视频教学与物理化学实验教学水平提高

视频教学与物理化学实验教学水平提高

[摘要]视频教学运用于物理化学实验,对增强实验教学趣味性,优化实验教学内容具有重要的意义。现代教育背景下,物理化学实验教师应当利用视频教学提高物理化学实验教学效果。将实验原理、实验步骤和数据处理等制作成教学小视频,帮助学生提前预习物理化学实验,从而有助于提高实验效率。

[关键词]视频教学;物理化学实验;教学水平

将视频教学融入到基础化学实验、生物化学实验和药剂学实验等各个实验学科中是现代信息化的迅速发展的必然结果[1-4],推动着教育事业向高水平发展。物理化学课程是本科化学化工类各专业必修的一门专业基础课,也是西南民族大学化学与环境保护工程学院的专业核心课程。物理化学实验是物理化学课程教学的一部分,包括化学领域中各分支学科所需要的基本研究技术和方法,在化学实验课程中具有非常重要地位。学生掌握物理化学基础理论知识及相应的基本操作技能,培养学生将理论知识应用于实践的能力是物理化学实验基本教学目标。培养学生分析问题、解决问题能力和科学探究能力是物理化学实验较高的目标。如何利用视频教学帮助学生实现这两个目标是物理化学实验教学改革是一个亟待解决的问题。

1视频教学的优势

视频教学模式具有三个明显的优势,第一,视频教学效率高。由于实验教学需要学生动手操作,引入视频教学的模式,就能够保证学生和老师能够充分的交流,这样就能够取得更高的教学效率。第二,视频教学能够共享非常优质的教学资源。将视频教学引入到物理化学实验教学中,学生们能够通过视频来得到更多优秀老师的指导,这有助于学生对知识的掌握。第三,视频教学增加实验的趣味性,培养学生的学习兴趣。物理化学实验教材实用性很强,我院所采用的物理化学实验教材是针对我们学院的实验仪器编撰的。将实验原理,具体的实验操作步骤和数据处理等制作成教学小视频,让学生提前预习实验,增加学生的学习兴趣。此外,新增加我院四个研究方向的综合研究性实验视频教学,培养优秀学生的科研兴趣。

2视频教学怎样融入物理化学实验教学

2.1基础物理化学实验与视频教学

第一层次基础物理化学实验是与课堂理论教学配套的基础实验,是我们学院每位学生的必做实验,帮助学生掌握物理化学基础理论和物理化学性质的测量方法,同时也使学生掌握一些常用仪器的使用方法。第一层次基础物理化学实验包括:(1)恒温槽装配及性能测试,(2)蔗糖水解反应速度常数,(3)液体饱和蒸气压的测定,(4)金属相图的测绘,(5)燃烧焓的测定,(6)胶体电泳速率及ξ电位测定,(7)乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定,(8)电动势和溶液pH值的测定和(9)粘度法测高聚物分子量。将这九个第一层次的物理化学实验录制成视频教学,适用于学院多学时物理化学实验Ⅰ(上)和少学时物理化学实验Ⅱ。物理化学实验技能训练,包括掌握实验原理、基本操作步骤、观察并收集数据的能力、处理实验异常情况的能力和处理实验数据以及分析实验结果的能力等。将这些实验原理、实验步骤和数据处理都录制成视频,更有利于学生提前预习,更好的训练学生的基本操作能力。以第5个实验“燃烧焓的测定”为例,详细描述一下教学视频录制过程。第一,在录制实验原理视频时,利用视频协助学生掌握测定苯甲酸和萘的燃烧热的实验原理。第二,在录制实验步骤视频时,教师将整个实验演示一遍,并录制好视频。需要强调注意事项,注意氧气量要充足和感温元件要从夹套中取出放到水桶里测量,避免实验失败,引起不必要的浪费。然后进行视频加工,在每一步实验的地方加上操作步骤的字幕,这样更加直观易懂。第三,在录制数据处理视频时,教会学生运用恒压反应热与恒容反应热的关系式,以及基尔霍夫定律对实验数据进行处理,得到所测物质燃烧热,并展示往届学生写的好的实验报告。这样能更好的启发学生思维,帮助学生顺利完成燃烧热测定实验,这样有利于培养学生的动手能力。另外,将这些实验所涉及的先进仪器的使用方法都录制成视频,例如新型电位差计和新型电导率仪的使用说明都录制成了视频,这样可以方便学生掌握先进实验仪器的使用方法,防止不小心或误操作损坏仪器。

