开放式物理化学实验

开放式物理化学实验（精选十篇）

开放式物理化学实验 篇1

开放式实验教学是让学生在宽松的实验环境下, 通过实验进一步理解和巩固知识, 培养学生的自修能力和动手能力, 拓展学生的知识面, 进而培养其应用所学知识解决实际问题的能力。由于动手能力存在差异, 不同学生对同一实验完成时间有长有短。对动手能力较强、学有余力的学生, 教师应鼓励他们在业余时间内完成课外实验, 让他们有充分展示自己的空间, 拓展他们的知识面;教师还应补充新的实验内容, 在确保所有学生都能达到实验教学基本要求的条件下, 充分挖掘学生潜在的学习能力, 培养学生的自修和动手能力, 体现因材施教的原则。

学生在自修的过程中, 如果想用实验手段解决疑难问题, 教师应给予充分的肯定和鼓励, 学校实验室也应提供便利。学生把在自修过程中发现的问题拿到实验室去解决, 这实际上是一个发现问题、分析问题、解决问题的锻炼过程, 也是学生培养自学能力的过程。有时在实验过程中学生还会了解一些新知识, 教师应补充新的实验内容, 促使学生进一步自主地分析、思考问题。学生进行独立思考、查阅相关文献资料, 可完善和提高自修能力, 是培养个人能力的有效途径。

二、实施内容

我校理学院物理实验室为了很好地适应新的教学模式, 积极地探索新的教学方式, 为学生提供了开放式实验, 采用三阶段教学模式:学生自修、课堂讲授实验要点、实验操作。学生在自修阶段, 应根据自己所选的试验, 积极查找相关资料 (实验背景, 原理, 如何完成实验, 预期结果) , 对有疑问、模糊的概念, 要积极找教师答疑解惑。这样可以使学生初步掌握该实验的步骤、解决方法, 使学生对基本知识、基本理论有所体会, 完成实验前的准备工作, 以达到巩固所学知识和理论的目的。在课堂讲授实验要点阶段, 即开放式实验教学阶段, 教师要在上课前对学生的预习进行检查评估 (主要针对实验原理、预习报告中的操作步骤进行检查) , 向学生强调实验中的关键性操作, 安全提示, 对实验操作进行指导。在实验操作阶段, 教师现场指导, 学生进行动手实践操作, 这是学生从理论上升到实践的过程。

从2004年10月份开始, 我校物理实验室累计选做人数情况为:03级学生预约人数200人次, 实际操作人数120人次;04级预约人数768人次, 实际操作人数500人次。这基本上达到了我们设计这种教学模式的目的。

1. 开放内容

我们除正常教学内容外, 还在基础物理实验中补充了力、热、光、电的实验内容。根据实验教学要求, 我们提供的实验项目在面向05级学生时变更为:第一学期提供:用示波器做李萨茹图形、用模拟法描绘静电场的分布、用落球法测液体的粘滞系数和线胀系数的测定;第二学期提供:用位相法和时差法测定超声波声速、非平衡桥测热电偶、磁滞回线的测绘、用低压电位差计测电阻。

2. 开放时间

根据实验室的条件, 我校物理实验室的开放时间安排在四个实验室有课的时间, 四个实验项目同时开放, 学生可以根据自己的时间, 来选择预约试验项目和时间。但是效果不是很好, 原因有两点: (1) 开放实验是正在上课的教师兼顾指导学生选做, 所以选做的学生在做实验时缺少指导, 有些盲目。 (2) 开放实验时间安排由于具有局限性, 因而影响了学生预约的积极性。

3. 开放选题

我校每学期为学生提供了四个实验, 并可自由选择。

三、开放式实验的优缺点

1. 优点

(1) 调动了学生主动学习的积极性, 有效培养了学生的实践能力。

在实验中, 我们注重培养学生的参与意识和动手能力, 放手让学生独立做实验, 代替教师带着学生做实验的旧模式;让学生自己阅读说明书和实验资料, 为学生创造了一个能发挥自身特长的教学环境, 符合学生的特点, 使学生按照自己的学习规律调整学习的内容和时间, 变被动为主动。这样激发了学生学习的积极性和主动性, 有效地培养了学生实际操作的能力, 充分挖掘了学生的潜力, 有效地培养了学生敬业精神和创新能力。

(2) 促进了教师业务素质的提高。

开放式实验对教师的业务素质提出了更高的要求。新实验体系采用循环实验方法, 每个教师不仅要指导基本实验, 还要指导开放实验。这就要求教师既要有扎实的基础理论知识, 又要熟练的操作技能。教师只有不断地充实自己, 更新知识, 促进业务素质的提高, 才能给学生更好的指导。

2. 缺点

基础物理实验教学主要服务对象是大学1—2年级本科学生 (相当部分高校仅局限于大学低年级) 。

(1) 开放式实验教学缺乏有效的运行机制。

学生态度积极, 但是因为实验室在开放时间上有一定的局限性, 很多学生失去了选做实验的机会。

(2) 能力培养的不完善。

开放实验的重要的目的是培养学生的动手、自学的能力, 但是教师提供的参考资料不充足, 并且低年级学生对自学形式没有更深的认识。

四、改进措施

在实验室开展开放实验的三年期间, 通过探索与总结, 我们认为实施开放式实验的需要以下条件的保障:

1. 选用合适的教材和实验指导书。开放式实验教学需要与课堂教学和学生的自修紧密结合, 因而我们需要选择适于教学需要的优秀教材和参考书, 为学生提供有效的途径查找完成实验的文字内容。

2. 加强对学生自学能力的培养。开放式的教学强调学生的自学能力, 教学形式宜采用学导式, 从而充分调动学生学习的热情和积极性。

3. 加强实验室管理, 建立有效的开放实验预约机制。

五、结语

开放式环境化学实验教学的探索论文 篇2

21世纪是科技创新高速发展的历史时期。众所周知,科学实验在科技发展中有着极其重要的作用,而科技的发展又离不开科技人才的培养,所以实验教学在培养现代科技人才中有着十分重要的地位。在高等教育阶段,实验教学不仅能够培养学生的观察能力、动手能力和独立操作能力,更重要的是能够培养其独立思考的能力、分析解决实际问题的能力以及综合应用创新的能力。高等教育如何适应社会的要求,改进和完善实验教学,培养出既有扎扎实实的基础理论,又能在科研和生产中有较强的开发能力的专门人才,以促进我国科技水平的提高,是一个迫切需要解决的问题。

三年来,我们在环境化学的实验教学中,大胆改革原有的教学模式,将基础性实验内容与设计性实验相结合,开展“开放式”环境化学实验教学,收到了较好的效果。实践证明,这样做既有利于学生掌握研究原理,又使学生熟悉研究方法,掌握技术技能,提高创新能力。本文就我们在“开放式”环境化学实验教学改革中的认识和积累的经验做一下介绍。

一、“开放式”环境化学实验教学的必要性

环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的研究有害化学物质在环境介质(大气、水体、土壤、生物)中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学,它是环境科学专业的重要专业基础课。环境化学实验是理论教学的重要组成部分。学生通过环境化学实验来验证理论,加深理解;通过实验来提高观察问题、发现问题、分析和解决问题的能力。因此,环境化学实验是培养学生科学探索精神和创新能力的重要途径。

(一)传统环境化学实验教学弊端分析

现代教育学理论强调,教学过程中应遵循传授知识与培养能力相统一、教师主导作用应和学生学习主动性相结合的原则。原有的环境化学实验教学模式只是完成教学计划规定学时的实验内容,存在下列缺点与不足:

(1)实验学时少,内容陈旧。教学计划内环境化学实验的学时只有16学时,每个实验内容为四学时,因此按照教学计划,仅能安排四个实验内容。另外,在规定的实验内容中,没有综合设计性的实验内容。在这样短的时间内和有限的实验内容中,学生的动手实验能力根本得不到充分的锻炼,更无从谈起对学生创新能力的培养。另外,传统的实验内容来自于教学参考书,不能反映环境化学最新发展,也没有联系身边的环境问题。实验内容和实践脱节使学生很少有解决实际问题的机会,缺乏实际锻炼。久而久之,学生对生活中的实际问题漠不关心。尽管学习了许多高深的理论,却没有能力对身边的简单现象和实践中的问题作出解释,结果学生纯粹为考试、就职而学习理论,学了一些死理论,这不仅是实验教学的悲哀,也是整个环境化学教学的悲哀。

(2)实验教学的主体—学生对实验内容没有选择权。在传统环境化学实验教学中,实验内容由教师统一规定。所有学生都进行一样内容、一样要求的实验,实验课结束后,实验室统一关门。实验能力强的学生没有机会做一些深入的探索性的实验,有特殊爱好的学生不能做一些他们自己感兴趣而规定的实验内容中所没有的实验。这种无视学生能力差异和个性发展的实验教学,使学生在实验教学中的主体地位根本无法体现。学生做实验的积极性自然调动不起来。

(3)实验教学方法僵化。在传统的环境化学实验教学中,实验内容、所需仪器、设备材料以及实验过程都是由教师规定的。实验前教师通常准备好实验器材、调试好仪器设备,一般还对实验步骤进行详细讲解,甚至进行操作示范。实验讲义也把实验原理、步骤甚至某些实验现象都写得一清二楚,使学生失去了独立思考、独立设计、进一步探索的空间。这种教学方式无疑束缚了学生的想象和思维,窒息了学生的创造力。由于实验中没有失败的体验和成功的喜悦,学生自然无法领会环境化学实验的真谛。这种机械的教学方法没有摆脱理论课的教学模式,完全失去了实验教学的生机,使实验教学根本未能发挥它应有的作用。

(4)实验室仪器设备的利用率不高。实验教学是高等学校实验室的基本工作任务,是实验室建设与管理的出发点与归宿。环境化学实验室集中了一批高级的进口的仪器设备。但是,在传统环境化学实验教学中,学生仅能在固定的实验课中使用这些投资巨大的实验仪器设备,实验课结束后学生便无权使用。在教学计划规定的四个基础性实验教学内容中,学生可能还接触不到某些高级的仪器设备。因此,实验设备的利用率不高,无形中造成了隐性的资源浪费。

