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综合实验论文赏析八篇

时间:2023-01-14 10:29:16

综合实验论文

综合实验论文第1篇

了解普通陶瓷的原料及坯料的配方设计;掌握泥浆制备、性能检测和调整的方法;掌握普通陶瓷烧成过程中的物理化学变化;掌握陶瓷烧结性能评价方法;完成从原料制备到最终烧出制品的整个陶瓷生产工艺过程,锻炼学生的动手能力、综合运用专业知识的能力以及分工合作精神。

2实验原料及仪器设备

2.1实验原料

矿物原料有:石英、砂岩、长石、苏州土、星子高岭、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木节、唐山木节、秦皇岛瓷石、湛江原矿、依安黑泥、沁阳土、大同土、新会球土、白云石、松阳高岭土、盛超粘土等。化学试剂:碳酸钡、碱面、水玻璃、PC67等。

2.2仪器设备

球磨机(包括瓷磨罐)、电热干燥箱、烧结炉、电子天平、涂4粘度计、泥浆搅拌机、电子秤、标准筛、石膏模型、秒表、温度计、数显式游标卡尺等。

3实验步骤

3.1泥浆配方的设计与计算

查阅文献,参考经验配方,通过化学组成、矿物组成的计算,初步拟定坯料配方并按3kg总量计算出泥浆的配料单,测出原料的含水率,计算出实际配料单。

3.2泥浆制备

(1)按实际配料单称量原料,加水,加水量按30%左右计算。并加入球石,可用鹅卵石或高铝石球,料球比为1∶2,球石的级配为大球:中球:小球=(20%~25%):(30%~50%):(30%~50%)。加入0.1%~0.2%的氯化钙或醋酸,可促使泥浆凝聚构成较粗的毛细管,从而提高压滤效率。(2)研磨3.5h后,检测细度。用水筛法测筛余,若过粗,再继续研磨,直到350目筛筛余0.7%~0.8%,同时调整泥浆浓度,目标值达到(356±2)g/200mL。

3.3泥浆性能测定

(1)含水率:准确称量泥浆10~20g置于蒸发皿中,在烘箱内烘干至恒重后,冷却称重。记录湿试样质量W1,干试样质量W2。则相对水分(X)为(W1-W2)/W1×100%;绝对水分(Y)为(W1-W2)/W2×100%。(2)细度:取100g泥浆,缓慢倒入350目筛中,同时置于自来水下冲洗,直至筛下水流不浑浊为止。将筛上残渣倾入蒸发皿中,静置30min倒出蒸发皿上部清水,放在烘箱内烘干,称量残渣重量,细度(或筛余)用残渣占干料重量的百分比来表示。(3)浓度:将200mL比重瓶洗净、控干水分、烘干后称重。再将制备好的泥浆倒入容量瓶至规定刻度于电子天平上称重,记录数据,单位为g/200mL。(4)流动性:将泥浆注满涂4粘度计(100mL)。在打开出口的同时按下秒表,记录秒表数据,即为泥浆的即刻粘度V0。

3.4注试条和试样,并烧成细度和浓度达到要求后,放磨,过80目筛

放入塑料桶中陈腐7天后,利用石膏模具浇注试条和陶瓷半成品(如花瓶等)。将试条和坯体干燥后修坯、坯体施釉,在一定温度下烧成。

3.5试条性能测定

(1)收缩率。用石膏模具浇注试条,开模后用游标卡尺做记号,长度100mm或150mm。放入烘箱烘干。烘干后再测量记号长度,计算干燥收缩率,公式如下:干燥收缩率%=烧成收缩率%=×100%总收缩率=(1-干燥收缩率)×烧成收缩率+干燥收缩率(2)弯曲强度。计算公式为:式中:Ra为弯曲强度(MPa);P为作用力(N);L为跨距(mm);D为试条断口处直径(mm)。(3)烧结性。将烧后的试条作吸红实验,测定吸水率、气孔率和体积密度等指标表征试样的烧结性。

4实验结果与讨论

测定泥浆各参数如细度、浓度、流动度及含水率等;测定试样干燥收缩率、烧成收缩率和总收缩率;进行试样吸红实验及弯曲强度、气孔率、吸水率和体积密度等指标的测定,并分析烧成制度对陶瓷制品烧结性的影响。

5教学组织与成绩评定

将参加实验的学生分组,3人/组。首先安排学生查阅资料,让学生对实验内容有初步了解;其次讨论确定实验路线和方法。最后,3人协作共同完成实验内容,每组至少完成一个配方。在教学实践过程中,我们发现由于实验方案和实验内容相对独立、灵活性强,很难用同一尺度来对学生进行考核。因此,在综合性实验的评定过程中,我们重过程轻结果。实验成绩的评定包括:出勤10分、实验动手能力40分,实验结果分析20分,实验报告30分。其中动手能力的考核要求每个学生至少提交一件合格的陶瓷制品。实际每个学生都能完成几件,有的还非常美观漂亮。力争较全面的考查学生的综合能力和科研素质。

6教学效果反馈

该综合性实验项目历时4周,实验完成后,学生们普遍反映获得了很多生动的知识,在实践过程中通过查阅文献和实际动手,将理论知识应用于实践过程中,使知识融会贯通,既提高了学习兴趣,也锻炼了动手能力。

7结语

综合实验论文第2篇

近几年来,高考加强了对实验的考查,实验题已成为高考中非常重要的一项,实验题占全卷分值的比例已略有增加(由前几年的12%增至今年的17%),而且实验题的要求也逐年升高,由单纯考查实验原理的理解、实验知识的简单运用(如读数、实验步骤的选择等),逐渐转向考核学生的实验能力(特别是实验设计能力),纵观最近两三年高考物理卷中没有完全与教材相同的实验试题,而是都经过了一定的改造,题意是新颖的。

从近几年高考评卷分析反馈的信息来看,实验试题失分相当严重,如今年我省对实验题作答成绩抽样显示,平均得分7.03(满分20分),得分率仅0.35,是整份考试卷中作答最差题目之一。因此,要求我们在教学中,不仅要对学生进行思想教育,使他们明确物理实验的重要性,更要对实验进行系统地复习。现就如何进行考前实验复习谈谈自己粗浅的看法。

一、夯实基础,做好实验基本仪器的复习

根据《考试说明》,高考所涉及的基本仪器包括刻度尺、游标卡尺、打点计时器、天平等13种,历年来高考将基本仪器的考查放在非常重要的地位。因此在复习期间,必须对《考试说明》所要求的13件基本仪器的构造原理、使用方法、读数规则、注意事项等逐件过“关”,逐项弄通弄懂,精心选编例题习题,精讲精练,举一反三,促进迁移。在复习期间,可借且于多媒体,利用其容量大、交互性强、再现性和重复性的特点对常见的基本测量仪器的读数、使用方法及实物连线进行专题训练,使学生彻底掌握仪器的结构、原理、用法和读数。

