材料化学实验科研素养的培养论文

精品范文 时间:2022-10-28 08:09:17 收藏本文下载本文

第1篇:材料化学实验科研素养的培养论文

材料化学实验科研素养的培养论文

【摘要】材料化学实验是一门重要的专业实验课程,对学生从本科阶段的学习到研究生阶段的科研的过渡具有重要影响。针对以往材料化学实验中的问题进行探讨,在教学内容、教学形式和课程考查的组织实施方式上进行一定改革,以达到提高学生对课程重视程度和培养学生基本科研素养与团队精神的目的。

【关键词】材料化学实验;教学改革;科研素养;团队精神

正确的、先进的创新教育理念是时代精神的体现,对于高等教育有着导向作用。“怎样培养人”、“怎样培养出社会需要的人”一直是高等教育的核心性课题[1,2]。爱因斯坦认为“学校的目标应该是培养有独立行动和独立思考的个人,不过他们要把社会服务看作自己人生的最高目的。一个由没有个人独创性和个人志愿的规格统一的个人所组成的社会,是一个没有发展可能的不幸的社会”。因此,高等教育对创新型应用人才的培养,日益成为社会各界的共识。随着对创新型应用人才培养模式的不断探索,实验教学也越来越受到关注和重视。材料化学专业实验[3,4]是在学生系统地学完无机、有机、物化、仪器分析等课程基础上,经过设计性实验课程锻炼以后开设的一门科研实践课程,给学生提供一个开展科学研究入门的基本训练,包括文献查阅、实验设计、实验操作、仪器使用、数据处理和论文撰写等环节,对学生从本科阶段的学习到研究生阶段的科研的过渡具有重要影响。作为一门专业实验,与基础实验有质的区别。基础实验的学习目的'主要是培养学生的基本实验技能,有标准化的实验过程与实验结果。而专业实验除了要让学生练习基本实验操作外,更重要的是要通过本课程的学习,培养学生具备开展材料化学方向科学研究的基本科研素养,为以后的研究生阶段的科研打下基础。那么我们的实验教学就不是简单的注满一桶水,而更重要的是点燃一把火。一桶水浇下去,还是一桶水,不会有什么主动的反应。一把火点起来却能够越烧越旺,放射出绚烂夺目的火光。教师所要做的事情,就是要像点燃一把火那样,发挥学生的主观能动性,让他们去发现、去创造。因此,根据材料化学实验的课程特点及专业特色,积极探索目前教学中存在的问题,在教学内容、教学形式和课程考查等方面深化改革,直接从教师科研课题中抽取适合学生做的实验内容,重点培养学生的科研素养与团队精神,使学生知识、能力、素质全面协调发展[5,6]。实践表明,这种基于科研课题的实验内容更能激起学生实验的兴趣,更有力于学生自学能力、实践能力和创新能力的培养,同时培养了学生的责任感和团队分工合作意识,为以后科研工作打下基础。

