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該調(diào)研共獲得407名志愿者累計(jì)11萬小時(shí)的室內(nèi)pm2.5數(shù)據(jù)。
室內(nèi)pm2.5吸入量占八成
調(diào)研結(jié)果顯示,在采樣時(shí)間段內(nèi),北京室內(nèi)平均pm2.5濃度為82.6微克/立方米,屬于輕度污染水平,且約有三分之一的時(shí)間室內(nèi)空氣處于污染狀態(tài),即pm2.5大于75微克/立方米。
研究組負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)電子工程系研究員張林告訴記者,根據(jù)采集數(shù)據(jù)計(jì)算,志愿者日均面對(duì)的pm2.5總量為每小時(shí)2018.6微克/立方米,一個(gè)人每天吸入肺中的污染物總量累計(jì)達(dá)到787.3微克,其中室內(nèi)pm2.5的吸入量占每日總量的80%以上。“這主要是因?yàn)槿藗円惶熘杏写蠹s20小時(shí)是在室內(nèi),只有4小時(shí)在室外。”張林說,室內(nèi)的pm2.5吸入量是室外的4倍。
17樓以上室內(nèi)空氣更好
調(diào)研還發(fā)現(xiàn),室內(nèi)pm2.5濃度與同期室外pm2.5濃度存在0.67的比例關(guān)系,體現(xiàn)了建筑物對(duì)人體的防護(hù)效應(yīng)。張林說,建筑因素對(duì)空氣質(zhì)量有一定影響,調(diào)研結(jié)果顯示,在同等外部條件下,辦公環(huán)境的室內(nèi)pm2.5等級(jí)略優(yōu)于居住環(huán)境,“家中有很多污染源,如烹飪、吸煙等,而辦公室通常有中央空調(diào),對(duì)降低pm2.5濃度有很大幫助。”
而在同一棟樓中,17層以上的樓層,室內(nèi)pm2.5等級(jí)更優(yōu);距離主干道大于500米的建筑空氣質(zhì)量則相對(duì)更好。這主要是因?yàn)楦呖諏拥拇髿饬鲃?dòng)性更好,主干道則受到機(jī)動(dòng)車尾氣排放影響。
烹飪吸煙助長(zhǎng)pm2.5
張林同時(shí)透露,空氣凈化器、中央空調(diào)對(duì)室內(nèi)空氣凈化起到明顯作用,而開窗通風(fēng)的作用則因室外情況而異。當(dāng)室外pm2.5濃度低于75微克/立方米時(shí),開窗通風(fēng)有利于室內(nèi)空氣質(zhì)量的改善;但當(dāng)室外pm2.5濃度高于150微克/立方米時(shí),開窗通風(fēng)則會(huì)惡化室內(nèi)空氣質(zhì)量。另外,烹飪、吸煙、打掃和其它增塵行為也會(huì)對(duì)室內(nèi)pm2.5產(chǎn)生波動(dòng)影響。
數(shù)據(jù)來源
407名志愿者 11萬小時(shí)數(shù)據(jù)
本次“北京室內(nèi)環(huán)境pm2.5調(diào)研行動(dòng)”由清華大學(xué)電子工程系、清華大學(xué)建筑環(huán)境檢測(cè)中心等聯(lián)合發(fā)起。在兩個(gè)半月時(shí)間內(nèi),調(diào)研組共獲得北京市407名志愿者累計(jì)11萬小時(shí)的室內(nèi)pm2.5數(shù)據(jù),覆蓋全市13個(gè)區(qū)縣的7703個(gè)地理位置。
數(shù)據(jù)采集使用的是清華團(tuán)隊(duì)自行研發(fā)的基于云端校準(zhǔn)技術(shù)的pimi便攜式pm2.5檢測(cè)設(shè)備,通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),便攜設(shè)備采集的數(shù)據(jù)與本市監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的官方數(shù)據(jù)存在約10%的誤差。
據(jù)了解,此次研究是清華大學(xué)的自主行為,是基于一位研究生的畢業(yè)論文。目前,他們還沒有和環(huán)保等部門溝通過這個(gè)研究。而此次調(diào)研活動(dòng)只是一個(gè)起點(diǎn),未來他們還將與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專家展開合作,基于大樣本量數(shù)據(jù),探究pm2.5與人體健康之間的關(guān)系。
專家觀點(diǎn)
室內(nèi)污染源多不排放pm2.5
針對(duì)清華大學(xué)室內(nèi)pm2.5的研究報(bào)告,記者采訪了多名環(huán)保領(lǐng)域的專家。多名專家表示,室內(nèi)本身的污染源主要來自家具、地板等產(chǎn)生的氣態(tài)污染物,包括甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物等,還有細(xì)菌等一些飄塵,除了做飯會(huì)產(chǎn)生少量pm2.5以外,室內(nèi)在大多數(shù)情況下是不產(chǎn)生pm2.5的。室內(nèi)的顆粒物主要是通過大氣傳輸?shù)?,關(guān)注大氣環(huán)境下的空氣質(zhì)量其實(shí)就可以知道室內(nèi)空氣質(zhì)量的大致情況。
Abstract: Through the analysis of student course lab report submission system, using MYSQL as the database development environment and PHP as the development language, the B/S system integrating teacher management, curriculum management, student lab report compiling, submission, query, correction and performance management, and other functions is realized. This paper describes the function module design and system architecture of the curriculum lab report submission system in detail.
