高校化学实验设计与实践4篇

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高校化学实验设计与实践4篇

第一篇

1、设计与实践

通过开设综合化学实验可以把所学到的理论知识和实验方法应用到实践中去,这对加深基础知识的理解和培养实验操作技能是大有裨益的。此外高年级学生即将准备毕业论文,综合实验无疑架起了沟通基础实验和毕业论文实验的桥梁,这一方面巩固和提高了学生的基础实验操作技能,另一方面也对学生综合运用化学知识和实验动手能力及自主探究问题和创造性思维能力的培养起重要的作用。综合实验的设计应体现综合性,可以运用两种或两种以上实验方法,内容应涉及多个知识点或不同课程的交叉知识点。在设计综合实验时,只指定实验目的或实验大的方向,要求学生自己设计可行的实验方案,并开展实验,学生做出实验预期和设想,并通过实验加以验证和实现。对无法得到明确结果的实验组织学生讨论实验失败的原因或改进实验方法的设想。如在我们色谱-质谱联用实验室,以气相色谱-质谱联用仪、液相色谱-质谱联用仪等中高端实验设备为依托,先后开展了中药挥发油成分的提取、鉴定和含量测定,市售白酒中塑化剂的鉴定及含量测定,不同方法提取甘草中主要成分的研究等综合化学实验。民族高校化学相关专业开设综合化学实验首先要考虑到各民族学生化学基础及实验基本技能参差不齐的情况,采取“循序渐进”的实验教学模式。传统的实验教学活动教师是主体,学生被动的接受,即使学生理论知识过关但实验动手能力、思考和解决问题的能力却显得薄弱。,为此,在实验教学过程中,从教师和学生都是主体再到以学生为主体,可以一步一步地启发学生,发挥他们的主观能动性。比如让学生先查阅相关文献了解近几年中草药挥发油提取物的研究现状,文献报导中用了哪些提取方法及不同方法的提取效率如何,学生在了解了相关背景后可以尝试用不同的提取方法如超声提取法、水蒸气蒸馏法、回流提取法、微波萃取法、酶提取法等研究中药的挥发油成分,学生在用不同的方法后可能得到不同的成分,各种方法发挥互补的作用。也可以对某种研究较少的中草药开发挥发油提取方法。从中草药的前处理到提取、鉴定,在这过程中,学生的积极性大大提高,动手做实验的愿望强烈,创新能力和实践能力得到培养和锻炼。此外,也可以通过“开放式”教学模式,搭建实验室开放平台,让学生根据自己的兴趣设计综合实验,这一方面可以让学生利用课外时间多开展创新性的小实验,另一方面也可以充分发挥开放实验室的平台作用,学生在良好的仪器条件、实验场地、药品齐全的环境下,更能激发实验探究的热情和科学研究的兴趣。比如大家普遍关心的食品和安全问题,学生在综合实验课上选定了白酒中塑化剂的课题,主动搜集塑化剂的相关材料,对市售白酒中可能含有的塑化剂进行定性和定量分析。学生在这样宽松、自由的实验室里,实验的积极性、自觉性和参与性提高,不仅可以高效率地完成实验,还可以让学生自主学习和思考,培养学生的思维能力和创新能力,从而全面提高学生的综合素质。

2、建议

2.1 加大综合实验的比例和投入综合化学实验的开展拓宽了学生的知识面,学生在对实验的基本原理、基本操作熟练的基础上可以综合运用各种实验方法和相关的理论知识设计实验方案。学生对实验结果进行数据分析,对光谱图、色谱图、质谱图进行解析,讨论实验方法的优劣,熟练掌握实验室各种仪器的操作和溶液的配制,其综合实验能力显著提高,创新性思维能力得到开发和利用。今后可根据学生的学习时间和教师的教学情况适当增加综合实验的比例。综合实验的顺利进行显然是离不开合适的仪器条件和充足的药品,为此可适当加大综合实验的投入,尤其是鼓励创新性的综合实验,争取更多的实验项目,必要时和兄弟实验室共享仪器或药品,为学生提供良好的实验条件和科研氛围。

