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篇實(shí)驗(yàn)教學(xué)論文范文,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。
論文關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué),創(chuàng)新,創(chuàng)新教育
化學(xué)是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化規(guī)律的自然科學(xué),化學(xué)教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)。新課標(biāo)倡導(dǎo)以科學(xué)探究為主,重視學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷與體驗(yàn)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式 它的功能是其他教學(xué)手段無法代替的。 在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要善于以教材為依托,創(chuàng)新問題情境,引導(dǎo)學(xué)生對課本中的某些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)設(shè)、改進(jìn),激發(fā)學(xué)生的好奇心,積極實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新教育。 一、創(chuàng)設(shè)問題情境教育教學(xué)論文,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識 教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),需適時(shí)創(chuàng)設(shè)梯度合理的系列問題,培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑習(xí)慣,激發(fā)學(xué)生的思考欲、創(chuàng)造欲。實(shí)例1:讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),除去氯化鈉中少量的硫酸鎂雜質(zhì),問題提出后讓學(xué)生思考:應(yīng)該應(yīng)用什么原理;先除去鎂離子還是硫酸根離子;如何判斷雜質(zhì)是否除凈;如何避免混入新雜質(zhì)……學(xué)生提出的解答方案可能五花八門。甚至?xí)幸恍?ldquo;大膽”的想法,此時(shí)教師重在引導(dǎo)學(xué)生討論與探索然后經(jīng)過實(shí)驗(yàn)獲得方法,這樣既培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。實(shí)例2:如何判斷鋁、銅、鐵三種金屬活動性順序?學(xué)生猜想出很多順序,Al>Fe>Cu;Fe>Al>Cu等。我誘導(dǎo)他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),比較金屬活動性的強(qiáng)與弱。鋅能與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)而銅不能,鎂與鹽酸反應(yīng)比鐵與鹽酸反應(yīng)劇烈,鐵能從硫酸銅溶液中置換出銅,同學(xué)們制定了各種各樣的方案:a.用鋁、鐵、銅分別和鹽酸反應(yīng)。b.用鋁和氯化亞鐵反應(yīng),鐵和硫酸銅反應(yīng)。c.用鋁和硫酸亞鐵反應(yīng),銅和硫酸亞鐵反應(yīng)。d.用鐵和硫酸鋁反應(yīng),鐵和硫酸銅反應(yīng)。同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)審定后教育教學(xué)論文,就按自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。a組同學(xué)觀察鋁、鐵、銅分別和鹽酸反應(yīng)的速度。b組同學(xué)觀察鋁和氯化亞鐵,鐵和硫酸銅分別能否進(jìn)行反應(yīng)。c組同學(xué)觀察鋁和硫酸亞鐵、銅和硫酸亞鐵能否反應(yīng)。d組同學(xué)觀察鐵和硫酸鋁、鐵和硫酸銅能否進(jìn)行反應(yīng)。最終得到Al>Fe>Cu。這種創(chuàng)新問題新情境拓寬了學(xué)生對新知識的理解和認(rèn)識,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維能力,開拓了思維意識的深度與廣度,增強(qiáng)了他們分析問題和解決問題的能力。 二、創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn), 激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新意識教師創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)不但使學(xué)生更易掌握化學(xué)知識,還可培養(yǎng)學(xué)生敢于科學(xué)創(chuàng)新的精神,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力之目的。如通過對化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿捎玫姆椒āx器和藥品等方面進(jìn)行創(chuàng)造性篩選,從而激發(fā)學(xué)生的興趣和靈感。例如“二氧化碳?xì)怏w制取”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我事先準(zhǔn)備了如下幾組實(shí)驗(yàn):(一)碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng);(二)純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應(yīng);(三)石灰石與稀鹽酸反應(yīng);(四)石灰石與濃鹽酸反應(yīng);(五)石灰石與稀硫酸反應(yīng)。讓學(xué)生分組來做這五個(gè)實(shí)驗(yàn),然后共同討論:在實(shí)驗(yàn)室條件下制取二氧化碳選用哪組實(shí)驗(yàn)最合適?為什么?在經(jīng)過討論和交流之后,同學(xué)們得出共同的結(jié)論:實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用石灰石(或大理石)跟稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳最適合。從而不僅使學(xué)生們牢固地掌握了二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法,而且也使學(xué)生們學(xué)會了對比實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的方法。在裝置選取方面,為了適應(yīng)新教材的“探究式”教學(xué)需要,我準(zhǔn)備了鐵架臺、大試管、集氣瓶、水槽、酒精燈、長頸漏斗、普通漏斗、帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞、帶導(dǎo)管雙孔橡皮塞、注射器、醫(yī)用裝生理鹽水的瓶子(250ml)、 底部有孔的試管、具支試管、廣口瓶、U形管等,以備在課堂上提供給學(xué)生選用,也在課前發(fā)動學(xué)生自己構(gòu)思教育教學(xué)論文,自己發(fā)掘新的材料來組裝發(fā)生裝置,學(xué)生通過獨(dú)立思考、探索逐漸在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)自己的個(gè)性,具有一定的創(chuàng)造性。積極踴躍設(shè)計(jì)好多裝置。 實(shí)踐證明,注重實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與探索,給學(xué)生留出思維空間,增加學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì),獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會,是提高學(xué)生素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的有效途徑之一。
