導(dǎo)語：如何才能寫好一篇分析化學(xué)實驗報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、實驗3.1

題目：

考慮線性方程組，，，編制一個能自動選取主元，又能手動選取主元的求解線性代數(shù)方程組的Gauss消去過程。

（1）取矩陣，，則方程有解。取計算矩陣的條件數(shù)。分別用順序Gauss消元、列主元Gauss消元和完全選主元Gauss消元方法求解，結(jié)果如何？

（2）現(xiàn)選擇程序中手動選取主元的功能，每步消去過程都選取模最小或按模盡可能小的元素作為主元進(jìn)行消元，觀察并記錄計算結(jié)果，若每步消去過程總選取按模最大的元素作為主元，結(jié)果又如何？分析實驗的結(jié)果。

（3）取矩陣階數(shù)n=20或者更大，重復(fù)上述實驗過程，觀察記錄并分析不同的問題及消去過程中選擇不同的主元時計算結(jié)果的差異，說明主元素的選取在消去過程中的作用。

（4）選取其他你感興趣的問題或者隨機生成的矩陣，計算其條件數(shù)，重復(fù)上述實驗，觀察記錄并分析實驗的結(jié)果。

1.

算法介紹

首先，分析各種算法消去過程的計算公式，

順序高斯消去法：

第k步消去中，設(shè)增廣矩陣中的元素（若等于零則可以判定系數(shù)矩陣為奇異矩陣，停止計算），則對k行以下各行計算，分別用乘以增廣矩陣的第行并加到第行，則可將增廣矩陣中第列中以下的元素消為零；重復(fù)此方法，從第1步進(jìn)行到第n-1步，則可以得到最終的增廣矩陣，即；

列主元高斯消去法：

第k步消去中，在增廣矩陣中的子方陣中，選取使得，當(dāng)時，對中第行與第行交換，然后按照和順序消去法相同的步驟進(jìn)行。重復(fù)此方法，從第1步進(jìn)行第n-1步，就可以得到最終的增廣矩陣，即；

完全主元高斯消去法：

第k步消去中，在增廣矩陣中對應(yīng)的子方陣中，選取使得，若或，則對中第行與第行、第列與第列交換，然后按照和順序消去法相同的步驟進(jìn)行即可。重復(fù)此方法，從第1步進(jìn)行到第n-1步，就可以得到最終的增廣矩陣，即；

接下來，分析回代過程求解的公式，容易看出，對上述任一種消元法，均有以下計算公式：

2.

實驗程序的設(shè)計

一、輸入實驗要求及初始條件；

二、計算系數(shù)矩陣A的條件數(shù)及方程組的理論解；

三、對各不同方法編程計算，并輸出最終計算結(jié)果。

3.

計算結(jié)果及分析

（1）

先計算系數(shù)矩陣的條件數(shù)，結(jié)果如下，

可知系數(shù)矩陣的條件數(shù)較大，故此問題屬于病態(tài)問題，

b或A的擾動都可能引起解的較大誤差；

采用順序高斯消去法，計算結(jié)果為：

最終解為x=(1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000001,

0.999999999999998,

1.000000000000004,

0.999999999999993,

1.000000000000012,

0.999999999999979,

1.000000000000028)T

使用無窮范數(shù)衡量誤差，得到=2.842170943040401e-14，可以發(fā)現(xiàn)，采用順序高斯消元法求得的解與精確解之間誤差較小。通過進(jìn)一步觀察，可以發(fā)現(xiàn)，按照順序高斯消去法計算時，其選取的主元值和矩陣中其他元素大小相近，因此順序高斯消去法方式并沒有對結(jié)果造成特別大的影響。

若采用列主元高斯消元法，則結(jié)果為：

最終解為x=(1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000)T

同樣使用無窮范數(shù)衡量誤差，有=0；

若使用完全主元高斯消元法，則結(jié)果為

最終解x=(1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000,

1.000000000000000)T

同樣使用無窮范數(shù)衡量誤差，有=0；

（2）

若每步都選取模最小或盡可能小的元素為主元，則計算結(jié)果為

最終解x=(1.000000000000000

1.000000000000000

1.000000000000000

1.000000000000001

0.999999999999998

1.000000000000004

0.999999999999993

1.000000000000012

0.999999999999979

1.000000000000028)T

使用無窮范數(shù)衡量誤差，有為2.842170943040401e-14；而完全主元消去法的誤差為=0。

從（1）和（2）的實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，列主元消去法和完全主元消去法都得到了精確解，而順序高斯消去法和以模盡量小的元素為主元的消去法沒有得到精確解。在后兩種消去法中，由于程序計算時的舍入誤差，對最終結(jié)果產(chǎn)生了一定的影響，但由于方程組的維度較低，并且元素之間相差不大，所以誤差仍比較小。

為進(jìn)一步分析，計算上述4種方法每步選取的主元數(shù)值，并列表進(jìn)行比較，結(jié)果如下：

第n次消元

順序

列主元

完全主元

模最小

1

6.000000000000000

8

8

6.000000000000000

2

4.666666666666667

8

8

4.666666666666667

3

4.285714285714286

8

8

4.285714285714286

4

4.133333333333333

8

8

4.133333333333333

5

4.064516129032258

8

8

4.064516129032258

6

4.031746031746032

8

8

4.031746031746032

7

4.015748031496063

8

8

4.015748031496063

8

4.007843137254902

8

8

4.007843137254902

9

4.003913894324853

8

8

4.003913894324853

10

4.001955034213099

0.015617370605469

0.015617370605469

4.001955034213099

從上表可以發(fā)現(xiàn)，對這個方程組而言，順序高斯消去選取的主元恰好事模盡量小的元素，而由于列主元和完全主元選取的元素為8，與4在數(shù)量級上差別小，所以計算過程中的累積誤差也較小，最終4種方法的輸出結(jié)果均較為精確。

在這里，具體解釋一下順序法與模最小法的計算結(jié)果完全一致的原因。該矩陣在消元過程中，每次選取主元的一列只有兩個非零元素，對角線上的元素為4左右，而其正下方的元素為8，該列其余位置的元素均為0。在這樣的情況下，默認(rèn)的主元也就是該列最小的主元，因此兩種方法所得到的計算結(jié)果是一致的。

理論上說，完全高斯消去法的誤差最小，其次是列主元高斯消去法，而選取模最小的元素作為主元時的誤差最大，但是由于方程組的特殊性（元素相差不大并且維度不高），這個理論現(xiàn)象在這里并沒有充分體現(xiàn)出來。

（3）

時，重復(fù)上述實驗過程，各種方法的計算結(jié)果如下所示，在這里，仍采用無窮范數(shù)衡量絕對誤差。

順序高斯消去法

列主元高斯消去

完全主元高斯消去

選取模最小或盡可能小元素作為主元消去

X

1.000000000000000

1.000000000000000

1.000000000000000

1.000000000000001

0.999999999999998

1.000000000000004

0.999999999999993

1.000000000000014

0.999999999999972

1.000000000000057

0.999999999999886

1.000000000000227

0.999999999999547

1.000000000000902

0.999999999998209

1.000000000003524

0.999999999993179

1.000000000012732

0.999999999978173

1.000000000029102

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1.000000000000000

1.000000000000000

1.000000000000000

1.000000000000001

0.999999999999998

1.000000000000004

0.999999999999993

1.000000000000014

0.999999999999972

1.000000000000057

0.999999999999886

1.000000000000227

0.999999999999547

1.000000000000902

0.999999999998209

1.000000000003524

0.999999999993179

1.000000000012732

0.999999999978173

1.000000000029102

2.910205409989430e-11

2.910205409989430e-11

可以看出，此時列主元和完全主元的計算結(jié)果仍為精確值，而順序高斯消去和模盡可能小方法仍然產(chǎn)生了一定的誤差，并且兩者的誤差一致。與n=10時候的誤差比相比，n=20時的誤差增長了大約1000倍，這是由于計算過程中舍入誤差的不斷累積所致。所以，如果進(jìn)一步增加矩陣的維數(shù)，應(yīng)該可以看出更明顯的現(xiàn)象。

（4）

不同矩陣維度下的誤差如下，在這里，為方便起見，選取2-條件數(shù)對不同維度的系數(shù)矩陣進(jìn)行比較。

維度

條件數(shù)

順序消去

列主元

完全主元

模盡量小

1.7e+3

2.84e-14

2.84e-14

1.8e+6

2.91e-11

2.91e-11

5.7e+7

9.31e-10

9.31e-10

1.8e+9

2.98e-08

2.98e-08

1.9e+12

3.05e-05

3.05e-05

3.8e+16

3.28e+04

3.88e-12

3.88e-12

3.28e+04

8.5e+16

3.52e+13

4.2e-3

4.2e-3

3.52e+13

從上表可以看出，隨著維度的增加，不同方法對計算誤差的影響逐漸體現(xiàn)，并且增長較快，這是由于舍入誤差逐步累計而造成的。不過，方法二與方法三在維度小于40的情況下都得到了精確解，這兩種方法的累計誤差遠(yuǎn)比方法一和方法四慢；同樣地，出于與前面相同的原因，方法一與方法四的計算結(jié)果保持一致，方法二與方法三的計算結(jié)果保持一致。

4.

結(jié)論

本文矩陣中的元素差別不大，模最大和模最小的元素并沒有數(shù)量級上的差異，因此，不同的主元選取方式對計算結(jié)果的影響在維度較低的情況下并不明顯，四種方法都足夠精確。

對比四種方法，可以發(fā)現(xiàn)采用列主元高斯消去或者完全主元高斯消去法，可以盡量抑制誤差，算法最為精確。不過，對于低階的矩陣來說，四種方法求解出來的結(jié)果誤差均較小。

另外，由于完全選主元方法在選主元的過程中計算量較大，而且可以發(fā)現(xiàn)列主元法已經(jīng)可以達(dá)到很高的精確程度，因而在實際計算中可以選用列主元法進(jìn)行計算。

附錄：程序代碼

clear

clc;

format

long;

%方法選擇

n=input(＇矩陣A階數(shù):n=＇);

disp(＇選取求解方式＇);

disp(＇1

順序Gauss消元法，2

列主元Gauss消元法，3

完全選主元Gauss消元法，4

模最小或近可能小的元素作為主元＇);

a=input(＇求解方式序號：＇);

%賦值A(chǔ)和b

A=zeros(n,n);

b=zeros(n,1);

for

i=1:n

A(i,i)=6;

if

i>1

A(i,i-1)=8;

end

if

i

A(i,i+1)=1;

end

end

for

i=1:n

for

j=1:n

b(i)=b(i)+A(i,j);

end

end

disp(＇給定系數(shù)矩陣為：＇);

A

disp(＇右端向量為：＇);

b

%求條件數(shù)及理論解

disp(＇線性方程組的精確解：＇);

X=(A＼b)＇

fprintf(＇矩陣A的1-條件數(shù):

%f

＼n＇,cond(A,1));

fprintf(＇矩陣A的2-條件數(shù):

%f

＼n＇,cond(A));

fprintf(＇矩陣A的無窮-條件數(shù):

%f

＼n＇,cond(A,inf));

%順序Gauss消元法

if

a==1

A1=A;b1=b;

for

k=1:n

if

A1(k,k)==0

disp(＇主元為零，順序Gauss消元法無法進(jìn)行＇);

break

end

fprintf(＇第%d次消元所選取的主元：%g＼n＇,k,A1(k,k))

%disp(＇此次消元后系數(shù)矩陣為：＇);

%A1

for

p=k+1:n

l=A1(p,k)/A1(k,k);

A1(p,k:n)=A1(p,k:n)-l*A1(k,k:n);

b1(p)=b1(p)-l*b1(k);

end

end

x1(n)=b1(n)/A1(n,n);

for

k=n-1:-1:1

for

w=k+1:n

b1(k)=b1(k)-A1(k,w)*x1(w);

end

x1(k)=b1(k)/A1(k,k);

end

disp(＇順序Gauss消元法解為:＇);

disp(x1);

disp(＇所求解與精確解之差的無窮-范數(shù)為＇);

norm(x1-X,inf)

end

%列主元Gauss消元法

if

a==2

A2=A;b2=b;

for

k=1:n

[max_i,max_j]=find(A2(:,k)==max(abs(A2(k:n,k))));

if

max_i~=k

A2_change=A2(k,:);

A2(k,:)=A2(max_i,:);

A2(max_i,:)=A2_change;

b2_change=b2(k);

b2(k)=b2(max_i);

b2(max_i)=b2_change;

end

if

A2(k,k)==0

disp(＇主元為零，列主元Gauss消元法無法進(jìn)行＇);

break

end

fprintf(＇第%d次消元所選取的主元：%g＼n＇,k,A2(k,k))

%disp(＇此次消元后系數(shù)矩陣為：＇);

%A2

for

p=k+1:n

l=A2(p,k)/A2(k,k);

A2(p,k:n)=A2(p,k:n)-l*A2(k,k:n);

b2(p)=b2(p)-l*b2(k);

end

end

x2(n)=b2(n)/A2(n,n);

for

k=n-1:-1:1

for

w=k+1:n

b2(k)=b2(k)-A2(k,w)*x2(w);

end

x2(k)=b2(k)/A2(k,k);

end

disp(＇列主元Gauss消元法解為:＇);

disp(x2);

disp(＇所求解與精確解之差的無窮-范數(shù)為＇);

norm(x2-X,inf)

end

%完全選主元Gauss消元法

if

a==3

A3=A;b3=b;

for

k=1:n

VV=eye(n);

[max_i,max_j]=find(A3(k:n,k:n)==max(max(abs(A3(k:n,k:n)))));

if

numel(max_i)==0

[max_i,max_j]=find(A3(k:n,k:n)==-max(max(abs(A3(k:n,k:n)))));

end

W=eye(n);

W(max_i(1)+k-1,max_i(1)+k-1)=0;

W(k,k)=0;

W(max_i(1)+k-1,k)=1;

W(k,max_i(1)+k-1)=1;

V=eye(n);

V(k,k)=0;

V(max_j(1)+k-1,max_j(1)+k-1)=0;

V(k,max_j(1)+k-1)=1;

V(max_j(1)+k-1,k)=1;

A3=W*A3*V;

b3=W*b3;

VV=VV*V;

if

A3(k,k)==0

disp(＇主元為零，完全選主元Gauss消元法無法進(jìn)行＇);

break

end

fprintf(＇第%d次消元所選取的主元：%g＼n＇,k,A3(k,k))

%disp(＇此次消元后系數(shù)矩陣為：＇);

%A3

for

p=k+1:n

l=A3(p,k)/A3(k,k);

A3(p,k:n)=A3(p,k:n)-l*A3(k,k:n);

b3(p)=b3(p)-l*b3(k);

end

end

x3(n)=b3(n)/A3(n,n);

for

k=n-1:-1:1

for

w=k+1:n

b3(k)=b3(k)-A3(k,w)*x3(w);

end

x3(k)=b3(k)/A3(k,k);

end

disp(＇完全選主元Gauss消元法解為:＇);

disp(x3);

disp(＇所求解與精確解之差的無窮-范數(shù)為＇);

norm(x3-X,inf)

end

%模最小或近可能小的元素作為主元

if

a==4

A4=A;b4=b;

for

k=1:n

AA=A4;

AA(AA==0)=NaN;

[min_i,j]=find(AA(k:n,k)==min(abs(AA(k:n,k))));

if

numel(min_i)==0

[min_i,j]=find(AA(k:n,k)==-min(abs(AA(k:n,k:n))));

end

W=eye(n);

W(min_i(1)+k-1,min_i(1)+k-1)=0;

W(k,k)=0;

W(min_i(1)+k-1,k)=1;

W(k,min_i(1)+k-1)=1;

A4=W*A4;

b4=W*b4;

if

A4(k,k)==0

disp(＇主元為零，模最小Gauss消元法無法進(jìn)行＇);

break

end

fprintf(＇第%d次消元所選取的主元：%g＼n＇,k,A4(k,k))

%A4

for

p=k+1:n

l=A4(p,k)/A4(k,k);

A4(p,k:n)=A4(p,k:n)-l*A4(k,k:n);

b4(p)=b4(p)-l*b4(k);

end

end

x4(n)=b4(n)/A4(n,n);

for

k=n-1:-1:1

for

w=k+1:n

b4(k)=b4(k)-A4(k,w)*x4(w);

end

x4(k)=b4(k)/A4(k,k);

end

disp(＇模最小Gauss消元法解為:＇);

disp(x4);

disp(＇所求解與精確解之差的無窮-范數(shù)為＇);

norm(x4-X,inf)

end

二、實驗3.3

題目：

考慮方程組的解，其中系數(shù)矩陣H為Hilbert矩陣：

這是一個著名的病態(tài)問題。通過首先給定解（例如取為各個分量均為1）再計算出右端的辦法給出確定的問題。

（1）選擇問題的維數(shù)為6，分別用Gauss消去法（即LU分解）、J迭代法、GS迭代法和SOR迭代法求解方程組，其各自的結(jié)果如何？將計算結(jié)果與問題的解比較，結(jié)論如何。

（2）逐步增大問題的維數(shù)，仍用上述的方法來解它們，計算的結(jié)果如何？計算的結(jié)果說明的什么？

（3）討論病態(tài)問題求解的算法。

1.

