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无机化学实验报告范文精选

无机化学实验报告范文第1篇

化学实验报告的批改是化学实验进行后化学实验教学的继续,是实验教学过程的重要组成部分.实验报告是学生对化学实验学习与操作后的一个自我整理、反思、深化的过程.教师通过批改实验报告可以检查学生掌握实验内容和操作技能的程度,并能通过实验报告获得自己教学效果的反馈信息,从而对实验教学内容和教学方式等进行反思与调控.传统的实验报告批改只是给学生一个分数,一个对错的符号,没有能让学生知道自己在实验中存在的不足.而交流式实验报告批改方式指通过全批全改、面批面改、评语批改等方式[1]和学生进行无声的交流,通过等级表示成绩,同时在实验报告中以问题性的评语引发学生对实验过程的更多思考,尤其强调让学生能够通过报告批改反馈更好地理解实验. 1研究目的 在化学实验教学中,对传统的大学化学实验报告批改方式进行改革,通过研究不同的实验报告批改方式会对大一学生的化学实验操作和学习产生怎样的影响,结合大学生的生理、心理特征和化学学科的特征,针对性地采取优化实验教学的措施,并通过教学实践来验证新的方法在提升学生实验能力方面的效果,以便更好地指导大学化学教师优化实验教学. 2研究假设 交流式化学实验报告批改方式与传统化学实验报告批改方式对学生实验能力的影响存在差异,并且交流式优于传统方法,更有利于学生的发展. 3研究方法 3.1被试的选择 大一学生刚进入大学学习,在实验能力方面还不成熟,可塑性强.因此,本研究选取本科大一年级的学生作为研究对象,开展不同实验批改方式对学生实验能力影响的研究,随机选取两个无机实验班作为被试,每个无机实验班级为25人. 3.2实验方法的选择 本研究采用自然实验法进行对比研究,对两个班级学生进行前测,确定其不存在差异.然后确定其中一个班作为实验组,该组学生的化学实验报告批改采用交流式批改方法;另一个班作为控制组,使用传统的分数批改方法.同时用测试法和观察法对学生实验能力开展研究. 3.3变量分析 3.3.1自变量 以化学实验报告的批改方式作为自变量.新的批改化学实验报告模式主要是评语批改和等级表示相结合,同时在实验指导过程中渗透批改情况,帮助学生进步.传统的批改方法只对化学实验报告打出一个分数,标明对错. 3.3.2因变量 学生的化学实验能力通过撰写实验报告和实验操作过程呈现,还会受到教师无形和有形指导的影响,而教师对学生的影响从化学实验报告的批改方式中能反映出来. 3.3.3无关变量控制 实验组和控制组采用随机分组方式(同一学校大一新生的能力水平差异不大),两个班的实验课由同一教师任教和批改实验报告,学生不知道在进行相关研究.这样,从主要的方面消除无关变量的影响. 4研究过程 本研究数据采用SPSS11.0进行统计处理. 4.1前测:实验前学生无机化学实验成绩比较 本研究将两个实验班级的本科一年级上学期的无机化学实验成绩作为前测.结合初期学生在实验中的表现把握学生的能力现状.实验前对实验组和控制组大一上学期期末无机化学实验成绩采用t检验,结果见表1.表中数据表明,实验组和控制组上学期的实验成绩(前测)不存在显著差异.(t=-0.808,P=0.423>0.05) 4.2实施计划 按照实验计划在实际的实验教学过程中批改和评价化学实验报告,反馈学生的学习情况,并记录学生对实验报告批改的情感反应、态度变化、化学成绩变化等项目.实验班化学实验报告交互使用全批全改、当面批改、评语批改等交流式批改方式并以等级表示.教师批改时给予适当的、针对性的评语,包括错解原因分析、实验方法指点、表扬鼓励等.控制班学生实验报告只使用全批全改的分数评价的传统批改方式,用对错符号来表示.在实验过程中,笔者会对实验班的学生进行个案跟踪考察,通过访谈、观察了解其实验能力变化,了解他们在学习兴趣、实验能力、学习效果上的变化. 4.3后测:实验后学生无机化学实验成绩比较 研究将两个无机化学实验班级的第二学期期末成绩作为后测,并结合学生实验时表现的记录情况对学生的实验能力作出评价.实验结束后,将实验组与对照组学生的大一下学期期末无机化学实验成绩进行比较,并以他们该学期无机化学实验成绩提高幅度为指标进行t检验,结果见表2.后测中的实验成绩由学生的每次实验等级结合平时实验表现综合用一个分数来表示,便于比较研究.表中数据表明,通过一学期的实验报告批改实验,实验组的成绩明显提高,并且显著高于控制组.(t=-4.576,P=0<0.01) 4.4个案观察与分析 实验过程中对学生的实验能力进行观察,发现实验组学生的积极性更高,在化学实验过程中更喜欢问问题,对于实验和实验报告中的疑问,学生都比较积极地展开讨论和实验探讨,并对一些现象提出了自己的见解,乐于与教师探讨和交流,探究能力、思考能力比控制组强.在启普发生器制取氢气的实验中,有学生在探讨倒出剩余液体的最佳方法过程中,对这其中的压强原理产生了兴趣,并查阅资料与老师探讨,形成了自己的研究报告.另有一名学生根据老师在实验报告中的提问,和老师探讨,最后针对实验提出了自己独到的见解. 5研究结论 实验统计结果表明,实验组和控制组之间存在明显差异,实验组的交流式实验报告批改方式明显提高了学生的实验成绩,表明实验能力优于控制组.传统的实验批改方式仅用“√”、“×”等符号来表明实验报告批改后的结果,学生只看到符号,不清楚错误的原因,不利于学生实验能力的发展.交流式实验报告批改方式在对学生的自身素质的锻炼、学科成绩和实验能力的提高等方面具有一定的优势.一方面,教师可以通过实验报告了解学生的相关信息(学生知识掌握和实验能力发展程度),及时检查教学效果、发现问题,调整实验教学方案,优化实验教学;另一方面,学生得到反馈的实验报告以后,从对错、等级、评语等反馈信息中得到评价,学生及时改进学习策略.但交流式实验报告批改方式比较费时,需要实验教师多下功夫了解学生、批改报告、分析报告.#p#分页标题#e# 6思考与建议 根据以上结论,通过实验报告的批改来提升学生的实验能力,笔者提出以下几个方面的策略建议: 6.1交互使用各种实验批改方式[2] 实验结果表明,实验组进行全改和当面讲解、当面批改等多种实验报告批改方式,使实验报告情况得以及时反馈,这样实验组学生的化学实验能力得到一定的提高.在批改实验报告时,不能单一地机械采用一种方式,要立足于学生发展需要,综合各种合理批改方式的优点交互使用.针对不同的学生采取针对性的实验报告批改方式,如有的学生对于实验的原理理解不透彻,可以利用空余时间帮助或监督学生学习;有的学生在实验操作过程中存在问题,则在实验过程中注意观察,及时纠正.利用实验时间较短的实验课机会,将实验报告发给学生互相不记名批改,施行互动式实验报告批改,学生在发现同学的不足和优点的同时来优化自己实验报告的书写. 6.2及时反馈,全面评价[3] 积极的反馈信息促进学生知识的强化,矫正学生的认知偏差.在实验报告批改时注重报告反馈的实效性,针对学生的学习实际、个性特点、思想动态给予及时针对性的评价.教师在实验报告中以诚恳的态度,给予学生启发和激励的评语,把批改实验报告当成是与教师及学生沟通情感的好机会.同时,教师在肯定其成绩的同时还应指出存在的不足,以疑促思,使学生的实验能力得到提高.教师应了解不同层次学生实验过程的特点,多维度评价学生的实验能力.实验报告中的评价最好以疑问的方式引导学生思考,帮助学生养成一个好的思考习惯.在实验报告批改完成后指导学生反思实验,写反思小结,学生反馈实验报告的修改情况给教师,教师再次反馈报告批改情况.实验时教师多走动,关注学生实验过程的表现(如实验的主动性、积极性如何),结合实验报告,综合全面评价学生的实验能力. 6.3加强交流,促进实验能力的提高 实验报告的批改需要加强师生、生生之间的交流.在实验批改后开展实验报告交流会,促进学生间互相学习.教师引导学生学习优秀的实验报告,在互相交流的过程中指明报告好的地方,不足的地方.利用信息技术,加强交流.在大学实验学习过程中,利用现代信息技术辅助学习能够一定程度上提高实验能力.可将学生实验报告批改情况或者学生的实验过程表现通过电子信件的方式传达给学生.在实验报告批改后可以将实验相关内容以及研究文献发送到学生邮箱,大家共享本实验资源,指导学生学会阅读文献,查阅文献. 总之,要注重学生的发展,利用好实验报告这一媒介达到与学生的亲切交流,帮助学生成长、成才.

无机化学实验报告范文第2篇

关键词:实验报告;无纸化;抄袭识别;TF-IDF

中图分类号:TP39 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)01-0080-03

实验报告是学生通过实验过程将其实验原理、操作步骤、原始数据、测试结果分析等进行汇总的过程,通过写实验报告,学生进一步巩固了理论基础知识,提高了学生实际动手能力。[1]写实验报告是培养学生独立分析问题和解决问题的重要环节,特别是在以培养高级应用性人才的高等院校,实验报告在日常实践教学中,起到了一个非常重要的作用。

一、纸质报告存在的主要问题

目前大多数高校的实验报告还是以纸质形式为主,学校大量印刷纸质实验报告,学生在课堂上做完实验后写纸质实验报告,最后上交给教师批改。我们从事实验教师岗位多年,既扮演实验报告批改者的角色,又承担实验报告归档管理工作,我们发现目前的纸质实验报告模式,在实验报告的管理与批改中存在以下缺陷:

(1)纸质实验报告印刷,不仅浪费了学校的印刷资源,同时大量的纸质实验报告归档存放,占据了实验室本来就很窘迫的空间。

(2)纸质实验报告因为统一印刷的原因,纸质实验报告模版僵化,无法体现不同类型实验的重点。比如“验证性实验”注重的是实验结果是否符合预期,实验报告中需要重点分析实验结果。“设计性实验”注重的是实验的设计,实验报告需要重点描述设计方案与实验过程。