2.2 对实验成绩实行评价制度

对实验成绩实行评价制度一方面为引起学生对综合实验从方案的拟定到实施的高度重视,另一方面也是为规范化学实验的教学活动,保证综合化学实验有序、稳步地进行。实验成绩的考核应以实验的操作和结果与讨论为主,以实验方案的制定和实验小结等为辅,综合考查学生的实验完成情况,对成绩较优异者,可以适当安排开放型的课题,鼓励探索和创新。对成绩不突出的学生了解他们的弱项,对知识点理解不够深刻或是实验操作不够规范的问题进行重点的监督和培养。

2.3 搭建信息化教学平台

以教育信息化带动教育现代化,实现教学资源的共建、共享是新课程改革发展的重要趋势。信息化教学平台可以涵盖化学基础课程信息,比如推出无机化学、分析化学等精品课程的教学视频及教学资源,学生可以在线学习并实现互动。对基础实验的规范操作通过视频讲解、演示打牢学生基础实验的操作能力,还可以通过虚拟实验培养设计实验和细心观察实验现象的能力。在具备了一定的理论知识和实验基本技能的基础上,充分利用信息化教学平台的资源,拟定综合实验的实验方案并着手实验。另外在实验过程中可能遇到的问题也可以在线和老师互动,及时向老师汇报实验的进展,确保实验顺利完成。

3、结语

民族高校综合化学实验的开展为培养大批优秀的民族人才,促进民族教育的发展打下基础。学生在参与综合化学实验的过程中,调动自己学习过的化学理论知识,通过一步一步的实验操作,动手操作能力得到充分的培养,并通过理论联系实际,学以致用。综合实验培养了学生的创造性思维能力和动手实践能力,提高了学生化学综合素养,为科研院校输送具有一定科研能力的创新型人才,也为社会培养高端人才,适应时代的需要。

作者:王朗 王献 单位:中南民族大学

第二篇

1、制作预习书签

实验课不同于理论课,它要求学生在教师讲解和演示后自己操作,所以学生必须做好课前预习,才能顺利完成实验.根据实验课的这个特点,教师必须要求学生课前预习并书写预习报告.但目前存在的问题是预习变成了一种形式,学生只按教师的要求将书上内容机械地抄一遍,并没有对实验内容进行理解和思考.离开预习报告,对所要做的实验基本上还是无从下手.针对上述问题,笔者给出了解决方法.首先,明确要求学生不能抄书,要自己总结.尤其是实验步骤,要采用路线图的形式表示.其次,将每次实验的名称、所在页数、仪器使用页数、思考题详细写下来,制成书签.打印几份,在实验课前一周分发给各寝室寝室长,给同寝室同学预习时参考.采用此方法督促、协助学生课前预习,增强了预习效果,提高了教学质量.

2、课堂教学

课堂教学包括三部分:提问、讲解、演示.教师要求学生预习,就要检查学生预习的情况和效果.检查方式有两种:(1)检查当堂所交预习报告(.2)进行课堂提问.课堂前十分钟,教师就预习书签中的思考题提问.通过提问,能使全体同学跟着思考,共同受益,而且还能从提问中了解学生是否在预习中真正理解和掌握了实验内容.提问结束后,教师对实验进行简要地讲解.例如:实验的重点、难点、仪器的安装使用、注意事项、数据记录及处理等.切忌照本宣科,改用“启发式”和“讨论式”的教学方法,提高学生的学习兴趣.讲解时间不要过长,否则会使学生注意力分数.另外,根据每个实验不同的特点,教师要经常变换教学方法和形式,让学生感觉课堂充满了新奇感.分析实验中用到最多的是各种玻璃仪器和测试仪器,如:滴定管、锥形瓶、容量瓶、移液管、电子天平、酸度计、分光光度计、电位滴定仪等.学生初用这些仪器时,教师讲解后还要进行演示,使学生更直观地掌握仪器的规范使用和操作要领.一些典型或实验操作过程不易控制的实验,教师也需要当堂演示,演示时教师要注意重点强调标准操作的特点和错误操作会给实验造成的后果.