二、课堂讲解与课后动手相结合,做好演示实验的复习

从93年起,全国高考物理试题出现了一个新特点,加强了中学物理教材中演示实验的考查。连续几年对教材中演示实验的考查,绝不是偶然,这表明中学物理教学必须按纲扣本,以本为本,以强化素质教育。但考纲上所规定的演示实验多达100个左右,在复习期间对每一个实验重做一遍是不可能的,也是不科学的。本人认为,在复习期间可以从两方面着手,一方面将演示实验的复习安排在第一轮复习中,相应的实验穿插在每个单元知识中进行;另一方面,可以安排在高考前夕,即5月下旬到6月初,向学生开放实验室,给学生再次动手操作的机会,同时附上相应的实验习题,让学生根据自己的掌握情况、熟练程度针对性动手操作。通过这样的复习,学生一来可以熟悉比较重要的演示实验,二来能使实验操作与学生的思维有机地结合起来,使得实验得到活化和深化。

三、顾及全面,突出重点,做好分组实验的复习。

分组实验是实验考查的重点,高考涉及的分组实验共有17个,力学实验8个,电学实验5个,光学实验3个,外加一个热学实验。历年来,实验得分率较低,说明学生对实验并没有真正理解,走马观花,不求甚解。主要原因在于教材给定了器材,规定了操作方法,确定了实验步骤,实验结果只能得到一些学过的结论,学生的思维被课本束缚住,思维不够开阔。在复习期间,我们不仅要掌握课本上的要求,还要能运用学过的物理知识设计出既能解决问题又较合理的实验方案来。在复习分组实验时,应注意:1、实验原理的复习是关键;2、结合实验原理,指导学生对实验器材进行正确选择和运用;3、指导学生对实验步骤的理解;4、指导学生掌握对实验数据进行正确处理方法。

下面再着重谈谈在具体复习中如何改进实验教学,培养学生的创新思维。

一、以立足独立操作渗透基本方法培养思维能力

在物理教学中过程,要充分发挥教材中演示实验和学生实验的作用,引导学生根据已学的知识去明确实验的目的、设计意图、实验原理,在明确的前提下积极鼓励学生独立操作实验。让学生在操作中学会正确使用仪器和掌握操作观测、数据读取、数据处理、归纳结论、写出报告等实验技能。同时启发学生在独立操作过程中理解、掌握、运用物理基本概念和规律,让学生在实验中培养思维能力。并通过实验注重向学生渗透实验设计思想和实验基本方法,培养发展学生实验思维能力。如通过游标卡尺和布朗实验等让学生领会“放大法”(叠加法)思想;通过测定匀变直线运动的加速度、测定玻璃的折射率和云室等实验让学生领会“转换法”(代替法、间接法)思想;通过牛顿第二定律和气态定律的验证让学生领会“控制条件”法思想;通过自感现象、光谱分析等实验让学生领会“比较法”思想。通过实验数据记录、数据处理、有限数字的运算、误差分析等让学生领会掌握物理数据的处理基本方法,如列表法、解析法和作图法等。

二、以同一实验有限仪器多种方案培养思维的流畅性

在物理实验教学过程中,除了指导学生明确实验目的、实验原理、鼓励学生独立操作领会实验思想和方法外。还应选用一些典型的实验,在同一实验和有限仪器的条件下,通过多种方案的设计、讨论和辨析等思维活动,培养学生思维的流畅性。如在测金属导线的电阻率实验教学中,可设置测电阻值的设计型实验让学生设计多种实验方案。如给学生3V的直流电源、电阻箱、安培表或伏特表、开关各一个和导线若干,让学生设计方案粗略地测出金属导线电阻值,要求画出方案电路图,并说明原理。学生通过设计、讨论、辨析和筛选,可得设出与教材不同的几种正确方案:

方案一:如图一所示,电阻箱与待测电阻串联,从安培表读出电路中的电流强度,从电阻箱中读出分压电阻值,由欧姆定律求出电阻箱两端的电压V=IR。因为题意要求粗略,可以认为电源电压保持3V。根据串联电路的电压分配与电阻成比的关系可求出等测电阻值。改变电阻箱的阻值,可得到另几组数据,最后求出它们的平均值。

方案二:如图二所示电路,用伏特表直接测出电阻箱的两端电压,以下步骤同方案一。

方案三:如图三所示电路,通过测出总电流和电阻箱支路的电流,间接算出待测电阻中的电流,根据并联电路各支路电流与各支电阻成反比的关系,即可求出待测电阻值。

三、以设置新情景实验迁移实验方法培养思维的变通性

在物理实验教学过程中,应设置新情景实验材料,让学生根据实验目的要求和现有提供的仪器设备,发挥思维迁移功能,将已学的物理知识和实验方法迁移到新情景问题中去,引导学生开动脑筋自行设计多种方案进行实验,培养思维的变通性。例如:在LC振荡电路中,如已知电容C,并测得电路的固有周期T,即可求得L。为了提高测量度,需多次改变C值并测得相应的T值。现将这六组数据标示在以C为横坐标,T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点。⑴T、L、C的关系为____。⑵根据图中给出的数据作出T2与C的关系图线。⑶求得的L值是__________。

一般情况下,实验数据处理的方法有两种,一种是计算法,多次测量求平均值,另一种是图象法。用图线来表示物理规律或用图线来研究物理规律是物理学中常用方法之一。考试说明书中明确地指出:“必要时能运用几何图形、函数图象进行表达分析”。历年的高考试题常考查这方面的能力,因此考前要对学生进行图象专题训练,以培养这方面的能力。培养了这方面的能力,既使出现了一些新的物理情景,学生也会把学过的知识、方法迁移过来,顺利完成任务。

四、以同一实验自选仪器多种设计培养思维的独特性

在物理实验教学过程中,应有计划地组织学生进行与众不同的系列实验设计,激发学生根据实验目的运用已学理论和实验方法确定原理、设计独特的实验方案、自选仪器按方案步骤进行实验,培养学生思维的独特性和创新性。如重力加速度的测量方法,在指导学生独立完成教材用单摆测定实验后,应恰时诱发学生独立思考,想出其它与众不同的测定重力加速度的实验方案。因为在做本实验前学生已做过“测定匀变速直线运动的加速度”和利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验装置和方法。于此,启发学生设计利用重物自由下落过程中打出的纸带上的点,用“逐差法”算得重力加速度的实验方案,并根据设计方案确定步骤自选仪器进行实验。也可启发学生根据自由落移公式h=gt2/2设计实验方法。将一个低偏金属盘放在地板上,再将一条酸式滴定管安装好,使得从阀门流出的水滴从1cm以上的高度处落到盘中,发出清晰的滴水声响。细心地调整阀门,使得一个水滴碰到盘子的瞬间,下一个水滴正好从阀门处开始下滴,用秒表记录水滴下落时间(计下半分钟内落下水滴数取平均值t),用米尺量出管口距盘子的距离h,代入公式h=gt2/2。即可求得g。还可设计其它独特的实验方案,在此不最一一举例。

