创新实验论文范例

创新实验论文

创新实验论文范文1

初中物理教学中,应该改变以往的“口头式”实验教学,改变以往教师枯燥和乏味的教学现象,将学生致力于教学的主体。将课堂教学的内容放置到学生实验中去,其目的是训练学生的动手能力和增加实验活动的次数,让学生通过实验增加体会和感悟,真正地做到对知识的理解,同时物理实验的内容接近于生活主题,提供了书本知识的应用能力。除此之外,在初中物理实验教学中,教师首先要设计好实验的步骤和内容,准备好实验设备,同时要向学生介绍实验的步骤和应该注意的事项,并对实验的结果进行科学的分析。通过物理实验教学,使学生逐步地掌握了实验的基本思路、技能和方法,为今后进一步学习物理知识打下了基础。

二、初中物理实验教学的思路

(一)探索式实验的教学方法

传统的初中物理实验教学方法中,教师一般是课堂实验教学的主体,学生根据教师的实验思路进行观察与思考,直接参与到教学实验活动的机会很少,造成学生的动手能力比较弱,不利于学生创新能力的培养。在以教师为主体的课堂中,如果将演示性实验教学活动改为探索性实验教学,给学生更多的动手操作机会,发挥学生的主体作用。比如,在初中物理教学中实施“阿基米德原理”教学时,在讲授浮力的大小与相关联的因素时,教师给学生思考的时间,是否与深度、密度、形状有关呢?学生可进行想象,培养学生的自主思考能力。

(二)多做教材中没有的实验

现在初中物理教学中,实验教学几乎在书本能够找到,但在实际的教学中,教师可以增加实验教学课时,扩展实验教学主题。在初中物理实验教学中,要举一反三,增加实验教学活动的目的就是为了提高学生的思维能力和扩大学生的知识面。物理实验教学的器材比较多,可以以实验室的设备作为器材,也可以自备实验器材,甚至把我们日常生产生活中所使用的物品作为实验器材。事实说明,一个优秀的学生对物理现象很感兴趣,具有很强的悟性。物理学习比较差的学生,不是智力的因素,而是缺少对物理知识的了解。因此,作为物理教师,其主要的教学目的是尽自己最大的能力在课堂上给学生展示丰富的物理现象和物理情景。

(三)提高实验教学的自主性,突出教学的“新颖”

在初中物理试验教学中,为了提高学生的自主创新能力和独立思考能力,有必要给学生留充分的思考空间。在实验教学中,充分发挥学生的主观能动性、积极性和主动性。在发挥教师指导作用的基础上,尽可能地让学生独立地选择实验教材,正确地进行实验操作,完成实验步骤,独立地完成实验结果,并提出问题,特别是提出新颖的问题,体现了学生的自主创新能力。

(四)创新思维的培养

在初中物理教学活动中,教师不仅要提高学生的智力,而且要培养学生的思维能力,应该把培养学生思维能力放在首位,才能培养学生的创新思维能力。在初中物理实验教学中,学生创新思维能力的培养可以设置创设情境,激发求新求异,引导学生进行发散性思考,扩展学生思考的视野。创新思维要求学生多方面、多角度和非常规性思考。学生思维是创造的起点,是学生善于思考和乐于思考的催化剂。因此,在初中物理教学中,教师要通过各种手段激发学生思考的兴趣,培养思考的能力,养成思考的习惯,在思考中提出科学、合理和独特的方法。

三、提高初中物理实验教学效率的建议

(一)教师要以身作则

初中教师在物理实验教学中发挥着重要的作用,要从根本上解决物理实验教学的方法,开展学生对物理知识感兴趣的教学活动,以便提高学生学习物理知识的兴趣,这样可以发挥教师的引导作用和学生自主学习的能力。另外,学生可根据自己的爱好和能力选择不同的实验内容,做到因材施教,这样有助于调动学生的主动性、积极性和自觉性,有助于学生智力的开发和个性化发展,同时促进了学生对理论知识的学习和接受。

