清楚自己要学什么,需要掌握到什么程度,哪些问题需要向教师请教。实验教学内容精细化后,实验教学过程的精细化就水到渠成了。实践表明,教学内容精细化后,保证了后续教学过程精细化的开展,学生的学习兴趣得到了激发,职业素养有了明显提高。

3 医用化学教学过程的精细化

医用化学实验教学准备精细化 化学实验的教学准备不同于理论教学准备。教学准备过程要把握好教学准备(包括实验材料和仪器的准备、实验时间分配等)、讲解内容准备、预实验等。

医用化学实验教学过程精细化 在教学过程中,讲解要紧扣精细化的教学内容和教学目标,把精细化的教学内容逐项讲解清楚,让学生对要掌握的知识点和能力目标理解得清清楚楚。学生实验时,教师要巡回指导,纠正个别学生的不规范动作,同时按照精细化教学内容的评分标准进行点评和打分。巡回指导是医用化学实验课的关键,也是体现教学过程精细化的手段。

4 医用化学实验考核精细化

没有考核,学生就没有学习的动力。在实现了教学目标、教学内容、教学过程的精细化后,必然是考核的精细化。考核精细化就是用精细化教学内容中的各个精细化的教学目标考核学生的实验完成情况和技能掌握情况。在医用化学课堂教学实现精细化时,教师可在学生操作的过程中,按照公布的评分标准进行课堂考核,课堂考核形式可灵活多样,不必拘泥于全过程考核和全体学生的考核。课堂考核的目的是促进学生能够规范准确快速地进行化学实验,考核的目的就是促进学生自觉主动的练习和掌握医用化学实验操作技能。一般情况下,在考核部分学生时,其他学生会立即参照精细化的考核标准,认真练习,从而促进实验教学质量的提高。对于学期期末的实验考核,可以把考核内容、考核要点、评分标准都提前详细告知学生。

化学实验考核精细化后,实验考核对大多数学生来说不再是压力,也不再是一种给学生打分的工具,而成为一种促进学生掌握化学实验操作技能的手段。实验考核的精细化,提高了学生练习化学实验操作的积极性,实验教学质量得到明显的提高。

综上所述,医用化学实验教学实施精细化管理,明确了学生的学习目标,学生成了实验教学的主体[6],有效地调动了学生的学习积极性,促进了医用化学实验教学质量的提高。

参考文献

[1]吴志东.精细化管理从何而来[J].中外管理,2005(2): 92-93.

[2]李静.论高等学校精细化教学管理[J].军工高教研究, 2005(4):34-37.

[3]梁玉勇.实验设备与教学运行精细化管理模式的探讨[J].中国现代教育装备,2009(8):109-110.

[4]刘育峰.精细化管理在高职院校教学管理中的应用[J].教育探索,2010(8):88-89.

[5]王少亭,杨永丽,邓玉恒,等.深入开展微型化学实验,深化实验课改革[J].广西师范大学学报:微型化学实验专辑,2000(6):7-8.

化学实验的目的篇6

【关键词】高职;无机化学实验;项目化教学;创新能力

《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化工、建材、食品类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。传统无机化学实验课程的教学方式一般是先介绍实验目的、实验原理、实验仪器和药品,然后介绍实验步骤,学生只需要按照实验内容完成实验,处理实验数据,最后完成实验报告。这种教学模式以教师为中心,学生处于被动地位,他们无需动脑,只需机械地按要求和操作步骤进行实验。这样的教学方式不仅无法激发学生的学习热情,学习效果差,而且使学习养成了“按部就班”的习惯,失去了主动学习和培养创新精神的机会。传统教学模式培养的高职毕业生不能满足社会经济发展的要求,这也是好多高职学生毕业时找不到对口的工作,甚至找不到工作的重要原因。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》,(教育部【2006】16号文件)中明确指出:当前高职教育要“大力推行工学结合、校企合作,以就业为导向、职业能力培养为主线,改革人才培养模式”,培养“大量高素质技能型专门人才”。在这一精神的指导下,《无机化学实验》课程的教学模式应该顺应社会发展的需求,积极进行项目化教学的探索和实践。

1.项目化教学特征

所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。

2.项目化教学的实施流程

项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下:

2.1项目确定

在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探讨问题的积极性,使学生在项目情景下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计性实验:无机化学实验中废液的处步处理,通过本实验既培养了学生的环保意识,有培养了学生分析问题、综合设计和解决问题的能力。与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的学习兴趣。

2.2项目开发

项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班分成多个小组,每个小组最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。例如:设计性实验:无机化学实验中废液的处步处理”这一项目可分解成以下四个任务:任务1.设计无机化学废液处理的实验方案,列出无机化学实验中废液处理的详细步骤;任务2.根据自己设计的实验方案,以不同的废液为处理对象,列出实验所需的仪器和药品清单;任务3.对经处理后的废液进行检测,检验废液处理的效果;任务4.根据实验完成实验报告。

2.3项目方案制定

资料准备充分后每个小组就开始制定完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制定的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制定出实施方案。如在2.2中所提到的任务2中,大家首先就要花较多的时间讨论、选择出合适的处理对象。在讨论这一过程中,教师应对学生进行一定的引导和指导,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力。

2.4项目实施

实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.5项目评价

学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要开展小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一个项目中不断的改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。

3.项目化教学的体会

这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机的结合在一起,使教师、学生真正做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。

3.1教师的素质需不断提高

项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功地,较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。

3.2学习资源需不断完善

在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的要求,他们将借助更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,够建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。

3.3实验教学条件需进一步改善

良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保证项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的仪器和设备,让每个学生有充分动手的机会,提高他们独力操作的能力。

总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类高职人才的需求。所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。

参考文献:

[1]杨洁,安翔,李青.“项目化教学”在高职高专教学改革中的研究与实践[J].西安电力高等专科学校学报,2010,(1);29-32.

[2]王乾.《化学实验技术》课程的项目化教学探讨[J].广州化工,2009,(8):236-237.

[3]钱海生.无机化学实验教学的现状与大学生创新能力的培养[J].考试周刊,2010,(36):191-192.

化学实验的目的篇7

关键词:化工实验;平台建设;实验课程体系;实验教学内容;改革

Reform and practice on chemical engineering experimental curriculum and teaching content

Yang Ronghua, Cao Xiaoqun, Cheng Yueshan, Wang Hai, Wang Fang, Liu Xin

Taishan medical college, Tai’an, 271016, China

Abstract: Starting form the curriculum, test content, teaching methods, experimental teachers and other aspects, exploring and implementing the reform of chemical engineering experiments curriculum and teaching content, with chemical experiment platform. Building experimental teaching system to help students develop practical skills and innovative ability. Construction of experimental teaching team to meet the needs of high-quality experiment teaching and construction advanced equipment, resource sharing, open environment for experimental teaching service. Implementation of the efficient operation of the management mechanism, to improve the quality of chemical engineering experiments, and training innovative applications personnel of “thick foundation, wide caliber, emphasize practical, pursuing innovation”.

Key words: chemical experiments; platform; experimental curriculum; experimental teaching content; reform

2010年9月,我校化工学院将化工原理实验室和化工专业综合实验室划归化工专业教研室管理,迈出了化工专业教学改革的关键一步。为充分发挥现有资源的功用和进一步完善实验室建设,加强化工专业实验课程体系和教学内容的改革,提高实验教学质量,参照“化学化工国家实验教学示范中心”建设的成功经验,从课程体系、实验内容、教学方法、师资队伍4个方面对我校化工专业实验平台建设、实验教学体系和教学内容进行了改革和建设,着力提高化工专业实验教学质量,取得了显著成效。

1 化工专业实验教学课程体系

培养创新型应用人才,必须建立与之相适应的具有创新性、实用性的实验教学体系,以培养学生的工程实践能力和创新能力。在化学实验基础及技能训练的前提下,设置“基础训练、综合设计、创新研究、仿真与计算机应用”4种实验类型,形成体现化工专业特色的“一体化、多层次、开放式、重基础、求创新”的化工专业实验教学体系;并从“化工原理实验—化工专业综合实验—化工仿真与计算机应用训练—创新性研究实验”4个方面构建和管理实验室。

化工专业实验教学课程体系(以化学工程与工艺专业为例)(如图1所示)。

图1 化学工程与工艺专业实践教学课程体系

2 化工专业实验内容

根据化工专业实验教学课程体系的规划,本着“重视基础训练,加强综合,突出设计和创新研究训练”的目的,对每一阶段的实验教学训练在基础实验训练之上,增加综合设计性、研究性和自助式实验内容,以激发学生兴趣、启迪学生探索、训练学生科学思维方法,引导学生创新,充分体现以能力培养为核心的创新性实验内容建设。拟开设的主要实验课程和所选实验内容包括:

2.1 化工原理实验

对化工类专业学生,化工原理实验课程以单元操作中的流体流动与输送、传热、精馏、吸收、萃取、干燥、过滤、蒸发、结晶等传质过程为主线,实验设备及装置能够开设基础训练性、综合设计性和创新研究性3类实验项目24个,其中基础训练性实验5个,综合设计性实验13个,创新研究性实验6个。在基础训练性实验基础上,根据学时要求和第二课堂形式,通过自主设计、综合搭配化工过程实验装置,以必做和选做结合的方式,开设综合性、设计性、创新研究性化工过程综合实验。上述实验项目中必做实验8个,选做8个,其他实验项目可根据学生的兴趣、爱好,利用第二课堂、开放实验室、科技创新项目等形式选择。

2.2 化工专业综合实验

将化学工程与工艺相关核心专业课程的实验内容,综合归类为化工专业综合实验,单独设课,其内容以热力学基础数据测定、传质数据测定、化学反应工程实验技术及设备、化工分离技术及设备、化工工艺、计算机数据采集与控制等实验为主,能开设综合设计性专业实验项目25个,其中必做项目15个,选做项目10个。通过实验方案的拟订、实验方案的实施、实验数据的处理与评价,综合应用相关专业知识进行综合、设计类实验,目的是应用所学专业知识,通过实验培养学生的工程实践能力。

2.3 化工仿真与计算机应用训练

为进一步强化学生的工程实践能力,采用化工过程及单元操作仿真实训方式,不仅使学生领悟到单元操作的核心,也可以使学生进行模拟和控制可能的化工工艺及优化操作,实现工厂现场无法实现的环节,同时可结合生产实习进一步得到训练。借助计算机在化工生产中的应用,结合相关专业知识训练化工过程设计软件应用、实验设计与数据处理、化工过程与系统模拟优化等环节,为将来从事化工设计、工程实践打好基础。现有设备、装置及软件能够开设11个训练项目,其中必做基础训练项目6个,选做综合训练项目5个。

2.4 创新性研究实验

坚持教学、科研与新技术应用的有机融合,将教师的特色科研成果转化为实验教学内容,将部分毕业环节的课题实验训练与专业综合实验融合,开发创新性、研究性实验,充分体现化工专业综合实验训练和科研训练,现有10个创新研究性实验项目供学生选择。另外,每年有十多个项目采用开放实验室的方法,结合大学生科技创新计划,鼓励学生开展科技创新项目训练。

3 教学方法与教学手段改革

3.1 开放式实验教学与第二课堂活动

为激发学生对实验课的积极性,全面培养学生的创新思维和创新能力,解决实验装置套数少、实验人数多的问题,化工专业实验平台实施开放式实验教学,并开展多种形式的第二课堂活动。对基础训练部分的实验采用分组集中实验的方式,将每班学生分成3~4个大组,每组15~20人,安排不同的时间进行实验。实验时再将每组学生分成3~4个小组,每小组4~6人,同时开设几个实验,各小组轮流进行实验训练。对于综合设计性实验,要求学生提前选好所做项目,预习并准备好实验内容,在指定的时间内有计划地进行实验。

创新研究性实验,多来源于教师的科研课题或大学生科技创新项目,学生可根据自身情况选题,跟随指定的指导教师进行实验。重视引导学生参加研究项目实践,一方面,教师积极参加科研,从科研工作中选出学生可以参与的项目;另一方面,有效地组织学生积极参与到研究实践中来。创新研究实验按照选题、文献检索、设计实验方案、实验、撰写论文或实验报告、报告答辩会的顺序进行。

在课外时间,实验室向学生全天开放,为学生的个性发展和创新意识培养提供空间,为大学生科技创新计划提供训练场所;鼓励学生参与教师的科研项目,引导优秀学生利用业余时间和节假日进入教师的科研课题组,使学生尽早接触本学科最前沿知识,得到科研训练。