算法設(shè)計

對任意線性方程組，分析各種方法的計算公式如下，

（1）Gauss消去法：

首先對系數(shù)矩陣進(jìn)行LU分解，有，則原方程轉(zhuǎn)化為，令，則原方程可以分為兩步回代求解：

具體方法這里不再贅述。

（2）J迭代法：

首先分解，再構(gòu)造迭代矩陣，其中

，進(jìn)行迭代計算，直到誤差滿足要求。

（3）GS迭代法：

首先分解，再構(gòu)造迭代矩陣

，其中

，進(jìn)行迭代計算，直到誤差滿足要求。

（4）SOR迭代法：

首先分解，再構(gòu)造迭代矩陣

，其中，進(jìn)行迭代計算，直到誤差滿足要求。

2.

實驗過程

一、根據(jù)維度n確定矩陣H的各個元素和b的各個分量值；

二、選擇計算方法（

Gauss消去法，J迭代法，GS迭代法，SOR迭代法），對迭代法設(shè)定初值，此外SOR方法還需要設(shè)定松弛因子；

三、進(jìn)行計算，直至滿足誤差要求（對迭代法，設(shè)定相鄰兩次迭代結(jié)果之差的無窮范數(shù)小于0.0001；

對SOR方法，設(shè)定為輸出迭代100次之后的結(jié)果及誤差值），輸出實驗結(jié)果。

3.

計算結(jié)果及分析

（1）時，問題可以具體定義為

計算結(jié)果如下，

Gauss消去法

第1次消元所選取的主元是：1

第2次消元所選取的主元是：0.0833333

第3次消元所選取的主元是：0.00555556

第4次消元所選取的主元是：0.000357143

第5次消元所選取的主元是：2.26757e-05

第6次消元所選取的主元是：1.43155e-06

解得X=(0.999999999999228

1.000000000021937

0.999999999851792

1.000000000385369

0.999999999574584

1.000000000167680)T

使用無窮范數(shù)衡量誤差，可得=4.254160357319847e-10；

J迭代法

設(shè)定迭代初值為零，計算得到

J法的迭代矩陣B的譜半徑為4.30853＞1，所以J法不收斂；

GS迭代法

設(shè)定迭代初值為零，計算得到GS法的迭代矩陣G的譜半徑為：0.999998＜1，故GS法收斂，經(jīng)過541次迭代計算后，結(jié)果為X=(1.001178105812706

0.999144082651860

0.968929093984902

1.047045569989162

1.027323158370281

0.954352032784608)T

使用無窮范數(shù)衡量誤差，有=0.047045569989162；

SOR迭代法

設(shè)定迭代初值為零向量，并設(shè)定，計算得到SOR法迭代矩陣譜半徑為0.999999433815223，經(jīng)過100次迭代后的計算結(jié)果為

X=(1.003380614145078

0.962420297458423

1.031857023134559

1.061814901289881

1.014037815827164

0.917673642493527)T；

使用無窮范數(shù)衡量誤差，有=0.082326357506473；

對SOR方法，可變，改變值，計算結(jié)果可以列表如下

迭代次數(shù)

100

100

100

100

迭代矩陣的譜半徑

0.999999433815223

0.999998867083155

0.999996830135013

0.999982309342386

X

1.003653917714694

0.974666041209353

1.011814573842440

1.042837929171827

1.017190220902681

0.945462001336268

1.014676015634604

0.896636864424096

1.090444578936265

1.107070542628148

1.006315452225331

0.873244842279255

1.028022215505147

0.790604920509843

1.267167365524072

1.061689730857891

0.990084054872602

0.846005956774467

1.051857392323966

0.653408758549156

1.486449891152510

0.783650360698119

1.349665420488270

0.664202350634588

0.054537998663732

0.126755157720745

0.267167365524072

0.486449891152510

可以發(fā)現(xiàn)，松弛因子的取值對迭代速度造成了不同的影響，上述四種方法中，松弛因子=0.5時，收斂相對較快。

綜上，四種算法的結(jié)果列表如下：

算法

Gauss消去法

Jacobi法

GS法

SOR法（?。?/p>

迭代次數(shù)

--

不收斂

541

100

迭代矩陣的譜半徑

--

4.30853

0.999998

0.999999433815223

X

0.999999999999228

1.000000000021937

0.999999999851792

1.000000000385369

0.999999999574584

1.000000000167680

--

1.001178105812706

0.999144082651860

0.968929093984902

1.047045569989162

1.027323158370281

0.954352032784608

1.003380614145078

0.962420297458423

1.031857023134559

1.061814901289881

1.014037815827164

0.917673642493527

4.254160357319847e-10

--

0.047045569989162

0.082326357506473

計算可得，矩陣H的條件數(shù)為>>1，所以這是一個病態(tài)問題。由上表可以看出，四種方法的求解都存在一定的誤差。下面分析誤差的來源：

LU分解方法的誤差存在主要是由于Hilbert矩陣各元素由分?jǐn)?shù)形式轉(zhuǎn)換為小數(shù)形式時，不能除盡情況下會出現(xiàn)舍入誤差，在進(jìn)行LU分解時也存在這個問題，所以最后得到的結(jié)果不是方程的精確解

，但結(jié)果顯示該方法的誤差非常??；

Jacobi迭代矩陣的譜半徑為4.30853，故此迭代法不收斂；

GS迭代法在迭代次數(shù)為541次時得到了方程的近似解，其誤差約為0.05

，比較大。GS迭代矩陣的譜半徑為0.999998，很接近1，所以GS迭代法收斂速度較慢；

SOR迭代法在迭代次數(shù)為100次時誤差約為0.08，誤差較大。SOR迭代矩陣的譜半徑為0.999999，也很接近1，所以時SOR迭代法收斂速度不是很快，但是相比于GS法，在迭代速度方面已經(jīng)有了明顯的提高；另外，對不同的，SOR方法的迭代速度會相應(yīng)有變化，如果選用最佳松弛因子，可以實現(xiàn)更快的收斂；

（2）

考慮不同維度的情況，時，

算法

Gauss消去

J法

GS法

SOR法（w=0.5）

計算結(jié)果

0.999999999966269

1.000000001809060

0.999999976372676

1.000000127868103

0.999999655764116

1.000000487042164

0.999999653427125

1.000000097774747

--

0.997829221945349

1.037526203106839

0.896973261976015

1.020345136375036

1.069071166932576

1.051179995036612

0.996814757185364

0.926343237325536

1.012938972275634

0.939713836855171

0.988261805073081

1.064637090535154

1.083633345093974

1.045060177115514

0.970603024778469

0.880212649657655

迭代次數(shù)

--

--

356

100

譜半徑

--

6.04213

1

0.999999999208776

--

時，

算法

Gauss消去法

Jacobi法

GS法

SOR法（w=0.5）

計算結(jié)果

0.999999994751197

1.000000546746354

0.999985868343700

1.000157549468631

0.999063537004329

1.003286333127805

0.992855789229370

1.009726486881556

0.991930155925812

1.003729850349020

0.999263885025643

--

0.997442073306751

1.019069909358409

0.992278247786739

0.956441858313237

0.986420333361353

1.021301611956591

1.038701026806608

1.035942773498533

1.016693763149422

0.985716454946250

0.947181287500697

1.015776039786572

0.966429147064483

0.928674868157910

0.996931548482727

1.066737803913537

1.097792430596468

1.088030440855069

1.048110620811192

0.989919418572424

0.922840813704142

0.853252417221922

迭代次數(shù)

--

--

1019

100

譜半徑

--

8.64964

1

0.999999999999966

--

時

算法

Gauss消去法

Jacobi法

GS法

SOR法（w=0.5）

計算結(jié)果

0.999999968723799

1.000002417094896

0.999994922439769

0.998640261957706

1.025668111139297

0.781933485305194

2.066840925345890

-2.279036697492128

7.532393125791018

-7.355047567109081

7.380667063930484

-1.129041418095142

0.425748747257065

1.733284233971601

0.817952344733362

--

不收斂

1.004385740641590

1.046346067877554

0.907178347707729

0.905763455949053

0.972521802788457

1.043731445367903

1.091535169448764

1.110090020703944

1.103129684679768

1.077168651146056

1.038514736265176

0.992259990832041

0.942151390478003

0.890785366684065

0.839876442493220

迭代次數(shù)

--

--

262

100

譜半徑

--

6.04213

＞1

1.000000000000000

8.355047567109082

--

--

0.160123557506780

分析以上結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著n值的增加，Gauss消去法誤差逐漸增大，而且誤差增大的速度很快，在維數(shù)小于等于10情況下，Gauss消去法得到的結(jié)果誤差較??；但當(dāng)維數(shù)達(dá)到15時，計算結(jié)果誤差已經(jīng)達(dá)到精確解的很多倍；

J法迭代不收斂，無論n如何取值，其譜半徑始終大于1，因而J法不收斂，所以J迭代法不能用于Hilbert矩陣的求解；

對于GS迭代法和SOR迭代法，兩種方法均收斂，GS迭代法是SOR迭代法松弛因子取值為1的特例，SOR方法受到取值的影響，會有不同的收斂情況。可以得出GS迭代矩陣的譜半徑小于1但是很接近1，收斂速度很慢。雖然隨著維數(shù)的增大，所需迭代的次數(shù)逐漸減少，但是當(dāng)維數(shù)達(dá)到15的時候，GS法已經(jīng)不再收斂。因此可以得出結(jié)論，GS迭代方法在Hilbert矩陣維數(shù)較低時，能夠在一定程度上滿足迭代求解的需求，不過迭代的速度很慢。另外，隨著矩陣維數(shù)的增加，

SOR法的誤差水平基本穩(wěn)定，而且誤差在可以接受的范圍之內(nèi)。

經(jīng)過比較可以得出結(jié)論，如果求解較低維度的Hibert矩陣問題，Gauss消去法、GS迭代法和SOR迭代法均可使用，且Gauss消去法的結(jié)果精確度較高；如果需要求解較高維度的Hibert矩陣問題，只有采用SOR迭代法。

（3）

系數(shù)矩陣的條件數(shù)較大時，為病態(tài)方程。由實驗可知，Gauss法在解上述方程時，結(jié)果存在很大的誤差。而對于收斂的迭代法，可以通過選取最優(yōu)松弛因子的方法來求解，雖然迭代次數(shù)相對較多，但是結(jié)果較為精確。

總體來看，對于一般病態(tài)方程組的求解，可以采用以下方式：

1.

低維度下采用Gauss消去法直接求解是可行的；

Jacobi迭代方法不適宜于求解病態(tài)問題；

GS迭代方法可以解決維數(shù)較低的病態(tài)問題，但其譜半徑非常趨近于1，導(dǎo)致迭代算法收斂速度很慢，維數(shù)較大的時候，GS法也不再收斂；

SOR方法較適合于求解病態(tài)問題，特別是矩陣維數(shù)較高的時候，其優(yōu)勢更為明顯。

2.

采用高精度的運算，如選用雙倍或更多倍字長的運算，可以提高收斂速度；

3.

可以對原方程組作某些預(yù)處理，從而有效降低系數(shù)矩陣的條件數(shù)。

4.

實驗結(jié)論

（1）對Hibert矩陣問題，其條件數(shù)會隨著維度的增加迅速增加，病態(tài)性會越來越明顯；在維度較低的時候，Gauss消去法、GS迭代法和SOR迭代法均可使用，且可以優(yōu)先使用Gauss消去法；如果需要求解較高維度的Hibert矩陣問題，只有SOR迭代法能夠求解。

（2）SOR方法比較適合于求解病態(tài)問題，特別是矩陣維數(shù)較高的時候，其優(yōu)點更為明顯。從本次實驗可以看出，隨著矩陣維數(shù)的增大，SOR方法所需的迭代次數(shù)減少，而且誤差基本穩(wěn)定，是解決病態(tài)問題的適宜方法。

附錄：程序代碼

clear

all

clc;

format

long;

%矩陣賦值

n=input(＇矩陣H的階數(shù):n=＇);

for

i=1:n

for

j=1:n

H(i,j)=1/(i+j-1);

end

end

b=H*ones(n,1);

disp(＇H矩陣為：＇);

H

disp(＇向量b：＇);

b

%方法選擇

disp(＇選取求解方式＇);

disp(＇1

Gauss消去法，2

J迭代法，3

GS迭代法，4

SOR迭代法＇);

a=input(＇求解方式序號：＇);

%Gauss消去法

if

a==1;

H1=H;b1=b;

for

k=1:n

if

H1(k,k)==0

disp(＇主元為零，Gauss消去法無法進(jìn)行＇);

break

end

fprintf(＇第%d次消元所選取的主元是：%g＼n＇,k,H1(k,k))

for

p=k+1:n

m5=-H1(p,k)/H1(k,k);

H1(p,k:n)=H1(p,k:n)+m5*H1(k,k:n);

b1(p)=b1(p)+m5*b1(k);

end

end

x1(n)=b1(n)/H1(n,n);

for

k=n-1:-1:1

for

v=k+1:n

b1(k)=b1(k)-H1(k,v)*x1(v);

end

x1(k)=b1(k)/H1(k,k);

end

disp(＇Gauss消去法解為:＇);

disp(x1);

disp(＇解與精確解之差的無窮范數(shù)＇);

norm((x1-a),inf)

end

D=diag(diag(H));

L=-tril(H,-1);

U=-triu(H,1);

%J迭代法

if

a==2;

%給定初始x0

ini=input(＇初始值設(shè)定:x0=＇);

x0(:,1)=ini*diag(ones(n));

disp(＇初始解向量為:＇);

x0

xj(:,1)=x0(:,1);

B=(D^(-1))*(L+U);

f=(D^(-1))*b;

fprintf(＇(J法B矩陣譜半徑為：%g＼n＇,vrho(B));

if

vrho(B)

for

m2=1:5000

xj(:,m2+1)=B*xj(:,m2)+fj;

if

norm((xj(:,m2+1)-xj(:,m2)),inf)

break

end

end

disp(＇J法計算結(jié)果為:＇);

xj(:,m2+1)

disp(＇解與精確解之差的無窮范數(shù)＇);

norm((xj(:,m2+1)-diag(ones(n))),inf)

disp(＇J迭代法迭代次數(shù):＇);

m2

else

disp(＇由于B矩陣譜半徑大于1，因而J法不收斂＇);

end

end

%GS迭代法

if

a==3;