(二)“开放式”环境化学实验教学的内涵

“开放式”实验教学是针对传统实验教学封闭性的弊端而提出的,它已经成为当前高校实验教学改革的必然选择。它不光指实验室的“开放”,还指实验教学内容的“开放”、实验教学方法的“开放”,实验教学评价的“开放”等不可缺少的内涵。所以实行“开放式”实验教学,首先一定要充分深刻理解它的内涵。

(1)实验时间开放“开放式”环境化学实验教学首先意味着实验时间的开放。实验时间开放又包括两层含义:第一,学生进入实验室的时间开放;第二,学生做实验的时间时数开放,也就是每项实验在时间长短上没有限制,每个学生可以根据自己的实际情况进行实验。

(2)实验内容开放从实验内容和学科发展的.关系分析,“开放式”实验教学的教学内容应具有与时俱进的特点。“开放式”实验教学应及时根据现代科技发展的新知识、新技术和新的实验方法而发展,以先进的实验内容吸引、激发学生的求知欲。其教学内容应具有很强的实践性,与社会生产实践密切联系。教师要经常参与来自社会的实践课题,并使其及时转化为实验内容,从而使学生也参与到实践课题中来。这样,既充实了实验内容,又锻炼了学生的实践能力,使课堂理论与实践密切结合。

(3)实验教学评价开放对学生实验能力的评价,不能只重视实验的结果,更要重视实验的过程,特别是实验过程中学生所表现的独立分析问题、解决问题的能力及创新意识等等。对学生的环境化学实验考核要全面考核学生的实验能力,包括:学生的动手能力、思维能力、创造能力、设计能力、查阅资料的能力、提出问题的能力等等,在开放实验中有独特见解和创新的应给予较高的评价。这样不仅使我们对学生的评价公开公正,并且使学生的创造性得到极大的发挥。

二、“开放式”环境化学实验教学的实践

针对以前教学模式存在的问题,我们对环境化学实验教学从内容层次上、教学模式上、教学方式上进行创新改革,具体的做法如下:

(1)从实验内容层次上将环境化学实验划分为基础性实验和设计性实验两类。在计划的16学时内,完成环境化学基础性实验的教学。

(2)从教学模式上,实验教学采取“双主”模式。通过实验教学手段的创新,引发实验教学改革,使教师的角色从传统的信息提供者变为学生求知过程中的合作者与引导者,即由教师变为导师。为实现以上目的,在“教”与“学”中找到最佳的结合点,根据教学内容与目标,创设一个既能起到老师导学作用,又能实现个别化交互与协作学习的教学环境,提出的新型教学模式为双主模式,它既可发挥教师的主导作用,又充分体现了学生的认知主体作用。

(3)在教学方式上采取计划内实验和开放实验两部分。基础性实验在学校规定的上课时间内完成;“开放式”环境化学实验在第七学期安排四周时间进行。我们在环境01级的开放实验教学中,教师拟定了若干题目,学生每5-6人为一组。学生自由选题后,即进行文献查阅的工作。学生在进入实验室进行开放实验之前,每组同学需要先提交开题的一个综述报告,然后由教师统一组织同题目的同学在一起,进行开题研讨。指导教师参加开题报告的讨论,对方案进行指导之后学生便可以进入实验室,开始实验。经过这样的过程,既锻炼了学生的文献收集与检索、综述的能力,同时也加强了学生的自学能力、独立思考问题的能力。开放实验的实验室工作结束后,学生即进入开放实验论文的撰写及答辩阶段。答辩是根据题目按小组进行的。每个组派一个同学自述5分钟,答辩10分钟。开放实验的成绩考核要考虑到学生的出勤、实验表现以及论文和答辩情况。另外,为了加强学生对开放实验的重视,我们把开放实验的成绩纳入到环境化学期末考试的成绩中,占环境化学总评成绩的15%。

三、进一步的改进措施

通过两年来的开放式环境化学实验教学改革,我们积累了宝贵的经验,同时也发现了一些问题,促使我们对今后教学应加强的方面进行了深思。

(1)实验内容的灵活与更新。实验教学内容活、教学方法活也是“开放式”环境化学实验教学的必备条件之一。“开放式”环境化学实验教学的教学内容是和环境化学、社会等外部环境紧密联系的,要与时俱进、不断推陈出新。这就要求指导开放实验的教师应加强学习,关注学科前沿,才能把最新的内容呈现给学生。既然教学内容来自社会实践、来自学生生活,形式多样,这就必然要求教学方法也必须灵活多样,才能达到预期的教学目标。可以举办实验讲座,向学生介绍学科的最新动态、实验的最新成果,系统介绍实验知识、实验方法和手段。这样一来,既可激发学生实验的积极性,又可使学生掌握基本的实验知识和技能。

(2)加强对学生的实验考核。“开放式”环境化学实验教学中要促使学生主动到实验室来,就必须制定严格的实验考核制度。根据科学合理的考核标准对学生的实验情况进行全面严格的管理。学生必须要有真本领才能通过。实验考核的成绩必须与升留级和学位的获得相挂钩。“开放式”环境化学实验教学不但要加强实验课程结束后的实验能力的考核,也要加强学生平时每次实验的考核—从实验预习准备、出勤情况、实验过程到实验结果、实验报告等方面进行全面评价。

(3)实验设备尽可能现代化、多样化。“开放式”环境化学实验教学的内容固然要新,要与时俱进,实验设备也必须同时更新。先进的实验设备也是“开放式”环境化学实验教学的必要条件之一。在“开放式”环境化学实验教学中,实验设备越丰富多样,学生选择的空间就越大,综合性实验、设计性实验的开展受设备的限制就越少,学生的实验方案也就越容易实现。所以,“开放式”环境化学实验教学的实验仪器设备在力求现代化的同时,还必须尽可能多样化,这样才能使“开放式”环境化学实验教学真正达到其应有的教学效果。

开放式物理化学实验 篇3

一、开放实验室对改进物理实验教学的意义

开放物理实验室是在新课程理念的引领下，通过给予师生自主选择实验资源、实验项目，自主安排实验时间、自主确定实验方法的权利，其内涵不仅是指狭义的“图书馆式”开放物理实验资源，还应该包括物理实验资源的开放、实验教学内容的开放、实验教学方式的开放、实验教学评价方式的开放，实现以开放物理实验室为载体，利用开放的教学理念来引领物理教学。

通过开放物理实验室，一方面，转变中学物理教学中“为考试而实验”的教学倾向，树立以实验为基础的物理教学观，发挥物理实验在物理概念、规律、习题教学中的作用，真正用“自主合作探究”代替“他主训练灌输”，另一方面，改变“唯分数论”的学生成绩评价观，用“关注能力，关注会学”代替“关注分数，关注学会”，调动学生学学习物理积极性，促进学生改进物理学习方式，培养学生的动手、动脑能力，提高学生科学素养和创新意识。

二、以开放实验室为平台改进高中物理实验教学的策略

1.齐全的实验室功能区、完善的实验室管理制度是开放物理实验室的基本保障。开放实验室是一个系统工程，是一个全新的课题，为确保开放实验室建设取得实际成效，充分发挥其培养学生的创新精神与实践能力作用。一方面，在传统的力学、电学、光学、热学实验室的基础上，增设合理的实验区，如综合实验室、数字实验室、学生自主探究实验室，为开放实验室提供硬件保障；另一方面，改变物理实验教学的组织管理形式，教学处、年管会、物理教研组齐抓共管，结合开放实验室的实际情况制定相应的实施管理办法；规定不同年级开放实验室的时间和空间；建立实验指导教师和实验辅导员岗位责任制；明确实验室操作规程及安全责任制，逐步建立起完善的开放实验的教学运行机制，把开放实验室建设成为激发学生学习兴趣、培养学生能力，具有一定学术性、创新性、导向性和示范性的学生科技活动组织。

2.基本的实验技能训练是开放物理实验室的基础。重视物理课程标准要求的中学物理中传统的经典实验，以培养学生的基本实验技能，提高学生对实验现象的观察、分析、总结能力，为学生实验创新能力的发展打下坚实的基础。如：基本仪器的使用，测量与间接测量的思想，控制变量法，等效替代法，实验数据的处理与评价，偶然发现的追踪等。

例如：“实验；用单摆测定重力加速度”包含许多思想方法：用间接测量的方法测量物理常数；用多次测量的方法减小偶然误差；用图像的方法处理实验数据等。包含许多实验基本技能：如何悬挂单摆的悬线？怎样测量摆长？在什么位置开始计时和终止计时？为什么？为什么要测多次全振动的时间？各直接测量物理量对加速度值误差有什么影响？“实验：探究小灯泡的伏安特性曲线”包含运用图像分析实验数据的能力培养：（1）猜测图像可能有什么特点？（2）电压从零开始逐渐升高，为什么在低电压区采点密集一些？用什么电路？（3）画出图象，分析图象特点：低电压区，中电压区，高电压区。（4）尝试解释这种图像的特点。像这些重要的实验思想方法和实验操作的培养，都必须通过学生的动手操作而体现出来。如电学中的电阻的测量、电源电动势及内阻的测量、探究。

3.以开放的实验资源改进物理实验教学。开放的实验室资源是让学生不仅充分利用学校实验室的器材，而且挖日常生活中的用品，学生自己设计或教师指导下进行小实验、小制作、小发明等各种物理实验探活动。不仅缓解了当前学校实验资源单一的状况，也拉近了物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学和社会、日常生活的联系，体会到小实验中蕴含着大智慧。况且有些实验资源本来的用途并不是进行物理实验，因此这实际就是一种开放实验室的创新形式。

例如：“小实验；水果电池的制作与相关量的测量”：材料：西红柿铜丝、铁钉、数字式多用电表。

制作步骤：

（1）取一个西红柿，分别将弯折的铜丝和铁钉插入西红柿中（中间相隔一定的距离）

（2）用多用电表红表笔接触铜丝，黑表笔接触铁钉，测量水果电池的电压。

（3）再用多用电表黑表笔接触铜丝，红表笔接触铁钉，再测水果电池的电压。

（4）根据多用电表的读数判断西红柿电池的正负极。

实验结果分析：（1）用万用电表测出两个电极间的电压约为0。6V，但几个水果电池串联却不能使一个小灯泡发光，为什么？引导学生通过对实验结果的分析与论证，其原因是水果电池内阻太大。（2）如何准确测定水果电池的E、r课本上的方案可行吗？为什么？有其他方案吗？学生在开放性问题的引导下，提出解决问题的方案（伏安法？安欧法？伏欧法？补偿法？），同时通过自己动手实验尝试去解决问题、发现新问题，使学生在体验成功和挫折过程中获取知识提高能力，从而感悟出物理学的思想和方法。对其他学生自己设计的小实验还有很多，这里不再举例。