3、实验操作

讲解、演示结束后,学生开始实验操作.有了以上的知识积累,大部分学生基本上可以顺利完成实验.在此过程中,教师要有认真负责的态度,不离开实验室,也不坐在讲桌前,而是在实验室来回巡查,看到不规范的操作要及时纠正并做记录,作为考核的依据.要让学生意识到实验课也是课堂,要有端正的态度,良好的纪律和习惯,不可无事随意乱走、闲聊、玩手机等.学生做完实验后,将记录的实验数据交给教师检查.教师检查合格,在数据登记本上记录,同时在学生记录本上签字后,学生方可洗刷所用仪器,整理实验台后离开.检查过程中如果发现数据达不到要求,需重做实验直至合格.如有抄袭、作假行为,一经查实,除需重做实验,教师还要在登记本上标注,实验考核时酌情扣分.分析化学实验中,严格要求数据的记录和处理,目的就在于培养学生建立正确的“量”的概念,养成严谨、实事求是的科学态度.

4、批改实验报告

做完实验仅是完成实验过程的一部分,用准确、科学、简练的语言和真实、系统的数据写出实验报告才是更重要的.实验课结束后,学生完成实验报告,并在一周内上交.教师对学生上交的实验报告要做到亲自、及时、认真批改,对成绩突出的给予表扬,不足处给出指导意见,对扣分处予以说明,最后批注出评语和评分,并在三天内返还给学生.已批改的实验报告,可以帮助学生认识到自己在哪些方面存在问题.对于共性的问题,教师需要在下次实验课时做出点评.对个别不能按时完成实验报告的学生,教师通过个别谈话的方式了解情况,指导其按要求写出实验报告.

5、总结教学心得

著名心理学家林崇德提出“优秀教师=教学过程+反思”的成长公式.所谓反思,即课堂教学后总结教学心得.及时、客观地总结教学心得体现了教师良好的心理素质,是教师增加教学经验的重要途径,也是教师自身发展的必经过程.总结时思考什么样的教学方法易于被学生接受,在实验过程中还有哪些细节没有注意到,哪些操作学生容易出错需要特别强调等.将这些心得体会详细记录下来,对以后的教学会大有裨益.

作者:张艳红 杨萍 刘丽敏 甘颖 单位:安徽理工大学化学工程学院

第三篇

1、改革成绩考核方式

例如:实验课无故缺课者记零分;实验课后没将实验器材和实验试剂归位,或没有做清洁者零分,这些严格的规定旨在培养学生良好的实验习惯。又如,每次上实验课前要交预习报告,实验课后要交实验报告,无故不交者-1分,与他人雷同者也-1分;课堂讨论记5分,根据学生的表现酌情给分;实验操作记10分,根据操作是否规范酌情给分。给分过程和结果公开、透明,学生与学生之间,学生与教师之间可以互相监督,杜绝弄虚作假。据调查,大部分学生对此考核方式感到满意,认为考核方式公平、公正、全面、透明,相对客观地反映了他们的学习情况;同时也让学生认识到了自身的长处和短处,在今后的学习中能更好地有的放矢。

2、改革实验内容

传统的实验内容都是按照《实验指导手册》按部就班地讲授,先是老师讲解实验原理,再讲解实验方法,接着说一下注意事项,最后就让学生一步步地照着做。在对学生的调查中,我们发现,其实很多学生都并不清楚为什么这个实验要这么设计,为什么这个实验要加酸性试剂,那个实验要加碱性试剂,另一个又要在37℃水箱保温。而老师由于教学课程的设计和教学时间的限制,很多时候都没有讲解深入细致,这就造成了学生的需求与老师的讲授形成了脱节。学生需要的老师并没有讲到,而老师讲解的往往学生通过看书,稍加思考就可以理解的。因此,我们在实验内容项目上进行了改革:首先要求学生预习,写预习报告。通过预习报告,我们可以了解学生的需要,是实验原理不懂,设计方法不能理解,还是一起操作有疑问。其次,增加了设计性实验的比例。设计性实验由原来的两次增加为四次,一般安排在后面四次实验课上,这时候,学生通过前面几次实验课的学习,已经有了一定的科研思维基础,老师在上一次课结束前先把下一次设计性实验的实验内容、实验原理、实验仪器和试剂告知学生,让他们在一定的范围和条件下进行设计。上课时,老师先让几个同学把他们的设计各自做成幻灯片进行讲解和展示,其他同学可以提出不同的意见和方法,对各自的设计进行更改,最后按照设计进行实验。调查显示,多数同学通过设计性实验除了能全面掌握实验原理、实验方法,并且还能培养学生的科研思维,使学生的需求和老师的讲解能充分对接,增强了学生对理论课程的理解,激发学生对生物化学课程的兴趣。

