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篇1:简析化工专业物理化学实验教学改革与探索论文
简析化工专业物理化学实验教学改革与探索论文
物理化学实验在化学化工类专业中处于非常重要的位置,是本科层次化学化工类专业学生实验技能、实验综合能力和综合素质培养提高的重要部分。与其它化学实验课程不同的是,物理化学实验更侧重于定量地解释化学过程的规律,所采用的实验方法更加多种多样,涉及到热、电、光、声、磁等物理方面的内容较多。长期以来我校的物理化学实验教学存在突出的问题有:(1)由于受到传统教学观念、思想的束缚和教与学地位认识不清,实验教学始终摆在一个单纯配合验证理论教学的从属地位上,成了理论课的附庸课。(2)学生对实验课的重要性认识不够,积极性差,课前不预习,课上不思考,缺乏探究意识,认为实验课总归会过关的,有时候老师也没有把知识的学习、能力的培养、综合素质的提高放在实验教学的第一位。(3)实验内容过份侧重学科训练,实验功能单一,主要是验证性实验,缺少综合性、设计性实验,学生学习兴趣低,应付了事。(4)学生实验挫败的心理素质差,在实验中,若出现“异常”情况和实验失败时不能冷静地分析原因,寻求解决问题的办法。这些现状导致学生实验能力培养与训练的削弱以及抑制了学生主观能动作用和创新能力的培养,因此传统的物理化学实验教学模式很难适应社会对高级人才素质的要求,为了提高教学质量,培养探索精神和创新能力,提高学生学习的主动性,我们对化工专业物理化学实验教学进行了改革。
1调整实验课程结构,优化实验教学内容
由于长期以来在物理化学实验教学中,通常较多重视的是实验课程的显性功能,例如验证化学理论、训练化学实验操作、学习有关数据的处理方法等,而对训练学生的实验观察能力和创造能力重视不够,缺少培养学生创新精神和解决问题、分析问题的能力,因此,必须从物理化学实验课程结构、实验教学内容等方面进行改革与整合。
1.1调整实验课程结构
打破物理化学实验教学隶属于相应理论课程开设的传统模式,实验独立设课,构建新的物理化学实验课程体系,新的课程体系是以物理化学的基本原理为基础,以学生的实验能力为核心,以训练学生的实验技能与操作为主线而建立。
1.2优化实验教学内容
物理化学实验内容分成四大部分:(1)实验基本理论与技术讲座;(2)基本试验的训练;(3)综合试验;(4)设计试验。并以先基础,再综合,后设计的实验课程设置模式,这样可以实现对学生循序渐进,灵活多样,因材施教的教学新模式,提高了学生的综合素质和实验技能,培养学生的科学思维能力和创新能力。
目前我校物理化学实验可开设的实验数目一共有13个,改革前,必做的实验为10个,改革后必做实验为10个,选做实验3个。选做实验由实验指导教师向学生提供实验题目、与实验内容有关的知识点、实验的目的意义和现有的实验条件、本实验方法和手段在未来科研开发中的一些具体应用等,激发学生的学习热情。然后学生根据实验指导教师提出的要求进行查阅文献,了解目前国内外相关实验的测试方法和手段以及研究进展。学生通过对收集到的文献进行科学分析对比,提出自己的见解。并且每位学生在此基础上制定一个较为完整的方案,虽然学生设计的实验方案不一定合理、科学,也不一定跟现有的实验条件相匹配等,但是教师可以把学生组织在若干小组内,进行讨论,公开收集到的相关信息,并根据现有的实验条件,探讨其方案的可行性,通过多方案的对比分析,选出大家认为较为合理的方案。在整个讨论过程中,教师的作用是给予适当的指导。这样可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力和创新能力。
2改进教学方法,采用现代教学手段
长期以来,大部分物理化学实验教学采用灌输式教学方法,简单落后,教师对实验的各个细节完全交代清楚,因此学生不知不觉就产生了一些依赖老师的思想,很多学生在课前预习只是一种形式,为了完成老师布置的任务而将实验内容抄了一遍,葫芦画瓢来模仿,甚至根本就没有通过大脑思考,无法调动学生的主观能动性,学生感到枯燥无味,积极性和创造性得不到发挥,也满足不了实验教学对学生创新能力培养的要求,因此必须对传统的教学方法和手段进行改革。
2.1部分实验“先做后讲”
在实验课教学过程中,我们根据不同专业的学生特点和实验内容进行调整教学方法。对于那些实验原理、实验所用的仪器及实验内容较为简单时,可采用“先做后讲”的方法。即教师在实验前不先讲解实验内容,实验操作等,学生在做好实验预习的基础上直接进行实验,最后,教师根据实验的情况进行总结和解析。因此,如果学生没有做好预习,是很难按计划完成任务的。预习与否、预习态度和质量决定实验的成功与否。因此,该方法可以促使学生主动预习实验内容。由于实验是学生自己实施进行,且在相互讨论的基础上自己进行推断,从而大大激发了学生的学习兴趣。
2.2设计实验“开放式”
在传统的化学实验教学中,由于大多数实验以教科书按部就班地进行,学生按教材上所写的实验步骤做完一遍,交上实验结果,教师通过将学生的实验结果与标准结果比较进行实验成绩评定。这种教学方式在化学化工人才的实验知识和实验技能的培养过程中也发挥过重要作用。但这种教学模式很难做到因材施教,不利于培养学生学习的兴趣,难以激活创新思维。因此我们通过对设计实验开放式教学来解决这个问题,并在开放式实验教学课中,改变强调一次性获得准确结果的观念,允许出现误差或失败,让学生从失败中学习,通过重复实验达到实验教学的要求。对实验课时长,难以在课内重做,可在课余时间进入实验室训练。开放式实验,有利于对学生因材施教,有利于学生个性发展,也有利于培养学生对化学实验的兴趣。几年的实践证明,学生对开放式实验教学方式比较欢迎,普遍反映学习效果较好。
2.3教学手段“现代化”
尽管实验教学本身就是直观教学,但由于物理化学实验仪器水平较低,仪器数量不足;人力投入不够和教学效果不理想等原因,因此还是要重视现代化教学手段的运用,特别要重视计算机多媒体在物理化学实验教学的`作用,使学生学习和掌握更多的仪器使用和操作技术,更深刻地理解实验原理和数据处理方法。例如通过多媒体课件,向学生较系统的讲授数据处理和误差传递、真空技术、温标及测温技术、电工电子技术、常用仪器、实用电路及线路分析、常用配套电极的制备方法等,通过物理化学实验技术知识讲座的开设加强了学生对有关基础知识、基本技能的掌握。此外,实验数据处理能力也是物理化学实验非常重要的一部分,加强这一能力的培养,我们既要学生注意实验过程中数据记录与整理,更要注意实验后的数据分析与处理。随着计算机的普遍应用,可以使用计算机处理实验数据。物理化学实验中最常见的数据处理是实验数据作图或对实验数据计算后作图,然后线性拟合或非线性曲线拟合求得需要的参数,用Origin软件在计算机上很快完成。如“液体饱和蒸气压的测定”、“一级反应——蔗糖的转化”、“丙酮碘化反应速率常数的测定”、“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”、“氢超电势的测定”、“粘度法测大分子化合物的分子量”、“固体比表面的测定”等实验用线性拟合的方法。
2.4考试方式“多样化”
改变以往物理化学实验成绩主要根据实验报告成绩和期末笔试成绩来评定的方式,建立“注重平时、能力为主,兼顾理论,口笔结合”的综合考核办法,其中课前预习、实验操作、实验态度、独立工作能力、仪器保护及损坏情况、环境卫生及实验报告等内容,记入学生个人学习档案,作为平时成绩,占总成绩的40%;期末进行笔试、实际操作、口试三结合的考核办式,分别总成绩的20%。笔试主要注重于实验原理和实验数据处理方面的内容,实验操作和口试是在实验室当场抽签进行,把学生做过的实验事先做了一些改动后,然后制成卡片让学生随机抽取,抽到哪个实验,卡片上设有口试题,在学生实验操作过程中就口试题进行解答。通过严格的成绩考核,不只是为了给学生一个学习成绩,也是该课程最后一次实验技能进一步强化的巩固过程,有助于加强学生综合素质的培养。
3结语
几年来,我校的物理化学实验课程经过不断改革探索和实践,通过改革教学内容和课程体系、教学方法和手段以及考核办法;通过减少验证性实验、增加综合性实验,开设设计性实验等,学生的综合素质得到了增强,特别是在对待物理化学实验课程的态度上,学生较为重视,通过这一教学环节,学生的创新精神和创新能力得到了提高,效果是令人满意的。但由于我校是一所普通地方工科院校,基础差,起步晚,仪器水平较低,仪器数量不足,要真正使物理化学实验改革具有开拓性,尚需要更深入的探讨和实践。
篇2:高职化工专业物理化学课程教学改革探索论文
物理化学课程是大学化学化工类各专业必修的一门专业基础课,是南京化工职业技术学院(简称南京化院)与南京工业大学合作的高职-普通本科分段培养(简称“3+2”)化工类专业的专业核心课程,也是转段考试的必考科目之一。许多化工企业在招聘普通员工时,对员工的专业知识深度要求并不高,关键要看员工是否具备合理的基础知识结构、较强的自我学习能力以及创新思维能力。物理化学不仅是化工专业核心课程,更重要的是在培养学生自我学习能力以及创新思维能力方面有着独特的作用。作者以南京化院“3+2”应用化工专业的物理化学课程教学为例,分析高职物理化学课程的教学现状及存在的问题,探索高职物理化学课程的教学改革,以期达到良好的教学效果。
1高职物理化学课程教学存在的问题
1.1物理化学教学要求高
在“3+2”应用化工技术专业高职人才培养方案中,物理化学课程理论课为88~96学时,实验课24学时,安排在第二学年的第3、4学期开设,参照采用南京工业大学本科物理化学(B)教学大纲,采用教材为天津大学编《物理化学》(第五版,上、下册)。第3学期《物理化学》(一)理论课为44~48学时,需讲授的内容主要有:气体,热力学第一定律,热力学第二定律,多组分系统热力学,化学平衡。第4学期《物理化学》(二)理论课为44~48学时,需讲授的内容主要有:相平衡、电化学、界面现象、化学动力学。课程教学课时少,知识容量大,教学难度相当大。
1.2高职院校学生基础薄弱
高职院校所招生源大多是高考低分段学生和中职毕业生,多数学生中学数理化基础薄弱,学习主动性和自觉性较差,抽象思维和逻辑思维能力不强。许多学生对热力学的一些基本概念如状态函数、熵、热力学第二定律表述等难以理解。尽管第一学年已经学习过了高等数学、物理、无机与分析化学等先修课程,可是有些学生连基础物理知识和简单的微积分运算也没能很好掌握,遇到热力学的功和热的计算,不知如何下手。这些不利因素增加了物理化学教学的难度。
1.3物理化学传统教法效果不佳
物理化学传统教法是授课教师首先参照南京工业大学本科物理化学(B)教学大纲制定相应的课程教学计划,熟练备课后,开始授课。由于教学课时少,内容多,教师上课以讲授理论知识为主,上课进度比较快,满堂灌,学生被动接受。物理化学中包含许多抽象概念,由数学推导得出的结论、公式,而公式的应用条件又是由具体的物理过程来决定。教师授课要先解释基本概念,然后要进行基本理论阐述及公式推导,再讲结论以及公式的应用,讲例题(需板书),最后再布置一定量习题让学生课后复习。这种传统教学方法对于那些数学物理基础扎实、逻辑思维能力较强的学生比较适用,他们会上课专心听讲,认真思考,作笔记,课后认真复习记忆,但这些学习能力较强的同学只占少部分,不超过35%。多数高职学生不能适应这种快节奏的传统教法,他们上课没有作笔记的习惯,对物理化学教学中一些理论阐述及公式推导的反应是—不懂;有些学生甚至连完成课后练习都感到困难,时间一长,对物理化学的学习产生畏惧心理,失去兴趣。采用这种传统教学模式的结果是教师付出了辛勤劳动却没有收到良好的教学效果。