4.以开放的实验教学模式改进物理实验教学。传统的物理教学模式是教师按照教材的实验要求把实验的目的、原理、步骤讲授给学生，学生像操作工那样去逐步完成实验步骤，这样既不利于学生实验能力的提高也不符合新课程理念。实验教学模式的开放，要求教师充分重视学生的主体地位，发挥学生的主体作用，实验教学中学生以实践者、研究者的身份积极参与，教师的作用是一方面对学生实验过程中的困难提供必要的指导和帮助；同时引导学生学会对实验中的问题，多角度、多方位进行思考，为不同学生提供不同的可选课题，为不同学生提供同一课题的不同研究方式，挖掘不同学生的不同的闪光点。

例如：高一年级学生开展“落体运动加速度的研究”。要求学生二人一组，运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成以下任务：方案设计（直接测什么？如何测？）；装置调试；标尺制作；实地拍摄；照片分析；实验报告。教师提供的帮助：方案设计提示；频闪技术指导；参与讨论，提供器材，进行质疑，点拨思维。

例如，高二年级学生研究小孔成像，可引导学生研究以下问题：对晴天正午树荫下的光斑，请仔细观察并描述你所看到的现象，你能提出哪些问题？为什么有的光斑是不规则的，有的光斑近似为圆形？为什么圆形亮斑与不规则形相比，圆形较小？为什么圆形与不规则形相比，圆形较暗？你猜想哪些因素影响光斑的形状和亮度？与小孔的形状、大小有关吗？如何验证？需要哪些器材？设太阳到地球的距离为一个天文单位L，怎样设计实验测量太阳的直径D测出小孔到屏的距离l和屏上光斑的直径d，则太阳的直径为D=Ll·d。

5.以开放的实验教学内容改进物理实验教学。传统的物理实验教学内容是教材中规定的实验，实验教学内容的开放，一方面是对教材中学生实验进行改进、拓展。如改“验证性”实验为“探究性”实验或设计性实验；改教师课堂“演示实验”为学生“探究性”实验；改进教材中原理不科学、现象不明显、效果不理想的演示实验；把新授课教学与实验教学融合一体的实验探究式教学；把习题课教学与物理实验结合起来的教学等等。

例如：我们用生活中的锉刀来演示自感现象，将电源正极与锉刀的一端相连，负极连接铜多芯导线，导线的一端在锉刀上来回移动，相当于快速地通断电，可以看到微弱的电火花，如果加快导线在锉刀上移动的速度，可以看到更强的电火花，这说明电流变化越快，自感电动势越大。用一根红色的导线绕在铁锉刀上，相当于增加了铁芯上线圈的匝数，同时将一根蓝色的导线直接接在电源负极，将两根导线同速在锉刀上移动，这时可以看到，红色的导线头产生的电火花更强，这说明，匝数越多产生的自感电动势越大。

大学物理实验开放式教学与管理 篇4

关键词：物理实验,开放式教学,开放式管理

物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验是物理知识的基础。从物理教学方面看，物理实验不仅可以有效地帮助学生建立概念、掌握规律、突破难点，而且对引导学生发展特长、拓展思维、培养创新能力有着独特的作用。传统的封闭式的实验教学模式导致学生感觉物理难学，物理实验缺乏吸引力，动手能力低下，并且严重限制了学生的求知激情和创造性思维。开放式实验教学与管理是指从传统的实验教学与管理中走出来，对实验教学方式、教学内容、实验评价、实验室管理等方面进行全面开放，充分发挥学生在实验教学活动中的主体作用，为学生提供一个能够充分发挥自主性、创造性的学习环境，提供更为丰富的、可以留给学生更大思考空间的教学模式。我系在认真研究当前高等教育改革发展趋势的基础上，对物理实验教学进行了系统的改革，结合我系专业设置和办学特色，出台了物理实验室开放式教学实施办法。我系于2006年9月完成开放式实验教学与管理系统并投入运行，经过两年多的探索与发展，开放式实验教学与管理系统不断完善，且收到了较好的效果。

一、开放实验内容

依据“以人为本、加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”的教学理念，我系提出开放式实验教学与管理系统的基本原则是“分层次、多模块、全开放、广辐射”，结合我校的专业特点，开放了以能力培养为主线的四个层次的实验：演示探索实验、技能训练实验、基础知识实验、提高创新实验。演示探索实验面向全校各年级的学生，有助于学生了解一些物理现象，提高学习物理的兴趣。技能训练实验主要面向全校大一学生，训练他们对一些物理实验基本仪器的操作，比如游标卡尺、天平、示波器、分光计等。基础知识实验则是根据各专业特点而开设的实验，这部分实验又分为必做实验和选做实验，让学生有更大的自主性。提高创新实验主要是面向高年级的学生，让一些对物理有兴趣的学生有机会更进一步地了解物理、学习物理。这些实验由浅入深、层层递进，能让学生逐步提高。

另外，在开放式实验教学与管理系统有仿真实验系统和实验教学录像，便于学生在未做实验之前了解物理实验过程。

二、开放式管理过程

开放式实验教学打破了以班级划分实验组的界限，学生自由选择实验项目、实验时间和指导教师。实现全面开放是一项很复杂的工作。我系通过开放式实验教学与管理系统控制全过程。以一学期的物理实验过程为例。

第一、第二周为误差理论学习时间，并学习使用实验选课系统。实验课自第三周开始，第十八周结束。每周发布下一周的实验开设情况，学生可以根据自己的时间安排情况选择何时实验，并且在实验开始前两天，学生有权利退选实验，但一个学生一个学期只有三次退选机会。

学生进入系统后，可以看到本学期的实验计划，了解这学期开设了哪些实验，其中有哪些是必做的，哪些是选做的。另外可以查询本周选了哪些实验，已经做了哪些实验，以及已完成实验的实验成绩。预约实验时在可预约实验的列表上选择想预约的实验即可。此系统还带有消息功能，若学生对实验有疑问，可向任何一个教师提问。

因为打破了以班级划分实验组的界限，所以我系在实验报告的管理上采用信箱模式。学生交实验报告时，只需将实验报告投入相应教师的信箱即可，教师批改完后，根据实验报告上写的班级，将报告投入相应的班级信箱。同时，为了便于学生选实验，不仅在实验教学楼的一楼大厅放在3台电脑让学生进入教学与管理系统，而且在每个实验室都放有2台电脑，供教师网上考勤和学生查询选做实验。

三、考核方式

为了体现学生物理实验成绩的真实、公平，充分反映学生的综合能力和创新能力，适应开放式教学的新形势，学生的成绩由三部分组成：课内、课外和期末考试。课内即预习、操作、真实数据过程的评定;课外成绩就是课后的实验报告;期末考试分为笔试和操作考试。考虑到教师人数有限以及实际的可操作性，每学期我系抽取部分班级参加操作考试，其余班级进行笔试。操作考试时，分为4个实验，每班学生在这4个实验中选取一个考试，每个实验安排3位教师监考。3位教师根据考核标准给分，其平均分即为该名学生的操作考试分数。

四、开放成效

我系开放式实验教学与管理系统运行之前，物理实验室开出的基础性实验项目是18个，设计性实验项目0个，系统运行之后开出的基础性实验项目是32个，设计性实验项目6个。通过对系统运行前的04级学生和系统运行后的06级学生进行抽样问卷调查，我们发现：对大学物理实验感兴趣的学生比例由35.6%上升到78.2%，学习大学物理实验课程后收获比较大的比例由28.6%上升到76.3%，学会使用基本仪器卡尺的学生由40.1%上升到89.2%，在杨氏模量实验中从望远镜中调试出标尺的平均时间由75分钟下降到45分钟，对实验教师测评的满意率也由80.4%上升到90.2%。

开放式实验教学模式是一种以学生为本，以学生独立进行物理实验的学习和研究为主，教师启发引导为辅的教学模式。实行开放式教学，不仅要求时间上对学生开放，而且在内容、教学方法、教学手段上也开放，是一种个性教学模式。这种教学模式能满足学生求知、探索和创新的欲望，侧重创新精神与能力培养。在对学生经过前一轮的基本知识和基本技能的严格训练后，让学生根据自己的能力、专业特点、个性兴趣以及时间，自主地选择不同的实验内容和实验时段。开放式实验教学改变了以传授知识为主的传统教学方式，遵循传授知识和培养学生能力并重原则，是未来实验教学改革的必然趋势。

参考文献

[1]张小灵, 胡其图等.物理实验网络选课系统[M].北京:高等教育出版社, 2005.