3.2 化工实验课与化工设计相结合,体现工科特色

为培养学生的工程实践和工程设计能力,充分利用化工专业实验平台,在工程实践教学过程中,借助丰富的实践教学资源,通过一系列教学安排,使学生除学习各种工艺知识,掌握各种工艺方法外,还可以培养严谨的科学作风,增强综合素质。例如,将部分化工实验课与化工设计相结合,通过化工实验课,让学生全面掌握某一单元操作或化工过程的实验基础理论与技术、实验装置的使用、实验技能及科技小论文的写作方法;在化工原理课程设计、化学反应工程课程设计及化工设计中,结合某一单元操作、某一装置或化工过程,训练学生的设计能力。也可以将两者直接结合,给出某一化工过程,先进行流程及装置设计,然后根据设计的数据进行实验操作验证,最后分析讨论及对设计或实验装置进行改进(如乙酸乙酯的合成及精馏实验)。这种有机结合的方式,能将多种知识及能力训练综合运用,使学生印象深刻,取得良好的教学效果。

3.3 采用多种现代化手段辅助实验教学

针对学校开设的实验项目,动员教师开发和研制适合学校实验教学特点的集实验原理、实验流程、实验演示、实验结果数值计算、误差分析及实验综合思考为一体的多媒体教学软件,或实验操作过程录像,如精馏、吸收等,提高教学质量。使用与实验装置配套的计算机数据处理系统,引导学生掌握实验设定、软件使用、数据处理等技能,为将来应用现代化生产装置打下基础。

借助化工仿真软件和化工过程模拟计算机软件,开展化工装置及过程自动控制模拟操作训练或对化工设备、过程进行模拟、设计、计算等,弥补实习过程现场无法操作的不足,也为将来从事化工过程模拟或设计起到训练作用。

3.4 开展实验竞赛活动

化工专业实验平台每年举行1次全校规模的化工原理实验竞赛,以巩固学生的基础知识,强化实验技能,培养竞争意识和创新意识。同时,在实验竞赛中加入实验流程设计、设备设计训练、数据处理等环节,起到综合训练的目的。组织学生参加2年1次的全省或全国大学生化工实验大赛,拓宽学生视野。

3.5 建立多元化实验考核体系

化工实验考核方式,采用平时单元成绩累计计分和期末考试相结合的多元化考核方法。平时单元实验按基础实验和综合设计实验制定相应的评分标准,客观记录学生的实验预习、基本操作、实验结果、实验报告和综合素质等环节的成绩;期末考试采用笔试加实际操作2种方式对学生进行全面考核。基础训练实验占50%,综合设计实验占20%,期末考试占30%。

基础实验阶段评分依据:实验纪律和秩序、预习和回答问题、基本操作规范性、实验记录规范性、实验数据及处理正确性及实验报告等。综合设计实验阶段评分依据:文献调查与总结、实验方案、实验操作及实验报告等。对于创新研究实验,可根据实际情况,单独考核。

4 制度和教学队伍建设

要提高实验教学水平和教学质量,必须建立现代化的、高效运行的管理机制并重视师资队伍的建设。在管理机制和制度方面,做到“教学工作与科研工作,教学带头人和科研带头人,教学成果与科研成果,教学研究项目与科研项目”一视同仁,以调动和鼓励教师参与实验教学工作,提高实验教学的师资素质。在实验室设置教学重点岗位并实行竞争上岗;建立健全青年教师培养制度,在教学与科研实践中培养梯队。加强“实验课教学团队”建设,实施实验室主任负责制。实验课教学团队设立实验室主任(教师)、相对固定的教师和实验室管理人员,并按照专职教师:实验技术人员:兼职任课教师为1:3:6的比例配置师资队伍。

5 化工专业实验平台建设展望

化工专业实验平台建设要进一步发扬自身特色,优化实验教学体系,深化实验教学内容和教学手段改革,延长校内工程实践教学的时间,弥补工业实践难以到位的现状,从整体上优化实践教学的安排;要培养学生的工程实践能力,教师必须先具备工程实践能力,要继续深化实验室管理体制改革,提升实验教师队伍的水平,建立一个高水平的教学团队;加强实验教学平台与企业的交流与合作,推进产、学、研一体化改革,为进一步建立中试实验基地和产业化生产服务;建立“以人为本、有利于实验室开放和实验教学的文化环境”,激发学生实验与科研兴趣,培养实验能力和工程实践能力,引导学生学会学习、善于协作。