五、以实验设计的全面细致思考培养思维的精致性

综合实验论文第3篇

关键词:综合性实验;创新能力;实践教学

引言

实验教学在教学过程中有着举足轻重的作用,金属材料专业属于实践性较强的学科,通过专业实验可以培养学生的动手能力、分析能力,激发学生的研究兴趣、创新意识,提高分析问题,解决问题的能力[1]。金属材料专业培养的人才,不仅要掌握本专业的基本知识和专业技能,还需要具备解决所学专业领域内的理论和实践问题的基本能力。为此,提出小课题式综合实验的教学改革,以提高学生科研能力和创新意识。小课题式综合设计性实验是指在学生具备一定的实践基础,利用学校教师的科研力量和实验室条件,学生通过查找资料、自己完成实验方案的设计和实验操作,实验报告以小论文的形式提交,指导教师只对学生的整个实验过程监督和协调的作用。小课题式综合设计性实验是验证型实验和综合型实验的延伸与拓展,是培养学生具有独立科研实验能力的重要阶段。小课题式综合设计性实验的目的是培养学生的创新意识、创新能力和创新精神,提高学生的综合素质[2]。实验的项目设计要注重实验教学和科研的结合,将科研中的研究成果转变为适合实践教学的知识和技能,以科研促进实践教学,培养学生的科研意识及创新能力[3-6]。培养学生理论转化为实践的能力,开发学生的研究、总结、探索、创新的科研兴趣,为更好地完成高质量的科研行为做准备。

1小课题式综合设计性实验项目的设计

综合设计实验课程是在学生已经掌握了基本的理论知识和基本实验仪器设备操作的基础上而开设的综合设计性实验课程。教师的科研成果具有先进性和前沿性,所以综合实验设计要引入教师的科研方向与科研成果,将科研中最新的理论和成果应用到实验教学中去,以培养学生的科研意识[7]。通过调查研究科学推进实验教学体系、教学内容和实验教学手段的改革。根据本科生专业课程进展情况及学生接受能力、实验人员的专业水平和实验室条件,提炼、选择能够满足学生实践能力要求的实验方向和内容,其中要考虑到学生已经具备金属材料基础知识及基本的实验仪器设备的操作训练,实验项目设定应具备样品的制备以及表征和数据分析等多个材料实验环节。将本专业的几位在科研和教学上有诸多成果的教师,加入到实验方案的制定及实验过程管理之中,研究开发设计出符合实际的综合实验项目,鼓励学生创造性地进行实验,调动学生进行专业实验的主动性,使学生乐于去查找最新文献资料、有针对性的使用仪器设备等进行实验,且实验项目内容、实验室设备及教师的研究方向要进行动态调整。指导教师只对实验内容提出总体要求,引导学生查找相关文献资料,制定材料制备工艺路线、性能表征、数据分析和处理来提高学生对材料科学理解;让学生自己确定实验方向和确定本组成员的分工,设计实验方案和实验步骤,进行相关实验,对实验结果进行分析,发挥学生在实践教学中的主体作用,强化学生的独立思考的能力,这不仅锻炼了学生的专业能力、分析能力和动手能力,还可激发学生进行专业实验学习的主动性、创新精神和团队合作精神[8]。

2小课题式综合设计性实验的总体实施

在金属材料专业本科生实践教学中开设综合设计性实验以小组为单位完成整个实验过程,要求小组分工明确,做到每人都能够参与整个实验过程,最终以小课题形式提交小论文式实验报告,课题式综合实验学生操作的流程如图1所示,首先学生根据课题自行进行分组(2~3人一组)、教师引导查找资料、完成实验方案设计,自己动手完成实验操作,学会把实验过程、结果分析写成小论文,以学生为中心,让学生主动面对问题,以此锻炼学生的自主学习和实践创新能力。综合设计性实验与基础实验相比,研究的内容更全面、更具体,对学生综合能力的要求更高,学生也需要付出更多的时间和精力,但也正是这个过程可以培养学生的实践能力和严谨的科研态度以及创新能力。

3实验考核

综合实验的目的是培养学生的创新能力,不仅要让学生“动手”,更主要是“动脑”,因此对学生实验的考核要探索新的模式,要摒弃以往以实验结果的准确性来评价实验成绩,对学生参与实验的实际能力进行动态的、全面的评价,进行量化考核。考核实验方案设计的创新性,参与实验讨论的活跃度,实验完成情况,要重点考核实验过程、实验分析与总结。实验过程主要是对仪器的操作规范、样品的制备的整个流程,强调实验参与的重要性;实验分析与总结主要考核学生对样品性能表征和数据的分析能力,允许实验出现偏差甚至失败,只要能分析出失败原因,同样可以得高分。金属材料综合设计性实验由12个实验组成,总共48学时。考核方式按百分制执行,根据平时成绩、实验总结报告及样品提交的情况综合评定。平时成绩包括实验方案的设计(15%)、实验过程中仪器设备操作能力(15%)、提交样品情况(10%)、答辩(10%);最终提交的小论文的格式统一采用学生论文的编写格式进行编写,考察格式是否正确(15%);小论文的内容(15%),考察中英文题目是否准确、中英文摘要是否能反映论文的主题内容。小论文中数据的处理和分析是否具有科学性(15%),对研究内容能否提出新问题、新见解(5%),如果有创新点,且比较正确,哪怕很少,就给予高分。

4实验效果

1)激发学生的自主学习热情。与以往的按照实验指导书的步骤按部就班的进行实验相比,该实验项目的结果是未知,学生可以根据实验结果及时调整实验方案,这大大激发学生的好奇心和探索科学实践的兴趣,使学生更加主动的面对问题、分析问题和解决问题。可激发学生进行专业实验学习的主动性、创新精神和团队合作精神。2)提高理论与实践相结合的能力。本实验项目安排在大四的上学期上,样品的制备、表征和小论文的撰写都需要用到课堂上学到的知识,例如新材料的制备方法、材料性能表征等等。把课堂上的理论转化到综合实验项目的设计、制备、表征中,提高学生理论与实践相结合的能力。有兴趣的学生还可以以此为基础,申请大学生创新项目,进一步提高学生的创新能力。且经过综合实验的训练学生的主动性、论文的撰写的质量都明显有提高。3)通过该课题的研究与实践,开发设计出新的以论文形式的实验报告,提高学生的毕业论文质量。在未开始综合性设计性实验之前,学生在拿到毕业设计课题后,不知从何着手,对实验数据的分析和处理,完全依赖老师的指导。开始了综合性设计性实验之后,学生拿到了课题之后,都能够比较顺利的开展工作,进行实验方案的设计、实验操作、性能表征和最终实验结果的分析和论文的撰写,自然毕业设计论文的质量也会提高。