开放式物理化学实验 篇5

在开放式实验教学过程中，教师要营造开放式的实验环境与教学氛围，这是一个非常重要的教学前提.高中物理课程中的很多实验都有着一定的探究性，这是培养学生实验素养的好素材.教师还可以在原实验的基础上进行一些适当的实验改编，一定程度提升实验的难度，进而展开对于学生实验能力的培养.同时，教师的教学观念要适当做出改变，实验教学并不一定仅仅局限于课堂上，可以让学生对于生活中的一些场景、现象展开观察，并且借助自己已有的物理知识解决生活中的一些实际问题.这种教学过程，不仅体现了开放式教学模式的优越性，也能够提升学生对于知识的理解与应用能力.例如，在探究平抛运动的规律时，因为生活中的实例非常多，教师可以让学生自主组织方案，让学生按照课本自己得出平抛运动的结论.这个过程很有意义，这不仅是开放式实验教学的一种非常好的体现，也是对于学生的思维能力与知识掌握程度的一种有效考查.同时，教师要给学生营造开放的时空环境，课堂教学并不仅限于课堂上的四十五分钟，这种传统理念上的课堂，需要得到开放，让学生在生活中、在大自然中去广泛挖掘教学资源.这些都能够丰富与拓宽实验教学，并且能够让学生感受物理知识的实用价值.二、鼓励学生的探究式学习

在开放式实验教学的背景下，教师要鼓励学生的探究式学习，要让学生的自主学习能力得到培养，这在实际教学过程中非常重要.物理实验中涉及很多对于实验现象的观察与思考，也有很多需要学生分析的实验过程，这些都是学生能够最终获取相应的实验结论的基础.在这个过程中，教师要给学生的独立思考与自主探究提供平台，让学生有更多自主发现与自主探究的过程，这对于学生实现知识的获取很有帮助.只有不断加强对于学生探究式学习能力的培养，学生的实验能力才能得到提升.例如，在讲磁现象和磁场时，教师可以结合生活中与磁现象有关的一些常见现象，以这些生活现象为切入点，引入新知识磁现象、磁场与电流的关系、带电粒子在磁场中的运动.具体而言，教师可以引入指南针、磁铁吸引铁钉、生活中常用的磁盘、家里常用的音箱喇叭发声、发电机等事物或现象，采取实验探究的教学模式，引导学生对这些生活现象进行探究性学习.这是一个很好的将新课学习与实验探究相结合的教学过程，不仅加强了学生对于这部分知识的理解与体会，学生在自主探究的过程中也培养了自己的动手能力.三、让学生进行有效的合作学习

建立低成本开放式物理实验室的实践 篇6

一、广泛收集实验器材，不断充实实验室的课程资源

1. 教师淘“器材”。笔者学校附近废品收购站的老板是本校的学生家长，听说老师为了自制物理实验器材来“淘宝”时，非常支持，并且只收取成本费。这样，我们很轻易地收集到了很多各种不同材料而又有用的“废旧物品”。

2. 学生捐“器材”。每学期学校物理科都举办一次“捐器材、献实验”活动，除了收集学生家里用坏了但仍适合做物理实验的废旧物品外，还收集农村常有的低成本物理实验资源。如木材、竹子、桔杆、石块、树叶、竹叶、菜叶、羽毛、粘土等。

3. 学校体育科组和实验室献“器材”。 体育科组淘汰或废弃的残旧体育用品，如乒乓球、羽毛球、实心球、铅球等。学校实验室报废的实验仪器设备，这些仪器设备随意丢弃既污染环境又造成浪费，我们可以把有用的部分拆卸下来，变废为宝。

4. 请求学校每年花部分经费买“器材”。可以根据班级各个实验小组情况，在条件允许情况下购置一些实验器具。例如我们在参观广东科技中心时购买能够演示机械能转移的“碰撞钢球”、“磁悬浮球”，在市场上购买一些激光笔、强光灯、LED灯、易粘挂钩等。

二、将收集到的实验器材进行加工、修理和再制作

这些收集起来的材料，堆积起来足有一屋子，如何把它们变废为宝呢，有些材料只要进行简单的清洁、干燥、上色处理，贴好标签就可以直接归类进入实验室的器材柜了，而有的必须对它进行一些维修处理，才能充当实验器材。例如报废投影仪上的风扇，学生电源上的电压换档调节器，某些电路元件上的漆包线，收音机、录音机上的零件等都可以把它们拆卸下来。又如电风扇上的风速调节旋钮可以拆卸下来做变阻器用。

三、分类整理，建成低成本物理实验室

对于我们在日常生活中收集到的物品，还必须根据教学中各个演示实验仪器和器材的需要进行一些改装、简单的修理或者是加工处理和再制作，然后进行清洁、干燥、上色、编号后贴好标签，再按照其作用、功能、特性、工作原理等进行分类整理进橱。最后向学校申请5-6个专用场室：1个作为储存室专门用于收集实验器材，储存室里最好配备几排器材橱，这样可以把收集到的实验器材分门别类地储存起来，避免堆压损坏这些器材；1个作为修理室专门用于改装、修理、加工收集到的实验器材，配备简单的维修工具、修理桌等；其余4个可以按功能建成力学、电学、光学、热学4个低成本实验室。

四、建立开放式管理实验室的新模式

1. 实验仪器设备实行预约开放。实验器材向师生实行全开放，师生既可以从开放式实验室外借器材做实验，也可以在实验室做实验。每次实验前要求教师和学生应提前三天将《实验联系单》交给实验员，实验员应根据实验联系单，做好实验室的安排和实验器材的准备工作。

2. 实验时间上实行预约和定时开放。对于教师要求的学生分组实验或演示实验，一般实行预约开放。如果是学生做自己的实验，考虑到学生的自由时间都比较集中，则实行定时开放。如每周星期二和星期四两天的第八节课安排几个实验室全部向已预约的学生开放。

3. 实验内容的全面开放。实验内容既可以是书本上要求的学生分组实验和演示实验，也可以是书本上的小实验、小探究。《实验联系单》中要求师生一定要填写实验名称、实验所需器材名称及数量。

责任编辑 罗 峰

开放式大学物理实验教学的负熵机制 篇7

关键词：开放式,物理实验教学,熵增,负熵机制

1 传统大学物理实验教学的“死寂”平衡状态

诺贝尔奖获得者、比利时物理学家普利高津提出的耗散结构理论认为：相对应的平衡态是孤立系统经过无限长时间后稳定存在的一种最均匀无序的状态。而一个远离平衡状态的开放系统，在外界条件变化达到某一特定阈值时，量变可能引起质变，系统通过不断地与外界交换物质与能量，就可能从原来的混沌无序状态转变为一种空间、时间或功能都稳定有序的状态。

用耗散结构理论观照传统的大学物理实验教学，其症结在于长期陷入因循守旧、自我封闭的超稳定“死寂”平衡状态：一是实验课程体系封闭，按力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验和近代物理实验等分别独立的单元组织教学，忽视了学科之间的兼容性；二是实验功能内容封闭，基本以验证性实验为主，将实验功能局限在单纯验证某个定理、定律、公式上，束缚了学生知识面的拓展与实际能力的提高；三是实验教学方法封闭，长期沿袭“讲（讲要求）——做（重复实验）——写（填实验数据）”的固有单一模式，枯燥乏味，学生兴趣不高；四是实验教学时间封闭，学生只能在固定的授课时间进行实验，实验室其他时间不开放；五是实验物质资源封闭，实验仪器设备只供授课班级使用，没有充分发挥设备资源在教学、科研中的作用；六是实验人员管理封闭，物理理论课教师、实验课教师与实验管理人员职能泾渭分明，教师、学生的角色定位僵化，实验教学的人力资源没有充分发挥。系统论将“熵”作为系统混乱程度的度量，根据热力学原理，系统的内熵总是向增加方向改变。上述各种封闭因素就是导致大学物理实验教学系统长期混乱、无序、低效的“熵”，这种封闭体系已远远不能适应提高学生综合素质能力的教学改革的需要。

2 改革大学物理实验教学的开放式“负熵”机制

按照耗散结构理论，要使系统从无序向有序的方向发展，就必须从系统外界引入“负熵流”，以抵消系统本身熵的增加。一个系统只有远离超稳定的“死寂”平衡状态，处于不断地从外界引进物质、信息与能量的不稳定的变革状态中，才能演化为有生命力的有序状态，这种开放有序结构称之为耗散结构。大学物理实验教学改革的关键是有效克服长期封闭性的固疾，致力于从各种途径引进信息、人力、物质资源的负熵流，以减少乃至消除不适应新形势发展需要的无序僵化因素，形成多元开放、鲜活有序的教学改革耗散结构状态。

如图1所示，改变大学物理实验教学“死寂”平衡状态的基本途径是引进负墒流，建立起科学的负熵机制，通过知识信息流、人力资源流、物质设备流的开放交流，最大限度地改变封闭实验教学模式因熵增而导致的“死寂”无序状态，形成实现促使学生夯实基础、培养能力、发展特长、激励创新、提高素质的培养目标的鲜活有序状态。

2.1 实现知识信息流的开放交流

2.1.1 变单一性实验为综合性实验

应改变固有大学物理实验教学各种实验自成单元，互不关联的单一实验形式，形成学科内容开放交流，能促进学生融会贯通各种知识的综合性实验形式。笔者通过对仪器的开发进行了将单一实验改造成综合性实验的尝试，如牛顿环测曲率半径实验，在原有读数显微镜的基础上，增加ccd系统，同时通过数字显示进行当量测量，这样就把ccd技术、当量测量技术、以及显微技术融合在一起，使用显微镜就不只是单纯学会显微测量技术。综合性实验不仅包括实验内容融会贯通，还包括多种实验方法的综合运用，如利用flash技术制作了与现实仪器逼真的仿真实验，就是将计算机技术与物理实验手段结合在一起的综合性实验。

2.1.2 变验证性实验为设计性实验

应改变传统验证性实验学生接触的信息量少，局限于单向思维的弊端，将其改变为促使学生主动从多种渠道吸收知识信息，激活思维的设计性实验。如伏安特性曲线测量的设计性实验，教师可先提出命题，如用2.5伏电压测量150欧姆电阻，然后由学生自行设计选择适当仪器、实验所需电路等进行实验。又如在分光计光栅衍射的设计性实验，可将全息技术与光栅衍射结合，首先学生设计使用全息技术制作出光栅，然后再使用分光计对光栅进行检测。

2.1.3 变传统性实验为创新性实验

变传统性实验为创新性实验的一个途径是在传统基础实验项目的教学中适时引进近代物理学的新思想方法、新研究成果，促进实验教学内容的与时俱进，推陈出新，如用激光演示光的干涉和衍射、用发光二极管演示电磁感应中机械能与电能的相互转化等。

变传统性实验为创新性实验的另一个重要途径就是将只要学生被动地接受知识信息、验证固有原理的传统物理实验改变为开放式的创新性实验：学生有了创新思想，就可自行设计实验方案，预约实验项目与实验时段，提出使用的仪器、设备、材料，自行装配、调试、操作实验仪器设备，在老师的指导下独立完成创新项目的设计制作。这种实验还包括学生对各级部门批准立项的本科生、研究生创新、创业科研项目的研究实验，包括学生参与教师主持的科研项目的研究实验。这种创新性实验能有效地提高学生操作现代化仪器设备的动手能力、现代技术设计能力与科研能力。2009年起笔者所在学校创新性物理实验数量逐年增长，学生获得了多项校级科研课题、大学生研究性学习和创新性实验计划项目、湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目。