3、增加实验课层次

以往本科学生的实验课内容就只有学校安排的48学时,每个同学都是如此,这是我们本科实验教育的第一个层次。这个层次虽然照顾到了多数同学的学习,但完全没有照顾到对生物化学感兴趣的同学的需求。现在,我们实验室增开了兴趣小组,对本门学科有兴趣的同学可以加入进来,给他们提供更多的实验条件、更自由的空间。同学们主要利用周末课余时间来到实验室,清洗实验器皿、计算试剂用量、配制试剂,进行预实验等。通过亲身参与这些实验准备工作,不仅可以让学生清楚的了解实验准备的整个过程,而且能激发学生的实验热情,同时也加深了学生对生物化学理论知识的理解,这也是我们本科实验教育的第二个层次。第三个层次就是对生物化学有兴趣,同时动手能力又比较强的同学,经过指导老师面试后,可以利用寒暑假的时间来实验室,参与分子生物学方面的实验,甚至可以加入到老师的课题组,与老师一起进行课题研究,有成果后由老师指导撰写论文,发表文章。这三个层次层层递进,满足了各类学生对生物化学这门课程不同程度的需求,真正做到了“因材施教”。

4、结语

综上所述,生物化学课程是医学各专业的必修课,生物化学的学习效果将直接影响到后续专业课的学习,而实验课又是生物化学课程的重要组成部分。对生物化学实验课程的改革,虽然一定程度上加大了老师的工作量,但使学生加深了对理论课的理解,而且更好地培养了学生的动手能力、思维能力和创新能力,为培养我国优秀的医务工作者打下良好的生物化学基础。

作者:余文静 肖斌 邵军 曾凡才 单位:泸州医学院

第四篇

1、生物化学实验之现状分析

一是在目前的实验教学中,传统的经典的实验多,而现代先进的实验相对较少,实验内容主要以验证知识、培养实验技能的教学目标为主,忽视了学生综合能力的培养和塑造。二是设备和资金投入不足,导致实验室基础建设薄弱,学生数量和实验室数量严重不对等,对于有些实验由于没有仪器设备或仪器设备陈旧而不能让学生们完成实验,而教师则由于没有仪器设备缺乏对探索新实验的热情。三是教学评价主要侧重于实验报告,而报告只能说明实验结果,并不能对学生动手能有个很客观公正的评价,这对于勇于探索和创新的学生来说,并没有起到很好的激励作用。经过多年的摸索和实践发现,只有以基础作为依托,实验作为引导,并且不断加强和改善引导,才能够更好的启发学生的创新意识,培养学生动手能力,有效的提高生物化学学科的科学性和趣味性。我们不断分阶段地改革生物化学实验内容,逐渐减少简单的验证性实验,增加自主设计性实验,经常性更新部分实验项目,以利于学生创新和实践能力的培养为出发点。通过对实验教学的不断改革,提高了实验教学质量。

2、生物化学实验课程教学改革措施初探

2.1课程的改革

在实验教学过程中,实验教学的计划是紧紧围绕理论教学而制定的,实验教学仍然强调对理论知识的补充、验证和说明,验证理论知识的正确性以加强对理论知识的理解。我校首先调整了教学计划,由以往的6个实验调整到10个实验,理论课与实验课的比例为3∶1。所选的这10个实验包括了生物化学主要的实验技术,涵盖了生物化学中从大分子结构、性质、代谢过程和调节的所有内容。

