前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇物理化学实验报告范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
实验者:赖凯涛 实验时间:5月15日
气温:23.0℃ 大气压:100900pa
实验六:双液系的气----液平衡相图
一:目的要求
绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图,了解相图和相率的基本概念 掌握测定双组分液系的沸点的方法 掌握用折光率确定二元液体组成的方法 二:仪器 试剂
恒沸点仪
精密温度计
调压变压器
阿贝折光仪
超级恒温水浴
量筒、漏斗
滴管、大烧杯
无水乙醇
环己烷
含环己烷各为10、30、50、70、90、95%(重量百分数)的乙醇溶液。(用棕色试剂瓶盛装)含环己烷各为 0%、20%、40%、60%、80%、100%的标准乙醇溶液。 (用白滴瓶盛装)
三:数据分析
双液系汽-液平衡相图
实验者
张志诚
实验时间
2000/15/5
室温 ℃
23.0
大气压pa
100900
环己烷/乙醇标准溶液
浓度 %
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
拟合方程式参数
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
环己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸点 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
气相折光率
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
气相浓度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相浓度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸点 ℃
组成 %
64.1
67
四:实验讨论。
在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生什么变化? 答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
压力和温度的测量都有随机误差,试导出h的误差传递表达式. 答:由h的定义式 h=u+pv 可得,
→ dh=du+pdv+vdp
→ dh=(?u/?t)v dt+(?u/?v)tdv+pdv+vdp
→ δvhm=(?u/?t)vδt+vδp
讨论本实验的主要误差来源。 答:本实验的主要来源:给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而且加热的时间长短不十分固定,因此而使测定的折光率产生误差。另外,温度计水银球的位置并不固定,有时比较靠近电热丝,测得的温度稍微偏高。
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深圳大学物理化学实验报告
实验者:张志诚 实验时间:5月15日
气温:23.0℃ 大气压:100900pa
实验六:双液系的气----液平衡相图
一:目的要求
绘制在p下环已烷-乙醇双液系的气----液平衡图,了解相图和相率的基本概念 掌握测定双组分液系的沸点的方法 掌握用折光率确定二元液体组成的方法 二:仪器 试剂
恒沸点仪
精密温度计
调压变压器
阿贝折光仪
超级恒温水浴
量筒、漏斗
滴管、大烧杯
无水乙醇
环己烷
含环己烷各为10、30、50、70、90、95%(重量百分数)的乙醇溶液。(用棕色试剂瓶盛装)含环己烷各为 0%、20%、40%、60%、80%、100%的标准乙醇溶液。 (用白滴瓶盛装)
双液系汽-液平衡相图
实验者
张志诚
实验时间
2000/15/5
室温 ℃
23.0
大气压pa
100900
环己烷/乙醇标准溶液
浓度 %
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
拟合方程式参数
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
环己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸点 ℃
77.40
73.20
67.20
64.30
63.70
64.90
79.40
79.80
气相折光率
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
气相浓度
4
20
53
64
67
91
100
100
液相浓度
2
6
17
35
65
94
101
100
低恒沸溶液
沸点 ℃
组成 %
64.1
67
实验讨论。
在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生变化? 答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
讨论本实验的主要误差来源。 答:本实验的主要来源是在于,给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而是视加热的时间长短而定 因此而使测定的折光率产生误差。
三,被测体系的选择 本实验所选体系,沸点范围较为合适。由相图可知,该体系与乌拉尔定律比较存在严重偏差。作为有最小值得相图,该体系有一定的典型义意。但相图的液相较为平坦,再有限的学时内不可能将整个相图精确绘出。
四,沸点测定仪 仪器的设计必须方便与沸点和气液两相组成的测定。蒸汽冷凝部分的设计是关键之一。若收集冷凝液的凹形半球容积过大,在客观上即造成溶液得分馏;而过小则回因取太少而给测定带来一定困难。连接冷凝和圆底烧瓶之间的连接管过短或位置过低,沸腾的液体就有可能溅入小球内;相反,则易导致沸点较高的组分先被冷凝下来,这样一来,气相样品组成将有偏差。在华工实验中,可用罗斯平衡釜测的平衡、测得温度及气液相组成数据,效果较好。
五,组成测定 可用相对密度或其他方法测定,但折光率的测定快速简单,特别是需要样品少,但为了减少误差,通常重复测定三次。当样品的折光率随组分变化率较小,此法测量误差较大。
六,为什么工业上常生产95%酒精?只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精?