三、學(xué)生自主設(shè)計(jì),培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)權(quán)力在于教師,學(xué)生只是被動地接受教師的實(shí)驗(yàn)方案,導(dǎo)致一些知識點(diǎn)在課堂教學(xué)中教師分析地頭頭是道,實(shí)驗(yàn)做得規(guī)范準(zhǔn)確,現(xiàn)象明顯,但學(xué)生做起題來仍然無從下手。實(shí)施創(chuàng)新教育后,將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的權(quán)力交給學(xué)生教育教學(xué)論文,事實(shí)證明,這種權(quán)力的轉(zhuǎn)移不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,其教學(xué)效果也是傳統(tǒng)教學(xué)方法無法比擬的。例如,在二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)的教學(xué)中,我提出如下問題:試推測二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的產(chǎn)物。學(xué)生通過對比二氧化碳與石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水的實(shí)驗(yàn)事實(shí),很容易想到應(yīng)該生成碳酸鈉和水。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),該反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象,怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二者發(fā)生反應(yīng)了呢?有的學(xué)生向反應(yīng)后的溶液中滴加稀鹽酸,觀察生成的氣體能否使澄清的石灰水變渾濁;有的學(xué)生將一支充滿二氧化碳的試管倒立在盛水的燒杯中,然后向燒杯中加入幾塊氫氧化鈉固體,攪拌(保持試管口不離開水面),觀察試管內(nèi)液面的上升;等等。這些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),體現(xiàn)了學(xué)生靈活、創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)知識和技能的能力,培養(yǎng)了他們解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力和創(chuàng)新能力,牢固掌握了二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)。 四、做好家庭小實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)。 家庭小實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生創(chuàng)設(shè)開放的問題情境,增強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、學(xué)會學(xué)習(xí)、探究問題的良好習(xí)慣 從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序到完善實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)教育教學(xué)論文,教師要激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的愛好,調(diào)動學(xué)生注重聯(lián)系他們的學(xué)習(xí)和生活實(shí)際,密切關(guān)注課程知識與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,這樣就利于指導(dǎo)學(xué)生觀察操作,收集資料,主動探究,同時(shí)還要合理改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)空間,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力
總之,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的有效途徑。化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是時(shí)代的要求,化學(xué)教師有義不容辭的責(zé)任。
根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,大多數(shù)高校開設(shè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般為36~54個(gè)學(xué)時(shí),少數(shù)高校為72學(xué)時(shí),在這么短的時(shí)間內(nèi)要完成如此龐大的教學(xué)內(nèi)容,傳統(tǒng)的做法是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的頭尾工作由教師代替完成,教師在實(shí)驗(yàn)前配制好實(shí)驗(yàn)所需的試劑,采集、培養(yǎng)、處理好實(shí)驗(yàn)材料,準(zhǔn)備各種儀器設(shè)備,學(xué)生只是掐頭去尾操作其中的一段;為了節(jié)省時(shí)間,課堂上學(xué)生被動的接受教師灌輸?shù)膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉僮鞑襟E等,然后,按部就班,“照方抓藥”,按照思維定勢,不假思索就能順利得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種程序化的教學(xué)方法,嚴(yán)重束縛了學(xué)生創(chuàng)新思維的拓展,抑制了學(xué)生動手能力的施展。不僅如此,開設(shè)的大多是內(nèi)容簡單、彼此孤立的“靜態(tài)”實(shí)驗(yàn),各個(gè)實(shí)驗(yàn)間缺乏內(nèi)在聯(lián)系。由于缺乏學(xué)習(xí)興趣,部分學(xué)生不僅不動腦思考,而且根本不動手操作,缺乏主動性,喪失了通過實(shí)驗(yàn)課堂培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的功能。為了突顯學(xué)生的主體地位,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì),必須改革生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式。
2優(yōu)化生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的策略
2.1定性與定量實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
作為一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,生物化學(xué)應(yīng)該包含定性與定量實(shí)驗(yàn)才是完整的研究方法。定性分析就是運(yùn)用物理、化學(xué)的手段,對生物活性分子進(jìn)行“質(zhì)”的分析,再通過歸納和演繹、抽象與概括、分析與綜合等方法,對獲得的各種信息進(jìn)行思維加工,由表及里、去偽存真,以了解生物大分子的存在形式。定量實(shí)驗(yàn)是以定性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的研究活動,研究生物大分子的性質(zhì)、組成和影響因素之間的數(shù)量關(guān)系,收集精確的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。定性和定量結(jié)合研究有助于學(xué)生對生物大分子賦予意義的基礎(chǔ)上產(chǎn)生正確的認(rèn)知和準(zhǔn)確的定位,認(rèn)識生物分子運(yùn)行、變化的本質(zhì)規(guī)律,揭示其結(jié)構(gòu)與功能的內(nèi)在聯(lián)系。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括對糖、脂質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)、酶、維生素、核酸、激素等生命分子的研究,還包括物質(zhì)代謝與生物氧化實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方法涵蓋滴定、蒸餾、離心、分光光度比色、各種層析技術(shù)(薄層、凝膠、離子交換、親和層析)、色譜技術(shù)(氣相、高效液相色譜)、電泳、熒光、旋光法等。顯然,相比于大學(xué)一年級開設(shè)的無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)已稍顯復(fù)雜,是一門從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過渡到專業(yè)實(shí)驗(yàn)的專業(yè)基礎(chǔ)課。憑借這門課程學(xué)生初次認(rèn)識到上述生物分子,依據(jù)循序漸進(jìn)的原則,在有限的課時(shí)內(nèi)選擇有代表性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如我們在實(shí)際教學(xué)中,關(guān)乎生物分子的提取、分離、純化、鑒定等內(nèi)容選作定性實(shí)驗(yàn),這些多為經(jīng)典實(shí)驗(yàn),一般占25%;而定量測定多為綜合性實(shí)驗(yàn),內(nèi)容涉及基本知識在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用,一般占65%;另有10%的實(shí)驗(yàn)為定性與定量相結(jié)合的實(shí)驗(yàn),內(nèi)容多為探究性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),從特定的性質(zhì)洞察這些物質(zhì)的存在,從精確的數(shù)據(jù)了解它們在生物體內(nèi)相互制約、相互轉(zhuǎn)化的過程,根據(jù)質(zhì)和量的統(tǒng)一促進(jìn)學(xué)生對生物分子的全面認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2.2驗(yàn)證性與探究性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
