化學(xué)實驗信息化平臺建設(shè)與實踐論文

時間：2023-03-21 09:06:41 化學(xué)畢業(yè)論文我要投稿

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　　[摘要]針對傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的創(chuàng)新能力，提出了構(gòu)建藥學(xué)/中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗信息化平臺的思路和基本內(nèi)容。主要從實驗管理的信息化、實驗教學(xué)的信息化、師生互動的信息化、高素質(zhì)信息化人才的建設(shè)等四個方面闡述。實踐證明，信息技術(shù)與傳統(tǒng)實驗教學(xué)的有機(jī)融合可以有效地緩解這些問題。

化學(xué)實驗信息化平臺建設(shè)與實踐論文

　　[關(guān)鍵詞]實驗教學(xué)；信息化平臺；物理化學(xué)實驗；存在的問題

　　1引言

　　物理化學(xué)是藥學(xué)類專業(yè)重要的基礎(chǔ)必修課，物理化學(xué)實驗是物化教學(xué)的重要組成部分，涉及多種物理量測量和實驗技術(shù)、實驗數(shù)據(jù)處理等。所用儀器原理復(fù)雜，儀器多，操作繁瑣，手工記錄費時，數(shù)據(jù)處理難度大和誤差大，學(xué)生預(yù)習(xí)困難大，導(dǎo)致課堂效率低，是實驗教學(xué)的難點。真對這些，如何在有限時間內(nèi)提高實驗課堂效果，減輕老師教學(xué)負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為重要問題[1-2]。在信息化的今天，把信息化技術(shù)與實驗教學(xué)充分融合[3]，這些問題就可得到緩解。在學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，就如何建設(shè)藥學(xué)/中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗信息化平臺進(jìn)行了研究和實踐性探索，有效提高了實驗課堂效果，降低了實驗耗材損耗，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了物化實驗教學(xué)，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

　　2物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題及信息化平臺的建設(shè)

　　針對傳統(tǒng)的物化實驗教學(xué)中存在的問題，建設(shè)的物理化學(xué)實驗信息化平臺主要由四個方面組成：實驗管理的信息化、實驗教學(xué)的信息化、師生互動的信息化、信息化的人才隊伍建設(shè)。其中實驗管理的信息化由實驗室制度及安全的信息化和實驗排課的信息化組成，實驗教學(xué)的信息化由實驗預(yù)習(xí)的信息化、實驗過程及結(jié)果處理的信息化、實驗報告批改的信息化組成。

　　2.1物理化學(xué)實驗管理的信息化

　　2.1.1實驗室制度及安全的信息化物化實驗若像無機(jī)、有機(jī)實驗等開設(shè)，所用儀器會特別多，就需投入大量經(jīng)費購買儀器，提供更多空間存放。每學(xué)期僅用一兩周，既浪費資源，儀器使用率也低，故采用循環(huán)方式上課，既充分利用了設(shè)備，又節(jié)約了開支[4]。即同時開設(shè)幾個實驗，按照實驗個數(shù)分組進(jìn)行循環(huán)，直到這幾個實驗循環(huán)完再做新的實驗。每次循環(huán)時，學(xué)生要在不同實驗室和不同實驗臺做實驗，容易糊涂，尤其是第一次實驗。還有學(xué)生對實驗室的規(guī)章制度及安全問題等也不是很清楚，為此開設(shè)了這個板塊。該板塊除了有學(xué)校制定通用的《教學(xué)實驗室安全防火制度》、《學(xué)生實驗守則》、《實驗室工作規(guī)則》等，還制定有針對性的《物理化學(xué)實驗室規(guī)則》。實驗開始前老師通知學(xué)生學(xué)習(xí)，并檢查學(xué)習(xí)情況。通過了才能做實驗，因為實驗安全是實驗教學(xué)的重中之重。這樣實驗開始前學(xué)生能清楚地知道自己的任務(wù)，如儀器負(fù)責(zé)人的任務(wù)、分組等，還提高了學(xué)生的安全紀(jì)律意識，保證了實驗室管理的規(guī)范化和實驗?zāi)芨咝в行蜻M(jìn)行。利用信息化方式進(jìn)行實驗室制度的學(xué)習(xí)，既減少教室使用和降低教師負(fù)擔(dān)，又節(jié)約學(xué)校的教學(xué)資源。2.1.2實驗排課的信息化由于物化實驗采用循環(huán)方式上課，學(xué)生易迷糊。針對這些，平臺鏈接了學(xué)校的“實驗室綜合管理系統(tǒng)”，利用其中“實驗教學(xué)”下的“執(zhí)行計劃編排”排課，對每個專業(yè)的物化實驗循環(huán)排課。實驗開始前學(xué)生和教師用自己賬號和密碼查看，能知道每次實驗課做的實驗項目名稱、上課時間、實驗室房間號及所在實驗臺編號。