答:因为种种原因在此条件下,蒸馏所得产物只能得95%的酒精。不可能只用精馏含水酒精的方法获得无水酒精,95%酒精还含有5%的水,它是一个沸点为的共沸物,在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分,所以利用分馏法不能除去5%的水。工业上无水乙醇的制法是先在此基础上加入一定量的苯,再进行蒸馏。
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深圳大学物理化学实验报告
实验者: 史炜 汤菲菲 实验时间: 2000/5/17
气温: 24.2 ℃ 大气压: 100.80 kpa
二组分固-液相图的绘制
目的要求 用热分析法测绘铅-锡二元金属相图,了解固-液相图的基本特点 学会热电偶的制作,标定和测温技术 掌握自动平衡记录仪的使用方法
仪器与试剂 自动平衡记录仪,热电偶,电炉,泥三角 ,坩锅钳,纯sn、含sn为20%、40%、60%、和80%的snpb合金以及纯pb(坩锅上的记号分别为1、2、3、4、5、6)
实验数据及其处理
双液系汽-液平衡相图
实验者
史炜
汤菲菲
实验时间
5月17日
室温 ℃
24.2
大气压pa
100800
环己烷/乙醇标准溶液
浓度 %
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
拟合方程式参数
a
6.0e-07
b
6.0e-04
c
1.3601
环己烷 %
10
30
50
70
90
95
100
沸点 ℃
77.40
72.30
67.20
64.40
63.70
63.80
79.00
79.80
气相折光率
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
气相浓度
4
31
48
62
68
92
95
99
液相浓度
5
8
15
15
66
97
99
99
4 实验讨论。
关键词:Excel软件 物理化学 数据
物理化学实验课程是化工专业、化学专业和其它相关专业必修的一门实践课,其仪器使用率高,操作步骤复杂,实验数据量大,处理繁琐。传统的实验数据处理采用手工处理,包括数据的记录、数据的整理、数据计算和坐标纸上的绘图等步骤,过程往往耗费大量的时间,并且容易出错,最终的结果误差也较大。造成了目前的教学现状:学生做实验积极性高,但是实验报告完成质量差。如果这种现状再得不到改善,必将严重影响到教学质量,打击学生学习的积极性。
随着计算机的应用渗透到生活的各个领域,其在物理化学上的应用也越来越广泛,本文结合Excel软件在物理化学实验蔗糖转化速率测定的应用上做了简要的叙述。
一、实验数据的测定
本实验参考教材为中国中医药出版社的物理化学实验教材(2009年9月第1版),实验数据采用我校学生物理化学实验课程的数据,采用旋光度法进行测定。
1.接通电源,打开仪器进行预热5min,并用蒸馏水矫零。
2.蔗糖反应过程中旋光度的测定。称取6.0g蔗糖,加蒸馏水30ml,配制成溶液,并向其中加入30ml2mol・L的盐酸作为催化剂,将加入一半盐酸时的时间作为零时刻。测定不同时间t时的旋光度αt。
3.α∞的测定。将剩余的溶液置于水浴锅中,在50℃-60℃下加热50min充分反应,冷却测定α∞。
对时间作图,据直线斜率可求出速率常数,如下公式:
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)
实验原理数据如下:
t=∞,α∞=-4.43
二、实验数据处理
1.反应时间作为第一列,在Excel软件中先计算出的值作为第二列。
2.点击“公式”在菜单栏点击“公式”按钮,选择“其他函数”,在下拉菜单中选择“统计”按钮,并选择子菜单“SLOPE”点击,在函数参数对话框中选择第二列为y’,第一列为x’进行参数设定,即可得到直线斜率和速率常数。