人們曾一度廣泛提倡要摒棄驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),認(rèn)為只有大量開設(shè)綜合性和創(chuàng)新性的探究實(shí)驗(yàn)才能培養(yǎng)出社會需要的人才。這種做法是違背教學(xué)規(guī)律的。探究性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是探索生物大分子的未知性質(zhì),了解它們的組成、生物轉(zhuǎn)化和變化特征,以及在機(jī)體內(nèi)與其他分子的聯(lián)系等的一種實(shí)驗(yàn),受學(xué)生已知知識和技能的限制。驗(yàn)證性生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指為了驗(yàn)證生物分子已被廣泛認(rèn)識的性質(zhì)、概念、理論,通過演示再現(xiàn)其事實(shí),強(qiáng)調(diào)其科學(xué)性。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以把學(xué)生從懵懂狀態(tài)引入生化知識的殿堂,有利于在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的知識,繼承研究方法,規(guī)范化、程序化的訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,起到承上啟下的作用。一些經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)甚至可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還可以發(fā)揮潛在的作用,例如利用前人的研究成果應(yīng)用到一個(gè)確定的問題上比探究如何獲得新成果要重要得多。所以在大力提倡探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)不可隨意摒棄驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。我們需要做的是正確處理好繼承和發(fā)揚(yáng)的關(guān)系,把內(nèi)容單一、彼此孤立的實(shí)驗(yàn)有機(jī)的結(jié)合起來,設(shè)立系列實(shí)驗(yàn),實(shí)施層次化教學(xué)。例如,利用“3,5-二硝基水楊酸定糖法”測定馬鈴薯中還原糖含量是一個(gè)經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),如果利用該法測定馬鈴薯中總糖含量就在原來基礎(chǔ)上增加了一個(gè)非還原糖的水解過程,再依據(jù)其還原性測定總糖,這就成為一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn);如果利用該法比較幾個(gè)同學(xué)的唾液淀粉酶活力,這就需要定義一個(gè)“酶活力單位”,掌握底物與酶專一性、溫度和pH對酶活性影響等知識的基礎(chǔ)上,將糖和酶的作用加以拓展。顯然,這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)很自然地過度到了探究性實(shí)驗(yàn),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。探究性實(shí)驗(yàn)就像這樣通過具體實(shí)驗(yàn)來回答一個(gè)感興趣的問題,激發(fā)學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)科學(xué)探究能力。再如根據(jù)三聚氰胺事件、艾滋病、地溝油等時(shí)事關(guān)注熱點(diǎn),探討相關(guān)的研究工作、提出解決方案、設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生跳出課本的局限,拓展學(xué)生的思維和知識面,并利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。如果說驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是傳授知識和方法,那么創(chuàng)新性探究實(shí)驗(yàn)是傳播一種科研思想,甚至是一種科研精神和社會責(zé)任。
2.3“靜態(tài)”和“動態(tài)”實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
《生物化學(xué)》教科書由“靜態(tài)”和“動態(tài)”兩部分知識構(gòu)成,所謂“動態(tài)”就是新陳代謝,簡稱代謝,是生物體表現(xiàn)其生命活動的重要特征。作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn),往往偏重于靜態(tài)部分內(nèi)容,即對生物大分子的定性定量研究方面的訓(xùn)練比較重視,而忽視了代謝調(diào)控部分的研究。這也許是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課時(shí)不好掌握,實(shí)驗(yàn)所需的環(huán)境條件不易控制造成的。然而,從知識完整性來考慮,這是片面的,因?yàn)樯锎蠓肿釉谏w內(nèi)都不是孤立存在的,彼此之間有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,它們也不是靜止不變的,不停地發(fā)生著化學(xué)變化,不斷得到自我更新。所以,在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中應(yīng)該包含一定比例的“動態(tài)”實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生明白生物大分子是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),其特殊運(yùn)動體現(xiàn)著生命現(xiàn)象,生命是生物大分子的存在形式,而且代謝使生物大分子以一定的有序性處于穩(wěn)定的狀態(tài)中,一旦代謝紊亂,穩(wěn)定的生物分子體系就要向無序發(fā)展,機(jī)體就會病變。按照物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方向,“動態(tài)”知識應(yīng)該掌握兩對重要的概念,即物質(zhì)的分解和合成代謝過程,能量的釋放和供給過程。鑒于此,生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)要有的放矢涉及這方面的內(nèi)容,以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會綜合思考問題。例如,以“肌糖原的酵解作用”實(shí)驗(yàn)為代表了解在缺氧條件下經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng),最后轉(zhuǎn)變成乳酸,并供給組織能量;利用瓊脂糖凝膠電泳分離檢測乳酸脫氫酶同功酶,可以作為某些代謝紊亂或炎癥疾病診斷的依據(jù)之一。
2.4實(shí)驗(yàn)的“正結(jié)果”與“負(fù)結(jié)果”