(3)不少学生写实验报告,照搬实验指导书或课本内容,甚至有个别学生抄袭别人的实验报告,纸质实验报告无法有效避免这个现象。

(4)纸质实验报告只能够手写完成,少数学生字迹潦草,批改实验报告的教师显得非常吃力。

(5)教师批改好纸质实验报告之后,学生无法及时的了解实验报告的批改结果与批改建议。

(6)纸质实验报告的归档工作相当复杂,需要检查每个实验课程的实验项目数与实验报告份数,然后对符合归档要求的纸质实验报告进行逐个捆绑处理并存放。

(7)纸质实验报告归档后不能够远程直接调阅,如果有上级教学主管部门要检查实验报告,实验教师需要在实验报告归档存放的仓库中查找纸质实验报告,然后提交厚重的纸质实验报告。

为了解决纸质实验报告在日常教学与管理中存在的缺陷,我们查阅了大量的国内外科技文献,对于实验报告的改革,有很多不同的解决方案。实验报告的改革多数停留在如何通过制度或教师通过教学方法来提高实验报告的质量,[2-7]没有从实验报告的管理技术上来提高学生书写实验报告的质量、教师批改实验报告以及实验报告归档管理的效率。

二、实验报告无纸化管理平台的整体架构设计

结合多年的实验教学与实验室管理工作,我们认为要提高学生书写实验报告的质量,首先要打破实验报告纸质化的传统,采用电子实验报告,通过建设一个实验报告无纸化管理平台,实现实验报告管理的功能――实验课程库管理、实验项目库管理、实验报告模板制作、实验报告模板、实验报告模板下载、实验报告在线填写、实验报告在线提交、实验报告防抄袭识别、实验报告在线批改、实验报告批改结果查看、实验报告导入、实验报告导出、实验报告信息统计等。实验报告无纸化平台的建设与应用,不仅可以节约学校办学资源,也可以提升实验报告的质量与效果,同时也提高了实验报告归档与管理的效率。

实验报告无纸化管理平台面对的使用对象是学生、教师、实验报告管理员三个角色,因此实验报告无纸化管理平台以角色为模块划分界限,我们设计了实验报告无纸化管理平台功能与架构,如图1所示。

三、系统核心技术与算法研究

1.核心技术分析

分析实验报告无纸化管理平台的各模块功能,按照常规的软件开发方法都是容易实现的,但是“实验报告防抄袭识别模块”是实验报告无纸化管理平台的难点,也是本平台的关键技术。此模块需要对“文本相似度的计算方法”进行研究,查阅国内外科技文献,目前对“文本相似度的计算方法”研究主要分为:词形相似度[8-9]、语义相似度[10]、句法相似度[11-12],结合本平台的实际使用情况,如果存在抄袭现象,实验报告中应该存在词形相似,“词形相似度”算法中最典型的是TF-IDF算法,因此本文采用TF-IDF算法来设计“实验报告防抄袭识别模块”。

2.抄袭识别算法设计

算法步骤:实验报告预处理实验报告特征项选择和加权生成向量空间模型后余弦计算。

(1)实验报告预处理

主要是进行中文分词与停用词的去除,这个步骤可以采用中科院开发的开源代码“ICTCLAS”。

(2)实验报告特征项选择和加权

通过步骤(1),得到了若干个特征关键词K{K1,K2,…,Kn},根据关键词在实验报告中出现的频次,确定关键词在实验报告中的权重W{W1,W2,…,Wn},那么实验报告D可以被表示为一个关键词加权重的集合D{K1W1,K2W2,…,KnWn},在计算中可以简化为D{W1,W2,…,Wn}。

(3)向量空间模型余弦计算

在向量空间模型中有文本之间的相似度计算、常用向量之间夹角的余弦值表示,假设有实验报告A与B,那么可以设计公式3-1来计算这个句子的相似度。

Sim(A,B)=■ (3-1)

其中,Wai、Wbi分别表示实验报告A和B第i个关键词的权值,1 i n。

3.实验报告相似度阈值的设计

公式3-1中的Sim(A,B)可以计算出实验报告A与B的相似度数值,那么这个数值在哪个区间判定为抄袭,哪个区间判定为不抄袭,确定一个合理的阈值在实验报告无纸化管理平台中的“防抄袭识别功能”就显得尤为重要。

阈值的确定,可以设计三个指标算法“准确率P”、“召回率R”,来判断阈值的合理性,首先给定一个实验报告训练集,里面存放U份实验报告,首先人工去逐个判断实验报告抄袭情况,确定实验报告抄袭的份数N,未抄袭的份数M,其中N+M=U,然后假设给定一个初始的阈值E=0.7,用抄袭识别算法去判断这U份实验报告存在抄袭的数量为C,那么。

准确率指标算法: P=■ (3-2)

召回率指标算法: R=■ (3-3)

不断调整阈值E,可以训练返回准确率指标与召回率指标的数值,根据准确率指标与召回率指标的数值,确定一个合理的阈值,以提高实验报告无纸化管理平台中的“防抄袭识别功能”的有效性。

四、结束语

一个具备“防抄袭识别功能”的实验报告无纸化管理平台的设计与开发,是一项复杂的系统工程,不只是传统的信息系统开发,还涉及一些自然语言处理技术,因此本文虽然是实验报告无纸化管理平台设计的一个初步探索,但是整体设计了平台的架构与功能,特别是对平台的关键技术进行了深入的研究。本文的研究为实验报告无纸化管理平台的具体开发奠定了可行的技术基础,实验报告无纸化管理平台的建设,不仅可以提高学生书写实验质量,也可以提高教师批改实验报告及反馈效果,同时还可以减轻实验室工作人员对实验报告管理工作的负担。?筅

参考文献:

[1]马铭杰.确保实验报告质量是提高实验教学效果的重要措施[J].实验室研究与探索,2004(11):64-66.

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[3]李忠光,龚明.实验报告撰写改革尝试[J].实验科学与技术,2005(1):69-70.

[4]王俊斌,王海凤,任健,王英超,李天俊.提高实验报告质量,培养学生综合素质[J].天津农学院学报,2010(1):57-58.

[5]伍洪标,陈玲莉,冯小平,张联盟.学生实验报告改革方法的探索[J].理工高教研究,2002(5):112-113.

[6]侯淑莲,李石玉.学生实验报告中存在问题的剖析[J].华北煤炭医学院学报,2001(4):507-508.

[7]刘文冲,张海锋,季乐乐,李嘉,迟素敏,王跃民,裴建明,高峰.做好实验报告,提高生理学实验教学质量[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2009(3):296-298.

[8]黄承慧,印鉴,侯.一种结合词项语义信息和TF-IDF方法的文本相似度量方法[J].计算机学报,2011(5):856-864.

[9]韩敏,唐常杰,段磊,李川,巩杰.基于TF-IDF相似度的标签聚类方法[J].计算机科学与探索,2010(3):240-246.

[10]葛斌, 李芳芳,丝路,汤大权.基于知网的词汇语义相似度计算方法研究[J].计算机应用研究,2010(9): 29-33.

无机化学实验报告范文第3篇

关键词:无机化学实验;多样化;考核方法

目前,我国高等教育处于从精英化教育到大众化教育的转型期,我国高校的学生群体从数量和质量方面都有较大的转变,因此高校急需改革教育现状以适应当今的教学需要[1]。其中,教学考核方法和评价机制对学生的学习起着主要的引导作用。高校传统教学往往采取“一考定终身”的考核方法,此种考核方法已不能适应当今的教学需求[2]。因此,高校教学急需建立一种科学的评价体系,以促进学生全面发展。实验教学是高校教学的重要组成部分,有利于加深学生对相应学科基本理论的理解和认识[3]。无机化学实验课程是化学专业学生的一门必修课程,该课程要求学生掌握基本的化学实验技能,培养学生的动手能力、思考能力和良好的科学素养[4]。此门课程通常是在学期末组织学生进行统一的笔试或操作考试以检验学生的学习效果。此种考核方法使学生养成了“被动学习”“死记硬背”和“考试突击”等弊病,不利于学生科学思维和创新能力的发展[5]。对此,笔者所在的教研室积极开展教学改革,针对无机化学实验课程的特点,转变教学方法以适应当前学生群体的需要,探讨建立多样化的考核方法和评价机制以适应现代无机化学实验教学的需要,具体措施如下。

一、预习记录评分制

课前预习是无机化学实验课程非常重要的一个环节,有助于学生更好地理解实验内容,是学生顺利完成实验的保证。虽然教师反复强调预习的重要性,但仍有部分学生仅把预习当作不得不完成的任务,在预习记录上照搬课本内容,或照抄同学的预习记录[6]。造成这种现象的主要原因一方面是学生对课前预习的重视程度不够,另一方面是教师对学生预习情况的监管力度不够。本教研室在教学过程中严格要求学生预习记录的书写格式,规定预习记录的框架内容,在课前认真检查学生的预习记录,并根据学生的具体情况给予评价,将其纳入成绩考核的一部分,以此督促学生认真预习所要完成的实验内容。

二、课堂提问评分制和课题讨论评分制

课堂提问评价的作用主要包括两方面:一是用于进一步检查学生的预习情况。有的学生书写实验记录只是为了应付教师的检查,并没有对实验内容进行仔细分析,对实验及相关知识的了解停留在表面。因此,教师在课堂中针对预习内容进行随机提问,可进一步检查学生的预习情况;二是用于检查学生对以往所学知识的掌握情况。无机化学实验操作的各项基本操作技能贯穿于整个实验课教学中,教师应时时提醒学生掌握正确的操作规范,提醒学生及时回顾所学内容[7]。教师在提问过程中,应及时记录学生的回答情况,并在课后进行整理,给予评价,纳入成绩考核。在教学中,教师可将学生分成几个讨论小组,抽取相应教学内容让学生进行讨论,并选派小组代表阐述讨论结果。教师应认真聆听每位小组代表的讨论总结,并对学生的讨论结果进行有针对性的提问,引导学生加深对所学内容的理解。对于较为复杂的实验内容,教师可引导学生分组进行课前讨论,并书写讨论报告,要求在讨论报告中详细阐述对所要进行的实验的理解、困惑和思考过程。教师依据小组口头讨论总结和讨论报告对各小组给予评价,并纳入成绩考核。