3.Excel软件绘图:将反应时间和值分别列于第一和第二列,并且选中,在Excel表格中点击“插入”菜单,选择“散点图”,在下拉菜单中点击带“仅带数据的散点图”,在绘制的图形中点击坐标轴,点击右键,进行坐标轴设置确定。然后选中图形,击右键,在下拉菜单中选择“添加趋势线”,在趋势线设置中选择“线性”,并选中“显示公式”,关闭,即可得到直线的斜率,求出速率常数。
关键词物理化学实验;实验教学;改革;综合能力
物理化学是建立在物理、化学以及数学三门基础课程上的一门交叉学科,运用了物理和数学的原理来阐述化学的一般规律的科学,能够为后续专业课程的学习、学术研究的开展以及从理论向实际应用的发展提供扎实的化学基础,是基础理论与实际应用之间的重要纽带[1-3]。物理化学实验是一门以物理化学理论为基础,通过实验加深对物理化学重要理论、概念、原理的理解,培养学生理论联系实际的逻辑思维和实验技能。该课程在我校是独立设课的实验课程,是继无机、有机、分析等前修实验课后的一门综合基础化学实验课。通过全方位的实验技能训练,使学生掌握物理化学实验的基本原理、基本方法和技能,通过一系列的实验训练,学生的观察实验现象、发现问题解决问题、数据的记录与处理以及实验结果的分析与归纳的能力得到了极大的锻炼,培养学生进行科学研究的能力[4-7]。
1.物理化学实验教学存在的问题
1)实验教材落后、内容缺乏创新。当前的物理化学实验中,多数实验为传统的经典的物理化学实验,对于学生进行基础训练时具有一定的意义,但是随着学生对于课程的学习以及学习的知识面不断扩宽,这些多为验证性实验的内容就显得有些单一陈旧,削弱了学生的实验兴趣,限制了学生对于所学知识的运用以及思考问题的空间。2)实验教学手段落后。现行实验教学大多数沿用传统的灌输式讲授方式,学生的学习方式缺乏主动性,同时,尤其是近些年技术的不断发展,科技含量高、数字化仪器不断出现,导致了一些课本与仪器的实际操作不符的情况,这点给实验教学带来极大的不便,影响实验教学的直接效果。3)实验教学设备落后,设备数量也不能满足日益增长的学生的需求。许多高校对于物理化学实验不够重视,仪器设备更新较慢,在开设实验的过程中,实验室容量偏大、不能使每个学生都亲自动手操作仪器,甚至部分实验是通过教师演示完成的,学生的动手能力未能得到有效锻炼。(4)实验的考核方式简单,不能充分反映学生对于实验的掌握情况。在传统的实验教学考核过程中,实验类的课程基本上都是作为考查课,课程的成绩基本上都是教师根据学生的实验报告的情况进行打分,而学生中有一些人的实验报告是抄袭情况严重,因此,这种只通过实验报告来考核实验学习情况的方式是片面的,导致许多学生浑水摸鱼。(5)实验教学学时数和设备台套数有限,对学生开放不足。在实验教学过程中,由于场地和实验仪器数量的限制,学生只能在限定的时间做规定的实验,且只能做一次,导致多数实验不能给学生留下深刻的印象。物理化学实验在培养学生的动手能力、创新思维方式中占据着非常重要的地位,因此,需要对传统的实验教学方式进行改革,建立起合适的实验考核体系和先进的教学模式[8,9]。
2.物理化学实验课程的改革
2.1实验内容的改革
就物理化学学科自身发展的特点来说,当前许多高校开设的物理化学实验缺少自主性,仅仅是为了验证理论课上所讲的内容,缺乏探究和综合性的实验内容。一般在验证性实验操作过程中,学生在实验之前就已经知道实验最终得到的结论,实验过程中也只是按照讲义中的操作步骤进行,导致学生对于实验的兴趣和重视程度低,并在实验的过程中缺少独立思考的能力,从而导致实验教学效率较低,效果差。为此,我们需要对实验内容进行改革,将部分简单的验证性实验替换为设计性和综合性实验,强化物理化学实验对学生能力提升的作用。根据循序渐进的原则,在实验教学过程中逐渐提升实验的层次,由基础能力训练开始,帮助学生掌握基本的实验技术和实验方法,然后逐步提高对学生的实验技能要求,进行设计性实验、综合性实验,培养学生的科学研究能力。同时结合自研自制设备,开设了一些综合性的实验,例如我院开发的“双液系气-液平衡相图的测定”,“凝固点降低法测定摩尔质量”等,同时,鼓励学生在使用过程中对实验仪器提出改良的想法,并给予机会进行尝试改进。
2.2课程考核方式的改革