傳統(tǒng)的教學(xué)模式總是希望學(xué)生得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,于是,實(shí)驗(yàn)前總是給學(xué)生設(shè)計(jì)好各種操作流程,學(xué)生完全“照單抓藥”,無需多加思索就能夠獲得預(yù)計(jì)的結(jié)果,毫無懸念,以至于學(xué)生提不起精神做實(shí)驗(yàn),也無以挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛質(zhì)。為了改變這種狀況,我們在實(shí)際教學(xué)過程中通過創(chuàng)設(shè)問題情境,甚至適當(dāng)設(shè)置“陷阱”,使學(xué)生明確探究發(fā)現(xiàn)的主題,然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案,在實(shí)驗(yàn)過程中通過自己的思考和實(shí)踐解決疑難問題,以提高學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)知識的融會貫通。例如在“2,6-二氯酚靛酚法測定維生素C含量”實(shí)驗(yàn)中,故意選擇紫葡萄、沙棘、西紅柿等作為實(shí)驗(yàn)材料,在它們的提取液中含有色素類物質(zhì),給滴定終點(diǎn)的觀察造成困難,這就要求學(xué)生自己去尋找方法解決問題。有的同學(xué)選用陶土或活性炭脫色,有的同學(xué)選擇脂溶性溶劑(加1mL氯仿)萃取色素,這就很好地排除了對水相滴定終點(diǎn)的干擾。為了解決由于白陶土或活性炭吸附,或者氯仿萃取對維生素C造成的誤差,同學(xué)們進(jìn)一步測定已知標(biāo)準(zhǔn)維生素C樣品的回收率來校正未知樣品的結(jié)果。一個(gè)普通的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通過更換實(shí)驗(yàn)材料調(diào)動起學(xué)生探究的積極性,使得一個(gè)“負(fù)結(jié)果”的實(shí)驗(yàn)方法得以延伸和完善。此外,在實(shí)驗(yàn)操作步驟中有意設(shè)置漏洞,留下一塊空白,在學(xué)生現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上給予一定的提示,同學(xué)們?yōu)榱艘?guī)避潛在的風(fēng)險(xiǎn),自覺地認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,甚至查閱文獻(xiàn)資料,這種效果遠(yuǎn)勝于硬性強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)的重要性。例如在“血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳”實(shí)驗(yàn)中,血清是一個(gè)混合的蛋白質(zhì)樣品,其中各種蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)大多在pH4.0~7.3之間,在pH8.6的緩沖液中均帶負(fù)電荷,在電場中都向正極移動。因此,點(diǎn)樣端應(yīng)該置于電泳槽的負(fù)極端。在以往的教學(xué)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),總有學(xué)生放反薄膜。現(xiàn)在我們只把原理講清楚,不強(qiáng)調(diào)具體怎么操作,那些放反薄膜的同學(xué)勢必得不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這種失敗他將會牢牢記住,再給一次重做的機(jī)會,獲得成功之后的喜悅不言而喻。實(shí)踐表明,得到一個(gè)“負(fù)結(jié)果”所起的作用遠(yuǎn)大于順利地得到“正結(jié)果”,至少學(xué)生可以在失敗中引起警覺和反思,進(jìn)而主動探求解決方案。
3結(jié)語
在藝術(shù)設(shè)計(jì)教育的發(fā)展史中,橫向比較其他學(xué)科門類,實(shí)踐是藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科教學(xué)發(fā)展的根本途徑,學(xué)生從設(shè)計(jì)概念的提出,到自身設(shè)計(jì)方法的形成全部都來自課程的梳理。“包豪斯”的力量持續(xù)影響著藝術(shù)教育,它對現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)具有啟發(fā)性的就是教學(xué)、研究、實(shí)踐三位一體的現(xiàn)代設(shè)計(jì)教育模式,“科藝”的融合在國外藝術(shù)院校教學(xué)中的充分應(yīng)用,科技的發(fā)展推動了整個(gè)藝術(shù)教學(xué)長足的發(fā)展,在教學(xué)中實(shí)驗(yàn)室已是不可或缺的部分,學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)資源完成設(shè)計(jì)創(chuàng)作。前幾年前往德國國立斯圖加特造型藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,藝術(shù)設(shè)計(jì)類學(xué)生在入學(xué)時(shí),會在實(shí)驗(yàn)室制訂三周的學(xué)習(xí)計(jì)劃,通過實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)的訓(xùn)練,會有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。通過課程設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容,逐漸對技術(shù)有一定的認(rèn)識,也是對設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)科的初步認(rèn)知。學(xué)校要求學(xué)生能夠深入生產(chǎn)的第一線,進(jìn)一步掌握技術(shù)技能。國外院校通過多年的積累,建立了完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。他們的規(guī)模及教學(xué)方法與我們有較大差異,是在多年的積累基礎(chǔ)上建立的,我們可以從中剖析、借鑒,取長補(bǔ)短,不可盲目照搬。在目前的藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科設(shè)置公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程具有必要性,部分高校已進(jìn)行探索,共性課程對于整個(gè)本科階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言有著非常重要的地位,不可或缺。通過實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠達(dá)到一個(gè)比較高的程度。實(shí)驗(yàn)的目的在于把設(shè)計(jì)“紙上談兵”的狀態(tài)轉(zhuǎn)向“勞作上手”的必要性上,在課程中真正解決設(shè)計(jì)流于形式的弊端,邁向?qū)嵱谩⑹孢m、現(xiàn)代的設(shè)計(jì)教學(xué)理念。從手藝傳承角度審視實(shí)驗(yàn)技術(shù)傳承,不僅可以提升學(xué)生設(shè)計(jì)感悟能力和現(xiàn)代的設(shè)計(jì)視野,而且還為設(shè)計(jì)教育的創(chuàng)新發(fā)展提出了一條全新的途徑。在一年級開設(shè)公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,構(gòu)建學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)研究能力體系,充分利用現(xiàn)有公共共享實(shí)驗(yàn)平臺,在低段就能夠讓學(xué)生認(rèn)知實(shí)驗(yàn)原理、熟悉實(shí)驗(yàn)方法、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù),這也是現(xiàn)階段藝術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)。從當(dāng)前現(xiàn)有的資料檢索發(fā)現(xiàn),公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)較少,我們的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐也可作為研究發(fā)展的基礎(chǔ),促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高是開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的意義,關(guān)鍵是教學(xué)主體——學(xué)生,從被動學(xué)習(xí)到設(shè)計(jì)思考的主動形成,全方位地去認(rèn)知藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科所要解決的問題,設(shè)計(jì)敏感度是一名優(yōu)秀設(shè)計(jì)師的基本素養(yǎng)。實(shí)行兩段式教學(xué)是我們專業(yè)教學(xué)改革的成果,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成環(huán)節(jié),在課程設(shè)計(jì)上要為公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)—專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)—專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué),遞進(jìn)的教學(xué)環(huán)節(jié)做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建