%給定初始x0

ini=input(＇初始值設(shè)定:x0=＇);

x0(:,1)=ini*diag(ones(n));

disp(＇初始解向量為:＇);

x0

xG(:,1)=x0(:,1);

G=inv(D-L)*U;

fG=inv(D-L)*b;

fprintf(＇GS法G矩陣譜半徑為：%g＼n＇,vrho(G));

if

vrho(G)

for

m3=1:5000

xG(:,m3+1)=G*xG(:,m3)+fG;

if

norm((xG(:,m3+1)-xG(:,m3)),inf)

break;

end

end

disp(＇GS迭代法計算結(jié)果:＇);

xG(:,m3+1)

disp(＇解與精確解之差的無窮范數(shù)＇);

norm((xG(:,m3+1)-diag(ones(n))),inf)

disp(＇GS迭代法迭代次數(shù):＇);

m3

else

disp(＇由于G矩陣譜半徑大于1，因而GS法不收斂＇);

end

end

%SOR迭代法

if

a==4;

%給定初始x0

ini=input(＇初始值設(shè)定:x0=＇);

x0(:,1)=ini*diag(ones(n));

disp(＇初始解向量為:＇);

x0

A=H;

for

i=1:n

b(i)=sum(A(i,:));

end

x_star=ones(n,1);

format

long

w=input(＇松弛因子:w=＇);

Lw=inv(D-w*L)*((1-w)*D+w*U);

f=w*inv(D-w*L)*b;

disp(＇迭代矩陣的譜半徑：＇)

p=vrho(Lw)

time_max=100;%迭代次數(shù)

x=zeros(n,1);%迭代初值

for

i=1:time_max

x=Lw*x+f;

end

disp(＇SOR迭代法得到的解為＇);

x

disp(＇解與精確解之差的無窮范數(shù)＇);

norm((x_star-x),inf)

end

pause

三、實驗4.1

題目：

對牛頓法和擬牛頓法。進(jìn)行非線性方程組的數(shù)值求解

（1）用上述兩種方法，分別計算下面的兩個例子。在達(dá)到精度相同的前提下，比較其迭代次數(shù)、CPU時間等。

（2）取其他初值，結(jié)果又如何？反復(fù)選取不同的初值，比較其結(jié)果。

（3）總結(jié)歸納你的實驗結(jié)果，試說明各種方法適用的問題。

1.

算法設(shè)計

對需要求解的非線性方程組而言，牛頓法和擬牛頓法的迭代公式如下，

（1）牛頓法：

牛頓法為單步迭代法，需要取一個初值。

（2）擬牛頓法：（Broyden秩1法）

其中，

擬牛頓法不需要求解的導(dǎo)數(shù)，因此節(jié)省了大量的運算時間，但需要給定矩陣的初值，取為。

2.

實驗過程

一、輸入初值；

二、根據(jù)誤差要求，按公式進(jìn)行迭代計算；

三、輸出數(shù)據(jù)；

3.

計算結(jié)果及分析

（1）首先求解方程組（1），在這里，設(shè)定精度要求為，

方法

牛頓法

擬牛頓法

初始值

計算結(jié)果X

x1

0.905539609855914

0.905539493347151

x2

1.085219168370031

1.085218882394940

x3

0.672193668718306

0.672193293825304

迭代次數(shù)

3

13

CPU計算時間/s

3.777815

2.739349

可以看出，在初始值相同情況下，牛頓法和擬牛頓法在達(dá)到同樣計算精度情況下得到的結(jié)果基本相同，但牛頓法的迭代次數(shù)明顯要少一些，但是，由于每次迭代都需要求解矩陣的逆，所以牛頓法每次迭代的CPU計算時間更長。

之后求解方程組（2），同樣設(shè)定精度要求為

方法

牛頓法

擬牛頓法

初始值

計算結(jié)果X

x1

0.500000000009699

0.499999994673600

x2

0.000000001063428

0.000000572701856

x3

-0.523598775570483

-0.523598762908871

迭代次數(shù)

4

12

CPU計算時間/s

2.722437

3.920195

同樣地，可以看出，在初始值相同情況下，牛頓法和擬牛頓法在達(dá)到同樣計算精度情況下得到的結(jié)果是基本相同的，但牛頓法的迭代次數(shù)明顯要少，但同樣的，由于每次迭代中有求解矩陣的逆的運算，牛頓法每次迭代的CPU計算時間較長。

（2）對方程組（1），取其他初值，計算結(jié)果列表如下，同樣設(shè)定精度要求為

初始值

方法

牛頓法

擬牛頓法

計算結(jié)果

0.905539609855914

1.085219168370031

0.672193668718305

9.211852562357894

-5.574005400255346

18.118173639381205

迭代次數(shù)

4

58

CPU計算時間/s

3.907164

4.818019

計算結(jié)果

0.905539609855914

1.085219168370031

0.672193668718305

9.211849682114591

-5.573999165383549

18.118182491302807

迭代次數(shù)

4

2735

CPU計算時間/s

8.127286

5.626023

計算結(jié)果

0.905539609855914

1.085219168370031

0.672193668718306

0.905539493347151

1.085218882394940

0.672193293825304

迭代次數(shù)

3

13

CPU計算時間/s

3.777815

2.739349

計算結(jié)果

0.905539609855914

1.085219168370031

0.672193668718306

0.905548384395773

1.085220084502458

0.672219278250136

迭代次數(shù)

4

188

CPU計算時間/s

3.835697

2.879070

計算結(jié)果

9.211852448563722

-5.574005155684773

18.118173976918605

Matlab警告矩陣接近奇異值，程序進(jìn)入長期循環(huán)計算中

迭代次數(shù)

19

--

CPU計算時間/s

4.033868

--

計算結(jié)果

0.905539609857335

1.085219168371536

0.672193668734922

Matlab警告矩陣接近奇異值，程序進(jìn)入長期循環(huán)計算中

迭代次數(shù)

13

--

CPU計算時間/s

12.243263

--

從上表可以發(fā)現(xiàn)，方程組（1）存在另一個在(9.2,

-5.6,

18.1)T附近的不動點，初值的選取會直接影響到牛頓法和擬牛頓法最后的收斂點。

總的來說，設(shè)定的初值離不動點越遠(yuǎn)，需要的迭代次數(shù)越多，因而初始值的選取非常重要，合適的初值可以更快地收斂，如果初始值偏離精確解較遠(yuǎn)，會出現(xiàn)迭代次數(shù)增加直至無法收斂的情況；

由于擬牛頓法是一種近似方法，擬牛頓法需要的的迭代次數(shù)明顯更多，而且收斂情況不如牛頓法好（初值不夠接近時，甚至?xí)霈F(xiàn)奇異矩陣的情況），但由于牛頓法的求解比較復(fù)雜，計算時間較長；

同樣的，對方程組（2），取其他初值，計算結(jié)果列表如下，同樣設(shè)定精度要求為

初始值

方法

牛頓法

擬牛頓法

計算結(jié)果

0.500000000009699

0.000000001063428

-0.523598775570483

0.499999994673600

0.000000572701856

-0.523598762908871

迭代次數(shù)

4

12

CPU計算時間/s

2.722437

3.920195

計算結(jié)果

0.500000000011085

0.000000001215427

-0.523598775566507

0.331099293590753

-0.260080189442266

76.532092226437129

迭代次數(shù)

5

57

CPU計算時間/s

5.047111

5.619752

計算結(jié)果

0.500000000000916

0.000000000100410

-0.523598775595672

1.0e+02

*

-0.001221250784775

-0.000149282572886

1.754185881622843

迭代次數(shù)

6

62

CPU計算時間/s

3.540668

3.387829

計算結(jié)果

0.500000000000152

0.000000000016711

-0.523598775597862

1.0e+04

*

0.000026556790770

-0.000020396841295

1.280853105748650

迭代次數(shù)

7

55

CPU計算時間/s

2.200571

2.640901

計算結(jié)果

0.500000000000005

0.000000000000503

-0.523598775598286

矩陣為奇異值，無法輸出準(zhǔn)確結(jié)果

迭代次數(shù)

8

--

CPU計算時間/s

1.719072

--

計算結(jié)果

0.500000000002022

0.000000000221686

-0.523598775592500

矩陣為奇異值，無法輸出準(zhǔn)確結(jié)果

迭代次數(shù)

149

--

CPU計算時間/s

2.797116

--

計算結(jié)果

矩陣為奇異值，無法輸出準(zhǔn)確結(jié)果

矩陣為奇異值，無法輸出準(zhǔn)確結(jié)果

迭代次數(shù)

--

--

CPU計算時間/s

--

--

在這里，與前文類似的發(fā)現(xiàn)不再贅述。

從這里看出，牛頓法可以在更大的區(qū)間上實現(xiàn)壓縮映射原理，可以在更大的范圍上選取初值并最終收斂到精確解附近；

在初始值較接近于不動點時，牛頓法和擬牛頓法計算所得到的結(jié)果是基本相同的，雖然迭代次數(shù)有所差別，但計算總的所需時間相近。

（3）

牛頓法在迭代過程中用到了矩陣的求逆，其迭代收斂的充分條件是迭代滿足區(qū)間上的映內(nèi)性，對于矩陣的求逆過程比較簡單，所以在較大區(qū)間內(nèi)滿足映內(nèi)性的問題適合應(yīng)用牛頓法進(jìn)行計算。一般而言，對于函數(shù)單調(diào)或者具有單值特性的函數(shù)適合應(yīng)用牛頓法，其對初始值敏感程度較低，算法具有很好的收斂性。

另外，需要說明的是，每次計算給出的CPU時間與計算機當(dāng)時的運行狀態(tài)有關(guān)，同時，不同代碼的運行時間也不一定一致，所以這個數(shù)據(jù)并不具有很大的參考價值。

4.

實驗結(jié)論

對牛頓法和擬牛頓法，都存在初始值越接近精確解，所需的迭代次數(shù)越小的現(xiàn)象；

在應(yīng)用上，牛頓法和擬牛頓法各有優(yōu)勢。就迭代次數(shù)來說，牛頓法由于更加精確，所需的迭代次數(shù)更少；但就單次迭代來說，牛頓法由于計算步驟更多，且計算更加復(fù)雜，因而每次迭代所需的時間更長，而擬牛頓法由于采用了簡化的近似公式，其每次迭代更加迅速。當(dāng)非線性方程組求逆過程比較簡單時，如方程組1的情況時，擬牛頓法不具有明顯的優(yōu)勢；而當(dāng)非線性方程組求逆過程比較復(fù)雜時，如方程組2的情況，擬牛頓法就可以體現(xiàn)出優(yōu)勢，雖然循環(huán)次數(shù)有所增加，但是CPU耗時反而更少。

另外，就方程組壓縮映射區(qū)間來說，一般而言，對于在區(qū)間內(nèi)函數(shù)呈現(xiàn)單調(diào)或者具有單值特性的函數(shù)適合應(yīng)用牛頓法，其對初始值敏感程度較低，使算法具有很好的收斂性；而擬牛頓法由于不需要在迭代過程中對矩陣求逆，而是利用差商替代了對矩陣的求導(dǎo)，所以即使初始誤差較大時，其倒數(shù)矩陣與差商偏差也較小，所以對初始值的敏感程度較小。

附錄：程序代碼

%方程1，牛頓法

tic;

format

long;

%%初值

disp(＇請輸入初值＇);

a=input(＇第1個分量為：＇);

b=input(＇第2個分量為：＇);

c=input(＇第3個分量為：＇);

disp(＇所選定初值為＇);

x=[a;b;c]

%%誤差要求

E=0.0001;

%%迭代

i=0;

e=2*E;

while

e>E

F=[12*x(1)-x(2)^2-4*x(3)-7;x(1)^2+10*x(2)-x(3)-11;x(2)^3+10*x(3)-8];

f=[12,-2*x(2),-4;2*x(1),10,-1;0,3*x(2)^2,10];

det_x=((f)^(-1))*(-F);

x=x+det_x;

e=max(norm(det_x));

i=i+1;

end

disp(＇迭代次數(shù)＇);

i

disp(＇迭代次數(shù)＇);

x

toc;

%方程1，擬牛頓法

tic;

format

long;

%%初值

%%初值

disp(＇請輸入初值＇);

a=input(＇第1個分量為：＇);

b=input(＇第2個分量為：＇);

c=input(＇第3個分量為：＇);

disp(＇所選定初值為＇);

x0=[a;b;c]

%%誤差要求

E=0.0001;

%%迭代

i=0;

e=2*E;

A0=eye(3);

while

e>E

F0=[12*x0(1)-x0(2)^2-4*x0(3)-7;x0(1)^2+10*x0(2)-x0(3)-11;x0(2)^3+10*x0(3)-8];

x1=x0-A0^(-1)*F0;

s=x1-x0;

F1=[12*x1(1)-x1(2)^2-4*x1(3)-7;x1(1)^2+10*x1(2)-x1(3)-11;x1(2)^3+10*x1(3)-8];

y=F1-F0;

A1=A0+(y-A0*s)*s＇/(s＇*s);

x0=x1;

A0=A1;

e=max(norm(s));

i=i+1;

end

disp(＇迭代次數(shù)＇);

i

disp(＇迭代次數(shù)＇);

x0

toc;

%方程2，牛頓法

tic;

format

long;

%%初值

disp(＇請輸入初值＇);

a=input(＇第1個分量為：＇);

b=input(＇第2個分量為：＇);

c=input(＇第3個分量為：＇);

disp(＇所選定初值為＇);

x=[a;b;c]

%%誤差要求

E=0.0001;

%%迭代

i=0;

e=2*E;

while

e>E

F=[3*x(1)-cos(x(2)*x(3))-0.5;x(1)^2-81*(x(2)+0.1)^2+sin(x(3))+1.06;exp(1)^(-x(1)*x(2))+20*x(3)+(10*pi-3)/3];

f=[3,x(3)*sin(x(2)*x(3)),x(2)*sin(x(2)*x(3));2*x(1),-162*x(2)-81/5,cos(x(3));-x(2)*exp(1)^(-x(1)*x(2)),-x(1)*exp(1)^(-x(1)*x(2)),20];

det_x=((f)^(-1))*(-F);

x=x+det_x;

e=max(norm(det_x));

i=i+1;

end

disp(＇迭代次數(shù)＇);

i

disp(＇迭代次數(shù)＇);

x

toc;

%方程2，擬牛頓法

tic;

format

long;

%%初值

%%初值

disp(＇請輸入初值＇);

a=input(＇第1個分量為：＇);

b=input(＇第2個分量為：＇);

c=input(＇第3個分量為：＇);

disp(＇所選定初值為＇);

x0=[a;b;c]

%%誤差要求

E=0.0001;

%%迭代

i=0;

e=2*E;

A0=eye(3);

while

e>E

F0=[3*x0(1)-cos(x0(2)*x0(3))-0.5;x0(1)^2-81*(x0(2)+0.1)^2+sin(x0(3))+1.06;exp(1)^(-x0(1)*x0(2))+20*x0(3)+(10*pi-3)/3];

x1=x0-A0^(-1)*F0;

s=x1-x0;

F1=[3*x1(1)-cos(x1(2)*x1(3))-0.5;x1(1)^2-81*(x1(2)+0.1)^2+sin(x1(3))+1.06;exp(1)^(-x1(1)*x1(2))+20*x1(3)+(10*pi-3)/3];

y=F1-F0;