考核作为实验教学中重要的一部分,使教师能够了解学生对于实验技能和方法的掌握情况,并且能够发现在教学过程存在的一些问题,为后续的实验教学改革提供方向。我院就传统的考核方式进行一系列改革,新建了一套严格的考核体系。首先,考核成绩分为平时成绩和期末成绩。平时成绩的最终成绩为每个实验项目的平均成绩,每个实验的平时成绩包含实验过程成绩和实验报告成绩。实验过程中重点考察的内容为:安全卫生意识、参与认真程度、实验操作的规范程度以及实验数据的真实性和规范性,评分A、B、C、D、F五个等级,其中F为不合格,需要对该实验进行重选并完成,且成绩达到D以上;实验报告考察的内容主要包括:实验报告的规范性和完整性,数据记录的规范性和完整性,数据处理方法的正确性和实验结果的有效性、工具软件使用的熟练程度以及结果讨论和分析。期末考试成绩由两部分组成:笔试和实验操作。首先进行笔试。若笔试成绩为A、B、C、D,则可以进入实验操作考试;若笔试成绩为F,则需要补考或者重修。实验操作考试采取随机抽取一个实验在规定时间内完成,实验操作成绩若为A、B、C、D则通过考试,否则需要补考或者重修。课程最终考核成绩为平时成绩和期末考核成绩的平均值。
2.3引入研究生助教团辅助课程开设
从上个世纪80年代开始,国家的教育体制开始改革,高校招生人数逐年增加,而承担教学任务的教师人数的并未随之增加,尤其在实验教学过程中,影响较大;同时,1988年国家颁发《高等学校聘用研究生担任助教工作试行办法》以来,研究生助教工作已成为研究生培养的一种好的形式,更重要的是,可以为本科生的实验教学多提供一个平台,促进本科实验教学的发展[10-12]。就我校对于物理化学实验的实际做法是:首先,严把助教质量关。在要进行物理化学实验教学的前一个学期,就对助教进行聘任和培训,让研究生助教与本科生同堂进行物理化学理论学习,再利用空余时间对实验技能进行培训,包括掌握相关实验的考查知识点,仪器的设备的工作原理,正确的完成整个实验操作过程,预知实验中可能出现的问题及其解决办法,熟练掌握如何正确撰写实验报告,确保完全规范掌握所要承担的每个实验,再由教学经验丰富的实验教师对助教进行考核,合格后即可上岗,充分利用好研究生作为“准教师”这部分生力军,为了缓解学生人数的大幅度增加而带来的沉重实验教学负担。
2.4充分发挥实验室开放式教学
针对教学计划中的实验学时数是有限的不足,同时,为了充分发挥研究生助教的作用,加强实验室开放管理:(1)实验室时间和仪器设备开放,我们将实验室从周内全天对学生开放,有些在实验课堂的实验过程中存在问题和对于实验结果不满意的学生,可以在开放的时间对实验进行重做,解决问题,从而达到满意的结果,提升学生的实验水平;(2)实验项目的开放,对于其他一些学有余力、对实验有兴趣、动手能力强的学生,就可以让他们利用实验室开放的时间修改已有的实验项目方案或者做一些自己感兴趣的综合型的设计类实验。(3)构建开放的实验体系,在对实验开放的时候,采用以下方式:首先,学生自己通过查阅文献来设计实验方案,方案包括:实验内容、实验仪器设备、实验方法、实验耗材、实验步骤、实验数据的处理以及实验过程中的安全注意事项;然后,老师要对学生的方案进行审核,要保证学生提交方案的原理正确,实验的路线具有可行性以及实验所需要的条件可以满足的条件下,方可将实验室进行开放,在规定的时间进行实验,同时,需要有实验教师或者研究生助教团的陪同下方可进行实验;最终,学生需要提交一份详细的实验报告给老师,让老师对其实验情况进行评价,保证学生可以正确的完成实验。根据对在实验室开放期间做实验的同学的访谈发现,同学们普遍反映通过实验室开放,自己设计实验的思路得到了拓宽,巩固了课堂所学理论知识,动手能力也得到了加强。
2.5引进多媒体与网络技术、实行项目制实验教学