2.1.4 变关门实验为开门实验

应改变以往大学物理实验的场地只局限于校内实验室、实验项目只局限于教材内容，信息滞留，脱离实际的形式，促使实验教师与学生走出校门，将自成封闭体系的“关门实验”变为理论联系实际，解决企事业生产管理实际问题的“开门实验”。如激光在农产品储藏中的应用、光纤传感器在卫生间的应用、用超声波测量骨折和骨裂、磁场在锅炉水垢处理方面的应用、简易型紫外线照度计的设计等项目都可以成为联系实际，直接服务于企事业生产管理的开门实验项目。走出去的开门实验使物理实验有了广阔场地，也通过引进企事业单位生产管理领域的新需要、新信息、新技术更新了实验内容，促进了物理实验教学的有序高效。

2.2 实现人力资源流的开放交流

人是实验教学改革的第一要素，建立大学物理实验教学的开放式“负熵”机制就必须实现实验教师、管理人员、学生人力资源流的开放交流。

2.2.1 实验角色由固化变为异动

理论课教师与实验课教师可实现异动交流：从事物理学理论教学的教师应参加相关课程的实验指导，完善实验内容，改进实验方法，研究实验仪器；实验课教师也可走进课堂讲述物理学原理，促使学生为实验学习奠定理论基础。实验课堂上教师与学生的角色也可以异动交流：研究生、高年级本科学生可以辅导低年级本科生完成实验，某些演示实验项目可以让学生上台演示操作，可以让基础较好、先完成实验的学生辅导其他实验小组完成实验任务。

2.2.2 实验对象由局限变为开放

可改变物理实验教学只对理工科专业学生开放，实验对象长期固定不变的现状，实现物理实验教学对象的多元开放。大学物理实验教师应积极争取在全校开设“物理实验基础入门”、“趣味物理实验”、“物理演示实验”等选修课也可为艺术设计、工商管理、法学等文科专业本科生开设物理实验选修课。这种开放式实验教学形式可以促进文、理科学生的信息交流、能力互补，促进大学生综合素质全面提升。

2.2.3 教学方法由注入式变为启发式

实现物理实验教学中人力资源的开放流动的重要途径就是变传统的注入式教学法为启发式教学法，通过实现教、学双方思维能力的双向交流，来充分开发学生的多元智力，提高学生的综合素质能力。如物理实验教学改变纯讲述理论要领的注入模式而运用启迪学生的情境策略法就是典型一例。教师可以用故事创设活跃思维的情境，如在讲解振动实验时引入《刘宾客嘉话录》的故事：洛阳和尚因房内挂罄自鸣作响而惊忧成疾，罄锉几处后再不作响，以造成悬念，开拓智力；也可引入生活情境引发学生思考，如讲用扭摆测物体转动惯量的实验时，提出如何测自行车前轮的转动惯量的问题。物理实验考核可以一改卷面判分的单一形式为激活学生思维，考查学生实际能力的多元化考核形式，可以借用文体竞赛的随机抽签法，由学生抽签试题，单人操作，当场记分。也可以采用撰写实验小论文、编制设计性创新性实验报告、举办实验成果展览会、现场报告实验成果并进行答辩等方法来进行考核。这些教学、考核方法均实现了教、学双方多元智力的双向交流，大大优化了实验教学效果。

2.3 实现物质设备流的开放交流

实验仪器设备是大学物理实验的硬件条件，要建立大学物理实验教学的开放式“负熵”机制，就必须实现实验物质设备流的开放交流。

2.3.1 变仪器设备种类的单一性为多元化

大学物理实验教学应改变只能应用实验室固有的实体仪器设备的作法，在计算机技术高速发展的今天，完全可以引进物理设备流来改进实验教学条件，运用计算机仿真技术、多媒体课件演示等实验手段，实现实验仪器设备硬件的“虚”“实”多元化组合。

大学物理仿真实验可以弥补实体仪器实验设备不足、不能使学生剖析仪器结构性能、不能充分理解实验设计思想和方法等方面的不足，既开拓了实验物质资源，也拓展了学生的思维空间与创新能力。笔者开发的仿真实验系统软件将仪器的所有功能特性（仪器的形状、参量、可进行的动作等）都封装到虚拟仪器内部，使同一个仪器可用于不同实验中，每一个虚拟仪器就是一个单独的Flash文件,将这些文件放入一个子目录中,就构成虚拟仪器库。在做一项实验时,只要修改INI文本文件选择必要的实验仪器,就可构成实验中的小仪器库，学生就可以从小仪器库内自主选择仪器进行各种实验。这种基于仪器库的仿真实验，能让实验课教师根据实验课不同的教学目的，针对不同专业学生的实验教学要求，灵活机动地选择不同的实验方案，既符合因材施教的教学原则，也节省了人力物力。

2.3.2 变仪器设备管理的被动性为主动性

进行传统的验证性实验教学，往往是教师组装调试好实验仪器，只需学生依葫芦画瓢地动动手。学生不能进入仪器室，不能了解各种实验仪器的构造性能，在另外场地做另外实验就不能正确熟练地使用各种仪器。学生对一些科技含量较高的仪器设备的感觉更是“黑匣子”，根本无法了解其内部构造与运转原理。而实施开放式实验教学，变验证性实验为设计性创新型实验，学生自己设计实验方案，自行装配、调试、操作实验仪器，在老师的指导下独立完成设计与制作。实验室开放后为学生提供了使用仪器场地的充分便利，还可把闲置不用的仪器提供给学生兴趣小组，支持学生开展科技活动。如学生领取实验室闲置的物理天平、游标卡尺、螺旋测微仪等测量仪器用于科技活动中长度及固体密度测定的实验，为他们以后从业工程测量打下了基础。

综上所述，大学物理实验教学改革的关键是变革自我封闭的超稳定“死寂”平衡状态，扭转各种封闭因素所导致的混乱无序、效益低下的“熵增”趋势，致力于从各种途径引进知识信息流、人力资源流、物质设备流等消除无序因素的“负熵”流，建立起多元开放的科学负熵机制，促成高校高素质人才培养目标的实现。

参考文献

[1]陈汉军等.个性化大学物理实验教学的探索与实践[J].实验室研究与探索,2010,(2).

[2]张锐波等.大学物理实验创新教学[J].实验室研究与探索,2010,(1).

[3]管志花.在大学物理实验教学中学生主体性的创设[J].科技向导,2010,(6).

[4]张玲玲等.大学物理实验教学的改革与实践探索[J].吉林教育学院学报,2010,(5).

开放式物理化学实验 篇8

1 实验开放式教学背景

我校大学物理实验是面向信息工程学院和机电学院两个二级学院本科学生的必修公共基础课程。实验计划32学时,每届修课学生人数近1000人。原来采用传统的教学方法,带班做实验,一学期做哪几个实验都是规定的,且学生只能在规定的时间内完成实验。造成了基础好、动手能力强的同学在很短的时间内就完成实验,基础差、动手能力相对较弱的同学在规定的课时内不能完成实验,达不到因材施教的目的、更谈不上创新性的培养。另外,随着高校的扩招,班级人数的增多,原有实验仪器台数已经远远不能满足每个人一台的需求,每次实验课都是两三个人一组,大大降低了学生的参与度和积极性。高校网络的普及为大学物理实验开放式教学提供了较好的辅助教学和管理平台,为实验教学改革提供了较好的技术支持。为此,在大量考察了其它各类高校物理实验教学的基础上,我们购置了开放式实验管理系统,并结合我校自身实际和需求进行了改进。开放式实验管理系统主要由“学生实验网上预约系统”、“开放式教学管理系统”、“实验刷卡一体机”等组成。以校园网为平台,将实验教学的各环节进行网络化管理,使实验课的选课、预约、上课签到等均在计算机上操作完成,从而实现实验室资源优化配置和共享,为实验室开放提供了有力保障[5]。

2 实验开放式教学的组织和实施

2.1 开放教学内容

我们根据不同专业、不同层次培养目标的要求,从有利于培养学生综合运用知识,提高分析和解决实际问题的能力与创新能力出发,将开放实验教学内容划分为三个层次:基础性实验、综合性实验、设计性实验。基础性实验主要学习基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验测量方法以及实验数据处理的理论与方法等,着重培养学生的实验意识、基本实验操作技能和动手能力,为后续实验做准备;综合性实验是对学习过的实验仪器和实验方法的应用。教师给定学生实验目的,给予一定的实验方法点拨,让学生独立思考、独立完成实验操作,并撰写实验报告。目的在于要求学生能综合应用学过的知识和技能去解决实际问题,培养学生的综合科学素养。设计性实验是指在教师引导、启发和鼓励下,学生自主查阅资料,设计实验方案,拟定解决办法,独立完成操作,撰写实验报告或论文,着重培养学生科研能力、创新思维能力和团队协作能力。开放实验教学内容具有较大的选择性,不同专业可以选择不同层次的教学内容,同一专业不同基础的学生可以选择不同的实验项目,这一做法极大地激发了学生实验的兴趣,提高了学生实验的积极性和主动性。

2.2 开放教学时间

为保证开放式教学的顺利进行,实施有序性开放。在开放前,大学物理实验室根据现有的教师资源对本学年所要开放的实验项目进行合理调配并制定开放顺序,每周开放4个实验室,每个实验室由专门教师负责。针对学生早上课程多,下午和晚上课程较少的特点,设定实验室开放时间。周一至周五,每天开放(13:00-14:30,15:00-16:30,18:00-20:00)三个时间段,节假日除外。第一周由大学物理实验中心统一安排一次理论课,主要讲解实验要求、数据处理、误差分析和“大学物理实验开放软件系统”中“学生实验网上预约系统”模块的使用及注意事项。学生从第二周开始就可进入相应的网址进行自主预约,不分专业、不分班级,由实验室根据学生预约组成相同实验项目教学班。实验课第三周开始,至第二十周结束,每周发布下一周的实验开设情况。

