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從2013年的參賽及準備情況來看,我校對參加金相技能大賽的積極性很高。金相技能大賽受到了學校實資處、團委及材料實驗教學中心等部門的高度重視,材料實驗教學中心采取了相應的措施積極組織學生參賽。
1.1進行學校初選
根據全國金相技能大賽的要求,結合我校金相技能實驗的自身條件,實驗教學中心的領導和教師認真組織學生參加初選競賽,初選也是以競賽的形式進行。首先教師向學生宣傳金相技能對學生專業學習及科研的重要性,由學生自愿報名參加初選競賽。然后,制定合理的初選規則,組織學生進行初選。根據初選學生的成績,擇優選擇參賽學生。從校內初選競賽的情況來看,學生積極性非常高,報名的人數較多,但初選后,被選上的學生因為已經具有資格去參加比賽,所以在備賽的過程中態度有些松懈。實驗中心準備申請舉辦校級金相大賽,參賽獲獎的同學可以參加全國性質的金相大賽,并且參賽學生不僅僅局限于材料學專業,機械相關專業的學生也可以參加,這樣就會充分調動學生參賽的積極性。金相大賽從題目的設定到成績的判定,以培養和考查學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的能力為基本原則。學生參賽準備的過程,也是金相技能基本知識積累的過程。并且對于參加全國金相大賽人員的選拔,要多于實際去參賽人員1~2人,采用末位淘汰的方法,最終確定參加全國金相大賽的人員。這樣在競爭的過程中備賽,能夠避免學生在備賽過程中的松懈現象。
1.2對入選人員進行集中培訓
從四月份開始,實驗中心的幾位教師便對今年參賽的同學進行了金相技能理論及實踐的培訓,培訓的目的不僅僅是為了提高參賽同學的成績,更重要的是提高學生對金相技能的學習動力,所以參與培訓的學生也包括一些對金相技能實驗感興趣的同學。可以看出,學生參加培訓的積極性比較高,培訓占用了學生很多的課外時間及精力,尤其是磨試樣的過程,同學們都不怕累,不怕臟,不斷摸索經驗,爭取使試樣磨得更好。參加培訓的學生普遍反映,通過參加培訓,不僅使金相技能有所提高,更重要的是對自己的專業基礎課有了更深的了解,促進了其它專業課程的學習。實驗中心準備投入更多的精力進行培訓,請學院專門從事專業基礎課程授課的教師對入選學生的金相技能理論進行培訓,這些教師經驗豐富,專業基礎扎實,能夠更好地把握金相技能理論的知識點及學生對知識的掌握情況,更有利于學生的學習。另外,請一些從事不同研究方向,并且在金相制樣方面比較有經驗的研究生、博士生進行金相制樣方面的指導。這些學生在金相制樣方面可能比一些不經常動手的教師經驗還要豐富,并且請學生進行現場指導,通過學生之間進行交流,能夠使交流更順暢一些。
1.3設定替補人員
對于替補人員的理解,一般是在正式參賽人員由于各種原因不能參賽,代替該人員進行參賽的人員。而我們設立替補參賽人員,主要目的是想讓更多的學生參與到金相大賽中,提高學生對金相大賽的了解,進而提高學生學習金相技能的動力。替補人員是從即將進入專業知識學習的大二學生中選擇,通過學生自愿報名的方式確定。替補人員也參與集中培訓和比賽全過程。2013年我校派出的替補人員,在東南大學主辦的“全國大學生金相技能大賽”中取得了優異的成績,這樣鼓舞了學生的士氣,有利于下一屆學生更加積極地參與到金相大賽中來,從而進一步激勵了學生學習金相技能的動力。
2總結參賽經驗,以賽促學
金相大賽的成績體現了學生對金相技能知識的掌握程度和運用能力,反映了金相技能實驗教學計劃及教學內容的合理程度。金相大賽結束后,實驗中心召開了教學研討會,通過總結及交流金相大賽的經驗,找出實驗教學中存在的問題,為實驗教學改革提供借鑒。圍繞金相大賽,改進實驗教學的設想主要包括以下幾個方面。
2.1及時發現問題,改善教學中的薄弱環節