物理化学课程中,抽象的概念很多,很难用语言表达清楚,在传统的实验教学中,教师通过使用挂图、幻灯和模型来帮助学生理解那些抽象的概念,但因这些辅助手段的静止和单一性,并且学生只有在课堂上可以学习,这些局限性导致了在实际教学中效果并不理想,而当今网络和多媒体技术相当发达,完全可以利用多媒体技术和网络资源来进行实验教学。利用多媒体技术可以把抽象的、单纯语言不易描述清楚的概念和理论以直观的、易于接受的形式表现出来;将实验录制成为视频放在网站上,方便学生在课余时间观看学习;结合虚拟仿真实验室,学生可以在实验课开课之前,先在网上对实验进行模拟操作,可以多次操作至熟练,在实际的实验过程中,更能够加深对实验的理解和学习,提升实验教学的实际效果。自2013年开始,我校的物理化学实验课程采取了项目制教学,打破了传统以班级为单位实施教学的模式,同时改变了既定的按照学号分组的模式,通过项目制教学,有利于教师集体备课,设计完善实验内容,同时有利于激发学生创新的兴趣、创新的智慧和潜能。目前,我校物理化学实验项目制的形式如下:根据任课教师在主讲物理化学理论课程的经验和认识以及教师从事科学研究中的积累和优势,由理论课教师提出这部分内容需要开设哪些实验,并给出论证方案和实验方案。然后由物理化学课程组集中讨论,确定是否开设该实验和如何开设以及针对哪些专业开设。确定以后,以开放实验的形式,选择一到两组学生进一步验证实验的可行性,最终对学生开放。对学生开放以后,该实验项目依然由实验设计教师负责,并培训相应的研究生助教团队协助老师指导实验。一个教学年度结束后,根据学生和教师的反馈意见和建议进一步完善实验。这样,每一个实验项目小组都是一个相对独立而且优秀的团队,能够很好的提高教学质量和教学效果,也能更好的促进实验项目的更新和改革。
3结束语
关键词:物理化学 实验教学 教学改革
化学实验是实践性很强的课程,是传授知识、技能、训练科学思维、培养科学精神和品质,全面实施化学教育的最有效形式[1,2],在化学教育中起着重要的作用。物理化学实验是教育部规定独立开设的一门实验课程[3],它要求从事科学研究和从事化学教育的各类人才必须具备完整全面的知识及各种技能,知识可以通过学习获得,各种技能要通过严格的训练才能掌握。当代高校的教育不仅要传授知识,更要注重各种技能的训练。
一
物理化学实验教学的目的是使学生掌握物理化学理论知识及相应的操作技能,培养他们分析问题、解决问题的能力,培养他们将理论应用于实践的能力,具有物理化学理论教学不可取代的作用;是物理化学课程教学的重要组成部分;是一门独立的实践性及技术性很强的课程;是培养学生动手能力和科学研究能力的重要实践环节;在培养学生创新能力、综合能力上发挥着重要的作用。然而在部分高校,物理化学实验教学仍然没有得到足够的重视,认为实验教学是理论教学的辅助部分,是对理论教学的验证。在这种教学理念的指导下,投入不足导致仪器设备陈旧、数量不足,教学程序简单化,不能充分发挥学生的主动性和创造性,不利于学生科学素养,综合能力的培养。要彻底改变这种状况,就必须进行教学内容、教学方法、教学管理秩序等方面的系统改革。本文介绍了我院物理化学实验课进行的一些改革,探讨进一步深化物理化学实验教学改革的思路。
1.增加新的精密仪器及设备,改善实验教学条件。
近几年随着我院的发展,我们使用世行贷款购进了一些新的仪器及新设备,并使用到实验中来。在许多物理化学实验中,传统的测温、测压仪器都是大量含汞的仪器。如在测定液体饱和蒸汽压实验中使用的U型管水银压力计、测量凝固点下降实验中使用的贝克曼温度计、测量大气压实验中使用的水银气压计等。水银是有毒有害的物质,实验过程中一旦操作不慎,发生泄漏,会造成污染,危害教师和学生的健康。为此,我们购进了新型的测温测压仪器,用数字式精密温差测量仪取代了原有的贝克曼温度计,用数字式低真空测压仪取代了原有的U型管水银压力计,用数字式气压计取代了水银气压计。它们的特点是采用新型传感技术,精确度高、稳定性好、无污染。这些仪器的使用不仅解决了实验室的汞污染问题,而且操作简单、读数清晰、测量精度高,使得整个物理化学实验的测温测压手段更方便安全。此外,有许多实验(如燃烧热的测定实验)利用计算机在线测定和处理实验数据。
2.改进旧的教学模式,提高教学效果。