面对目前我校高职物理化学教学现状及存在的问题,如何培养具备必需的物理化学基础知识的高技术技能型人才?物化教师必须探索高职物理化学课程的教学改革,做好高职物理化学课程建设工作。
篇3:高职化工专业物理化学课程教学改革探索论文
我国高职教育人才培养模式的基本要求是:高职教育必须面向地区经济建设,适应社会发展和就业市场的实际需要,培养基础理论知识适度,技术应用能力强、知识面较宽、素质高的高技术技能型人才;以“应用”为主旨构建课程和教学内容体系。因此,高职教育培养学生不能按照“学术型”人才来培养,高职院校专业基础类课程的教学内容应当侧重“实用性”,贯彻以培养综合职业能力为导向的能力本位课程观和教育观。
2.1以“应用”为主旨来选择教学内容
物理化学作为一门理论性较强的化工类专业基础课,在高职段教学内容的选择上应遵循“以应用为目的,以必需,够用为度”的原则。原来参照采用的南京工业大学本科物理化学(B)教学大纲,与南京化院高职段培养目标存在差异,对高职生不适用,需调整。为此,物化教师重新制定了高职物理化学教学大纲和课程教学计划,具体章节的教学内容、课时量以及教学要求也做了相应调整。具体做法是:(1)加强基本概念、基本原理及基本公式的教学;不再对教材内容面面俱到,突出教学重点,使学生牢固掌握物理化学的基础知识,夯实基础。简化有关抽象概念的讲授和复杂的教学推导,如熵函数的导出,麦克斯韦关系式,化学势的多种表示式,开尔文公式的推导等,这些内容多数高职生很难理解和掌握,可少讲或不讲,减少一些课时。(2)注重物理化学基本原理及基本公式的应用;比如将物理化学原理与生产或生活实际相结合,补充应用例子,可以增加一些课时,使学生加深对基本原理的理解。(3)注重培养学生的自学能力与思维能力;增加一定量习题课,补充一些综合应用思考题,让学生能运用物理化学基本原理分析和解决实际问题。(4)标注一些提高性或拓展性的应用知识,让学有余力的学生自学或教师选讲,满足学生长远发展的知识需要和综合能力的提高。
2.2以培养学生能力为导向来改进教学方法
多数高职学生刚开始学习物理化学的前两个月,对化学热力学的基本概念和计算公式模糊不清,学习很吃力。所以物化教师应彻底改变传统的满堂灌、学生被动学习的教学方法,要正确处理好教与学的关系,要以学生为主体,让学生参与教学过程,充分发挥学生的主观能动性,激发他们的`求知欲望,采取多种教学方法相结合来组织教学。
2.2.1精心组织教学,培养学生学习能力
由于物理化学教学课时有限,教师在授课前应正确把握授课内容的重点和难点,确定哪些重点内容需要精讲,哪些内容略讲,哪些内容可以让学生自学,哪些内容需要讨论学习等。如热力学第一定律中PVT变化过程W、Q、△U、△H的计算,化学反应热△rHm的计算,(Qp,m恒压反应热)与△rUm(QV,m恒容反应热)的关系式Qp,m=QV,m△rHm-△rUm=∑BvB(g)·RT,以及基尔霍夫公式等属于重点内容;热力学第二定律中熵判据、吉布斯函数判据及其应用,恒温过程吉布斯函数变量△G计算通式△G=△H-T△S等属于重点内容,特别是公式△rGm=△rHm-T△rSm在化学反应方向判断、化学平衡常数及平衡转化率计算中广泛应用,需要精讲。因此,在课堂教学中应多举一些计算化学反应△rGm的例子,并让学生参与讨论,判断化学反应可能进行的方向。凡重点讲授的内容均布置一定量的课后习题,让学生通过解题来加深对物理化学基本原理及公式的理解记忆。
热力学中麦克斯韦关系式、偏摩尔量与化学势、逸度与活度等抽象内容只作简要介绍。另一方面,对于在无机与分析化学中已经学习过的部分内容,如化学平衡常数表示式及平衡移动原理、动力学中的简单级数反应特征、电化学中的电极电势计算等,在物理化学中涉及时可以略讲。对于那些教材阐述较为详细学生又能读懂的内容,如热力学中可逆体积功、焦尔实验、焦尔-汤姆逊实验等可以预先布置思考题,安排学生带着问题自学,然后下次课检查学生的自学情况,就思考题的结论在课堂提问,认真自学过的同学自然会踊跃发言,最后由教师进行归纳总结。这样既培养了学生的自学能力,又节省了课时,提高了课堂教学效率。
2.2.2加强习题训练,培养学生思维能力
学生是教学的主体,教师是教学的主导。高职学生学习主动性和自觉性较差,思维能力不强,因此,教师在教学过程中要充分发挥学生的主体作用,采用启发式教学法。首先,要注意培养学生主动学习的习惯。引导学生掌握正确的学习方法,如“课前预习→课堂笔记→课后复习”等;每次下课前都给学生布置一定量习题和思考题,同时下达预习任务。其次,教师应加强习题课、讨论课的组织。在习题课上教师精选部分中等难度以上的习题来启发学生思维,讲解时重点放在解题思路与方法上;然后让一、二名学生到台上演算,最后教师进行总结,对学生演算的结果进行分析,若还有错误,就指出错误,并给出正确答案。通过习题课,要让学生明白,正确理解公式而不是死记硬背是学好物理化学的关键,要真正掌握物理化学基本原理,演算一定量的习题是必不可少的。
对于一些联系化工生产实际的思考题,可以组织讨论课来加以解决。如相平衡一章中,讲完二组分实际溶液气-液平衡相图和精馏原理后,布置了两个思考题:(1)为什么工业上常产生95%酒精?只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精?(2)常压下若将环己烷(沸点80.7℃)和苯(沸点80.1℃)的混合物进行常规精馏,能否将二者分开?需采用什么办法?让学生上网查找文献资料后再回答。讨论课上教师采用启发式教学,指出问题的关键所在:二组分实际溶液气-液平衡相图有什么特征?能形成最低恒沸物的二组分实际溶液精馏获得什么产品?许多同学都能积极主动地在课堂上发表自己的见解,课堂气氛活跃,教师最后再归纳总结答案:问题(1)在常压下,H2O-C2H5OH二组分溶液能形成最低恒沸物(恒沸点78.1℃),恒沸组成:含乙醇95.57%,而纯乙醇的沸点为78.4℃,所以含水酒精用普通精馏方法是不可能获得无水酒精的。问题(2)常压下环己烷(沸点80.7℃)和苯(沸点80.1℃)的混合液能形成最低恒沸物(恒沸点77.3℃),三个沸点相差太近,用常规精馏方法不可能将环己烷和苯分开。可以加入第三种组分丙酮(共沸剂),由资料查出丙酮与环己烷能形成最低恒沸物(恒沸点53.1℃),共沸精馏时丙酮与环己烷可以从塔顶蒸出,从而将环己烷和苯分开。联系生产实际的课堂讨论极大地提高了学生的学习兴趣,加深了学生对物理化学原理的理解,提高了学生的思维能力。
2.2.3加强实验教学,培养学生操作能力
重视实验教学环节,加强学生的实验技能和知识应用能力训练,是高职院培养高素质技术技能型人才的关键。物化实验是巩固学生所学理论知识及提高应用能力的一个重要方法,同时有助于培养学生的创新能力。目前南京化院开设的物化实验有:反应速率常数测定,反应平衡常数测定,物质燃烧热的测定,双组分气-液平衡相图测绘,以及电化学参数的测定等。物化实验技能训练,不仅包括基本操作能力、观察并收集数据的能力;还包括处理实验异常情况能力,处理实验数据以及分析实验结果的能力等。
实验教学可以采用任务驱动法,让学生探求实验方法。例如,讲完化学热力学后,给学生布置任务:测定某个固体有机物的燃烧热,要求学生提前写好实验方案。该实验测定步骤较复杂,从样品准备,点火丝的安装,氧弹充氧到量热计的安装,温度测量等每一步都需要学生仔细操作,并掌握一定的技巧,否则就会因点火不成功或燃烧不完全而引起实验失败。同时要求学生认真作好实验现象和数据的观测记录。实验完成后要求学生会运用已学过的△rHm与△rUm的关系式,以及基尔霍夫公式对实验数据进行计算,得到的最终计算结果即是所测物质燃烧热。学生通过圆满完成燃烧值测定实验,不仅培养了动手能力而且提高了运用热力学理论解决实际问题的能力。学生在校期间,通过完成一定数量的物化实验,可以掌握物理化学的基本实验方法和思维方法,这对于学生将来走上工作岗位后进行创造性思维是十分有利的。
通过精选教学内容,改进教学方法,2012级“3+2”应用化工专业学生的物理化学学习状况有了较大改善。大多数同学都重视物理化学课程学习,对学过的物理化学基本概念、原理、公式有了较深刻印象;并且,大二第4学期《物理化学》(二)期末考试成绩也提高了很多。可见,物理化学教学效果有了较大提高。
3结语
根据高职与普通本科分段培养“3+2”化工类专业人才培养目标,加强高职物理化学课程建设和实施教学改革;在教学中以学生为主体,充分发挥学生的主观能动性,有利于提高物理化学课程教学效果,有利于培养具备合理的基础知识结构,具有较强的自我学习能力以及思维能力的高素质技术技能型人才。
篇4:简议药学专业物理化学实验教学改革探索论文
1.1轻视实验教学
实验教学是教学活动的重要环节,它与理论教学互相促进,互为补充。但传统观念上一直将实验教学视为理论教学的附属品,定位于辅助教学的地位。长期以来,物理化学实验教学发展缓慢,重理论,轻实践,教学内容陈旧,教学程序僵化。一些医药院校甚至只象征性地开设一些最基本的物理化学实验,学生按实验书上的步聚和方法机械地进行实验。这种教学模式,局限于实验技能的训练,束缚了学生的思维和创造性,学生学习兴趣不大,实验积极性不高。
1.2实验内容与专业联系少
物理化学实验在药学专业实验教学中占有重要的地位,它所涉及的基本研究技术和研究方法是后续药学专业课程尤其是药剂学的技术基础。但现行的药学专业物理化学实验内容,更多的是从化学的角度去设计,没有结合药学专业人才培养的需要对实验进一步选择、扩展和深化。目前很多医药院校开设的物理化学实验项目并不能真正体现物理化学原理和技术在药学中的应用,尤其是缺乏与药学相关的综合性、设计性实验项目。
1.3实验仪器设备更新缓慢
物理化学实验主要是测定物质的理化性质,因此需要相应的仪器设备。近年来,随着现代实验科学技术的进步,涌现出了大量的智能数显式仪器。这些新仪器的使用,不仅使测量过程更为便捷,而且提高了学生的学习兴趣,也有助于他们毕业后更好地适应工作环境。但有些院校由于对基础化学实验不够重视,实验经费投入不足,致使仪器设备老旧,长年无更新换代,从而影响了实验技术水平和教学质量的提高。
1.4实验数据处理方法落后
物理化学实验结果得到的是一系列实验数据,目前大多数学生仍采用传统的数据处理方法,即通过计算器计算、用坐标纸手工作图以获取斜率、截距,或在手工绘制的曲线上作切线等。由于物理化学实验数据量大,处理繁杂,这种方法不仅费时费力,而且处理结果易出现人为误差,影响实验结果的准确性。教师在批改实验报告时也不得不花费大量时间核查其计算结果。因此,有必要选择适当的计算机应用程序来辅助物理化学实验教学。
篇5:简议药学专业物理化学实验教学改革探索论文
2.1构建理论教学与实验教学并重的教学模式
近年来,创新人才的培养越来越受到重视,而实验教学是培养高素质创新人才的重要环节,是提高学生动手能力和科研能力的重要手段,有着课堂教学不可替代的作用。因此,要改变传统观念,重视实验教学,建立理论教学与实验教学并重的教学模式。笔者所在学院在专业人才培养方案中,经过论证适当减少物理化学理论课的学时,增加实验课的学时,并将物理化学实验从理论课中脱离出来,作为一门独立课程列入专业教学计划,单独计算学分。同时,根据实验课单设的要求,对物理化学实验教学大纲进行了修订,对实验教学提出了更高的目标和要求,注重对学生综合动手能力的培养,保证实验教学质量。