三、学生实验操作实时评价

在过去的实验课教学中,虽然学校也是根据20名学生配备1名教师的原则进行授课教师的安排,但受实验场地和学生上课时间等因素的限制,无法实现小班上课。通常一次课上的60名学生由3名教师统一负责,这就造成了教师工作过程中的权责分配不明确。本教研室在无机化学实验课程教学中,采取教师责任制,每20名学生指定一个教师负责,在学生的实验操作过程中进行跟踪评价,依据学生的课堂操作情况进行打分。这就避免了学生在操作过程中的“等、帮、靠”的思想,不仅充分调动了学生的学习积极性,还能将学生的课堂操作情况纳入成绩考核。

四、实验报告评分制

无机化学实验报告是学生对课上操作情况和所观察到的实验现象进行整理后所完成的书面报告,是学生在科学实践后对理论知识的再认识。实验报告的写作能进一步反应学生对实验内容的思考和理论知识的掌握情况。以往的教学缺乏实验报告评价依据,教师只是对实验报告给予简单的评价,使学生对于实验报告的书写重视不够。本次无机化学实验教学改革制定了实验报告的评价依据,要求学生在书写实验报告的过程中要遵守以下三项原则:①实事求是,具有科学性。②层次分明,具有逻辑性。③详略得当,具有可读性。同时也对每一份实验报告的采分点进行了详细说明。使教师在评判实验报告时有章可循,学生在书写时也能抓住重点,掌握实验报告书写规则。同时要求教师认真按照评价依据对学生的实验报告给予评价,并将评价结果作为期末成绩考核的一部分。

五、期末进行统一实验操作考试,实时评价学生操作情况

为了让学生整体回顾和掌握一学期所学的知识,期末仍组织统一的操作考试,且期末考试成绩在整个考核体系中占有一定比重。实验操作题目由教研室负责无机化学实验教学的教师根据该学期教学内容统一制定,建立操作考试题库,在操作考试过程中,操作题目由学生任意抽取、独立操作,教师全程监督。以此促使学生对所有内容进行全面复习,避免部分学生存在侥幸心理。此外,制定科学的评分标准,教师在监考过程中严格按照评分标准对学生的实际操作情况进行评价。综上所述,无机化学实验课程评分比例如下。①预习报告(10%,10分)。②课堂提问(10%,10分)。③课堂实验操作跟踪(30%,30分)。④实验报告(10%,10分)。⑤期末实验操作考试(40%,40分)。

六、结语

无机化学实验是一门培养学生实验操作技能的学科,在教授过程中教师应针对学生的具体情况,积极进行教学改革。本教研室在无机化学实验课程的教学中采取多样化考核方法对学生进行总体评价,收效颇丰。通过采用预习记录评分制、课堂提问评分制和课题讨论评分制、学生实验操作实时评价、实验报告评分制和期末统一进行实验操作考试等方法,不仅增强了学生的自主预习意识,也有效锻炼了学生的实践能力、思维能力和科学素养,最终达到了提高教学质量及学生综合素质的目的,为创新型人才和精英人才的培养奠定了基础。

作者:王丽辉 白锁柱 徐玲 段莉梅 单位:内蒙古民族大学化学化工学院

参考文献:

[1]陈红杰,翟淑红,崔节胜.无机化学实验的教学改革浅谈[J].教育改革,2012(1):26.

[2]陈绮虹,周锦兰.化学实验教学的创新与学生能力的培养[J].实验室研究与探索,2006,25(11):1429-1432.

[3]杨宏伟.无机化学实验教学内容优化整合研究[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2013(3):130-133.

[4]刘宗瑞,李增春.树立绿色化学理念,推广微型化学实验[J].内蒙民族大学学报,2009,15(4):6-8.

[5]李红喜,郎建平.无机化学实验改革的探索与实践[J].苏州大学学报(自然科学版),2011,27(4):92-94.

无机化学实验报告范文第4篇

关键词:实验报告 无线传感 智能批改 教学辅助

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)11-0083-01

掌握好电子电路相关知识,除了课堂传授以外,实验环节非常重要。学生通过实验遇到问题,不仅能引发思考,促进理论理解,而且还能提高学习兴趣。如何通过短短的实验课时,使学生更好地掌握相关知识要点,是个值得探讨的问题。实验教学过程中,发现如何快速纠正实验错误和课后正确知识反馈,是非常关键的。要达到此目的,仅凭教师的悉心指导,往往力不从心,效果差强人意。在此探讨一种实验教学监控与智能报告批改的方法,来切实解决存在的教学问题。

1、系统框图

如图1。

2、功能设计

(1)主机扫描提交。主机PC采用快速扫描方式,使教师主机终端依次与实验台节点建立握手联系,并提交数据。实现全实验台扫描和提交,需构建无线通信协议。将无线模块数据帧头定义成实验台号,数据帧标志位定义成实验类别和测试小项。这样既可保证全实验台循环扫描,又可以确保实验数据上传主机。

(2)数据存储及进度。主机PC按实验类别和台号,对无线上传的实验数据进行存储。存储数据时,对已提交测试小项打上标记,既利于了解各实验台实验进度情况,又可以防止漏提交情况的发生。数据存储以DAT二进制文件格式,存储和读取时分别采用“rb+”和“rb”模式。各台号实验进度情况以列表形式呈现,根据各实验小项数据提交标记,利用定时器完成实验进度刷新,便于教师掌握学生实验完成情况。

(3)教学监控。根据实验进度提示,可以按台号、按参数进行实验监控和参数浏览,发现学生原则性错误,例如接错输入信号类型、输入电压不正确等,可以及时进行相应纠正。作为教学辅助手段,实验教师辅导得到有益的补充,达到了快速纠正实验错误。

(4)智能批改报告。依据提交的实验数据,主机自动地运算实验相关参数,并与理想值进行比较。根据被测信号幅度和频率相对误差和实验结果允许的不同区间,来给出该生批改结果和综合成绩等。批改结果教师机自动生成,报告以WORD图表形式。WORD智能报告按实验类别和学生台号进行当批次的实验批改,学生课后可FTP立即下载,达到了课后正确知识及时反馈。

3、软件实现

(1)主机扫描提交协议。无线通信技术中,常遇到的多点无线通信数据“碰撞”,建立通信协议是必要的。采用一对多星型网路拓扑结构,所有数据采集节点都只和终端机通过一个信道直接通信。为避免数据碰撞,采用分时多工方式,即给每一个节点划分时间与终端机通信,采用“点名制”,即由终端机循序向节点发送呼叫命令,节点机只有在收到呼叫自己的命令后才有传送数据的权利,若节点有数据要传送,可以与终端机建立通信,通信完成后终端机访问下一个节点;若终端机在一段等待时间后没收到呼叫节点相应,则跳过,继续访问下一个节点,如此周而复始循环下去。

(2)教学监控方法。实验教学监控可以分为进度监控和参数监控两种。根据台号实验进度列表情况,通过实验波形回放进行进度监控。参数监控是浏览特定参数,对实验各台进行具体参数监控。

(3)智能批改WORD报告。系统完成实验项目测试后,自动生成批改报告,以Microsoft Office2003的形式生成。Office提供了OLE Automation自动化程序接口,可以在Visual C++创建自动化工程来实现Word2003的操作功能,来自动实现WORD报告功能。该过程实现步骤如下:自定义Word报表模板;加入类型库;生成Automation对象来操作Word。按预设定好的实验报告批改模板,实现“电路分析基础”实验报告智能批改功能。

4、功能验证

系统主界面如图2所示,“动态电路”实验报告批改结果如图3所示。

5、结语

针对高校实验教学的特点和发展趋势,亟待解决快速纠正实验错误和课后正确知识反馈的问题,创新性地提出了一种实验教学监控与智能报告批改的方法,并对该方法进行了系统性研究与设计。通过该方法,不仅能提高实验教学质量,而且是实验教学辅导的有益手段,对提高教学平台信息化建设具有重要意义。

参考文献

无机化学实验报告范文第5篇

关键词:高职 无机化学实验 教学改革

高等职业教育有别于普通高等教育,它是以市场为导向,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案的高等教育。在高等职业教育中无机化学实验课程不再是理论课程的 “教辅工作”,而是职业教育的核心课程,对于专业培养目标的实现有着重要的作用。我分析了高职无机化学实验教学中存在的问题及原因,研究解决问题的途径和对策,并结合自己的无机化学实验教学实践和国内外的先进经验对高职化工专业无机化学实验课程教学改革提出了自己的初步思路,希望能通过改革尽快改变目前无机化学实验课程教学中存在的不利状况,最终使无机化学实验课程达到高职教育的培养目标要求。

一、高职化工专业无机化学课程教学现状分析

当前高职院校的无机化学实验教学,多数是以掌握基本操作技术、了解常见元素及其化合物的重要性质和反应规律,了解无机化合物的一般提纯和制备方法为目的,教学内容中缺少综合性、设计性与创新性实验,因此造成多年来实验内容陈旧落后,缺乏前沿性,学生创造力的挖掘、创新精神的培养、自身综合素质的提高都受到了极大的影响。学生毕业进入社会后常常感到学过的许多知识用不上,而用上的知识又没有学过,使得学校传授的知识与实际需求脱节。而无机化学教学模式一直都是先由教师讲实验原理、操作步骤及注意事项等等,然后是学生模仿操作。这种教学模式, 容易造成思维定势,抑制了学生的主动性,学生不能进行科学的思维,没有了发现新现象、新方法的快乐,感受不到科学的魅力,失去了许多深入了解或理解无机化学的机会,综合能力和创新能力很难达到培养高素质创新人才的目的。实验课的成绩评定仅由教师从学生平时的实验态度、实验操作、实验报告上给出一定的分数,计入到总成绩中,往往造成成绩评定的不合理性,也在一定程度上影响到学生的实验热情, 很多学生课前不做任何预习和思考, 实验时敷衍了事。

二、改革高职化工专业无机化学实验教学的思路

针对存在的问题,我认为,应从以下几个方面对目前的高职无机化学实验教学进行改革。

1.优化实验体系,整合实验内容

高职教育培养具有较强的综合运用各种知识和技能解决生产第一线实际问题的能力的技术型人才,无机化学实验内容的确定是实验教学改革的关键。我们以“加强基础训练,注重能力培养,解决实际问题”为原则,对实验内容和教材体系进行了重新调整。我们将课程体系分三个层次:一是基础部分,其目标是强化学生基本操作实验的教学任务,包括培养良好的实验习惯,如学习实验安全守则和事故的处理,了解常用药品试剂的取用规则,掌握天平称量操作、量筒、移液管、容量瓶、滴定管的使用规则,对无机化合物的分离提纯方法进行规范化训练,如进行加热、溶解、过滤、浓缩、结晶、干燥等操作训练;二是运用部分,目标是培养学生分析问题、解决问题的能力及创造能力,如进行一些无机合成与纯技术等;三是实践设计性实验,目的是培养学生的素质和创新能力。设计性实验就是要打破现成的实验方案,要求学生在特定的条件下自行设计新的实验方案,完成实验的要求,要求学生通过查阅相关的文献、资料,结合生产实际的需要完全由学生自己分析、思考、设计实验,最后由老师归纳总结,提出合理实验方案。这样可以发挥学生的主体作用,有利于学生思维能力、创造能力和初步科研能力的培养。