综合实验论文第4篇

“提高学生综合素质,培养学生创新能力”是新世纪人才培养的重要目标。从事化学专业人才培养的高校教师应当将综合素质和创新能力的培养贯穿于整个教学工作中,将理论知识的传授和实践能力的训练有机融合[1-2]。“化学综合实验”课程的设置恰能符合这一人才培养方向。综合实验不仅是化学理论知识、方法原理的综合,而且是实验手段、实验基本操作技能、实验仪器设备的综合。近年来,各大院校均对“化学综合实验”课程的设置进行了整合与更新,优化了课程知识结构,追踪科技前沿,提高学生学习兴趣和创造力。在此形势下,以科研促进教学显示出了不可忽视的作用。在黑龙江大学化学学科教研人员的科研水平逐步提高的背景下,学院提倡将教师的科研课题引入到“化学综合实验”的教学中,以科研促教学,以教学辅助科研。学生在课程中不但体验到了科学研究的基本思路和过程,还学习和观摩了一些大型、先进科学仪器的操作与维护,这既培养了他们科学的思维方式又锻炼了他们实事求是、严谨的科学态度和刻苦钻研的科学作风。

一、以科研促进“化学综合实验”教学模式改革的方案设计

(一)合理设置实验项目

合理地设置实验项目,不断更新先进、新颖的实验内容是与时俱进的教学理念的完美体现,也是响应国家关于“抓紧建立更新教学内容的机制,加强课程的综合性和实践性,重视实验课教学,培养学生实际操作能力”号召的必要措施[3]。首先,针对“化学综合实验”的教学特点,教师应根据自己的科研方向,结合当前的研究热点确定合适的实验内容。转化为实验教学项目的研究成果必须是成熟的科研成果,确保实验整体的科学性、系统性、实用性和先进性。为此,结合学生的知识背景和化学研究领域的热点,我们围绕教师承担的国家以及省部级科学基金项目,衍生出相??的综合性实验。例如,作者多年来一直从事固体电化学及器件方面的科研工作,研究课题涉及了固体氧化物燃料电池(SOFC)相关材料的合成与性质研究。因此选择课题中实验方法比较成熟的一部分开发为“化学综合实验”课程内容。我们设立了综合实验“固体电解质纳米粉的制备、陶瓷成型及离子电导率的测试”。固体氧化物燃料电池以其发电效率高、能量密度大、燃料使用范围广等优点受到广泛关注。电解质作为SOFC的主要组成部分之一,其主要作用是在阴极、阳极之间传递氧离子和对燃料及氧化剂的有效隔离。目前Y2O3稳定的ZrO2(YSZ)是SOFC中研究最热、利用最广泛的电解质材料。YSZ的离子电导率不仅与掺杂浓度有关,而且还与粉体的制备工艺、烧结密度密切相关。这个实验课程的完成过程,既让学生领略了新能源领域的最新发展动态,了解了新型绿色能源的研究背景和重要意义,又让他们学习了固体氧化物燃料电池的工作原理及对其相关部件的要求和发展现状,同时还了解了电解质材料的制备工艺对其离子电导率等相关性能的影响,又让学生从全方位角度领会和理解了新型燃料电池材料研发人才应该具备的知识和技能以及燃料电池关键材料开发领域的技术状态。为了提高学生的创新能力,我们还在实验中安排一些自由设计环节,比如在陶瓷成型和烧结工艺环节中,学生可以自主设计实验参数和操作来获得实验结果,并对结果进行分析与讨论得出一些非预见性的结论,从中引导和启发学生的创新思维。

(二)详尽介绍课题,开展资料调研,学生制定实验设计报告

作为科研成果转化成具体综合实验内容的教学过程的主导者,教师应该在实验开展之前给学生详细地介绍课题研究的意义和背景。尽量将学生掌握的理论知识结合起来讲解实验相关原理和内容,拓展知识面,让学生充分感受理论学习的重要性,提高学以致用的积极性。同时提出实验要求,实验开展过程中的重点和难点等,并提出一些与实验关键内容有关的问题,布置学生自主查阅相关的文献资料和书籍,制定详细合理的实验方案。通过查阅的资料并经过分析和讨论,学生整理出详尽的实验设计报告,内容应该包含以下内容:研究背景和国内外研究现状、实验的目的和意义、实验材料和实验仪器设备、实验方案和具体实验步骤、实验结果与讨论(包括数据记录与处理以及对实验结果的分析讨论)。教师要认真审阅学生提交的实验设计报告,保证实验方案的合理性和可行性。对不符合要求的实验设计报告教师要及时与学生讨论并做出完善和修改。对于有些学生的创新性设计要尊重其想法并在实验条件允许的情况下合理地布置实施。整个文献调研和实验设计环节,不但使学生掌握了基本的文献检索和调研手段而且促进了学生将理论课程知识与实践的横向联系,充分调动了学生进行科研的主观能动性。有效避免了以往照方抓药,学生不动脑思考的弊端,提高了学生的综合素质[4]。

(三)建立健全仪器设备使用与管理制度

综合实验要求学生具有安排与开展专业实验的综合能力,在此阶段的学生经过了基础实验对基本实验技能和动手能力的训练,更要将理论知识联系实验过程,培养创新思维,感悟科研的真谛。在此过程中,2―3人一组的实验模式既要求大家有独立自主的动手能力,又要求他们发扬团队精神,协作精神,集思广益,讨论问题,解决问题,保证实验的顺利进行。

“化学综合实验”课程开展中大型表征和测试仪器的使用是保证实验顺利完成的必要因素之一。由科研项目转化而来的实验项目往往用到的是项目指导教师课题组或者专业实验室的相关仪器和设备。教师在学生开展实验之前应当带领学生参观实验室,把需要用到的实验仪器和设备的用途、操作规程做介绍,必要的项目需要亲自示范操作。比如,在“固体电解质纳米粉的制备、陶瓷成型及离子电导率的测试”实验中教师需要事先为学生讲解并且示范陶瓷压片模具的使用方法、高温炉的使用方法和电化学工作站的测试方法。在整个实验进行过程中,实验室或者实验中心应当做好仪器设备开放使用的安排,并且加强实验室管理,建立健全实验室规章制度,制定仪器设备具体操作规程和管理措施以保障实验教学的顺利完成。

在实验进行的过程中,学生要按照设计好的实验路线认真操作,记录好实验现象和实验数据。教师全程跟踪指导,在学生遇到问题的时候引导释疑,在实验结束后进行点评和总结[5]。