A1=A0+(y-A0*s)*s＇/(s＇*s);

x0=x1;

A0=A1;

e=max(norm(s));

i=i+1;

end

disp(＇迭代次數(shù)＇);

i

disp(＇迭代次數(shù)＇);

篇2

關(guān)鍵詞： 分析化學(xué)實驗 教學(xué)改革 教學(xué)實踐

分析化學(xué)實驗是高等院校化學(xué)化工各專業(yè)人才培養(yǎng)的一門重要基礎(chǔ)課程，它既是一門獨立的課程又需要與分析化學(xué)理論課緊密結(jié)合。分析化學(xué)實驗教學(xué)的目的不僅是培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能和動手能力，更重要的是提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考及研究能力，幫助學(xué)生樹立科學(xué)創(chuàng)新意識。

長期以來，分析化學(xué)實驗教學(xué)存在以下弊端：（1）實驗指導(dǎo)教師教學(xué)任務(wù)重，一名指導(dǎo)教師在實驗課要同時指導(dǎo)20多名學(xué)生，尤其在基本操作訓(xùn)練時，有一部分學(xué)生不能被照顧到；驗證性實驗多，綜合和設(shè)計的實驗少；直接滴定法實驗教學(xué)多，其他滴定法實驗少。（2）學(xué)生缺乏實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，實驗課只求快速做完而不是做好，其次大多數(shù)學(xué)生實驗基本操作不規(guī)范，操作技能較差，機械地照教材實驗步驟、看一步做一步，對實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象和問題未能進(jìn)行深入的探討，應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的綜合能力較弱。

隨著教學(xué)改革的深入，為扎實學(xué)生基本功，提高學(xué)生的分析問題、綜合和創(chuàng)新能力，在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我們對分析化學(xué)實驗教學(xué)作出以下改革。

一、教學(xué)內(nèi)容上的改革

1.強化實驗基本功訓(xùn)練。在日常實驗教學(xué)中加強對學(xué)生的訓(xùn)練，首先拍好關(guān)于分析天平稱量練習(xí)、溶液的精確配制、容量瓶和移液管的相對校準(zhǔn)的實驗視頻，要求學(xué)生在課前除了寫好預(yù)習(xí)實驗報告外，還要反復(fù)看實驗視頻材料，實驗課堂上因為一名實驗指導(dǎo)老師同時指導(dǎo)20多名學(xué)生，所以指導(dǎo)老師特意邀請一些實驗基本功扎實的高年級學(xué)生進(jìn)行輔助指導(dǎo)，逐個指導(dǎo)，規(guī)范每一個學(xué)生的基本操作。

2.加強綜合實驗。在學(xué)生的基本技能達(dá)到一定熟練程度后，為培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增加綜合性實驗的比例。如“食用醋總酸度的測定”、“混合堿的分析”、“過氧化鈣的制備和含量分析”、“自來水鈣硬和鎂硬的測定”、“氯化物中氯含量的測定”、“鄰二氮菲光度法測定鐵”等。

3.增加設(shè)計型實驗。設(shè)計性實驗對學(xué)生來說是個挑戰(zhàn)，改變傳統(tǒng)的“照方抓藥”的實驗方式，將實驗的主動權(quán)交給學(xué)生，要求學(xué)生根據(jù)給定的實驗任務(wù)書，查閱文獻(xiàn)資料，自行設(shè)計實驗方案、準(zhǔn)備實驗儀器和藥品、獨立實驗，最后書寫實驗報告，總結(jié)實驗結(jié)果。在教學(xué)中增加如下幾個設(shè)計型實驗：碳酸鈉和磷酸鈉固體混合物中各組分含量的測定、硫酸與草酸混合溶液中各組分含量的分析、雞蛋殼中碳酸鈣含量分析、大豆中鈣鎂鐵含量的測定等。設(shè)計性實驗?zāi)軡M足學(xué)生的求知愿望，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識與能力的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際應(yīng)用能力，有利于增強學(xué)生的成就感和學(xué)習(xí)自信心。

二、教學(xué)方法上的改革

“教不嚴(yán)，師之惰”，“嚴(yán)師出高徒”。在實驗教學(xué)中，對于學(xué)生的預(yù)習(xí)，要求其認(rèn)真觀看教學(xué)視頻，預(yù)習(xí)報告的書寫要求學(xué)生不照搬照抄實驗教材，要求學(xué)生用自己的語言簡明扼要地寫出實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗儀器與試劑、實驗流程、數(shù)據(jù)記錄與處理表格；要求上課前推導(dǎo)號結(jié)果計算公式；了解實驗成功的關(guān)鍵點在哪里；做好實驗思考題。

為使每個學(xué)生得到充分的鍛煉，在實驗教學(xué)中堅持每人一套實驗儀器，每人都獨立完成實驗。實驗課上，對實驗進(jìn)行精心講解，通過提問了解學(xué)生的預(yù)習(xí)狀況，對一些學(xué)生容易出現(xiàn)的不規(guī)范操作幾乎每節(jié)課都要演示，提出實驗應(yīng)當(dāng)達(dá)到的要求；在學(xué)生實驗時，指導(dǎo)老師要耐心、細(xì)心，不停巡視，對于每一個出現(xiàn)不規(guī)范操作的學(xué)生進(jìn)行個別指導(dǎo)；實驗結(jié)束后要求學(xué)生當(dāng)堂完成實驗報告，要求學(xué)生對自己不規(guī)范的操作進(jìn)行及時總結(jié)，老師進(jìn)行面批實驗報告，及時指出學(xué)生數(shù)據(jù)記錄的不規(guī)范。

尤其要注意的是有關(guān)可疑值。確知原因的可疑值應(yīng)棄去不用。操作過程中有明顯的過失，如稱樣時的損失、溶樣有濺出、滴定時滴定劑有泄漏、滴定明顯過量等，則該次測定結(jié)構(gòu)必是可疑值。復(fù)查測量結(jié)果時，對能找出原因的可疑值應(yīng)該棄去不用。不知原因的可疑值，應(yīng)按Q檢驗法進(jìn)行判斷，決定取舍。

三、考核方式上的改革

改革考試方法后，分析化學(xué)實驗成績由平時成績（50%）、分析實驗理論考試（30%）、操作考試（20%）組成。平時成績由實驗預(yù)習(xí)（10%）、實驗操作（20%）、打掃衛(wèi)生（5%）、實驗報告（15%）、測量結(jié)果準(zhǔn)確度（30%）和測量結(jié)果的精密度（20%）組成。學(xué)生既注重結(jié)果又注重過程，既注重操作技能又注重理論知識，真正體現(xiàn)考核評價的公平。另外，還可組織學(xué)生積極參加國家職業(yè)技能“化學(xué)檢驗工”高級工的培訓(xùn)與鑒定，提高學(xué)生的操作技能程度。

筆者根據(jù)長期以來分析化學(xué)實驗教學(xué)中存在的弊端，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式三個方面對分析化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行了改革與實踐，以期提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。分析化學(xué)實驗教學(xué)改革說起來容易，做起來難，關(guān)鍵是在實踐過程中不斷進(jìn)行探索和完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹書杰.分析化學(xué)實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].中國科學(xué)教育，2004（10）：39.

[2]張萍.分析化學(xué)實驗教學(xué)改革實踐探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2006（4）：83-85.

篇3

【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育 分析化學(xué) 化學(xué)實驗 教學(xué)改革

分析化學(xué)藥劑專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強的學(xué)科，其中實驗占有較大的比例。學(xué)生要在實驗技能方面取得成功，必須付出艱苦勞動。通過分析化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神，培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際的能力及創(chuàng)新精神，提高其分析和解決問題的能力。但長期以來，受傳統(tǒng)的重理論、輕實踐思想觀念的影響，實驗教學(xué)一直處于教學(xué)體系中的弱勢地位，傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗教學(xué)無論從實驗內(nèi)容上還是教學(xué)方式上，都沒能使該學(xué)科的特點很好地顯現(xiàn)。當(dāng)今社會科技迅猛發(fā)展，為了使學(xué)生適應(yīng)當(dāng)代社會的需要，必須改變傳統(tǒng)的分析化學(xué)的教學(xué)模式。筆者結(jié)合工作實際情況，在分析化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法、實驗教學(xué)手段、完善實驗評價體系等方面，對分析化學(xué)實驗教學(xué)改革提出了一系列設(shè)想，并逐步付諸實施。

1.優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，編寫合適的校本教材

現(xiàn)行的中職學(xué)校分析化學(xué)教材大多是大學(xué)教材的簡單縮寫，與中職學(xué)校學(xué)生的實際水平有許多不相符合的內(nèi)容。因此，編寫合適的校本教材尤為重要。編寫教材時要注重實驗內(nèi)容與社會實際相結(jié)合，為社會培養(yǎng)優(yōu)良的應(yīng)用型人才。衛(wèi)校藥劑專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后大部分走向醫(yī)院藥房、藥店，編寫教材時應(yīng)選取與實際相接近的綜合實驗和設(shè)計實驗。

2.轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)方式，發(fā)揮學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的作用

職業(yè)教育改革的教學(xué)原則之一就是要面向全體與個別指導(dǎo)相結(jié)合。要求教學(xué)面對全體學(xué)生，加強個別指導(dǎo)。要用正確的學(xué)生觀、人才觀看待學(xué)生，真誠地期望每一個學(xué)生都能成功，為他們創(chuàng)造成功的機會并及時給予激勵，成為他們的知心朋友。職校教師應(yīng)把教學(xué)的重點定位于對學(xué)生能力的培養(yǎng)，教師的角色則由教學(xué)的中心轉(zhuǎn)變成教學(xué)的組織者、輔導(dǎo)者。因此，在新的實驗教學(xué)模式下，可形成以學(xué)生為中心的開放式實驗教學(xué)模式，實現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)方法和手段，能激發(fā)他們的求知和創(chuàng)新欲望。

3.在實驗教學(xué)中應(yīng)重視教師的示范作用

首先是基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗，要求學(xué)生掌握基本操作技術(shù)，熟練使用分析化學(xué)實驗常用的儀器，為綜合實驗奠定堅實的基礎(chǔ)。分析化學(xué)實驗要求學(xué)生嚴(yán)格樹立“量”的概念，加強學(xué)生實驗操作基本功的訓(xùn)練，是分析化學(xué)實驗的關(guān)鍵。因此，對分析天平的稱量，滴定管，容量瓶，移液管等定量容器的洗滌、使用、讀數(shù)必須按操作規(guī)程反復(fù)嚴(yán)格訓(xùn)練，以便讓他們養(yǎng)成尊重實驗現(xiàn)象、尊重實驗數(shù)據(jù)、實事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與習(xí)慣，為今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。此外，學(xué)生實驗操作時，教師要不斷查看實驗情況，嚴(yán)格要求學(xué)生，必要時要對相關(guān)實驗加以演示。對于初學(xué)者來說，教師演示是分析化學(xué)實驗必不可少的一個環(huán)節(jié)。這樣，通過教師的引導(dǎo)與示范，教會學(xué)生怎樣去發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題、優(yōu)化實驗操作過程。

4.更新實驗教學(xué)手段，增加課堂的趣味性

分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度計的使用等基本操作的講解內(nèi)容多，時間緊張，有些操作需要展示操作細(xì)節(jié)，僅靠實驗課在現(xiàn)場示范是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果將這些內(nèi)容制成課件可以反復(fù)播放，對滴定終點的判斷可以緩慢展示變色過程，并呈現(xiàn)出逼真的終點顏色，這樣增加了課堂的直觀性，便于學(xué)生快速掌握要領(lǐng)。筆者講碘量法這節(jié)時，將用重鉻酸鉀作基準(zhǔn)物標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液的實驗中，依次出現(xiàn)的碘溶液的紅棕色、近終點的淺黃綠色、加淀粉后的藍(lán)色，以及終點鉻離子的亮綠色，通過動畫這種直觀的形式加以演示，增加了課堂的趣味性，學(xué)生在輕松愉快的氛圍中接受了新知識，改善了教學(xué)效果。

5.優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

作為學(xué)科教學(xué)的重要組成部分，分析化學(xué)實驗大多是照方抓藥式的單純驗證性實驗，鑒于學(xué)生普遍動手能力差、缺乏創(chuàng)新意識，我們對實驗項目進(jìn)行整合，精選驗證性實驗，增加生活化、設(shè)計性實驗。如除了測定自來水的水硬度、水中氯含量，還組織學(xué)生以小組合作的形式，對學(xué)生家里的井水、化肥的各項指標(biāo)、食用堿面中的微量鐵進(jìn)行測定。整個研究過程以這樣的模式進(jìn)行：問題―設(shè)計方案―實驗―表達(dá)與交流―反思與評價。學(xué)生在所有的實驗探究活動中都表現(xiàn)出極大的熱情，這更能調(diào)動他們的積極性、培養(yǎng)了其合作精神。學(xué)生一致認(rèn)為“收獲很大，希望今后能多組織此類實驗?！贝祟悓嶒灥拈_展在一定程度上能彌補他們對理論知識的理解與掌握的不足，為今后走向工作崗位打下堅實基礎(chǔ)。這種探究性實驗的開設(shè)，可以提高學(xué)生獨立開展科研工作的能力和創(chuàng)新意識。

6.建立新的分析化學(xué)實驗測量與評價體系

分析化學(xué)實驗?zāi)芰Φ臏y評應(yīng)成為分析化學(xué)教學(xué)測量與評價的重要組成部分。如何客觀、公正、合理地評價學(xué)生的實驗課成績，直接影響他們做實驗的積極性，對其實驗態(tài)度、實驗技能也起著重要的導(dǎo)向作用。建立促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的實驗評價體系，主要包括對分析化學(xué)實驗知識與技能、實驗探究能力、情感態(tài)度與價值觀的評價。

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【關(guān)鍵詞】分析化學(xué)實驗教學(xué)；學(xué)生創(chuàng)新能力；培養(yǎng)策略

在研究化學(xué)課程的過程中，分析化學(xué)實驗已成為研究的關(guān)鍵組成部分；在完成分析化學(xué)實驗的同時可以提升學(xué)生的各方面能力，如：創(chuàng)新思維能力、綜合實踐能力和分析集中能力等。當(dāng)前的教育已越來越注重學(xué)生的素質(zhì)教育，要培養(yǎng)出綜合素質(zhì)較高的人才，不僅需要培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論功底，還需要在一定專業(yè)知識的指導(dǎo)下具備一定的動手操作能力，這些能力都可以通過實驗環(huán)節(jié)來培養(yǎng)。