根據學生在金相大賽中的表現,可以看出學生對基本理論知識的掌握程度,以及能否利用金相技能原理去解決一些實際問題,據此可以把握實驗教學的改進方向,推動教改進程,以便在以后的實驗教學中有針對性地進行教學。根據本次參加兩個全國性金相大賽過程中學生的答題及制樣情況來看,學生對基本理論掌握的比較好,但實際制樣的操作過程不是很理想,也就是對知識的運用能力還有一定的欠缺。參賽的人員是從學生中選的在金相技能方面比較優秀的學生,那么對于大多數學生來說,可能對知識的運用能力更欠缺一些,這說明,平時的實驗教學在這方面應該加強。以前金相技能實驗教學過程中,只提供給每個學生一種試樣,砂紙及拋光劑的型號也是固定的,這可能是造成學生實際運用知識能力欠缺的主要原因。所以實驗中心準備在今后的金相教學中,加強基本理論的同時,將投入更多的精力來提高學生動手制樣的能力,通過變換試樣、砂紙、拋光劑等多種形式來提高學生運用知識的能力。通過參加金相大賽,不僅可以根據金相大賽的要求進行相應的實驗教學改革,更重要的是能夠針對競賽中反映的問題,進行及時的分析研究,進一步改善實驗教學中的薄弱環節,使實驗教學得到優化及完善,從而通過金相大賽來推動金相技能實驗教學改革。金相大賽是對學生金相技能知識的一次檢驗,通過參加金相大賽的初選及集中培訓,明顯地調動了學生學習金相技能的積極性,同時拓寬了學生的知識面,擴大了學生金相技能知識的廣度和深度,能夠為以后專業課的學習打下牢固的基礎。但從學生參加金相大賽的成績來看,即使都是通過選的學生,知識掌握水平相差仍然很大。目前金相技能實驗教學中,采用的是統一的教學大綱和考核標準,為了讓不同的學生有不同的發展空間,培養學生的創新性,實驗中心正在探討一種開放性的教學模式。希望通過創設寬松和諧的學習情境,制定培養目的相同的不同選做實驗方案,讓學生選擇自己感興趣的實驗,這樣更有利于激發學生學習興趣。在此基礎上,鼓勵學生自己進行創新性實驗,學生首先制定實驗方案,通過教師討論認為方案可行的,就會予以支持,對于不合理的方案,給予調整意見,修改后合理的仍然予以支持,這樣將更有利于學生創新能力的培養。
2.2創建師生交流平臺
金相大賽本身的目的就是為高校之間的交流搭建一個平臺,在這次的參賽過程中,與一些高校的教師進行了金相教學方面的交流,學到了很多值得借鑒的東西。那么反思我們實驗教學過程,基本是安排好實驗之后,學生做完實驗就可以了,對于師生之間的交流非常少。實驗中心準備運用網絡交流平臺和值班教師制度,搭建師生溝通平臺。學生可以通過實驗中心網站對金相技能實驗課程提出問題、建議及想法等,教師會盡力解決學生的問題,認真與學生交流,網絡交流時空處置比較靈活,能夠拓展師生交流的時空領域。同時,實驗中心教師可以輪流值班,學生有問題可以直接與值班教師溝通,這樣能夠及時解決學生的問題,促進學生的學習。
3結語
在培養學生的化學實驗操作技能的過程中,教師發揮的重要作用不言自明.教師要為學生做好化學實驗演示工作,引導學生遵循化學實驗規律,做好化學實驗.具體而言,教師的操作應優美規范,操作速度要適中.毋庸諱言,教師的演示實驗為學生提供了模仿的重要依據和直接可觀的視覺形象.所以,教師的每一個演示實驗都要做到操作優美規范,熟練準確.在實驗儀器的選擇、安裝、裝置圖的繪制、基本操作等各方面都能給出規范和準確的演示.例如,持試管要三指捏,兩指靠,振蕩試管時要三指捏,兩指蜷,不能隨意抓;使用滴管給試管中加液時,膠頭滴管一定要垂懸于試管上方,切不能伸入(亞鐵離子與氫氧根反應的實驗除外).教師的演示速度要適中,使學生能夠看清每一個動作、每一個細節,對于學生第一次接觸的較復雜的化學實驗,教師更是要細心演示,先示范分解動作,然后再逐漸加快速度,連續操作實驗,這樣可以使學生在頭腦中形成較為完整的操作表象,進而有效地培養他們的化學實驗操作技能.