(四)按照科技论文标准撰写实验报告,进行实验结果汇报

实验报告的撰写是对整个实验过程中的现象和结果的综合分析与讨论,是最能体现学生分析和总结能力的环节。在此环节中,我们摒弃过去固定模式的实验报告形式,要求学生以科技论文的形式完成数据讨论与总结,对数据的处理不再是简单的数据罗列和图形展示,要从中总结和归纳数据变化规律,与实验设计过程中的理论预期相对照,解释现象和原因,做到环环相扣,实验结果与理论推导相互验证。完成实验报告的撰写之后,每一名?W生还要对其实验结果进行汇报和答辩。实验结果的口头汇报及答辩不仅极大地提高了学生的学术交流能力,也是对以往综合实验成绩评价方式的重要改革。我们将综合实验的成绩评定分成几大部分,前期文献调研和实验方案设计、实验过程以及报告撰写与答辩各占不同比例,重点落在实验过程和报告撰写与答辩上。公开汇报实验结果的方式既体现了成绩评定的公平性,又有效避免了同组学生报告雷同的现象。同时,对于优秀的实验论文,可以让学生进一步完善并推荐其在校级以上级别的刊物上发表,激发学生做科研的成就感[6]。

二、以科研促进“化学综合实验”教学模式改革的效果分析

综合实验论文第5篇

关键词:应用化学;综合性设计实验;探索

中图分类号:G424.31 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)17-0267-02

应用化学是一门化学类综合性学科,与有机化学、无机化学、物理化学、分析化学、材料科学、信息科学、能源科学、生命科学互相关联和渗透。应用化学专业旨在培养理工结合型化学专业的综合性人才,因此实践教学在应用化学专业教学中占十分重要的地位。综合性实验的实验内容涉及各个方面,既要有相关的综合性知识和具体的实验方法、实验手段,又要加强对学生的知识、能力以及素质等解决问题能力的培养。在实验教学过程中,我们针对以前的实践教学中存在着的主要问题,针对学校的定位及以此制定的培养方案,从体现专业方向性、创新性、开放性以及与科研实践相结合的角度,在应用化学综合实验中探索和尝试了综合设计性实验这种新的实践教学模式。

一、设计综合设计性实验的过程

1.教学与学习模式。打破长期以来大学传统三段式实验教学模式,采用学生为主体、教师为主导的新的实验教学模式。学生在老师的指导下,分组讨论,自己设计实验方案,拟定实验过程,开展实验并对实验结果进行分析处理。运用学生与教师合作的“双主”方式,使教师的角色从传统的信息完全提供者逐步变为学生求知实践过程中的合作者与引导者。这样初步实现了学生是课程的主体,教师是辅助的教学模式,充分发挥了学生的主观能动性。实验结束后进行全实验室各小组之间进行交流讨论,共性的疑惑难点问题由老师进行补充式解释,将实验中的“惑”排除。这种新型上课模式极大地提高了学生学习积极性,从被动的“等、靠、背”到主动的“查、学、思”。

2.适合课题的选择。根据学校现有的实验设备条件和本科生掌握知识的水平及实验操作能力,设计了这一系列综合实验。其内容新、综合性强、难度适中、可操作性强。涉及到水蒸气蒸馏、反相悬浮、测定表面活性剂张力等课堂只接触理论部分的知识,在实验过程中,通过查阅文献、观察记录等方法对这些书本上生涩的知识有了具体的了解。例如,在“苯丙乳胶的制备”实验中的乳化聚合,在课堂上学生只学到其有四个阶段,对于每个阶段形象的过程或者特点都不是很了解,在这个实验预习过程中,通过查阅文献了解到:在乳化阶段,形成胶束,增溶胶束,单体珠滴;在成核阶段由于加引发剂、加热、键引发,溶液中增溶胶束形成乳胶粒子;在乳胶粒子长大阶段,由单体珠滴向初级乳胶粒子扩散、聚合形成胶粒子;在聚合反应完成阶段,单体珠滴消失、单体消失,聚合结束。

3.实验操作。学生按照教师提供的实验材料认真进行预习,明确实验目的和实验原理,熟悉基本的实验步骤,老师在旁指导,共同探讨,使学生产生浓烈的求知欲。教师演示后,每个实验学生都要自己动手进行操作,整个实验过程中,老师以鼓励为主,并不过多参与,实验结束后老师对各个小组的每个学生进行点评。这样做学生能保持对实验的兴趣,也能从失败的经历中总结自己的不足,从而提高实验能力。

4.实验总结。在每次实验结束后,各小组同学总结实验过程中出现的问题,分析其原因,讨论解决方案或者改进措施,并多组同学进行讨论,分享自己成功的经验,虚心请教自己的不足,向其他同学学习。老师分析解答实验中学生无法解答的问题,根据学生实验结果和态度给出点评。

二、开设综合设计性实验的意义与收获

综合设计性实验是将基础理论知识与多种实验技能和方法进行归纳、分析并相互渗透的一种有效的实验形式。开设综合性和设计性实验的主要目的就是开阔学生的思路和激发他们进行实验的兴趣,引导和造就学生的探索和创新意识,培养实验技巧和技能,使学生对化学实验产生浓厚的兴趣。

1.重拾了学生对实验课程的兴趣。在综合设计性实验中,不但产物是与生活息息相关的香料、固体胶、油漆等,实验过程中出现的问题也是小组观察讨论,每个人都参与其中,抒发自己的见解。使每个学生都充分发挥了自己的作用和能力,从而重拾了学习兴趣。

2.提高了应用知识的能力。综合设计性实验加强了理论教学与实践的联系,通过实验将理论知识与应用过程结合起来。在这类实验中,以高分子聚合实验为主,结合精细化工上学习的知识(如,表面活性剂表面张力及CMC的测定)和少量分析实验的知识(如,以SDS为原料,配制不同浓度的溶液),综合运用了大学学习的知识。

3.培养了创新性。综合设计性化学实验改变了过去各基础实验自成体系、相互脱节的状况。在我们具体的实验方案中,由于各个小组选择的不同,必然导致实验方法、实验原料以及实验产品性能的区别。老师将各方法一起对比总结,便可以找出更适合在实验室可行性更高的方法。所以无论在具体操作流程上还是产物性能上,都具备了很大的自主性、开放性和创新性。

4.增强了团结协作的意识。综合设计性实验老师特意让学生分组工作,每一组的同学在实验设计、具体实验过程及实验结束后进行结果分析的过程中,小组中每个成员发表自己的观点和见解,在相互配合的过程中,能将不同观点相结合,充分体现团队合作的精神。

5.培养了学生的抗挫能力。综合设计实验对于学生来说,涉及知识点多、实验操作复杂,由于知识、经验不足,难免会遇到问题。因此实验失败,得不到理想中的产品的现象时有发生。在实验过程中我们鼓励学生积极思考出现问题的原因,大胆尝试用不同的方法来解决问题,并希望参与具有挑战性的实验工作,常常试验多次才制备出所需的产物。遇到挫折后同学们没有退缩,反而“越挫越勇”,培养了学生坚强、乐观上进的学习态度,大大提高其抗挫能力。

实践证明,这种“双主”型综合性设计实验,通过精心的实验项目挑选、更加注意综合实验教学内容、涵盖学科知识的交叉性,在培养学生综合能力方面起着积极的作用,学生从被动学习变为主动学习,从而发挥其潜能、提高综合运用知识的能力、培养其创新性和团队合作意识。通过实验教学改革的进一步深入,必将在提高实验教学质量、形成学生的创新思维、加深学生的理论联系实践等方面发挥越来越大的作用。

参考文献:

[1]何洪.改革大学课程体系的思考[J].高等理科教育,2009,(6):9-12.