改进旧的教学模式已是形势所迫,势在必行。物理化学实验所用到的仪器、设备具有数量多、投资大等特点,国内大部分高校都受到仪器、设备数量的限制,在同一时间里开设同一个物理化学实验存在一定的困难,多采用在同一时间里开设多个实验,然后再进行轮换。这样做会导致两个方面的不良后果:首先,会造成教师投入严重不足,不能很好地辅导学生。其次,给学生对实验内容的预习带来了很多不便。由于在一学期内要做完那么多实验,势必要在开学后的很短时间内就要开设好几个实验,有些实验的理论知识学生还没有学到,就要进行操作,这样在实验预习环节上学生只能是走马观花,达不到预期的教学效果。目前我们采用延长做实验的时间,由原来的一学期改为两学期;其次实行了小循环实验,即每四个实验内容为一个单元,然后进行轮换,这样做可部分克服以前存在的问题,增加了学生做实验的兴趣,提高了教学效果。
3.加强学生对实验前的预习工作。
实验前预习与否及预习的程度,对实验能否顺利进行起着关键性作用。如果实验前不进行充分的预习,对实验步骤、仪器及设备的结构操作规程及注意事项等一无所知,在实验过程中就会手脚忙乱,造成仪器使用不当,或不能及时记录实验数据,从而导致实验失败。为了保证实验的顺利进行,我们大力加强实验前的预习工作,要求每个学生在做实验前必须认真书写预习报告,由指导教师检查签字确认后,方可进入实验室。让学生在实验前知道实验过程中该做什么不该做什么,做到心中有数,为保证实验顺利有序地进行打下坚实的基础。
4.进一步加强实验成绩的考核制度。
为了促进物理化学实验教学水平的更进一步提高,针对以往对实验成绩的考核只凭实验报告的书写整齐程度和理论考试成绩来评定的弊端,近年来对物理化学实验课成绩的考核做了如下改革:第一制定了“物理化学实验学生成绩考核细则与评分标准”,明确实验成绩考核的具体内容为预习、操作的熟练程度、纪律、安全、实验报告、操作考试、理论考试七部分及各部分所占的比例。第二实行实验教学过程阶段性考试,主要对基本原理、基本操作、基本技能的现场抽题考试,抽题是由学生本人随机抽签,有笔试、口试、现场操作三种形式。通过以上改革,避免了以往只凭实验报告评定成绩的弊端,使实验教学的考核趋向科学化,有利于规范实验教学的管理。
5.增加设计和综合性实验,调动学生的主观能动性。
验证性实验可以使学生对所学的理论知识有更直接的感性认识和加深记忆的作用。但单纯的验证性实验往往使学生处于一个被动的位置上,创造性思维受到一定限制,通过增加设计和综合性实验,学生的主观能动性得到充分的发挥,有利于培养学生发现问题、解决问题的能力。
二
经过几年来对实验教学的不断改革,物理化学实验教学目前有了较大的改观,学生的实验动手能力和研究能力有了较大提高,大大地增加了学生的兴趣,教学效果明显。今后还要继续加大实验教学方面的改革,主要从以下几个方面进行改革:
1.加大对实验室建设的投资力度,进一步改变教学条件。
虽然我院的物理化学实验教学条件在近年来有了很大改善,但还是不能满足国家教委规定的一人一组的要求。以后我们要逐渐加大对实验室建设的投资力度,彻底改变两人一组甚至多人一组的现状。
2.进一步完善实验教学内容,注重能力培养。
物理化学实验课程的内容应该达到培养学生的创新能力和综合素质的目的。而目前物理化学教学内容多数为验证性实验,这样的教学内容已不能满足当前社会对人才培养的要求。因此,有必要对实验教学内容进行适当改革,增加一些应用性较强的设计性、综合性实验,加强学生综合能力的培养。
3.提高实验教师的业务水平,加强师资力量。
加强实验室教师的培训工作,提高业务水平;促进校际间的实验交流与学习;另外让一些理论水平高、对实验教学有经验的理论课教师从事实验教学,通过这种方法可以改善实验室师资队伍的结构,增加实验教学的实力,提高实验教学效果。
总之,物理化学实验教学涉及教学过程的方方面面,需要做大量的工作。物理化学实验教学的改革不是在短时间内就能够完成的,只有不懈努力、不断探索,把注重学生的能力培养作为实验教学的重要任务,把实验教学工作搞好,才能够为国家培养出更多有用人才。
参考文献:
[1]张学军,王锁萍.全面改革实验教学,培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2005,24(1):4-6.