1教学内容的改革

材料化学实验是研究材料组成、合成方法、制备工艺和材料性能测试方法的实践教学课程。目前洛阳师范学院的材料化学实验课程基本都涉及了,内容全面。但各个实验都是独立的,实验时间短,内容简单,缺乏系统性。实验内容也都比较老,与现代材料的科学前沿有很大距离。专业实验与学生之前上的基础实验差别不大,学生积极性不高。这就要求对实验内容进行大的调整和改革,构建更为合理地教学体系。于是,在长期研讨和协商的基础上,本着科研与教学互动的理念,将教师的科研课题融入到材料化学的实验教学中。解决了原实验教学项目单一和重复的问题。新增的基于教师科研项目的创新实践训练课程,不但激发了学生浓厚的科研兴趣,而且使学生能够参与教师科研,对学生创新能力的培养非常有益。科研项目实验中需要很多大型仪器进行材料表征,像X-射线粉末衍射仪、孔隙度分析和比表面仪、热分析仪、红外和紫外可见分光光度等仪器等。请了专业的教师对学生进行培训,使学生了解了大量仪器的基本工作原理和应用范围,能够熟练地使用仪器对材料进行所需要的表征,培养学生独立从事科学研究的能力。新的实验项目更具有设计性和综合性,包括了材料的制备、表征、分析和性能测试。更注重材料分析方法的统一性和连贯性。一个实验包含了多个小实验,各个小实验间有很强的逻辑性和互验性,下一个实验需要前一个实验结果进行佐证,这样这些小实验就有机地整合为一个综合性的材料制备分析实验。新材料化学实验、涉及的技术面广,实验的综合性、探索性和连续性强。既结合了材料相关的基础理论知识,包括了材料的基本合成、表征,又有材料的科学前沿。完美地实现了由单一验证性实验向设计性、综合性和应用性实验的转型。实践表明,基于教师科研课题的材料化学教学新模式,不仅很好地训练了学生基本教学技能,同时也促使学生主动去思考问题,激发学生学习专业基础知识的兴趣和科研探索的热情。全面提升了学生的综合科研素养,为优秀学生进一步深造读研究生打下坚实的基础。

2教学形式的调整

材料化学的实验的任务可以概括为完善知识结构、实验技术和方法,培养操作能力、创新能力,培养理论联系实际的科学素养。针对材料化学的实验任务,我们对教学形式做了以下两方面的调整。一方面重点培养和提高学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。主要从三方面能力的培养入手。首先是自学能力,课前要求学生认真预习实验内容,提前做好实验准备,包括实验用试剂和仪器。不再像基础实验那样给学生备好实验用品。实验过程中学生遇到问题,要求自己查阅资料解决,尽量避免跟着教师做实验,离开教师就不转的现象。其次,注重学生动手能力的培养。简单的仪器设备教师不再手把手教使用方法,要求学生自己借助教材和仪器说明书,正确使用仪器。对实验中出现的现象和实验结果,要求学生自己根据所学理论进行初步分析判断。要求学生自己处理实验数据、绘制曲线、说明实验结果和撰写实验报告。最后是注重学生创新能力的培养,让学生利用所学知识,对教师科研课题相关实验自己设计。另一方面重点培养和提高学生的科研素养。实验教学不仅要培养实验技能,形成感性认识,提高动手能力,更重要的是要培养和提高科研素质。注重学生团队精神的培养。科研实验任务量大,担任无法独立完成,必须要多人分工合作。对学生进行分组,每组作为一个团队来共同完成实验。这就要求小组成员要有高度的凝聚力和团队精神,发挥集体的力量,促进小组成员惯性系融洽,培养团队协作能力,为将来真正的可养工作打下基础。

3课程考核方式的变化

教学和考试是任何课程中不可或缺的两个重要部分,抓好实验教学的考试关,即可以提高教学质量,又可以发现教学中存在的问题。以往主要依靠学生实验报告为材料化学实验教学成绩依据,这样容易照成学生重报告轻实验的弊端。因此,在材料化学实验的考核办法上也进行了改革,将以前单一的考核办法改为综合评定。平时成绩和考试成绩各占50%:平时成绩主要依据课前预习、实验操作水平、课堂提问和实验报告;实验成绩由教师选择一个综合实验,只给学生实验方案,不再讲解实验原理、方法、操作过程和注意事项,由学生按分组自主预习,查资料来完成实验。不单一的靠考核实验结果来定成绩,更注重学生实验过程中的操作、解决问题和团队合作情况,来综合打成绩,这样大大激发了学生的实验热情,培养了自主实验和团队合作的科研素养。据统计,学生近些年的毕业论文有70%以上来自老师的科研课题。通过将教师的科研课题融入到材料化学实验的教学中,不但解决了学生实验经费不充足的问题,而且极大地提高了学生实验的兴趣,圆满的完成实验教学任务。学生在科研实验的过程中培养了自学、创新、和实践能力,养成了良好的团队合作精神。另外有部分兴趣浓厚的学生将实验结果整理写成论文,发表在国内外相关期刊上,不但在学生中引起极好的反响,也为他们进一步的科研奠定了基础。总之,基于教师科研项目的新型材料化学教学模式,不但可以增加实验教学的先进性、实用性和多样性,而且培养了学生良好的科研素养和团队合作精神,对培养新世纪全面发展的综合性人才有不可估量的作用。

参考文献:

[1]李继利,赵军伟,付芳,等.应用技术型大学转型过程中功能材料课程教学改革初探[J].轻工科技,2015,(11):141-145.