公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程是本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)課程,目前國內(nèi)藝術(shù)院校普遍實(shí)行“兩段式”專業(yè)教學(xué)的前提下,基礎(chǔ)教學(xué)具有共性。在一年級基礎(chǔ)教學(xué)的同時(shí)開設(shè)公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,目的在于設(shè)計(jì)思維與視野的培養(yǎng),培養(yǎng)設(shè)計(jì)思考、動手的能力,在低年級具備一定的技能,為后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐卣勾蚝没A(chǔ),符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)教育培養(yǎng)的目標(biāo)。通過實(shí)驗(yàn)課程解決實(shí)驗(yàn)技術(shù)認(rèn)知的過程可分為;①對材料的認(rèn)知:各種材料的基本特性、類別,材料與設(shè)計(jì)創(chuàng)作的關(guān)系;②對實(shí)驗(yàn)技術(shù)的認(rèn)知:傳統(tǒng)工藝、現(xiàn)代制造技術(shù)、先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。材料是創(chuàng)作的載體,實(shí)驗(yàn)技術(shù)是創(chuàng)意表達(dá)的途徑。
1.公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)
通過材料的認(rèn)知來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程:木材認(rèn)知、金屬材料、復(fù)合材料。材料的認(rèn)知是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的根本,材料是造物的基礎(chǔ),通過每種材料不同的特性、肌理,設(shè)計(jì)合理的課程方法。按材料的劃分,就可根據(jù)公共課程的特性設(shè)計(jì)課程體系。木材與金屬的不同物理特性,可以從不同的角度入手,如木材肌理的認(rèn)知,根據(jù)不同木材特有的肌理組成,完成譜系研究。在木材連接單元,材料的組合連接是材料特性研究的方法,通過基礎(chǔ)的榫卯結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí),利用木材可塑性,完成單個(gè)及整體的連接方式,全面認(rèn)知木材的特性,為進(jìn)一步研究木材的特性打好基礎(chǔ)。
2.公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
基于實(shí)驗(yàn)技術(shù)的教學(xué)方法是區(qū)別于設(shè)計(jì)藝術(shù)理論教學(xué)模式的,實(shí)驗(yàn)技術(shù)的分類運(yùn)用到課程教學(xué)中,課程教學(xué)中傳統(tǒng)手藝的認(rèn)知,傳統(tǒng)手工區(qū)別于現(xiàn)代加工方式,注重加工過程中的手藝傳承。機(jī)械加工應(yīng)用“車、鉗、刨、銑”的方式及隨著科技的發(fā)展現(xiàn)代數(shù)字化科技的應(yīng)用,在教學(xué)技術(shù)上特別體現(xiàn)在基于切割的精雕技術(shù)、激光技術(shù)及3D打印技術(shù)的推動下,學(xué)生在熟練掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)的同時(shí)為后段的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。在近幾年的課程中,推動3D打印在三維基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用,學(xué)生的認(rèn)知與創(chuàng)作手段都隨著新技術(shù)的介入發(fā)生本質(zhì)改變。公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程逐漸向科技與藝術(shù)結(jié)合的新方式上來。
3.公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程評價(jià)
(1)課程前期評價(jià):課程前期準(zhǔn)備評價(jià),包含備課筆記、教學(xué)大綱的解讀、備課完整性、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的合理性和創(chuàng)新性。(2)課程中期評價(jià):教學(xué)執(zhí)行力的評價(jià),包含教學(xué)指導(dǎo)、教學(xué)示范、教學(xué)互動——師生之間互動。(3)課程后期評價(jià):成果評價(jià),包含教師總結(jié)、作業(yè)評分、集體評分、學(xué)生互評,或以課程展覽形式呈現(xiàn)。總而言之,設(shè)計(jì)教育的專業(yè)界限只有在公共共享平臺上才能被融通,我們目前在硬件條件、教學(xué)體系的構(gòu)建上都較完善。并將全院可跨學(xué)科、跨專業(yè)的實(shí)驗(yàn)資源統(tǒng)一整合至大平臺,公共共享實(shí)驗(yàn)平臺每學(xué)年承擔(dān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程及專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程將近百來門,教學(xué)人時(shí)數(shù)每年遞增,目前將近41萬人時(shí)數(shù)/學(xué)年。完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí),平臺面向各專業(yè)師生開放,通過高效有序現(xiàn)代的管理系統(tǒng),已實(shí)現(xiàn)自主化運(yùn)行模式,教學(xué)秩序井然,實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行。以學(xué)生為本,積極探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)活動,改進(jìn)教學(xué)方法和手段。引入校企合作模式,探索生產(chǎn)模式與實(shí)驗(yàn)技術(shù)的無縫對接。隨著教學(xué)中不斷完善新的教學(xué)方法,對內(nèi)涵建設(shè)從不松懈,今后結(jié)合虛擬仿真的項(xiàng)目實(shí)踐,更好地開展公共共享基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。
參考文獻(xiàn)
[1]夏燕靖.對我國高校藝術(shù)設(shè)計(jì)本科專業(yè)課程結(jié)構(gòu)的探討[D].南京藝術(shù)學(xué)院,2007
高等教育最重要的并不局限于教會學(xué)生具體的知識,更重要的是做人。曾任微軟全球副總裁李開復(fù)先生說過:“教育的真諦就是當(dāng)你忘記一切所學(xué)到的東西之后所剩下的東西……是你學(xué)習(xí)新事物和解決新問題的能力。”華中科技大學(xué)原校長李培根先生在近期來校的一次“其實(shí)你可以”的報(bào)告告訴了所有人,人的潛能遠(yuǎn)未被開發(fā),人們應(yīng)該有信心、有能力學(xué)習(xí)。作為教師,完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí),多注意學(xué)生行為,引導(dǎo)他們朝著正確方向前進(jìn)。針對遇到的問題,我們采取了一些措施。
1.1梳理信息,樹立信心
教師試做過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)會發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)在哪兒,結(jié)果怎么樣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度區(qū)分講解的程度:對容易的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生自己摸索,鼓勵(lì)學(xué)生膽大細(xì)心地使用設(shè)備,不要怕實(shí)驗(yàn)中出問題,出了問題,也不要驚慌,尋找問題的原因;對難度高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,提示學(xué)生哪里可能出問題,有哪些解決思路,如果有必要,則進(jìn)行簡要演示。
1.2加強(qiáng)預(yù)習(xí),加強(qiáng)過程監(jiān)督