　　2.2物理化學(xué)實驗教學(xué)的信息化

　　2.2.1物化實驗預(yù)習(xí)的信息化課前預(yù)習(xí)是實驗教學(xué)的重要部分，目前學(xué)生大多是照著課本內(nèi)容寫預(yù)習(xí)報告，印象不深，進(jìn)入實驗室后不熟悉實驗儀器，不理解實驗原理，達(dá)不到預(yù)期效果，有些學(xué)生做完實驗甚至連實驗名稱都不知道，更談不上能力培養(yǎng)。另一方面，也加重了老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，需反復(fù)講解[5]。另外由于物化實驗原理抽象，儀器較多，循環(huán)上課，上課時必然會出現(xiàn)實驗教學(xué)與理論教學(xué)錯位，這樣老師講解就費時。另外部分學(xué)生沒準(zhǔn)確觀察到老師的儀器操作和完全記著老師講的，結(jié)果做實驗時易失敗，若要重新做，既浪費資源又拖堂。為此開設(shè)了這個板塊。即把物化實驗課程信息、實驗教學(xué)大綱、PPT、自主錄制的實驗方法和儀器操作視頻等上傳，讓學(xué)生通過預(yù)習(xí)掌握實驗之前的理論知識、實驗方法及實驗儀器使用和注意事項等。老師根據(jù)大家的預(yù)習(xí)情況，上課時針對存在問題重點講解。這樣，一是學(xué)生帶著問題上課，可以提高課堂效率；二是老師勿需重復(fù)講授和演示，減輕了老師負(fù)擔(dān)；三是學(xué)生從被動接受變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性；四是可以讓更多人深入了解物化實驗，真正實現(xiàn)教學(xué)資源開放共享、功能最大化，促進(jìn)了知識傳播。2.2.2實驗過程及結(jié)果處理的信息化實驗過程的信息化：實驗數(shù)據(jù)采集的自動化和過程的直觀化。物化實驗需要采集大量數(shù)據(jù)，實時記錄，任務(wù)重。為此開設(shè)了這個板塊，學(xué)生實驗時，利用電腦自動記錄，避免漏記錯記，使實驗過程更順暢。即[6]把實驗儀器的數(shù)據(jù)端口與電腦連接，利用與實驗配套的軟件采集數(shù)據(jù)，記錄更簡便、高效、全面、準(zhǔn)確，且實驗過程更直觀，實驗情況看圖形走向就知道，實驗中老師能迅速指出數(shù)據(jù)可靠性，如凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗。實驗結(jié)果處理的自動化信息化：學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)要會處理，手工處理繁瑣不準(zhǔn)確，耗時長，同樣數(shù)據(jù)由不同學(xué)生處理，結(jié)果可能不同，人為誤差大，尤其是結(jié)果通過坐標(biāo)紙畫圖得到的。有時候畫一個圖要很長時間，很多學(xué)生先畫線，然后隨便點幾個點，達(dá)不到實驗?zāi)康�。另外處理�?shù)據(jù)時易出錯，挫傷了學(xué)生做實驗和處理數(shù)據(jù)的積極性，甚至有些學(xué)生厭倦物化實驗[7]，為此開設(shè)了這個板塊。即在電腦上安裝數(shù)據(jù)處理軟件，管理和處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理很快完成，結(jié)果的準(zhǔn)確性和繪制的圖形好于人工方式，比如凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗、雙液系T-x相圖的繪制等，既快又準(zhǔn)。2.2.3實驗報告批改的信息化學(xué)生把寫的實驗報告上傳到該平臺，只要有網(wǎng)絡(luò)，老師可及時批改報告，批改的成績和意見直接記錄，學(xué)生能及時看到，省去了“每一次實驗前學(xué)習(xí)委員把報告收齊給老師送去，老師批改后再發(fā)給學(xué)生”的繁瑣過程，避免了批改信息不及時傳達(dá)的弊端。另外報告成績可直接從系統(tǒng)中導(dǎo)出，并且系統(tǒng)會根據(jù)每一次報告成績自動算出本課程的實驗報告成績，省去了老師要逐個登錄實驗成績的過程，減輕了老師負(fù)擔(dān)。