2.2优化实验项目与内容,突出专业特色
药学专业物理化学实验在实验项目选择与内容设计上除了体现物理化学原理的应用外,还必须突出药学专业特色,以便更好地在有限的实验操作中锻炼、培养学生,提高学生的能力。
我们对原有的物理化学实验教学内容体系重新进行了设计和调整。首先,对实验进行整合,减少一些重复性的实验内容和操作,多出的学时用于开设新的实验项目。如“电解质水溶液电导的测定和应用”和“电导法测定临界胶团浓度”这两个实验使用的仪器都是电导率仪,而且电导测定所需时间较短,于是将两个实验整合在一起同时开展。实验中需要用到超级恒温槽,恒温槽的相关知识也在此实验中一并讲解。这样做虽然需要学生提前了解表面活性剂的相关知识,但避免了仪器重复使用,提高了实验效率,节省了学时。其次,对一些经典物理化学实验项目测定内容进行了调整,尽可能地改用实际的药物,使其更好地体现在药学中的应用。如将凝固点降低法测定萘的摩尔质量改为测定中药注射液的渗透压;将三组分相图绘制中的水-醋酸-氯仿体系改为吐温-薄荷油-水体系制备药物乳剂;将蔗糖水解速率常数的测定改为同样符合一级降解动力学的硫酸链霉素水解速率常数的测定等。再者,新增一些与药学密切相关的综合性、设计性实验。如药物有效期的测定,给学生提供的药品有盐酸四环素、维生素C、金霉素、硫酸链霉素等,要求学生查阅相关资料,独立设计实验方案,提交教师审核后,安排实验顺序和时间,对实验结果进行分析后再做出整体评价。
在新的物理化学实验教学体系下,不仅实验项目数增加了,学生有机会接触更多的实验内容和仪器,锻炼动手能力和创新能力,而且突出了知识点在药学领域中的应用,让学生明白物理化学和自己专业的相关性,提高物理化学及实验的学习兴趣。
2.3更新升级实验仪器设备
物理化学实验需要较多的仪器设备,这些仪器设备的好坏直接影响着实验结果。随着技术的发展,仪器推陈出新。笔者所在的学院近年来就投入经费逐步对一些仪器设备进行了更新换代。如更新了电子天平、数字式压力计、数字温度温差仪、数字贝克曼温度计、自动指示旋光仪、数显式恒温槽、数字电导率仪等常规仪器,同时也添置紫外、红外、荧光光谱仪及气相、液相色谱仪和原子吸收分光光度计等大型仪器。这些仪器极大地提高了实验室装备水平,满足了各种实验需求。
现代实验仪器价格昂贵,为避免浪费,合理高效利用资源,物理化学实验在项目选择和内容设计上,也充分考虑到药学专业特色,所开设的实验内容尽可能与药学专业融合,充分利用现有药学实验仪器设备。在经费允许的条件下,结合药学专业课程实验教学的需要,共同添置现代实验仪器,供物理化学实验及后续专业课程实验使用。
2.4计算机处理实验数据
目前计算机应用逐步普及。计算机除了采集实验数据外,还可对大量的、繁琐的物理化学实验数据进行快速而准确的处理。现阶段大学生群体中计算机普及率较高,我们提倡学生使用计算机软件来处理实验数据和绘制图表。
Excel、Origin等是使用最多的数据分析软件,学生利用这些软件可以方便地进行数据批量处理、作图、线性拟合、非线性曲线拟合等步骤处理,快捷准确。笔者曾在所教授的班级进行试点,先向学生详细讲授软件的使用方法,然后要求他们用软件处理数据和作图,再打印出来。由于避免了繁琐的人工处理过程,这一要求受到学生的一致欢迎,学生的积极性很高,所得表格和图形整洁美观,有的学生甚至用word软件来写实验报告。经过几轮试点,逐步推进,现在计算机软件处理实验数据已成为物理化学实验的.教学要求之一。随着数字化校园的发展,我们更期待有一天能实现“无纸化实验报告”,即学生网上提交报告,教师网上批改并反馈结果给学生。
此外,学生在物理化学实验过程中,获得了一系列的实验数据,通过实验数据一般不能马上得知学生的实验是否成功,往往是在实验结束后的数据处理作图过程中才发现问题,而此时,为时已晚,只能另找时间进实验室补做。为解决此问题,我们利用计算机将相应实验项目数据处理的有关公式和流程编写成一个系统程序,学生做完实验后,把数据输入程序中,可立即得出实验结果并绘出相应的图形,从而判断实验成功与否。若不符合要求,立即查找实验失败的原因并当场改正。
2.5开放实验室
实验室开放为学生创造了自主学习、自主探索的环境和条件,有利于培养学生综合实验能力和创新意识。除了正常的实验教学,我们物理化学实验室部分时间定期对学生开放。目前情况下,实验室开放的目的主要有两个:一是给实验课上数据不理想或实验失败的学生提供重新做实验的机会;二是对一部分学有余力且感兴趣的学生,根据所学过的内容及实验操作自行设计实验方案,在教师的协助下完成实验。比如学生学习过电导率的相关知识,知道电导测定的一个重要应用是水的纯度检验,也做过电导法测定弱酸的电离度及难溶盐的溶解度实验,懂得电导率仪如何使用,有的学生会想到收集学校及周边的自来水、井水、雨水、河水、海水、山泉水等用电导率仪进行水质检测,有的学生会更进一步想到设计电导滴定的实验来测定这些水样本中离子的浓度,如用氯化钡溶液滴定来测定水中硫酸根离子的浓度。学生的这些创新性、发散性思维非常值得鼓励,而实验室开放给他们提供了付诸实践的机会,极大地提升了学习兴趣,也锻炼了他们独立的学习能力和动手能力。
3结语
通过对物理化学实验教学中存在的问题进行初步的研究和改革探索,取得了一定的成果,不仅实验教学质量提升了,学生的综合实验能力也得到了提高。物理化学实验课程一改往日的沉闷形象,越来越受到学生的欢迎。今后,我们将结合专业的特点,继续深化实验教学改革,着重培养学生的实验素质和能力,以更好地满足高素质药学领域人才培养的需要。
篇6:浅论地方工科院校物理化学实验教学改革与探索论文
浅论地方工科院校物理化学实验教学改革与探索论文
物理化学是工科院校化工、材料、环境、生物及地质等工程类专业学生的一门重要的必修课。但是,由于物理化学的理论性强、知识面覆盖广及抽象难懂的特点,使其成为一门较难掌握的理论课。而物理化学实验可以加深学生对物理化学概念的理解和掌握,是学生学习和掌握物理化学知识的重要手段和途径。因此,开设物理化学实验课,是完成好物理化学教学的重要环节。同时,通过物理化学实验还可以使学生掌握物理化学的基本实验技术和技能,开阔学生的视野,了解学科前沿,有助于培养学生的创新精神及科研实践能力,从而有助于培养学生的科研创新能力。然而,与中央部委直属高校相比,地方工科院校在优质生源选拔、科研经费、学科建设经费等方面存在明显的劣势。这些劣势导致地方工科院校的物理化学实验教学在实验内容设置、教学方式与方法的设计与选择存在许多不足与缺陷,因此,必须针对地方工科院校物理化学实验的教学现状,进行教学改革,充分发挥相关方面的潜能,探索新的教学模式与方法。
1改革物理化学实验教学的教学方法探索
由于地方工科院校的物理化学实验教学存在上述问题,必须有针对性进行改革并探索新的教学模式。结合地方院校物理化学实验教学现状的共性及我校物理化学实验的教学现状,我们对物理化学实验教学采取一些改革措施,并探索新的教学方法。
1.1增加、更新物理化学实验教学内容
地方工科院校的物理化学实验教学内容设置受资金投入不足、实验仪器配置数量不足、设备落后、实验教学学时少等因素制约,因此,根据实际情况设置物理化学实验教学内容非常重要。而大多数工科院校一般根据物理化学理论课的教学内容开设相应的物理化学实验,导致有部分实验与先行的无机化学实验相同或者相似,因此,我们在新的物理化学实验教学内容设置上,必须统筹考虑无机化学实验和物理化学实验的教学内容,避免在物理化学实验教学中重复无机化学实验,浪费不必要的实验学时。更新物理化学实验教学内容,剔除一些内容过于陈旧的物理化学实验,补充一些先进的、有代表性的实验,如,原有的一级反应实验-过氧化氢分解实验,是利用气体体积随时间的变化关系来确定速率常数,但体积变化是通过手工移动水准瓶来测定的,难以准确测定,影响实验结果,因此,将该实验改为蔗糖溶液水解反应,通过旋光度测定反应体系溶液浓度随时间的变化关系,较精确地测定一级反应速率常数。在实验用时少的经典实验中增加一些与物理化学研究热点相关的物理化学实验,如,电极制备及电池电动势的测定,该实验用时较少,我们在实验教学中增加有关锂离子电池电压及充放电测试的实验内容。原有的物理化学实验内容为:燃烧热的测定、静态法测定液体饱和蒸气压、合金相图、电极制备及电池电动势的测定、电导法测定弱电解质的电离常数、一级反应―过氧化氢分解、氢氧化铁溶胶的电泳、溶液吸附法测定固体物质的比表面,改革后的物理化学实验教学内容调整为:燃烧热的测定、静态法测定液体饱和蒸气压、合金相图、电极制备及电池电动势的测定、Li/LiMn2O4锂离子电池的组装及电化学性能测试、二级反应-乙酸乙酯皂化、一级反应―蔗糖溶液水解反应、氢氧化铁溶胶制备及电泳、溶液吸附法测定活性炭的比表面、活性炭作为超级电容器电极的比电容测定、纳米TiO2对甲基橙的光降解。
减少内容固定、陈旧的验证性实验的实验数量,增加具有设计性、创新性的综合实验的实验数量。增加综合性物理化学实验数量,物理化学实验教材中不提供综合性实验具体的操作步骤,只提供实验原料和相应的仪器,要求学生预先查阅相关文献,自己设计实验方案,允许在实验过程不断修正实验方案,实验结束后,学生在教师的帮助下分析实验成败的原因。综合性物理化学实验的引入,可以较好地引导学生学会查阅文献、比较周全地考虑问题并设计实验方案,有助于培养学生的逻辑推理能力和实验操作能力,为今后的相关专业学习以及科研创新能力打下基础。
1.2改革物理化学实验教学模式
目前大部分工科院校仍采用教师板书讲解实验原理和演示实验操作细节、学生按要求进行实验的传统物理化学实验的教学模式,导致教师花费较长的时间讲解和纠正学生实验操作,实验效果和效率较差。我们改进传统的物理化学实验教学模式,采用现代教育方法和手段结合传统的实验教学模式,倡导多种教学模式的综合运用的新教学模式。为了节省教师讲解实验原理和演示实验操作的时间,将要讲解的实验原理做成详细的ppt文件,以及将演示实验操作的详细过程制作成视频文件,并将这些文件上传到桂林理工大学的教育在线系统,以供学生网上观看或下载,让学生提前观看和预习实验教材,使学生明确实验目的、了解实验原理和实验操作,教师在物理化学实验授课时不再详细讲解实验原理和演示实验操作,为物理化学实验教学节省了时间。无形之中,压缩单个物理化学实验项目的实验用时,在整个物理化学实验教学32学时不变的前提条件下,物理化学实验的实验项目数由原来的8个增加到11个,解决实验教学课时少导致实验项目少、学生实验操作训练不足的难题,同时,可以进一步提高学生的实验操作技能和增强学生对实验相关的物理化学理论基础知识的理解,从而提高物理化学实验的教学质量。
1.3强化和提高学生实验数据处理和分析能力
提高学生的实验数据处理和分析能力也是物理化学实验教学的一个主要目的`,加强学生数据处理和分析能力的培养,对学生实验设计能力、独立思考能力、误差分析能力等综合实验能力的提高具有重要的意义。大部分的物理化学实验数据处理比较复杂,通常需要经过复杂的公式计算、作图、线性拟合、非线性拟合等复杂过程,只有借助数据处理和作图软件才有可能获得精确的实验结果。但传统的物理化学实验教学并不要求学生利用作图软件处理数据,因此,大部分学生只采用手工计算和利用坐标纸手工绘图的粗略方法处理数据,在描点画线和选取坐标比例时易引入较大的误差,导致数据处理结果误差较大,甚至不准确。针对这种现象,我们在新的物理化学实验教学过程中,要求学生要利用常用的Origin作图软件处理比较复杂的实验数据,并在物理化学实验开课前对学生进行Origin软件授课和培训,使学生初步掌握Origin软件的使用方法。学生采用origin软件进行公式计算、数据作图、数据拟合、相关性等分析,不仅简化了数据处理的过程,提高了结果分析的精确度、准确度,而且还能培养对实验现象和数据分析的科学严谨态度,同时,进一步提升学生的计算机应用能力,为学生今后的科研实验打下良好的数据分析基础。