[2]金成树,赵大伟,迟云超.在综合化学实验中对应用型人才的培养[J].吉林省教育学院学报,2011,2(27):69-70.

[3]Woo,D.T.Hudson,B.T.Mori,J.C.Ngan,E.S.Pak,W.Y.Practice and research[J].Chem.Educ,2007,(84):967-970.

[4]浙江大学,南京大学,北京大学,等.综合化学实验[M].北京:高等教育出版社,2001,(9):12-13.

[5]施开良,姚天杨,俞庆森.综合化学实验[M].北京:中国高等教育,2003,(17):27.

综合实验论文第6篇

关键词:软件工程;实验教学;综合性;设计性;教学改革

1引言

当今社会是信息社会,信息技术的飞速发展改变着社会的方方面面。高校工程类专业培养的人才需要适应社会的快速发展。在高校工程类人才培养过程中,实验教学是人才培养的重要组成部分。开设综合性、设计性实验旨在培养学生的知识获取、信息处理及知识的综合运用能力,提高学生综合素质。是开发学生智能的重要步骤,着重培养学生提出问题、分析问题及解决问题的能力。软件工程作为计算机类学生的一门专业课程,融合了多门课程的知识,以该课程的实验教学模式的改革和创新作为探索高校综合性、设计性并融合创新性实验教学的先例。

2综合性、设计性实验的界定

2.1综合性实验界定

综合性实验是指某课程的实验内容涉及的知识是该课程知识的综合运用或与该课程相关的多门课程知识的综合运用。一般来说,综合性实验的综合特征除了实验内容的综合性以外,还体现在实验方法的多元性、实验手段的多样性,以及对学生的知识、能力和素质的综合培养方面[1]。综合性实验应能体现出实验内容的复合性和人才培养的综合性。

2.2设计性实验界定

设计性实验是指按照教师给定的实验目的和要求,在教师的指导下由学生自行设计实验方案,选择实验方法和实验仪器,拟定实验步骤,加以实现并对实验结果进行分析处理的实验[1]。设计性实验应能体现学生学习的主动性、实验内容的探索性。

3软件工程综合性、设计性实验的目标

为了深化实验教学改革,不断完善实验教学体系,带动教师积极开展研究性教学和优质实验项目建设,本文提出了基于软件工程课程的综合性、设计性实验教学的研究与实践工作。软件工程是一门综合性和实践性很强的计算机专业核心课程,主要内容包括可行性分析、需求分析、总体设计、详细设计(面向过程和面向对象分析与设计)以及编码测试等。软件工程课程实验的目的是通过具体的应用软件系统的开发实现,使学生能够结和课程有关软件生命期的介绍,规范软件设计与实现过程的文档要求,掌握软件设计的规范,理解软件工程课程的基本理论与方法。综合性、设计性实验项目与传统实验项目一样,应具有完备的教学文件和教学档案,有相关的教学大纲、教案、讲义、实验指导书等。

4软件工程综合性、设计性实验的目标

首先是前期的准备工作,为了体现实验内容的综合性和人才培养的综合性,主要制定包括实验指导书的编写,实验题目的拟定,以及教案的准备。开课前的资料准备充分后,邀请该课程的授课教师及该课程相关课程的授课教师,包括理论课教师和实验教师,召开讨论会,共同对软件工程课程实验教学在综合性和设计性方面的要求和开展进行讨论,集众之智对该课程的开展提出进一步的建议与完善。为实验课的开展奠定良好的基础。本文对软件工程实验的设计主要是基于在线实验教学系统。成熟的互联网技术,使当今社会的各个领域都发生了翻天覆地的变化。互联网+旨在结合互联网和传统行业与技术,催生了经济社会发展的新形态。高校教育模式也在逐渐发生着各种各样的变化,现代教育方式不再像以前一样只有单一的课堂授受这一种形式,基于计算机互联网技术的现代教育开始越来越多地走进各高校。在线实验教学作为一种新的实验教学模式也开始被一些高校在尝试。在线实验教学系统的基本功能包括:1)教师管理实验题目;2)教师查看学生上传的实验结果;3)教师在线给出实验成绩;4)学生登录查看实验题目;5)学生上传实验结果和实验报告;6)学生查询自己的实验成绩。该实验项目所涉及的知识涉及软件工程,C#或Java程序设计基础,面向对象,Web涉及与开发等多学科的专业知识。综合性较强,能够比较全面的锻炼学生的综合运用所学专业知识解决实际问题的能力。且该实验题目切合实际,取材源于学生日常实验课的经历,激励学生采用信息化的思维和程序设计的思想来解决实际生活中的问题。要求学生采用自己所擅长的程序设计语言,结合实验要求和自己对实际问题的理解,主动设计实现方案,结合所学的各相关专业知识,探索新的实验方法,充分考虑功能性、可用性,扩展性和友好性,最终完成一个初具功能的在线实验教学系统。并在实现过程中采用软件工程的思想,在每个阶段给出该系统的可行性分析说明书、需求分析说明书、总体设计说明书、详细设计说明书等文字材料。在实验项目的开展过程中,学生的课堂表现以及最终的实验完成情况已经体现了此次软件工程综合性、设计性实验项目的效果,学生主动性提升,体现在主动设计系统架构,主动思考系统功能的扩展,主动编码实现系统等方面;综合能力得到提升,主要体现在能够综合运用软件工程、程序设计、Web开发以及数据库等多门课程的知识解决问题;创新能力得到提升,主要体现在每个学生所设计的系统都有自己的创新点,架构的创新、UI设计的创新、新功能的创新、甚至开发语言的创新,可谓是百花齐放,让人耳目一新。

5软件工程综合性、设计性实验的目标

软件工程综合性、设计性实验的开展取得了初步的效果。从学生的参与度的提升、思考问题的主动性的提升、实验成绩的提升等方面都显示了其积极的作用。由此也引发了作为实验教学人员在开设综合性、设计性实验项目方面的思考,主要包括以下几个方面。

5.1预习、准备和执行实验方案

综合性、设计性实验给学生的发挥与创新留下了比较广阔的空间,但与此相适应教师有许多准备工作,包括学生也有部分工作要在实验前的课余完成。学生根据实验要求,通过各种渠道查阅相关资料,然后进行理论分析和研究,初步确定实验方案,画出相关的设计图、结构图等。或者根据指导教师提供的实验方案,学生自己确定实验步骤。相关实验室要为学生实验的顺利进行提供相应条件,包括网络环境,硬件和软件环境等。指导教师在检查学生设计的实验方案时,必要的时候可以会同相关课程的教师或气他实验教师一起讨论实验方案的可行性和准确性。

