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篇物理化學實驗報告范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
實驗者:賴凱濤 實驗時間:5月15日
氣溫:23.0℃ 大氣壓:100900pa
實驗六:雙液系的氣----液平衡相圖
一:目的要求
繪制在p下環已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖,了解相圖和相率的基本概念 掌握測定雙組分液系的沸點的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法 二:儀器 試劑
恒沸點儀
精密溫度計
調壓變壓器
阿貝折光儀
超級恒溫水浴
量筒、漏斗
滴管、大燒杯
無水乙醇
環己烷
含環己烷各為10、30、50、70、90、95%(重量百分數)的乙醇溶液。(用棕色試劑瓶盛裝)含環己烷各為 0%、20%、40%、60%、80%、100%的標準乙醇溶液。 (用白滴瓶盛裝)
三:數據分析
雙液系汽-液平衡相圖
實驗者
張志誠
實驗時間
2000/15/5
室溫 ℃
23.0
大氣壓pa
100900
環己烷/乙醇標準溶液
濃度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
擬合方程式參數
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
氣相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
氣相濃度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相濃度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸點 ℃
組成 %
64.1
67
四:實驗討論。
在測定沸點時,溶液過熱或出現分餾現象,將使繪出的相圖圖形發生什么變化? 答:當溶液出現過熱或出現分餾現象,會使測沸點偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。
壓力和溫度的測量都有隨機誤差,試導出h的誤差傳遞表達式. 答:由h的定義式 h=u+pv 可得,
→ dh=du+pdv+vdp
→ dh=(?u/?t)v dt+(?u/?v)tdv+pdv+vdp
→ δvhm=(?u/?t)vδt+vδp
討論本實驗的主要誤差來源。 答:本實驗的主要來源:給雙液體系加熱而產生的液相的組成并不固定,而且加熱的時間長短不十分固定,因此而使測定的折光率產生誤差。另外,溫度計水銀球的位置并不固定,有時比較靠近電熱絲,測得的溫度稍微偏高。
top
深圳大學物理化學實驗報告
實驗者:張志誠 實驗時間:5月15日
氣溫:23.0℃ 大氣壓:100900pa
實驗六:雙液系的氣----液平衡相圖
一:目的要求
繪制在p下環已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖,了解相圖和相率的基本概念 掌握測定雙組分液系的沸點的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法 二:儀器 試劑
恒沸點儀
精密溫度計
調壓變壓器
阿貝折光儀
超級恒溫水浴
量筒、漏斗
滴管、大燒杯
無水乙醇
環己烷
含環己烷各為10、30、50、70、90、95%(重量百分數)的乙醇溶液。(用棕色試劑瓶盛裝)含環己烷各為 0%、20%、40%、60%、80%、100%的標準乙醇溶液。 (用白滴瓶盛裝)
雙液系汽-液平衡相圖
實驗者
張志誠
實驗時間
2000/15/5
室溫 ℃
23.0
大氣壓pa
100900
環己烷/乙醇標準溶液
濃度 %
折光率
1.3620
10
1.3630
20
1.3635
30
1.3650
40
1.3675
50
1.3730
60
1.3655
70
1.3940
80
1.4210
90
1.4258
100
1.4260
擬合方程式參數
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
氣相折光率
1.3628
1.3722
1.3938
1.4010
1.4030
1.4195
1.4260
1.4261
液相折光率
1.3616
1.3639
1.3702
1.3819
1.4018
1.422
1.4265
1.4262
氣相濃度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相濃度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸點 ℃
組成 %
64.1
67
實驗討論。
在測定沸點時,溶液過熱或出現分餾現象,將使繪出的相圖圖形發生變化? 答:當溶液出現過熱或出現分餾現象,會使測沸點偏高,所以繪出的相圖圖形向上偏移。
討論本實驗的主要誤差來源。 答:本實驗的主要來源是在于,給雙液體系加熱而產生的液相的組成并不固定,而是視加熱的時間長短而定 因此而使測定的折光率產生誤差。
三,被測體系的選擇 本實驗所選體系,沸點范圍較為合適。由相圖可知,該體系與烏拉爾定律比較存在嚴重偏差。作為有最小值得相圖,該體系有一定的典型義意。但相圖的液相較為平坦,再有限的學時內不可能將整個相圖精確繪出。
四,沸點測定儀 儀器的設計必須方便與沸點和氣液兩相組成的測定。蒸汽冷凝部分的設計是關鍵之一。若收集冷凝液的凹形半球容積過大,在客觀上即造成溶液得分餾;而過小則回因取太少而給測定帶來一定困難。連接冷凝和圓底燒瓶之間的連接管過短或位置過低,沸騰的液體就有可能濺入小球內;相反,則易導致沸點較高的組分先被冷凝下來,這樣一來,氣相樣品組成將有偏差。在華工實驗中,可用羅斯平衡釜測的平衡、測得溫度及氣液相組成數據,效果較好。
五,組成測定 可用相對密度或其他方法測定,但折光率的測定快速簡單,特別是需要樣品少,但為了減少誤差,通常重復測定三次。當樣品的折光率隨組分變化率較小,此法測量誤差較大。
六,為什么工業上常生產95%酒精?只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無水酒精?