1.4改革实验考核方法
传统的实验考核方法主要是根据实验报告确定学生的物理化学实验成绩,实验报告只体现出学生的数据记录及数据处理,难以体现学生的实验态度、实验操作技能以及综合能力,因此,实验报告难以准确判断学生是否掌握实验原理和实验操作。针对传统考核方法的不足,我们对传统考核方法进行了改进,采用实验成绩包括平时成绩和考试成绩的考核方法。平时成绩包括预习、实验操作和实验报告,占实验总成绩的40%。在课程结束后进行闭卷考试和实验操作考试,考察学生实验原理和技能的掌握情况,考试成绩占实验总成绩的60%。采用新的考核方法,促使学生更加重视物理化学实验原理、相关的理论知识以及实验操作,有利于巩固学生的理论基础知识和熟练掌握相关的实验操作,有利于提高学生的实验综合能力,为今后相关课程的学习及科研工作打下坚实的基础。
2物理化学实验教学改革的初步成效
改革后的物理化学实验教学授课的对象为2008、2009、2010、2011级的化学工程与工艺、材料化学、无机非金属材料工程、高分子材料科学与工程等专业的学生,这部分学生的物理化学实验项目数量比同年级其他专业的学生多3个,实验操作技能及数据处理和分析能力也明显优于其他专业的学生。根据我们对桂林理工大学2012、2013届的本科毕业论文优秀率以及广西高校化学化工类论文及设计竞赛获奖率的统计数据来看,可以看出,通过改革后的物理化学实验教学培训的学生的实验操作技能、数据处理和分析能力等综合能力明显高于采用原教学模式授课的学生。
3结语
我们通过物理化学实验教学的改革和探索,更新和充实了实验教学内容,采用了多种教学模式相结合的新教学模式,强化和提高了学生的数据处理和分析能力,完善了实验考核的方法。在物理化学实验教学学时不变的前提下增加了学生实验项目数量,进一步强化学生的实验操作训练,加深学生对基础理论课的理解和认识。综合性实验的增加,有利于促进学生对查阅文献、设计方案以及分析问题等能力的认识,有利于培养学生的科研综合能力。物理化学研究领域热点相关的实验引入,提高了学生对物理化学的学习和科研兴趣,并初步了解物理化学研究前沿状况,为学生今后从事生产实践工作以及科研工作提供了相关的选择领域。因此,物理化学实验的成功教学改革,将为相关专业学生构建一个完整的物理化学知识体系,提高学生的专业知识水平和就业竞争力,对创新型人才的培养具有较大的促进作用。
篇7:农学类专业遗传学实验教学改革探索与实论文
农学类专业遗传学实验教学改革探索与实论文
引言
遗传学是生命科学领域中一门十分重要的基础性学科之一,也是高等农业院校农学类专业重要的专业基础必修课之一。遗传学是一门以实验为基础的学科,实验教学在遗传学课程教学中占有十分重要的地位。遗传学实验既是对遗传学课堂知识的验证和巩固,又是培养学生实践能力、提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,也是培养学生自主创新能力的一个重要途径。21世纪高校人才培养模式改革的重点是加强对学生的素质教育,特别是创新能力和实践能力的培养[2,3]。如何适应新形势下素质教育的需要,结合学科发展趋势和专业特点,加强遗传学实验教学改革,是农学类学科建设的重要内容,也是培养高级农业科技人才和农业科研工作者的重要保证。以往遗传学的实验教学依附于理论教学,实验只是为了验证理论,存在重理论轻实践的误区,难以培养学生的实践能力和创新能力。为适应教学改革的要求,培养“厚基础,宽口径”复合型人才,笔者在分析甘肃农业大学设施农业科学与工程专业和园艺专业本科生传统遗传学实验教学中主要问题的基础上,对遗传学实验教学改革进行了初步探索,总结了从教学内容、教学方法和考核标准方面提高遗传实验学教学质量、增强学生动手能力和创新能力培养的措施。旨在为高校人才培养模式中实验课教学的改革提供参考。
1.传统遗传学实验教学中存在的问题
受学时、实验经费等因素所限,传统遗传学实验教学的主要问题如下。
1)对实验教学的环节重视度不足。实验教学的前期准备工作(包括实验过程的部分步骤,实验材料的培养与处理,药品试剂的配置及实验仪器的调试)都是由教师完成,学生只是按照实验指导进行其中的部分步骤,整个实验教学过程中学生处于被动地位,甚至对一些基本的实验技能都没有掌握,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
2)实验内容陈旧,缺少创新(见表1),未能反映遗传学的发展及遗传规律的本质。实验内容基本上是对课堂教学中遗传规律和染色体理论的验证,缺少分子遗传学实验以及综合性和设计性实验。尽管验证性实验能加深学生对理论的理解和记忆,由于结果已知,不能调动学生的积极性和思维的创造性。
3)考核方法欠科学。实验成绩的评定完全依据上交的实验报告,而不考虑学生的实验操作能力以及实验态度等。使部分学生养成实验不认真,抄袭应付的不良现象,不能客观地反映学生的真实水平和实验操作能力。这种传统遗传学实验教学模式既不利于激发学生的学习兴趣,也不利于学生的创造性思维培养和发挥。
2.优化教学内容,建立实验教学新体系
为适应新世纪人才培养的要求,笔者结合遗传学科的发展趋势和农学类本科人才培养要求,遵循“厚基础”的原则,以基本技能培养为主,通过实验教学内容的整合并优化满足“宽口径”的要求,充分调动学生的主观能动性,提高学生发现问题和解决问题的科学思维方法及创造性的思维能力。即在保留部分验证性实验项目的基础上,增开综合性实验和设计性实验项目,形成验证性实验一综合性实验一设计性实验的多层次教学体系。
2.1拓展基础性实验内容,增设分子遗传学基础实验
通过拓宽验证性实验内容,组织学生参与实验准备工作,包括实验材料的准备、预处理、药品试剂配置、仪器调试等,既能保证实验的完整性和系统性,也能提高学生的动手操作能力和实验兴趣。例如,植物细胞有丝分裂实验,大蒜的发根、剪根、预处理、固定和试剂的配置完全由学生参与完成,使学生掌握试剂的配置方法和实验处理的关键技术。减数分裂的材料大葱花序由学生自己采集,固定处理。让学生参与到整个实验中,不仅加深了学生对实验的印象,也激发了学生对实验课的兴趣。由于染色体制片技术是遗传学实验的重要部分,也是基础性内容,“以学生为关注焦点,增加探索性”,调动了学生的积极性和主动性。“人类细胞中巴氏小体的制片与观察”,从学生自己身上取样进行,实验结果因人而异,具有探索性,激发了学生的兴趣。另外,实验项目的选择上要满足农学类专业需求[4],除了经典遗传学、细胞遗传学的内容外,还应融入和专业直接相关的分子遗传学内容,如植物DNA提取、检测和PCR扩增技术等简单的分子遗传学基础实验,使学生通过实验理解遗传本质,培养适应就业发展要求的专业性人才。
2.2减少验证性实验项目,适当增开综合性实验项目
将一些相关联的验证性实验进行综合,有机结合在一起,使实验教学成为一个完整的体系,使学生能够系统地学习,并把所学知识条理化。如有丝分裂与减数分裂两个实验虽然实验材料不同,但实验方法基本相同,将两个合并在一起,作为植物细胞分裂综合实验。将实验材料提前处理准备好,在学生掌握染色体制片技术的基础上,同时观察染色体并绘图,可对两种分裂方式中不同时期染色体的动态变化进行对比。原单独做这两个实验需要6学时,合并后只需4学时,不仅提高了实验的效率,又增强了实验的综合性,有助于学生综合分析能力的提高。果蝇遗传学系列实验包括:果蝇生活史观察和果蝇唾腺染色体制片等实验。整合后将果蝇的饲养、生活史、遗传性状观察和唾腺染色体制片等内容一次性进行,把验证性实验与探索性实验相结合,极大地提高了实验效率,也提高了学生综合运用知识的能力。
2.3实验教学与科研相结合,增开设计性实验
在遗传学实验教学过程中,可以依托教师的科研项目,让学生参与到与遗传学相关的项目中,使学生接触到本学科前沿,深化所学知识。指导老师提供实验题目,学生自主查阅文献资料,设计实验方案,教师审查后进行实验实施,自主完成实验过程,提交实验结果和分析报告。如植物多倍体的诱导及鉴定实验,要求学生自己查阅资料和设计方案,培养材料(如葡萄、马铃薯试管苗的继代繁殖等),通过设置不同浓度的秋水仙素进行诱导处理。在观察鉴定过程中要用到染色体制片方法,植物形态的观察分析以及电镜观察等遗传学、植物学方面的重点技术。这种以科研项目推动遗传学实验教学的方式,提高学生“学有所用”的认识,使学生不断提高实验技能,提高学生综合应用知识分析和解决问题能力,为将来进行科学研究奠定良好基础。通过对实验教学内容的整合优化,将验证性实验减为2个,增开综合性实验2个,设计性实验1个(见表1),基本涵盖理论教学内容。
3.改进实验教学方法,重视学生素质教育和创新能力培养
通过启发式教学、鼓励学生进行实验方案设计以及结合多媒体辅助教学方法改进教学方法,将学生创新能力和科学素质的培养贯穿于所有的实验教学环节中。
3.1以启发式教学为主,变“被动”实验为“主动”实验
教师根据教学目的和教学内容的不同,引导和启发学生进行独立思考和操作。坚持以“学生为主体、教师为主导”的教学模式,推进学生自主学习,充分发挥学生的积极性和创造性气实验前注重预习,实验过程教师指导并示范关键性操作,要求每个学生必须亲自动手独立完成实验,针对具体操作过程中出现的问题,引导学生分析原因,改进实验方法。启发式教学方法使学生掌握基本实验技能,形成独立分析解决问题的能力。
3.2鼓励学生自主进行实验方案设计
在实验教学中后期,结合遗传学课堂教学,选择一些实践性较强的课题。在教师指导下,让学生以小组为单位查阅相关资料、设计实验方案,自主完成实验过程,记录实验数据并分析实验结果,撰写实验报告。实验期间,教师做好督导工作,及时纠正出现的问题,在实验结束前完成实验论文。老师根据学生表现打分,最后作为一项考核指标列入实验总成绩中(表2)。设计性实验在研究结果上的不可预见性和适当难度,不仅能激发学生的兴趣和积极性,同时培养了学生综合运用知识能力及创新意识。
3.3多媒体辅助实验教学,提高教学效果
运用多媒体直观动态地演示遗传学实验过程,帮助学生加深对实验过程和结果的感性认识,增强实验目的性,规范操作,从而提高实验课效率[6]。特别是对于一些较复杂无法完成的分子实验,如质粒的提取、酶切及连接系列试验、核酸探针的`分子标记与分子杂交等,通过借助多媒体演示操作过程,既保证了实验教学的系统性,又加深了学生对分子遗传理论知识的理解,为专业实验课的学习奠定了基础。
4.重新构建实验教学考核体系,充分调动学生的积极性
在考核方面,重新构建了以强化学生的动手能力,坚持实验操作与实验结果并重的考核体系,主要依据学生实验操作的规范性,实验结果的准确性、以及实验纪律态度和实验报告作为考评依据(见表2)。并将实验总成绩以所占比例20%纳入遗传学课程考核体系中。较全面、客观地考核学生的实验技能、创新能力、综合分析能力以及实验报告的质量,提高了学生对实验的重视程度和兴趣。
5.遗传学实验教学改革的效果