1.更改實驗教學(xué)方法，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在以往的分析化學(xué)實驗中，老師是主導(dǎo)者，老師在教學(xué)時采取“一包到底”方式進(jìn)行知識傳授，“一包到底”指的是從實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗器材和試劑到實驗操作過程，都是老師講，學(xué)生做，學(xué)生的思維根本得不到發(fā)揮。這種“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，讓學(xué)生成為了只會按照實驗講義進(jìn)行實驗的群體。對于這種操作步驟機械化、教學(xué)內(nèi)容單一化的化學(xué)實驗課，會導(dǎo)致學(xué)生對實驗操作沒有任何興趣、只一味的依靠老師、沒有主見，也沒有強烈的學(xué)習(xí)欲望和興趣，也沒有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維[1]。所以，就要采取科學(xué)的教學(xué)方式及教學(xué)技巧來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和興趣，教學(xué)可以從兩個方面入手：首先，為學(xué)生建立一個開放式的實驗環(huán)境，學(xué)生可以自己進(jìn)入實驗室，自己獨立完成實驗操作，在操作過程中老師不參與其中。之后，老師可適量增加學(xué)生獨立實驗操作的次數(shù)，如此一來，學(xué)生會提高學(xué)習(xí)的興趣和積極性，也會提升學(xué)生自己的動手能力和實驗操作能力；其次，對于設(shè)計性實驗，老師要要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，讓學(xué)生提前了解一些要使用的實驗儀器和試劑等相關(guān)知識，這樣可以使學(xué)生對實驗操作能更好的掌握和鞏固。在設(shè)計實驗進(jìn)行時，老師可以要求學(xué)生采用自己所設(shè)計的儀器和試劑進(jìn)行實驗，學(xué)生和學(xué)生之間也可以討論各自實驗的方法和思路。這種設(shè)計性實驗，提高了學(xué)生的創(chuàng)新動手能力，也在學(xué)生交流討論過程中提升了學(xué)生的合作交流能力，學(xué)生在提前設(shè)計實驗儀器和試劑的過程中翻閱課本獲取知識也可以拓寬視野并對文獻(xiàn)靈活使用。這些能力的培養(yǎng)可以為日后相關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)。

2.為學(xué)生營造問題式實驗教學(xué)模式

在實驗中，我們要結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)的理念，突顯出學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。要改變傳統(tǒng)的老師講，學(xué)生聽的教學(xué)模式，為學(xué)生營造出一個問題式實驗教學(xué)模式。以教師提問―學(xué)生回答為主。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，就要在基礎(chǔ)性實驗的實驗?zāi)康摹嶒炘?、溶液的配制、藥品?guī)范的稱量和試劑的使用等方面提出問題；為了激勵學(xué)生的全方面綜合能力，就需要在綜合設(shè)計實驗中提出“做什么-怎么做-是什么-為什么”的問題。在不同的實驗教學(xué)時，老師要抓住每一個點向?qū)W生提出問題，讓學(xué)生帶著問題做實驗，學(xué)生會在實驗操作中努力觀察分析研究老師提出的問題，從而得出對應(yīng)的答案[2]。問題式教學(xué)不同于“注入式”教學(xué)，會讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，老師成為學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者。培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的求知欲望、主動性、堅持性，也讓學(xué)生在實驗過程中加深了對理論知識的把握，提升了學(xué)生思考解決問題的能力。與此同時，也有助于學(xué)生培養(yǎng)發(fā)展創(chuàng)新思維能力，讓學(xué)生能在實驗中發(fā)現(xiàn)自身問題并加以改正。

3.完善實驗教學(xué)內(nèi)容，全方位提升學(xué)生創(chuàng)新能力

3.1基礎(chǔ)實驗選出，驗證性實驗減少，設(shè)計性和綜合性實驗增加

基礎(chǔ)性實驗是讓學(xué)生成為創(chuàng)新性人才的基礎(chǔ)，它主要是掌握一些基本實驗儀器和試劑，了解熟悉基本操作技能，掌握基本的實驗方法等。這類實驗是基礎(chǔ)，必須高度重視。但要壓縮驗證性實驗的比例，并改經(jīng)典驗證型的內(nèi)容為應(yīng)用型的內(nèi)容，所以測定樣品盡量選擇與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活密切相關(guān)的實際試樣讓學(xué)生測定，以增強實驗的實用性，增添學(xué)以致用的氣氛。教學(xué)過程中教師要注重學(xué)生實驗的興趣、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生用分析化學(xué)的理論解釋實驗中的問題，提高學(xué)生對關(guān)鍵實驗步驟所涉及的理論問題的辨析能力[3]。用實驗來解決學(xué)生在理論學(xué)習(xí)思考中遇到的問題。在實驗中，學(xué)生的思維活動大致為：觀察實驗現(xiàn)象-發(fā)現(xiàn)問題-提出假設(shè)-研究問題-解決問題，這種思維活動會提升學(xué)生主動思考探索能力。學(xué)生創(chuàng)新思維能力的激發(fā)、全方位基本技能的鍛煉和提高、對理論知識的消化都?xì)w功于綜合性設(shè)計實驗。綜合設(shè)計性實驗以培養(yǎng)和考核學(xué)生運用基本知識分析、解決問題的綜合能力為目標(biāo)，題目要求是教材中沒有的、盡量覆蓋幾種基本分析方法，且難度適中、能為學(xué)生留有自行設(shè)計空間，如柑橘中維生素C含量的測定、茶葉中微量元素的鑒定與分析、餅干中碳酸鈉和碳酸氫鈉含量的測定、葡萄糖注射液中葡萄糖含量的測定、蛋殼中碳酸鈣含量的測定、胃舒品藥片中Al2O3和MgO含量的測定等。在設(shè)計性實驗中，老師只用提出實驗?zāi)康暮鸵?，把實驗的主動?quán)交給學(xué)生，學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，內(nèi)容包括方法、原理、使用儀器、藥品及測定條件等，讓學(xué)生的個人價值在實驗中得到充分展示，實驗中允許學(xué)生犯錯誤，學(xué)生可以研究分析自己設(shè)計實驗的不足并進(jìn)行改正，各式各樣的實驗方案讓學(xué)生的創(chuàng)新思維得到認(rèn)可，學(xué)生可以更加有信心去設(shè)計研究實驗，培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用理論知識研究實驗方法的能力，也加強了學(xué)生對實驗儀器的操作能力。在化學(xué)實驗實踐中學(xué)生解決問題和理解問題的能力提升了，對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣也增加了，對理論知識的理解也加深了，也提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生在實驗過程中學(xué)習(xí)了化學(xué)知識，初步領(lǐng)悟到了科研的方式，也在實驗過程中得到了快樂，這種實驗過程是：研究課題-設(shè)計方案-裝置組合-觀察現(xiàn)象-討論問題等。

3.2健全的實驗考核制度和先進(jìn)知識的推動

分析化學(xué)的內(nèi)容主要有，不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，不斷更新的新知識，不斷研究的新儀器和新方法。因此，為了讓學(xué)生生活在現(xiàn)代新知識的氛圍中，就要在分析化學(xué)實驗中向?qū)W生講授新理論知識，新技術(shù)方法，更要強調(diào)教學(xué)中的難點和重點。為了符合新時代學(xué)生的需求，教師就要開展符合學(xué)校實際情況的教學(xué)活動，來增強化學(xué)實驗的科學(xué)技術(shù)含量和學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣，新的知識適應(yīng)新的時代，不僅拓寬了學(xué)生視野，也增強了他們學(xué)習(xí)的信心和能力。

實驗考核是研討教學(xué)規(guī)律，檢查教學(xué)質(zhì)量，改革教學(xué)內(nèi)容及方法的重要依據(jù)，是實驗教學(xué)成功的有力保障?？茖W(xué)的考核方式不僅能檢驗學(xué)生對知識的掌握程度和實際操作能力，更是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好實驗、提高分析和解決問題的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效手段，同時也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實驗考核是對學(xué)生進(jìn)行全方位考察的主要方法，實驗考核本著“重在過程，不只是結(jié)果”的宗旨，對學(xué)生的實驗操作能力、實驗內(nèi)容的理解程度、設(shè)計實驗的思維能力以及實驗結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性和正確性進(jìn)行評判[4]。為了能給學(xué)生一個公正的評價，教師應(yīng)在實驗前檢查預(yù)習(xí)報告，并按預(yù)習(xí)效果打分，在實驗操作過程中隨時觀察學(xué)生的基本操作是否規(guī)范并及時加以改正，使學(xué)生的技能得到最大限度的訓(xùn)練，同時注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，要求學(xué)生如實記錄實驗數(shù)據(jù)，規(guī)范實驗報告的書寫。實驗報告是學(xué)生在完成實驗操作后，對自己所做實驗過程和結(jié)果的總結(jié)，采用書面的形式向老師展現(xiàn)。它體現(xiàn)了學(xué)生三方面的能力，主要表現(xiàn)在：首先，體現(xiàn)了學(xué)生實事求是的態(tài)度和對自己工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度；同時，體現(xiàn)了學(xué)生對理論知識的掌握并運用程度；最后，體現(xiàn)了學(xué)生在分析和解決問題的各方面能力。對于實驗報告，教師除了提供一般的格式及提出報告的目的、要求外，要鼓勵學(xué)生提出自己的見解，如：實驗方法的改進(jìn)、實驗收獲暢談等。每個實驗者只要用心觀察，必然會有與別人不同的經(jīng)驗，隔一段時間再做一遍也會有新的體驗，把這些體驗和心得如實書寫在實驗報告中，這樣才能反應(yīng)出學(xué)生活躍的思維和獨立思考問題的能力，通過實驗后的分析總結(jié)并寫出實驗報告，使學(xué)生思維產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，從而獲得新知。此外，在通過對學(xué)生設(shè)計實驗?zāi)芰Φ目疾?，可進(jìn)一步評價學(xué)生的科學(xué)思維能力、知識綜合運用能力及創(chuàng)新能力。

4.結(jié)語

綜上所述，在科研道路上，創(chuàng)新思維和全面發(fā)展同步，創(chuàng)新思維和不斷進(jìn)步同步。研究化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)作為實踐教學(xué)的關(guān)鍵，使學(xué)生深刻熟悉了解到了一些基礎(chǔ)的分析實驗方法，也可以培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和堅持不懈的實驗精神，提高學(xué)生的基本實驗操作能力和創(chuàng)新能力，這些優(yōu)秀品質(zhì)，使得學(xué)生在以后的化學(xué)實驗中表現(xiàn)出更好的發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，分析問題和解決問題的能力。總而言之，分析化學(xué)實驗教學(xué)的運用，讓學(xué)生的各方面能力都得到了提升，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)生活中遇到問題也會用認(rèn)真堅持的態(tài)度解決。我們不僅要把分析化學(xué)實驗當(dāng)成一種提高化學(xué)操作的方法，更要把分析化學(xué)實驗當(dāng)成提高自身綜合素質(zhì)能力的有效途徑。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]莫運春，許金生，等.分析化學(xué)實驗教學(xué)模式的優(yōu)化與實踐[J].大學(xué)化學(xué)，2006，（09）.

[2]趙建芬，李紅纓，韋壽蓮，等.淺談分析化學(xué)實驗教學(xué)的改革[J].廣東化工，2008，（12）.

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【關(guān)鍵詞】分化實驗 重要環(huán)節(jié) 教學(xué)質(zhì)量

《分析化學(xué)》是全國高職高專學(xué)校的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時它也是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，分析化學(xué)實驗是分析化學(xué)課程的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、實際動手能力和科研能力起著重要作用。分析化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，本文針對高職高專大學(xué)生分化實驗的狀況，結(jié)合教學(xué)實踐，從加強實驗課教學(xué)方面，探討如何上好分析化學(xué)實驗課，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。筆者就如何加強分析化學(xué)實驗教學(xué)，提高實驗教學(xué)質(zhì)量的問題談幾點看法。

1. 精心準(zhǔn)備好每一節(jié)實驗課

實驗課是培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力、科研能力的重要實踐環(huán)節(jié)，是驗證所學(xué)理論的方式，通過分析化學(xué)實驗，不僅可以加深學(xué)生對所學(xué)分析化學(xué)基本理論知識的理解和掌握，更重要的是學(xué)生親自動手，進(jìn)行各種基本技能操作以及各種儀器的使用，培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生的實際動手能力和實驗技能，提高分析問題、解決問題的能力。一次成功的實驗，是建立在實驗前的精心準(zhǔn)備上的，準(zhǔn)備的充分與否，直接關(guān)系到實驗教學(xué)的效果。根據(jù)大綱的規(guī)定，結(jié)合本校的具體條件，認(rèn)真鉆研實驗教材，設(shè)計教法；每一次實驗前，充分準(zhǔn)備好實驗所需的儀器、藥品，反復(fù)做實驗預(yù)習(xí)，把握好最佳試劑用量，使實驗有更好的效果；對于現(xiàn)象不明顯的實驗，積極找原因和查資料，直到得到滿意的結(jié)果為止；掌握實驗中可能出現(xiàn)的問題及處理的方法。明確哪些操作是學(xué)生必須熟練掌握的，哪些是屬于初步訓(xùn)練，實驗中有的放矢的講解。

2.認(rèn)真抓好實驗前預(yù)習(xí)

實驗前的預(yù)習(xí)是實驗的一個重要環(huán)節(jié)，實驗前把實驗?zāi)繕?biāo)提供給學(xué)生，要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)有關(guān)實驗內(nèi)容，并做好預(yù)習(xí)記錄，做到實驗內(nèi)容心中有數(shù)。以往有些同學(xué)實驗前不預(yù)習(xí)，實驗中不熟悉實驗步驟，不知道從哪入手，做實驗時才邊看書邊做實驗，結(jié)果一個實驗做結(jié)束，還不知道這次實驗的目標(biāo)是什么？應(yīng)該掌握那些內(nèi)容？實驗過程中會出現(xiàn)那些現(xiàn)象？實驗結(jié)果如何？嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)效果，為此要抓好學(xué)生實驗前預(yù)習(xí)這個重要環(huán)節(jié)。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠明確實驗?zāi)繕?biāo)，實驗原理，操作步驟、注意事項，從而可使學(xué)生進(jìn)一步鞏固相關(guān)理論知識。并在實驗中克服盲目性，以此來增強學(xué)生的主動性和自信心。同時，通過預(yù)習(xí)激發(fā)學(xué)生做實驗的興趣。教師為了掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，采用實驗課前提問或抽出查預(yù)習(xí)記錄，根據(jù)對學(xué)生的掌握程度，在實驗中進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。

3.重演示操作的規(guī)范性

分析化學(xué)實驗中接觸到許多儀器，如滴定管，移液管，分析天平都要求學(xué)生會進(jìn)行熟練操作。而學(xué)生以前大部份都沒有使用過，教師的演示操作是學(xué)生模仿的樣板，教師的操作演示是否標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，直接影響到學(xué)生的模仿練習(xí)。如酸式滴定管的使用方法，首先要給學(xué)生講清楚使用方法，注意事項，然后再進(jìn)行操作演示（包括使用方法，活塞轉(zhuǎn)動是否靈活，檢察是否漏液，是否需要涂凡士林等），最后讓學(xué)生進(jìn)行操作練習(xí)。教師巡視，若發(fā)現(xiàn)錯誤操作是及時指出并糾正，這樣就能使學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)，熟練地掌握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的操作方法。因此，教師必需苦練規(guī)范的操作技能，才能給學(xué)生做出正確的示范，使學(xué)生獲得正確的操作方法。

4.堅持巡回輔導(dǎo)實驗

在實驗過程中，重視啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極思考，認(rèn)真觀察，教會學(xué)生怎樣去發(fā)現(xiàn)問題，怎樣去分析解決問題，培養(yǎng)他們獨立思考的能力，鼓勵學(xué)生大膽操作，積極動手，嚴(yán)格規(guī)范操作，是做好實驗關(guān)鍵。每一次實驗都要求學(xué)生掌握不同儀器的操作方法，因而教師要堅持巡回輔導(dǎo)，要隨時注意學(xué)生的實驗過程，發(fā)現(xiàn)問題時耐心講解，并及時糾正，從而提高學(xué)生做實驗的效果。例如，滴定分析儀器的使用練習(xí)實驗，必須對學(xué)生逐個進(jìn)行輔導(dǎo)，觀察每一個學(xué)生的操作步驟，并要求學(xué)生能復(fù)述儀器的使用方法，直到每一個學(xué)生都能掌握。根據(jù)分析化學(xué)的特點，教師必需反復(fù)強調(diào)基本操作的規(guī)范，并讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，正確的基本操作才能在學(xué)生的思維中形成。但學(xué)生在開始的幾次實驗還是會常常出錯，如酸式滴定管的使用方法，學(xué)生容易犯的錯誤，如右手控制活塞，溶液放至刻度線以下無法讀數(shù)，若滴定管內(nèi)的溶液不到零刻度，用滴管往滴定管內(nèi)加滴定液至刻度；讀數(shù)時，不能取下滴定管。堿式滴定管不先排空氣就開始滴定。使用分析天平稱時，開著天平加減砝碼或稱量物品，升降樞還沒有開到底就讀數(shù)等等。故實驗中老師要認(rèn)真細(xì)致的觀察，及時發(fā)現(xiàn)指正并正確的給學(xué)生示范，讓學(xué)生按規(guī)范反復(fù)練習(xí)操作，才能使學(xué)生形成規(guī)范的操作。通過教師輔導(dǎo)消除部分學(xué)生潛在的敷衍了事的心理，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，從思想上樹立起嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的學(xué)習(xí)作風(fēng)，為確保實驗結(jié)果的精密性、準(zhǔn)確性打下良好的基礎(chǔ)。

