前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇化學(xué)實驗的基本方法范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
作為一種最接近人類自然語言的程序,計算機高級語言在我國很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。其程序中采用了與數(shù)學(xué)符號和算式非常接近的運算符號以及預(yù)算式,不會被計算機具體結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)所局限,問題處理通用性強。針對以上特點,從計算機編程語言掌握以及知識的運用出發(fā),對如何運用計算機編程來解決大學(xué)物理實驗基本計算的實際問題進(jìn)行研究,以此為學(xué)習(xí)和研究提供更加便捷、簡化的途徑。
1 大學(xué)物理實驗基本計算存在的問題
結(jié)合分析,從物理實驗的課程安排看,其屬于獨立的基礎(chǔ)課程,尤其在理工院校,學(xué)生是通過實驗的基本訓(xùn)練,提高對于大學(xué)物理知識的掌握,大學(xué)階段作為學(xué)生系統(tǒng)地接受實驗的開端,若提高實驗方法的掌握能力,會助力于日后學(xué)業(yè)與事業(yè)的有效發(fā)展,尤其對于日后要從事科研類專業(yè)的學(xué)生,是具有積極意義的。在具體實驗階段,主要包括對物理力學(xué)、熱學(xué)以及光學(xué)、電磁學(xué)等等的實驗,實驗過程,通過具體的數(shù)據(jù)與操作展示,提高學(xué)生認(rèn)識。涉及到具體的基本計算實驗包括弦振動研究和液體粘滯系數(shù)的測定,以及電位差計的使用與薄透鏡焦距的測定等等。這些實驗內(nèi)容會利用實驗計算,得出結(jié)果進(jìn)行對比與研究,其體現(xiàn)的更是基本計算,他們之間的共性是大同小異的。也會進(jìn)行平均值計算、直接不確定度與間接不確定度的計算。在處理過程中,工作較為繁瑣,具體表現(xiàn)在實驗過程需要利用計算,并且計算繁瑣,要使用大量數(shù)據(jù),計算過程存在結(jié)果除不盡情況,這就導(dǎo)致了繁瑣、復(fù)雜性產(chǎn)生,即使是利用了函數(shù)計算器,也容易出現(xiàn)錯誤,很多實驗過程,會進(jìn)行反復(fù)工作,包括教師與學(xué)生,都會感到處理困難,通過嘗試,可以運用Visual Basic編程來實現(xiàn)對此問題的簡化,可以很好的運用到大學(xué)物理實驗基本計算實踐之中。
2 大學(xué)物理實驗基本計算的簡化方法
基于以上大學(xué)物理實驗計算中存在問題,針對上述問題,對大學(xué)物理實驗基本技術(shù)方法進(jìn)行簡化是非常必要的,下面從設(shè)計思路、實現(xiàn)過程、設(shè)計思路擴展等幾個方面對簡化方法進(jìn)行幾方面具體分析:
2.1 設(shè)計思路
在大學(xué)課程中進(jìn)行實驗的過程中,對于一些出現(xiàn)一些誤差和不準(zhǔn)確的現(xiàn)象,是非常正常的,測量的結(jié)果中都會存在一些不確定的因素。不確定因素主要是評定測量數(shù)據(jù)所在的范圍。它主要會展示出在測量中出現(xiàn)誤差的過程中,存在的一些不確定的因素,從而站在概念意義的觀念和角度上,對實際測量得出的結(jié)果進(jìn)行全方面的評價。
在物理實驗對數(shù)據(jù)處理的過程中,對不確定因素的應(yīng)用比較多,并且采用的方法也基本一致,實驗過程中的特點也非常鮮明。但是在對直接不確定的數(shù)據(jù)計算的過程中,需要對其中的平均值進(jìn)行測量和計算,還要對其中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行改正,并且采用貝塞爾公式的方法,對其中的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計算,然后通過不確定A類和B類的分量,合成不確定的數(shù)值,最終科學(xué)合理的完成不確定計算的方法。另外,在對間接不確定數(shù)值計算的過程中,會出現(xiàn)相應(yīng)的偏導(dǎo)問題,并且還與實際的物理公式有著密不可分的聯(lián)系。所以,在這樣的情況下,就會導(dǎo)致很難對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理,從而有效的實現(xiàn)對一些實驗過程的計算。