[2]杨海燕.建立与科研课题结合的研究生实验技术教学新模式[J].西北医学教育,2007,15(3):443-444.

[3]葛金龙.材料化学专业教学实践[J].长江大学学报(自然科学版),2011,8(10):134-135.

[4]周静.材料物理、材料化学专业实验创新研究[J].实验科学与技术,2006,(3):48-50.

[5]张小强.教学型地方高校科研与科研工作互动实践研究[J].钦州学院学报,2007,22(5):85-89.

[6]禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010,(1):23-25.

第2篇:化学实验论文

化学实验论文

论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,一起来看看化学实验论文,仅供大家参考!谢谢!

高校化学实验的绿色化学研究

摘要:绿色化学是新课程理念下的一种新型教学方法和教学理念,对开展素质教育活动具有非常重要的意义。教师应重新审视和改革高校化学实验的教学内容、实验计划及转变传统的教学理念,还应优化教学结构,树立新型的绿色化学教学理念。

关键词:高校;化学实验;绿色化学

1绿色化学的含义

绿色化学又被称为环境无害化学、环境友好化学,利用化学原理和方法来研究和寻找的二次循环利用的无毒害原材料,最大程度上减少污染资源,以便更好地实现新课程理念下的教学目标。绿色化学主要分为四个方面:第一,减量即省资源、少污染,减少三废的产生与排放。第二,拒用即不使用一些无法替代、污染性较强的药品原料,进而有效杜绝污染。第三,循环利用,如催化剂、载体,利用一些可循环的资源。第四,回收即回收未反应的试剂、非反应试剂、副产物,助溶剂等。可见,绿色化学主要就是强调利用一些可循环的资源,降低对环境的污染。

2高校化学实验中绿色化学探究途径

2.1渗透绿色化学理念,优化教学结构

在传统教学中,教师并没有认识到绿色化学对化学教学发展的重要性,这一理念严重影响了学生的学习态度。鉴于此,教师应注重培养学生绿色化学思想,并加强绿色环保意识的教育,把保护环境知识一点一点有效地渗透于整个化学实验教学中,也应有意识地把本地区环境污染的典型事例放在教学内容中,如化工厂氯气的外溢,不仅会造成人呼吸困难,而且还会使蔬菜枯萎,损害人体健康。

基于此,教师应该让学生切身体验到环境污染给人们带来的危害,并通过多种教学途径培养学生对环境保护的责任感,同时还应该把不经过处理的废水、废气对人们造成的危害,及不合理处理可能会导致的安全事故告知学生,这样才能让学生明白回收、做好相应处理工作的重要性,还可以培养学生良好的实验室习惯。此外,教师还应多增设一些实验后废气物无害化处理的教学环节,多引导学生妥善处理、回收实验废弃物,进行废物利用。例如,化学实验教学中回收的废酸(硫酸、盐酸)用来冲洗厕所,这样既能提升试剂的利用率、减少实验污染,还能培养学生的环保意识,使废气材料变成宝贝,实现绿色化学教学目标。

2.2安排绿色化教学内容

要想实现绿色化学实验,教师的首要教学任务是从源头制止化学污染的生成。教材是教学最重要的组成部分,也是教学的载体。所以,为实现绿色化教学,教师应尽量挑选一些能够反映绿色教学内容的教材,如果教材中没有特别介绍绿色化学教学内容,教师应该根据实际的教学内容和学生的实际发展情况将实验内容整体化。传统教学中,教师过于忽视实验过程对环境的污染。为改善高校化学实验教学现状,教师应及时调整实验教学内容,选取合适有效的实验题目,其内容应该围绕基本原理、实验操作开设大小型的污染实验,如气体摩尔质量的测定、醋酸标准解离常数和解离度的测定,从根本上解决污染物。