5. 借助實驗小結(jié)， 強化規(guī)范操作

篇6

關(guān)鍵詞：高等職業(yè)教育；化學(xué)實驗；教學(xué)改革

一、優(yōu)化實驗內(nèi)容

傳統(tǒng)的化學(xué)實驗內(nèi)容不能適應(yīng)新時代的發(fā)展，脫離了學(xué)生的社會生活實際，多數(shù)實驗只重視學(xué)生的認(rèn)知性結(jié)果，忽視了學(xué)生的過程性體驗，留給學(xué)生主動探索的空間較小，故將部分使用內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)。如有機化學(xué)實驗刪除了一些有毒物質(zhì)的驗證性實驗，增加了與生活比較貼近的應(yīng)用性實驗；如阿司匹林的制備、從茶葉中提取咖啡因等，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實驗的興趣。

構(gòu)建新的實驗內(nèi)容體系，如分析化學(xué)實驗課程，分別開設(shè)了基礎(chǔ)、應(yīng)用和提高層次的實驗內(nèi)容?；A(chǔ)實驗，如電子天平的稱量練習(xí)、滴定分析基本操作、容量操作等，通過基礎(chǔ)實驗，學(xué)生可以掌握分析化學(xué)的基本操作技能；應(yīng)用實驗，如混合堿的含量分析、維生素C的含量測定、枸櫞酸鈉的含量測定、水的硬度測定、食醋總酸量的測定等，通過應(yīng)用實驗培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；提高實驗主要是設(shè)計類實驗，如福爾馬林中甲醛含量的測定，通過此類實驗培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

二、改進(jìn)教學(xué)方法和手段

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師在上課時對實驗內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解并將實驗內(nèi)容全部寫在黑板上，學(xué)生照方抓藥，機械完成實驗，不注重能力的培養(yǎng)，不注重問題的提出，不注重結(jié)果的分析。在教學(xué)中，學(xué)生始終處于被動的狀態(tài)，教師在教學(xué)中重點強調(diào)的基本操作始終有學(xué)生不能規(guī)范操作，實驗報告也是照搬課本。

隨著多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的不斷應(yīng)用，高職化學(xué)教學(xué)方法也面臨著深刻的變革。為了使學(xué)生對實驗現(xiàn)象有形象的認(rèn)識和感知，教師可以將一些實驗內(nèi)容提前拍攝成視頻或圖片展示給學(xué)生；還有一些不方便在實驗室進(jìn)行的實驗可以制作成動畫提供給學(xué)生學(xué)習(xí)。部分使用教師難以在較短時間內(nèi)示范所用的規(guī)范操作，有時講解時間太長，學(xué)生焦躁不安，導(dǎo)致實驗課流于形式。教師可在課前利用媒體將視頻上傳，在課堂上進(jìn)一步進(jìn)行強調(diào)，在學(xué)生練習(xí)時，將操作視頻重復(fù)播放，便于學(xué)生及時查看，糾正自己的錯誤或不規(guī)范操作，對于部分不能在課堂上完全消化的學(xué)生，還可供課后進(jìn)一步查看學(xué)習(xí)。

讓學(xué)生參與批改實驗報告，平行班級互相批改，在批改之前教師講清批改的要點和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，教師對學(xué)生批改后的實驗報告進(jìn)行復(fù)查。在批改中，學(xué)生普遍存在的問題會重復(fù)出現(xiàn)，留下很深的印象，以后在自己寫實驗報告時會特別注意。分析化學(xué)中的有效數(shù)字一直是學(xué)生實驗報告中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，批改時學(xué)生要審核報告中每個有效數(shù)字的記錄及結(jié)果的計算，經(jīng)歷這些過程后，多數(shù)學(xué)生對這些知識掌握較好，在后面的報告中出錯少。另外，部分學(xué)生實驗報告書寫非常認(rèn)真，條理清晰，過程完整，結(jié)果準(zhǔn)確，對于批改的學(xué)生起到很好的示范作用。

三、建立多維評價體系

傳統(tǒng)的考核方式過多地注重結(jié)果評價，忽視了過程評價。改進(jìn)后的評價方法包括過程評價和結(jié)果評價，同時增加過程評價的比例，由原來的過程評價和結(jié)果評價各占50%，更改為過程評價占60%，結(jié)果評價占40%。

實驗預(yù)習(xí)是高質(zhì)量完成實驗的前提，教師應(yīng)在課前分發(fā)學(xué)案，提出要求，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范化預(yù)習(xí)，并督促學(xué)生完成學(xué)案中的思考題；在課堂上通過提問來檢測學(xué)生預(yù)習(xí)效果，同時解答學(xué)生在預(yù)習(xí)中不能解決的問題。課堂參與部分體現(xiàn)在學(xué)生能否積極參與討論，主動回答問題，旨在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。操作過程主要關(guān)注學(xué)生操作的規(guī)范程度、獨立解決問題的能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等。數(shù)據(jù)記錄部分能夠體現(xiàn)學(xué)生書寫的規(guī)范性、記錄的及時性等。報告總結(jié)多設(shè)置開放性題目，區(qū)別于傳統(tǒng)的實驗報告，充分體現(xiàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。臺面整理也是實驗考核必不可少的部分，能充分反映學(xué)生的實驗素質(zhì)，是人才培養(yǎng)的重要組成部分。

Y果評價部分主要由期末考核成績形成，期末考試分別選取一個基礎(chǔ)性實驗和一個設(shè)計性實驗，驗證學(xué)生的基本操作能力和對知識的綜合應(yīng)用能力。

教學(xué)實踐結(jié)果表明，通過優(yōu)化實驗內(nèi)容，改進(jìn)實驗教學(xué)方法和構(gòu)建多維評價體系，化學(xué)實驗教學(xué)取得了良好的效果，對提高實驗教學(xué)質(zhì)量起到積極的推動作用。學(xué)生改變了以往應(yīng)付、機械操作的實驗態(tài)度，增強了學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)了良好的實驗習(xí)慣。同時學(xué)生分析問題和解決問題的能力有個一定的提高，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程奠定良好的基礎(chǔ)。

篇7

關(guān)鍵詞：分析化學(xué) 實驗技能 激勵

Shallow disscuss on the skill operation training of analytical chemistry experiment

Liao Lixia1， Liao Xiaoli2， Fang Tao1， Chen Ligang1， Li Wei1， Liu Yuqi1

1. Northeast forestry university， Harbin， 150040， China 2.The first senior high school of Yingcheng， 432400， Xiaogan， China

Abstract： In view of the problems in analytical chemistry experiment learned by compulsory specialty undergraduates， several measures in fostering analytical experiment operation skill were brought forward. In the teaching activities， operation skill was improved by regulating and controlling teaching system unit elements， playing teacher’s role by giving guidance， incitement and supervision， emancipating ideas of "stress results， despise process". In these methods， some beneficial attempts have been employed， which adopts correct attitude towards the recognition of experimental operation skill， improves experiment skill of undergraduates to a certain degree.

Key words： analytical chemistry； experiment skill； incitement

分析化學(xué)是一門重要課程，已經(jīng)被我校化學(xué)、化工、應(yīng)化、食品、環(huán)境、高分子、輕化及林化等專業(yè)列為必修課。分析化學(xué)實驗是分析化學(xué)課程的重要組成部分，在分析化學(xué)教學(xué)中起著課堂講授所不能取代的特殊作用[1]。實驗課的開設(shè)，可以加深學(xué)生對分析化學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識的理解。正確和熟練掌握分析化學(xué)實驗技能和基本操作，可以提高學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實事求是的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生具備較高的科研素質(zhì)[2]。

目前，關(guān)于分析化學(xué)實驗教學(xué)改革的研究較多，一般側(cè)重于以下3個方面[3-5]：（1）優(yōu)化實驗內(nèi)容；（2）改革教學(xué)方法和模式；（3）改革成績考核方式。以上研究對增強學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力是非常必要的。但是，很多學(xué)生動手能力較差，在后續(xù)實驗課教學(xué)、研究生階段自主學(xué)習(xí)及工作中暴露出很大的問題。一方面是學(xué)生的規(guī)范實驗操作意識不強，沒有意識到實驗操作技能對實驗結(jié)果準(zhǔn)確度的影響至關(guān)重要；另一方面“重結(jié)果，輕過程”的實驗數(shù)據(jù)評價方法在一定程度上遏制了學(xué)生的實驗積極性和興趣，容易產(chǎn)生輕視分析化學(xué)實驗操作技能的思想。因此我們應(yīng)該從內(nèi)因和外因兩方面入手加強學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)，實驗技能不規(guī)范，創(chuàng)新能力再強，得到的實驗結(jié)論也不可靠。

1 深化學(xué)生對實驗技能重要性的認(rèn)識

分析化學(xué)實驗在我校很多專業(yè)于大一下學(xué)期或大二上學(xué)期開設(shè)，是在完成或部分完成無機化學(xué)實驗之后進(jìn)行的。無機化學(xué)實驗一般是定性實驗，側(cè)重于實驗現(xiàn)象的觀察，例如物質(zhì)狀態(tài)、顏色的變化等，因此學(xué)生定量意識不強，對實驗操作技能的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)性重視程度不高。此外，在高中學(xué)習(xí)階段，迫于考試升學(xué)的壓力，學(xué)生對理論的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實踐操作，這些都給分析化學(xué)實驗教學(xué)造成一定的影響。對于從事分析化學(xué)教學(xué)的工作者來說，加強對學(xué)生實驗技能重要性的認(rèn)識教育，提高實驗操作的積極性和主動性，是從根本上提高學(xué)生實驗技能的重要措施。我們認(rèn)為深化學(xué)生對實驗技能重要性的認(rèn)識可以從以下兩個方面入手：

1.1 課堂教育

實驗課一般是在理論課部分完成或者全部完成后進(jìn)行的。我們在理論課教學(xué)中，要有意識地向?qū)W生灌輸實驗技能操作對分析化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性。規(guī)范實驗操作技能是進(jìn)行一切科研探究活動的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)后續(xù)各學(xué)科基礎(chǔ)知識和基本技能的保障。我們在分析化學(xué)課堂教學(xué)中經(jīng)常將分析化學(xué)中的定量概念與實驗操作聯(lián)系起來，例如，講到誤差時，列舉不規(guī)范的實驗操作對實驗結(jié)果造成的影響，引起學(xué)生對實驗操作技能的重視。

1.2 課外教育

學(xué)生工作部門要加強學(xué)生對高中與大學(xué)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的教育，改變長期形成的重理論輕實踐的思想觀念，強化學(xué)生的實驗動手意識。學(xué)校教學(xué)部門應(yīng)積極推動教學(xué)單位與負(fù)責(zé)學(xué)生工作的職能部門聯(lián)合，建立相關(guān)的活動機制，出臺引導(dǎo)性措施。加強學(xué)生與專業(yè)教師的聯(lián)系，積極參加科研項目，增強學(xué)生對實驗課及實驗操作技能的重視程度。

2 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)實驗技能的積極性

在分析化學(xué)實驗開展前，讓學(xué)生觀看優(yōu)質(zhì)的實驗錄像和多媒體動畫，給他們展示指示劑在不同pH值溶液中所呈現(xiàn)的顏色變化，由此吸引學(xué)生，提高學(xué)生對分析化學(xué)實驗的積極性。音像教學(xué)生動、形象、感染力較強，易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍學(xué)生的思維，使他們轉(zhuǎn)變“要我做實驗”為“我要做實驗”“我想做實驗”的認(rèn)識。此外，還有助于學(xué)生的技能訓(xùn)練和智力發(fā)展，從而大大提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。在實驗教學(xué)中，可以利用分析化學(xué)與人類生活的緊密關(guān)系，提供與生活緊密相關(guān)的實驗樣品，增強學(xué)生的實驗積極性。如采用配位滴定法測定自來水中鈣的含量時，顏色變化應(yīng)該為酒紅色到純藍(lán)色，即便滴定過量，錐形瓶中的顏色也不會像酸堿滴定實驗?zāi)菢影l(fā)生顏色變化。若我們向錐形瓶中加入少量自來水，溶液顏色立即變?yōu)樽仙ň萍t色與純藍(lán)色的中間色），即驗證了學(xué)生實驗滴定終點控制得較好，若加入較多的自來水仍不變色，表明滴定終點控制得不好，過量太多。借此可為學(xué)生提供一種便捷的檢驗方法，也激發(fā)了學(xué)生對實驗原理的主動思考，提高了實驗的積極性。

3 加強教師指導(dǎo)作用

分析化學(xué)實驗大綱前面幾個實驗都是基本操作技能練習(xí)，從分析天平的稱量練習(xí)，玻璃器皿的洗滌，滴定操作練習(xí)到標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制，這些基本操作技術(shù)看似簡單，但做起來卻不容易，要做到準(zhǔn)確、規(guī)范、熟練必須耐心地、循序漸進(jìn)地加以訓(xùn)練。作為教師，我們認(rèn)為可以從如下幾個方面加強對學(xué)生的指導(dǎo)：

3.1 采用韻語教學(xué)

韻語教學(xué)，便于學(xué)生熟練掌握實驗操作的基本要點和關(guān)鍵操作技術(shù)。分析化學(xué)實驗中包含基本操作技術(shù)較多，涉及分析天平的使用、儀器洗滌、滴定操作技術(shù)、移液管和容量瓶的使用和重量分析等操作技術(shù)。每項操作技術(shù)中涉及的操作要點又很多，實驗課程的學(xué)時畢竟是有限的，為便于學(xué)生記住操作要領(lǐng)，我們在實驗教學(xué)中采用韻語教學(xué)的形式。例如在酸式滴定管的滴定操作技術(shù)中，其滴定操作韻語如下：用右手 搖錐瓶，用左手 把活塞；拇食中 包塞拿，不能推 輕拉拉；先快滴 后慢滴；半開塞 掛半滴。

3.2 巡回指導(dǎo)，多鼓勵，少批評

對于剛做完定性無機化學(xué)實驗的學(xué)生，要很快接受分析化學(xué)實驗的操作手法，是一個很困難的過程。嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、準(zhǔn)確的實驗操作要遵循由易到難、循序漸進(jìn)的原則。教師要規(guī)范地為學(xué)生演示每一個步驟，耐心講解每一個操作要領(lǐng)，不能讓學(xué)生有“操作差不多”的思想。教師要正確對待學(xué)生的錯誤操作，在進(jìn)行言語指導(dǎo)的同時，要有足夠的耐心，重點指導(dǎo)，手把手地教，不能一味地批評。學(xué)生對操作有進(jìn)步時，要適時給予肯定，增強他們的自信心，消除緊張心理，以免學(xué)生產(chǎn)生抵觸情緒。