關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)報(bào)告;在線提交;批改
Key words: lab report;online submission;correcting
中圖分類號(hào):TP393.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)21-0065-03
0 引言
隨著高等學(xué)校教學(xué)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的自動(dòng)化也變得越來越有必要。實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交系統(tǒng)為高校師生提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告網(wǎng)上提交和批改平臺(tái),它既方便了老師布置和批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告,也可以使學(xué)生在上機(jī)的時(shí)候就能夠在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行保存。本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn),構(gòu)建一個(gè)在線實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)框架
本系統(tǒng)采用zend studio作為開發(fā)環(huán)境和工具,PHP作為開發(fā)語言,Mysql作為數(shù)據(jù)庫, Web 服務(wù)器采用Linux系統(tǒng),Apache作為服務(wù)器架構(gòu),實(shí)現(xiàn)信息的管理和。系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。
LAMP所有組成產(chǎn)品均是開源軟件,是國(guó)際上成熟的架構(gòu)框架,很多流行的商業(yè)應(yīng)用都是采取這個(gè)架構(gòu),和 Java/J2EE架構(gòu)相比,LAMP具有Web資源豐富、輕量、快速開發(fā)等特點(diǎn),與微軟的.NET架構(gòu)相比,LAMP具有通用、跨平臺(tái)、高性能、低價(jià)格的 優(yōu)勢(shì),因此LAMP無論是性能、質(zhì)量還是價(jià)格都是企業(yè)搭建網(wǎng)站的首選平臺(tái)。
2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.1 功能總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)使用者角色有管理員,教師和學(xué)生,所以系統(tǒng)分為三個(gè)子模塊:為學(xué)生用戶提供的學(xué)生系統(tǒng)模塊、為教師用戶提供的教師系統(tǒng)模塊、為管理員用戶提供的系統(tǒng)管理員模塊。每個(gè)用戶登錄有自己相應(yīng)的權(quán)限,系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
2.2 學(xué)生系統(tǒng)模塊
學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交系統(tǒng)前,必須先通過身份驗(yàn)證,驗(yàn)證成功,才能進(jìn)行其他操作。系統(tǒng)設(shè)置的權(quán)限的限制設(shè)置可以保證系統(tǒng)的安全性,用戶可以根據(jù)自己的權(quán)限得到相應(yīng)的操作界面,得到權(quán)限內(nèi)的數(shù)據(jù),如圖3所示。
①未完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交:老師布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)后,學(xué)生查看實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須要在老師限定時(shí)間內(nèi),提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告,這樣老師才能通過系統(tǒng)查看學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并提交成績(jī),學(xué)生才能查看自己的成績(jī)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交期限過后,系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置為不可提交。
②超時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告查詢:在老師限定時(shí)間內(nèi)沒完成的報(bào)告作業(yè)會(huì)在此處顯示,并且不能提交。
③已完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告查詢:老師批改完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告會(huì)在此處顯示,學(xué)生可以查看分?jǐn)?shù)并且能導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
④個(gè)人信息管理:學(xué)生可以在此處修改密碼。
2.3 教師系統(tǒng)模塊