答:因為種種原因在此條件下,蒸餾所得產物只能得95%的酒精。不可能只用精餾含水酒精的方法獲得無水酒精,95%酒精還含有5%的水,它是一個沸點為的共沸物,在沸點時蒸出的仍是同樣比例的組分,所以利用分餾法不能除去5%的水。工業上無水乙醇的制法是先在此基礎上加入一定量的苯,再進行蒸餾。
top
深圳大學物理化學實驗報告
實驗者: 史煒 湯菲菲 實驗時間: 2000/5/17
氣溫: 24.2 ℃ 大氣壓: 100.80 kpa
二組分固-液相圖的繪制
目的要求 用熱分析法測繪鉛-錫二元金屬相圖,了解固-液相圖的基本特點 學會熱電偶的制作,標定和測溫技術 掌握自動平衡記錄儀的使用方法
儀器與試劑 自動平衡記錄儀,熱電偶,電爐,泥三角 ,坩鍋鉗,純sn、含sn為20%、40%、60%、和80%的snpb合金以及純pb(坩鍋上的記號分別為1、2、3、4、5、6)
實驗數據及其處理
雙液系汽-液平衡相圖
實驗者
史煒
湯菲菲
實驗時間
5月17日
室溫 ℃
24.2
大氣壓pa
100800
環己烷/乙醇標準溶液
濃度 %
折光率
1.3619
10
1.3631
20
1.3637
30
1.3658
40
1.3680
50
1.3725
60
1.3850
70
1.3940
80
1.4192
90
1.4255
100
1.3620
擬合方程式參數
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
環己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸點 ℃
77.40
72.30
67.20
64.40
63.70
63.80
79.00
79.80
氣相折光率
1.3623
1.3792
1.3900
1.3996
1.4035
1.4204
1.4224
1.4252
液相折光率
1.363
1.365
1.369
1.369
1.402
1.4241
1.4255
1.4252
氣相濃度
4
31
48
62
68
92
95
99
液相濃度
5
8
15
15
66
97
99
99
4 實驗討論。
關鍵詞:Excel軟件 物理化學 數據
物理化學實驗課程是化工專業、化學專業和其它相關專業必修的一門實踐課,其儀器使用率高,操作步驟復雜,實驗數據量大,處理繁瑣。傳統的實驗數據處理采用手工處理,包括數據的記錄、數據的整理、數據計算和坐標紙上的繪圖等步驟,過程往往耗費大量的時間,并且容易出錯,最終的結果誤差也較大。造成了目前的教學現狀:學生做實驗積極性高,但是實驗報告完成質量差。如果這種現狀再得不到改善,必將嚴重影響到教學質量,打擊學生學習的積極性。
隨著計算機的應用滲透到生活的各個領域,其在物理化學上的應用也越來越廣泛,本文結合Excel軟件在物理化學實驗蔗糖轉化速率測定的應用上做了簡要的敘述。
一、實驗數據的測定
本實驗參考教材為中國中醫藥出版社的物理化學實驗教材(2009年9月第1版),實驗數據采用我校學生物理化學實驗課程的數據,采用旋光度法進行測定。
1.接通電源,打開儀器進行預熱5min,并用蒸餾水矯零。
2.蔗糖反應過程中旋光度的測定。稱取6.0g蔗糖,加蒸餾水30ml,配制成溶液,并向其中加入30ml2mol?L的鹽酸作為催化劑,將加入一半鹽酸時的時間作為零時刻。測定不同時間t時的旋光度αt。
3.α∞的測定。將剩余的溶液置于水浴鍋中,在50℃-60℃下加熱50min充分反應,冷卻測定α∞。
對時間作圖,據直線斜率可求出速率常數,如下公式:
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)
實驗原理數據如下:
t=∞,α∞=-4.43
二、實驗數據處理
1.反應時間作為第一列,在Excel軟件中先計算出的值作為第二列。
2.點擊“公式”在菜單欄點擊“公式”按鈕,選擇“其他函數”,在下拉菜單中選擇“統計”按鈕,并選擇子菜單“SLOPE”點擊,在函數參數對話框中選擇第二列為y’,第一列為x’進行參數設定,即可得到直線斜率和速率常數。