2.3合理利用多媒体技术,模拟化学仿真实验

在传统教学中,教师并没有做到与时俱进,依然采用传统的教学手段,无法真实反映化学现象,还会消耗大量的药品和水资源,尤其是容易导致安全事故的发生,影响师生的身体健康。多媒体技术是新课程理念下的一种新型教学手段,不仅可以将枯燥无味的理论知识用更加生动形象的方式呈现给学生,还可以模拟化学仿真实验,减少药品的损耗,实现安全、方便、快捷且污染的目的。所以,在进行化学实验教学的`过程中,教师应结合实际的教学内容和学生的认知情况合理地利用多媒体技术,把实验过程更加清晰地呈现给学生,再结合理论知识的讲授,便于学生更好地理解知识。多媒体技术对开展绿色化学教学活动具有非常大的促进作用,理应得到相关教育工作者的支持与重视,以便更好地调动学生的学习积极性。

2.4将绿色化学教育融入无机及分析化学实验教学过程中

无机及分析化学实验是我校生物化工、食品工程、制药工程、纺织工程专业大学一年级新生开设的基础实验课,是学生检验无机及分析化学理论知识、获得和累积化学经验知识的重要手段,是提升学生科学素质和化学实验操作技能的重要途径。在无机及分析化学实验的教学过程中,应充分将环保意识、环境化学知识与实验教学联系起来,在实验室进行环保、安全和节能减排教育,加强化学实验废弃物处理技术教育,使学生了解常见的环境污染治理方法及防范措施,实验过程中做到规范操作,节省药品及试剂用量,减少实验对环境的污染。

2.5采用模拟化学仿真实验

传统的分析化学实验中,有些实验需要使用一些有毒、有害的化学试剂,这些实验有可能会排放有毒的废弃物(毒气、毒水、毒渣)污染实验环境,并给师生身体健康带来一定的危害。对于这些毒性大、危险性大、环境污染严重的实验,可以通过模拟化学仿真实验进行实验教学。模拟化学仿真实验既让学生学习了实验方法,又使这些有毒、危险、对环境污染严重的实验变成了绿色化实验,对保护自然资源、缓解化学实验对环境的污染等都会产生积极影响,是减少实验室废弃物污染和保护环境的最佳途径。

它是化学实验绿色化研究的重要内容,是化学实验摆脱实物教育的一场革命。将绿色化学渗透到分析化学实验教学过程的各个环节中,改进实验教学方法,不仅可以达到提升学生实验操作技能、增强学生的环保意识、培养学生创新意识的教学目的,还可以实现节约试剂、减少污染、零排放的目标。

2.6采用微型实验

对于危险、有毒、昂贵、污染的化学实验,微型实验尤其重要。微型实验可实现实验器材微型化、实验药品微量化及点滴化,从源头上显著减少污染物的排放,杜绝实验过程给环境带来的污染,达到绿色环保的要求,提升了实验的安全性,减少试剂药品用量,降低了实验成本,显著减少了有毒、污染物质的排放,改善了实验环境条件,极大减少了对环境的污染。微量实验既有利于实现化学实验的绿色化,又有利于学生树立环保意识。

2.7妥善处理三废,达到绿色排放

在无机及分析化学实验教学过程中,会产生一定量的废气、废液(如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾等酸、碱废液)和废渣(如固体产物、剩余的固体原料、破碎的玻璃仪器、废纸等固体废弃物)。实验室产生的废气、废液、废渣,如处理不及时、不合理,将影响实验室人员、居民的身体健康与环境。若将酸、碱废液直接倒入水槽,会腐蚀、损坏排水管道。若将重金属废液直接排入水体,不但是一种浪费,还会污染实验室周边水体,且重金属一般不能被微生物所分解,甚至某些重金属能通过微生物作用产生毒性更大的金属有机物,经过食物链的传递,最终进入人体。