1)提高了大学生学习的积极性和主动性。改变了以往学生被动学习的局面,大大地激发了学生对遗传课的学习兴趣、责任心以及参与实验的积极性。由原来的“过程性学习”转变为“探索性”学习,学生掌握了基本的遗传学实验技能,并能积极主动和教师探讨实验以及课堂理论课学习过程中出现的问题,教学效果良好。
2)培养了大学生各方面的综合素质和能力。通过开设综合性实验和设计性实验,学生的动手能力明显提高,并能对实验过程中的问题进行独立分析和解决,培养了学生创新思维能力、论文写作能力及科研协作能力等科研素质。毕业实习期间从事遗传学相关实验的本科生,实习实验难度和工作量都明显增加,本科毕业论文质量有很大提高。
3)提高了教师的专业素质及课堂教学质量。在遗传学课堂教学、实验教学、科学研究实践等一系列教学环节改革的实施过程中,要求教师必须及时熟悉理论知识的发展前沿,提升自己的专业素质和综合能力。在实验教学改革中不但使学生掌握了扎实的遗传学基础知识及较强的实验操作技能,而且充实了教师的专业知识,使理论知识与实践技能相结合,提高了遗传学课程教学质量。
6.结束语
实验教学是培养高素质创新型人才的重要环节,是提高大学生实践能力和创新能力的重要手段。遗传学实验教学的改革探索对加强理论知识与实践技能相结合,充分发挥大学生的主观能动性,培养学生的创新能力起了重要作用。由于受多方面条件所限,实验教学改革较理论教学改革的难度更大。因此,遗传学实验教学改革要因地制亘,按照专业及实验技能培养的层次,根据学生的兴趣需求进行培养和引导,提高大学生的实验技能和创新思维能力。本着以培养懂理论能实践具有创新能力的高级农业科技人才为目标,我校农学类专业遗传学实验教学模式的改革探索,既训练了学生的基本实验技能,又培养和锻炼了学生自主实验能力,创新思维能力和综合分析问题的能力,在学生的学习积极主动性、创新能力和综合素质培养方面收到良好的效果。总之,随着遗传学学科及实验技术的发展,进一步改进和完善遗传学实验教学方法仍然是一项长期而艰巨的任务,还有待于在教学实践中不断地去研究和探索。
篇8:分析化学实验教学改革与探索论文
有关分析化学实验教学改革与探索论文
分析化学是一门实践性、应用性很强的学科,实验教学在整个课程教学中占有很重要的地位。分析化学实验是太原工业学院应用化学专业、化学工程与工艺专业、制药工程专业、无机非金属材料和高分子材料等专业学生必修的主干课程,它的开设为培养和训练学生具有较强的科学实验能力和逻辑思维能力、分析问题及解决问题的能力,良好的科研素质奠定了基础,对于学生实现知识和能力的转化、理论与实践的结合起着举足轻重的作用。21世纪人才的核心竞争力就是创新能力的竞争,而创新教育的实现就需要有相应的教学模式,经过几年的实践,我们重点从教学内容、教学方法和考核方式等方面对分析化学实验的教学进行了改革和探索,提高了学生素质和创新能力,收到了较好的教学效果。
1教学内容改革
爱因斯坦说:“高等教育必须重视培养学生具备思考、探索问题的本领。人们解决世界上所有问题是用大脑的思维和智慧,而不是搬书本。”因此,加大实验教学内容的创新力度是很有必要的。为适应社会对人才需求要求和我院人才培养理念的转变,经过多年实验教学探索,不断改进教学内容,主要在以下3个方面取得了一定的进展。
1.1重视基础实验
基础实验包括基本操作和基本分析方法的实验,旨在培养学生的操作技能和严谨的科学态度,使学生加深对理论知识的理解,掌握基本操作和基本分析方法。这类实验是基础,必须高度重视。一方面专门开设分析化学基本功训练周,专门训练学生称量、滴定、溶液配制等基本操作的规范性、熟练性和准确性,为实验的顺利进行打下坚实的基础;另一方面逐步将经典验证型的实验改为应用型、时代型的实验,测定样品尽量选择与工农业生产、日常生活密切相关的实际试样让学生测定,以增强实验的实用性,增添学以致用的气氛。如选择本地水泥厂生产的水泥测定其中的金属离子含量、由学生自己选择市售的不同碘盐进行碘含量的测定、化肥厂生产的氮肥中铵态氮的测定等。
1.2增开综合设计性实验
综合设计性实验旨在培养和考核学生运用理论知识及实验方法自行设计实验的能力和独立操作的能力,具体题目可由教师给出,也可由学生自拟题目,教师审核而定。学生通过查阅文献和有关书籍设计实验方案,独立完成实验,写出实验报告。在络合滴定法中,选择教材中没有的题目,如以酱油、牛奶、葡萄糖酸钙口服液、鸡蛋壳、胃舒平药片、食醋等为样品进行实验设计;还有我们开设的在废旧电池中有效成分的回收和利用的综合性设计性实验,收到良好效果。
1.3开设创新实验
创新实验教学目的是激发学生创新意识,培养学生综合运用基本知识解决实际问题的能力,为毕业论文和以后科研工作打下一定的基础。创新实验内容包括:学生根据自己感兴趣的问题设计课题;教师根据教学阶段和学生学习情况指定课题;教师根据自己的科研课题,让学生参加部分课题研究。如涂料课题中异氰酸酯基的测定、化妆品中铅汞的测定、食品中亚硝酸盐含量的测定、染发剂中苯胺的测定、古代砖的成分分析等。
2教学方法改革
分析化学是一门实用性很强的学科,主要是将自己所学的知识应用到实际的生产和生活当中,为了进一步提高学生动手能力和解决实际问题的能力,我们把分析化学实验从理论课中分离出来,单独作为一门课,进行独立的考试,引起学生和教师的足够重视。不断改进教学方法,取得了一定的进展,主要有以下4个方面。
2.1激发学生的积极性
加涅指出:“离开了学习者的动机……不能引起学习”。同样,离开了教师的激发,动机只能处于潜伏状态。对化工专业学生来说,教师都必须精心准备,挖掘课程潜力。激发学生学习的兴趣和积极性。围绕这一课题,在教学实践中做了如下尝试。
2.1.1抓好课前预习,让学生参与实验准备
一堂实验课教学效果的好坏与学生课前预习的情况密切相关。我们要求每个学生必须做好课前预习,通过学生自己的理解,用自己的表达方式写出预习报告。在课前对学生进行提问,以督促他们预习。此外,为了锻炼学生的动手能力,每次实验前轮流安排几名学生参与准备实验药品,通过配制各种浓度溶液,学生进一步了解各种试剂的性质和特点,掌握一些试剂的配制方法,巩固了课堂学习的知识。
2.1.2改变学生在课堂上的角色
部分分析化学实验采取学生讲的方法进行。具体做法是学期刚开始时,课前指定1名学生负责该次实验的讲解,几节实验课后,过渡为随机抽取学生讲解。这样,既调动了学生的积极性和主动性,又锻炼了他们的口头表达能力。讲完后让学生评议,指出优点和不足,对没讲清楚的地方,或不懂的问题展开讨论,课堂气氛十分活跃。最后老师再对学生讲授中的遗漏问题进行补充和总结。
2.1.3课后写实验“感想”
要求学生除完成实验报告之外,还要写出实验“感想”,内容包括实验过程中自己出现的问题、后果,引起的思考;实验步骤的改进或方案的重新设计;实验误差的计算及引起误差的原因分析等。通过这项活动进一步加深学生对实验的巩固,有效提高学生解决问题和分析问题的能力。
2.1.4实验项目可选化
以前的分析化学实验项目都是固定的,让学生产生了分析化学仅仅能在这几个测定中应用的感觉。针对这种情况我们对某些实验内容采取学生选择实验项目方式进行,这样不仅大大拓展了分析化学的应用范围,而且在一定程度上激发了学生实验的兴趣,避免了学生之间互相比对实验结果的现象。比如,在酸碱滴定法中,不同酸(盐酸,醋酸,硼酸等)的测定,不同混合碱的测定,同一个实验内容提供多个不同实验项目让学生自由选择。
2.2开放实验室
教学逐步实现分析化学实验室在实验时间、实验内容和实验设备上的全方位开放。实验课时要求指导老师不离开实验室,指导学生实验,解答学生问题;没有实验安排的时候,实验员值班,学生可以利用课余时间到实验室进行预习,补做实验和课外实验。
2.3使用现代化教学手段
多媒体教学可以弥补传统教学手段的不足,把抽象的问题形象化,让静止的图像动起来,更加具体地反映思维过程,开阔学生视野、激发学生灵感、开阔思维,使传统与现代化媒体相互渗透、补充,从而取得良好的教学效果。为此,我们进行了如下的尝试。
2.3.1影视资源的利用
分析化学实验对规范性操作要求很严,仅靠上课时教师演示难以保证教学效果。通过多媒体教学将规范的操作采用录像、电脑动画等直观的形式加以演示,将复杂的、枯燥的操作技能,在多媒体教学中得到深刻的理解,使学生在轻松氛围中掌握规范性操作的具体要求,实验时学生做起来就会得心应手,大大提高实验效率。在滴定分析仪器的洗涤和使用教学中,可借助于大屏幕中影视录像片的有关片断,每个学生在自己的实验台前就可以清晰地看到实验演示,并根据实验仪器实物,模仿影片中各种仪器的规范操作。
2.3.2虚拟实践教学的应用
由于学校大型教学仪器数量有限,学生的人均占有值较小,关于仪器的操作流程仅少数学生能看到教师演示,且实际操作机会较少。虚拟实验,可以用图形、图像等多媒体形式,展现现代化仪器的内部构造,模拟实验全过程。将细致的`仪器操作流程用动画描绘出来,实现对真实情景的再现和模拟,其教学效果远远超过传统实验教学的语言文字描述和静态的原理示意图讲解。
2.4举办实验技能大赛
在化工类专业范围内举行分析化学实验技能大赛,一方面激发学生对本专业的学习兴趣,提高对实验教学的重视程度,在竞赛过程中使学生的竞争意识和求索能力得到提高;另一方面增强学生的实践动手能力,加强基本技能的训练,在学生中形成一种求知向上的学风,全面提高学生的自身素质;最后,对比赛中表现优秀的个人或者团队加以适当的奖励,为学生今后学习、研究及继续深造,打下一定的基础。
3考核方式改革
科学合理的考核方式不仅可以客观公正地评定学生的实验成绩,有利于加强实验管理,同时还能够调动学生的学习积极性,提高教学质量。为此,我们在实验的考核上也进行了探索和尝试。
学生实验成绩的评定由两部分组成:一部分是学生的平时成绩(由预习情况、实验操作、实验报告、随堂考查、实验态度组成);另一部分是期末考核成绩。期末考试成绩包括,(1)基本操作考试:考试采取抽题的形式进行,学生抽取题目现场进行操作,老师观察整个过程进行现场打分。(2)笔试:考查学生对做过实验的原理、步骤、习题的掌握情况。(3)测定未知试样:学生采取抽签的方式对不同浓度不同种类的样品进行测定,根据学生测定结果的准确度给出分数,考查学生对实际样品测定的能力。由于在教学中充分发挥了学生的主体作用,有效地激发了学生学习的积极性,锻炼了学生的动手能力,提高了学生分析问题和解决问题的能力,收到了良好的教学效果。
4结束语
通过实验教学改革,学生对分析化学实验课的重视程度提高,实验时操作标准规范,能认真观察实验现象,积极思考实验问题并独立解决遇到的问题,实验积极性较高。数字化实验教学和虚拟性实验教学的引入,促进了教学手段的现代化。改革后的实验教学体系达到了知识与技能的传授、能力与素质的培养相互促进和统一的作用。今后的教学中将努力进一步实现实验教学手段的多样性,并配合各专业教学需要为学生提供更多参与实践活动的机会,同时加强教师实验教学水平的提高。
篇9:土木工程专业实验教学改革探索的论文
一、高校土木工程实验教学的现状
(一)教学方法存在问题
土木工程专业的实验其真正目的是让学生掌握某项技能,通过实验理解课堂中没有完全掌握的理论知识,通过实验中的思考加深学生对知识的记忆以及理解,从而掌握各项技能。就目前高职院校土木工程专业实验教学现状来看,教学方法比较呆板,教师将所有实验器材,以及实验步骤都准备的很清晰和明确,学生实验时只需要按照教师的操作步骤进行一遍,实验就完成了。这种教学方法明显是不对的,学生按照老师的方法进行操作,没有进行思考,可能学生当时能够完成某些实验,而且效果还可以,但是过一段时间以后,很大一部分学生都会忘记整个实验如何进行,因为他们在实验的过程中没有思考,没有理解其真正的原理,从而导致学生的实验课程只是按照教师的操作步骤进行了一遍,对于学生的实践学习并没有起多大作用。
