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从2013年的参赛及准备情况来看,我校对参加金相技能大赛的积极性很高。金相技能大赛受到了学校实资处、团委及材料实验教学中心等部门的高度重视,材料实验教学中心采取了相应的措施积极组织学生参赛。
1.1进行学校初选
根据全国金相技能大赛的要求,结合我校金相技能实验的自身条件,实验教学中心的领导和教师认真组织学生参加初选竞赛,初选也是以竞赛的形式进行。首先教师向学生宣传金相技能对学生专业学习及科研的重要性,由学生自愿报名参加初选竞赛。然后,制定合理的初选规则,组织学生进行初选。根据初选学生的成绩,择优选择参赛学生。从校内初选竞赛的情况来看,学生积极性非常高,报名的人数较多,但初选后,被选上的学生因为已经具有资格去参加比赛,所以在备赛的过程中态度有些松懈。实验中心准备申请举办校级金相大赛,参赛获奖的同学可以参加全国性质的金相大赛,并且参赛学生不仅仅局限于材料学专业,机械相关专业的学生也可以参加,这样就会充分调动学生参赛的积极性。金相大赛从题目的设定到成绩的判定,以培养和考查学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力为基本原则。学生参赛准备的过程,也是金相技能基本知识积累的过程。并且对于参加全国金相大赛人员的选拔,要多于实际去参赛人员1~2人,采用末位淘汰的方法,最终确定参加全国金相大赛的人员。这样在竞争的过程中备赛,能够避免学生在备赛过程中的松懈现象。
1.2对入选人员进行集中培训
从四月份开始,实验中心的几位教师便对今年参赛的同学进行了金相技能理论及实践的培训,培训的目的不仅仅是为了提高参赛同学的成绩,更重要的是提高学生对金相技能的学习动力,所以参与培训的学生也包括一些对金相技能实验感兴趣的同学。可以看出,学生参加培训的积极性比较高,培训占用了学生很多的课外时间及精力,尤其是磨试样的过程,同学们都不怕累,不怕脏,不断摸索经验,争取使试样磨得更好。参加培训的学生普遍反映,通过参加培训,不仅使金相技能有所提高,更重要的是对自己的专业基础课有了更深的了解,促进了其它专业课程的学习。实验中心准备投入更多的精力进行培训,请学院专门从事专业基础课程授课的教师对入选学生的金相技能理论进行培训,这些教师经验丰富,专业基础扎实,能够更好地把握金相技能理论的知识点及学生对知识的掌握情况,更有利于学生的学习。另外,请一些从事不同研究方向,并且在金相制样方面比较有经验的研究生、博士生进行金相制样方面的指导。这些学生在金相制样方面可能比一些不经常动手的教师经验还要丰富,并且请学生进行现场指导,通过学生之间进行交流,能够使交流更顺畅一些。
1.3设定替补人员
对于替补人员的理解,一般是在正式参赛人员由于各种原因不能参赛,代替该人员进行参赛的人员。而我们设立替补参赛人员,主要目的是想让更多的学生参与到金相大赛中,提高学生对金相大赛的了解,进而提高学生学习金相技能的动力。替补人员是从即将进入专业知识学习的大二学生中选择,通过学生自愿报名的方式确定。替补人员也参与集中培训和比赛全过程。2013年我校派出的替补人员,在东南大学主办的“全国大学生金相技能大赛”中取得了优异的成绩,这样鼓舞了学生的士气,有利于下一届学生更加积极地参与到金相大赛中来,从而进一步激励了学生学习金相技能的动力。
2总结参赛经验,以赛促学
金相大赛的成绩体现了学生对金相技能知识的掌握程度和运用能力,反映了金相技能实验教学计划及教学内容的合理程度。金相大赛结束后,实验中心召开了教学研讨会,通过总结及交流金相大赛的经验,找出实验教学中存在的问题,为实验教学改革提供借鉴。围绕金相大赛,改进实验教学的设想主要包括以下几个方面。
2.1及时发现问题,改善教学中的薄弱环节
根据学生在金相大赛中的表现,可以看出学生对基本理论知识的掌握程度,以及能否利用金相技能原理去解决一些实际问题,据此可以把握实验教学的改进方向,推动教改进程,以便在以后的实验教学中有针对性地进行教学。根据本次参加两个全国性金相大赛过程中学生的答题及制样情况来看,学生对基本理论掌握的比较好,但实际制样的操作过程不是很理想,也就是对知识的运用能力还有一定的欠缺。参赛的人员是从学生中选的在金相技能方面比较优秀的学生,那么对于大多数学生来说,可能对知识的运用能力更欠缺一些,这说明,平时的实验教学在这方面应该加强。以前金相技能实验教学过程中,只提供给每个学生一种试样,砂纸及抛光剂的型号也是固定的,这可能是造成学生实际运用知识能力欠缺的主要原因。所以实验中心准备在今后的金相教学中,加强基本理论的同时,将投入更多的精力来提高学生动手制样的能力,通过变换试样、砂纸、抛光剂等多种形式来提高学生运用知识的能力。