因此,在实验教学过程中,三废一旦产生,应及时处理,实验过程中产生的一些有毒废气,学生可以通过自制的除尾气装置进行处理。对于有些不好处理的三废,应由实验管理工作人员按照三废处理标准严格进行处理。在实验教学的过程中,用绿色化学发展理念作为指导,从准备实验到操作实验,最后结束实验都要做到绿色化,从源头抓起,从源头阻止污染,让传统化学实验成为更清洁、无害的绿色化学实验。

参考文献:

[1]王瑾.绿色化学工艺的开发与应用[J].贵州化工.2016,(32):22-25.

[2]徐汉生.传统化学工艺的绿色化技术革新[J].化学与生物工程,2016,(24):1-4.

[3]唐嘉,刘俊红.试论传统化学工艺的绿色化技术革新[J].中国石油和化工标准与质量,2016,(33):48.

[4]刘超.谈化学教学中绿色化学教育的渗透[J].泰山学院学报,2016,(03):12-14.

[5]谢年明.浅论绿色化学教育在化学教学中的渗透[J].化学工程与装备,2016,(08):224-225.

无机及分析化学实验教学改革分析

摘要:无机及分析化学实验是众多学院大学基础课程中最为重要的一门课程之一,如何能够更好的教授学生相关基础知识,帮助学生学习和掌握正确的实验操作和实验设计方法,是当下实验教学改革中重要的问题。

关键词:无机及分析化学实验;实验教学;改革

无机及分析化学是很多专业如化工、材料等学生大学学习中非常重要的一门课程,同时也是加深学生的基础理论知识的必要环节。无机及分析化学这门课程将无机化学和分析化学融合为一体,在降低教学学时、减轻学生学习负担的同时,对于教师的考验也更加严格。教师必须在较少的学时中清晰、明确的讲授更多的专业知识,同时还需要保证教学的系统性和创新性。因此,对于无机及分析化学实验教学的现状、存在的问题进行研究是非常必要的,本文不仅分析了在无机及分析化学实验教学中存在的弊端,同时也提出了有效的改革措施。

1传统无机及分析化学实验教学中存在的问题

在传统的无机及分析化学实验教学中,主要采取老师讲授知识时长较长、与学生互动少的教学方式。同时,传统的教学中主要注重理论知识的讲授,包括一些冗长的验证和复杂的说明等内容,容易造成学生提不起兴趣,注意力不集中等情况。此外,这种教学方式给学生提供的展示自我和提升自身能力的机会较少,学生在课堂中不能有效的提升化学实验方面的动手能力。对于规范的实验基本操作来说,传统的教学方法一般是由老师来讲授或演示,但是这些偏向于实践操作的技能,更加需要学生在不断自己操作中改善和加深记忆。其次,由于无机及分析化学实验这门课的特殊性,有些教师课堂内容可能会出现两者知识不融合,联系不紧密等现象,造成学生对该门课程理解不深刻,阻碍了学生对于无机和分析化学知识的更深层次理解。

同时,有很多无机及分析化学实验课堂上的实验设计限定较多,有些仅为了实验技能的训练而安排,缺乏多元化,同时不能对学生自主设计实验和独立思考方面的能力进行很好的培养。最后,由于这门课程是为了向同学讲授如何正确使用实验仪器和一些常见的实验操作。但是很多传统的教学中,由于学生数量较多,导致老师演示操作很多同学看不到或看不清,导致很多同学对于知识的获取并不全面。[1]当然,有些同学对于学习这门课程的态度不够端正,在学习该课程前不进行认真的课前预习,对于课堂上要讲授的基础知识和要点没有一个清晰的认知,导致课堂上跟不上教学进度。在记录实验数据时,头脑不清晰,且态度不严谨,不能很好的保证数据的真实和可靠性。[2]