关键词:物理化学实验 教学改革 创新能力 实践和建设
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0169-02
物理化学实验是地方应用型本科院校的一门重要的基础实验课程,具有很强的理论性、实践性和技术性,作为化学实验科学的重要分支,主要研究物质的物理化学性质以及与化学反应之间的关系,使学生形成规律性的认识,掌握物理化学的有关理论、实验方法和实验技术[1]。作为我校新增设工科专业学生的一门基础课,是学完无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验之后的又一门新的实验课程,主要培养学生掌握基本的实验知识和技能,科学的思维方式和综合实验能力。然而一直以来,物理化学实验课程的教学没有引起足够重视,存在很多问题如教学方法单一、教学内容陈旧、教学手段落后、学生学习兴趣低等,严重影响了教学效果和教学质量,甚至阻碍应用型人才培养模式的建立[2]。因此,物理化学实验课程的教学工作中如何积极的迎合时展要求,满足新世纪创新型、高素质专业人才培养的需要,如何更好地与学科研究的发展相结合,是当前物理化学实验教学工作者研究和探索的重要课题[3]。基于上述问题,我们根据地方本科院校化学专业培养目标的要求,从课程建设和培养方案等方面对物理化学实验教学进行了综合改革,并取得了良好的教学效果。
1 实验内容以及课程体系的更新
传统的教学理念将实验教学当作理论教学的衍生物,仅仅是对理论教学的验证。因此,受这种观念的影响,致使实验设备仪器得不到更新,数量有限,教学的程序相对简单化,抑制了学生在实验中的主动性和创造性,学生的科学素养和综合实践能力也得不到锻炼[4]。鉴于以上情况的分析,对实验教学在教学方法,教学内容以及教学管理秩序等方面的系统改革是十分必要的。改革后的课程体系和课程内容不仅要培养出学生基本的实验技能,对仪器的操作能力以及科学的研究方法,同时也为学生在今后从事科学研究打下坚实的基础。把课堂教学,问题讨论,课后作业,实验操作,实验设计,实验成绩评定,实验教材和课后辅导作为有机的整体,运用现代的教学方法和手段,从而建立系统的立体化教学模式。
1.1 首先是对实验教材和大纲的改革,进一步优化实验内容,对实验设备进行更新
加强教材建设,完善和充实实验教学内容。结合我校本科教学评估的要求,对实验教学大纲,考核大纲,实验课时安排以及实验内容重新进行调整。对教材建设进行加强,筛选出一些必做实验,通过增加一些必做实验淘汰掉陈旧过时的实验,并将实验内容进行优化组合。学生在教师的指导下查阅文献,进行选题,通过对实验的设计,实验操作,数据处理分析,实验结果讨论达到实验技能和科研能力的充分锻炼。根据新的制定的教学目标,教材和实验仪器,重写编写适合我校学生的物理化学实验教材。同时加强教学方法的研究,从以往的单一传授的教学型的教学迷失向研究型的教学模式的转变,从而开发出学生的学习潜能,学生的科研能力和创造能力得到培养。同时搭建立体化教材的建设平台,建立多媒体课件,电子教案,教学资源库以及计算机软件等多种配套的教学资源。
由于我校的开始的学科专业不同,物理化学实验课程的教学计划和教学内容有很大的不同,针对不同专业制订了不同的教学计划。经过修订后的工科实验采用8+2模式。验证性的基础实验为8个,其中热力学1个、化学平衡1个、相平衡1个、动力学2个、电化学1个、表面化学1个、胶体1个。选做实验2个,包含热力学1个、溶液1个。
1.2 其次是对教学硬件的更新
近年来,我们在学校资助下淘汰了一些落后、陈旧、老化的实验仪器,增加新的精密仪器及设备,改善实验教学条件为了扩大实验教学内容,能够使学生接触和使用更多更好的仪器,购进了一批先进的仪器设备,增加了学生实验的准确性。这样使学生在学习知识的同时,也可以享受科技进步带来的成果,从而将物理化学实验教学提高到一个新的层次,并给物理化学实验教学提供了一个更好喝更快的发展前提。
1.3 对实验教学内容的优化
物理化学教研室在实验的“整体优化,数字化,现代化,绿色化”思想的指导下, 充实实验教学内容的综合性[5]。改变传统是实验在基础理论和基础实验教学上的单一的教学模式,设计出新的多元化的教学模式。通过开放式的教学模式,使学生在预习的基础上自己制定出具体方案和详细的实验路线,这个过程提倡学生的独立完成,教师指导起辅助作用。做到开放实验室,学生可以利用课余实验进行实验的各项工作,遇到问题及时和指导教师沟通,从而使学生的动手能力得到提高,锻炼了学生的创造性和主动性,提高学生对物理化学理论知识的进一步理解,应用能力和独立解决实际问题的能力得到提高。
2 教学方法和教学模式的改革
物理化学理论和实验教学是一个有机整体,由于物理化学的抽象性,因此后者的教学可以加强对前者的理解,两者是相辅相成的。我们将物理化学实验设置成与理论教学并重,在相关教学内容上做到协调同步进行。