3.Excel軟件繪圖:將反應時間和值分別列于第一和第二列,并且選中,在Excel表格中點擊“插入”菜單,選擇“散點圖”,在下拉菜單中點擊帶“僅帶數據的散點圖”,在繪制的圖形中點擊坐標軸,點擊右鍵,進行坐標軸設置確定。然后選中圖形,擊右鍵,在下拉菜單中選擇“添加趨勢線”,在趨勢線設置中選擇“線性”,并選中“顯示公式”,關閉,即可得到直線的斜率,求出速率常數。
關鍵詞物理化學實驗;實驗教學;改革;綜合能力
物理化學是建立在物理、化學以及數學三門基礎課程上的一門交叉學科,運用了物理和數學的原理來闡述化學的一般規律的科學,能夠為后續專業課程的學習、學術研究的開展以及從理論向實際應用的發展提供扎實的化學基礎,是基礎理論與實際應用之間的重要紐帶[1-3]。物理化學實驗是一門以物理化學理論為基礎,通過實驗加深對物理化學重要理論、概念、原理的理解,培養學生理論聯系實際的邏輯思維和實驗技能。該課程在我校是獨立設課的實驗課程,是繼無機、有機、分析等前修實驗課后的一門綜合基礎化學實驗課。通過全方位的實驗技能訓練,使學生掌握物理化學實驗的基本原理、基本方法和技能,通過一系列的實驗訓練,學生的觀察實驗現象、發現問題解決問題、數據的記錄與處理以及實驗結果的分析與歸納的能力得到了極大的鍛煉,培養學生進行科學研究的能力[4-7]。
1.物理化學實驗教學存在的問題
1)實驗教材落后、內容缺乏創新。當前的物理化學實驗中,多數實驗為傳統的經典的物理化學實驗,對于學生進行基礎訓練時具有一定的意義,但是隨著學生對于課程的學習以及學習的知識面不斷擴寬,這些多為驗證性實驗的內容就顯得有些單一陳舊,削弱了學生的實驗興趣,限制了學生對于所學知識的運用以及思考問題的空間。2)實驗教學手段落后。現行實驗教學大多數沿用傳統的灌輸式講授方式,學生的學習方式缺乏主動性,同時,尤其是近些年技術的不斷發展,科技含量高、數字化儀器不斷出現,導致了一些課本與儀器的實際操作不符的情況,這點給實驗教學帶來極大的不便,影響實驗教學的直接效果。3)實驗教學設備落后,設備數量也不能滿足日益增長的學生的需求。許多高校對于物理化學實驗不夠重視,儀器設備更新較慢,在開設實驗的過程中,實驗室容量偏大、不能使每個學生都親自動手操作儀器,甚至部分實驗是通過教師演示完成的,學生的動手能力未能得到有效鍛煉。(4)實驗的考核方式簡單,不能充分反映學生對于實驗的掌握情況。在傳統的實驗教學考核過程中,實驗類的課程基本上都是作為考查課,課程的成績基本上都是教師根據學生的實驗報告的情況進行打分,而學生中有一些人的實驗報告是抄襲情況嚴重,因此,這種只通過實驗報告來考核實驗學習情況的方式是片面的,導致許多學生渾水摸魚。(5)實驗教學學時數和設備臺套數有限,對學生開放不足。在實驗教學過程中,由于場地和實驗儀器數量的限制,學生只能在限定的時間做規定的實驗,且只能做一次,導致多數實驗不能給學生留下深刻的印象。物理化學實驗在培養學生的動手能力、創新思維方式中占據著非常重要的地位,因此,需要對傳統的實驗教學方式進行改革,建立起合適的實驗考核體系和先進的教學模式[8,9]。
2.物理化學實驗課程的改革
2.1實驗內容的改革
就物理化學學科自身發展的特點來說,當前許多高校開設的物理化學實驗缺少自主性,僅僅是為了驗證理論課上所講的內容,缺乏探究和綜合性的實驗內容。一般在驗證性實驗操作過程中,學生在實驗之前就已經知道實驗最終得到的結論,實驗過程中也只是按照講義中的操作步驟進行,導致學生對于實驗的興趣和重視程度低,并在實驗的過程中缺少獨立思考的能力,從而導致實驗教學效率較低,效果差。為此,我們需要對實驗內容進行改革,將部分簡單的驗證性實驗替換為設計性和綜合性實驗,強化物理化學實驗對學生能力提升的作用。根據循序漸進的原則,在實驗教學過程中逐漸提升實驗的層次,由基礎能力訓練開始,幫助學生掌握基本的實驗技術和實驗方法,然后逐步提高對學生的實驗技能要求,進行設計性實驗、綜合性實驗,培養學生的科學研究能力。同時結合自研自制設備,開設了一些綜合性的實驗,例如我院開發的“雙液系氣-液平衡相圖的測定”,“凝固點降低法測定摩爾質量”等,同時,鼓勵學生在使用過程中對實驗儀器提出改良的想法,并給予機會進行嘗試改進。