2无机及分析化学实验教学改革的必要性

随着我国教育的不断发展,学生对于课堂教学知识量的需求越来越大,对教学方式的需求也要求越来越多元化。而传统的方式单一、内容固化的教学方式已经显然不能满足现今处于信息社会的学生的需求了。同时,为了响应我国高等学校化学专业对于本科教学的要求,课时在逐渐减少,但是讲授的内容和质量不能减少和降低。因此,我们必须思考如何能更好的呈现课堂内容,如何能更好的与学生进行互动以提升学生积极性,如何能更好提升学生的实验操作技能,如何能培养学生的自主设计实验能力等问题。因此无机及分析化学实验的教学改革,提升教学趣味,加强实验绿色性,加强教学内容基础性是非常必要的。[3]

3无机及分析化学实验教学的改革的措施

3.1增加教学中实验的设计性

为了加强无机及分析化学实验中两者的联系,同时为了提升学生学习兴趣和自主创新能力,应该增加实验课程中实验的种类。在对学生进行基本知识和基本操作的讲授之外,还需要对学生综合和实验设计能力的培养加以重视。同时在对学生进行评估时,也应该重视实验设计和独立创新性等方面的能力。

3.2提升实验的绿色化

由于课堂实验的多元化,使得课堂中使用的试剂种类繁多,且化学实验中使用的试剂大多不仅对人体有害,而且会污染环境。而很多初学化学知识的大学生对于这些试剂的危害认知不清,使用过后的废液会随手丢到下水道中,严重危害环境。因此,在教学中要对学生环保意识和对于试剂的危害性加以强调。同时,在设计实验时,提倡使用低毒性的试剂来代替剧毒试剂,以降低对环境的污染,同时减少实验产生的有害废弃物。

3.3改善教学方法

传统的教学方法主要依赖于教师的讲解,对于学生的独立思考和积极性重视程度不够。学生在课堂上被要求重复老师的操作,极大地局限了学生的想象力和创造力。同时教师必须反思自我的教学方式是否枯燥乏味,应该更多的增加与学生的互动和教学的趣味性以引导学生对于知识更加深入的思考。此外,还需要对学生的实验过程和数据记录更加严格监督,以保证学生实验操作的安全性以及对于保证数据真实性意识的培养。

4结语

在新的世纪,面对教学的不断改革和学生需求的多样化,教师必须在不断完善自身对于基础知识理解的完善和深刻的同时,还要不断改善传统的教学方式,调整交些内容,突破自身局限,对更加有效和有趣的教学方式进行不断的探索,同时还要不断在教学中学会反思自我,努力提升教学水平,培养出具有更好实验操作能力和更强自足创新能力的学生,为我国不断输出综合素质更高的高水平人才。

参考文献:

[1]肖雪春,王毓德.材料类无机及分析化学实验教学改革实践[J].实验科学与技术,2016,14(1):153-157.

[2]柳娜,薛冰,郭登峰,等.无机及分析化学实验教学改革与探索[J].科技信息,2010(25):130-131.

[3]王丽红,朱团.无机及分析化学实验教学改革的研究[J].科技创新导报,2012(15):158-158.

第3篇:化学实验论文

关于化学演示实验的几点建议

渔洋中学

晋世伟

摘 要:初中化学演示实验注意事项、不正确的演示实验可以加深学生对操作的印象、学生动手参与,亲历实验过程。

关键词:中学化学;演示实验;实验操作错误;学生参与

化学是一门以实验为基础的科学,直观的实验现象可以让学生一目了然,对于一些原理及规律的探究总结也有很大的帮助。由于存在安全、仪器数量不足等诸多的因素,初中化学的部分实验需要教师进行演示。演示实验不同于引导学生自己动手实践操作,有些方面须加以注意。

一、演示实验,不妨一错

在演示实验中,我们一直都是以正确的操作在进行。诚然,正确的实验操作能帮助学生学习正确规范的操作技术和方法。但是对于不当操作会造成的后果只是在文字上有所表达,并没有直观的实验现象让学生看见。学生对此的印象不太深刻。

在保证安全的前提下,教师在演示

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