在對物理實驗過程中對不確定度進(jìn)行計算的過程中,需要運用計算機編程語言技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的描述。這樣就可以運用Visual Basic的編程技術(shù),實現(xiàn)人工計算的發(fā)展模式,并且保證在實際運算的過程中計算機程序的流程化和規(guī)范化,從而對程序中的功能有進(jìn)一步的優(yōu)化,并且更好的服務(wù)用戶。另外,為了能夠獲得比較準(zhǔn)確的實驗和測量數(shù)據(jù),就采用了大量的手工計算放大,經(jīng)過結(jié)果表明,發(fā)現(xiàn)對實驗計算結(jié)果準(zhǔn)確度造成影響的主要原因,就是將實驗過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行了四舍五入。所以,為了能夠有效的解決這個問題,就需要將計算機編程的思想進(jìn)行完美的結(jié)合,并且將實驗過程中的數(shù)據(jù)臨時存在一些文件中,這樣不僅可以有效實現(xiàn)程序?qū)υ己椭虚g數(shù)據(jù)的記憶功能,還可以有效降低實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差。
2.2 實現(xiàn)過程
使用者可以在特定的空間內(nèi),將實驗中獲取的數(shù)據(jù)合理的輸入,其中的數(shù)據(jù)主要包括單個數(shù)據(jù)和多個分散數(shù)據(jù)等等,對于不同的數(shù)據(jù),需要運用空格和回車區(qū)別。然后等到數(shù)據(jù)輸入完畢之后,可以通過單機計算的按鈕觸發(fā)click的事件,這樣就可以促使程序?qū)τ脩糨斎氲臄?shù)據(jù)有自動獲取的功能,并且存在另一個硬盤中。然后需要將程序中的數(shù)據(jù)提取出來,并且貫穿到數(shù)組中,然后采用預(yù)先設(shè)置的運算步驟,從而將數(shù)組中的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范。最后,就需要將得出的最終結(jié)果,存在硬盤中的文件里,依據(jù)得出的不同數(shù)據(jù),就可以真實的反映出現(xiàn)實的物理意義,最終可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)儲存可以合理的在前臺分配。
通過提高控件和觸發(fā)的時間,就可以在計算機程序顯示裝置圖的過程中提供合理的操作功能。
2.3 設(shè)計思路擴展(下轉(zhuǎn)第38頁)
(上接第55頁)
可以采用一樣的方式和方法,根據(jù)上文中提高的思路,對數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理,就可以大道不同物理實驗流程化計算的描述方法,從而通過在測量之后得出的數(shù)據(jù)按照實際的物理意義進(jìn)行分離,從而可以有效實現(xiàn)能夠自主選擇輸出計算的結(jié)果。除此之外,還可以將大量的數(shù)據(jù),通過文件的讀寫方式,對數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的錄入和修改。
但是如果對一些物理實驗不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的過程中,就可以保證在最基礎(chǔ)的思路上,合理的增加控件和觸發(fā)事件的技術(shù),從而就可以有效實現(xiàn)將多個類別的實現(xiàn)統(tǒng)一在一個工程中,在保障可以提高代碼和計算數(shù)組復(fù)用性的同時,提高整體的開發(fā)效率。
3 調(diào)試運行結(jié)果與分析
根據(jù)上文提到的相關(guān)設(shè)計思路,非常重要和關(guān)鍵的就是計算結(jié)果,就可以合理的運用Visual Basic編程語言技術(shù)。另外,還可以通過對實物的編程,從而實現(xiàn)更加方便的對功能的添加過程中,從而促使階段的設(shè)計會非常便捷和簡單。
如果在對實驗數(shù)據(jù)處理的過程中,其中存在一些計算量較大和實驗重復(fù)性次數(shù)較多的實驗數(shù)據(jù),就會更加突出編程計算過程中的優(yōu)勢。這就可以適當(dāng)?shù)倪\用嘗試運用Visua Basic計算機編程語言的技術(shù),從而可以實現(xiàn)直接不確定度和間接不確定的完善計算,保證對實驗的數(shù)據(jù)能夠變得更加簡單和高效,最終保證數(shù)據(jù)的精確度比較高,并且對實驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的計算。