2.2課程考核方式的改革
考核作為實驗教學中重要的一部分,使教師能夠了解學生對于實驗技能和方法的掌握情況,并且能夠發現在教學過程存在的一些問題,為后續的實驗教學改革提供方向。我院就傳統的考核方式進行一系列改革,新建了一套嚴格的考核體系。首先,考核成績分為平時成績和期末成績。平時成績的最終成績為每個實驗項目的平均成績,每個實驗的平時成績包含實驗過程成績和實驗報告成績。實驗過程中重點考察的內容為:安全衛生意識、參與認真程度、實驗操作的規范程度以及實驗數據的真實性和規范性,評分A、B、C、D、F五個等級,其中F為不合格,需要對該實驗進行重選并完成,且成績達到D以上;實驗報告考察的內容主要包括:實驗報告的規范性和完整性,數據記錄的規范性和完整性,數據處理方法的正確性和實驗結果的有效性、工具軟件使用的熟練程度以及結果討論和分析。期末考試成績由兩部分組成:筆試和實驗操作。首先進行筆試。若筆試成績為A、B、C、D,則可以進入實驗操作考試;若筆試成績為F,則需要補考或者重修。實驗操作考試采取隨機抽取一個實驗在規定時間內完成,實驗操作成績若為A、B、C、D則通過考試,否則需要補考或者重修。課程最終考核成績為平時成績和期末考核成績的平均值。
2.3引入研究生助教團輔助課程開設
從上個世紀80年代開始,國家的教育體制開始改革,高校招生人數逐年增加,而承擔教學任務的教師人數的并未隨之增加,尤其在實驗教學過程中,影響較大;同時,1988年國家頒發《高等學校聘用研究生擔任助教工作試行辦法》以來,研究生助教工作已成為研究生培養的一種好的形式,更重要的是,可以為本科生的實驗教學多提供一個平臺,促進本科實驗教學的發展[10-12]。就我校對于物理化學實驗的實際做法是:首先,嚴把助教質量關。在要進行物理化學實驗教學的前一個學期,就對助教進行聘任和培訓,讓研究生助教與本科生同堂進行物理化學理論學習,再利用空余時間對實驗技能進行培訓,包括掌握相關實驗的考查知識點,儀器的設備的工作原理,正確的完成整個實驗操作過程,預知實驗中可能出現的問題及其解決辦法,熟練掌握如何正確撰寫實驗報告,確保完全規范掌握所要承擔的每個實驗,再由教學經驗豐富的實驗教師對助教進行考核,合格后即可上崗,充分利用好研究生作為“準教師”這部分生力軍,為了緩解學生人數的大幅度增加而帶來的沉重實驗教學負擔。
2.4充分發揮實驗室開放式教學
針對教學計劃中的實驗學時數是有限的不足,同時,為了充分發揮研究生助教的作用,加強實驗室開放管理:(1)實驗室時間和儀器設備開放,我們將實驗室從周內全天對學生開放,有些在實驗課堂的實驗過程中存在問題和對于實驗結果不滿意的學生,可以在開放的時間對實驗進行重做,解決問題,從而達到滿意的結果,提升學生的實驗水平;(2)實驗項目的開放,對于其他一些學有余力、對實驗有興趣、動手能力強的學生,就可以讓他們利用實驗室開放的時間修改已有的實驗項目方案或者做一些自己感興趣的綜合型的設計類實驗。(3)構建開放的實驗體系,在對實驗開放的時候,采用以下方式:首先,學生自己通過查閱文獻來設計實驗方案,方案包括:實驗內容、實驗儀器設備、實驗方法、實驗耗材、實驗步驟、實驗數據的處理以及實驗過程中的安全注意事項;然后,老師要對學生的方案進行審核,要保證學生提交方案的原理正確,實驗的路線具有可行性以及實驗所需要的條件可以滿足的條件下,方可將實驗室進行開放,在規定的時間進行實驗,同時,需要有實驗教師或者研究生助教團的陪同下方可進行實驗;最終,學生需要提交一份詳細的實驗報告給老師,讓老師對其實驗情況進行評價,保證學生可以正確的完成實驗。根據對在實驗室開放期間做實驗的同學的訪談發現,同學們普遍反映通過實驗室開放,自己設計實驗的思路得到了拓寬,鞏固了課堂所學理論知識,動手能力也得到了加強。
2.5引進多媒體與網絡技術、實行項目制實驗教學