通过参加金相大赛,不仅可以根据金相大赛的要求进行相应的实验教学改革,更重要的是能够针对竞赛中反映的问题,进行及时的分析研究,进一步改善实验教学中的薄弱环节,使实验教学得到优化及完善,从而通过金相大赛来推动金相技能实验教学改革。金相大赛是对学生金相技能知识的一次检验,通过参加金相大赛的初选及集中培训,明显地调动了学生学习金相技能的积极性,同时拓宽了学生的知识面,扩大了学生金相技能知识的广度和深度,能够为以后专业课的学习打下牢固的基础。但从学生参加金相大赛的成绩来看,即使都是通过选的学生,知识掌握水平相差仍然很大。目前金相技能实验教学中,采用的是统一的教学大纲和考核标准,为了让不同的学生有不同的发展空间,培养学生的创新性,实验中心正在探讨一种开放性的教学模式。希望通过创设宽松和谐的学习情境,制定培养目的相同的不同选做实验方案,让学生选择自己感兴趣的实验,这样更有利于激发学生学习兴趣。在此基础上,鼓励学生自己进行创新性实验,学生首先制定实验方案,通过教师讨论认为方案可行的,就会予以支持,对于不合理的方案,给予调整意见,修改后合理的仍然予以支持,这样将更有利于学生创新能力的培养。
2.2创建师生交流平台
金相大赛本身的目的就是为高校之间的交流搭建一个平台,在这次的参赛过程中,与一些高校的教师进行了金相教学方面的交流,学到了很多值得借鉴的东西。那么反思我们实验教学过程,基本是安排好实验之后,学生做完实验就可以了,对于师生之间的交流非常少。实验中心准备运用网络交流平台和值班教师制度,搭建师生沟通平台。学生可以通过实验中心网站对金相技能实验课程提出问题、建议及想法等,教师会尽力解决学生的问题,认真与学生交流,网络交流时空处置比较灵活,能够拓展师生交流的时空领域。同时,实验中心教师可以轮流值班,学生有问题可以直接与值班教师沟通,这样能够及时解决学生的问题,促进学生的学习。
3结语
在培养学生的化学实验操作技能的过程中,教师发挥的重要作用不言自明.教师要为学生做好化学实验演示工作,引导学生遵循化学实验规律,做好化学实验.具体而言,教师的操作应优美规范,操作速度要适中.毋庸讳言,教师的演示实验为学生提供了模仿的重要依据和直接可观的视觉形象.所以,教师的每一个演示实验都要做到操作优美规范,熟练准确.在实验仪器的选择、安装、装置图的绘制、基本操作等各方面都能给出规范和准确的演示.例如,持试管要三指捏,两指靠,振荡试管时要三指捏,两指蜷,不能随意抓;使用滴管给试管中加液时,胶头滴管一定要垂悬于试管上方,切不能伸入(亚铁离子与氢氧根反应的实验除外).教师的演示速度要适中,使学生能够看清每一个动作、每一个细节,对于学生第一次接触的较复杂的化学实验,教师更是要细心演示,先示范分解动作,然后再逐渐加快速度,连续操作实验,这样可以使学生在头脑中形成较为完整的操作表象,进而有效地培养他们的化学实验操作技能.
二、积极发挥正迁移的引导作用
所谓迁移,就是已经掌握的技能对于新技能的形成所产生的影响.迁移具有正迁移和负迁移之分.在化学实验操作技能方面,正迁移主要来自操作基本相同或相似的因素,而负迁移则来自于实验操作过程中看似相似,实则相去甚远的元素.例如,学生学会了“液体药品的取用”操作后,对学习“量筒量取液体”的操作有潜在的辅助作用.对于相近而实际不同的操作,教师要采用比较、分析的方法,使学生能够加以明确地区别.
三、给予学生充分的实验机会
现代教育理念积极倡导学生在教学过程中的主体地位.新课程标准明确提出,学生不仅是课堂的主人,也是主动建构知识的主人.培养学生的化学实验操作技能,不可能让教师“一手包办”,而是要让学生积极参与实验操作过程,让学生自己看、自己做,自己体会化学实验的独特魅力.从目前来看,演示实验常常因为可见度问题而影响教学效果,所以教师可以根据现有条件尽可能地把演示实验改为边讲边实验,增加学生自己动手做实验的机会,培养他们的实验操作能力.
1.讲一个内容,做一个实验.
例如,对“杂质转化法”这部分内容,先提出讨论题:怎样除去粗盐中的不溶性杂质?怎样除去硝酸钾中混有少量的氯化钠?讨论之后取得正确方法,再让学生实验,最后要求学生列表归纳,促使学生在实验中加强观察和分析.
2.做几个实验,然后概括比较.
例如,对“溶液结晶法”这部分内容,先指导学生阅读课文中有关硝酸钠溶液的内容,然后让学生做实验,实验之后讨论归纳硝酸钠溶液的性质.关于其他溶液的性质也如此处理,最后概括比较.3.学生自己阅读课文,根据需要做实验.例如,在讲“沉淀过滤法”时,教师可以让学生一边看课本,一边根据教材内容设计做实验,实验之后让他们自己设计表格,小结几种过滤法的性质和使用注意点,使学生充分发挥主观能动性.