2.3 具体操作过程

学生进入相应的网址,输入自己的学号和密码进入“学生实验网上预约系统”,选定合适的实验项目、时间、座位和指导教师,填写实验所需仪器和实验主要内容,点击预约即完成本次实验预约操作。指导教师登入“开放式教学管理系统”,对学生预约信息进行审核,审核通过,即为预约成功,审核不通过则需再次进行预约。为了保证正常的教学秩序和提高实验仪器的利用率,我们规定预约不成功者需2天后才能再次预约。取消实验预约的学生需在实验开始1个小时之前取消,以便其他学生可以预约进行实验。对于预约成功而未来实验者则按旷课一次处理,并禁预约一周。

在学生实验开始之前,实验室老师根据本周开放的实验项目,将仪器摆放在不同的实验室中。学生可在实验开始前任何开放时间段来实验室熟悉所做实验要用到的仪器,也可至实验楼机房观看实验操作辅助教学视频,查阅相关书籍资料,完成预习报告。学生在约定时间刷卡进入实验室,按预约的座位对号入座,并在相应座位上的仪器使用记录本上签到,正式进入实验操作阶段。为保证开放教学秩序和使学生自主而顺利地完成实验,每个开放实验室均摆放有一台电脑,便于学生查询预约座位号和观看实验操作辅助教学视频。实验过程中,学生独立完成各种操作,若碰到问题,可向指导教师求助,指导教师则从实验现象、故障或异常现象入手启发学生积极思考,引导学生结合所学理论知识,独立分析产生故障或异常现象的原因,进而得出正确结论。实验结束后,测得数据由指导教师签字后方可离开。若学生在预约时间段内无法完成实验的,可下一次重新预约,再次实验,如果一次不行,可通过多次完成。

为了公正客观地评价学生在各个层次的学习效果,对于基础性和综合性实验,我们制定了“平时考勤成绩(20%)+实验成绩(80%)”的评价方法。平时考勤成绩由学生预约刷卡记录为主要考核依据,可由系统导出。实验成绩主要由实验预习、操作和报告三部分组成。为此,我们设计了专用实验报告纸,将预习报告和实验报告糅合在一起,实验时学生带预习报告,通过指导教师检查给出预习分数,分数合格方可进行实验,实验结束时给出实验操作分数。对于设计性实验,我们采用“实验准备30%+实验过程50%+实验报告20%”的评价方法。实验准备主要包括实验方案设计等;实验过程主要包括实验操作方法、实验结果记录等;实验报告主要包括实验数据处理、结果分析、创新内容等。对于基础性实验、综合性实验、设计性实验给予不同的权重,实验成绩的评定变知识考核为综合素质考核,大大增强了学生的创新精神和创新能力的培养。

3 实验开放式教学成效

我校大学物理实验实行开放式教学,取得了一定的成效。开放式教学对学生提出了更高的要求,要求其独立地完成预习、实验操作及实验报告,甚至独立地设计实验方案,提高了学生实验的主动性和创造性。以前由于整班排课的限制,许多时间都不能安排实验,加之班级增多、实验室仪器和教师资源有限,造成了一方面实验排课难,另一方面实验室闲置、仪器设备利用率低的矛盾。采用开放式教学后,学生自主选择实验项目和实验时间,实验的频率和实验循环的节奏由学生自己调节,增加了实验开设时间段,不但解决了实验排课难问题,还大大提高了实验室的容量和仪器设备的利用率。指导教师值班制,不用跟班走,教师资源得到合理利用,工作量更加饱满。因此,开放式实验教学可以最大限度地利用实验室各种资源。实行开放式教学,学生不再整班上课,一次实验的学生来自不同专业、不同班级,彼此之间互不相识,实验时却需要相互合作,共同完成实验,能很好地培养学生的团队协作能力和沟通交流能力。开放式实验教学采用分层次教学模式,使得学生不仅获得了相应的知识,同时也掌握了如何利用物理知识创造性地解决实际问题,为理工科学生的毕业设计打下了坚实基础。

4 结语

通过实践,我们在物理实验开放式教学方面取得了一定的经验,但是还存在着不足:时间上未做到完全开放,管理模式还有待进一步完善和提高等。这些都是今后要努力改进和完善的地方,物理实验教学如何更好开放,还需要不断的实践、探索和研究。

参考文献

[1]戴丽莉,陈建军,邓睿,等.有限开放性大学物理实验教学模式的探讨[J].物理工程,2008.18(5):39-43

[2]刘竹琴,白泽生.物理实验开放式教学调研与初探[J].实验室研究与探索,2008.27(6):125-127

[3]周岚,王伟,朱蜀梅.物理实验开放式教学的探索与实践[J].大学物理,2002.21(10):43-46

[4]宁智华,祖小涛,姚列明.全开放型物理实验教学模式的探索与实践[J].实验技术与管理,2006.23(8):104-108

开放式物理化学实验 篇9

目前, 各中学对于趣味化学实验系统地、规范研究比较欠缺, 设计符合中学化学教育的趣味化学实验不仅能提高学生学习的兴趣和热情, 增强学生动手和探索能力, 促进化学知识掌握, 提高教学效果, 而且还可以使中化学知识因此形成区别于其他学科的特色, 更加受到学生的青睐。

笔者根据多年面向全校开放非化学专业趣味化学实验以及从事中学化学实验教学与设计课程的基础上, 提出了针对化学专业公费师范生开设超市型开放式趣味化学实验的尝试, 开展以“趣味、实用”为主题的“开放实验教学”。

一、趣味化学实验内容

由于培养对象为中学师资, 所以根据化学新课程标准在实验内容安排上分巩固知识型、探究提高型、导向实践型、系列专题型以及创新前沿型几个方面设置, 让学生查阅相关文献, 自由选择, 自主设计实验。现根据以往学生设计的趣味性化学实验分类别简要列举。

1. 巩固知识型趣味实验

(1) “烧不坏的手帕”

在掌握各种布料渗水情况后, 学生对“雨天中的布料”内容有了很深的印象, 反向设计“烧不坏的手帕”等趣味实验, 学生既巩固了知识, 又获得了新的知识。

方法:将95%的酒精和水以2∶1体积比混匀后, 将一手帕在该混合液中浸透, 用镊子钳住一角挑起点燃, 边燃边摇动, 燃烧片刻后, 熄灭火焰, 会发现手帕仍完好无损没有烧坏。

原理:乙醇燃烧时, 由于有大量的水蒸气蒸发, 在摇动时带走了大量的热, 所以手帕的温度并不高, 故手帕不会烧坏。

(2) “废旧饮料罐制作净水剂”

学生对饮料罐并不陌生, 饮料喝完了, 饮料罐除了书上的用途外, 可以设计补做“废旧饮料罐制作净水剂”, 进一步增强学生的环保意识。

方法:将一片外表面打磨干净的饮料罐依次溶于氢氧化钾和硫酸, 微热使其溶解完全, 然后在冰水中冷却, 结晶析出完毕后, 过滤可得净水剂硫酸铝钾。将净水剂放入有悬浮物的一杯水中, 观察水由混浊到澄清透明的过程。

原理:饮料罐是由铝制成的, 铝能够溶于氢氧化钾和硫酸, 按一定反应后得到的硫酸铝钾水解可以获得吸附性很强的氢氧化铝, 从而达到净水的功能。

(3) “红糖制白糖”

方法:取红糖加水溶解于小烧杯中加热使其溶解, 加入活性炭, 不断搅拌, 过滤悬浊液, 得到无色液体, 在水浴中蒸发浓缩滤液, 当体积减少到原溶液体积的1/4左右时, 停止加热, 从水浴中取出烧杯, 自然冷却, 有白糖析出。

原理:红糖中含有一些有色物质, 要制成白糖, 须将红糖溶于水, 加入适量活性炭, 将红糖中的有色物质吸附, 再经过滤、浓缩、冷却后便可得到白糖。

2. 探究提高型趣味实验

这类实验是为了使学生对某一化学知识或原理能得到进一步的理解而设计。其涉及的知识往往超越了学生现有的知识, 需要作进一步的探索才能真正理解。此类实验可以启发学生思维, 使其获得更多的知识。

(1) “变形鸡蛋”

鸡蛋壳是比较硬的, 如何让“硬蛋”变成“软蛋”实现变形呢?

方法:通常, 鸡蛋壳是比较硬的, 拿一个普通鸡蛋, 让学生看一看, 捏一捏, 试试它的硬度, 再拿出两个花瓶 (或烧杯) , 让其中一个瓶口稍大于鸡蛋, 另一个稍小于鸡蛋, 演示一下鸡蛋是无论如何也放不进小花瓶的, 事先在大花瓶内装入稀盐酸, 小花瓶内装入清水, 保持其外观一致。先将鸡蛋放入大花瓶, 稍待片刻, 把鸡蛋倾倒而出, 放入小花瓶。

原理:由于鸡蛋壳主要是由C a C O3等物质组成, 当浸入稀盐酸时, 发生反应2C a C O3+2H C l=Ca (HCO3) 2+Ca Cl2, 鸡蛋壳溶解, 所以鸡蛋变软, 又由于鸡蛋内膜由非碳酸盐组成, 不容于稀盐酸, 所以又不会破裂, 而保持鸡蛋原形。

(2) “魔棒点灯”

方法:在蒸发皿上, 放些研细的高锰酸钾晶体, 向晶体上滴几滴浓硫酸, 轻轻用玻璃棒将其混合均匀, 取一根长玻璃棒或金属棒, 蘸上述混合物, 用蘸药的一端去接触灯芯, 灯芯便会着火。

原理:高锰酸钾和浓硫酸反应产生氧化性极强的Mn2O7, 一遇到乙醇等易燃有机物, 便立刻燃烧。

3. 导向实践型趣味实验

为使学生感受到化学与生活是紧密相连的, 增强学生学以致用的意识和能力, 以生活应用为题材, 设计一些应用性强, 具有可操作性的实验。

(1) 蔬菜中维生素C的测定

方法:在玻璃瓶内放少量淀粉, 倒入一些开水, 并用小棒搅动成为淀粉溶液。滴入2~3滴碘酒, 你会发现乳白色的淀粉液变成了蓝紫色。再找2~3片青菜, 摘去菜叶, 留下叶柄, 榨取出叶柄中的汁液, 然后把汁液慢慢滴入玻璃瓶中的蓝紫色液体中, 边滴入边搅动。这时, 你又会发现蓝紫色的液体又变成了乳白色。说明青菜中含有维生素C。