實驗是化學(xué)教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié),但目前的無機化學(xué)實驗教學(xué)仍然存在部分問題,學(xué)生對無機化學(xué)實驗課不夠重視。很多學(xué)生認(rèn)為無機化學(xué)實驗中的內(nèi)容多是中學(xué)里面接觸過的,不用浪費精力去學(xué)習(xí),單純的認(rèn)為實驗課就是對書本知識的驗證,并沒有什么意義,所以在實驗的過程中,只是按照書中指示,不肯動腦思考,沒有認(rèn)識到無機化學(xué)實驗在化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性,難以達(dá)到教學(xué)大綱中對無機化學(xué)的要求。對于部分農(nóng)村學(xué)校來說,由于教學(xué)條件有限,實驗時學(xué)生進(jìn)行動手操作的機會不是特別多。在大學(xué)的課程中,學(xué)生要考自己動手,并且獨立的完成實驗,對于部分學(xué)生來說,比較難適應(yīng),給實驗課教學(xué)帶來了一定的難度。很多學(xué)生的學(xué)習(xí)的目標(biāo)不夠明確,對化學(xué)實驗課缺乏主動性與積極性,不少學(xué)生在學(xué)習(xí)上的熱情不夠高,對各門課程的成績只是滿足于及格的程度,頻頻出現(xiàn)應(yīng)付實驗、抄襲實驗的情況。根據(jù)以上無機化學(xué)實驗課程存在的問題,無機化學(xué)實驗的教學(xué)必須要進(jìn)行一定的改革。
二、無機化學(xué)實驗改革的路徑與做法
為了改變學(xué)生重理論、輕實驗的思維方式,老師應(yīng)該在教學(xué)過程中從各個方面進(jìn)行引導(dǎo),結(jié)合實驗的內(nèi)容,來闡述理論與實驗之間的聯(lián)系。結(jié)合無機化學(xué)實驗的教學(xué)大綱,確立實驗教學(xué)在化學(xué)教學(xué)過程中的地位和作用。無機化學(xué)實驗是一門基礎(chǔ)實驗課,目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握無機化學(xué)的實驗方法與基本的操作技能,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與科學(xué)習(xí)慣,讓學(xué)生學(xué)會分析和觀察化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象,學(xué)會處理實驗數(shù)據(jù)的方法,培養(yǎng)學(xué)生具有良好的實驗習(xí)慣。通過化學(xué)實驗,讓學(xué)生對其中的概念、基本理論、化學(xué)元素等加深理解,無機化學(xué)實驗將培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Ψ旁谑滓恢茫寣W(xué)生們認(rèn)識到,實踐是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ),理論的正確與否需要通過實驗來驗證。除了學(xué)生在課堂上接受化學(xué)理論知識外,還要通過實驗教學(xué)的方式來對理論進(jìn)行消化、鞏固、吸收,學(xué)生在實驗室進(jìn)行實驗的過程,是理論學(xué)習(xí)與動手操作相統(tǒng)一的過程。學(xué)生可以通過實際操作來觀察現(xiàn)象,測量數(shù)據(jù),同時鍛煉學(xué)生的觀察問題、分析問題和解決問題的能。所以實驗教學(xué)是整個化學(xué)教學(xué)的過程中必不可少的一個步驟。作為高校的實驗教師,不僅要有堅實的理論基礎(chǔ),還必須要有過硬的實驗?zāi)芰?,只有老師的實驗?zāi)芰^硬,才能在實驗課的教授過程中起到帶頭作用,所以針對化學(xué)實驗的教學(xué)中需要采取以下的措施:第一點,明確無機化學(xué)實驗中具體的操作要求,擬定出無機化學(xué)實驗基本操作訓(xùn)練項目要求,第二點,讓學(xué)生進(jìn)行反復(fù)練習(xí),保證每個項目操作的更加規(guī)范,無機化學(xué)實驗是一門綜合性很強的教學(xué)活動,需要學(xué)生有一定的動手能力,在動手過程中,熟練的單項基本操作能力是最為重要的。
一、提高化學(xué)實驗?zāi)芰Φ牟呗?/p>
1、認(rèn)真做好每一個學(xué)生實驗。實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)若只靠課堂實驗的觀察是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,絕知此事要躬行,因此,要重視學(xué)生實驗。應(yīng)源于課本又要脫離課本,教師可根據(jù)教學(xué)需要,設(shè)計學(xué)生實驗;引導(dǎo)學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí),提高實驗效率及效果
2、運用課外活動實驗提高學(xué)生實驗?zāi)芰?。課外活動實驗在提高學(xué)生實驗?zāi)芰ι暇哂袩o可比擬的獨特的功能,這一點可以從課外活動實驗的具體操作過程中得到證明。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在課外活動實驗的過程中親自參與實踐活動的每一環(huán)節(jié),或者到社會上做調(diào)查研究,或者到學(xué)校查閱研究資料,有條件的話通過師生共同討論、設(shè)計和制作出多種實驗方案,最終使問題得能解決。
二、幫助學(xué)生培養(yǎng)基本的化學(xué)實驗思維能力