2.转变学生轻视实验课的观念, 强化实验前的预习

学生对实验课的正确认识和高度重视是提高实验课质量的前提。根据学生存在的各种思想问题, 教师要向学生强调预习实验内容的重要性,要求学生在实验开始之前做到了解实验目的、弄清反应原理、掌握操作步骤、领悟实验成败的关键检查。为保证预习效果,在做实验之前采取提问的方式,考查学生对实验内容的了解情况,并让学生示范某一操作,对出现的错误及时予以纠正。通过学生对每次实验进行认真预习,有效地克服了学生依赖教师讲实验然后照方抓药的弊病。

3.改革实验教学模式

在目前教学内容增多情况下可以把需要在实验课讲解和演示的很多内容制成CAI课件,利用多媒体描述某些宏观及微观的化学过程,可弥补仪器的不足,通过上机设计方案寻找最佳的反应条件,模拟操作以预测实验效果,可以为学生更好地掌握理论知识打下良好的基础。

4.开放实验室,充分发挥学生的智能和潜力

开放实验室不仅为不同层次的学生提供宽松的学习环境和实验空间,也可充分发展学生的个性,培养他们的动手能力。学生也可以带着自己感兴趣的课题进入实验室,自行设计实验方案,通过查阅文献资料,独立进行实验,从实验中体会失败——思考——实验——直到成功的科学研究全过程。在这样的过程中学生不但可以掌握化学知识知道如何有效地利用各类装置来解决无机化学实验过程中出现的问题,而且能够提高学生的综合操作能力。在实验过程中,也使学生学会了工作时间的统筹安排,锻炼提高了团队协作能力。

5.改革实验报告和实验考核方法

以前的实验预习报告、实验报告均采用同一模式,文字叙述冗长,占用了学生较多的时间,学生为完成“任务”不得不采用抄书的方式提高速度。为了让学生有较多的时间去弄懂实验原理、思考相关的问题,我们特别提出简化报告内容,比如删去了预习报告的画装置图,只保留实验报告的画图;实验过程中要求学生认真记下实验现象;对实验中的异常现象要分析原因并写明处理方法;在实验报告中我们增设了实验结果讨论栏,要求学生对本次实验进行简要的评价,总结成功的经验,分析失败的原因。

考核是实验教学不可忽视的环节,通过考核可以调动和发挥学生的主观能动性。我们将考核分为平时考核、实验报告和期末考核三个部分,比例为3∶1∶6。平时成绩从预习报告、课堂提问、实验操作、方案设计、实验结果、纪律等六个方面考核。实验报告从版面整洁、思路清晰、上交及时等方面考核。期末考核分为笔试和实验操作两部分,比例为3∶7。采用这种考核方法,解决了实验考核只考虑平时表现,而忽视期末成绩的普遍问题。学生的实验技能、综合素质和创新能力得到了锻炼。

参考文献:

[1]田能瑾.面向21世纪对实验教学改革的思考.实验室研究与探索,2000(4):5~10

[2]佟国祥.谈高职院校实验教学的目标体系.辽宁高职学报,2004(2):92~93

[3]鞠正华,王健祥.浅议高职院校化工类专业四大基础化学实验课的整合.南通职业大学学报,2003(1):87~88

无机化学实验报告范文第6篇

关键词:无机化学实验;实验预习报告;考核制度

无机化学实验是化学工程和化工工程专业的一门必修专业基础课,主要任务是使学生通过本课程的学习与试验,加深对无机化学基本理论的理解,学习并掌握无机化学实验的基本方法和操作技能,培养学生的动手能力。传统教学方法不能很好激发学生对于化学实验的思考和探究,学生的创新能力在实验中得不到更好的培养,因此无机化学实验教学方法的改革显得愈发迫切和重要。现结合安顺学院化学与化工学院无机化学实验教学的具体情况,将笔者的想法列出,与同行讨论,使无机化学实验教学质量得以提高。

1 目前无机化学实验教学存在的主要问题

1.1 大一新生在大学化学实验教学中实验素质不高 无机化学实验是新生刚进大学就马上开设的第一门实验课,要求为后续实验课打下基础,其地位之重要不言而喻。学生对于化学学科的学习,基本不是从实验着手而总结出理论,而普遍出现“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”现象[1],使学生在高中阶段几乎没有自己亲手做过实验,因此,无机化学实验课程的重要性与学生较低的实验素质形成了矛盾,导致实验教学效果不理想。

1.2 化学实验课程和无机化学理论课程不能科学统一 无机化学实验课是一门实践性很强的基础课程,它与无机化学理论教学紧密结合,化学中的一些定律、原理、学说都来源于实验,同时又受实验的检验。做无机化学实验是学好无机化学的必要手段,做好实验可以巩固和扩大课堂上所获得的知识,同时理论也可以指导实验的操作进行,分析和解决实验中出现的问题。所以两门课程必须紧密结合在一起,才能同时学好两门课程,二者缺一不可。

1.3 “照方抓药”的实验模式不利于激发学生对于无机化学实验的思考和探索 笔者在从事将近三年的无机化学实验教学中发现,学生在做实验时很少思考,是因为他们都是按照教材上已经很成熟的实验方法操作,对应实验步骤照搬完成,形成所谓“照方抓药”的实验习惯,而对于出现的实验现象很少思考为什么。出现这样的现象,笔者认为原因是学生在实验之前没有充分预习实验,对于实验出现的现象没有科学的预测,导致在实验中只是照着步骤按部就班,不思考为什么,并且对于出现的特殊实验现象不能作出科学的解释。因此如何督促学生在实验之前必需预习是值得思考的问题。

1.4 无机化学实验考核制度不能全面反应学生的实验能力 无机化学实验是独立开设的一门基础课,它不仅与无机化学理论联系紧密,而且是后续实验课的基础。但是无机化学教学实践中,实验教学往往未能得到应有的重视,其作用也未能得到充分发挥。造成这一现象的原因是多方面的,而缺乏科学的考核方式与评价手段是其中重要的原因。过去,无机化学实验成绩主要是根据实验报告给定的。但是仅凭实验报告给成绩,造成了一些学生不认真做实验,而把主要精力放在实验报告的书写上;这就导致了实验成绩高的学生,实验技能不一定高,并且慢慢对实验产生厌烦情绪和草率应付的态度[2],这样的态度对于学生良好实验素质和严谨科学态度的形成是非常不利的。

2 针对存在问题的改革措施

2.1 开展基本化学技能竞赛 对于刚走进实验室的新生来讲,由于中学几乎没有基本的实验基础,因此基本仪器的认识和规范操作是必须面对的一课,对于刚开始的实验基本技能的操作培养常常感到枯燥和乏味,甚至认为这不是化学实验,从而没有给予足够的重视。对此,学院具有针对性的开展了基本化学技能操作比赛,如溶液的配置、酸碱中和滴定、物质的称量等,这样的活动有利于学生对于基本操作的重视,激发学生的兴趣,并且相当弥补了在中学阶段实验能力的缺失。

2.2 上实验课必须先写预习报告 针对学生实验之前不预习,直接开始实验,照着教材实验步骤“照方抓药”的不良习惯,要求学生在实验之前必须先做实验预习报告,实验预习报告由实验老师根据每一个无机化学实验的具体内容设计,如在元素化学实验部分,实验预习报告应该包括以下几项:实验步骤、预测的实验现象、预测实验现象的解释、实际实验现象、实际实验现象的解释、实际现象与预测现象是否相符(若不符,请解释)。先做了这样的预习准备,学生在开始实验时,可以做到心中有数,对于出现的实验现象会有主动的思考。

2.3 改进无机化学的实验考核制度 传统的无机化学实验考核制度并不能反映学生实际的实验能力,可以做如下的改进:无机化学实验成绩的评定按五级制记录考试成绩,凡实验成绩不合格者,该门课程必须重修。学生成绩以平时成绩为主,平时成绩包括预习成绩、考勤和纪律、实验操作、卫生整理和实验报告五项,其中预习成绩以实验报告质量打分,实验操作则以每次实验中实验老师分别给出每次实验的操作分数,期末以平均值为最后成绩,实验报告成绩则以上交的实验报告的格式、数据处理、结果分析等给分。

无机化学实验成绩=平时(80%)+期末(20%)

平时=预习(20%)+考勤和纪律10(%)+实验操作(40%)+卫生整理(10%)+实验报告(10%)

期末=最后一次实验成绩

3 总结

针对在无机化学实验教学过程中大一学生存在的问题,笔者提出上述改革措施,并在14级化本教学中进行改革,结果证实学生的实验技能和分析问题、解决问题的能力有较明显的提高[3]。现将想法列出,与同行共勉。

参考文献:

[1]王晓明.中学与大学无机化学实验教学衔接问题调查与研究[D].内蒙古:内蒙古师范大学,2013.

[2]王克诚,等.无机化学实验考核的改革[J].唐山师范学院学报,2004(3):17-19.

[3]李向清,等.大学无机化学实验教学改革探讨[J].化工高等教育,2011

(05):24-26.