二、積極發揮正遷移的引導作用
所謂遷移,就是已經掌握的技能對于新技能的形成所產生的影響.遷移具有正遷移和負遷移之分.在化學實驗操作技能方面,正遷移主要來自操作基本相同或相似的因素,而負遷移則來自于實驗操作過程中看似相似,實則相去甚遠的元素.例如,學生學會了“液體藥品的取用”操作后,對學習“量筒量取液體”的操作有潛在的輔助作用.對于相近而實際不同的操作,教師要采用比較、分析的方法,使學生能夠加以明確地區別.
三、給予學生充分的實驗機會
現代教育理念積極倡導學生在教學過程中的主體地位.新課程標準明確提出,學生不僅是課堂的主人,也是主動建構知識的主人.培養學生的化學實驗操作技能,不可能讓教師“一手包辦”,而是要讓學生積極參與實驗操作過程,讓學生自己看、自己做,自己體會化學實驗的獨特魅力.從目前來看,演示實驗常常因為可見度問題而影響教學效果,所以教師可以根據現有條件盡可能地把演示實驗改為邊講邊實驗,增加學生自己動手做實驗的機會,培養他們的實驗操作能力.
1.講一個內容,做一個實驗.
例如,對“雜質轉化法”這部分內容,先提出討論題:怎樣除去粗鹽中的不溶性雜質?怎樣除去硝酸鉀中混有少量的氯化鈉?討論之后取得正確方法,再讓學生實驗,最后要求學生列表歸納,促使學生在實驗中加強觀察和分析.
2.做幾個實驗,然后概括比較.
例如,對“溶液結晶法”這部分內容,先指導學生閱讀課文中有關硝酸鈉溶液的內容,然后讓學生做實驗,實驗之后討論歸納硝酸鈉溶液的性質.關于其他溶液的性質也如此處理,最后概括比較.3.學生自己閱讀課文,根據需要做實驗.例如,在講“沉淀過濾法”時,教師可以讓學生一邊看課本,一邊根據教材內容設計做實驗,實驗之后讓他們自己設計表格,小結幾種過濾法的性質和使用注意點,使學生充分發揮主觀能動性.
四、指導學生認真完成實驗報告
下面是與雙冊教材有關的幾個有代表性的實驗項目訓練內容。
一、電磁鐵性質實驗
1.實驗原理
1820年丹麥科學家奧斯特發現,不僅磁鐵周圍存在著磁常電流周圍也存在著磁場,如果把導線繞成螺線管,螺線管就有了磁性。利用通電螺線管有磁性和鐵在磁場中能被磁化的原理,可制成磁性很強的電磁鐵。電磁鐵有很多性質:通電產生磁性,截斷電流磁性消失;電流越強磁力越大:螺線管的線圈匝數越多磁性越強;電磁鐵的南北極性可以由變換電流方向來控制。
2.實驗操作
(1)把帶有絕緣外皮的導線,按照相同的方向纏繞在一根大鐵釘上。接通電流,用它接近鐵制品,有吸引現象出現;切斷電流。現象消失。(2)用電磁鐵的一端去接近磁針兩極,出現相斥相吸現象。改變電流方向,又出現相吸相斥變化。(3)改變電磁鐵線圈匝數,磁力隨之改變。改變電池節數,磁力也改變。
3.實驗教學設計
(九年義務教育教材五年制第六冊第8課)(1)自制電磁鐵。(2)綜合定義。(3)分組實驗:研究電磁鐵有無極性和變換極性的方法。(4)分組實驗:研究加大電磁鐵磁力的方法。(5)講述電磁鐵的用途。
二、電路的組裝實驗
1.實驗分析