5.2实验和实验中的指导

为了适应学生活跃的思维,不同的思路,正式实验前实验室应当软硬件符合多元的要求。实验过程中指导教师应该鼓励学生自己动手动脑的同时给予适当的提示。对个别思路狭窄的学生单独指导,着重引导学生如何综合所学知识和技能,合理恰当的用来解决所做实验中遇到的各种问题。多采用启发式教学方法,引导学生发挥主动思考的能力,注重实验过程和实验结果以及对结果的讨论。

5.3实验报告

实验报告是学生对所做实验的一个文字总结,指导学生写出高质量的实验报告是综合性、设计性实验的重要环节,实验报告要求学生从实验方法的建立、实验步骤的设计、实验环境的选择、实验数据的处理、实验结果的分析讨论等方面着手,对整个实验的过程有一个更加清晰的认识,同时也是对自己实验过程的一个总体回顾。这个过程不仅加深了学生对实验内容的掌握,也培养了学生善于总结的良好习惯。对理论上有创新或有工程实用价值的实验成果,教师可以鼓励和指导学生写出学术论文并公开发表。

5.4教学总结

实验指导教师在指导学生完成所带课程的综合性、设计性实验的过程中及时地对每一阶段存在的共性问题和实验情况进行总结,在实验结束后对实验的整体完成情况,存在问题以及个别学生的闪光点分享给学生,让学生即知不足又开阔视野,通过实验能有更多的收获。最后,实验指导教师要注意将优秀的实验报告和完成的实验成果归类,提炼,作为今后实验的素材之一。

6结论

综合性、设计性实验既包含培养学生熟练掌握所学知识的综合能力和综合知识的应用能力,又包含激发学生主动学习和创新思想,培养学生独立思考、综合运用知识、提出问题和解决复杂问题的能力。基于这些特征和社会发展对工程专业人才培养的需要,高校实验教学人员应积极开展综合性、设计性实验项目,并且融入创新思想。在相应课程实验教学过程中积极探索适应社会发展的,符合学生水平的,满足当今社会对相关专业人才需求的实验教学方式方法,更新思路,创新方法,做到与时俱进。高校相关管理人员也应站在培养创新性人才的高度上,重视实验教学的改革,从各方面加大对实验教学改革的支持与投入,才能培养出符合社会发展需要的高素质人才。

参考文献:

[1]刘长宏.综合性设计性实验项目建设与管理的研究与实践[J].高校实验室工作研究,2013(3):96-97.

[2]田运生,刘维华,王景春.综合性设计性实验项目建设的探索与实践[J].实验技术与管理,2012,29(2):126-129.

综合实验论文第7篇

关键词:材料成型;工程认证;实验;教学改革

一、前言

当前我国提倡创新创业的时代背景下,培养具有“创新精神和实践能力的人才”是高等学校重要的教学目标之一。这就要求我们必须更新传统的教育理念、内容、方法、手段和模式。实验教学是培养学生创新和实践能力的重要基地和平台,同时也是高校审核评估和工程认证中重点考核内容。工程教育认证是国际通行的工程教育质量保障制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础,成果导向教育(Outcomebasededucation,OBE)是工程教育认证的一个核心理念,区别于传统的能力本位教育(Competencybasededucation,CBE)。工程教育认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求,是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开,并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力。为了适应新的培养目标和方案,亟须改革我校材料成型专业塑性成形方向专业综合实验,结合新的培养目标和工程认证体系,改进综合实验教学模式,变更教学内容。本文结合我校材料成型专业塑性成形方向专业课程,分析了现有实验教学的不足之处,提出改进措施和目标,并通过研究型综合实验教学的实施,获得了良好的教学效果。研究型综合实验的教学不仅能激发学生的学习兴趣和创新思维,还可以在很大程度上促进理论教学目标的达成,为今后在实际工作中将研究和思考作为灵魂,有助于培养创新专业人才。这就要求实验过程中鼓励自主实践,激发对科学问题的兴趣和思考,引导学生深入细致地探索现象和本质之间的关系,解决问题,从而开发构建研究型实验教学体系,这个过程对提高学生自主创新能力具有重要意义。

二、实验教学中存在的问题

材料成型专业在实验教学中存在的不足之处有:(1)先进性和创新性不足,体现在教学内容落后于课程知识前沿。近三年来,为申请专业工程认证,专业课程体系和内容有很大更新,但是专业综合实验依然没有变化。(2)实验教学模式的多元化和深入性不足,体现在实验内容比较单一、综合性不强,缺少研究性、工艺连续性实验,不能体现各专业理论课程之间的联系。(3)实验教学资源的优化不足,体现在教学设备的配置不够合理,有些教学设备比较老旧,难以用于新的综合实验教学。实验教学和理论教学没有很好地结合,不能完整涵盖专业知识结构,导致教学过程中无法激发学生的创新思维。因此实验教学模式和内容的改革势在必行。

三、研究型实验改革的方案和实施过程

1.改革方案。针对以上教学中存在的不足,拟采取如下方案进行研究型实验的教学改革,可简述为三个关系和三个内容。首先要理顺三方面的关系,分别为:(1)主干专业课程和专业综合实验内容的关系;(2)实验教师和专业课教师之间的关系;(3)实验教学模式和专业课教学模式的关系。这三方面分别关联着研究型实验的教学内容、教学主体和教学模式。处理好以上关系,才能做好研究型实验的开发。在理顺以上三方面的关系后,需要做综合实验开发的前期准备工作:(1)研究型实验教学思路的更新,主要体现在专业课教师和实验教师教学思路的更新,通过教学培训、研讨等形式改进实验教学方法;(2)修改综合实验教学文件,包括教学大纲和实验指导书等;(3)实验设备的更新以及工具的设计。以上内容既包括教师教学方法、思路的变革,也包括教学内容的更新以及教学设施等硬件方面的准备,这些工作是并行的。