(二)教师要有所专

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长春师范大学物理实验教学中心成立于2002年,依托自身的优势,已经开设了普通物理实验、近代物理实验、模拟电路实验、数字电路实验等实验课程。这些实验课程多以大纲内要求的基础验证性实验为主,对实验目的、实验原理、实验步骤、仪器说明、误差处理都做了详细的规定,要求学生按照规定的步骤进行实验,束缚了学生的自主创新性。创新物理实验体系作为原有传统实验的有益补充,在形式上灵活机动,在内容上实用性强,既对培养学生的个性、开发创造力有利,又为学生提供了思维的空间和实践的天地,调动了学生的积极性和主动性。

2创新物理实验体系的建设

为进一步突出专业特色并结合就业市场,以提高学生的实践能力和创新意识重新对原有实验体系整合优化,削减验证性实验,增加综合设计性实验,充分与教师的科研项目、研究方向紧密结合。第一类实验是基础验证性实验。这类实验多属于大纲要求范围。考核内容以某些原理定理的验证和基本实验技能或方法的练习为主。这类实验要求学生能够熟练掌握基本实验技能,并规范仪器的使用。第二类实验是应用综合性实验。这类实验涉及的知识不止局限于某一门课程,而是多个物理原理或概念的综合。对学生所使用的实验方法也没有过多的限定,只要能够达到实验目的即可。第三类实验是科学研究性实验。这类实验与科学前沿紧密结合。学生可以在导师的指导下完成大学生创新项目或直接参与教师的科研项目,充分发挥学生的主观能动性。

3创新物理实验体系的实施

创新物理实验体系的实施保障主要从政策制定、硬件改造、师资配备三方面开展。首先,在拔尖人才培养的总体目标指导下,对物理专业的教学计划和实验大纲重新修订,确定三类实验的具体实验内容。在内容选定上将创新能力的培养作为目标,充分体现实验教学和科学前沿的紧密结合。编写与创新物理实验体系相适应的指导教材、制作实验教学多媒体课件、购买或开发实验选课系统以保障体系的顺利实施。其次,充分利用吉林省高等教育专项资金对现有的实验室及仪器进行改造更新。一方面改造实验室的实验环境。针对某些实验对避光、防尘、防潮、排风有较高要求的,单独实施改造。另一方面对实验仪器进行更新。特别是大型仪器如X射线衍射、激光拉曼光谱等的购买要谨慎对待,购买之前要对国内外厂家的参数和价格进行详细对比调研,并进行论证投标。最后,在现有教师队伍的基础上,合理安排学时及课程安排,并对第三类实验实施导师制。教师针对自己的科研项目选定适合的实验题目为学生开设,并将毕业论文设计、大学生创新项目与实验紧密结合,达到科研与教学共同发展的良好局面。

4创新物理实验体系的成果

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(一)学生发散思维的培养

发散思维是创新思维的核心部分,解决问题的过程是发散——集合——发散的循环过程。大学物理实验教学是一种基于创新思维框架下的由发散到集合,再由集合到发散的循环过程,通过培养学生的发散思维,从而达到培养学生创新能力的目的。例如:学生在进行固体密度的测量实验时,就要考虑到该固体是否规则,在液体中的悬浮状况,是否溶于液体等,因此,在多种可能的情况下,学生就要探索不同的实验方法,调动发散思维,从而实现掌握知识,提升自身的创新思维能力。

(二)实验过程是学生发散思维的训练过程

物理实验是围绕一个既定的问题开展的,学生需要调动自身的多种思维能力,运用各种思维方法,例如:综合、分析等,只有这样,才能真正的实现实验目的。在这个过程中,学生的逻辑思维得到了训练。例如:在进行“偏振现象”研究实验时,要求学生设计出各种光路,使之产生不同的偏振光,进而观察不同条件下的实验现象,并进行相互对比。实验前,学生要根据自身掌握的知识,进行科学的假设,做好实验设计;实验过程中,一步步进行验证。类似的实验探究活动能够帮助学生有效的将逻辑思维融入其中,并提升学生的科学探究能力和创新思维能力。