教師進(jìn)入系統(tǒng)后,可以布置實(shí)驗(yàn)報(bào)告,查看實(shí)驗(yàn)報(bào)告、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告并登錄成績(jī),如圖 4所示。
①布置實(shí)驗(yàn)任務(wù):老師布置實(shí)驗(yàn)作業(yè),學(xué)生在需要在截止日期前完成。②批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告:學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告后,老師批改作業(yè),打分并寫下評(píng)語。③查詢并導(dǎo)出學(xué)生成績(jī):老師批改完成作業(yè)后,可以查看實(shí)驗(yàn)報(bào)告,將成績(jī)導(dǎo)出成excel表保存。④導(dǎo)入學(xué)生信息:老師能將存儲(chǔ)在excel表中的學(xué)生信息導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫。⑤導(dǎo)出學(xué)生信息:老師能將數(shù)據(jù)庫中批改的報(bào)告導(dǎo)出成excel表。
2.4 系統(tǒng)管理員模塊
系統(tǒng)管理員進(jìn)入系統(tǒng)后,可以進(jìn)行學(xué)生管理、教師管理、課程管理、個(gè)人信息管理數(shù)據(jù)庫管理等權(quán)限,如圖5所示。
①課程管理:管理員能夠添加課程,刪除課程。②學(xué)生管理:管理員能夠添加學(xué)生,刪除學(xué)生。③教師管理:管理員能夠增加老師,刪除老師。④個(gè)人信息管理:管理員能修改自己的密碼。⑤數(shù)據(jù)庫管理:管理員能維護(hù)數(shù)據(jù)庫。
3 關(guān)鍵技術(shù)
3.1 基于 B /S的架構(gòu)
該系統(tǒng)是一個(gè)典型的基于 Web的應(yīng)用,所以采用了流行的 B/S架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在 B/S架構(gòu)中,用戶界面、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)管理分開,有利于充分發(fā)揮各端的優(yōu)勢(shì),客戶端只需安裝能夠?yàn)g覽網(wǎng)頁的 Web瀏覽器即可訪問服務(wù)器,運(yùn)行應(yīng)用程序,與其主機(jī)的體系結(jié)構(gòu)無關(guān),當(dāng)應(yīng)用程序改變時(shí),不需要對(duì)客戶端進(jìn)行更新或重新安裝,整個(gè)體系結(jié)構(gòu)靈活、 便于擴(kuò)展、伸縮性好 。
3.2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)限的設(shè)置
本系統(tǒng)規(guī)定了學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的最后時(shí)限,如果學(xué)生超過教師規(guī)定提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的最后時(shí)限,則不能提交,但可以看到教師給出的評(píng)語和分?jǐn)?shù)。本系統(tǒng)在releaseassignment表中設(shè)置了最后時(shí)限的字段,當(dāng)學(xué)生訪問時(shí),取到作業(yè)時(shí),將最后時(shí)限字段的值與服務(wù)器時(shí)間比較,如果超過時(shí)限,則將寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的放置到超時(shí)作業(yè)中;若未超過時(shí)限,學(xué)生可以點(diǎn)擊未完成作業(yè)上交,系統(tǒng)查詢出學(xué)生未提交的報(bào)告顯示,其功能界面如圖6所示。
3.3 導(dǎo)入導(dǎo)出文檔
通過phpexcel和phpword開源框架,老師可以導(dǎo)入學(xué)生的信息,導(dǎo)出學(xué)生的成績(jī)。方便了老師統(tǒng)計(jì)學(xué)生的成績(jī)。
4 結(jié)束語
通過使用本系統(tǒng),學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間由原來的一周縮短到兩小時(shí),同時(shí)還避免了催交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象(因?yàn)樵谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)不提交,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)停止本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交);教師批改是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間由原來的一周縮短為兩小時(shí),而且還不受地點(diǎn)的影響(只要有網(wǎng)絡(luò)就可以隨時(shí)批改);學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)情況由原來的兩周甚至更長(zhǎng)時(shí)間縮短到四小時(shí)。另外該系統(tǒng)能將學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告存儲(chǔ)和留檔,方便統(tǒng)計(jì)和分析,也便于隨時(shí)查詢實(shí)驗(yàn)報(bào)告,為全面評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握提供一個(gè)客觀依據(jù)。