化學(xué)實驗思維的內(nèi)容很廣泛,涉及實驗前、實驗中和實驗后的思維。對于探究性實驗,實驗前要分析面臨的問題,依據(jù)觀察到的現(xiàn)象與事實或有關(guān)的知識經(jīng)驗構(gòu)筑假設(shè),并根據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案;方案設(shè)計時,要分析實驗原理,選擇合適的實驗方法,依據(jù)實驗原理和方法考慮儀器裝置的選用與連接以及操作方法,安排操作步驟,評價方案的科學(xué)性、合理性和可行性等。實驗中要根據(jù)具體的實驗對現(xiàn)象與性質(zhì)、實驗原理與裝置、現(xiàn)象與裝置、現(xiàn)象與操作等之間的關(guān)系,以及產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因進(jìn)行思考。實驗后要對實驗所得的結(jié)果,包括各種實驗現(xiàn)象、事實和數(shù)據(jù)等,進(jìn)行加工處理,以形成化學(xué)概念、得出化學(xué)規(guī)律、認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)、推斷物質(zhì)的組成等,并歸納總結(jié)實驗成敗的經(jīng)驗教訓(xùn)?;瘜W(xué)實驗思維過程就是人腦對化學(xué)實驗問題進(jìn)行思考的程序或流程。對于一般化學(xué)實驗的思維,其過程是:明確問題,實驗與觀察,收集思維材料,加工處理,得到結(jié)論,運用于新情景,以驗證結(jié)論獲得成功。對于探究性化學(xué)實驗的思維,其過程則為:明確問題,提出假說,形成方案,實驗與觀察,收集材料,加工處理,驗證假說,獲得成功?;瘜W(xué)實驗思維的基本方法有分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、歸納、演繹、推理等。在評價化學(xué)實驗方案優(yōu)劣等時往往還要運用臻美的方法。所謂臻美的方法,就是在研究化學(xué)實驗問題時,對尚不完美的化學(xué)實驗問題,如化學(xué)實驗的假說、方案等進(jìn)行加工、修改以至重構(gòu),使之更加完美的思維方法。它是一種創(chuàng)造思維方法,也是評價化學(xué)實驗問題和結(jié)果的重要手段。要使學(xué)生學(xué)會化學(xué)實驗思維的方法,應(yīng)把重點放在平時的教學(xué)中,注意引導(dǎo)學(xué)生按照思維過程對課堂實驗事實和現(xiàn)象一步一步地進(jìn)行邏輯思考,并指出各步加工處理中所采用的方法,這樣既能使學(xué)生掌握基本的實驗思維過程與方法,又能使學(xué)生學(xué)會科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)學(xué)生的自我探究能力。
三、開展形式多樣的實驗教學(xué)活動,在操作與應(yīng)用中完善發(fā)展學(xué)生綜合實驗?zāi)芰?/p>
教師要經(jīng)常調(diào)整自己的教學(xué)活動,讓教學(xué)更加生動活潑、豐富多彩,以便更好地滿足學(xué)生的需求。教師可將教材上的陳述性文字配以相應(yīng)的實驗,以實驗教學(xué)的形式出現(xiàn)??梢詫⒀菔拘詫嶒灨臑檫呏v邊實驗或?qū)W生課堂小組實驗,以提高學(xué)生的參與度,調(diào)動其積極性。教師對在實驗室里進(jìn)行的學(xué)生實驗課要高度的重視,要組織好、設(shè)計好、安排好、指導(dǎo)好。要教育學(xué)生珍惜動手能力培養(yǎng)的機會,要讓學(xué)生明確實驗?zāi)芰Ρ仨氃趯嶋H動手操作中才能得以煅煉提高。在多種形式的教學(xué)中,化學(xué)實驗探究活動的開展對完善發(fā)展綜合實驗?zāi)芰τ兄匾囊饬x?;瘜W(xué)實驗探究是科學(xué)探究在化學(xué)實驗教學(xué)中的具體化,是化學(xué)教學(xué)中最常見最主要的探究活動,是化學(xué)實驗教學(xué)中落實科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)的重要途徑,也是以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)教學(xué)觀的具體體現(xiàn)。有條件的話,化學(xué)實驗探究活動可以活動課程的形式去展開?!盎顒诱n程是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和直接體驗為基本方式,以學(xué)生個性養(yǎng)成為基本目標(biāo)的一種課程?!被顒诱n程教學(xué)變“傳授知識和技能活動”為“學(xué)生自主認(rèn)識活動”,變“重視學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握”為“重視學(xué)生個性養(yǎng)成和綜合能力的提高”,在教學(xué)空間、時間和教學(xué)材料等的開放性等方面與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有很大變化。