(三)学生在物理实验中提出质疑,进而提升批判思维能力

传统的“一言堂”很大程度上抹杀了学生的批判思维能力,新课改中明确提出,要积极培养学生的创新能力,而批判思维的形成,恰恰是创新能力培养的关键环节。因此,教师在实验教学过程中,理应鼓励学生提出质疑,并带着质疑在实验中加以批判、验证。例如在进行钠光灯波长测量时,有些学生发现测量值与理论值不相符,在深入研究后,发现钠光是由双黄线构成的,即两种波长的混合值,并受到实验环境的影响。学生在物理实验中提出质疑,进而提升了批判思维能力。

(四)学生在物理现象分析过程中形成直觉思维能力

很多物理实验现象需要认真观察才能捕捉到,因此物理实验不仅要求学生掌握好时间,具备逻辑推理能力,还要具备一定的分析预见能力。例如伽利略首先直觉地判断“重物先落地”是错误的,然后通过一次次的实验,得出物体的落地速度不因重量而改变的结论,推翻了亚里士多德“重物先落地”的说法。

二、大学物理实验教学存在的主要问题

(一)教学设备单一,实验仪器高度集成,学生的动手能力受到制约

物理实验仪器的技术含量越来越高,实验仪器高度集成,很多实验步骤都无需学生动手,这样会使学生的动手机会越来越少,动手能力提升缓慢。机械的实验操作,也很难让学生对各种实验原理和设计方法有所了解,更别说创新了。

(二)教学内容陈旧,内容较多

目前物理实验教学内容多是以验证性实验为主,而培养学生创新思维的综合性、设计性实验相对较少,并且在实验教材中,对实验的原理、方法甚至实验数据的处理方案都一一列出,学生做实验的任务就是机械操作,并得出已经知道的实验结果。这样的实验,对于学生巩固所学知识有很大帮助,但对分析能力、设计能力、创新能力的培养却是意义不大,甚至会使学生养成懒惰、不善于动脑的习惯。

(三)教学模式落后

一直以来,物理实验的教学模式多是沿袭传统教学模式。学生被动接受教师“无微不至”的讲解,然后按部就班地顺利完成实验。看似一片“和谐景象”,但是真正的教学目的却没有达到。随着教学改革的不断推进,这种教学模式已经显得落后。

(四)实验教学过程限制颇多

由于实验教科书的指导相当详细,教师只要监督学生一步步完成实验即可,因此在实验教学过程中,教师仅起到了“监工”的作用,而教师的引导作用却无从体现,学生也无法发挥创新能力,甚至还受到教师的诸多束缚,例如:当提出异议时,教师会认为学生不听话(书中已经写得清清楚楚,偏要提出不同意见),并认为是故意找茬。另外,由于实验课时较少,教师力争在有限的时间内完成大量的实验教学工作,也有意压缩学生探究、验证质疑的时间,从而导致学生的实验效果看似显著,实则问题颇多。

(五)实验室缺乏创新环境

高校的实验室往往定时开放,并且很多实验内容也未能面向全体学生(主要指本科生)。学生的很多创新思想不是因缺少实验仪器,就是因仪器使用受限而被扼杀在摇篮里。另外,实验室在师资力量上,也存在严重不足,很多教师多年都未获得过继续深造的机会,自身的专业知识和教学理念仍停留在多年前。这样培养学生的创新能力便很难达到良好的效果。

三、大学物理实验教学改革

(一)改革实验课程体系,培养学生创新思维能力

根据物理实验自身的研究方法和规律,建立从易到难、由单一到综合,循序渐进、逐步提高的大学物理实验课程教学体系。在大学物理实验课程教学体系中,重视实验选修课的设置,满足人才培养的需要,给学生创设创新活动的空间。增加设计性、综合性实验的比例。鼓励学生灵活运用分析、归纳、判断等思维方法,在头脑中形成直觉和想象,构思实验方案,培养学生创新思维能力。

(二)开放物理教学实验室,提高实验经费投入

实验室要面向全体学生开放,时间也不局限于上课期间。从设备的安全及使用效率考虑,可指定专门教师指导和管理,但不能扼杀学生实验的积极性。学生如需动用贵重仪器,可征得管理教师同意后进行。随着物理实验要求的提高,高校应加大物理实验经费的投入,并做到专款专用,同时还要预留出更新设备的资金。另外,高校还应该注意仪器设备的科学使用,提高设备的使用效率,尤其是一些大型仪器设备。