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關(guān)鍵詞: 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課 考核方法 細(xì)分量化 綜合評(píng)定
在以往的教學(xué)過程中,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的考核成績(jī),一般都是以平時(shí)成績(jī)和最后考試成績(jī)兩項(xiàng)綜合評(píng)定,平時(shí)成績(jī)以學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn),考試成績(jī)是期末抽取某個(gè)實(shí)驗(yàn),由學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)完成來評(píng)定。這種做法雖然省時(shí)省力,但給出的成績(jī)往往比較片面,不能全面真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際水平,很多學(xué)生并不認(rèn)同,存在很大意見。主要原因是單單憑借實(shí)驗(yàn)報(bào)告來給出平時(shí)成績(jī),會(huì)存在很多不公平的因素。不真實(shí)的分?jǐn)?shù),會(huì)影響學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的積極性,也會(huì)影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)課的效果。如果能將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)細(xì)分并量化,綜合評(píng)定給出最終成績(jī),將會(huì)使學(xué)生成績(jī)更加合理和公正,從而提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的興趣,促進(jìn)他們主動(dòng)學(xué)習(xí),在教學(xué)中收到事半功倍的效果。我們可以從以下幾個(gè)方面量化考核。
1.平時(shí)成績(jī)的評(píng)定
平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī),即根據(jù)學(xué)生在一個(gè)學(xué)年的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中所表現(xiàn)出來的學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λo出的評(píng)定??梢詮膸讉€(gè)方面綜合考查。
1.1預(yù)習(xí)情況
預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)課上課之前學(xué)生必做的功課。要求學(xué)生通過研讀教材、查閱資料等環(huán)節(jié),知曉實(shí)驗(yàn)的目的、原理、實(shí)驗(yàn)過程、具體步驟、繪制數(shù)據(jù)記錄表格等,并要求學(xué)生寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。預(yù)習(xí)是順利完成實(shí)驗(yàn)的前提。教師應(yīng)在上課前檢查預(yù)習(xí)報(bào)告,但根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),有些學(xué)生只是為了應(yīng)付檢查,將教材中的內(nèi)容依次抄好作為預(yù)習(xí)報(bào)告,之前并沒有用心去領(lǐng)會(huì)其內(nèi)容,沒有達(dá)到預(yù)習(xí)要求。為促使學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度,切實(shí)達(dá)到預(yù)習(xí)目的,可以在實(shí)驗(yàn)之前以提問的形式抽查預(yù)習(xí)情況,并給出相應(yīng)的預(yù)習(xí)成績(jī)。這既能讓所有學(xué)生在操作前加深對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解,又能使得預(yù)習(xí)成績(jī)趨于合理,促使學(xué)生做好預(yù)習(xí)。對(duì)于預(yù)習(xí)比較深入,對(duì)相關(guān)內(nèi)容有獨(dú)到見解的學(xué)生,可適當(dāng)加分予以鼓勵(lì)。
1.2課堂操作情況
課堂操作是實(shí)驗(yàn)過程的核心,可以反映出學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力,這部分成績(jī)占的比例可以大一些。這要求教師在課堂上加強(qiáng)巡視,密切觀察學(xué)生的操作情況。重點(diǎn)注意學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度、規(guī)范性,實(shí)驗(yàn)方法是否符合要求,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否合理正確。觀察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的一些問題是否能積極主動(dòng)地解決,對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象能否深入思考。也可以在指導(dǎo)的過程中向?qū)W生提出一些實(shí)驗(yàn)所涉及的問題來考查學(xué)生。如果教師不能在一次課中準(zhǔn)確地考查所有學(xué)生,可分批次分別進(jìn)行考查。
1.3實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況