2.1 授课方式的改变
传统的物理化学实验教学一般采用教师先讲实验原理,方法,步骤,注意事项这样的教学模式,使得学生在对于实验课的学习很被动,照法抓药,形成不愿意独立思考的懒惰习惯[6]。此种教学模式必然造成少部分学生在操作实验,大部分学生在旁观看,等待实验结果,不仅课堂时间得不到充分利用,学生的动手能力也得不到提高,从而大大降低了对理论知识的兴趣。学生授课是改革之一,由于物化实验的特殊性,我们采用轮班式的分组方式,由已经做过该实验的学生充分查阅相关资料,并将获得资料归纳整理,结合自己实验过程所遇问题以及解决方式,在实验课上讲授给其他学生,同时老师对学生的授课内容进行点评以及补充,这种方式可以改变以往学生对老师教学模式的麻木,被动学习习惯为主动学习,提高该课程的教学效果,通过授课学生的讲解效果达到检查学生预习实验的情况,作为学生实验成绩的评定标准之一,极大地提高了学生学习物理化学实验的兴趣。采用问题教学与讨论教学法和思考题教学法,通过这样的研讨既可使学生增长知识,开阔视野,又活跃了课堂气氛,还提高了学生的创新意识和培养科学思维。通过对教学方法的改进学生的分析,解决具体问题的能力得到了提高,教学效果得到了改善。
2.2 实践与科研的结合是一个不断深化的过程
通过学生参与教师的科研课题或者在教师指导下申报大学生科研项目,采用物理化学理论、实践、科研三者相结合的教学模式充分调动学生的学习积极性。学生从“要我学”变成“我要学”,教师改变单纯的知识传授,提高学生分析问题,解决问题和动手操作的能力,创新能力会得到进一步培养[7]。同时教师自身也有所提高,真正做到教学相长。近年来物化教研室教师已顺利指导多项大学生科研项目在学校立项、结题并通过验收,这很大程度上提高了学生的创新能力和科研能力,为将来独立从事科研工作打下夯实的基础。
2.3 尝试半开放式的实验教学模式,以弥补传统实验教学的不足
在传统规定的教学内容中有步骤和计划地加入一定开放性的教学内容,使得传统式的教学模式和开放式的教学模式相结合进行教学,学生对物化实验的掌握力得到培养。开放的实验室不仅增加了学生的动手机会,也使他们的独立解决问题的能力得到提高。由于基础物理化学实验内容多,课时安排上存在课时不够等特点,学生的个性得不到体现,加上实验任务繁重,学习兴趣必然低下。通过开放实验室,不仅可以增加学生的动手机会,学生的主动性、创造性和开拓性得到充分调动,学生对化学知识的灵活应用和创新能力从而提高,学生的综合素质得到全面提高[8]。
3 学生成绩评定以及考核方的改革
为了培养出具有学习主动性,创造力的学生,达到物理化学实验课程的培养目标,有效的激发学生对物理化学实验课程的学习兴趣,我们对以往的考核方式进行改革。鉴于物化实验课程独立成课的特殊性以及减轻学生的学习负担,我们采用以下的实验成绩考核发方式:平时成绩×70%+期末成绩×30%。平时实验考核是教师对学生每次实验情况进行的考核,主要包含课前预习,实验操作以及实验报告数据处理分析。预习成绩主要是在学生主动性学习中体现,通过学生授课和预习报告判断学生的课前预习;实验操作由教师当场打分,考察学生的实验操作规范化程度,实验报告成绩是教师在批阅实验报告时根据学生的实验数据及问题分析情况进行评定。根据我校教学评估的新要求期末进行笔试考试,主要是对一学期实验的原理,基本操作和仪器的使用和技术等方面的考察,实验操作考核是从学生以往实验中随机抽取一个,学生独立操作,指导教师通过学生的实际操作来考察其对基本操作技术的掌握情况,然后给出成绩。
4 结语
通过物理化学实验课程建设发展过程,使我们感到课物理化学实验教学改革是一项复杂的长期的系统工程。随着人们认识水平的提高,教学环境的改善而逐步提高,也向我们提出了新的问题和要求,我们的改革模式应该为了适应快速发展的时代需求,切实提高教学质量,培养出高素质的创新型人才。为了培养出具有良好实验习惯,严谨科学作风的应用型复合型人才我们仍需不断探索和实践。
参考文献
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[2] 张怀红,黄连荣.制药工程专业物理化学教学初探[J].广东化工,2012,39(1):157-158.
[3] 陈睿.改革实脸教学,加强学生能力培养[J].大学化学,2001,16(4):22-23.
[4] 杜朝晖,邱隽.基于知识经济时代大学教学的改革与创新[J]].黑龙江高教研究,2005(4):99-100.
[5] 金为群,张国艳,王岚,等.物理化学实验课开设综合性设计性实验的探索[J].高教研究与实践,2006(3):23-24.
[6] 王维荣,王艳新.实验教学要面向以学为中心转变[J].实验室研究与探索,2004(11):54-55.