无机化学实验报告范文第7篇

[关键词]无机化学实验;改革;心得

随着市场经济制度的不断完善和发展,高等教育中需要不断地改革和完善实践教学体系,把大学生培养成为具有较高理论水平又具有较好的实验能力、创新能力和良好实验习惯的专业人才,才能满足社会发展的需求[1]。无机化学实验作为一门以实验为基础的科学,是我院化学专业、材料化学专业以及化学工程与工艺专业的必修课之一,同时也是生物和环境等相关专业的基础课[2]。通过无机化学实验课程的学习,不仅有助于学生理解并掌握理论课程所学的化学反应原理、物质结构以及元素化学部分的理论内容,而且可以在培养学生基本实验技能和素养,养成发现问题-分析问题-解决问题的能力的同时,提升他们的创造性思维和能力。因此,无机化学实验课程在无机化学学习中的重要性不言而喻[3]。然而,当前的无机化学实验教学却面临着许多突出的问题,如学生重理论轻实验、对化学实验缺乏兴趣和热情;多数学生做实验抱着完成任务的心理“照方抓药”,不能将课堂上所学的理论知识与实验结果中的现象结合到一起。这也就使得学生对于实验过程缺乏足够的理解,实验动手能力不足,做过就忘,从而达不到学习这门课程的最终目的。因此,如何优化无机化学实验课堂教学,培养学生对实验课程的兴趣,提高学生独立思考和创新思维能力是目前我们亟待解决的问题。针对以上无机化学实验教学过程中所遇到的问题,笔者结合自身上课的经验,浅谈几点无机化学实验教学改革的心得。

1教学内容改革

规范化学实验操作是保证实验结果的重要前提[4]。因此,在教学之前就应该培养学生正确掌握无机化学实验常用仪器的基本操作,使他们打下扎实的实验基本功和标准化的实验操作技能,为以后专业实验课的学习、综合实验和设计实验的进行以及走向工作岗位打下坚实的基础。目前,无机化学实验内容多为一些简单验证性的实验,教材中较为详细地介绍了实验目的、实验原理、实验步骤以及实验注意事项等。多数学生做实验抱着完成任务的心理,学习兴趣小,不能将所学的理论课的知识与实验内容进行有效的结合,使得实验效果变差。所以为了改变这种现状,我们必须对传统无机化学实验的内容进行优化和调整。验证性实验主要是让学生熟悉和使用简单的实验仪器,掌握基本的实验操作和实验分析方法,为后续的实验奠定基础。因此,可以在验证性实验的基础上增加一些能够让学生自主参与的综合性和设计性的实验。

1.1综合性实验

综合性实验较之验证性实验不是简单的按照规定的实验要求、实验方法和实验步骤一步步向明确的实验目标靠近,要突出完成实验的综合性。往往内容和步骤都要较为复杂,需要运用多个化学论文知识。在综合性实验中,强调对于实验结果进行完整的实验分析,以达到对实验过程和实验结果的全面认识。综合性实验能够训练学生综合运用所学的理论知识和实验技能,从而培养和提高他们发现问题、分析问题和解决问题的能力[5]。

1.2设计性实验

设计性实验是根据实验目标,通过创造性地设计实验方法和实验过程,从而获得可靠的具有科学性的实验结果。主要是让学生在老师的指导和帮助下,自己查阅文献,设计实验方案和方法并分析实验结果等。在设计性实验中,强调实验设计方法和过程的科学性、创新性及完整可靠性。对于能够实现实验结果的不同实验设计和方法进行比较,从中选择出最佳的实验设计和方法。在保证实验安全的条件下,锻炼学生主动思考、分析问题和解决问题,培养学生的科学思维和创新意识[6]。

2教学方法改革

传统的实验教学通常采用的都是“填鸭式”的教学模式。教师讲解了实验目的、实验原理和操作要领以后,学生对照教材做实验,而不去思考每步实验操作所对应的实验原理以及可能出现的实验现象,对于自己记录的实验现象正确与否也不知道。这种方式忽视了学生自己的主观能动性和参与意识。为了提高学生的主观能动性,需要我们科学地指导学生进行实验[7]。首先,教学过程中,老师要通过示范操作和指导的方式严格规范实验基本操作,让学生掌握正确的实验操作技能;其次,对于综合性实验部分,要启发学生发现问题,并通过自己的思考或与其他同学间的互相讨论解决问题,借此提高学生动脑和动手的能力。最后,在设计性实验中,可以鼓励学生根据自己所掌握的理论知识,查阅资料,设计实验方案,在与老师讨论了实验方案以后,让学生自己独立或者以分组的形式完成实验,分析实验结果并完成实验报告等。通过这些改革和调整,调动学生对实验学习的主动性和兴趣,充分挖掘他们的学习潜力,培养他们的创新精神、实践能力以及团队协作能力。通过对不同类型的实验采用不同的指导方法,不仅可以使学生掌握基本的实验操作技能,培养并提高他们的动手能力;还可以充分发挥和调动学生学习的积极性和主观能动性,进而提高他们的科学思维能力、创新意识和团队协作精神。

3教学过程管理

在实验教学过程中,由于老师和学生对教学内容的认识和理解存在着一定的差异,从而可能会使教学效果达不到老师的预期目标。实验课的教学一般包括课前预习、实验部分和实验报告三个环节。因此,要加强实验教学过程中各个环节的规范化和精细化管理,对实验过程中每一步各个环节内容与指标尽可能做到量化和细化。通过老师和学生在实验教学过程中的互相交流与配合,最终达到教学结果的最大优化。因此,可以采用课前预习、实验部分、实验报告和实验总结四个环节来细化实验教学过程[8]。在开始实验之前,首先查看学生的预习报告的完成情况,通过提问检查学生是否真正达到了预习的效果,及时指出他们的不足之处并给出预习报告的成绩;在围绕本次实验讲解实验原理、实验内容和注意事项的过程中,要时时提醒学生一定要注意观察实验现象和规范实验操作,养成良好的实验习惯。在具体指导实验的过程中,要教育学生懂得尊重科学和事实,详细如实地记录自己所做实验的实验现象和实验数据,保证原始记录的真实性和可信度,时时牢记科学具有真实性和严谨性;实验结束以后,要求学生下次实验之前完成实验报告,对实验结果和实验现象尤其是异常现象要有充分的分析过程和讨论,拒绝一切形式的抄袭和伪造实验现象和实验结果。对每次的实验要有明确的结论和意见,并且要认真进行实验误差分析;在以上三个环节实施的基础上,在下次实验课开始之前,对上次实验的完成情况进行全班总结。首先纠正实验报告中出现的错误并带领学生分析出现错误的原因,同时教学生怎样进行误差分析等;其次针对试验中学生存在的一些问题择要进行回答,引导学生对存在的问题进行深入的思考。通过上述四个环节的训练和管理,不但可以提高学生做实验的积极性和主动性,达到教师预期的实验效果,而且还可以培养学生实事求是的科学素养,为他们的进一步学习和工作打下坚实的基础。

4成绩考核改革

目前,无机化学实验的考核主要是依据学生的实验报告完成的情况评定成绩。这种方法不仅缺乏全面性和合理性,同时也使得学生形成不重视实验课的习惯。认为只要实验报告完成的好就可以取得好的成绩,甚者去抄袭其他同学的实验报告,这样完全达不到我们开设实验课的真正目的。因此,实验课的考核也应该全方位、客观、合理地对学生做出评价。这就要求我们必须建立一套符合该课程特点、有利于培养学生基本实验技能和创新能力的考核方法,公正、客观地对学生的实验成绩进行评价。考核内容应该综合考察学生对无机化学实验基础理论的掌握情况、实验操作技能的熟练程度及综合创新能力,而不是仅仅只局限于实验报告完成情况。无机化学实验总成绩由平时成绩(70%)和实验考核成绩(30%)两部分组成。平时成绩通过对实验预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告四个方面的考核评定。由老师按照平时成绩=[实验预习报告(10分)+实验操作(40分)+实验习惯(10分)+实验报告(40分)]×70%的分值比例来记录。实验考核成绩则包括笔试(50%)和实验操作(50%)两个部分。笔试是老师根据本学期的实验教学内容,考察学生对基本知识和基本原理的掌握情况。实验操作考核,老师可以根据学生掌握的理论知识和实验操作技能,提出若干个学生没做过的小实验,考察学生对已学知识和能力的运用情况[9]。这种重平时、重基础、重能力的综合考核方式,既能全面、客观、公正地反映学生实验基本能力的学习情况,又可以鼓励和激发学生自主提高自己的综合实验能力和创新意识。同时,使学生感受到实验教学的公平性和公正性,提高学生学习的积极性和主动性,从而使实验教学质量得到较大程度的提升。

5小结

无机化学实验在大学整个化学教育体系中起着极为重要的作用,学生的实验操作技能和创新能力的提高是我们开设无机化学实验教学的终极目标。但是目前依然存在着一些我们必须面临和解决的问题,需要我们努力去克服和改正。通过不断的教学改革提高学生的实践能力和创新能力,培养他们树立正确的科研态度和创新精神仍是一项复杂而又艰巨的任务。

参考文献

[1]李颖,罗云杰.改革实验教学注重技能培养—浅谈无机化学实验教学改革[J].宁波高等专科学校学报,1999,11(4):10-13.

[2]徐家宁,门瑞芝,张寒琦.基础化学实验(上册)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]梁慧锋.浅谈无机化学实验教学内容的改革[J].化学教育,2002,9:28-29.

[4]李颖,罗云杰.改革实验教学注重技能培养---浅谈无机化学实验教学改革[J].宁波高等专科学校学报,1999,11(4):10-13.

[5]陈晓燕.浅论无机化学实验教学改革[J].科技文汇,2010,12:116-117.

[6]苏碧云,李磊,刘祥,等.大学无机化学实验课程内容的优化[J].大学化学,2012,27(2):34-37.

[7]唐婧,郑胜彪,李子荣.无机化学实验改革初探[J].广东化工,2010,37(2):156.

[8]高喜平,李军波,芦雷鸣,等.无机化学实验教学的改革初探[J].化工时刊,2010,24(4):72-74.