(三)更新理念,增强创新意识

创新不是一时的凭空捏造,而是要具备创新意识和相关的知识储备。由于教师在培养学生的创新意识方面起着引领作用,因此作为教师,首先应具备创新教育的理念,并应用到教学中去,才能正确引导学生创新学习;其次应加强创新知识的学习,具备精深的专业知识和宽泛的综合知识,掌握社会文化、科技发展的新动向,注重对新理论、新技术和新信息的了解,并将这些知识融入到大学物理实验教学中去,才能引导学生把知识学活,有效地培养学生的创新能力。

(四)注重培养学生实验方法,促进学生创新潜力的发挥

要将科学发展史贯穿于大学物理实验教学中,注重科学思想发展史的教育。例如:在电磁感应实验中,介绍法拉第在仔细分析电流的磁效应基础上,认为电流既然能产生磁场,反过来磁场也应该能产生电流,因此提出了磁能生电的假说。尽管在实验中经历了无数次的失败,但他信念坚定,最终发现了电磁感应现象,让学生感受科学探索的艰辛历程,把学生融入到科学家的思维情境和发明创造的氛围中,促使学生将自身的学习和人类社会的发展有机结合起来,更加积极主动地吸收人类社会的先进思想。同时科学家的创新思维方法又可以从方法论上指导学生的学习,使学生主动地从不同视角创造性地思考问题,从而有利于培养学生的创新意识,挖掘学生的创新潜力,提高学生的创新能力。

(五)利用信息技术,开拓创新思维空间

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化学新课程标准“三维目标”中指出:过程与方法,情感、态度、价值观尤其重要。探究学习最根本的特点是学生自主、独立的发现问题,问题性、实践性、参与性和开放性是探究学习的本质特征。探究既是一种学习方式,也是一种学习过程。探究性教学重在学生动手做,而实验教学恰好符合这个要求。学生只有亲身经历探究式学习,才能获得积极的情感体验,才能有助于建构知识,掌握探究性学习方法。例如:镁带性质的探究性实验,教师出示镁带,镁是一种重要的金属,它可能有哪些性质?与铁、铜等常见的金属的性质有什么不同?先让学生自主作出猜想,设计实验方案,预测实验现象,得出初步结论。接下来让各组把本组的实验方案公布出来,师生一起对各种方案进行分析、对比,筛选出最佳的可行性方案,然后让学生进入实验室,根据拟定的实验方案亲自动手,进行实验,自己观察,记录实验现象,对实验现象进行分析,并与实验前的假设猜想进行对比,再对实验结论进行交流,分析,总结,得出最后的实验结论。在整个探究过程中,学生通过亲身经历,体验,不仅获得了知识,调动了学生学习的积极主动性,体现了学生的主体地位,还掌握了科学探究的基本方法:提出问题——猜想与假设——设计实验方案——进行实验——现象分析——得出结论。使学生意识到提出问题与作出猜想对实验探究的重要性,知识探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据,意识到合作与交流在探究中的重要性,从而掌握科学的探究方法。

二、在实验教学中应以学生为中心,增强学生主体意识,让学生感到学习的快乐

新课程对教学的要求:让学生参与学习的全过程,让学生自己动手去获取知识。因此,教学活动设计应贴近学生的生活,让学生从身边熟悉的生活现象中去探究和认识化学现象,并有效地结合起来,使学生体会到化学在生活和生产中的应用,从而更好地激发学生的兴趣,消除学生对化学的畏难情绪,使其感受到化学学习的快乐,积极参与探究学习,以培养学生自主学习的能力和创新精神。例如:测定空气中氧气含量的实验,氧气的性质与制取、二氧化碳的制取与性质实验等。让学生分组自主实验,探究,根据实验目的进行设计和操作,在自主实验中体会知识把握技能。最后让学生互相交流,然后师生共同作出评估。

三、注重意外实验和实验的改进,培养学生的探究创新精神

在化学实验中,应一丝不苟,必须刨根问底,做实验的有心人。在实验结束后,认真分析总结,提出一些新的实验思路,这样不但对相关概念和现象及原理熟记于心,而且还会激活思维,培养灵感,激发创新欲望。例如:Cu2+在水溶液中显蓝色,在做CuO和稀盐酸反应生成CuCl2溶液有时却是绿色溶液,学生可就这一意外现象进行探究,也可以做一些实验的改进。