物理化學課程中,抽象的概念很多,很難用語言表達清楚,在傳統的實驗教學中,教師通過使用掛圖、幻燈和模型來幫助學生理解那些抽象的概念,但因這些輔助手段的靜止和單一性,并且學生只有在課堂上可以學習,這些局限性導致了在實際教學中效果并不理想,而當今網絡和多媒體技術相當發達,完全可以利用多媒體技術和網絡資源來進行實驗教學。利用多媒體技術可以把抽象的、單純語言不易描述清楚的概念和理論以直觀的、易于接受的形式表現出來;將實驗錄制成為視頻放在網站上,方便學生在課余時間觀看學習;結合虛擬仿真實驗室,學生可以在實驗課開課之前,先在網上對實驗進行模擬操作,可以多次操作至熟練,在實際的實驗過程中,更能夠加深對實驗的理解和學習,提升實驗教學的實際效果。自2013年開始,我校的物理化學實驗課程采取了項目制教學,打破了傳統以班級為單位實施教學的模式,同時改變了既定的按照學號分組的模式,通過項目制教學,有利于教師集體備課,設計完善實驗內容,同時有利于激發學生創新的興趣、創新的智慧和潛能。目前,我校物理化學實驗項目制的形式如下:根據任課教師在主講物理化學理論課程的經驗和認識以及教師從事科學研究中的積累和優勢,由理論課教師提出這部分內容需要開設哪些實驗,并給出論證方案和實驗方案。然后由物理化學課程組集中討論,確定是否開設該實驗和如何開設以及針對哪些專業開設。確定以后,以開放實驗的形式,選擇一到兩組學生進一步驗證實驗的可行性,最終對學生開放。對學生開放以后,該實驗項目依然由實驗設計教師負責,并培訓相應的研究生助教團隊協助老師指導實驗。一個教學年度結束后,根據學生和教師的反饋意見和建議進一步完善實驗。這樣,每一個實驗項目小組都是一個相對獨立而且優秀的團隊,能夠很好的提高教學質量和教學效果,也能更好的促進實驗項目的更新和改革。
3結束語
關鍵詞:物理化學 實驗教學 教學改革
化學實驗是實踐性很強的課程,是傳授知識、技能、訓練科學思維、培養科學精神和品質,全面實施化學教育的最有效形式[1,2],在化學教育中起著重要的作用。物理化學實驗是教育部規定獨立開設的一門實驗課程[3],它要求從事科學研究和從事化學教育的各類人才必須具備完整全面的知識及各種技能,知識可以通過學習獲得,各種技能要通過嚴格的訓練才能掌握。當代高校的教育不僅要傳授知識,更要注重各種技能的訓練。
一
物理化學實驗教學的目的是使學生掌握物理化學理論知識及相應的操作技能,培養他們分析問題、解決問題的能力,培養他們將理論應用于實踐的能力,具有物理化學理論教學不可取代的作用;是物理化學課程教學的重要組成部分;是一門獨立的實踐性及技術性很強的課程;是培養學生動手能力和科學研究能力的重要實踐環節;在培養學生創新能力、綜合能力上發揮著重要的作用。然而在部分高校,物理化學實驗教學仍然沒有得到足夠的重視,認為實驗教學是理論教學的輔助部分,是對理論教學的驗證。在這種教學理念的指導下,投入不足導致儀器設備陳舊、數量不足,教學程序簡單化,不能充分發揮學生的主動性和創造性,不利于學生科學素養,綜合能力的培養。要徹底改變這種狀況,就必須進行教學內容、教學方法、教學管理秩序等方面的系統改革。本文介紹了我院物理化學實驗課進行的一些改革,探討進一步深化物理化學實驗教學改革的思路。
1.增加新的精密儀器及設備,改善實驗教學條件。
近幾年隨著我院的發展,我們使用世行貸款購進了一些新的儀器及新設備,并使用到實驗中來。在許多物理化學實驗中,傳統的測溫、測壓儀器都是大量含汞的儀器。如在測定液體飽和蒸汽壓實驗中使用的U型管水銀壓力計、測量凝固點下降實驗中使用的貝克曼溫度計、測量大氣壓實驗中使用的水銀氣壓計等。水銀是有毒有害的物質,實驗過程中一旦操作不慎,發生泄漏,會造成污染,危害教師和學生的健康。為此,我們購進了新型的測溫測壓儀器,用數字式精密溫差測量儀取代了原有的貝克曼溫度計,用數字式低真空測壓儀取代了原有的U型管水銀壓力計,用數字式氣壓計取代了水銀氣壓計。它們的特點是采用新型傳感技術,精確度高、穩定性好、無污染。這些儀器的使用不僅解決了實驗室的汞污染問題,而且操作簡單、讀數清晰、測量精度高,使得整個物理化學實驗的測溫測壓手段更方便安全。此外,有許多實驗(如燃燒熱的測定實驗)利用計算機在線測定和處理實驗數據。
2.改進舊的教學模式,提高教學效果。