无机化学实验报告范文第8篇

我们化学化工学院自学校升本以来相继建成了四个工科专业,教师中年龄在40岁以下的占75%以上。前几年多数年轻教师每学期承担了三门以上课程的教学工作,教学任务过重,导致备课时间不够充分,课堂上批改作业或实验报告、甚至离开实验室的情况时有发生。因此很容易把无机化学实验等课程上成“走过场”,疏于对学生的管理,导致课堂上学生做实验流于形式,教学目标难以达到。在学生实验成绩评价方面问题也很突出,主要是以实验报告书写内容来评分。由于实验课堂考察不到位,导致实验操作评分出现很大的盲区。另外,由于我校升本以来连续扩大招生数量,出现了生源参差不齐、质量下降等问题。部分学生基础较弱,加上对未来出路感到茫然,学习自主性不高。以上两种情况使得无机化学实验的教学效果大打折扣,难以实现培养目标。在这样的背景下,我们通过对无机化学实验教学的不断思考,近两年来对无机化学实验课堂管理与学生成绩评价进行了初步的改革探索,取得了一定的效果。

2无机化学实验教学改革文献综述

我们通过文献检索,了解到近年来很多教师对无机化学实验教学提出了改革意见和做法,如林秋月等对计算机辅助无机化学实验教学进行了研究,提出了利用音像动画代替课堂演示、采用多媒体课件进行实验教学等措施。白丽娟等认为,在培养学生基本操作技能和科学素养的基础上,培养学生的创新精神和创新能力。她提出改革后的考核内容以无机化学实验的基本知识、基本操作、应用能力和创新能力为主,采用平时考核和期终考核相结合的办法:平时考核包括预习、操作、实验素养与习惯、实验速度、实验结果、实验报告和实验创新;期终考核包括笔试、实验操作及实验小论文。殷平等提出课内课外加强师生互动、实施辅助教学手段、开放实验室、充实无机化学实验教学中的科研内容、努力提升无机化学实验教学条件等方面就无机化学实验教学改革进行了探索研究。李向清等从大学无机化学实验的基础性、无机化学实验的综合性和研究性、无机化学实验的环保性教育、无机化学实验的微型化等方面提出了改革意见,具体措施比如:安排一些简单无机化合物的合成和提纯实验,以训练学生动手能力;每节新课改为先预习、再实验、后总结的做法;每次实验结束最好能留有一定的时间以便教师和学生之间互相交流;适当增加一定量难度适中、有一定趣味性和应用性的综合实验技能训练内容,等。石振武等对工科无机化学课程实验教学提出了以下改革措施:抓好实验前预习报告培养学生自学能力,要求学生以自己的语言完成预习报告;加强学生实验操作过程的管理和考核,以实验操作是否得当正确、操作是否熟练、用时长短、实验记录的结果是否准确、仪器是否干净、实验台是否整洁等几方面作为实验操作成绩评定的基本依据;完善实验记录的方法和评定,要求学生根据实验的内容制定恰当的实验现象和结果的记录表并进行忠实详细地填写,并将该实验记录表经指导教师签字确认后黏贴在实验报告中。王霞等将ProblemBasedLearning教学法引入无机化学实验课程教学,强调学生在学习中的自主性,由学生提出问题、查阅资料、分组讨论、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、最后总结反思。她们并以实验“硫酸亚铁铵的制备”为例初步探讨该教学法在无机化学实验教学中的应用。关于成绩评价研究也有一些,但发表时间较早,如:杨秀清等提出无机化学实验成绩由六个部分组成,其中预习20分,实验纪律10分,实验操作20分,实验记录10分,卫生整理10分,实验报告30分。并对各部分分值提出了具体操作要求。姜润田等认为应该将开设的每个实验的成绩取平均,再乘以70%作为本门课的平时成绩;期末成绩以综合性实验考核为准,占30%;把平时和期末两块成绩加起来即为本门课的总成绩。开放性实验属选修性质,考核合格即可。

3无机化学实验教学课堂管理方面的改革探索

3.1设计问题提问,加强对学生预习情况的检查

学生在实验课前对即将要做的实验是否有整体全面的认识,是否掌握了基本知识和相关原理,是否对一些具体的细节进行过认真的思考,直接关系到其做实验的效果,甚至是成败。如何提高学生预习的积极性呢?我们做了如下改革:将以前上课刚开始一段时间的讲解改变成现在的提问。课前我们尽量做到把实验中所有的细节设计成问题,有必答题和抢答题等多种形式,然后上课时就设计的问题提问学生,并把他们回答的结果简要记录下来,留待课后打分给成绩时参考,或者当堂直接给出成绩,这个成绩将作为总评成绩的一部分。该部分成绩在最后的总评中所占的比例应事先向学生公布。设计问题的总数最好能覆盖大部分或全部同学。回答的结果要及时点评,给出正确答案,以便在接下来的实验中为学生提供正确的指导。由于回答问题的好坏直接牵涉到最后该门课的总评成绩,因此容易引起学生的重视,客观上起到了提高学生课前预习积极性的效果。另外,还要提出一些有探究性的问题,让学生在实验中去发现和总结。比如在《氧化还原反应》实验中,反应物相对量的不同会影响某些反应最终的实验现象和结果,可以就此设计问题。

3.2课堂上不断巡视,加强对学生实验操作过程的监督

在学生进入实验操作环节以后,教师不要像以前那样只顾做自己的事情,而是要加强对学生实验过程的考察。我们采取了以下做法:教师在课堂上认真巡视每位同学做实验的过程,并做好相关记录。这样做有三个目的:一是要及时掌握每位同学实验开展的情况,防止有的小组中个别同学不做实验、依靠别人,这种情况会时有发生,应及时提醒;二是要及时发现个别同学的错误操作,并给予当场纠正,对较严重的具有普遍性的问题要同时提醒全班同学加以防范;三是要注意发现操作非常认真规范的同学,适当给予表扬。另外在巡视的过程中也要及时解决学生遇到的困难,比如有学生某个知识点忘记了,要及时给予解答;有的同学仪器损坏了,要及时为其更换,也就是说教师这时候还要为学生做好服务工作。课堂考察的结果也要给出相应的分数,并确定其在总评成绩中的比例。

3.3对实验数据和产品拍照留存,加强对学生实验结果的考察

在以往的学生实验课上,我们发现有学生不够认真,没有做出实验结果就草草收场。由于当时不注意对学生实验结果的考察,对这种现象未在实验总评成绩中体现。我们对此进行了认真的思考,提出了以下改革措施:对每一位学生的实验结果进行取证,包括对实验数据原始记录和实验产品进行拍照,并对实验数据的合理性进行检查。将检查记录的结果打出成绩,并将该成绩作为总评成绩构成的一部分。我们发现,这种做法大大提高了学生做实验的认真程度。当然对实验失败的同学,我们的做法是鼓励其重新做一遍,以获得较好的实验结果。

3.4及时交流,提高学生对本次实验的再认识

等到大部分学生做完实验以后,可以考虑开始一边继续前面的工作,一边与学生进行交流,其目的主要是考察本次学生实验的整体情况,了解哪些地方比较成功,哪些地方容易失败,并督促学生进行反思,同时也为自己下一次设计问题提供素材。另外,时间允许的话,可以让做的好的同学向大家介绍经验,主要说出他在课前对哪些关键点做了深入的思考,做实验时注意了哪些方面?等等。也让做的不好甚至失败的同学分析自己本次实验没做好的原因,以免后面的同学重蹈覆辙。比如在做“硫酸亚铁铵的制备”实验时,有的同学得到的产物量多且结晶性好,而有的同学所得产品量少且呈面糊状,甚至有少数同学产品发黄,这就应要求学生结合具体情况进行分析。

4无机化学实验教学学生成绩评价方面的改革探索

4.1根据出勤情况对每位学生进行评价判分

一般来说,学生除了生病或有重要的事情才请假外,都会正常出勤的。在我们所带的三届学生无机化学实验课堂上,缺勤情况比较少见,但迟到现象比较多,也有少量学生会早退,即实验未完成或实验台没整理好就离开了实验室。因此,我们认为出勤成绩应考虑到对迟到和早退现象的处理,我们采取了如下做法:对迟到和早退现象进行酌情扣分,并按一定比例将其体现在总评成绩中。

4.2根据预习情况对每位学生进行评价判分

学生预习情况主要包括预习报告完成情况和课堂上回答问题情况。学生预习实验报告不能直接抄袭书本,应采用自己的语言书写,内容应包含新使用仪器设备的原理、使用步骤和注意事项,以及对实验课本中思考题的解答,等。由于无机化学实验大部分为验证性实验,实验思考题的解答可以通过课前查阅资料来解决。我们根据学生预习实验报告的书写情况和课堂回答问题的情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。

4.3根据课堂巡视情况对每位学生进行评价判分

以往对学生实验成绩的评价未充分考虑学生在实验过程中的表现,现在我们要根据上述课堂管理中课堂巡视的结果,给出学生相对公平的操作分,当然这一点做起来还是比较困难的,需要事先合理设计出给分点或扣分点。我们的做法是先设定一个基本分,然后再根据每位学生做实验过程中的表现,对操作准确到位的情况加上一定的分数,而对操作不当或出现错误的情况减去一定的分数,并将该部分分数按一定比例体现在总评成绩中。

4.4根据实验报告书写内容对每位学生进行评价判分

无机化学实验报告范文第9篇

我们化学化工学院自学校升本以来相继建成了四个工科专业,教师中年龄在40岁以下的占75%以上。前几年多数年轻教师每学期承担了三门以上课程的教学工作,教学任务过重,导致备课时间不够充分,课堂上批改作业或实验报告、甚至离开实验室的情况时有发生。因此很容易把无机化学实验等课程上成“走过场”,疏于对学生的管理,导致课堂上学生做实验流于形式,教学目标难以达到。在学生实验成绩评价方面问题也很突出,主要是以实验报告书写内容来评分。由于实验课堂考察不到位,导致实验操作评分出现很大的盲区。另外,由于我校升本以来连续扩大招生数量,出现了生源参差不齐、质量下降等问题。部分学生基础较弱,加上对未来出路感到茫然,学习自主性不高。以上两种情况使得无机化学实验的教学效果大打折扣,难以实现培养目标。在这样的背景下,我们通过对无机化学实验教学的不断思考,近两年来对无机化学实验课堂管理与学生成绩评价进行了初步的改革探索,取得了一定的效果。