四、把握好实验探究中“扶”与“放”,让学生学有目标,增强学生的成就感。

当学生在探究学习中遇到困难或偏出主题时,及时给予适当的指导和帮助,让学生的探究活动少走弯路,在有限的时间内获得最大的效果。例如在探究铁生锈的条件时,学生可能猜想与氧气有关,还有可能猜想与水有关,与二氧化碳有关……不容易猜想到关键点上,如果所有猜想都设计实验验证,课堂时间不够,教师可以给以提示,是不是单一因素呢?如果教师不把握好猜想过程中的“放”与“扶”,猜想就成了学生随便说说,胡乱猜想,造成课堂混乱和失控。

五、结语

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传统的教学模式,整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行,学生被动参与,这样不利于学生创新能力的培养。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程,其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律,提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力,从而形成科学严谨的思维方法,使综合能力得到提高。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中,占有特别重要的地位,对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用。

2构建实验课程体系及优化教学内容

俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。

3改革实验教学模式及教学方法

向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。

4完善实验课程考核体系

为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。

5学生培养成果

近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。

6结束语

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随着高中课程教学的不断改革,教材中将一些验证性实验改为创新探究性实验,可使学生在情景中进行科学探索,让学生处在一种主动分析知识,解决问题的状态。教师咋实验教学中应积极的利用这种变化,创新性演示化学实验不仅可以激发学生的创新求知欲,还可以使学生自觉的成为课堂的主体。人教版高中化学选修五中《糖类》的“科学探究”栏目有一个这样的探究性实验“:葡萄糖是醛糖,具有还原性。果糖是酮糖,是否也像葡萄糖一样具有还原性?请你设计实验探究果糖是否具有还原性”。而根据之前所学过的知识,葡萄糖具有还原性,因为它的分子结构中具有的醛基,而具有醛基的化合物都有较强的还原性。教材中也演示了两个证明葡萄糖有还原性的实验:一是葡萄糖溶液与新制的银氨溶液发生反应,有银镜现象;二是葡萄糖溶液与新制的氢氧化铜反应,有砖红色现象。但是用果糖溶液代替葡萄糖溶液做同样的两个试验,却可以得到同样的试验结果。这是否与酮没有还原性相违背呢,在演示这样的试验时,应利用这种非正常的实验现象,引导学生去主动思考,积极的去查找资料,激发学生自己去寻找答案,提高学生对化学的兴趣。在实际的教学过程中,教师应积极的根据教学试验中涉及到的问题,引导学生探究实验中出现的问题,提出解决方案,促使学生去查阅资料、去分析思考,这样可以避免让学生沉浸在“看热闹”的状态,让学生在问题的激发下,根据自己所掌握的化学知识来判断问题、解决问题,从而不断提升学生的化学素养和化学探究能力。

二、让学生自己设计实验方案,提高生的实践与创新能力

“听到、看到,不如做到”,实践是学生最好的老师。在高中化学实验教学的过程中,让学生引导学生设计不同的实验方案,能更好地提高学生的实践能力和创新能力。波利亚说:“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现,因为这种发现理解最深刻。也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系。”因此,在高中化学实验的教学中,教师不必事事亲躬,多给学生一些开放的空间,让学生去实践、去体验,让学生在掌握知识的同时,提高自己的实验创新能力。例如,在化学实验教学中,笔者提出了这样的问题,让学生设计不同的实验方案:现在有一种混合气体,其成分可能是SO2和CO2的混合气体,也可能是H2S和CO2的混合气体。现在实验时有这样一些试剂和实验仪器供同学们使用,浓、稀2种品红溶液,浓、稀2种溴水,澄清石灰水,浓、稀2种盐酸溶液、试管气体发生装置,洗气瓶、试管洗气装置。请同学们设计不同的实验方案分析混合气的组成。问题提出后,笔者留下了充足的时间让学生探讨、交流,让学生充分发挥自己的创新能力,设计出不同的实验方案。在这样的实验教学中,实验方案的设计不是教师直接“给予”的,而是给学生营造了一个开放性、施展学生个性的平台,更好地提升了学生的实验能力和创新能力。