改進舊的教學模式已是形勢所迫,勢在必行。物理化學實驗所用到的儀器、設備具有數量多、投資大等特點,國內大部分高校都受到儀器、設備數量的限制,在同一時間里開設同一個物理化學實驗存在一定的困難,多采用在同一時間里開設多個實驗,然后再進行輪換。這樣做會導致兩個方面的不良后果:首先,會造成教師投入嚴重不足,不能很好地輔導學生。其次,給學生對實驗內容的預習帶來了很多不便。由于在一學期內要做完那么多實驗,勢必要在開學后的很短時間內就要開設好幾個實驗,有些實驗的理論知識學生還沒有學到,就要進行操作,這樣在實驗預習環節上學生只能是走馬觀花,達不到預期的教學效果。目前我們采用延長做實驗的時間,由原來的一學期改為兩學期;其次實行了小循環實驗,即每四個實驗內容為一個單元,然后進行輪換,這樣做可部分克服以前存在的問題,增加了學生做實驗的興趣,提高了教學效果。
3.加強學生對實驗前的預習工作。
實驗前預習與否及預習的程度,對實驗能否順利進行起著關鍵性作用。如果實驗前不進行充分的預習,對實驗步驟、儀器及設備的結構操作規程及注意事項等一無所知,在實驗過程中就會手腳忙亂,造成儀器使用不當,或不能及時記錄實驗數據,從而導致實驗失敗。為了保證實驗的順利進行,我們大力加強實驗前的預習工作,要求每個學生在做實驗前必須認真書寫預習報告,由指導教師檢查簽字確認后,方可進入實驗室。讓學生在實驗前知道實驗過程中該做什么不該做什么,做到心中有數,為保證實驗順利有序地進行打下堅實的基礎。
4.進一步加強實驗成績的考核制度。
為了促進物理化學實驗教學水平的更進一步提高,針對以往對實驗成績的考核只憑實驗報告的書寫整齊程度和理論考試成績來評定的弊端,近年來對物理化學實驗課成績的考核做了如下改革:第一制定了“物理化學實驗學生成績考核細則與評分標準”,明確實驗成績考核的具體內容為預習、操作的熟練程度、紀律、安全、實驗報告、操作考試、理論考試七部分及各部分所占的比例。第二實行實驗教學過程階段性考試,主要對基本原理、基本操作、基本技能的現場抽題考試,抽題是由學生本人隨機抽簽,有筆試、口試、現場操作三種形式。通過以上改革,避免了以往只憑實驗報告評定成績的弊端,使實驗教學的考核趨向科學化,有利于規范實驗教學的管理。
5.增加設計和綜合性實驗,調動學生的主觀能動性。
驗證性實驗可以使學生對所學的理論知識有更直接的感性認識和加深記憶的作用。但單純的驗證性實驗往往使學生處于一個被動的位置上,創造性思維受到一定限制,通過增加設計和綜合性實驗,學生的主觀能動性得到充分的發揮,有利于培養學生發現問題、解決問題的能力。
二
經過幾年來對實驗教學的不斷改革,物理化學實驗教學目前有了較大的改觀,學生的實驗動手能力和研究能力有了較大提高,大大地增加了學生的興趣,教學效果明顯。今后還要繼續加大實驗教學方面的改革,主要從以下幾個方面進行改革:
1.加大對實驗室建設的投資力度,進一步改變教學條件。
雖然我院的物理化學實驗教學條件在近年來有了很大改善,但還是不能滿足國家教委規定的一人一組的要求。以后我們要逐漸加大對實驗室建設的投資力度,徹底改變兩人一組甚至多人一組的現狀。
2.進一步完善實驗教學內容,注重能力培養。
物理化學實驗課程的內容應該達到培養學生的創新能力和綜合素質的目的。而目前物理化學教學內容多數為驗證性實驗,這樣的教學內容已不能滿足當前社會對人才培養的要求。因此,有必要對實驗教學內容進行適當改革,增加一些應用性較強的設計性、綜合性實驗,加強學生綜合能力的培養。
3.提高實驗教師的業務水平,加強師資力量。
加強實驗室教師的培訓工作,提高業務水平;促進校際間的實驗交流與學習;另外讓一些理論水平高、對實驗教學有經驗的理論課教師從事實驗教學,通過這種方法可以改善實驗室師資隊伍的結構,增加實驗教學的實力,提高實驗教學效果。
總之,物理化學實驗教學涉及教學過程的方方面面,需要做大量的工作。物理化學實驗教學的改革不是在短時間內就能夠完成的,只有不懈努力、不斷探索,把注重學生的能力培養作為實驗教學的重要任務,把實驗教學工作搞好,才能夠為國家培養出更多有用人才。
參考文獻:
[1]張學軍,王鎖萍.全面改革實驗教學,培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索,2005,24(1):4-6.