(二)实验教学和工程之间联系不紧密
土木工程专业是一个实践性比较强的专业,而且还需具备一定的经验性。但目前一些高职院校的土木工程专业的实验教学和工程之间的联系并不是很紧密,甚至存在孤立的现象。一些学校的土木工程专业的实验只是去验证理论中所讲到的知识,通过实验来演示某些操作以及流程等等,这种不与实际问题相联系的实验课程的价值并不是很高,通过实验课学生只知道某项原理以及某个操作,并不知道在那些情况应当应用哪些知识。高职院校主要是培养学生实践能力,而不是培养学生的学术能力,因此这种不与工程实际相联系的实验课程是不能够提高学生的综合能力的,也不利于培养学生的工程意识。
(三)实验教学重要性的认识不够
土木工程专业的实验所涉及的东西比较多,比如力学、数学、计算机以及测绘等等,因此土木工程专业的实验实质是对学生的综合能力的一个锻炼。通过实验学生能够将课堂上学习的知识进行实践以及应用,还能够对多门学科进行综合应用,因此土木工程专业的实验课程有利于学生学习水平以及能力的提高。即时的实验有利于学生即时掌握所学习的知识,并熟练应用理论知识,结合理论知识更加高效以及高质的完成实验。高职院校本就是一类注重技能以及实践能力的院校,但就目前的现状来看,并不是所有高职院校都将实践教学放在重要位置,对于土木工程专业实验的重视性不够,只注重课程理论知识的讲解,忽略了实验的重要性,导致了学生实践能力不高,学生毕业以后不能够马上胜任自己的岗位。
(四)实验教学人员的积极性不高
实验教学人员的积极性对于学生的实验学习情况以及质量有着很大的影响。土木工程专业毕业以后大多都是在工地上工作,与工程接触的比较多,因此对于土木工程专业的实验主要偏向于工程,这就需要学校投入大量的资金用于实验以及实践。但是很多高职院校对土木工程专业的实习并不是很重视,也不想花费大量的资金在实验课程上,由于学校对土木工程专业的实验不是很重视,使得土木工程专业的实验课程比较冷门,由于没有良好的奖励措施针对实验课程,进而使得实验教学人员的待遇等下降,导致实验教学的积极性下降,导致实验课程的.教学效果不是很乐观,进而导致学生的实际操作能力等等受到影响。
二、实验教学改革的措施
(一)改革教学方法,以调动学生的积极性
改革教学方法可以提高课堂的效率,提高学生学习的积极性。对于教学方法的改革主要有以下几个方面:首先引进先进实验技术,用于教学方法改革,要引进先进的实验器材,所引进的器材要符合土木工程行业的发展,在实验课程上能够进行行业前沿的实验,能够让学生掌握最先进的技术;其次灵活应用并实践多种实验教学方法,实验教学要坚持以人为本的原则,要以学生为出发点,学校的实验教室以及实验器材等要对学生对外开放,有利于学生自主实验,对于不同层次的学生采用不同的教学方法,要保证每个学生都能够掌握实验;最后改革实验教学考核方法,以提高教学质量,在教学中考核有以利于激发学生的潜力以及调动学生的积极性,使得学生在实验课程中更加的专注,考核方式要灵活多变,要根据课程设置以及要求和学生的水平设置考核方式,比如平时成绩以及实验报告和期末考试都各占一定的比例。
(二)提升实验教学的网络化与智能化
随着信息技术和网络技术的发展,课堂教学对于网络信息技术的应用越来越广泛。因此高职院校实验课程应当充分利用网络平台,通过网络资源共享,为学生提供更多学习机会,同时对学生的学习情况进行网络管理。可以通过一下几个方面进行提升:首先建立网上选课系统数据库;其次丰富网络实验教学资源;然后实现实验项目网上预约;最后实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。
(三)实验教学与工程实践紧密结合
土木工程本就是工程的一部分,高职院校土木工程专业的学生毕业大多都是干工程,因此学生毕业以后的工作与工程息息相关。为此实验教学应当与工程紧密联系,这样学生才能够将各项技能与工程相联系,学生毕业以后才能够胜任各个岗位。在实验教学过程中可以通过以下方法将实验与工程相联系:首先将学科优势资源转化为高水平的实验教学资源;其次在工程现场进行实验检验,通过工程实践项目,让学生在工地现场完成实验教学内容。
三、结语
通过本文研究发现,高职院校土木工程专业实验课程教学主要存在的问题是与工程联系不紧密,使得学生掌握的东西不能够很好的应用到工程中,因此今后的实验课程应当更加的与工程实践项目相结合。在今后的实验教学过程应当不断探索,通过改革不断提高教学质量,从而提高学生的技能水平和实际应用水平。
参考文献:
[1]杨叔子.创新源于实践[J].实验室研究与探索,2004(7,8):1-3.
[2]袁建波,郑健龙.工程实践能力:培养应用型人才的关键[J].高等工程教育研究,2002(3):35-37.
篇10:土木工程专业结构实验教学改革探索论文
土木工程专业结构实验教学改革探索论文
土木工程专业是一门实践性和应用性很强的学科,实验教学在整个专业教学体系中占有较大比重。结构实验是实验教学的重要组成。但从目前教学效果来看,一些学生走上工作岗位后,对工程常用的检测仪器操作较为生疏;还有一些学生虽然理论计算功底扎实,但无法将其灵活运用于工程实践,综合分析问题能力较弱。因此,本文对结构实验课程教学存在的问题进行分析,并提出一些改进方法,使学生能够积极主动地参与到实验课程中,在实践中锻炼动手能力,在动手过程中培养独立思考能力,最终提高学生的综合实验能力。
一、结构实验课程概况
结构实验是土木工程专业实验的重要组成部分。反应了目前我校土木工程专业实验课程模块设置情况。从中可以看出,结构实验开设时间较晚,总学时多,且与其相关的3门理论课均为土木工程专业的核心课程。目前共开设8项结构实验,其中混凝土3项,钢结构2项,建筑结构检测3项。从实验开展场地的分布情况来看,有7项在土木工程结构实验室进行,1项仿真模拟实验在计算机房进行。
二、结构实验教学存在的主要问题
(一)与相关理论课程结合不够紧密
结构实验要求学生具有一定的力学理论计算和分析能力,这些能力的培养与理论课程的学习密切相关。但目前实验课程与理论课在时间上衔接不够紧密,实验课程多半在理论课程结束之后才逐步开设。而此时,学生往往对已学过的理论内容出现生疏和遗忘。另一方面,学期中后段学生理论课程的考试较多,部分学生因平常疏于学习,此时把大部分精力均放在考前突击复习上,对于实验课的学习态度不够端正,以应付为主,自然很难提高自身的实践能力。
(二)实验类型较为单一
现阶段开展的结构实验多为验证性实验,学生多半按照指导书上已写好的实验方法操作并验证,缺少综合性和创新性实验项目。从教学效果上来看,有相当一部分学生仅热衷于实验数据的记录,以数据是否相符作为实验的唯一目的,实验报告也只是机械完成,对于实验的整个设计思路缺乏综合分析和判断。
(三)教学手段不够丰富
目前,结构实验中开设的仿真模拟实验较有特色,该实验利用计算机程序来模拟各类工程结构物的加载过程,是土木工程专业多样化实践教学模式的一个组成部分。本套系统由我校教师研发,在实际教学中收到了很好的效果。但结构实验其它项目的教学手段还不够丰富,一般多采用教师演示,学生分组仿做的传统模式。教师讲解时,往往针对某一台仪器设备,由于受到视觉角度和场地的影响,难以保证每位学生的听课效果。这使得部分学生了解不深,实验过程中上手较慢,积极性低,从而影响实验教学效果。另一方面,教师虽然在课前要求学生进行实验预习,并撰写实验预习报告,但部分学生态度不够端正,仅仅为了应付实验,预习报告也只是摘抄实验指导书,缺乏对所做实验思考和理解。
三、改进结构实验教学的对策
(一)加强结构理论教学与实验的关联性
结构实验课程应穿插在理论课程讲解过程中进行。实验指导老师需要积极与理论教师沟通,了解相关理论课程的进度和重难点讲授情况,从而在实验课程讲解时能够做到保证学生知识体系的连贯性。对于课时安排确实出现困难的情况,要求实验教师在讲解过程中注重理论课程的回顾,特别是一些理论课上的重难点。例如《混凝土结构设计原理》理论课中平截面假定,是结构理论计算的前提。因此实验课程讲解时,实验教师应注重课程讲解次序:首先回顾理论课上平截面假定的基本要点,其次讲解实验课中有关应变片测定的目的,最后介绍与具体实验操作相关的应变片测定规程。
(二)丰富结构实验课程的类型
1.增加认知性实验。兴趣是学生学习的重要动力,认知性实验的开展有利于培养学生的专业学习兴趣,为后续深入学习专业知识打下基础。可以组织土木专业新生在入学阶段参观结构实验室,实验教师通过介绍结构实验室的基本布局和功能分区,演示MTS三通道电液伺服仪、500吨长轴试验机等大型结构试验设备的加载过程,并与学生进行问答互动,增加学生对土木结构实验的感性认识,对学生大学期间的学习规划提供帮助。
2.开设综合性和创新性实验项目。结构实验的特点在于许多实验的依据并没有详尽的规范,试验对象的尺寸和形状也不固定,大到框架结构,小到节点均可以进行实验测试,不同对象实验的方法和手段差别也很大。这给开展综合性和创新性实验提供了空间。以钢桁架加载实验为例,按照综合性实验的模式,教师只提出实验目的为测定杆件内力和挠度,让学生根据已学过的理论知识,结合实验室现有的设备,自主选择加载方式、加载吨位和测试节点,绘制实验设计图示,并完成可行的实验方案。实验教师由讲解员转化为实验参谋,这样将学生被动学习转化为主动学习,有利于培养学生创新能力和独立思考问题的水平。创新性实验项目对学生的素质能力要求更高,全面开展难度较大,可挑选部分理论基础扎实、动手能力较强的学生作为选修实验开设。以钢筋混凝土正截面破坏实验为例,教师只给出极限承载力参考值,学生首先要通过计算确定钢筋混凝土构件尺寸,自己动手制作试件,并最终完成加载实验,在整个过程中,学生的自身设计能力和实验创新能力都能够得到有效锻炼。
(三)采用多样化教学手段和方式
1.丰富实验指导书的内容。现有的结构试验指导书主要针对实验目的、实验方法和实验步骤进行讲解,指导书的'内容可以进一步丰富。如将学生结构实验用的DH3815静态、DH5937动态数据采集和分析软件系统的具体操作说明也编入指导书中,这样有利于学生的课前预习,在实验过程中也方便查找。还可以对实验室的一些新型结构仪器和精密仪器的原理和使用方法进行一些简单介绍,如科研实验中使用的日本DA-TA静态数据采集系统、全自动数字式回弹仪等。这些内容的增加拓宽了学生的视野,提高了学生对结构检测设备的认识。同时在实验指导书中,可以开设实验预习思考题,在实验课程前进行提问,将答题情况记入实验分数,从而激发学生主动学习的兴趣。
2.利用视频、动画和PPT进行实验教学。多媒体教学具有生动形象、画面连续和内容丰富等优点,是理论课程教学的重要手段,结构实验课程中也可以适当采用多媒体教学。如实验课程讲解中可以增加部分工程应用实例的视频,以混凝土无损检测实验为例,可以播放一些在我国苏通大桥,南京长江四桥等大型桥梁结构中无损检测的先进工程实例,这样能够提高学生的实验学习兴趣,充分认识到结构实验技术对工程质量的重要意义。此外,对于部分操作复杂的结构实验,也可以制作一些动画、PPT和录像,放在教学网站上,为学生预习实验提供方便。