原理:淀粉溶液遇到碘会变成蓝紫色, 这是淀粉的特性。而维生素C能与蓝紫色溶液中的碘发生作用, 使溶液变成无色。通过这个原理, 可以用来检验一些蔬菜中的维生素C。

(2) 制作“叶脉书签”

方法: (1) 选择外形完整、大小合适、具有网状叶脉的树叶, 这是成功的关键, 叶脉不硬的就好像煮树叶汤; (2) 用水将树叶刷洗干净, 放在约10%的氢氧化钠溶液中煮沸。当叶肉呈现黄色后取出树叶, 用水将树叶上的碱液洗净; (3) 将叶子平铺在瓷砖或玻璃板上, 用软牙刷慢慢刷去叶肉。将剩下的叶脉放在水中轻轻清洗, 稍稍晾干后, 夹在书中压平。

原理:叶肉遇到腐蚀性液体就会发生腐烂。经过加热, 它会腐烂得更快。叶脉比较坚韧, 不容易被腐蚀。因此, 可以将一些叶片坚硬、叶脉坚韧的树叶制成叶脉书签。

4. 系列专题型趣味实验

根据一定思路, 设计一组趣味实验, 如再附一些有趣的情节, 则构成一个系列或专题的趣味化学实验。

例如:身陷“地雷阵”

方法:称取1~2g粉末状的碘于400m L烧杯中, 注入50~100m L浓氨水, 用木条做搅棒, 使碘能与浓氨水充分反应。反应2m i n后, 过滤、过滤时应尽可能使不溶物聚集在滤纸的圆锥中央。过滤一次后, 烧杯内仍残留许多未反应的碘, 为此应将滤液再次倒回原烧杯, 以使浓氨水与未反应的碘进一步反应, 然后再摇动烧杯, 倾出上层滤液过滤。重复以上过滤过程, 直至碘与浓氨水充分反应。最后, 将烧杯中所残留的固体, 全部转移到滤纸上。当漏斗中仅剩余少量液体未滤出时, 即可将滤纸从漏斗中取出, 平辅于一块木板上。这样, “地雷”就制备完成了。用木条将滤纸上的滤饼拨撒到要进行表演的水泥地面上, 晾干30~60m i n后, 即可进行, 试验者将发现, 当脚踩到该药品时, 会发出清脆的爆炸声, 并且随着脚步的移动, 这种爆炸声将持续不断, 使试验者不知如何是好, 犹如身陷地雷阵, 正是“进亦难, 退亦难”。

原理:在常温时, 碘跟浓氨水反应生成一种暗褐色的物质, 通常称之为碘化氮, 该物质是带有不同数量氨的碘化氮的化合物, 当碘化氮干时, 极轻微的触动即引起爆炸。如:受振动, 碰撞或脚踩时, 极易分解发出爆炸声, 由于有热量放出, 从而使生成的碘变成紫色的碘蒸气。

5. 创新前沿型趣味实验

设计可行的前沿型趣味实验, 使学生初步了解当今与生活相关的前沿化学知识。设计一些容易实现的前沿型实验, 让学生了解新型功能材料, 感悟化学中的神奇现象。

(1) “污水变纯净水”

方法:取一烧杯自来水, 向其中滴加几滴红墨水, 红墨水会扩散于整杯水, 然后向其中加入适量纳米二氧化钛, 一段时间后烧杯中的水又红色变为无色透明。

原理:墨水显示一定的颜色只因为含有有机色素, 纳米二氧化钛是一种新型的光催化材料, 可以在可见光的作用下发挥其自身的催化降解作用, 将有色物质降解为无色无害的水和二氧化碳, 从而实现污水的处理。

(2) 透明的“铝片”

方法:将一片高纯铝片洗净、抛光, 在草酸溶液中进行阳极氧化实验, 在电流的作用下发生电解反应, 经过除铝基、扩孔即可得到透明的“铝片”。在电镜下可以观察到“铝片”上出现了规则的孔结构, 孔的直径在100nm以下。

原理:高纯铝片在草酸中进行阳极氧化, 最后变成了厚度只有10~20µm, 孔径100nm以下的透明的氧化铝薄膜。

趣味化学实验在化学教育中起到由浅入深的作用, 对于生活中的化学、社会中的化学、科学技术中的化学等可以得到很好的诠释, 通过化学实验的趣味化改革, 使公费师范生掌握此类趣味化学实验技能, 便于其将来作为一名中学教师时, 顺利转变观念, 以现代教育理论武装自己, 着眼于提高学生的全面素质, 着眼于学生的发展, 从改革传统的课堂教学模式人手, 使学生的思维更加活跃, 手脑并用的能力更强, 创新意识和创造精神得到充分发挥, 提高课堂效益, 切实提高教学质量, 既减轻学生负担, 又培养学生的能力, 使学生养成“主动学习”的习惯, 这是“减负”的良好途径, 而且还可以使中学化学教学因此形成区别于其他学科的特色, 倍受学生青睐。

二、趣味化学实验开放模式

“开放实验”源于20世纪60年代初期美国的物理实验教学改革, 又称“自由实验”“可扩展实验”“开放式实验”等。1979年我国高校实验教学改革中首次提出开展“开放实验”的倡议。所谓开放实验, 最简单的理解就是将实验室全天开放, 学生根据自己的情况选择时间去进行不同的实验。比如:课程计划以外的实验、学生自己设计的实验或科技制作等, 实验室免费提供实验设备和仪器药品并提供实验指导。从教的角度讲, 开放实验是一种新的实验教学模式, 即教师根据教学情况, 拟就若干个实验题目, 由学生选取后自行查阅文献、自行拟就实验方案、自行写好实验预习报告、按需要预先约定使用实验室, 最后独立完成实验。在这种新的实验教学模式中, 教师的作用主要是提供必要的理论引导和实验指导。从学习的角度讲, 开放实验是创设一种开放的、自主的学习环境。良好的开放式教学环境和条件, 有利于学生的学习积极性和学习潜力的充分发挥, 有利于创新人才的早期发现和快速成长, 有利于学生自主学习和人才的个性化发展。从管理的角度讲, 开放实验对实验教学管理提出了新的要求, 甚至可以说是一种新的挑战, 需要树立新的管理理念, 寻求全新的管理方法, 形成新的管理模式, 使开放实验既能保持一定的弹性和灵活度又能有序进行。针对学生提出的趣味化学实验内容, 实验室开放模式拟模拟超市运行模式, 从以下几个方面实施。

1. 实验时间开放

除教学计划安排的课内时间外, 每周的五个工作日内有两天8∶00~11∶30和14∶00~17∶00中学化学实验教学与设计实验室对学生开放, 星期六9∶00~16∶00对学生开放, 学生可以利用课余时间根据自己的兴趣设计趣味化学实验内容, 进行贴近生活的趣味化学实验的探究性研究, 使学生在熟练掌握各种实验技能的基础上树立今后培养中学生实验兴趣的思想, 从而也培养科研思想和创新意识。当然这些探究性实验都是学生向指导教师申请后, 在指导教师的指导下, 从选题—查找资料—定题—写出实验开题报告, 在确保没有大的安全问题的情况下, 给学生的开题报告签字同意, 学生才能进入开放实验室。

2. 实验室仪器的开放

一般实验仪器准备室都具备常用的化学实验仪器, 基本可以满足趣味化学实验的需要。遵循超市的运行模式, 分类别将实验仪器入柜, 贴好标签, 达到任何一个人来到仪器室便能迅速准确地找到自己所需要的仪器。实验伊始, 实验技术人员发给每位从事实验的学生一个仪器药品箱, 学生可以根据自己的需要, 自己准备必须的实验仪器等器材, 放入箱中, 拿到实验室。实验完毕后, 任课教师及实验技术人员监督学生清洗干净仪器, 放回原位。这一步骤的实施锻炼了学生完整实验过程的训练。

3. 实验室药品的开放

一般实验室准备室也具备常用的化学实验药品, 基本可以满足趣味化学实验的需要。同样遵循超市的运行模式, 分类将药品入柜, 贴好标签, 做好索引, 达到每个人都可以迅速找到自己需要的药品。因化学药品的特殊性, 必须遵循实验室化学药品管理制度, 着重从以下2个方面作要求。

(1) 节约用量

在实验中药品取量的原则是既保证实验成功, 又不浪费。当然完全达到此要求是有困难的, 但现在学生取用药品普遍是超量的, 浪费现象较严重。其原因主要有一是缺乏节约观念;二是有“多多益善”的思想;三是取用药品量准确能力差。针对以上情况应采取以下对策: (1) 对学生加强思想教育, 讲清实验经费来之不易, 使他们树立节约观念。 (2) 向学生讲清不按规定多取用药品, 不仅造成浪费, 还往往会延长实验时间, 影响实验效果, 甚至导致实验失败, 使他们树立科学观念。 (3) 在不影响实验效果的前提下, 指导学生实验尽量配用容量小些的仪器, 从心理上控制他们少取用些试剂。 (4) 对实验中不听教师指导, 不按要求多取用试剂, 造成明显浪费的个人或实验小组要像不按操作规程而损坏仪器一样处以一定的赔偿, 以此来引起他们的重视。

(2) 药品安全性及回收

实验前, 指导教师要对具有一定危险性或毒性的化学药品介绍给同学们, 并摆放于特定位置, 标志明确。如: (1) 易燃品:二硫化碳、汽油、乙醛、乙醚、丙酮、苯、乙酸乙酯、甲苯、无水乙醇、工业酒精、二甲苯、原油、煤油、红 (赤) 磷、硫粉、镁条、铝粉、黄 (白) 磷、钾、钠、碳化钙 (电石) 等; (2) 氧化剂:过氧化钙、双氧水、氯酸钾、高锰酸钾、硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、重铬酸钾、硝酸汞、硝酸银、硝酸铜等; (3) 毒害品:氯化钡、氢氧化钡、四氯化碳、三氯甲烷、乙酸铅、水银、砒霜、氰化钠、氰化钾等; (4) 酸性腐蚀品:硝酸、硫酸、盐酸、溴、磷酸、甲酸、冰乙酸、乙酸、苯酚等; (5) 碱性腐蚀品:氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、氧化钙 (生石灰) 、氢氧化钙等。