關鍵詞:物理化學實驗 教學改革 創新能力 實踐和建設
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(b)-0169-02
物理化學實驗是地方應用型本科院校的一門重要的基礎實驗課程,具有很強的理論性、實踐性和技術性,作為化學實驗科學的重要分支,主要研究物質的物理化學性質以及與化學反應之間的關系,使學生形成規律性的認識,掌握物理化學的有關理論、實驗方法和實驗技術[1]。作為我校新增設工科專業學生的一門基礎課,是學完無機化學實驗、有機化學實驗、分析化學實驗之后的又一門新的實驗課程,主要培養學生掌握基本的實驗知識和技能,科學的思維方式和綜合實驗能力。然而一直以來,物理化學實驗課程的教學沒有引起足夠重視,存在很多問題如教學方法單一、教學內容陳舊、教學手段落后、學生學習興趣低等,嚴重影響了教學效果和教學質量,甚至阻礙應用型人才培養模式的建立[2]。因此,物理化學實驗課程的教學工作中如何積極的迎合時展要求,滿足新世紀創新型、高素質專業人才培養的需要,如何更好地與學科研究的發展相結合,是當前物理化學實驗教學工作者研究和探索的重要課題[3]。基于上述問題,我們根據地方本科院校化學專業培養目標的要求,從課程建設和培養方案等方面對物理化學實驗教學進行了綜合改革,并取得了良好的教學效果。
1 實驗內容以及課程體系的更新
傳統的教學理念將實驗教學當作理論教學的衍生物,僅僅是對理論教學的驗證。因此,受這種觀念的影響,致使實驗設備儀器得不到更新,數量有限,教學的程序相對簡單化,抑制了學生在實驗中的主動性和創造性,學生的科學素養和綜合實踐能力也得不到鍛煉[4]。鑒于以上情況的分析,對實驗教學在教學方法,教學內容以及教學管理秩序等方面的系統改革是十分必要的。改革后的課程體系和課程內容不僅要培養出學生基本的實驗技能,對儀器的操作能力以及科學的研究方法,同時也為學生在今后從事科學研究打下堅實的基礎。把課堂教學,問題討論,課后作業,實驗操作,實驗設計,實驗成績評定,實驗教材和課后輔導作為有機的整體,運用現代的教學方法和手段,從而建立系統的立體化教學模式。
1.1 首先是對實驗教材和大綱的改革,進一步優化實驗內容,對實驗設備進行更新
加強教材建設,完善和充實實驗教學內容。結合我校本科教學評估的要求,對實驗教學大綱,考核大綱,實驗課時安排以及實驗內容重新進行調整。對教材建設進行加強,篩選出一些必做實驗,通過增加一些必做實驗淘汰掉陳舊過時的實驗,并將實驗內容進行優化組合。學生在教師的指導下查閱文獻,進行選題,通過對實驗的設計,實驗操作,數據處理分析,實驗結果討論達到實驗技能和科研能力的充分鍛煉。根據新的制定的教學目標,教材和實驗儀器,重寫編寫適合我校學生的物理化學實驗教材。同時加強教學方法的研究,從以往的單一傳授的教學型的教學迷失向研究型的教學模式的轉變,從而開發出學生的學習潛能,學生的科研能力和創造能力得到培養。同時搭建立體化教材的建設平臺,建立多媒體課件,電子教案,教學資源庫以及計算機軟件等多種配套的教學資源。
由于我校的開始的學科專業不同,物理化學實驗課程的教學計劃和教學內容有很大的不同,針對不同專業制訂了不同的教學計劃。經過修訂后的工科實驗采用8+2模式。驗證性的基礎實驗為8個,其中熱力學1個、化學平衡1個、相平衡1個、動力學2個、電化學1個、表面化學1個、膠體1個。選做實驗2個,包含熱力學1個、溶液1個。
1.2 其次是對教學硬件的更新
近年來,我們在學校資助下淘汰了一些落后、陳舊、老化的實驗儀器,增加新的精密儀器及設備,改善實驗教學條件為了擴大實驗教學內容,能夠使學生接觸和使用更多更好的儀器,購進了一批先進的儀器設備,增加了學生實驗的準確性。這樣使學生在學習知識的同時,也可以享受科技進步帶來的成果,從而將物理化學實驗教學提高到一個新的層次,并給物理化學實驗教學提供了一個更好喝更快的發展前提。
1.3 對實驗教學內容的優化
物理化學教研室在實驗的“整體優化,數字化,現代化,綠色化”思想的指導下, 充實實驗教學內容的綜合性[5]。改變傳統是實驗在基礎理論和基礎實驗教學上的單一的教學模式,設計出新的多元化的教學模式。通過開放式的教學模式,使學生在預習的基礎上自己制定出具體方案和詳細的實驗路線,這個過程提倡學生的獨立完成,教師指導起輔助作用。做到開放實驗室,學生可以利用課余實驗進行實驗的各項工作,遇到問題及時和指導教師溝通,從而使學生的動手能力得到提高,鍛煉了學生的創造性和主動性,提高學生對物理化學理論知識的進一步理解,應用能力和獨立解決實際問題的能力得到提高。
2 教學方法和教學模式的改革
物理化學理論和實驗教學是一個有機整體,由于物理化學的抽象性,因此后者的教學可以加強對前者的理解,兩者是相輔相成的。我們將物理化學實驗設置成與理論教學并重,在相關教學內容上做到協調同步進行。