在設計、安裝、維修各種實際電器的時候,常常需要表示電路連接情況的圖。為了簡便,通常這種圖不用實物,而用符號代表,這種用符號表示電路連接情況的圖叫電路圖,根據需要電路有串、并聯之分。把電路元件逐個順次連接的叫做串聯,把電路元件并列接在電路兩點間的叫做并聯。教材中涉及到的電路圖如下:圖中①是串聯電路,②③④是并聯電路,使用了電燈、開關、電池組、導線四種符號。并聯電池能加大外電路電流,串聯電池能提高外電路電壓,通常采用串聯電池方法。串聯燈泡光線弱,不能控制每只燈泡的亮滅;并聯燈泡光線強,可以分別控制。
2.實驗操作
(1)組裝串聯兩節電池、兩個燈泡、一個開關的電路。(2)組裝串聯兩節電池、并聯兩個燈泡,一個開關控制的電路。(3)組裝串聯兩節電池,并聯兩個燈泡、兩個開關,分別控制每盞燈泡亮滅的電路。(4)組裝串聯兩節電池和一個分別控制三個并聯燈泡亮滅的開關的電路。
3.實驗教學設計
五年級教材涉及電路的內容是第6課《電流》,目標是指導學生學習一些電流電路的初步知識,培養學生的想象能力和獨立思考能力,磨練其攻克困難的意志。學生動手實驗操作是課堂教學中的主要活動,教師需要做的是:①提供充足的器材。②明確三個研究課題:一是分別試用一節和兩節電池做電源,看小燈泡的亮度有什么變化。二是試用同一電源,使兩只小燈泡同時發光的方法。三是設計控制三只燈泡分別亮滅的電路。③組織學生課內外實踐活動,參與觀察,實驗制作,分析綜合,形成概念。④讓有創見的同學演示自己組裝的電路。⑤總結。三年級教材也安排了電路內容,要求學生知道什么是電路,會連接簡單的串并聯電路。課堂教學中雖然也讓學生進行實驗、比較、探究、嘗試,但實驗能力要求只是初步學會組裝電路,做不同電路的對比實驗。
三、沉浮規律實驗
1.實驗原理與操作
(1)浮力的產生:挪動水中的物體,有省力的感覺,這說明水對物體有向上托起的力,這種力叫浮力。浮力是怎樣產生的呢?這可用下圖來說明。假定在水中有一個立方體,它的六個面都要受到水的壓力。物體的左右兩個面因在同一深度,所受的壓強大小相等方向相反,所以側面上的壓力是彼此平衡的。前后兩個面也是這樣。而上下兩個面在水中的深度不同壓強就不同了,下面的壓強比上面的大,也就是說下面的向上壓力比上面的向下壓力大,這壓力差就是水對物體的浮力。浮力的方向是豎直向上的。(2)浮力的大小跟什么有關系:用實驗圖示來研究。在彈簧的下面掛一個金屬筒,筒下吊一個金屬圓柱體,記下彈簧伸長后達到的位置。另外取一個溢水杯,杯里的水裝到溢水位置,把金屬圓柱體浸入水中,這時彈簧縮短,同時水從溢水口流出,把溢出的水全部倒入金屬筒,這時彈簧又伸長到原來位置。這個實驗可以說明,金屬體所受的浮力等于被它排開的水的重量。如不用水而用酒精等液體做這個實驗,結果也一樣。(3)沉浮條件:我們知道,浸在液體里的物體要受到兩個力的作用。一個是豎直向上的浮力,大小等于排開液體的重量;另一個是豎直向下的重力,大小等于物體的重量。物體在液體中的沉浮就取決于這兩個力的大校如果物體受到的浮力大于物體的重量,物體就上浮;如果物體受到的浮力小于物體的重量,物體就下沉;如果物體的重量等于浮力,物體就停留在水中不動。浮在液面上的物體所受到的浮力等于它的重量。