2无机化学实验教学改革文献综述

我们通过文献检索,了解到近年来很多教师对无机化学实验教学提出了改革意见和做法,如林秋月等对计算机辅助无机化学实验教学进行了研究,提出了利用音像动画代替课堂演示、采用多媒体课件进行实验教学等措施。白丽娟等认为,在培养学生基本操作技能和科学素养的基础上,培养学生的创新精神和创新能力。她提出改革后的考核内容以无机化学实验的基本知识、基本操作、应用能力和创新能力为主,采用平时考核和期终考核相结合的办法:平时考核包括预习、操作、实验素养与习惯、实验速度、实验结果、实验报告和实验创新;期终考核包括笔试、实验操作及实验小论文。殷平等提出课内课外加强师生互动、实施辅助教学手段、开放实验室、充实无机化学实验教学中的科研内容、努力提升无机化学实验教学条件等方面就无机化学实验教学改革进行了探索研究。李向清等从大学无机化学实验的基础性、无机化学实验的综合性和研究性、无机化学实验的环保性教育、无机化学实验的微型化等方面提出了改革意见,具体措施比如:安排一些简单无机化合物的合成和提纯实验,以训练学生动手能力;每节新课改为先预习、再实验、后总结的做法;每次实验结束最好能留有一定的时间以便教师和学生之间互相交流;适当增加一定量难度适中、有一定趣味性和应用性的综合实验技能训练内容,等。石振武等对工科无机化学课程实验教学提出了以下改革措施:抓好实验前预习报告培养学生自学能力,要求学生以自己的语言完成预习报告;加强学生实验操作过程的管理和考核,以实验操作是否得当正确、操作是否熟练、用时长短、实验记录的结果是否准确、仪器是否干净、实验台是否整洁等几方面作为实验操作成绩评定的基本依据;完善实验记录的方法和评定,要求学生根据实验的内容制定恰当的实验现象和结果的记录表并进行忠实详细地填写,并将该实验记录表经指导教师签字确认后黏贴在实验报告中。王霞等将ProblemBasedLearning教学法引入无机化学实验课程教学,强调学生在学习中的自主性,由学生提出问题、查阅资料、分组讨论、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、最后总结反思。她们并以实验“硫酸亚铁铵的制备”为例初步探讨该教学法在无机化学实验教学中的应用。关于成绩评价研究也有一些,但发表时间较早,如:杨秀清等提出无机化学实验成绩由六个部分组成,其中预习20分,实验纪律10分,实验操作20分,实验记录10分,卫生整理10分,实验报告30分。并对各部分分值提出了具体操作要求。姜润田等认为应该将开设的每个实验的成绩取平均,再乘以70%作为本门课的平时成绩;期末成绩以综合性实验考核为准,占30%;把平时和期末两块成绩加起来即为本门课的总成绩。开放性实验属选修性质,考核合格即可。

3无机化学实验教学课堂管理方面的改革探索

3.1设计问题提问,加强对学生预习情况的检查

学生在实验课前对即将要做的实验是否有整体全面的认识,是否掌握了基本知识和相关原理,是否对一些具体的细节进行过认真的思考,直接关系到其做实验的效果,甚至是成败。如何提高学生预习的积极性呢?我们做了如下改革:将以前上课刚开始一段时间的讲解改变成现在的提问。课前我们尽量做到把实验中所有的细节设计成问题,有必答题和抢答题等多种形式,然后上课时就设计的问题提问学生,并把他们回答的结果简要记录下来,留待课后打分给成绩时参考,或者当堂直接给出成绩,这个成绩将作为总评成绩的一部分。该部分成绩在最后的总评中所占的比例应事先向学生公布。设计问题的总数最好能覆盖大部分或全部同学。回答的结果要及时点评,给出正确答案,以便在接下来的实验中为学生提供正确的指导。由于回答问题的好坏直接牵涉到最后该门课的总评成绩,因此容易引起学生的重视,客观上起到了提高学生课前预习积极性的效果。另外,还要提出一些有探究性的问题,让学生在实验中去发现和总结。比如在《氧化还原反应》实验中,反应物相对量的不同会影响某些反应最终的实验现象和结果,可以就此设计问题。

3.2课堂上不断巡视,加强对学生实验操作过程的监督

在学生进入实验操作环节以后,教师不要像以前那样只顾做自己的事情,而是要加强对学生实验过程的考察。我们采取了以下做法:教师在课堂上认真巡视每位同学做实验的过程,并做好相关记录。这样做有三个目的:一是要及时掌握每位同学实验开展的情况,防止有的小组中个别同学不做实验、依靠别人,这种情况会时有发生,应及时提醒;二是要及时发现个别同学的错误操作,并给予当场纠正,对较严重的具有普遍性的问题要同时提醒全班同学加以防范;三是要注意发现操作非常认真规范的同学,适当给予表扬。另外在巡视的过程中也要及时解决学生遇到的困难,比如有学生某个知识点忘记了,要及时给予解答;有的同学仪器损坏了,要及时为其更换,也就是说教师这时候还要为学生做好服务工作。课堂考察的结果也要给出相应的分数,并确定其在总评成绩中的比例。

3.3对实验数据和产品拍照留存,加强对学生实验结果的考察

在以往的学生实验课上,我们发现有学生不够认真,没有做出实验结果就草草收场。由于当时不注意对学生实验结果的考察,对这种现象未在实验总评成绩中体现。我们对此进行了认真的思考,提出了以下改革措施:对每一位学生的实验结果进行取证,包括对实验数据原始记录和实验产品进行拍照,并对实验数据的合理性进行检查。将检查记录的结果打出成绩,并将该成绩作为总评成绩构成的一部分。我们发现,这种做法大大提高了学生做实验的认真程度。当然对实验失败的同学,我们的做法是鼓励其重新做一遍,以获得较好的实验结果。

3.4及时交流,提高学生对本次实验的再认识

等到大部分学生做完实验以后,可以考虑开始一边继续前面的工作,一边与学生进行交流,其目的主要是考察本次学生实验的整体情况,了解哪些地方比较成功,哪些地方容易失败,并督促学生进行反思,同时也为自己下一次设计问题提供素材。另外,时间允许的话,可以让做的好的同学向大家介绍经验,主要说出他在课前对哪些关键点做了深入的思考,做实验时注意了哪些方面?等等。也让做的不好甚至失败的同学分析自己本次实验没做好的原因,以免后面的同学重蹈覆辙。比如在做“硫酸亚铁铵的制备”实验时,有的同学得到的产物量多且结晶性好,而有的同学所得产品量少且呈面糊状,甚至有少数同学产品发黄,这就应要求学生结合具体情况进行分析。

4无机化学实验教学学生成绩评价方面的改革探索

4.1根据出勤情况对每位学生进行评价判分

一般来说,学生除了生病或有重要的事情才请假外,都会正常出勤的。在我们所带的三届学生无机化学实验课堂上,缺勤情况比较少见,但迟到现象比较多,也有少量学生会早退,即实验未完成或实验台没整理好就离开了实验室。因此,我们认为出勤成绩应考虑到对迟到和早退现象的处理,我们采取了如下做法:对迟到和早退现象进行酌情扣分,并按一定比例将其体现在总评成绩中。

4.2根据预习情况对每位学生进行评价判分

学生预习情况主要包括预习报告完成情况和课堂上回答问题情况。学生预习实验报告不能直接抄袭书本,应采用自己的语言书写,内容应包含新使用仪器设备的原理、使用步骤和注意事项,以及对实验课本中思考题的解答,等。由于无机化学实验大部分为验证性实验,实验思考题的解答可以通过课前查阅资料来解决。我们根据学生预习实验报告的书写情况和课堂回答问题的情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。

4.3根据课堂巡视情况对每位学生进行评价判分

以往对学生实验成绩的评价未充分考虑学生在实验过程中的表现,现在我们要根据上述课堂管理中课堂巡视的结果,给出学生相对公平的操作分,当然这一点做起来还是比较困难的,需要事先合理设计出给分点或扣分点。我们的做法是先设定一个基本分,然后再根据每位学生做实验过程中的表现,对操作准确到位的情况加上一定的分数,而对操作不当或出现错误的情况减去一定的分数,并将该部分分数按一定比例体现在总评成绩中。

4.4根据实验报告书写内容对每位学生进行评价判分

无机化学实验报告范文第10篇

北京科技大学通过3年的系统研究,对比了传统实验报告撰写方式和信息化融合后的报告系统撰写方式对培养学生实验、科研能力的影响.探索了使用计算机智能评判技术提高学生实验报告撰写质量的可行性及方法,将信息化技术应用于物理实验教学过程中.在2015年年底的对比试验研究中,可以看到我们建立的物理实验报告智能评阅系统,通过网络撰写、智能评判既保持了传统手写报告训练的优势,又大大促进了学生实验数据处理和实验分析能力的培养,在保证报告评阅过程中的全面、公正与公平性的同时,还极大地减轻了教师批改实验报告的工作量.

关键词

信息化技术;物理实验;实验报告智能评阅系统

大学物理实验课程是理工科大学生的一门必修实验课程.如何运用现代信息技术促进课程教学质量的提高一直是各高校都十分关注的问题.目前,很多高校主要在实验预约、成绩管理、仿真实验、MOOCs视频教学等方面应用信息化技术.但如何在实验报告方面恰当地应用信息化技术的研究还尚显不足.物理实验课程覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法和手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素养的重要基础课程[1-3].物理实验课程在对学生进行科学实验能力培养时有以下几点基本要求[4]:(1)培养学生独立的学习能力;(2)培养学生独立的实验操作能力;(3)培养学生实验数据处理能力;(4)培养学生实验分析与研究能力;(5)培养学生书面表达能力;(6)培养学生理论联系实际的能力;(7)培养学生创新与实验设计能力.其中,实验预习可以锻炼学生的独立学习能力,撰写实验报告可以锻炼学生的实验数据处理、实验分析与研究以及书面表达能力.近年来,我们对信息化技术在物理实验教学过程中的实际应用进行了大量的探索与实践,涵盖了实验预习、实验报告、实验考试等方面,本文重点阐述信息化技术在物理实验报告中的应用探索.

1实验报告评判中存在的问题

对于大多数理工科高校来说,大学物理实验课程每年需要承担培养的学生数量众多.以北京科技大学为例,大学物理实验课程每年需要培养约3000人,每节实验课面向的学生不超过16名,这样需要大量的来自不同课题组的授课教师,同时还有几十名研究生协助参与授课,实验教学师资队伍的实验教学专业水平出现较大差别.这样,实验报告的评判随意性很大,缺乏规范的评判标准,造成不同教师所带学生的课程成绩差异较大,评定不客观不科学.另一方面,学生人数多,实验报告批改量大,授课教师很难为每一位学生计算实验数据,进行细致的评判,特别是实验数据处理和误差估算.因此,时常出现很多教学要求不能确切落实,影响教学效果和质量的现象.影响实验教学质量的主要问题有:(1)学生仅仅靠课堂无法完全消化实验教学的内容,物理实验课程具有内容丰富、实验条件复杂、综合性强等特点,学生在短短的一节实验课上很难在完成实验任务的同时消化所有的教学内容;(2)实验教学质量的评估没有客观与规范的标准,实验课程的考核包括平时实验、实验报告、期末实验操作与笔试多个环节,不能通过统一的一份试卷来考核全体学生对实验课程的掌握情况,但平时成绩、实验报告、考核成绩都有很大的随意性,各个实验班之间、不同的老师之间评价标准不一致;(3)实验报告是反映学生掌握实验课程内容情况以及实验能力的重要教学环节,但实验报告批改量大,完全靠人工批改,难以做到细致、全面.从实验报告评判的整体情况来看,评判质量差别较大,许多需要学生改正的问题没有指出,没有给学生充分的反馈信息,影响了学生扎实地掌握教学内容,使得大面积的实验教学质量难以控制和提高.