　　2.3師生互動的信息化

　　由于學(xué)生多、老師有限，課下師生間的互動就有限，為此開設(shè)了這個板塊，包含兩個方面內(nèi)容，一是留言模塊：學(xué)生在預(yù)習(xí)、做實驗、寫報告和處理數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)的問題可以隨時在平臺上留言，老師收到信息后及時反饋，實現(xiàn)了師生間的實時互動。二是答疑解惑模塊：選拔一批優(yōu)秀研究生做實驗教學(xué)助教，每周專門抽兩個小時在平臺上給學(xué)生答疑實驗后的疑惑和下次實驗預(yù)習(xí)中遇到的問題等。不僅實現(xiàn)了師生的實時互動，還提供了優(yōu)秀學(xué)生自我展示的機(jī)會和提高了學(xué)生做實驗的興趣。

　　2.4高素質(zhì)信息化人才隊伍的建設(shè)

　　實驗信息化的建設(shè)離不開高素質(zhì)的信息化人才，其素質(zhì)是實驗室發(fā)展的關(guān)鍵。要提高實驗教學(xué)信息化水平，實驗技術(shù)人員除了有過硬的專業(yè)知識外，還要有一定的信息化技術(shù)水平，加強(qiáng)其信息化能力成為重點[8]，需要學(xué)校加大培訓(xùn)力度，可請來專家校內(nèi)培訓(xùn)，或校外學(xué)習(xí)和交流等方式，比如派出申報有信息化項目或愿提高自身信息化水平的人員到實驗教學(xué)信息化建設(shè)較好的單位學(xué)習(xí)交流，吸取新理念和新經(jīng)驗，不斷提高實驗技術(shù)人員的信息化素養(yǎng)和管理經(jīng)驗[9]。

　　3結(jié)語

　　該平臺的建設(shè)強(qiáng)化了實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生成為自主學(xué)習(xí)的主體，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實驗中充分掌握重難點，提高了實驗效率，節(jié)約了資源。數(shù)據(jù)處理的信息化，減少了誤差，提高了學(xué)生做實驗的積極性。實驗報告批改的信息化，降低了繁瑣的程序，減輕了教師負(fù)擔(dān)。師生互動的信息化，打通了教師和學(xué)生交流的屏障。信息化人才的建設(shè)，保證了實驗順利高效地進(jìn)行。總之，物化實驗信息化平臺的建設(shè)，對提高實驗教學(xué)質(zhì)量、提升實驗管理水平和培養(yǎng)創(chuàng)新能力人才具有較大幫助，當(dāng)然該平臺在今后還需不斷深化和完善，力爭使實驗教學(xué)達(dá)到現(xiàn)代化、科學(xué)化管理水平。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[7]張玲玲，李瑞，苗碗根，等．物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題及改進(jìn)措施[J]．廣東化工，2016，43(18)：203-204．

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　　[9]王麗飛，侯影飛，李傳．化學(xué)工程實驗教學(xué)信息化平臺的建設(shè)與探索[J]．化學(xué)工程與裝備，2014(11)：229-230．

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