3.3 前期實驗結(jié)果考核要“重過程，輕結(jié)果”

對前期幾個驗證性實驗，不必太追求實驗數(shù)據(jù)的精密度、準(zhǔn)確性等，否則導(dǎo)致學(xué)生為獲取較好的數(shù)據(jù)，贏得較高實驗成績，而忽視實驗數(shù)據(jù)的獲取過程，甚至篡改實驗數(shù)據(jù)，影響了學(xué)生實事求是科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。作為教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果產(chǎn)生偏差的具體原因，并盡可能糾正，以便學(xué)生盡快掌握操作技能。

3.4 認(rèn)真批改實驗報告，重視課前總結(jié)

實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度與可信度不僅與規(guī)范的操作技術(shù)有關(guān)，而且與實驗數(shù)據(jù)的記錄、結(jié)果的計算和報告的書寫相關(guān)。教師在批改實驗報告時，要指出數(shù)據(jù)的記錄、結(jié)果的計算、報告的書寫是否規(guī)范，并結(jié)合實驗操作技能的掌握情況進(jìn)行綜合評價，同時教師自身要做好相關(guān)的記錄，對實驗操作中存在問題的學(xué)生重點輔導(dǎo)，實時幫助校正。

另外，在實驗課結(jié)束后，教師要對實驗課所學(xué)操作技術(shù)進(jìn)行演示，對注意事項進(jìn)行總結(jié)，并指出不足，使學(xué)生明白實驗過程中的每一個操作細(xì)節(jié)都可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞黠L(fēng)和實事求是的科學(xué)態(tài)度。

（下轉(zhuǎn)頁）

（上接頁）

4 將操作技能考核融入分析化學(xué)實驗成績評定中

分析化學(xué)實驗是一門操作性較強的實驗課程，在后續(xù)的實驗中要將操作技能作為評定成績的依據(jù)。要求教師將實驗操作技術(shù)涉及的各項操作要領(lǐng)細(xì)化，融入實驗成績的評定中，并將其公示，這樣可以提高學(xué)生對實驗操作技能的認(rèn)識程度，使他們目標(biāo)明確地規(guī)范實驗操作。表1給出了我們平時實驗中各項操作的考核項目、要點及具體分值。

表1 基本操作評分標(biāo)準(zhǔn)（總分100分）

5 開展分析實驗技能大賽

以分析化學(xué)實驗教學(xué)大綱為依據(jù)，定期舉行分析實驗技能競賽，可以增強學(xué)生對實驗技能的重視程度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，掌握科學(xué)的研究方法，形成認(rèn)真細(xì)致的思維方式。

6 結(jié)束語

教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)工作的出發(fā)點，也是檢驗工作成效的落腳點，分析化學(xué)實驗教學(xué)的目標(biāo)之一是培養(yǎng)操作規(guī)范的科研工作者。實驗操作技能的培養(yǎng)看似簡單，做起來絕非容易，必須耐心、循序漸進(jìn)地加以練習(xí)。在教學(xué)過程中要有張有弛，教師在嚴(yán)格要求學(xué)生的同時，寬容對待學(xué)生的失誤，鼓勵學(xué)生積極糾正，增強學(xué)生規(guī)范操作技能的意識，主動加強實驗技能的訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)

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[3] 高妍，張永宏，張嘉保.建立新型實驗教學(xué)體系 提高學(xué)生綜合素質(zhì)[J].實驗室研究與探索，2011，30（9）：145-147.

篇8

一、理論教學(xué)

1.教學(xué)內(nèi)容強調(diào)針對性

本課程采用國家及規(guī)劃教材，武漢大學(xué)主編的《分析化學(xué)》第五版。在分析化學(xué)教學(xué)大綱中，強調(diào)四大滴定地位和作用，而在實際教學(xué)中往往忽視試樣的采集、制備、分解、分離和富集等內(nèi)容，直接影響分析結(jié)果的代表性、準(zhǔn)確性，而且也是分析過程中最困難和復(fù)雜的步驟。所以在教學(xué)過程中應(yīng)加強試樣的采集、制備、分解、分離和富集等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，為學(xué)生以后從事工作打下堅實的基礎(chǔ)。

2.改革理論教學(xué)方法

第一，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，采用多元化教學(xué)模式，增強情感教學(xué)。現(xiàn)代教育理論認(rèn)為，教學(xué)活動不僅是教與學(xué)的雙邊活動，而且是一種帶有情感的活動。傳統(tǒng)的教學(xué)以教師的講解，學(xué)生上課聽講為主，形成了灌輸性教學(xué)模式。在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)和社會和諧發(fā)展的前景下，在課程教學(xué)中以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，采用多元化教學(xué)模式，如發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、多媒體教學(xué)、探究式教學(xué)和談?wù)撌浇虒W(xué)等方法和模式，增強情感教學(xué)，通過具體的實例激發(fā)學(xué)生的求知欲望，促進(jìn)學(xué)生主動積極的思考、學(xué)習(xí)，便于學(xué)生接受和掌握課程內(nèi)容。

第二，老教師“傳、幫、帶”，培養(yǎng)年輕教師的業(yè)務(wù)水平。我國著名心理學(xué)家林崇德提出“優(yōu)秀教師=教學(xué)過程＋反思”的成長公式。教學(xué)反思不僅表現(xiàn)為一種能力，一種良好的心理素質(zhì)，也是教師自身發(fā)展的一個過程，是教師職業(yè)成長的重要途徑。老教師作為教學(xué)中的骨干，在長期的教學(xué)活動中累積了豐富的經(jīng)驗，老教師對年輕教師充分發(fā)揮“傳、幫、帶”作用，提高了年輕教師的教學(xué)能力和教學(xué)水平，形成了高、中、低職稱搭配教學(xué)模式。

第三，在教學(xué)中引入專業(yè)英語詞匯，適當(dāng)嘗試進(jìn)行雙語教學(xué)。專業(yè)外語對于一個科技工作者很重要，而且學(xué)習(xí)外語是一個長期積累的過程，為了提高學(xué)生的專業(yè)外語水平，可在教學(xué)中適當(dāng)?shù)囊雽I(yè)英語詞匯，讓學(xué)生盡量掌握專業(yè)詞匯，在教學(xué)過程的適當(dāng)階段，可嘗試進(jìn)行雙語教學(xué)，對提高學(xué)生外語水平具有重要的作用。

第四，以考研為目標(biāo)，作業(yè)中適當(dāng)增加名?？佳姓骖}，拓寬知識面，提高應(yīng)試能力。傳統(tǒng)的分析作業(yè)都是教材上的習(xí)題，內(nèi)容陳舊，缺乏新穎性和實用性。改革后的作業(yè)以教材為基礎(chǔ)，以考研為目標(biāo)，適當(dāng)增加名?？佳蓄}，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為打算考研的學(xué)生鋪平道路。比如在分析化學(xué)重點章節(jié)酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定和分析化學(xué)中數(shù)據(jù)處理，作業(yè)中增加近幾年來名校的考研真題，拓寬學(xué)生知識面。提高學(xué)生應(yīng)試能力。

二、實驗教學(xué)

1.自編實驗教材，以適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展

為適應(yīng)新時代分析化學(xué)實驗課程要求和化學(xué)化工系課程設(shè)置，化學(xué)化工系分析教研室以教授牽頭，博采眾家之長于一身，以國內(nèi)外該課程經(jīng)典實驗教材為基礎(chǔ)，結(jié)合分析化學(xué)的學(xué)科發(fā)展、化學(xué)化工系實驗室基本情況和本學(xué)生的自身的素質(zhì)和特點，優(yōu)化了分析實驗結(jié)構(gòu)和數(shù)量，主編了適合本系學(xué)生的分析實驗教材。該教材在實驗教學(xué)中不斷的修改，提升，經(jīng)過幾次循環(huán)實踐檢驗，該分析實驗教材重、難點突出，理論基礎(chǔ)翔實準(zhǔn)確、操作簡單易行，實驗教學(xué)效果很好，深受學(xué)生的喜歡。

2.搭配教學(xué)，提高青年教師教學(xué)能力

分析實驗教學(xué)采用高、中、低職稱搭配教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)的以年輕教師為主的教學(xué)模式。年青教師在實驗教學(xué)中，積極、主動的向資歷深的教師請教、探討分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)、實踐、學(xué)科前沿等有關(guān)問題，以每次實驗通過學(xué)生的反饋效果，及時總結(jié)和反思，善于找到自身的不足和缺點，并及時彌補和改正，不斷提高年輕教師業(yè)務(wù)能力和教學(xué)水平，以適應(yīng)社會、學(xué)院的發(fā)展。

3.采用多元化教學(xué)，增強學(xué)生求知欲望

通過各種教學(xué)方法和模式，首先使學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀；其次了解學(xué)生對分析實驗課的意見和建議，對所做的實驗提出問題，共同探討、分析、解決。該方法可使學(xué)生以現(xiàn)有化學(xué)理論、無機實驗和分析實驗為基礎(chǔ)，獨立設(shè)計、開展綜合性分析實驗，可提高學(xué)生的思維能力和動手能力，增強學(xué)生求知欲望?？傊?，采用多元式實驗教學(xué)模式，旨在端正學(xué)生對人生態(tài)度，提高學(xué)生的思考能力和語言表達(dá)能力，力求使學(xué)生思想更加活躍，增強學(xué)生對知識的渴望。

4.學(xué)生分組操作，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作精神

在分析實驗教學(xué)中，注重學(xué)生之間的相互合作，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作精神。以光度法測定鹽酸中鐵為例，可將4～5名學(xué)生分為一小組，組內(nèi)學(xué)生自主協(xié)商分工，小組內(nèi)討論、分析、思考在實驗過程中的相關(guān)問題，動手實踐操作，撰寫實驗報告等。此方法注重學(xué)生之間的相互協(xié)作，相互討論，共同進(jìn)步，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后能夠勝任集體工作的能力。

三、課程教學(xué)答疑和實驗答疑應(yīng)與查閱資料相結(jié)合。培養(yǎng)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)的能力

以“學(xué)用結(jié)合，以用促學(xué)”教學(xué)原則來指導(dǎo)和組織本分析課程和實驗課程的教學(xué)，與化學(xué)化工文獻(xiàn)檢索課學(xué)習(xí)相輔相成、互為促進(jìn)。如在教學(xué)中的疑問和實驗教學(xué)中一些相關(guān)問題，在教學(xué)中不急于回答，培養(yǎng)學(xué)生先獨立去查閱相關(guān)化學(xué)化工文獻(xiàn)資料，找出相關(guān)答案，在教師的指導(dǎo)下，發(fā)揮學(xué)生的主動性，共同探討、分析相關(guān)的問題。此方法力求鍛煉學(xué)生思考問題、解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生查閱化學(xué)化工文獻(xiàn)的能力，為以后工作打下堅實的基礎(chǔ)。

1.理論課程評價方法

目前分析化學(xué)理論課考試形式單一，題量大，難度大，考點內(nèi)容局限于基本知識和基本技能，并且試題中重復(fù)試題多，造成了“平時放松，考前抓緊，考后全忘”的現(xiàn)象。理論課成績的評定分為兩部分，平時成績占20％，理論考試成績80％。平時成績考核內(nèi)容包括出勤率、作業(yè)完成情況等，理論考試考核是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)一出題，側(cè)重于基礎(chǔ)知識實際應(yīng)用，采用閉卷進(jìn)行考試。

2.實驗課程評價方法

實驗課成績的評定也分為兩部分，平時成績占30％，實驗操作考試占70％。平時成績包括實驗出勤率、實驗報告完成情況、實驗態(tài)度是否端正。實驗報告的成績直接與實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度掛鉤。實驗操作考試題目由每學(xué)期開設(shè)過的實驗中衍生

出，有3～5個實驗操作題目，學(xué)生通過現(xiàn)場抽簽確定操作考試題目，然后立即完成操作題目，教師通過學(xué)生在操作過程中的表現(xiàn)給出操作考試成績，提高學(xué)生的基本操作技能。

總之，通過上述課程教學(xué)改革，徹底打破了傳統(tǒng)的分析化學(xué)及實驗教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，如讓學(xué)生做畢業(yè)論文或接受一個新課題時，首先要了解這一課題的歷史、現(xiàn)狀、基本原理、基本方法和基本技術(shù)，獨立、主動查閱相關(guān)國內(nèi)外原始文獻(xiàn)，了解該課題的國內(nèi)外研究進(jìn)展，分析該課題的現(xiàn)實意義，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行有關(guān)實驗，讓學(xué)生的潛在能力得以最大限度的發(fā)揮，造就與時俱進(jìn)的、具有獨立思考、實踐能力高和競爭能力強的高層次創(chuàng)新人才。

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篇9

1.1實驗室之美

寬敞明亮的實驗室、擺放有序的儀器設(shè)備、整潔一新的實驗室臺面、地面，在環(huán)境優(yōu)美的實驗室完成學(xué)習(xí)任務(wù)，都能給予學(xué)生美的享受。但實際上大部分化學(xué)實驗室都有著令人不悅的異常氣味，這就需要教師先引導(dǎo)學(xué)生了解實驗室，了解化學(xué)實驗的特點，了解異常氣味產(chǎn)生的來源;再啟發(fā)學(xué)生通過科學(xué)合理的實驗設(shè)計，嚴(yán)格遵循實驗室的各項規(guī)程，減少實驗對化學(xué)試劑的使用以及“三廢”的產(chǎn)生和排放。實驗完畢后，再將個人使用的儀器刷洗干凈，擺放整齊，將實驗臺面、地面打掃干凈，以保持實驗室的整潔之美。

1.2實驗儀器之美

分析化學(xué)實驗使用的玻璃儀器較多，如滴定管、容量瓶等，造型各異，本身就具有直線美、曲線美及造型美。教師在實驗教學(xué)過程中要求學(xué)生按照“從左到右，自下而上”的原則組裝儀器，儀器裝畢干凈利落、勻稱協(xié)調(diào)，充分展現(xiàn)出儀器美的均衡性。而教師要求學(xué)生規(guī)范的使用儀器，如通過控制滴定管活塞的開關(guān)，就可隨時控制反應(yīng)速度以及反應(yīng)的終止。使學(xué)生體會到儀器美不僅在“外表”，還有“內(nèi)在”的性能美。

1.3實驗技術(shù)之美

隨著科技的進(jìn)步，化學(xué)實驗技術(shù)也愈顯其美的價值和特征。如鄰二氮菲分光光度法測定鐵的實驗，往屆學(xué)生使用的是手動波長的721型分光光度計，用于可見光區(qū)的測定，按鈕式、手動波長設(shè)置，波長精度10nm，操作繁瑣，儀器穩(wěn)定性能也較差?，F(xiàn)在實驗使用UV762型全自動掃描分光光度計，通過觸摸屏實現(xiàn)全部操作，測量波長范圍寬，可用于紫外和可見光的測定，波長精度為2nm，可進(jìn)行自動波長掃描，大大提高了學(xué)生的實驗效率。讓學(xué)生體驗到現(xiàn)代分析儀器技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展美。

1.4實驗操作之美

實驗演示時，教師先以規(guī)范、優(yōu)美、嫻熟的動作給學(xué)生做出示范，從儀器的用法到試劑的用量處處體現(xiàn)出實驗操作之美，增強學(xué)生獲得鮮明的實驗現(xiàn)象、準(zhǔn)確的實驗結(jié)果的信心。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實驗時，教師再巡回指導(dǎo)，解惑答疑，讓學(xué)生切身體驗到滴定終點將到時，一滴或半滴試劑的滴下就能改變顏色而獲得準(zhǔn)確實驗結(jié)果的操作樂趣，既是培養(yǎng)學(xué)生良好實驗習(xí)慣的手段，也是美的欣賞和熏陶的途徑。