三、结束语

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课题组对河北省几所高校化学试剂管理情况进行了调研。调研结果显示,目前各高校越来越重视实验室管理工作,尤其是化学试剂的管理。虽然化学药品库管制度相对较完善,拥有了规范的药品出入库记录,但是药品的采购、使用和处置过程仍存在诸多问题。

1.1试剂采购的管理方式粗放

一是各实验室各自购买所需试剂,相互之间缺乏沟通,没有进行必要的信息共享,没有根据实际需要进行统一申购,尤其科研上用到的有些试剂实验室已有,仍重复购买,而且采购渠道复杂,导致实验室同类药品质量良莠不齐,给试剂管理和实验室安全带来了不必要的麻烦和潜在的隐患。二是没有对单位教学周期内教学、科研所需的试剂量进行详细而合理的预算,一般只是根据眼前的需要信手捏来一些看似“差不多”的数据直接购买药品。而实际上,统计、测算学生常规实验中单位学生数所消耗的试剂量,能够快速地预算合理的试剂采购量。试剂采购管理方式的粗放,采购数量的“自由”,采购渠道的纷繁复杂,使得实验资源无法得到优化配置,造成了严重的资源浪费。

1.2试剂使用全程监控制度不健全

化学试剂从库房被领出开始,直至化学试剂被使用、处置或销毁各个阶段,缺乏有效的监控和制度规范。化学试剂一经出库,便无人理会,化学试剂何时出库,出库量是多少,实用量是多少,余缺量是多少,剩余试剂去向何方,如何进行的处置等等,缺乏有效的监控,而每一个环节都应在制度的监控之下严密实施,否则,会对高校乃至社会产生极大的安全威胁。

1.3化学试剂遗留现象严重

目前各高校为提高科学研究的效率,积极推行开放性实验室建设,人员流动的增加也加剧了化学试剂管理的难度。其中,化学试剂遗留现象尤为突出,主要原因有:学生完成毕业设计时造成的药品遗留;实验室管理人员更换过程中因交接程序不细致造成的药品遗留;任课教师和实验室管理员沟通不及时造成的药品遗留;科研实验结束后,部分化学试剂暂不能用于其他实验项目而产生的遗留;实验教学中产生的暂时性药品遗留等等。上述诸多因素造成的化学试剂遗留日积月累,逐渐增多,而实验人员对遗留化学品的种类、性质、时间有效性等掌握不清而不能及时利用,往往选择新购药品,导致实验室药品管理问题越来越突显。

1.4危险废物管理不到位

调研过程中发现,目前各高校虽然制定了相关实验室废弃物管理办法,但其管理水平参差不齐,在实际操作过程中,多数没有对危险废物的存放和总量进行规范化管理,具体的管理和处置权被分散到各专业实验室,而且对化学试剂总量的掌握程度不够细致,再者,各高校实验室废弃物处理经费不到位甚至没有实验室废弃物处理经费,或由学校分摊给各院系和科研项目,从而导致随意倾倒化学废液的现象时有出现,给后期的废液排放管理及处置带来很大隐患。

2实验室化学试剂管理模块的改进

2.1完善规章制度

“没有规矩不成方圆”,要做好化学试剂的管理工作,必须完善实验室规章制度,使管理有章可循。根据各专业实验室的使用情况,建立实验室化学试剂采购、验收入库、分类摆放、实验准备、使用和处置系统化的管理办法,并严格执行,实现“用最少的人去做最多的事”,以最优的成本实现最高的价值。比如建立《化学试剂领用制度》《化学试剂安全管理办法》《化学试剂分类管理条例》《化学试剂安全事故处置预案》等。

2.2化学试剂信息化管理

随着实验室建设的规范化、复杂化,高校实验室管理工作变得越加繁重和复杂,这就迫切需要用计算机来进行辅助管理,以提高实验室管理工作效率。目前,各高校已建成覆盖整个校园的计算机网络系统,使用计算机网络来进行实验室管理成为了必然。因此,可充分利用现有条件,建立一套化学试剂信息系统,实现化学试剂的全方位监管。提供各类试剂的详细资料,通过网络共享,相关人员即可简便快速地找到试剂的存放位置、数量、规格等信息,从而减轻实验室管理员的工作负担,提高工作效率和服务水平,而且保证教学科研所需试剂的供给量和质量,同时减少资源的浪费。