实验后, 教师要指导学生做好有利用价值药品的回收工作。如未反应完的锌、铜等金属, 作为催化剂用的二氧化锰等, 学生实验配制的各种溶液, 有的生成物如氢气还原氧化铜生成的铜粉, 可再灼烧成氧化铜用。高锰酸钾制取氧气的生成物, 可用来制取氯气。废的酸碱, 可作洗涤液用等等。

三、开放式趣味化学实验管理模式

开发实验管理模式是开放式实验取得既定效果的关键因素。切不可认为开放实验不需要实验管理, 开放式实验并不是简单地把门打开, 让学生自由进出, 而是为他们创建一个宽松的、可充分张扬个性的环境。为此需要建立一个良好的管理模式, 我们尝试按以下模式进行:

1. 网上预约、本人登记

对于开放式趣味化学实验内容, 无论是必做还是自我设计实验内容, 学生都必须在查阅大量文献资料, 已基本准备充分的情况下, 提前一周向指导教师提出申请并在实验中心网页上进行预约实验室。其内容包括实验目的、实验原理、实验设计方案及实验所需的材料等, 以保证实验所需物质的准备和实验的安全可靠性。进入实验室以及离开实验室, 则必须在开放实验记录上签字, 等实验技术人员签字后方可离开。

2. 教师转变角色

学生的设计方案得到批准以后, 学生进入实验室的时间可自由选择, 为保证实验的正常开展并能获得良好的效果, 教师应注意充分发挥学生的主观能动性和创造性, 在每一个具体实验中, 允许学生失败后重做, 为学生提供充足的实验条件保障实验时间。指导教师也要一改过去按固定实验模式去管理和约束学生, 而是让学生自由发挥, 独立或协作的完成实验内容, 教师只是提供必要的理论指导和协助以使学生完成实验。这也为学生以后做实验性科研论文奠定了坚实的实验基础, 培养了学生的动手能力和独立思维能力。此时, 教师的角色已经从讲课教师转换为指导教师。

3. 实验考核方式

实验成绩的考核是调动和激发学生参与实验课程学习和探索的重要手段, 它不但能全面公正地反映学生的学习情况, 更能客观地反映出学生动手能力及独立分析解决问题的情况。为此, 针对开放式趣味化学实验的特点, 我们改变了过去考评时重期末轻平时, 重实验结果轻实验过程的做法, 采取促进学生发展的质性评价与量化评价相结合的评价方式, 新增加的质性评价项——包括教师评价、自己评价和同组同学评价, 这种评价能促进学生对实验态度、兴趣等方面的变化。这就要求我们教师要在教学计划安排的课时内对学生实验进行监控, 增加对学生的了解。质性评价占总成绩的20%.在量化评价方面, 加大对学生实验设计能力、实验创新探索及实验操作规范性和准确性等方面的考评, 并将这方面的成绩由原来的占总成绩的20%提高到40%, 对于实验的成功率及实验报告的考评也由原来占总成绩的30%增加到40%。这就极大地激发了学生投身于实验设计、改革与创新的热情, 既提高了他们对实验的重视程度, 又保证了实验课成绩评定的客观与公正性, 达到了预期的教学目的。

针对化学专业公费师范生进行“开放趣味性实验教学”的实践, 满足当前中学教育改革的需要, 也是高师课程改革和学生能力培养的有效途径。实践证明, 它既能改变高师学生培养的单一模式, 又能提高化学教师的素质, 使之在优化化学课堂教学的基础上, 还能从事化学实验方面的改革研究。实验室开放期间, 还要培养学生自主管理与使用实验室的能力。随着中学化学教育改革的深入, “开放趣味性实验教学”的实践还需不断地深入发展, 进一步加大开放趣味性化学实验的力度, 构建更加科学合理的“开放式趣味化学实验教学”模式, 融“开放式趣味性实验教学”于整个高师教育的全过程中。

参考文献

[1]黄忠臣, 韩芳.环境工程实验教学改革[J].科技情报开发与经济, 2007, l7 (29) :264～265.

[2]王炜祺, 陈凯, 张凤.教学仪器与实验, 2007, (8) :56～57.

[3]王晖.教学仪器与实验, 2007, 8:58～59.

[4]Patrica B.Mckean.J.Chem.Edu., 1999, 76 (7) :60～63.

[5]马志成, 论化学开放实验[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (1) :113～117.

开放式物理化学实验 篇10

一、全方位开放式分析实验的实施

1. 加强学生对开放式实验教学的认识, 激发学生的学习兴趣

为使学生对开放式实验教学的内容及意义有充分认识, 提高学生的学习积极性, 我们通常在本课程的第一次课就对学生讲清楚:实验在分析化学课程中的重要性;什么是开放式实验教学;开放式实验教学有什么意义;学生在开放式实验教学中做哪些工作, 应该注意什么等。

2. 实施全日制实验室的开放

传统型教学模式的课时限制和进出实验室的时间规定, 学生没有充分的时间来进行思考和实践, 学习兴趣较差。为了调动学生的学习积极性, 使学生充分利用业余时间进入实验室, 实行全天候开放制, 学生签名后可随时进入实验室进行实验, 给学生提供了充裕的实践时间。

3. 分阶段、多层次实验内容的开放

根据实验教学具体情况, 我们将开放式分析化学实验课教学内容分为4个阶段: (1) 基础训练实验阶段的开放:以基础实验为内容, 重点加强基本操作的训练。 (2) 综合性和设计性实验阶段的开放:学生通过系列实验和各种实验操作, 掌握各项实验技术与方法, 不断提高实验技术水平以及独立分析问题、解决问题的能力。 (3) 学生参与科研型实验阶段的开放:使学生学会如何发现课题, 如何搞科研工作, 培养学生实事求是科学态度、严谨治学的学风和相互协作的团队精神。 (4) 学生自选研究课题型实验阶段的开放:学生自己确定研究课题或选择由老师给定的课题, 通过各种渠道查找相关信息和资料, 完成课题的方案设计, 在指导教师的指导下进行实验, 撰写论文。每个阶段都全面实施开放式教学。由于我校学生的层次差异较大, 学生可跟据自己的实际情况自行安排每个阶段的训练时间, 使学生首先有扎实的实验技术, 然后由浅入深逐步学会理论联系实际, 将知识逐渐转变成能力。

4. 教学方法的开放

在开放式实验教学中, 教师的作用着重于启发、引导, 充分发挥学生的积极主动性和创新性。在基础训练实验阶段的开放实验教学中, 采用观看录象与教师指导相结合的方式, 规范基本操作, 强化基本技能训练。在综合性和设计性实验阶段及自选研究课题型实验阶段的开放实验教学中, 让学生讲述自己的实验设计方案, 其他学生可以提出质疑, 相互讨论。最后老师对各种设计方案进行点评。这种互动的过程, 可以让学生深化理解许多问题, 同时也锻炼了其表达能力和应答能力。另外, 每阶段的开放实验由不同的老师分别指导, 既减小了指导教师的工作量, 又充分发挥了教师的特长。

5. 实验室管理的开放

建立了一套开放性实验室管理模式, 实行信息化、网络化管理。实验室将现有的仪器、药品、综合性和设计性实验项目、老师的科研项目及学生自选研究课题在校园网上公布, 学生可在网上选题, 并根据实验室仪器及药品的情况设计实验方案, 避免了因实验室仪器及药品不具备造成实验方案无法具体实施, 提高了实验效率。

6. 实验成绩的考核的开放

实验成绩的考核办法好似学生学习实验课的指挥棒, 全面、正确、合理的实验考核方法能够有效激发学生的学习兴趣、养成良好的实验作风和科研态度[6]。开放性实验的教学目的是培养学生独立思考和独立解决问题的能力、综合运用能力和科研创新意识等, 为此, 我们将实验成绩分为四部分:平时成绩20%+基本操作技能20%+实验报告及小论文30%+综合能力 (包括分析问题、解决问题能力和创新能力) 30%。加大了对学生综合能力的评价, 客观地反映了学生的真实水平。

二、开放式分析化学实验教学的实践效果

近几年来对我校药学、生物、环境、化工等专业实施开放式分析化学实验教学, 取得了良好的教学效果。

1. 激发了学生的兴趣, 充分体现了学生的主体地位

近几年来开放式分析化学实验教学实践表明, 学生非常赞同这种教学模式, 参与积极性非常高, 尤其是实施分阶段、多层次实验内容的开放, 学生可根据实际情况选择适合自己的实验内容, 这样可使不同程度的学生得到不同的锻炼与提高, 学生在实验教学中的主体地位得以充分体现。

2. 真正使学生做到了理论与实践的有机结合

学生在理论课上学到的知识在开放式实验教学中得到了充分的应用, 促进了学生对理论知识的理解, 同时, 在具体的实验中发现了新的问题, 在解决这些新问题的过程中又使理论知识得到了进一步升华。因此, 开放式分析化学实验教学过程也是理论与实践的有机结合的过程。

3. 促进了学生综合能力的提高

开放式分析化学实验教学过程是学生自觉、自主实验过程。从选题、查阅资料、确定实验方案到具体实施方案、撰写实验报告或科研论文都是学生独立完成的。在这一过程中既培养了他们分析问题和解决问题的能力, 又锻炼了他们的意志。使学生既体会到了科研工作的艰辛和乐趣, 又逐渐建立起了自信心、增强了探索未知知识的兴趣。

三、结束语

实施开放式分析化学实验教学, 调动了学生的学习积极性, 促进了学生综合能力的提高;但在实验室的开放过程中还存在一些问题, 例如实验室缺乏、大型分析仪器较少、教师工作量较大等。在今后的化学实验教学中, 要进一步加大开发实验的力度, 构建更加科学合理的开放式分析化学实验教学模式。

参考文献

[1]陈怀侠, 蔡火操, 黄建林, 等.研究型设计性分析化学实验改革与探索[J].实验室研究与探索, 2007, 8

[2]徐雅琴, 付颖.开放式化学实验的研究和探索[J].实验技术与管理, 2007, 2

[3]王英华, 魏士刚, 程新民, 等.分析化学实验课程的改革与实践[J].大学化学, 2006, 4

[4]杨小凤, 叶发青.分析化学实验教学改革与实践[J].医学教育探索, 2006, 10

[5]赵秀英, 王平军.高校实验教学的开放模式探讨[J].实验室科学, 2006, 6