2.2改进实验教学方法,培养综合创新能力

如何既能突出专业特点,又能逐步提高学生实验水平和创新水平,这是摆在教学工作者面前的一个非常重要课题。在教学上,以“夯实基础知识、拓宽专业口径、强化师能培养、注重创新实践、突出个性发展、提升综合素质”为原则,首先重新组合实验教学内容,将实验内容划分为“基础实验”“综合实验”“创造设计性实验”3个板块。精选“基础实验”,设计适宜的“综合实验”,精心组织和设计“设计性实验”,根据本校的实际情况、不同专业和不同层次学生合理安排实验内容,建立一个既保障专业性,又能逐步提高学生自主创新能力的教学思维模式。首先,教师指导“基础实验”,学生积极参与。此类实验的特点是学科知识相对简单,容易操作,便于讲解,学生接受度较高。基础实验的教学目标是检验学生对基本实验的基本技能掌握情况,学生需要认识并学会使用生物化学实验中的常见仪器,观察实验中产生简单的生物化学现象。由于教学规律中基础的重要,所以本阶段的教学应当以教师指导为主,学生积极参与为辅。其次,适应改革发展,开展“综合实验”。实验综合化,是基础实验教学改革的重中之重,把综合性实验置于教学改革的核心位置,是教学改革成功与否的关键。各个阶段的综合设计性实验教学内容都需要学生全面掌握实验的原理、方法和技术,各种知识点相互补充和印证,使实验内容在学生脑海中不断地形成系统性思维,让学生自我主控整个实验。上课时,教师仅指导知识点和实验注意事项。对一些较难的实验操作,教师可以提前演示或者用多媒体课件演示,这些环节均为设计综合实验所不可或缺的步骤。再次,精心组织和设计“设计性实验”。“学起于思,思源于疑”,在专业道路上,适当的质疑精神是很好的催化剂,利用学生的好奇心,来调动学生充分参与的积极性。设计性实验需要围绕增加学生的动手能力逐步开展,所以设计实验时,不但要考虑因地制宜,还要考虑因材施教。这对于设计者来说,是个考验,需要多方面的经验积累。

2.3全方位立体化教育模式的尝试

在教学实验改革中我们掌握了学生求知欲为第一动力,培养学生动手和思考能力,不以成绩论高下等规律,充分运用了多种教学手段。多媒体画面清晰,实验现象明显把实验的效果理想化,借助flash展示给学生一个清晰动态的实验效果,同时,还能激发学生的学习兴趣。生物化学主要是讲一些生物大分子及其物质代谢知识,用多媒体展示会更形象、更直观。如蛋白质化学一章,用多媒体展示蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构、四级结构,同学们通过多媒体很容易就能理解。这样学生就会一目了然,很清晰、直观。借助于电脑模拟技术,制作出多媒体软件,可以通过慢镜头回放,逐帧的观察那些反应非常剧烈或速度非常迅速的反应;通过视频,投影片等手段,保证了实验的趣味性和有效性。在生物化学的教学实践过程中,往往要求学生掌握理论性很强的知识点,学生接受起来往往较为被动。通过教学媒体的声、光、相等学生喜闻乐见的形式,以独特的、新颖的方式将抽象的、统一的教学内容转变为充满吸引力的动画演示,势必让学生对学习产生浓厚的兴趣,将“被动”转变为“主动”。学生在教师的指导下,自制CAI教学课件,在制作课件时,以自身掌握的知识,将书本上的知识点逐步立体化。

3、改革实验教学考核方法,建立并完善实验考核体系

期末成绩采取平时成绩、实验成绩和期末笔试成绩,三者结合的考核办法。这里所说的平时成绩包括作业完成情况、课堂表现和考勤,共15分,其中作业完成情况5分,课堂表现5分,考勤5分。实验操作以实验操作能力、实验结果及实验报告为依据,共15分,其中实验操作能力5分,实验结果5分,实验报告5分。期末笔试成绩占70分,在实验操作考核中,选择一些有代表性的实验,鼓励学生在实验中大胆尝试,对于有创造能力的学生采取适当加分的方法来鼓励。从而加强学生以创新成绩带动再求知的源动力。

4、立足现有教学条件,完善实验室管理机制

传统模式上的实验室为封闭式,这样学生就会形成按部就班的思维模式,为鼓励创新,将实验室改造成开放式,每名学生都可以自行安排时间来实验室进行试验和研究。建立和完善了多角度、开放式的课内外一体化实验教学体系,实验室的开放不仅激发了学生探索新知识的自主性,也提高了设备的利用率,目前实践效果良好。经过生物化学实验课课程的改革与探索,我校所尝试的生物化学实验教学新模式,明显提高了教师的教学质量,激发了学生的学习热情,师生间产生良性互动,能够在轻松的氛围中讨论和交流学术问题,学生实践能力得到强化,丰富了专业知识,为科技强国,培养高素质人才,打下了坚实基础。

作者:张涛 刘晶晶 单位:铁岭师范高等专科学校