四、培養(yǎng)學(xué)生書寫實驗報告的能力
【關(guān)鍵詞】高考復(fù)習(xí);化學(xué)實驗;應(yīng)對策略
化學(xué)實驗題最能考查學(xué)生的思維、表達(dá)、探究等各方面的綜合能力。2009年高考課改卷更加注重對化學(xué)實驗的考查,突出了實驗在學(xué)科中的地位。新課改2009年高考化學(xué)大綱強調(diào)了對實驗?zāi)芰蛯嵺`能力的考查,這將更有利于推進(jìn)中學(xué)素質(zhì)教育的實施。
結(jié)合近幾年的高考實驗試題特點以及發(fā)展趨勢,本文就高考化學(xué)實驗專題復(fù)習(xí)提出一些建議。
一、準(zhǔn)確掌握化學(xué)實驗基本技能
高考化學(xué)實驗題中既有常見儀器的規(guī)格和使用,又有正確操作的了解和錯誤操作的辨別,著重考查考生的實驗基本操作技能。
1.熟悉常用儀器。
熟練掌握化學(xué)實驗中常用儀器的結(jié)構(gòu)、用途是提高實驗答題能力的必備的基礎(chǔ)。在復(fù)習(xí)時,建議讓學(xué)生接觸感受這些常用儀器,掌握這些常有儀器的名稱,結(jié)構(gòu),規(guī)格,用法及用途。
2.掌握基本操作。
基本的實驗操作有藥品的取用、儀器的洗滌、試紙的使用、試劑的存放、物質(zhì)的分離和提純、物質(zhì)的檢驗與鑒別等。對化學(xué)實驗基本操作的復(fù)習(xí),最好讓學(xué)生親自動手做。設(shè)置不同的實驗情景,積極疏導(dǎo),大膽動手,多向思考,仔細(xì)觀察,認(rèn)真記錄,做好實驗基本操作。有助于全面提高學(xué)生的基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Α?/p>
二、認(rèn)真分析課本實驗基本原理
近幾年高考實驗試題傾向于回歸教材,體現(xiàn)了來源于教材又高于教材的特點。問題多圍繞教材實驗展開,如基本操作,變換原理,方法,角度等進(jìn)行命題,增強教材實驗的開發(fā)、遷移、考查學(xué)生對實驗的掌握情況。這就要求學(xué)生在復(fù)習(xí)實驗時要多問是什么(即實驗?zāi)康模浚磳嶒炘恚槭裁??怎么做(即實驗步驟)?不這樣會產(chǎn)生什么結(jié)果(即實驗拓展)?尤其要重視課本實驗,認(rèn)真做好課本上的演示實驗和學(xué)生實驗,認(rèn)真分析實驗原理,掌握典型的實驗裝置和原理,并進(jìn)行相應(yīng)的挖掘和提升。
三、注意培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力
應(yīng)用性和開放性試題已成為高考試題的新熱點,其重點在于考查學(xué)生的創(chuàng)新精神。復(fù)習(xí)時要在實驗原理、實驗?zāi)康?、實驗步驟、實驗方案以及實驗方案的評價上做文章。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)、完善、拓展教材實驗,增強實驗的探索性、綜合性,使之更貼近對實際問題的解決,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
“在化學(xué)科學(xué)的研究中,科學(xué)、合理、周密、巧妙的實驗設(shè)計,往往能導(dǎo)致化學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)?!被瘜W(xué)實驗設(shè)計也成為對學(xué)生各項能力進(jìn)行綜合測試最好的方法,近年高考實驗方案設(shè)計題受到命題專家的青睞,逐漸成為考查的重點。[2]實驗設(shè)計是指實驗者在實施實驗之前,依據(jù)一定的實驗?zāi)康暮鸵螅\用有關(guān)的知識與技能,對實驗的儀器、裝置、步驟和方法等在頭腦中所進(jìn)行的一種規(guī)劃。在復(fù)習(xí)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,幫助其認(rèn)識實驗設(shè)計的基本原理,了解實驗設(shè)計的一般思路和方法,再評價和優(yōu)化,以提高學(xué)生的實驗設(shè)計水平,強化創(chuàng)新能力。
四、加強習(xí)題選編、訓(xùn)練和講評
綜合實驗題屬于能力考查題,能有效地考查學(xué)生的觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰ΑF涿}思路是依據(jù)化學(xué)實驗本身具有很強的包容性和兼容性的特點,將化學(xué)實驗的考查與化學(xué)其他板塊的知識甚至是其他學(xué)科的知識、方法等有機地結(jié)合,實現(xiàn)學(xué)科知識的綜合考查,考查的內(nèi)容可以是元素及其化合物的有關(guān)知識,也可以是化學(xué)基本原理的有關(guān)知識,同時包括實驗基本原理和基本技能。在復(fù)習(xí)過程中,教師要通過精心研究、分析、比較、篩選,把一些有針對性和代表性的典型習(xí)題進(jìn)行整理,有計劃、分階段地進(jìn)行訓(xùn)練。讓學(xué)生了解這些試題的主要類型、功能和特點,掌握典型題目的解題思路、方法、技巧、步驟及注意事項,進(jìn)行強化訓(xùn)練,增強他們的題型意識。要學(xué)生明白高考實驗考什么、怎樣考、只有學(xué)生對實驗題的功能,考查范圍、考查特點弄清楚、才能理順解答實驗題的思路。引導(dǎo)學(xué)生在分析典型綜合實驗題的過程中積累經(jīng)驗,達(dá)到知識與能力相結(jié)合,真正提高實戰(zhàn)能力。