2.2应用性物理化学实验与视频教学

第二层次应用性物理化学实验是联系生产生活实际的应用性物理化学实验,是化学、应用化学、材料化学和化工专业的学生必须完成的实验,主要目的是拓宽学生实验技能和知识面,训练学生的创新思维能力。第二层次应用性物理化学实验包括:(1)电导测定的应用,(2)凝固点降低法测分子量,(3)溶液中的吸附作用和表面张力的测定,(4)沉降法测定粉体粒度分布,(5)电动势法测定化学反应的热力学函数变化值,(6)偶极矩的测定,(7)极化曲线的测定,(8)液体密度和粘度的测定和(9)差热分析。将这九个综合应用性实验录制成教学视频,适合于多学时的物理化学实验Ⅰ(下)。将此类物理化学实验录制成视频,除了让学生更加深刻的理解实验原理、熟悉操作步骤和熟练处理数据外,还着重强调其应用,例如,第9个实验差热分析在录制视频时,加上了热分析实际应用简介。热分析已成为控制最终产品质量的重要分析方法之一,因此应用于我国冶金行业里铁合金、保护渣检验等生产前期原料控制过程中。由于热分析已列为控制药品质量的重要分析方法之一而应用于申报新药。热分析已成为测定产品品级的重要分析手段可以应用于煤炭行业。另外,将实验过程中的注意事项设计成习题,让学生通过观看视频后完成习题,从而为学生营造了一个适合他们主动学习,提高实践能力和创新思维能力的良好环境。

2.3综合研究性实验与视频教学

在第三层次综合研究性实验,重点开发一些联系生产生活实际的研究性实验,也可以与教师的科研项目相结合,重点培养学生的创新意识与创新实践能力。只向部分优秀学生开放,主要培养学生的创新实践能力。从教师科研课题出发,通过实验来解决生活或者生产实际中某些现象。我们学院有四个研究团队高分子材料团队、功能无机材料团队、纳米材料合成与应用团队和有机合成团队,计划增加四个方面的研究性综合实验的视频教学,培养学生的创新意识,开发综合研究性实验。另外,学院购买了Gaussian16计算软件,可以研究各种模型的性质和各种重要反应的反应机理,因此可以将实验与理论结合设计适合本科生的物理化学综合研究性实验,这是国内外高校的综合研究性物理化学实验发展的必然趋势。

3结论

视频教学应用到物理化学实验教学,将视频教学融入到基础物理化学实验、应用性实验和综合研究性实验这三个层次的实验教学中,可以提高学生的学习主动性,帮助学生锻炼逻辑思维能力,增加了学生的学习兴趣,达到每个学生做实验前认真预习,真正理解实验原理和熟悉实验步骤,掌握实验的注意事项,启发学生在实验过程中遇到问题会积极开动脑筋思考解决和培养优秀学生的科研兴趣。这样有利于提高物理化学理实验教学水平,从而取得更好的实验教学效果。

参考文献

[1]袁真.将“微视频”引入新工科教育的“微改革”研究[J].山东化工,2019,48:204-206.

[2]杨淑珍,苏进,和悦,等.视频教学在高校有机化学实验教学中的应用[J].大学教育,2017(5):31-32.

[3]郑楠,付晖,王冶闽,等.仪器分析课程教学改革探讨[J].海峡药学,2019,46(13):221-222.

[4]屈欢,李敏,赵会君.微视频教学方法在生物化学实验教学中的探析[J].科教文汇,2018(423):51-53.

作者:余盛萍 单位:西南民族大学