2.3强化管理人员责任,加强储藏条件建设

化学试剂的管理责任重大,不容忽视。熟知所有化学试剂的理化性质及分类规律是做好化学试剂管理的前提条件,合适的储藏条件是化学试剂管理的基础。首先,储藏室应具备通风、防潮、防火、防晒等基本条件,位置应设置在易于处理意外事故的地方,室内装有温度计、湿度计和灭火装置,危险药品按照国家公安部门的规定来存放和管理。另外,在墙上张贴实验室安全守则、药品使用规定以及意外事故处理办法,同时定期对实验人员进行培训。实验室管理员素质水平的高低,关乎师生的人身安全和教学科研的成败。管理者不仅要具备相应的知识结构,经常给大脑“充电”,而且要具备强烈的责任心和细心。平时要做好定期检查工作,如检查包装是否完好,试剂有无变质,标签有无脱落,有无过期药品,教学试剂的处置等,发现问题及时处理,而且做好不同课程的教学实验所用试剂的整理工作,对剩余试剂种类和数量做到心中有数,以便后期尽快再利用,防止药品的重复配制。

2.4全过程监控

2.4.1控制采购量,降低库存

药品的采购是教学科研的首要环节,为了避免粗放申购试剂数量过多、规格过高的浪费,或者数量不够、规格过低对实验的影响,通过表2计算的方法,可有效地控制试剂的数量和质量。在每学期末,各教研室下达实验教学任务,结合开展相应实验项目的学生人数,按照项目分析方法,统计计算所需试剂种类和实际用量,对每组学生消耗量进行精确计算(以ml、mg、g、滴为单位),再加上试剂的转移、润洗等少量消耗,进行合理估算并汇总。另外,汇总实验室目前剩余试剂,在保证实验顺利进行的基础上,能重复使用的重复使用,将所需量减去目前暂存量,最终核算出本学期所需药品的数量和规格。

2.4.2分类管理,降低风险

一方面是将验收合格的药品分类存放,例如按照其各自的化学性质,分为有机物类、无机物类和危险化学品等。每个区域再根据各自特点及性质进行排放,方便查找取用。如无机物可按周期表、试剂的字头排列、阴离子排列来排放,有机物按官能团分类排放,指示剂可按功能、颜色排放等。另一方面,将配制好的溶液按实验项目分类存放,并将试剂名称标记于柜门,以便学生之间的穿插使用,防止试剂的残存量过大。

2.4.3规范使用,降低成本

在保证实验成功的前提和提高学生能力的基础上,遵循安全、节约、保护环境的原则。贯彻环保理念,通过改进实验项目推进绿色化实验室建设,降低化学试剂的使用量和废液的排放量。比如,通过实验项目的改型不断改进,尽量用无毒试剂代替有毒试剂,尽量将实验试剂微量化,将实验项目串联,即将上一实验的“产品”作为下一个实验的“原料”。此外,能重复使用的试剂尽量重复使用,比如实验室有3mol/L的硫酸,当另外一实验恰好需要1mol/L的硫酸时即可将其稀释,而非放着3mol/L的另取浓硫酸再稀释。实验过程中要求学生用多少取多少,避免直接从试剂瓶取用,防止交叉污染导致整瓶试剂失效,使用时注意保护瓶签,避免试剂无签而无法使用,瓶塞用后立即盖上,以免灰尘及赃物落入试剂中。

3结语

创新实验论文范文8

1.在教学理念上,学校普遍比较重视传授基本知识和技能

而不够重视数学实验课程在拓展素质教育、培养学生科研创新能力方面所起到的作用。学校往往把数学实验课程看作是次要课程或理论课程的练习版,而忽略了其在人才培养中的地位和作用,更谈不上制定其对学生科研创新能力培养的总体目标和要求,所以数学实验课程对学生创新精神和实践能力培养的作用得不到充分体现。