四、指导学生认真完成实验报告
下面是与双册教材有关的几个有代表性的实验项目训练内容。
一、电磁铁性质实验
1.实验原理
1820年丹麦科学家奥斯特发现,不仅磁铁周围存在着磁常电流周围也存在着磁场,如果把导线绕成螺线管,螺线管就有了磁性。利用通电螺线管有磁性和铁在磁场中能被磁化的原理,可制成磁性很强的电磁铁。电磁铁有很多性质:通电产生磁性,截断电流磁性消失;电流越强磁力越大:螺线管的线圈匝数越多磁性越强;电磁铁的南北极性可以由变换电流方向来控制。
2.实验操作
(1)把带有绝缘外皮的导线,按照相同的方向缠绕在一根大铁钉上。接通电流,用它接近铁制品,有吸引现象出现;切断电流。现象消失。(2)用电磁铁的一端去接近磁针两极,出现相斥相吸现象。改变电流方向,又出现相吸相斥变化。(3)改变电磁铁线圈匝数,磁力随之改变。改变电池节数,磁力也改变。
3.实验教学设计
(九年义务教育教材五年制第六册第8课)(1)自制电磁铁。(2)综合定义。(3)分组实验:研究电磁铁有无极性和变换极性的方法。(4)分组实验:研究加大电磁铁磁力的方法。(5)讲述电磁铁的用途。
二、电路的组装实验
1.实验分析
在设计、安装、维修各种实际电器的时候,常常需要表示电路连接情况的图。为了简便,通常这种图不用实物,而用符号代表,这种用符号表示电路连接情况的图叫电路图,根据需要电路有串、并联之分。把电路元件逐个顺次连接的叫做串联,把电路元件并列接在电路两点间的叫做并联。教材中涉及到的电路图如下:图中①是串联电路,②③④是并联电路,使用了电灯、开关、电池组、导线四种符号。并联电池能加大外电路电流,串联电池能提高外电路电压,通常采用串联电池方法。串联灯泡光线弱,不能控制每只灯泡的亮灭;并联灯泡光线强,可以分别控制。
2.实验操作
(1)组装串联两节电池、两个灯泡、一个开关的电路。(2)组装串联两节电池、并联两个灯泡,一个开关控制的电路。(3)组装串联两节电池,并联两个灯泡、两个开关,分别控制每盏灯泡亮灭的电路。(4)组装串联两节电池和一个分别控制三个并联灯泡亮灭的开关的电路。
3.实验教学设计
五年级教材涉及电路的内容是第6课《电流》,目标是指导学生学习一些电流电路的初步知识,培养学生的想象能力和独立思考能力,磨练其攻克困难的意志。学生动手实验操作是课堂教学中的主要活动,教师需要做的是:①提供充足的器材。②明确三个研究课题:一是分别试用一节和两节电池做电源,看小灯泡的亮度有什么变化。二是试用同一电源,使两只小灯泡同时发光的方法。三是设计控制三只灯泡分别亮灭的电路。③组织学生课内外实践活动,参与观察,实验制作,分析综合,形成概念。④让有创见的同学演示自己组装的电路。⑤总结。三年级教材也安排了电路内容,要求学生知道什么是电路,会连接简单的串并联电路。课堂教学中虽然也让学生进行实验、比较、探究、尝试,但实验能力要求只是初步学会组装电路,做不同电路的对比实验。
三、沉浮规律实验
1.实验原理与操作
(1)浮力的产生:挪动水中的物体,有省力的感觉,这说明水对物体有向上托起的力,这种力叫浮力。浮力是怎样产生的呢?这可用下图来说明。假定在水中有一个立方体,它的六个面都要受到水的压力。物体的左右两个面因在同一深度,所受的压强大小相等方向相反,所以侧面上的压力是彼此平衡的。前后两个面也是这样。而上下两个面在水中的深度不同压强就不同了,下面的压强比上面的大,也就是说下面的向上压力比上面的向下压力大,这压力差就是水对物体的浮力。浮力的方向是竖直向上的。(2)浮力的大小跟什么有关系:用实验图示来研究。在弹簧的下面挂一个金属筒,筒下吊一个金属圆柱体,记下弹簧伸长后达到的位置。另外取一个溢水杯,杯里的水装到溢水位置,把金属圆柱体浸入水中,这时弹簧缩短,同时水从溢水口流出,把溢出的水全部倒入金属筒,这时弹簧又伸长到原来位置。这个实验可以说明,金属体所受的浮力等于被它排开的水的重量。如不用水而用酒精等液体做这个实验,结果也一样。(3)沉浮条件:我们知道,浸在液体里的物体要受到两个力的作用。一个是竖直向上的浮力,大小等于排开液体的重量;另一个是竖直向下的重力,大小等于物体的重量。物体在液体中的沉浮就取决于这两个力的大校如果物体受到的浮力大于物体的重量,物体就上浮;如果物体受到的浮力小于物体的重量,物体就下沉;如果物体的重量等于浮力,物体就停留在水中不动。浮在液面上的物体所受到的浮力等于它的重量。