實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況可以反映出學(xué)生分析問題的能力。這部分可以重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是否規(guī)范準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確,實(shí)驗(yàn)誤差是否在合理范圍內(nèi),同時(shí)重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析是否確切合理,實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確完整,是否能較準(zhǔn)確地分析出通過數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果所反映出的問題,考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)總結(jié)是否全面,是否有獨(dú)到見解。凡此種種,都需要教師認(rèn)真地批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告,正確判斷通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告所反映出的學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,由此給出合理的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)。
2.考試成績(jī)的評(píng)定
在兩個(gè)學(xué)期的期末,可以分別進(jìn)行筆試和操作能力的考試。筆試可以閉卷方式進(jìn)行,重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法的理解,對(duì)于常規(guī)儀器的認(rèn)識(shí),對(duì)于誤差理論的掌握,等等,可考查學(xué)生處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)結(jié)果、理解相關(guān)資料等方面的能力。后一個(gè)學(xué)期期末,可以實(shí)際操作形式全面考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,所選內(nèi)容最好是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,可以給出實(shí)驗(yàn)題目、要求,給出可供選用的儀器,給出部分資料或不給資料,主要由學(xué)生自己查閱相關(guān)資料,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法,自行選用合適的儀器設(shè)備,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程獨(dú)立操作,要求在限定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)并做出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種形式的考試能比較全面地考查學(xué)生各方面能力,所占總成績(jī)比例可以稍大一些。
3.綜合評(píng)定成績(jī)
通過平時(shí)情況和考試情況的多方面考查,就可以綜合給出學(xué)生的總評(píng)成績(jī)。鑒于平時(shí)實(shí)驗(yàn)比較多,教師考查比較細(xì)致、全面,這部分成績(jī)可以相應(yīng)占稍大比例。同時(shí),在平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核中也可以加入其他一些考核指標(biāo)。例如,在學(xué)生合作完成實(shí)驗(yàn)的情況下,可考查學(xué)生協(xié)調(diào)能力和合作精神。再如,環(huán)境衛(wèi)生也可以算一項(xiàng)考核指標(biāo),可以考查學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和責(zé)任心等。綜合成績(jī)中各項(xiàng)考核內(nèi)容所占比例可參閱表1。
4.結(jié)語
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的考核評(píng)定,相對(duì)理論課來說要繁瑣復(fù)雜得多,它既不能以一份試卷來代替,又不能單純以一次實(shí)驗(yàn)操作考試作為最終成績(jī),這種片面的做法會(huì)影響教學(xué)效果。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課最終的成績(jī)?cè)u(píng)定,應(yīng)綜合考查學(xué)生各方面的表現(xiàn),全面準(zhǔn)確地反映學(xué)生的實(shí)際能力,給學(xué)生一個(gè)公正合理的分?jǐn)?shù)。這種考核方式,教師會(huì)投入更多的精力,付出更多的心血,需要教師具有高度的責(zé)任心和奉獻(xiàn)精神,在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格要求、嚴(yán)格把關(guān),使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的考核起到“以考促教,以考促學(xué)”的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]劉義,孫文斌等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)量化平時(shí)考核研究與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,(1):122-123.
[2]梁海生,倪新蕾等.改革實(shí)驗(yàn)考核方法提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢,2006,(5):18-21.