2.1 授課方式的改變
傳統的物理化學實驗教學一般采用教師先講實驗原理,方法,步驟,注意事項這樣的教學模式,使得學生在對于實驗課的學習很被動,照法抓藥,形成不愿意獨立思考的懶惰習慣[6]。此種教學模式必然造成少部分學生在操作實驗,大部分學生在旁觀看,等待實驗結果,不僅課堂時間得不到充分利用,學生的動手能力也得不到提高,從而大大降低了對理論知識的興趣。學生授課是改革之一,由于物化實驗的特殊性,我們采用輪班式的分組方式,由已經做過該實驗的學生充分查閱相關資料,并將獲得資料歸納整理,結合自己實驗過程所遇問題以及解決方式,在實驗課上講授給其他學生,同時老師對學生的授課內容進行點評以及補充,這種方式可以改變以往學生對老師教學模式的麻木,被動學習習慣為主動學習,提高該課程的教學效果,通過授課學生的講解效果達到檢查學生預習實驗的情況,作為學生實驗成績的評定標準之一,極大地提高了學生學習物理化學實驗的興趣。采用問題教學與討論教學法和思考題教學法,通過這樣的研討既可使學生增長知識,開闊視野,又活躍了課堂氣氛,還提高了學生的創新意識和培養科學思維。通過對教學方法的改進學生的分析,解決具體問題的能力得到了提高,教學效果得到了改善。
2.2 實踐與科研的結合是一個不斷深化的過程
通過學生參與教師的科研課題或者在教師指導下申報大學生科研項目,采用物理化學理論、實踐、科研三者相結合的教學模式充分調動學生的學習積極性。學生從“要我學”變成“我要學”,教師改變單純的知識傳授,提高學生分析問題,解決問題和動手操作的能力,創新能力會得到進一步培養[7]。同時教師自身也有所提高,真正做到教學相長。近年來物化教研室教師已順利指導多項大學生科研項目在學校立項、結題并通過驗收,這很大程度上提高了學生的創新能力和科研能力,為將來獨立從事科研工作打下夯實的基礎。
2.3 嘗試半開放式的實驗教學模式,以彌補傳統實驗教學的不足
在傳統規定的教學內容中有步驟和計劃地加入一定開放性的教學內容,使得傳統式的教學模式和開放式的教學模式相結合進行教學,學生對物化實驗的掌握力得到培養。開放的實驗室不僅增加了學生的動手機會,也使他們的獨立解決問題的能力得到提高。由于基礎物理化學實驗內容多,課時安排上存在課時不夠等特點,學生的個性得不到體現,加上實驗任務繁重,學習興趣必然低下。通過開放實驗室,不僅可以增加學生的動手機會,學生的主動性、創造性和開拓性得到充分調動,學生對化學知識的靈活應用和創新能力從而提高,學生的綜合素質得到全面提高[8]。
3 學生成績評定以及考核方的改革
為了培養出具有學習主動性,創造力的學生,達到物理化學實驗課程的培養目標,有效的激發學生對物理化學實驗課程的學習興趣,我們對以往的考核方式進行改革。鑒于物化實驗課程獨立成課的特殊性以及減輕學生的學習負擔,我們采用以下的實驗成績考核發方式:平時成績×70%+期末成績×30%。平時實驗考核是教師對學生每次實驗情況進行的考核,主要包含課前預習,實驗操作以及實驗報告數據處理分析。預習成績主要是在學生主動性學習中體現,通過學生授課和預習報告判斷學生的課前預習;實驗操作由教師當場打分,考察學生的實驗操作規范化程度,實驗報告成績是教師在批閱實驗報告時根據學生的實驗數據及問題分析情況進行評定。根據我校教學評估的新要求期末進行筆試考試,主要是對一學期實驗的原理,基本操作和儀器的使用和技術等方面的考察,實驗操作考核是從學生以往實驗中隨機抽取一個,學生獨立操作,指導教師通過學生的實際操作來考察其對基本操作技術的掌握情況,然后給出成績。
4 結語
通過物理化學實驗課程建設發展過程,使我們感到課物理化學實驗教學改革是一項復雜的長期的系統工程。隨著人們認識水平的提高,教學環境的改善而逐步提高,也向我們提出了新的問題和要求,我們的改革模式應該為了適應快速發展的時代需求,切實提高教學質量,培養出高素質的創新型人才。為了培養出具有良好實驗習慣,嚴謹科學作風的應用型復合型人才我們仍需不斷探索和實踐。
參考文獻
[1] 肖厚貞,庾名槐.SAS在物理化學實驗數據處理中的應用[J].實驗室研究與探索,2009,28(5):75-76.
[2] 張懷紅,黃連榮.制藥工程專業物理化學教學初探[J].廣東化工,2012,39(1):157-158.
[3] 陳睿.改革實臉教學,加強學生能力培養[J].大學化學,2001,16(4):22-23.
[4] 杜朝暉,邱雋.基于知識經濟時代大學教學的改革與創新[J]].黑龍江高教研究,2005(4):99-100.
[5] 金為群,張國艷,王嵐,等.物理化學實驗課開設綜合性設計性實驗的探索[J].高教研究與實踐,2006(3):23-24.
[6] 王維榮,王艷新.實驗教學要面向以學為中心轉變[J].實驗室研究與探索,2004(11):54-55.