2.实验教学改革的实施。依据前文提出的实验改革方案(三个关系和三个内容),具体实施过程包括以下五个方面的内容。(1)实验教学思路的更新。由于专业课程综合实验的课堂教学和实践教学是分离的,随着课堂教学内容的更新和专业理论的逐渐发展,实验教学依旧没有变化,导致实验教学落后于专业前沿。所以开发研究型实验,需要实验指导教师和专业课教师共同沟通和研讨,将实验目标和实验内容紧跟专业课程核心内容,把课堂理论教学中具有研究型的内容引入实验教学,并引导学生以研究的思想去实践。教学过程由理论课教师与实验人员共同完成。(2)实验内容的确定。目前,塑性成形方向的专业主干课程有塑性成形原理、锻造工艺及模具设计、冷冲压工艺与模具设计、塑料成型工艺与模具设计、轧制理论与工艺、模具制造工艺等。这些课程的主要内容是成型理论、工艺及模具设计,由材料成型理论支撑。首先,从专业课程中找出可以建立研究性和工艺连续性实验的课程,例如轧制理论与工艺、冷冲压工艺与模具设计两门课程可以综合在一起,通过轧制实验获得板材,再进行板材的冷冲压实验。其他课程实验可以与模具制造工艺相结合,先设计工艺和模具,再通过编程、数控加工等方法制作模具中的典型零件。开展研究型实验教学,还要将实验结果和数据分析与塑性成形理论有机结合,制定实验大纲,设计实验要求、目标和内容,撰写指导性文件———《专业课综合实验指导书》等。(3)实验相关文件的制定。在原有专业实验内容的基础上,考虑课堂教学中的工艺问题,更新实验参数,并全面考虑可能的影响因素,将参数分类为定量和定性。将实验流程按照研究型的思路设置背景、目标、方法、手段、结果和分析等步骤,将传统的实验模式转变为科学引导、寻求方法、采取手段、观察现象和理论分析等环节,即以研究为核心,最终能够验证或解决工程和工艺中的问题。这就需要制定实验相关的规程文件,除实验大纲和指导书外,实验室也要配备实验设备看板、实验操作流程看板以及安全注意事项标识等。(4)实验设备与工模具的更新。为了满足研究型实验教学需求,需要更新和配置实验设备,根据塑性成形方向的主干工艺课程,购置了相应的实验设备,设计了合理的实验工模具并委托制造,使之适应实验教学。(5)研究型实验教学的应用和实践。研究型综合实验的实施分为专业课程相关的理论指导、查阅资料、动手实验和实验报告各环节,验证设计性实验的开发效果,是否真正达到了设计的实验目的。基于“以学生为本”的基本原则,通过与学生的交流和反馈,进一步改进教学方法。

综合实验论文第8篇

【关键词】实验教学;综合化学实验;创新人才培养

1、普通工科院校开设综合化学实验的必要性

国家中长期人才发展规划纲要在人才建设主要任务中指出:要创新人才培养模式,建立学校教育和实践锻炼相结合、国内培养和国际交流合作相衔接的开放式培养体系。探索并推行创新型教育方式方法,突出培养学生的科学精神、创造性思维和创新能力。实验教学是整个高等教育创新体系中创新人才培养过程不可缺少的重要组成部分,实验教学对学生综合素质的提高,对学生理论联系实际、实践能力、动手能力、创新能力的培养以及整个高等教育培养模式转换起着非常重要的作用。

对于普通工科院校,通常没有化学专业,化学作为应化、化工、制药、材料、环境等专业的基础课。学生入校后,在大一、大二期间分别学习无机化学、分析化学、有机化学及物理化学,此后即开始学习各自专业的专业课程及开展专业实验,到大四时开展毕业论文。这种传统教学模式的弊端在于,各基础课具有自身的基础理论、实验操作技能,学生在这些实验课中是分别学习的,各门课的知识和技能也是分别学习和掌握的,学生缺乏有关知识和技能的融会贯通,缺乏各种实验方法和技术的综合应用能力,学生从基础化学实验到专业实验缺乏过渡;另一方面,高年级的专业实验又由于专业划分过细,知识分割过窄,使学生学得的知识过窄,实验方法和技能也较单一,不利于创新型人才的培养[1]。

现代化学已经发展到了各学科分支间纵横交叉、互相渗透和融合的程度,在教学中如果不有意识地把各基础学科的知识和技能加以综合,就必然适应不了现代化学发展的要求。综合化学实验是一门深层次的、多学科性的和综合性实验技能训练的化学实验课程。它除培养学生熟练掌握实验技能外,还能让学生综合应用化学知识和多种化学研究方法,使“四大化学”之间能融会贯通,培养学生具有分析问题、解决问题的能力;从培养人才的角度看,开设综合化学实验课程的目的在于缩短学生在所学的专业基础知识与科研、生产实践中解决实际问题能力之间的差距,培养学生的科研能力和创新能力[2,3]。

2、综合化学实验体系的构建

“综合化学实验”与四大基础化学实验的根本差别在于它的综合性。它必须既能体现各二级学科专业方向的特色和优势,又能涵盖多个二级学科的知识点,因此要能使学生站在更高一级的层次上去理解化学各分支学科之间最本质的内在联系。我校综合化学实验课程组经过反复讨论和论证,设立了“三层次、三方向”的综合化学实验体系。“三层次”是指综合化学实验包括综合性实验、设计型实验及科研实验三部分。综合性实验主要综合四大化学的基本实验技能,让学生在一个实验项目中融会贯通四大化学基础知识;设计型实验则在一个实验项目中综合了四大化学基本实验技能与专业实验问题,为学生向专业学习及发展搭建桥梁;科研实验则指学生进入教师科研实验室,参与完成科研项目。“三方向”是指目前我校综合化学实验针对我校化学相关的特色专业(应化、环境及材料专业)分别开设相关综合化学实验。对每个方向分别根据各专业人才培养需要开设了4个综合实验和4个设计型实验,其中一部分是我化学相关专业教师长期科学研究的阶段成果。将这些成果编写成综合实验,有利于培养学生的综合思维能力和创新能力。这些实验包括金属配合物的合成、表征和性能测定;综合性分析;典型有机化合物的合成、分析鉴定;天然化合物的提取、分离、表征;催化剂的制备、表征与性能;典型环境污染物的分析、分离;材料的合成及表征等。这些综合实验项目具有以下共同的特点:

(1)综合性:综合运用合成、分析、表征等各种实验技术,一个实验是两个或两个以上二级学科知识点的有机结合,实现了知识的系统化,形成了综合性的实验课体系。

(2)先进性:以现代新技术在环境、能源、材料、生物化工等领域中的应用为重点,选择反映化学学科进展的内容,大部分实验内容来源于科学研究的成果,可以引导学生尽早了解各分支学科的国际前沿和热点,对学生将来进行科学研究提供帮助。

(3)实用性:实验的对象是现实中的样品,例如植物油渣油、茶油饼粕、虾壳、纺织污水等。实验的产物是实用的产品,例如甾醇、维生素E、生物柴油、茶皂素、壳聚糖、阳离子淀粉等,有利于激发学生实验兴趣。

3、综合化学实验教学方法

(1)启发式教学:由实验辅导老师启发式地讲解实验的基本原理和基础理论,指导学生查阅文献资料,综合分析比较,确定设计性实验方案,由辅导老师审阅。

(2)讨论式教学:在讲授综合性实验时,采用提问的方法启发学生用什么仪器,通过什么样的方法来完成实验内容,让学生自己归纳总结出实验的基本步骤、思路和特点。

(3)课内外结合式教学。建立开放实验室实验平台,这样学生既可以在课堂内学习,也可以在课堂外随时练习课堂上的实践内容,锻炼实际动手能力。

参考文献:

[1] 强根荣,盛卫坚,王红,等. 工科专业综合化学实验教学与研究,实验室研究与探索[J]. 2011,30(12):115-118.