關(guān)鍵詞:高校;物理化學(xué)實驗;弊端;開放式教學(xué)模式
作者簡介:周薇薇(1981-),女,山東濰坊人,淮南師范學(xué)院化學(xué)與化工系,講師;趙旺(1982-),男,河北石家莊人,淮南師范學(xué)院物理與電子信息系,講師。(安徽 淮南 232038)
基金項目:本文系淮南師范學(xué)院校級質(zhì)量工程項目(項目編號:2012hsjy13)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)34-0162-02
物理化學(xué)實驗是高校化學(xué)、化工專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗。物理化學(xué)實驗課程既與物理化學(xué)課程緊密相連,又相對理論獨立、實踐獨立。實驗主要依賴物理化學(xué)中所學(xué)的一些比較重要的、基本的原理,并且還要依賴一些相關(guān)的儀器。學(xué)生要在弄清實驗原理的基礎(chǔ)上,學(xué)會相關(guān)儀器的操作,并且通過觀察實驗中的現(xiàn)象,記錄下實驗中的實驗數(shù)據(jù),最后在原理的指導(dǎo)下,正確的分析和處理數(shù)據(jù)。這樣在整個實驗過程中,學(xué)生可以學(xué)到很多知識、得到很多鍛煉。學(xué)生可以加深對物理化學(xué)課程知識的理解,學(xué)會相應(yīng)大型儀器的操作和使用方法,以及實驗技術(shù)和實驗方法。
然而,隨著時代與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗的教學(xué)模式越來越顯現(xiàn)出很多弊端。為了緊跟時代步伐和適應(yīng)形勢發(fā)展的要求,提出打破現(xiàn)有化學(xué)學(xué)科傳統(tǒng)實驗課程教學(xué)體系,探索開放式物理化學(xué)實驗教學(xué)模式,使之適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求。
一、傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)模式的弊端
1.學(xué)生實驗積極性差
傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗教學(xué)模式,實驗課前,學(xué)生先按照物理化學(xué)實驗教材自己預(yù)習(xí)實驗,預(yù)習(xí)的內(nèi)容包括實驗原理、實驗步驟、儀器操作、注意事項等;實驗課上,先由實驗教師進(jìn)行講解,講解部分包括實驗原理、實驗步驟、儀器操作、注意事項等,但是此時的講解要與之前的預(yù)習(xí)不同,要從教師教學(xué)的角度考慮重點,最后學(xué)生再按照教師的講解動手進(jìn)行實驗。整個實驗過程的模式相對固定,學(xué)生要在講義與教師的指導(dǎo)下模擬實驗,學(xué)生對于實驗原理、操作步驟、注意事項等方面的理解都是從教材和教師的口中得知的,自己思維思考的方面很少,他們基本不動腦,基本沒有想過實驗為什么要用這個方法去做,用到某個實驗儀器的理由是什么,注意事項的原因等等。學(xué)生一味在教師的安排下機械地進(jìn)行實驗的每一個步驟,沒有思考的空間。該方式導(dǎo)致學(xué)生的積極性很差,創(chuàng)新性極其欠缺,對于物理化學(xué)實驗提不起興趣,重視程度嚴(yán)重降低,主動性很差。
2.實驗題目類型相對單一,對于學(xué)生的手動性與創(chuàng)新性鍛煉不夠
物理化學(xué)實驗的題目雖然比較經(jīng)典,但是類型和題目的歷史相對較長,很多實驗題目做了很多年,且物理化學(xué)實驗題目相對單一,欠缺創(chuàng)新性與時代特點。經(jīng)典物理化學(xué)實驗題目在最初選擇時是合適的,符合當(dāng)時的時代特點,但是時代在進(jìn)步,化學(xué)在發(fā)展,已不適合目前化學(xué)學(xué)科的需要。因為物理化學(xué)實驗的內(nèi)容應(yīng)該與化學(xué)的發(fā)展緊密相連、與時代一致,應(yīng)既有橫向的也有縱向的。橫向方面,化學(xué)會與其他學(xué)科交叉延伸,這樣會產(chǎn)生很多交叉的邊緣學(xué)科,學(xué)科之間的發(fā)展也會相互促進(jìn);縱向方面,每一個化學(xué)學(xué)科的發(fā)展也越來越細(xì)致,越來越深刻,很多新穎的、尖端的論文如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,在化學(xué)的各個分支、各個小領(lǐng)域中都涌現(xiàn)諸多嶄新的成果。但是這些成果卻沒有很好地滲透到物理化學(xué)實驗中,實驗的內(nèi)容依然沒有更新、沒有變化。這是物理化學(xué)實驗的一個很大的弊端,物理化學(xué)實驗的內(nèi)容應(yīng)與時代同步、與時俱進(jìn)。