3.开设第二课堂,增加结构工程实践的机会。结构实验开设的最终目的是培养学生对一般结构物工程性能的检测能力,课堂不仅仅局限于实验室,可以让学生参加工程实际进行锻炼,如对学校内现有的一些旧房屋,旧桥梁进行一般性的健康检测,并撰写检测实验报告,从而培养学生解决工程实际问题的能力。另一方面,也可以邀请地方知名结构检测单位的工程师或专家前来学校开展讲座,拓宽学生的知识面。结构实验是土木工程实验教学的一个重要环节,实验教学质量直接影响到学生实践能力和创新能力的培养,只有将结构实验教学与理论知识相联系,增加认知性、综合性和创新性实验项目,采用多媒体和第二课堂等多种教学手段和方式,才能够取得良好的教学效果。
篇11:生物化学实验技术教学改革与探索论文
生物化学实验技术教学改革与探索论文
1打好基础,强化“三基”(基本理论、基本知识、基本技能)训练
生物化学实验技术课程涉及的知识面非常广,在实验开始前,由任课教师及实验技术人员就实验过程中相关的基本理论、知识要点、难点做归纳与总结,形成试题册,利用学生业余时间开展知识问答竞赛,帮助学生充分理解、掌握生物化学实验理论知识与技能,激发学生学习兴趣及参与实验的“主人翁”意识和主观能动性。该实验课程是生物技术、动物医学等专业的基础实验课程,一般在大学第三学期开设,此时学生对生物化学实验室里仪器设备的使用方法及实验试剂的配制知之甚少;因此,有必要进行统一的培训。仪器主要包括自动部分收集器、电泳仪、离心机、超净工作台、紫外分光光度计、记录仪、水浴锅、紫外分析仪等。实验开始前,由实验技术人员制订仪器简明操作手册,并进行示范操作与讲解,学生反复练习,在教师的指导下牢固掌握仪器的使用方法和注意事项,为后续生物化学实验的开展及将来的科研工作打下坚实的基础。
2重编实验教材,优化教学内容
随着生命科学的快速发展,新的生物化学技术不断涌现,使生物化学的理论知识、研究方法和内容不断推陈出新;因此,对生物化学实验教学内容提出了更高的要求。为此,我院生物化学教研室组织经验丰富的专家、教授、青年教师共同编写了《生物化学实验技术》,本书删除了一些陈旧、过时的实验,增加了一些与生物技术、动物医学等专业应用紧密的新实验。同时将本实验室常规仪器设备的操作方法、注意事项,常用试剂的配制及保存,常用蛋白质等电点、分子量及常用生物化学词汇及缩写写进本书,以方便学生日后的查阅与应用。传统的生物化学实验教学内容多为一些基础性、验证性的简单实验,教学目的过于“单一化”、教学方式过于“程式化”,这种教学方法容易导致学生思维定势、机械操作,实验兴趣不高,为此我院加大了综合性、设计性实验的比例,加强实验的系统性学习,建立了一个既能培养学生基本实验技能,又能提升学生综合设计能力的实验教学体系。以“小牛血清免疫球蛋白分离、纯化及鉴定”为主题,开展了如下实验项目。
3改进实验教学方法,突显学生主体地位
3.1使学生学习变被动为主动
以往的实验教学多是教师讲解,学生模拟、验证,被灌输的“填鸭式”教学模式,双向交流较少,学生积极性不高,无法满足培养高素质综合性人才的需求;因此,把学生放在一个主动学习的位置上是极为必要的。实验开始前,将学生分成几个小组,让学生亲自参与实验的各个环节,包括试剂的称量、配制、高压;实验材料的包装、灭菌;实验仪器的调试、校正;预习报告的书写;实验原理及操作重点环节的思考和讨论等。通过主动参与实验,既培养了学生“主人翁”意识,又锻炼了动手操作能力,培养了团结协作的精神。
3.2多媒体技术和虚拟实验的建设与应用
多媒体技术能有效地将声、色、动画相结合,使多媒体教学生动、形象、直观、具体、动静结合、色调鲜明,现已是一种普遍的教学手段。利用现有的教学设备资源制作多媒体课件、演示实验动画、教学视频等,同时,利用网络资源,搜集国内、外实验课相关素材,开拓学生的视野。吉林大学网络虚拟实验建设项目完成的“双向电泳实验技术”等微实验已应用到实验课教学中,教学效果突出,虚拟仿真实验打破了时间、空间的束缚,为学生自主学习创造了良好的机会。
3.3举办生物化学实验报告会
生物化学课程是专业基础课和必修课,学时多,学分高,理论性及实践性极强。学生通过查阅大量国内、外文献,结合目前生物化学先进的技术热点和研究内容,自选题目,独立完成PPT;邀请生物化学教研室的教师,利用业余时间组织学生进行汇报和交流,同时,教师给予相应的指导和总结。通过举办报告会,使每名学生都有机会展示自己,开阔了他们的视野,锻炼语言表达能力的同时,也增强了他们的自信心,提高了学生学习的积极性、主动性。
4开放实验室,给予学生更多的选择
实验课的教学目的是让学生把学到的.理论知识应用于实践。鉴于课堂学习时间及资源的局限性,有必要将实验室对外开放,鼓励学生积极申请吉林大学“大学生开放性、创新性实验项目”,创造条件让学生将好的实验项目和想法得以实施。例如猪脾脏胰蛋白酶的提取及鉴定;蚓激酶的提取、纯化及检测;胰蛋白酶比活力的测定方法比较;梅花鹿鹿茸多肽的提取及应用等实验项目均得到了很好的开展,并顺利完成了结题鉴定。实验室的开放是实验课计划内学时的一个强有力的补充,使学生有了更多的自主权和独立完成实验的机会,激发了学生的创新思维和意识,培养了学生的科研思路。
5教学改革实施的效果分析
改革后的实验教学内容不再是简单的、单一的验证实验,而是一环扣一环的连贯性很强的综合性实验。多样化的实验内容提高了学生对生物化学实验技术的理解和应用能力,深化了对生物大分子的性质、提取、纯化及检测等理论知识的学习;教学手段的改革使学生的实验态度变被动为主动,增强了实践过程中的责任感,培养了学生实验动手操作能力;实验室的开放使学生能够合理安排时间,将科研设想得以实现,部分优秀的本科生顺利完成了开放性创新实验项目,撰写研究论文并公开发表。通过对2012级、2013级和2014级生物技术专业及动物医学专业共约400名学生开展实验教学效果满意度调查结果表明:95%的学生满意新的教学模式,5%的学生提出了新的建议和想法,在后续的实验教学中有待进一步的改进。
6小结
近三年来,在生物化学实验技术课程的教学活动中,通过对教学内容的优化,教学方法的更新,实验室的开放等方面进行的改革与探索,取得了非常好的实践效果,既培养了学生主动学习的兴趣和热情、严谨求实的科学态度,又提高了学生实验操作能力及发现问题、分析问题、解决问题的能力,使学生全面系统地掌握了生物化学实验技术这门基础实验课。
篇12:浅谈微生物实验教学改革实践与探索论文
浅谈微生物实验教学改革实践与探索论文
摘要:针对我院以往的微生物实验教学中存在学生动手能力不强的问题,笔者采用改善实验条件、优化实验内容、重视预习、鼓励学生参与实验准备和教师科研课题,考核方式多样化等方式对微生物实验教学进行了改革。结果表明,通过教改提高了学生观察、思考、分析和解决问题的能力,培养了学生勤奋、严谨的学风和科学的态度,学生不仅牢固地掌握了微生物学的基础知识和基本概念,而且初步具备了从事微生物应用和研究所需的基本方法和技能,为他们将来工作或进一步深造奠定了较好的基础。
关键词:微生物 实验教学 动手能力 考核
微生物学是生物类学科一门重要的专业基础课,它涉及面广、应用性强、受益面宽、发展迅速,既是生命科学理论研究的核心,又是一门应用性极强的学科,对生命科学和生物工程技术的发展起着巨大的推动作用。微生物学实验是微生物学的重要组成部分,是现代生物学技术的重要基础,其独特的实验技术在学科的发展中占据着突出的位置。我院微生物实验课面向生物工程、食品工程、生物技术、水产养殖等专业开设。为使这些专业的学生能熟练掌握微生物学实验技术和操作规程,培养他们观察、思考、分析和解决问题的能力,增强他们的创新意识,树立实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风,我们从开始对各专业微生物实验课做了相应改革探讨,以期达到较好的效果。
一、我院以往的微生物实验教学存在的问题
1.教师包办多,仪器经费有限,造成学生动手少。
我院以往的实验课教学从教学内容的选择、实验思路的设计、实验器材的准备,甚至实验的预期结果都由教师一手包办,到实验课上学生只是按照教师的指令按部就班地完成而已,这就造成了学生的依赖思想,课前不预习,实验过程中不认真、不主动,结果分析不到位。另外由于仪器设备及经费限制,一个小组往往2―4人,实验中有人做,有人看,有人当记录员,这样部分学生养成不爱动手的毛病,只要“认真”抄袭同组同学的数据照样能写出完美的实验报告。这样不仅错过了动手能力培养的机会,而且养成了投机钻营的恶习。
2.时间安排不合理,不利于学生观察分析。
微生物学实验课时间安排一般较紧,每周1次或两周1次,每次3―4学时,有些实验内容,如微生物的分离、培养、生化反应、生长曲线测定等,需要培养18小时以上才能观察分析结果,一次实验课难以完成。如果第二次课再观察结果,就难以保证实验结果的正确性和连续性,因此教师通常自行安排课间或课余时间进行。有些小组不来,有些小组派代表来观察,即使全部到齐,也由于时间短而紧张,导致学生观察不仔细,出现问题也无心分析和解决,由此影响了分析和解决问题能力的提高。
3.考核方法单一,导致学生忽视实验操作过程。
以往学生成绩的评定主要看实验报告,学生单纯地为实验报告而做实验,一旦操作出现错误或没有达到预期的实验效果,不是就此分析原因、总结教训,而是为了实验报告得到教师的“好评”而编造数据,甚至抄袭他人的结果。这种考核方式也导致了学生对实验过程的不重视。
4.前后项目安排不合理。
以往的实验项目,内容连贯性不强,一学期下来,学生感觉做了不少实验,但实际应用时不知所措,无从下手。
二、教学改革采取的方式措施
1.提高认识,合理利用现有条件。
我院微生物课程组的十多名教师,在分析问题的基础上,集思广益,统一认识,改变过去一包到底的做法,给学生动手留出足够的空间。学校近年来也加大了资金投入,不仅实验室宽敞明亮,实验所需仪器设备一应俱全,还添置了不少精密仪器,如奥林帕斯数码摄影显微镜、全自动荧光显微镜、大小不等的生物反应器、全温振荡培养箱、冷冻干燥机、超声波粉碎机等,这样既保证了实验教学的高质量完成,又给教师提供了很好的科研条件,教师吸纳学生参与科研活动,又进一步促进了学生动手能力的提高。
2.合理安排实验内容及开出顺序,增强其连贯性和实用性。
我院的微生物实验内容既要考虑基础知识和基本技能的培养,又要照顾各专业的特点,所选内容应覆盖微生物学的基本操作技能,尤其应突出微生物学独特的基本技术,如显微镜技术、无菌操作技术、接种和分离技术、培养技术等,既有简单的、基础的小实验,又有一些设计性和综合性实验,注意实验技术与基础理论的衔接,同时避免与其他学科实验内容的重复,以便于学生建立正确、全面的实验概念。
首先,在总体上,强调基础性和系统性,突出微生物学的基本实验方法和基本操作技术,如微生物形态结构观察中的染色技术,培养基的制备及各种灭菌技术,微生物的分离、纯化、培养及保藏技术,微生物生理生化特性测定技术及无菌操作技术等。其次,从专业的特点以及将来可能从事的工作性质出发,尽量安排一些选修的内容。第三,从简单的验证性实验向综合性实验发展,将有关实验内容有机结合起来,安排在一次实验课上或前后连接,既节约了课时,又增强了实验的综合性,也有助于学生判断、分析能力的提高。如将细菌革兰氏染色与细菌特殊结构观察、测微技术、显微镜直接计数法结合,微生物分离、纯培养技术与微生物鉴定结合,微生物紫外诱变与平板菌落计数法结合,各种理化因素对微生物的影响与微生物对碳、氮源利用的结合,微生物生长曲线的测定与生理生化反应的结合等。实验改进后,一环紧扣一环,中途如有一次失败,就会影响到以后的实验结果,这样学生对自己的结果关心得多了,动手操作的兴趣和能力也大大提高了。