1.5實驗思維之美

“化學(xué)實驗過程不僅是感性活動過程，而且更是理論思維活動過程，它本質(zhì)上是理論思維的物化?！笨茖W(xué)之美在于發(fā)現(xiàn)，因為科學(xué)的發(fā)現(xiàn)就是透過現(xiàn)象看本質(zhì)，尋找其深刻的內(nèi)在規(guī)律，這是人們從事科學(xué)研究的目的所在。如常見陽離子混合液的定性分析實驗時，在酸性試液中加入稀HCl溶液，可得到白色沉淀，經(jīng)分析可確定白色沉淀是由AgCl/Hg2Cl2/PbCl2組成，從而體現(xiàn)出Ag+、Hg2+2的Pb2+的共性。接著將除去氯化物的酸性離心液中加入硫代乙酰胺(TAA)溶液并加熱，可得到第二組陽離子的硫化物沉淀，離心分離;再將離心液pH值調(diào)為9.0，并加入TAA加熱，可得到第三組陽離子的硫化物沉淀。實驗要求學(xué)生細(xì)致觀察現(xiàn)象從中發(fā)現(xiàn)實質(zhì)之美。上述現(xiàn)象的實質(zhì)是其硫化物溶解度的差異，第二組陽離子相應(yīng)的硫化物的溶解度小，因此在酸性試液中可生成沉淀，從而與其它離子分離;而第三組陽離子相應(yīng)的硫化物的溶解度比第二組的大，所以在堿性試液中才能沉淀完全。由此可見，使離子完全沉淀的條件選擇依據(jù)是離子生成相應(yīng)化合物的溶解度。教師通過引導(dǎo)學(xué)生對一系列實驗現(xiàn)象的觀察與思考，使他們深深領(lǐng)悟該原理在思維上的動態(tài)之美與和諧之美。

1.6實驗設(shè)計之美

一個體現(xiàn)出科學(xué)性、可行性、安全性、簡約性的實驗設(shè)計，不僅是科學(xué)設(shè)計，而且是美的設(shè)計。居里夫人說:“科學(xué)的探討本身就含著美，其本身給人的愉悅就是報酬?！比缪芯啃驮O(shè)計性實驗“Cu2+、Zn2+混合溶液各自含量的測定”，有學(xué)生會考慮利用Cu2+、Zn2+與EDTA絡(luò)合性能的差異，采用控制酸度法測定。即在pH為5～6時，以二甲酚橙(XO)為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Zn2+的含量，然后調(diào)節(jié)溶液的酸度pH為4，以1－(2－吡啶偶氮)－2萘酚(PAN)為指示劑，加熱80～90℃情況下，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cu2+的含量。但是，這種方法的結(jié)果誤差較大且滴定終點的顏色突變不明顯。如何解釋和解決這個問題，就要考慮Cu2+、Zn2+兩種金屬離子和EDTA、XO的絡(luò)合性的差異，盡管在pH為5～6時，Cu2+與XO不絡(luò)合，但與EDTA會有絡(luò)合反應(yīng)，從而造成較大的測定誤差。為此，師生共同探究解決方案，最后結(jié)合預(yù)實驗給出可行的實驗方案，即以硫脲掩蔽Cu2+先測定Zn2+含量(要求嚴(yán)格控制溶液的酸度、硫脲與其它試劑的加入順序);再取一份試液，測定總量時，首先以Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液多次實驗，確定正確的滴定終點顏色，從而提出正確合理的設(shè)計方案。

1.7實驗報告之美

實驗報告是實驗全過程的記錄、歸納和升華。教師除了要求學(xué)生把實驗?zāi)康?、原理、過程現(xiàn)象、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析等簡要地記錄下來，形成常規(guī)格式的書面報告外;還要重點強調(diào)學(xué)生需獨立完成并且實事求是的記錄數(shù)據(jù)和描述現(xiàn)象，不可臆造、篡改或抄襲。如滴定分析實驗，需要求學(xué)生在三次平行實驗中，數(shù)據(jù)極差應(yīng)在0.08mL以內(nèi)(以每次消耗滴定液體積20mL計算)才算合格;若不合格，必須再進(jìn)行操作直到得到三次合格的數(shù)據(jù)為止。同時鼓勵學(xué)生對實驗報告進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計，繪制美觀、整潔、比例適當(dāng)?shù)木€條圖、著色圖、裝置圖等，就像一幅精美的繪畫那樣令學(xué)生自我陶醉，培養(yǎng)學(xué)生通過“想象－創(chuàng)造”，用化學(xué)語言和簡明符號來表達(dá)化學(xué)之美的能力，從中體會到獲得成功的創(chuàng)造美感。

1.8實驗教師之美

在美育和實驗教學(xué)的滲透、結(jié)合與促進(jìn)中，教師起著媒介、橋梁的作用，所以實驗教師不僅要以美施教，從心靈到儀表都要成為美的化身，以美好的形象和言行垂范于學(xué)生，以自己的人格魅力影響學(xué)生，同時要以高超精湛的教學(xué)藝術(shù)使學(xué)生感到上課就是一種愜意的審美享受。實驗教師著裝樸素得當(dāng)、教態(tài)端莊自然，使內(nèi)在學(xué)識修養(yǎng)與外在形象和諧統(tǒng)一，就會令學(xué)生感到愉快，提高聽課情緒，有利于知識的傳遞。而實驗教師在課堂教學(xué)傳遞知識信息時使用的準(zhǔn)確、生動、富有啟發(fā)性的語言，吐字清晰，發(fā)音標(biāo)準(zhǔn)，都能讓學(xué)生體驗和感受到輕重緩急、高低強弱等眾多的語言變化美。從而使師與生、教與學(xué)之間呈現(xiàn)一種融洽暢達(dá)的氛圍，形成一種師生心靈相通、情感和諧的美。

2分析化學(xué)實驗教學(xué)模式的審美化

如何在分析化學(xué)實驗教學(xué)中充分展示上述美育內(nèi)容，就需要教師了解美學(xué)原理以及將美學(xué)原理與實驗教學(xué)相結(jié)合的原則，改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式為審美化教學(xué)，使學(xué)生在欣賞、體驗化學(xué)實驗美的同時習(xí)得知識、陶冶情操;達(dá)到提高教學(xué)效率，又培養(yǎng)學(xué)生審美素質(zhì)的目的。

2.1教學(xué)目標(biāo)審美化

教學(xué)目標(biāo)審美化就是改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)中單純的驗證性、知識傳授性模式，將知識傳授和審美修養(yǎng)結(jié)合起來，使學(xué)生能將化學(xué)知識變?yōu)閷徝缹ο?，在親身實踐中體驗到分析化學(xué)實驗里的儀器美、操作美、現(xiàn)象美、思維美，提高其審美欣賞、創(chuàng)造和表現(xiàn)能力。同時通過審美模仿與遷移，培養(yǎng)學(xué)生積極向上的生活態(tài)度。

2.2教學(xué)內(nèi)容審美化

分析化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容豐富且涉及面廣，但各知識點間并非孤立無關(guān)，而是有規(guī)可尋。教學(xué)內(nèi)容審美化就是要發(fā)掘這其中的內(nèi)在邏輯美，即讓教學(xué)內(nèi)容邏輯清晰化?？刹扇∫灾R點為紐結(jié)，知識點間的聯(lián)系為線，再以多條線形成面，以多個面構(gòu)成“點線面體”的立體知識系統(tǒng)和跨學(xué)科知識聯(lián)系，按照“基礎(chǔ)實驗—綜合實驗—研究實驗”三個層次組織實驗教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的審美轉(zhuǎn)化。如在酸堿滴定法的基礎(chǔ)、綜合實驗完成后，安排HCl－NH4Cl、HCl－MgCl2－NaCl中各組分含量的測定這兩個研究性實驗。為了設(shè)計出科學(xué)合理的實驗方案，學(xué)生需查閱相關(guān)理論書、分析化學(xué)手冊以獲得各種有用的常數(shù)和溶液的配制方法，寫出完整規(guī)范的設(shè)計實驗報告，再在實驗室里完成實驗。通過完成這兩個實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生對強酸、弱酸和極弱酸的概念性質(zhì)以及滴定過程的特性有了深入的理解;同時，對于幾種指示劑的變色范圍、選擇原則等更加熟悉，今后遇到同類問題都會迎刃而解。在絡(luò)合滴定法基礎(chǔ)、綜合性實驗完成后，則安排Fe3+－Al3+、Cu2+－Zn2+混合液中各自含量測定的兩個研究性實驗，讓學(xué)生在實驗過程中充分了解各種離子性質(zhì)(絡(luò)合、水解等)、酸效應(yīng)曲線的應(yīng)用以及各種金屬離子指示劑的變色、適用酸度范圍及其正確應(yīng)用等，得到的效果是傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的編排所無法取得的。

2.3教學(xué)過程審美化

教學(xué)過程審美化就是教師將實驗課的預(yù)習(xí)、授課、演示、提問、啟發(fā)、討論等環(huán)節(jié)藝術(shù)化，引導(dǎo)學(xué)生用實驗、記錄、實驗條件控制等科學(xué)方法及分析、比較、抽象概括等邏輯思維方法得出正確結(jié)論，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，體驗到研究科學(xué)問題的思維過程美、理性美。

2.4教學(xué)手段審美化

教學(xué)手段審美化就是實驗教學(xué)中充分利用直觀教具與多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段，向?qū)W生展示直觀、形象、和諧、愉悅化學(xué)美的同時，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量和效率，銳化學(xué)生審美感觀。如分析天平的稱量實驗，就可先播放相關(guān)視頻，再輔以教師講解，最后進(jìn)行實際操作練習(xí)。

2.5教學(xué)評價審美化

教學(xué)評價審美化即采取多樣化的評價方法，以積極的態(tài)度看待學(xué)生個體差異，給予肯定評價。如在研究型設(shè)計性實驗中對提出有新意和創(chuàng)新性的方案的學(xué)生要及時肯定、積極鼓勵，以贊美的評語使學(xué)生感到成功和進(jìn)步，激發(fā)學(xué)生新的積極行為。

3結(jié)語

篇10

1 改革教學(xué)內(nèi)容，使其層次化

將課程實驗分為操作性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗幾個層次開設(shè)實驗課。

1）操作性實驗和驗證性實驗著重對學(xué)生進(jìn)行實驗基礎(chǔ)知識、基本操作技能訓(xùn)練，是化學(xué)基礎(chǔ)實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。對于該類實驗，我們首先明確該門實驗課中學(xué)生應(yīng)掌握的實驗基本操作；基本操作所屬的具體實驗項目，通過講授、演示和與學(xué)生的交流討論，向?qū)W生傳授實驗基本原理、基本知識和實驗基本要點與關(guān)鍵步驟，對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范化操作的指導(dǎo)和訓(xùn)練，及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生在實驗基本操作上存在的問題。

2）綜合性實驗主要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗原理，運用基本實驗方法、實驗手段和技能完成給定化合物的合成、組成測定及結(jié)構(gòu)表征，使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)各類化合物的合成原理與方法，學(xué)習(xí)運用近代分析儀器的方法。綜合性實驗突出訓(xùn)練學(xué)生對所學(xué)化學(xué)知識和化學(xué)實驗技能的綜合應(yīng)用，通過一個物質(zhì)或產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)過程、成分分析等，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新意識的目的。對于實驗中的關(guān)鍵問題、安全要求、基本裝置的規(guī)范安裝和基本操作等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的講解，而對實驗過程的現(xiàn)象及實驗產(chǎn)生的結(jié)果，則由老師引導(dǎo)學(xué)生分析和思考，并要求學(xué)生進(jìn)行討論，這種啟發(fā)式和互動式教學(xué)，調(diào)動了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性。

3）設(shè)計性實驗突出培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力、判斷推理能力、研究創(chuàng)新能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。設(shè)計性實驗是指在給定實驗?zāi)康?、要求和在實驗室現(xiàn)有條件下，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗教學(xué)方法。與傳統(tǒng)的實驗相比，設(shè)計性實驗突出學(xué)生在實驗中的主體性，讓學(xué)生主動思考、主動實踐，這對于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力等綜合素質(zhì)十分有利。對設(shè)計性實驗，我們首先指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，與學(xué)生共同討論實驗方案，對實驗原理、操作步驟、數(shù)據(jù)處理則由學(xué)生自行弄懂。實驗完畢后，與學(xué)生共同探討實驗的成敗。

2 改革實驗環(huán)節(jié)，使得實驗預(yù)習(xí)、實驗過程以及課后輔導(dǎo)一體化

2.1 實驗預(yù)習(xí)

在實驗前要求學(xué)生對將要進(jìn)行的實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)，寫出預(yù)習(xí)報告。預(yù)習(xí)報告主要包括實驗的基本原理、實驗儀器、實驗藥品、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)的記錄、課后問題等內(nèi)容。通過預(yù)習(xí)學(xué)生可對實驗原理、所用儀器、藥品、操作步驟等內(nèi)容有一定的了解，可提高學(xué)生實驗的效果。

2.2 實驗過程

在實驗課上，教師和學(xué)生針對本次實驗內(nèi)容進(jìn)行充分的討論。通過教師講解和學(xué)生的討論，使學(xué)生能掌握實驗基本原理、實驗步驟、實驗 數(shù)據(jù)的處理方式、實驗過程中的注意事項等。

實驗過程中要求學(xué)生要按照正確的操作步驟進(jìn)行實驗操作，要及時正確地觀察與記錄實驗現(xiàn)象、獲取實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行結(jié)果處理。教師要對學(xué)生的實驗基本操作進(jìn)行具體指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗基本操作上存在的問題并及時糾正。

2.3 課后輔導(dǎo)

實驗指導(dǎo)教師要對學(xué)生的實驗報告進(jìn)行認(rèn)真、詳細(xì)的批改，指出實驗報告中的錯誤，記錄實驗報告中反映出來的學(xué)生在實驗過程中可能存在的問題，并與學(xué)生進(jìn)行及時交流。

3 改革教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量

3.1 重視現(xiàn)代現(xiàn)代教育技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用

任課教師將該課程的教學(xué)課件放到每個教師的教師社區(qū)中，學(xué)生可根據(jù)課件的要求進(jìn)行預(yù)習(xí)、自學(xué)和課后討論。同時將把實驗中的基本操作以多媒體的形式放到學(xué)院的網(wǎng)站上，學(xué)生在網(wǎng)上可進(jìn)行基本操作的網(wǎng)絡(luò)練習(xí)，使學(xué)生在正式操作練習(xí)前就有一個感性的認(rèn)識?，F(xiàn)代教學(xué)手段用于課程教學(xué)中，改變了傳統(tǒng)實驗教學(xué)單一的教學(xué)形式，使現(xiàn)代教育技術(shù)手段與傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法有機結(jié)合，優(yōu)勢互補，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。

3.2 對于設(shè)計性實驗，自主選題和教師擬題相結(jié)合

對于設(shè)計性實驗，教師擬定一些題目，學(xué)生從中選題進(jìn)行實驗，也鼓勵同學(xué)根據(jù)自己所掌握的知識自主擬題。學(xué)生針對選擇的題目查閱文獻(xiàn)，設(shè)計實驗方案，進(jìn)入實驗室進(jìn)行 實驗操作，撰寫出完整的科學(xué)研究報告。通過設(shè)計性實驗過程，學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力逐步提高，創(chuàng)新意識得到加強，創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)。

3.3 注重科研與教學(xué)結(jié)合