2.在教学内容上,主要以基础实验、验证性实验为重点,对探究性实验、应用性实验以及拓展性实验的学习课时少

普遍强调对程序语言、程序内容、程序步骤的细节性描述,很少有程序思想、程序设计思路等内容。

3.在教学方法上,主要针对基础实验、验证性实验,学生普遍在教师示范下进行数学实验,或者根据教材自我练习。

学生练习过程中缺乏独立解决问题的意识与能力,缺乏学习的主动性,教师往往直接传授解决办法,而缺乏引导,这样,数学实验课程对学生创新实践能力培养的作用和效果就无法体现。另外,数学实验教学中缺乏教与学的自由度,过分强调教学要求的统一性,忽略学生的个性发展,从而制约了学生主动性的发挥和创新能力的表现,一些学生的创新设想很难实现。

二、培养大学生科研创新能力的数学实验课程教学改革

1.改革教学内容。

兴趣是学生学习的动力,而创新是学生对知识深度和广度的进一步拓展,兴趣与创新互为因果,相辅相成。因此,在国家号召大学生进行创新创业训练的大环境下,我们在讲授基础实验、验证性实验的基础上,应让学生重点学习探究性实验、应用性实验以及拓展性实验,即在讲授程序语言、程序内容、程序步骤的基本知识的同时,注重程序思想、程序设计思路等内容的引导。我国大学生科研创新活动的形式主要有参与教师的科研项目、大学生课外科技活动、大学生自主申请的研究项目三种。为了培养大学生的创新精神和创新能力,需要把数学实验课程与大学生科研创新活动紧密结合。把大学生创新创业训练计划项目引入探究性实验,把数学建模竞赛赛题引入应用性实验,把教师的科研项目引入拓展性实验,引导学生开展自主、开放、探究、合作式的研究性学习,培养学生的科研创新能力。

2.改革教学方法。

在数学实验课程的具体教学过程中,要打破传统的教学模式,尊重学生兴趣和个体差异,突出学生的主体地位。除去基础实验、验证性实验以外,学生可以充分展现自我,分组讨论,讨论对象自由结合,讨论时间自由选择,课下可以延续课堂的讨论。在课堂上,要使用不同的教学方式进行不同类型的实验。对于应用性实验,我们结合数学建模课程,从中选取学生感兴趣的实际问题,让学生亲身体验用数学解决实际问题的全过程,培养学生分析问题、解决实际问题的能力,同时让学生感受数学模型的魅力。对于探究性实验,我们结合已有的大学生创新创业训练计划项目,教师从中提出问题,学生大胆猜想,教师引导学生朝着预先设计的方向提出实验方案,预测可能的结果,然后学生进行数学实验,验证猜想,让学生在探究过程中理解数学、获得知识。对于拓展性实验,我们结合教师的科研项目,提高学生创新研究的层次和水平。教师从科研项目中提出问题,学生收集处理和分析数据,设计多个实验方案,进行数学实验,最后找出正确的实验方案或者最优的实验方案,得出结论。这种模式重点不再是获得正确的结论,而是对过程和结论的探索和创造,学生以一种发现数学问题的方式进行发现式学习。数学实验课程不但为学生参加各种形式的科研创新活动打下了良好的理论基础,而且让学生初步认识了各种形式的科研创新活动,感受到了它们的魅力,激发了学生对科研创新活动的兴趣以及积极性,形成了一种科研创新与能力提高的良性循环,使学生逐步成长为适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。近两年,我校理学院每年近90%以上的二年级学生踊跃报名参加了校级数学建模竞赛,选拨出的优秀学生参加全国大学生数学建模竞赛,其中国家奖的获奖率以及总体获奖率在逐年上升并连续创历史新高。每年大学生创新创业训练计划项目的申报数量也在逐年上升,并且省级大学生创新创业训练计划项目以及部级大学生创新创业训练计划项目的获批项数也在逐年上升。另外,部分学生会积极主动参与本科生导师的科研项目研究,在更高层次上锻炼自己的创新能力、书面表达能力,以及与他人分工合作能力等,提高自身的就业竞争力。

3.扩展学生科研创新活动空间。