2信息化技术在实验报告评阅中应用的设想

传统实验报告撰写方式的优势在于,学生可以通过亲自手写实验报告的方式记住并掌握所做实验的原理和步骤,通过亲自绘制实验曲线掌握实验曲线绘图的要点,通过写下数据处理的过程切实掌握数据处理方法.但是,在使用传统实验报告的撰写方式时,由于教师无法评阅所有学生实验报告的数据处理部分的正确性,容易造成学生在数据处理过程中的错误概念无法纠正,而且由于传统实验报告的撰写方式无法明确分析与讨论部分的要求,在实际教学中学生往往不能认真完成实验的分析与讨论.在实验报告评阅应用信息化的过程中,既不能抛弃传统实验报告撰写方式的优势,又要发挥信息化融合后的报告系统撰写方式在实验数据处理以及实验报告结构要求上的优势.

2.1实验报告智能评阅系统的设计与思考

在实验报告智能评阅系统的设计中,为锻炼学生的各项能力,我们重点思考并实践了以下几个设计细节.(1)实验原理与实验操作部分的考虑为了让学生掌握实验科学的思想与方法,采取了学生自己总结、凝练与撰写实验原理和实验操作的方式,每部分不超过400字,并要求学生手绘实验原理图.以往,在物理实验信息化的应用中学生的思考过程往往容易被丢掉.在我们的设计中要求学生自己总结实验原理与操作并上传手绘的实验原理图,可以使学生有一个独立思考和加深理解的过程,促使学生进行独立思考,提高概括总结的能力,加深对实验思想、方法与手段的理解,同时避免出现学生直接照搬教科书的内容而不进一步思考的现象.(2)数据处理方面的考虑大学物理实验课程具有内容丰富、覆盖面全的特点,在选题上涵盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理实验,既包含训练学生基础物理实验思想、物理实验方法和物理实验技能的经典实验,又包含与现代物理技术相结合的课题型综合性实验.物理实验的数据处理方法包含“直接测量量误差处理方法”“间接测量量误差处理方法”“逐差法”“最小二乘法”等,而每个实验项目在数据处理过程中使用这些方法时也存在较大的差异.在信息化的过程中,我们以目前科研领域和测量技术领域的最新实验数据处理与测量结果表示规范为基准,对每个具体实验项目制定相应的评判计算方法,采用直接测量量误差处理方法、间接测量量误差处理方法、逐差法、最小二乘法等对数据进行处理,评估每个实验项目中各个不同计算步骤的分数,并合理分布给分点.系统会根据学生输入的原始数据计算出标准答案,并与学生输入的答案相比较进行智能评阅,给出学生所得分数.在我们的设计中要求学生上传其手写的实验数据处理及不确定度计算过程,以确保在信息化的过程中,没有丢掉传统实验报告中的优点.(3)对测量正确性的限制对于某些客观的物理量,如钠黄灯的波长、三棱镜的顶角等,要求报告系统将学生的计算结果与客观的标准值进行比较,差别超过一定范围则判断学生测量错误.报告系统验证学生实验数据与计算结果是否自洽的同时,也可以判断学生的实验操作是否有误.比如,在“分光仪的调节及三棱镜折射率的测量”实验中,系统会根据学生输入的实验测量数据计算出三棱镜的顶角,与此同时系统也会与三棱镜的标准值(60°0′)进行比较,如果学生自己的计算结果与系统根据学生输入的实验测量数据计算出的结果相比较差别较大,系统将提示学生此处计算错误;如果学生自己的计算结果与三棱镜的标准值相比较差别较大,则系统将提示学生此处测量错误.(4)设备量程的判断报告系统通过学生的实验数据判断学生的电表等设备的量程选择是否正确,如果不正确,系统将提示学生此处实验操作有错误.(5)有效数字位数的评判和最终结果的表示在数据处理过程中,要求学生正确保留有效数字位数,完整表达实验测量结果.系统会智能评阅学生的有效数字位数保留和结果表达是否正确.如果不正确,系统将提示学生此处有效数字位数保留不正确,或结果表达不正确.(6)实验报告中实验曲线的考虑对于实验报告中的曲线、原理图,系统采取了学生上传手绘曲线(或图片),并请教师进行主观评阅的方式.这样,可以全面地训练学生正确且完整地绘制实验曲线,不忽略如曲线标注、坐标名称、坐标轴刻度等细节信息.

2.2实验报告的结构体系

恰当的计算机客观评判与教师的主观评判相结合,同时评判学生实验报告中出现的计算问题和学生在实验报告中所体现出的创造性思维,是《北京科技大学物理实验报告智能评阅系统》的设计初衷.为此,系统保留了具有北京科技大学特色的实验报告结构,即:一、实验目的与实验仪器(0.5分),二、实验原理(提示:限400字)(1分),三、实验步骤(提示:限400字)(1分),四、数据处理(1.5分),五、分析讨论与结论(1分),六、原始数据与数据处理过程.同时,系统具备主客观相结合的评阅模式:网络报告智能评阅系统中第一、二、三、五以及第六部分要求学生自主输入相应文字或图片,尤其是原理部分要求学生手绘实验原理图并上传至报告系统中,这些部分由教师进行评阅附分,即主观评阅部分;“四、数据处理(1.5分)”部分为系统智能评阅的部分,即客观评阅部分.在“四、数据处理(1.5分)”部分中,如果遇到实验曲线描绘,系统会要求学生使用坐标纸或计算机绘图,转成图片后再上传至报告系统,并由教师评判附分,这部分也是主观评阅部分.

3实际教学实践对比试验

我们将《北京科技大学物理实验报告智能评阅系统》投入到实际教学实践中,并进行了对比试验研究,分析了物理实验教学实践中信息化技术应用对学生“实验数据处理能力”“创新与实验设计能力”“独立学习能力”“分析与研究能力”“实验操作能力”“文献阅读能力”等各项能力的影响.采用逐项对比的方式,将8个班级共240名学生分为2组(每个组各4个班120名学生),即:传统报告组:采取传统的手写实验报告和人工评判的“传统实验报告撰写方式”;报告系统组:采取使用实验报告智能评阅系统撰写实验报告,主客观结合智能评判的“报告系统撰写方式”.

3.1对比试验考试题目设计

2015年年底,参与对比试验的240名学生在完成物理实验课程后进行了统一考试.考试依据物理实验课程培养任务特别设计了考试题目.

3.2对比实验结果

我们汇总了报告系统组与传统报告组的考试结果,并对每组每一道题的成绩进行了统计,计算了得分率:得分率=该题平均分该题原始分数×100%给出了不同的实验报告撰写方式对学生能力培养的影响.可以发现,在实验原理、实验操作、曲线绘制与文献阅读4个方面,采取不同形式的实验报告撰写方式的最终考试得分率相差无几,甚至于采取传统实验报告撰写方式的传统报告组得分率还略高于报告系统组.这表明,传统的实验报告撰写方式有利于训练学生对实验数据绘图的能力,增强学生对于实验原理以及实验操作的理解,同时也方便学生将查阅文献后得到的信息写在实验报告中.而采取报告系统撰写方式的报告系统组虽然在得分率上与传统报告组相比略有不足,但可以看出信息化后报告系统也没有丢掉传统报告撰写方式的优势.给出了不同的实验报告撰写方式对培养学生实验数据处理能力、实验分析能力的影响.从柱状图可以看出,在传统的实验教学方式下的传统报告组中,学生的误差分析能力(数据处理能力)和实验分析能力的考核得分率均低于使用实验报告智能评阅系统的报告系统组.报告系统要求学生逐步分项完成实验数据处理过程,其中不确定度的计算、有效位数的保留、完整表达式的形式等要求均为智能评判的重点考查内容.学生也可以在每份实验报告评判结束后得到系统给出的错误提示,这样更有利于学生对数据处理过程的学习.学生在独立、详尽的完成数据处理过程中,可以充分了解实验数据的处理方法,建立误差与不确定度的概念,显著提高学生的数据处理能力,并培养认真严谨的科学态度.根据规范化的评判标准,报告系统自动智能评阅学生的实验报告,给出学生实际报告得分与数据计算错误原因,减轻了教师因学生众多而产生的报告评阅负担,保证了报告评阅的细致、全面、公正与公平.并且,在数据处理过程中,学生深入了解各个实验参量与实验结果数据之间的联系,更易于融合实验原理、实验方法及相关理论知识对实验结果进行分析、判断、归纳与总结.同时,报告系统可以明确提示学生在实验报告中需要进行充分的实验讨论和分析,且根据主客观相结合的评阅方式,实验讨论与分析部分是不同实验报告撰写方式在不确定度计算、实验分析等方面的影响由老师进行评阅.这使得学生在主观上对每个实验的讨论和分析更加重视,通过一个学期的10个左右的实验报告的锻炼,使学生学会了对科学问题的分析与讨论.整体而言,采用报告系统撰写方式完成实验报告,学生的实验数据处理能力与实验分析能力均能在经过充分的培养与锻炼后得到显著的提高.

4结语

我校通过3年系统的对比性研究,建立了以计算机智能评判为基础的信息化实验报告智能评判平台.240名学生参与的对比性试验表明,这种物理实验报告网络撰写、智能评判的手段,既保持了传统实验报告撰写方式的优势,又大大促进了学生实验数据处理和实验分析能力培养.在保证报告评阅过程中的全面、公正与公平性的同时,还极大地减轻了教师批改实验报告的工作量.

作者:吴平 张师平 李莉 陈森 单位:北京科技大学

参考文献

[1]吴平,邱宏,孙旭贵,等.将科学研究的思维方式引进普通物理实验教学[J].实验技术与管理,2003,20(1):73-75.

[2]吴平,陈森,张师平.“现代物理实验”课程研究型教学探索与实践[J].物理与工程,2014,24(3):14-17.