3.重视课前预习,积极参与实验准备工作。
微生物实验内容比较繁杂,因课时限制,有时一次课要做多个实验项目,如果实验前不进行充分的预习,学生只能按板书内容和教师所讲闷头去做,对实验的全过程就知其然而不知其所以然,这样势必影响学习效果。所以我们要求:(1)每次实验前,学生必须阅读有关内容,了解实验目的、原理和内容,在做实验之前对要做什么、怎么做、关键步骤有哪些、预期效果如何等要做到心中有数,这样减少了实验的盲目性,做起来就会得心应手。(2)让学生参与实验准备工作,如玻璃器皿的洗涤、包扎,无菌水的分装、灭菌,试剂和培养基的`配制,仪器的调试、保养等工作,这样不仅缓解了教师人手不足的问题,更重要的是增加了学生动手的机会。同时学生在准备实验的过程中,还学到了实验课之外的知识,增强了责任感,培养了严肃认真的科学态度。此外,学生和教师一起准备实验还有利于师生的沟通,便于教师及时发现问题,纠正错误。
4.提问精讲加小结,切实提高课堂效果
课前要求预习,但部分学生自觉性较差,如果不检查,预习就会流于形式。因此,实验课开始时,教师对要求预习的内容以提问的方式进行抽查,或者提前几分钟先让学生简要试讲,然后由教师给予补充和纠正。既可以强调重点,又可以使学生记忆深刻。
教师精讲,关键示范。教师的讲解和示范是必不可少的环节,但必须简洁明了,讲清该实验的实际应用、关键步骤、具体要求和历届学生易出现的错误等问题,关键操作要进行演示。尽可能腾出更多的时间让学生多动手、多练习,充分发挥学生的主体作用;实验过程中,教师巡回指导,细心观察学生操作的每一个环节,随时发现正在发生或可能发生的问题,发现问题教师时亲自动手示范,及时纠正错误,做到一丝不苟,培养学生严谨的学风和科学的态度。为了加深学生们的印象,还可抽时间让学生过关签名,努力做到让每位学生都能正确、熟练地掌握微生物学的基本实验技巧。鼓励学生勇于创新,引导他们多观察多思考。如果实验中出现异常,不要轻易放过,教师要引导学生认真分析,找出原因,提出改进意见,并在条件允许的情况下,鼓励学生重新实验,这样可以使学生收益更大。
下课前小结,是大家容易忽视的问题,发挥得好可以起到画龙点睛的作用。由于学生之间的差别、教学安排、技术因素等原因,容易使实验课结束时草草收场,结果一些学生的疑点和错误得不到及时解除和纠正,这一点在操作考试时表现得非常明显。因此教师应在每次实验课结束前,最好利用很短的时间对本次实验进行小结,纠正普遍性的问题,解释某些实验现象,表扬实验做得好的小组或学生。实验结束后要求学生将用过的物品清洗干净,摆放整齐,原始数据经教师看过签字后才能离开实验室,以此培养学生严谨的学风和科学的态度。
5.鼓励学生参与科研课题,拓展视野。
实验课因受课时、资金等因素的限制,只能安排一些最基本的内容(与前面的综合性实验内容有矛盾,看看如何调整)。较深的内容、耗时较多的内容、显示专业特色的内容就不可能面面俱到,唯一的办法就是课外弥补。我们在教学中体会到,不少学生希望动手,掌握更多知识的欲望非常强烈,就看教师怎么去引导。食品专业的学生喜欢食品原料或产品中微生物指标的检验,生物工程专业的学生则喜欢利用微生物来生产工业产品,生物技术专业的学生则想利用微生物生产基因产品,水产养殖专业的学生则想筛选生物制剂,防治水产动物疫病。根据以上情况,我们提倡学生通过参与教师科研课题,“自谋生路”;申请学校和系部立项的学生课题,“找米下锅”,期末参加综合大实验,或者组建兴趣小组等形式提高自己的综合能力,实验室也全天候为他们开放,教师主动热情地为他们“分忧解难”,形成了较好的学习氛围。有的选了食用菌菌丝体培养及DNA提取,有的选了食用菌栽培,有的选了市场酸奶样品的检测,有的选了海洋微生物产抗生素或者产酶菌株的筛选等等。选题之后,学生们一边去上网或图书馆查资料,了解前人的研究成果,一边编制自己的计划,摸索实验条件,干得不亦乐乎,实验结束时提交总结报告或者论文。通过锻炼,学生们开阔了视野,提高了分析问题和解决问题的能力。从前几届毕业的学生看,参加各种训练的学生做毕业论文时能很快进入角色,论文的水平也大大提高,有些学生在毕业前后就有一两篇论文发表;另外,通过锻炼,学生适应社会的能力强了,有些学生还没毕业,就利用自己所学的微生物知识帮家人和亲友脱贫致富,帮企业分析市场,研究开发新产品。
6.考核方式多样化,将操作能力培养贯穿始终。
我们的微生物学实验与理论可单独设课。实验课的考核包括平时考核和期末考核两部分。教师制定合理的考核标准,并在第一节课予以公布。平时考核成绩占总成绩的60%,主要考核学生的出勤、预习、回答问题、实验操作的态度和结果以及实验报告的写作水平。期末考核包括操作考核和实验理论笔试,占总成绩的40%。操作考核内容包括器皿的包扎、接种和制片技术、显微观察、微生物分离和培养、微生物计数、培养基的配制及灭菌等,教师对这些内容进行编号,让学生抽签进行单人考核,形式以动手操作为主,辅加一些口试,操作不及格者必须补考。实验理论笔试内容包括原理、试剂用途、注意事项、结果分析、实验方案的设计等。通过考核,督促学生进一步熟悉实验内容和仪器的使用方法,弥补了实验中的不足。考前许多学生主动到实验室查漏补缺,反复操练,生怕出错,在一定程度上起到了积极的作用。另外,考核学生的同时也是对教师的教学效果的检查,因此对教师改进教学也有一定的促进作用。
7.建立实验项目卡和实验档案,为进一步教改提供积累。
实验档案的收集,是一个学校教学成果的体现,也是教学经验的积累和进一步改革的基础,这个思想始终贯穿于我们的教学过程。每个实验项目建有卡片,每个卡上有实验目的、原理、操作要点、注意事项、所用的仪器台套数,消耗材料的多少等内容,即使新手准备实验也会一目了然。档案中有教师的预实验报告,记载着教师的试做过程、心得体会和改进意见,实验员有准备实验记录和开出记录,实验设备记录本上有使用记录,教学档案室存有历届学生的实验报告、综合大实验的总结报告、学生的平时成绩记录、实验理论考试试卷和总评成绩,这些原始材料的积累,为以后的改革提供了很好的参考。
三、总结经验,深化改革
1.教学改革后的效果
通过以上改革,学生认识到了本课程的重要性,大大激发了他们上好实验课的热情;更加牢固地掌握了微生物学的基础知识和基本概念,具备了从事微生物应用和研究所需的基本方法和技能,为后续课程的学习和将来顺利完成毕业论文提供了有力保障;提高了他们观察、思考、分析问题和解决问题的能力,培养了勤奋、严谨的学风和科学的态度,为他们将来工作或进一步深造奠定了较好的基础。
2.深化改革的设想
21世纪是知识经济的时代,是充满竞争的时代,这种竞争的核心是人才的竞争,因此,作为高等教育,培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的高质量人才是时代的要求,其具体表现在:
(1)具有满足工作的知识和基本工作能力;
(2)获得新知识、新技术的能力;
(3)具备科研创新的基本素质和能力。
对照21世纪对人才的需求,我们还有许多工作要做,总结起来有以下几点:
(1)进一步加大资金投入,添置与适应现代科技发展的仪器装备,争取更多的科研项目,使更多的教师和学生投入进来。
(2)加强教师和实验技术人员自身的学习,不断提高业务和技术水平,将更多的新方法、新技术介绍给学生,更好地发挥教师的主导作用。
(3)加大微生物学实验室对学生的开放程度,包括时间、空间和实验项目的开放,使学生有更多的机会和自由空间去选择实践,进一步提高他们分析问题、解决问题和科技创新的能力。
参考文献:
[1]董新娇,吴楚.微生物学教学改革的探索[J].温州师范学院学报(自然科学版) ,2002,23(3):76-78.
[2]范黎,刘明,张伟等.微生物学实验课教学改革的点滴体会[J].微生物学通报,2001,28(4): 96-99.
[3] 李用芳,杨清香,刘国生等.微生物学实验教学的改革与实践[J].河南师范大学学报(教育科学版),2000,19(1): 17-19.
[4]柯乐芹.如何提高微生物学实验教学的效果[J].现代技能开发,2003,(1): 58-58.
篇13:对基础生物化学实验教学改革与探索论文
对基础生物化学实验教学改革与探索论文
生物化学是揭示和研究生命活动本质及其机理的学科,是一门实验性的课程。合肥学院在环境工程本科专业中开设了基础生物化学实验,对其进行了一些改革和探索。
1 实验教学内容优化
基础生物化学实验的内容主要包括生物大分子的分离纯化制备和常用的生物化学实验技术。在设置实验项目时紧紧围绕这些内容,并在保留经典实验的基础上,增加一些设计性、综合性的实验,以提高学生的动手能力和分析问题的技能。如“多酚氧化酶活力测定”实验,该实验项目不仅是让学生独自测定马铃薯中多酚氧化酶的活性,而且由授课教师先介绍实验目的和要求,学生以5~6人为1组,利用课余时间查阅文献,在预习、总结后再独立设计实验方案,待教师协助完善方案后由学生自己组织实验材料,然后进行实验。这种教学流程不仅使学生更进一步了解了多酚氧化酶功能,提高学生的主动学习兴趣,并可提高其动手能力、解决问题和分析问题的能力[1]。
2 对常规教学方法进行改革
2。1 让学生带着问题进行实验课预习
由教师布置一些思考题,让学生带着这些问题去了解实验目的、原理和实验步骤等。然后带着问题听课,根据授课教师的讲解思路,在课堂上增加师生互动环节,增强学生的主动学习能力,也可提高上课效率和学习兴趣,提高学生的自学能力[1]。
2。2 对课堂教学模式进行改革
改变以前教师在课堂上讲,学生等教师讲完后再进行实验的'老方法。教师只讲授实验目的,具体的实验方法让学生在动手实践中进行摸索和验证,教师在学生实验时进行巡视,以及时纠正学生实验过程中出现的不规范操作[2―3]。对实验中出现的与理论不符的现象,尽量让学生独立思考。这也锻炼了学生的动手能力和解决问题的能力。
2。3 重视实验结果分析
在实验过程中,教师要求学生实事求是地将所见到的现象以及实验结果记录下来,实验结束后对其进行分析并得出结论。如果有某组学生的实验结果与其他组有较大出入,分析原因,找出产生差异的原因及实验所需要注意的事项,必要时重做该实验。这样大大提高了学生的实验兴趣、参与实验操作的主动性和实验分析能力,并最终提升了学生的实验技能[1,4]。
3 改革实验考核制度
考核实验成绩是对学生所掌握的与实验有关的理论知识、实验技能和综合应用能力的评定,在一定程度上反映学生对课题知识的掌握水平,可促使学生重视实验、认真操作实验,利于提高学生的综合素质。改革前,考核学生实验成绩时主要为实验报告成绩,改革后为重点考核技能,除了每次实验前的预习报告和结束后实验报告成绩以及平时成绩外(占50%),加入综合性设计性实验以PPt的形式进行汇报,由教师打分,占该实验成绩的50%。
将各种实验成绩合理地计入学生期末总评成绩,提高了学生对基础生化实验的重视程度,有利于学生养成实验前认真预习,实验中积极动手操作、仔细观察、主动提出各种疑问,实验后认真、务实书写实验报告的习惯[5]。
总之,对基础生化实验进行改革后,有效地提高了学生的综合素质能力和创新能力,学生对基础生物化学学习的兴趣和积极性明显提高,学生的成绩也明显提高。
简析化工专业物理化学实验教学改革与探索论文(整理13篇)
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