收稿日期:2012-05-02

作者简介:杨荣华,硕士,副教授。

化学实验的目的篇8

开放性有机化学实验课的开设依据

开放性有机化学实验课与高校有机化学专业各研究课题组的硕士博士研究生紧密相连。在完成学位论文的过程中,对于一些已经研究成熟的合成步骤,研究生常常需要人手帮助他们完成“量”的积累工作。把这些“量”的积累工作统一收集起来,作为开放性有机化学实验课的实验题目,让大学生走进各研究课题组实验室,来完成这些实验题目。这也就是笔者在这里提出的所谓“开放性有机化学实验课教学模式”。据笔者所知,国外很多高校如德国慕尼黑大学等都采用了这种实验教学模式。这种实验教学模式对培养学生的综合实验水平是行之有效、切实可行的:

(1)各研究课题组的研究生的学位论文,要么是当今有机化学学科的研究热点,要么具有很高的实用价值,因此大学生可以接触到有机化学学科前沿领域,开拓视野。

(2)大学生在研究生的指导下,参与到科学研究当中,可以亲身感受科研活动,从而认识完整的科研过程,达到教学目标。

(3)这种教学模式无需额外的经费购买药品和实验设备,无需占用基础实验室,具有可行性和可操作性。

(4)学生的实验结果可以马上应用到研究生的下一实验步骤当中,不会造成资源的浪费。

开放性有机化学实验课的教学模式

1开设时间

一般来说,有机化学实验课是大学第二学年开设,共两个学期。开放性有机化学实验课是属于有机化学实验课的一部分。因为需要具备一定的基本实验操作技能,所以开放性有机化学实验课适合在第二个学期末,学生完成所有基础实验室的实验之后进行。

2题目征集

由实验课教师设计好实验题目表格(包括表格1和2),向本校有机化学专业各研究小组的研究生征集实验题目。具体表格形式如表1(用于实验题目的申领阶段)和表2(用于学生查阅文献之后)所示。研究生根据课题的进展,把需要学生完成的有机化学反应以及要求填写在表格1中,每个表格只能填写一步反应。研究生可以根据需要填写多个表格提供多个实验题目,然后由有机化学实验课教师汇总。

3题目申领

在第二学期末完成所有基础实验之后,学生向实验课教师申请开放性有机化学实验题目。教师随机把研究生所提供的实验题目(表格1)交给学生,要求学生根据实验题目查阅相关文献,提出可行的操作步骤。

4文献检索及实验设计

学生通过Scifinder或WebofScience等文献检索数据库,完成前期的文献检索工作,并根据文献设计实验装置、实验条件、反应监控、分离纯化以及产物的谱图鉴定等详细操作步骤。

5实验设计的合理性评定

学生完成“文献检索及实验设计”步骤后,向教师提交相关参考文献以及自己制定的具体操作步骤。教师根据研究生所提供的具有参考文献和操作步骤的表格2对实验设计的合理性进行评定,确定学生查阅的文献和操作步骤无误后,把表格2交给学生。学生按照表格2中地址找到提供该题目的研究生。

6题目的开展

在研究生的指导下,学生按照要求系统的完成实验。在实验室里,通过单对单的训练,学生可以了解本校教师的研究方向,掌握新的实验操作技能,系统了解如何检测反应、处理反应、纯化产物以及有机化合物谱图分析等。

7题目的完成数目

按照上述步骤,要求学生在不同课题组完成四步不同的有机合成实验。学生在不同课题组可以多方面的学习和掌握不同的实验操作技术和方法,了解有机化学学科不同研究方向的前沿领域,为以后研究生阶段选择导师和研究方向提供依据。

8成绩评定

学生按照要求完成实验后,把实验报告交给研究生,研究生根据学生的表现以及实验报告的质量进行评分。学生把评分后的实验报告最终交给实验课教师记录汇总。教师把开放性有机化学实验课的成绩并入平时的实验课成绩。

开放性有机化学实验课总结

通过这样一种新型实验教学模式,学生不仅可以了解有机化学学科的研究热点,还可以掌握一些特殊有机化学实验操作,例如:无水无氧操作、苛刻条件下的有机合成等,其基本实验技能和综合实验水平也能得到有效地提高。通过这样的综合性研究实验,从查阅文献到有机化合物的分析,学生认识了一个完整的科研过程,其主观能动性可以得到充分的发挥。

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