預(yù)習(xí)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的必備環(huán)節(jié),如何去寫呢?不少同學(xué)認(rèn)為是把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容抄寫一遍。在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí),就專門講解本課程實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)方法,如何寫預(yù)習(xí)報(bào)告等。比如告訴學(xué)生需寫出實(shí)驗(yàn)的基本原理,從理論上計(jì)算,信號在系統(tǒng)的每個(gè)模塊的圖形應(yīng)該是什么等。實(shí)驗(yàn)過程中,考慮到實(shí)驗(yàn)室的空間、實(shí)驗(yàn)箱的配備以及學(xué)生的合作精神,我校的通信原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是二人一組完成,個(gè)別同學(xué)一人一組,有些同學(xué)就利用二人一組的“漏洞”進(jìn)行投機(jī)取巧,比如老師沒有走到該實(shí)驗(yàn)臺面前時(shí),做其他與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的事情。實(shí)驗(yàn)過程中,老師需要記錄下每一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)工作態(tài)度,并將其納入最終的考核評價(jià)中。
1.3軟件仿真及多媒體教學(xué)
我校的理論課程絕大部分采用的是多媒體教學(xué)方案,實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)部分采用了多媒體教學(xué)方法。通信原理是一門理論性很強(qiáng)的課程,學(xué)生在很短的時(shí)間內(nèi),要掌握大量的運(yùn)算及深刻理解其原理,具有一定的難度;通信原理是一門基礎(chǔ)而要重要的課程,前人進(jìn)行了大量的研究工作,已經(jīng)出現(xiàn)了很多軟件專門針對通信的原理進(jìn)行探討、分析[3]。軟件仿真在某種程度了形象地顯示出一種結(jié)果,顯示出原理運(yùn)行的過程,幫助學(xué)生能夠從形象思維角度深入地理解所學(xué)知識。引進(jìn)一種適合我校學(xué)生和我校的特色的軟件,是目前一個(gè)緊迫的任務(wù),并提出了相關(guān)的計(jì)劃,預(yù)計(jì)在明年能夠進(jìn)行相關(guān)方面的建設(shè)。
2實(shí)踐效果
我校電子信息專業(yè)招生已經(jīng)有10年歷史,進(jìn)行了多年通信原理教學(xué)。在以往的教學(xué)過程中,將有關(guān)思想貫穿于通信原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和有關(guān)專業(yè)課程設(shè)計(jì)中,促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,相當(dāng)一部分學(xué)生表現(xiàn)出極大的自信心和滿足感、成就感。除了要求學(xué)生熟練掌握專業(yè)課之外,還鼓勵(lì)同學(xué)們參與學(xué)校內(nèi)各種競賽,讓他們并在競賽中獲得了鍛煉和成長,也促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)水平的提高,進(jìn)而推動了學(xué)生對理論的理解,促進(jìn)學(xué)生自身素質(zhì)全面提高。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;專業(yè)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要組成部分,不僅因?yàn)槠涫钦n堂教學(xué)的延伸,更由于通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以加深學(xué)生對理論知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維[1,2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)兩部分[3,4]:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)面向全校學(xué)生,如大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)等,其主要任務(wù)是鞏固學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)知識和規(guī)律的理解,旨在提高學(xué)生的觀察、分析及解決問題的能力,提供知識儲備[5,6];與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不同,專業(yè)實(shí)驗(yàn)僅面向某一專業(yè),是針對專業(yè)理論課程的具體學(xué)習(xí)要求設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,對于學(xué)生專業(yè)方向能力的提高具有極強(qiáng)的促進(jìn)作用[7~8]。通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生能夠更好的理解、掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,提高分析問題的能力并解決生活中涉及專業(yè)的實(shí)際問題,為學(xué)生開展專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐活動打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[9~11]。
1半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程存在的問題與困難
半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)專業(yè)電子材料與器件工程方向必修的一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課,旨在培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體材料和器件的制備及測試方法的實(shí)踐操作能力,其教學(xué)效果直接影響著后續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作實(shí)踐。通過對前幾年本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況分析,發(fā)現(xiàn)該專業(yè)畢業(yè)生缺乏對領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)的理解和掌握。由于沒有經(jīng)過相關(guān)知識的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,不少畢業(yè)生就業(yè)后再學(xué)習(xí)過程較長,融入企事業(yè)單位較慢,因此提升空間受到限制。1.1教學(xué)內(nèi)容簡單陳舊。目前,國內(nèi)高校在半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上大同小異,基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)居多,對于新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全沒有或涉及較少。某些高校還利用虛擬實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),其實(shí)驗(yàn)效果遠(yuǎn)不如學(xué)生實(shí)際動手操作。我校的半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)原有教學(xué)內(nèi)容主要參照上個(gè)世紀(jì)七、八十年代國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的要求所設(shè)置,受技術(shù)、條件所限,主要以傳統(tǒng)半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊。但是在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中添加新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的技術(shù)方法,對于增加學(xué)生對所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新前沿技術(shù)的了解,掌握現(xiàn)代技術(shù)中半導(dǎo)體材料特性相關(guān)的實(shí)驗(yàn)手段和測試技術(shù)是極為重要的。1.2儀器設(shè)備嚴(yán)重匱乏。半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備、基本物理參數(shù)以及物理性質(zhì)的測試原理和表征方法,為半導(dǎo)體材料與器件的開發(fā)設(shè)計(jì)與研制奠定基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識的更新及行業(yè)的發(fā)展及時(shí)調(diào)整,從而能更好的完成課程教學(xué)目標(biāo)的要求,培養(yǎng)新時(shí)代的人才。