3.儀器種類與數(shù)目有限,實驗操作訓(xùn)練未收到良好效果
大部分物理化學(xué)實驗都需要大型儀器作支撐。由于大型儀器的規(guī)模與價格的限制,多數(shù)高校不可能做到人手一臺。因此物理化學(xué)實驗要分組進(jìn)行。每個小組保證有一整套本實驗的有關(guān)器材。這樣的實驗安排與分組決定了不可能每個學(xué)生都可以完整地操作一次實驗,實驗過程中的操作必須分工進(jìn)行。實驗操作的不完整性使學(xué)生實驗動手能力的訓(xùn)練受到了限制。這是高校物理化學(xué)實驗的另一個很大的弊端,大部分高校都存在這樣的問題。
4.物理化學(xué)實驗多為驗證性實驗,理論數(shù)據(jù)都可以由原理推導(dǎo)獲得,這就嚴(yán)重影響了學(xué)生個人創(chuàng)新性的發(fā)揮
物理化學(xué)實驗多為驗證性實驗。由于學(xué)生們已經(jīng)大體了解了數(shù)據(jù)發(fā)展的趨勢,總是本能地希望數(shù)值按照理論的趨勢發(fā)展。在實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)不一致時,總認(rèn)為自己的數(shù)據(jù)是不可靠的。他們并沒有把實際環(huán)境、儀器的誤差以及在實驗過程中自己操作的影響考慮在內(nèi)。另外,在實驗過程中有意外發(fā)生時,學(xué)生們總喜歡把實驗從頭再來,完全否定之前的數(shù)據(jù),然后讓數(shù)據(jù)再重新按照理論的趨勢發(fā)展。也就是說,學(xué)生沒有處理意外的能力,不能從意外中獲得意外的驚喜。實際上,化學(xué)中有很多有重大意義的發(fā)現(xiàn)都是在實驗的意外中意外獲得的。
二、開放式物理化學(xué)教學(xué)模式的探索
隨著時代的發(fā)展,21世紀(jì)對高級人才素質(zhì)的要求已經(jīng)大大提高,本科教育的目標(biāo)和方式也要隨之相應(yīng)的提高和改進(jìn)。物理化學(xué)實驗的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)代教育的要求,因此必須進(jìn)行新的物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的探索和嘗試,以提高高校本科教學(xué)的質(zhì)量。
1.開放實驗內(nèi)容
為適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展,跟上時展的潮流,應(yīng)該大膽修改舊的、不適于生產(chǎn)力發(fā)展的物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容,減少驗證性實驗,把新的科研成果和研究技術(shù)引入到教學(xué)中來,讓科研成果充實實驗教學(xué)內(nèi)容,為培養(yǎng)科研人才打下堅實基礎(chǔ)。
將之前單一的驗證性傳統(tǒng)實驗進(jìn)行擴充,除了“基本內(nèi)容”的實驗外,還增加了“選做內(nèi)容”以及“提高和擴展內(nèi)容”?!盎緝?nèi)容”的實驗是傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗的縮減版,將傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容進(jìn)行縮減,取其精華,去其糟粕,構(gòu)建基礎(chǔ)驗證性實驗?zāi)K;“選做內(nèi)容”是“基本內(nèi)容”的延續(xù),每個綜合實驗都會包含多個知識點,可以將不同的實驗技能與知識點結(jié)合起來,從而有效地培養(yǎng)學(xué)生綜合思考和分解實驗的能力;“提高和擴展內(nèi)容”是三個部分中難度最大的部分,在進(jìn)行該部分實驗時,學(xué)生需要首先進(jìn)行文獻(xiàn)查閱,將查閱好的相關(guān)文獻(xiàn)仔細(xì)閱讀、整理后,要模仿文獻(xiàn)自行設(shè)計出一套相關(guān)的實驗方案。之后將設(shè)計好的實驗方案交給物理化學(xué)實驗教師審查。審查的內(nèi)容主要包括:實驗原理的正確性、實驗路線的可行性以及實驗室條件的允許性等等。如果以上條件都滿足要求,實驗方案即算合格,學(xué)生就可通過預(yù)約進(jìn)入開放實驗室進(jìn)行實驗。該部分被稱之為設(shè)計性實驗?zāi)K。
2.開放實驗選題
傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗所做選題都是由院系與教師決定的,所有的學(xué)生都做相同的實驗題目,不能調(diào)動學(xué)生的自主性、能動性,不能發(fā)揮學(xué)生的特長。在內(nèi)容進(jìn)行開放和變換之后,有三個方面的內(nèi)容,其中基礎(chǔ)驗證性實驗?zāi)K部分為必選必做內(nèi)容;而綜合性實驗?zāi)K、設(shè)計性實驗?zāi)K部分是選做內(nèi)容,學(xué)生可以按照自己的特點、喜好、特長選做實驗,這樣可以調(diào)動學(xué)生的積極性與創(chuàng)造能力。
3.開放實驗方法
實驗方法的開放包括實驗操作步驟的開放與實驗數(shù)據(jù)處理方法的開放。傳統(tǒng)的實驗操作步驟循規(guī)蹈矩,還是多年前總結(jié)出來的方法,多年后并沒有把最新的化學(xué)前沿的成果和方法融合在里面。因此,應(yīng)該就每個具體的實驗進(jìn)行研究,盡量將化學(xué)前沿成果融合在物理化學(xué)實驗中,開放并改進(jìn)傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗的操作方法。在加強學(xué)生動手能力培養(yǎng)的同時,也應(yīng)注重學(xué)生使用計算機處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行曲線模擬和分析實驗結(jié)果的能力,以及實施實驗數(shù)據(jù)處理方法的開放性。
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)該把計算機技術(shù)滲透在數(shù)據(jù)處理過程中。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理是在獲得實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,按照每個實驗的原理進(jìn)行手動計算,以獲得最終的結(jié)果數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)處理方法步驟麻煩、過程繁瑣且容易出現(xiàn)計算錯誤,極為浪費時間。因此,可以應(yīng)用先進(jìn)的計算機技術(shù),使用計算機處理數(shù)據(jù)、繪制表格、描點畫線、模擬曲線,把先進(jìn)的計算機技術(shù)融合到實驗數(shù)據(jù)處理中,這樣既可以節(jié)省時間,又可以提高精度。
4.開放實驗過程
傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗采用固定的時間、固定的地點、固定的實驗、固定的人員。所有的內(nèi)容都是由教務(wù)系統(tǒng)與院系事先確定的。采用開放性實驗?zāi)J街螅@種固定的模式應(yīng)該有所改進(jìn)。對于必做部分的基礎(chǔ)驗證性實驗?zāi)K,依然是采用之前固定的形式。但是綜合性實驗?zāi)K、設(shè)計性實驗?zāi)K由于本身的靈活性和不確定性,導(dǎo)致不能對其形式進(jìn)行特別的固定,為此可以把物理化學(xué)實驗室每周固定出幾天對學(xué)生進(jìn)行開放。開放并不是隨意實驗,而是要提前預(yù)約。學(xué)生要在實驗前整理好實驗思路并與物理化學(xué)實驗教師討論,教師認(rèn)為可實施之后,學(xué)生才能到實驗室預(yù)約登記,且學(xué)生應(yīng)該按照預(yù)約的時間到實驗室去實踐。
三、結(jié)論
改革傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗?zāi)J剑醪教剿鏖_放性的物理化學(xué)實驗?zāi)J剑梢允箤W(xué)生在其基本實驗技能、基本實驗方法得到訓(xùn)練的同時,獲得很多書本上學(xué)不到的知識。開放性的物理化學(xué)實驗?zāi)J娇梢藻憻拰W(xué)生分析問題和解決問題的能力,讓學(xué)生接觸到科研前沿的很多最新的成果,從而從根本上引起學(xué)生對實驗課的興趣和重視。
參考文獻(xiàn):
[1]肖芙蓉,高英,彭邦華,等.物理化學(xué)實驗開放性教學(xué)的探索和實踐[J].廣東化工,2010,(5).
[2]韋波,劉海燕.物理化學(xué)實驗半開放式教學(xué)模式的探索和實踐[J].中國電力教育,2009,(19).
化學(xué)導(dǎo)論論文 化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論 化學(xué)工程期刊 化學(xué)實驗 化學(xué)科技論文 化學(xué)工程 化學(xué)科學(xué)論文 化學(xué)反應(yīng)工程 化學(xué)創(chuàng)新論文 化學(xué)工業(yè)論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