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整和更新需要有新型的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備做保障,但我校原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備絕大部分生產(chǎn)于上個(gè)世紀(jì)六七十年代,在長期實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,不少儀器因無法修復(fù)的故障而處于待報(bào)廢狀態(tài)。由于儀器設(shè)備不能及時(shí)更新,致使個(gè)別實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無法正常進(jìn)行,可運(yùn)行的儀器設(shè)備也因?yàn)槟甏眠h(yuǎn),實(shí)驗(yàn)誤差大、重復(fù)性低,有時(shí)甚至?xí)玫藉e(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,只能作學(xué)生“按部就班”的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整,將新技術(shù)新方法應(yīng)用于教學(xué)中。因此,在改革之前半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)為主,設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性、綜合性等提高類實(shí)驗(yàn)較少,且無法開展創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)。缺少自主設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、協(xié)作等實(shí)踐能力的訓(xùn)練,不僅極大地降低學(xué)生對專業(yè)實(shí)驗(yàn)的興趣,且不利于學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng),半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程的改革勢在必行。
2半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程改革的內(nèi)容與舉措
半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)開設(shè)時(shí)間為本科大四秋季學(xué)期,該實(shí)驗(yàn)課與專業(yè)理論課半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件、薄膜物理學(xué)在同一學(xué)期進(jìn)行。隨著半導(dǎo)體技術(shù)日新月異發(fā)展的今天,對半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容也提出了新的要求,因此,要求這門實(shí)驗(yàn)課程不僅能夠通過對半導(dǎo)體材料某些重要參數(shù)和特性的觀測,使學(xué)生掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備及基本物理參數(shù)與物理性質(zhì)的測試方法,而且可以在鋪墊必備基礎(chǔ)和實(shí)際操作技能的同時(shí),拓展學(xué)生在電子材料與器件工程領(lǐng)域的科學(xué)前沿知識,為將來獨(dú)立開展產(chǎn)品的研制和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.1實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。2013年年底,基于我校本科教學(xué)項(xiàng)目的資金支持,半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過調(diào)研國內(nèi)外高校現(xiàn)行半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料,結(jié)合我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的自身特點(diǎn),按照創(chuàng)新教育的要求重新設(shè)計(jì)了半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并根據(jù)所開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容合理配置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,新配置儀器設(shè)備具有一定的前瞻性,品質(zhì)優(yōu)良,數(shù)量合理,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。由于作為一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課,每學(xué)年只有一個(gè)學(xué)期承擔(dān)教學(xué)任務(wù),為了提高儀器設(shè)備的利用率,做到實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的不浪費(fèi),計(jì)劃成立一間半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)專屬的實(shí)驗(yàn)室,用于陳放新購置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,在沒有教學(xué)任務(wù)的學(xué)期,該實(shí)驗(yàn)室做為科研實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用。通過近三年的建設(shè),半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)專屬實(shí)驗(yàn)室———新能源材料與電子器件工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建成并投入使用,該實(shí)驗(yàn)室為電子材料與器件工程方向的本科生畢業(yè)論文設(shè)計(jì)以及全院本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供了基本保障,更為重要的是該實(shí)驗(yàn)室的建成極大地改善了半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)的原有教學(xué)條件,解決了實(shí)際困難,使得半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著提升。不僅加強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)核心知識理解和掌握,而且啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題,有效提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新。半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)是一門72學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課,在專屬實(shí)驗(yàn)室建成后,按照重視基礎(chǔ)、突出綜合、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、提升能力的要求,逐步培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,構(gòu)建了“九—八—五”新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系,包括如下三個(gè)層次(表1)。第一層次為“九”個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn),涵蓋對半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)(結(jié)構(gòu)、電學(xué)、光學(xué))的測定,通過對物理量的測量驗(yàn)證物理規(guī)律,訓(xùn)練學(xué)生觀察、分析和研究半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,掌握常用基本半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)儀器的原理、性能和測量方法等。第二層次為“八”個(gè)提高型實(shí)驗(yàn)(綜合、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)),學(xué)生通過第一層次的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后,已掌握了基本的實(shí)驗(yàn)方法和技能,在此基礎(chǔ)上,開展綜合性實(shí)驗(yàn),可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識以及分析和解決問題的能力。通過應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生將來利用設(shè)備原理從事生產(chǎn)或者技術(shù)服務(wù)的能力。第三層次為“五”個(gè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),學(xué)生需運(yùn)用多學(xué)科知識、綜合多學(xué)科內(nèi)容,結(jié)合教師的科研項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新研究,通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生組織和自主實(shí)驗(yàn)的能力,著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和基本的科研素質(zhì)。每個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí),提高型實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí),創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí),規(guī)定基礎(chǔ)型為必修實(shí)驗(yàn),提高型、創(chuàng)新型為選作實(shí)驗(yàn)。九個(gè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)全部完成后,學(xué)生可根據(jù)興趣和畢業(yè)設(shè)計(jì)要求在提高型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)中各分別選做一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn),在開課學(xué)期結(jié)束時(shí)完成至少72個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)并獲得成績方為合格。2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的優(yōu)化。在教學(xué)方式上,建立以學(xué)生為中心、學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式,充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。將之前老師實(shí)驗(yàn)前的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生代表講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,然后老師提問并補(bǔ)充完善,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)安排過程中,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由淺入深、由簡單到綜合、逐步過渡至設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形成連貫的實(shí)驗(yàn)梯度教學(xué)體系,在充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自發(fā)解決問題的能力。2.4實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制的改革。目前大部分實(shí)驗(yàn)課的成績由每次實(shí)驗(yàn)后的“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的平均成績決定,然而單獨(dú)一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能夠完整反應(yīng)學(xué)生的實(shí)際動手操作能力和對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的熟悉程度。因此,本課程將此改革為總成績由每次“實(shí)驗(yàn)”的平均成績決定。每次實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分,實(shí)驗(yàn)開始前通過問答以及學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來給出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績;實(shí)驗(yàn)操作成績是個(gè)團(tuán)隊(duì)成績反映每組實(shí)驗(yàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的動手能力以及組員之間的相互協(xié)助情況;針對提高型和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),特別是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),要求以科技論文的形式來撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,以此來鍛煉本科生的科技論文寫作能力。通過三部分綜合來給出的實(shí)驗(yàn)成績更注重對知識的掌握、能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等方面的考核。
3半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)課程改革后的成效
半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)在我校本科教學(xué)項(xiàng)目的支持下,購置并更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備建立了專屬實(shí)驗(yàn)室,構(gòu)建了“九—八—五”新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系,并采用新的教學(xué)方式和考核機(jī)制,教師和學(xué)生普遍感覺到新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整,使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到增強(qiáng),提高了學(xué)生的積極性和主動性。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生實(shí)際動手的機(jī)會增多,對知識的渴求程度明顯加強(qiáng),為了更好地完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),部分本科生還會主動去查閱研中英文科技文獻(xiàn),真正做到了自主自覺的學(xué)習(xí)。通過實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué),學(xué)生掌握了科技論文的基本格式,數(shù)據(jù)處理的圖表制作,了解了科學(xué)研究的過程,具備了基本的科研能力,也為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí),利用新購置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備建立的實(shí)驗(yàn)室,在做為科研實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用時(shí),也取得了優(yōu)異的成績。依托本實(shí)驗(yàn)室,2015年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”立項(xiàng)3項(xiàng),2016年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”立項(xiàng)4項(xiàng)。
4結(jié)語
實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)論文 實(shí)驗(yàn)技能 實(shí)驗(yàn)調(diào)查報(bào)告 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理 實(shí)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)室精細(xì)化管理 實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例 實(shí)驗(yàn)探究論文 實(shí)驗(yàn)技術(shù)論文 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