關(guān)鍵詞: 獨(dú)立學(xué)院 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 課前預(yù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,民辦或公辦獨(dú)立學(xué)院迎來了發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。目前,獨(dú)立學(xué)院已日漸成為我國(guó)高等教育辦學(xué)體制的重要組成部分[1]。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生擁有當(dāng)代大學(xué)生的共性譬如活躍、熱情、有個(gè)性、善于發(fā)現(xiàn)新事物,同時(shí)他們作為大學(xué)生群體中比較特殊的一部分,又具有基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)、對(duì)知識(shí)的理解能力也較差和自律能力有待提高等特點(diǎn)[2]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)、化工、生物、制藥、食品、醫(yī)學(xué)、材料等專業(yè)學(xué)生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,又是相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《材料化學(xué)》、《高分子化學(xué)》和《藥物化學(xué)》等后續(xù)課程的基礎(chǔ),對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)有著特殊作用[3]。但是完全照搬本一、本二專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、教學(xué)方法與手段,往往效果不理想。因此,我們必須在把握獨(dú)立學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,探索出一套科學(xué)合理的教學(xué)大綱和行之有效的教學(xué)方法。
2012年,筆者參與了江蘇大學(xué)京江學(xué)院(獨(dú)立二級(jí)學(xué)院)化學(xué)工程與工藝等專業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),期間的探索為今后獨(dú)立學(xué)院有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。下面是筆者授課過程中的幾點(diǎn)體會(huì)。
一、適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和時(shí)間
在常規(guī)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)概述、磨口儀器的介紹、回流、蒸餾基本操作常作為第一講,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為4學(xué)時(shí)。這些內(nèi)容涉及有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的兩大重要操作,即蒸餾和回流。這兩個(gè)操作的熟練和準(zhǔn)確程度將直接影響到后面每一個(gè)合成實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度和產(chǎn)品收率。因此,對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)和理解能力稍差的獨(dú)立學(xué)院學(xué)生來說,第一講的內(nèi)容可以為5學(xué)時(shí),并且適當(dāng)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)技巧。比如,教學(xué)中可以借助插圖細(xì)致、耐心地向?qū)W生講解磨口玻璃儀器的類型、型號(hào)與尺寸、清洗和拆裝的要領(lǐng)。又如,在講解回流和蒸餾操作時(shí),除了介紹其原理之外,可以編一些順口溜,幫助學(xué)生記住操作的注意事項(xiàng)。在回流操作中我們可以用以下順口溜:試劑慢加無危害,通水之后電再開,防暴沸石必須在,水流下進(jìn)上出來。在蒸餾操作中我們可以用以下順口溜:隔網(wǎng)加熱冷管傾,上沿下沿兩相平。需加沸石防暴沸,熱氣冷水逆向行。同時(shí),在回流和蒸餾實(shí)驗(yàn)后,我們可以提醒學(xué)生把回流和蒸餾操作用手機(jī)拍下來,便于學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和下次快捷地搭建裝置。
二、重視學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課間提問
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們對(duì)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)提出了要求。對(duì)于主動(dòng)性稍差的獨(dú)立學(xué)院學(xué)生,我們要求他們課前完成預(yù)習(xí)報(bào)告,預(yù)習(xí)報(bào)告作為平時(shí)成績(jī)的考評(píng)依據(jù)。同時(shí)我們要重視課間提問,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)、熟悉實(shí)驗(yàn)步驟的好習(xí)慣。譬如,在實(shí)驗(yàn)“乙酸丁酯的制備”的教學(xué)中,筆者精心設(shè)計(jì)了“為什么選用濃硫酸為催化劑”、“為什么選擇增加原料醋酸的量”、“怎么能做到對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行粗提和精提”三個(gè)問題。在教學(xué)中,筆者認(rèn)真傾聽學(xué)生的答案,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟分析問題的最終答案。通過這個(gè)過程,大部分學(xué)生在預(yù)習(xí)中能更主動(dòng)地思考問題,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、主要事項(xiàng)等要點(diǎn)掌握得更好,做起實(shí)驗(yàn)也更得心應(yīng)手。于是那些平時(shí)不愿動(dòng)腦筋的學(xué)生不得不開動(dòng)腦筋,那些不會(huì)思考問題的學(xué)生慢慢也學(xué)會(huì)了如何思考問題,真正收到了“潤(rùn)物細(xì)無聲”的效果。
三、嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫
“溫故而知新”,學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中,可以幫助學(xué)生重新回顧實(shí)驗(yàn)原理、儀器裝置、操作步驟和注意要點(diǎn)。這樣做,學(xué)生實(shí)驗(yàn)才能取得好的效果,學(xué)生也才能真正地提高動(dòng)手能力和思維能力。獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生自律意識(shí)欠缺,把做實(shí)驗(yàn)當(dāng)做任務(wù),實(shí)驗(yàn)完了他們的任務(wù)也完了,實(shí)驗(yàn)報(bào)告經(jīng)常照教材上抄寫一遍,真正的“雁過無痕”。如何解決這個(gè)問題?筆者對(duì)獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式,內(nèi)容必須包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、原料用量及規(guī)格、物理常數(shù)、儀器裝置圖、轉(zhuǎn)化產(chǎn)率計(jì)算、問題討論和思考題,還明確規(guī)定了實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)成績(jī)的主要考量依據(jù)。同時(shí),筆者要求各位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的最后一部分寫上對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié),主要涉及分析實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化率低的原因分析、主產(chǎn)品純度低的原因和操作步驟出錯(cuò)的原因,以幫助大家加深對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的理解,避免一些人為的誤差和因素。第一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告批閱時(shí),筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生的分析和總結(jié)不到位,僅流于形式。于是在第二次實(shí)驗(yàn)前,筆者花了10分鐘專門評(píng)講了第一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在的問題。通過不停地強(qiáng)調(diào)、要求、指導(dǎo),學(xué)生分析問題越來越深刻,慢慢養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,最終實(shí)驗(yàn)水平得到了很大的提高。
通過一年多的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索,筆者所帶學(xué)生的操作技能得到了較大提高。當(dāng)然,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)持續(xù)的過程,與本一、本二專業(yè)的學(xué)生相比,獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退酱嬖诓蛔?,有待進(jìn)一步探索和研究。
參考文獻(xiàn):
[1]馬戎.獨(dú)立學(xué)院有機(jī)化學(xué)教學(xué)中遇到的問題及對(duì)策[J].咸寧學(xué)院學(xué)報(bào),2010(30):230-231.
實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一.預(yù)習(xí)報(bào)告
1.簡(jiǎn)要原理
2.注意事項(xiàng)
二.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
三.實(shí)驗(yàn)器材
四.實(shí)驗(yàn)原理
五.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟
六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理
七.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析以及實(shí)驗(yàn)心得
八.原始數(shù)據(jù)記錄欄(最后一頁)
把實(shí)驗(yàn)的目的、方法、過程、結(jié)果等記錄下來,經(jīng)過整理,寫成的書面匯報(bào),就叫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告的種類因科學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)象而異。如化學(xué)實(shí)驗(yàn)的報(bào)告叫化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,物理實(shí)驗(yàn)的報(bào)告就叫物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告。隨著科學(xué)事業(yè)的日益發(fā)展,實(shí)驗(yàn)的種類、項(xiàng)目等日見繁多,但其格式大同小異,比較固定。實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。它主要的用途在于幫助實(shí)驗(yàn)者不斷地積累研究資料,總結(jié)研究成果。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫是一項(xiàng)重要的基本技能訓(xùn)練。它不僅是對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的總結(jié),更重要的是它可以初步地培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達(dá)能力,是科學(xué)論文寫作的基礎(chǔ)。因此,參加實(shí)驗(yàn)的每位學(xué)生,均應(yīng)及時(shí)認(rèn)真地書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。要求內(nèi)容實(shí)事求是,分析全面具體,文字簡(jiǎn)練通順,謄寫清楚整潔。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容與格式
(一) 實(shí)驗(yàn)名稱
要用最簡(jiǎn)練的語言反映實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。如驗(yàn)證某程序、定律、算法,可寫成“驗(yàn)證×××”;分析×××。
(二) 所屬課程名稱
(三) 學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、及合作者
(四) 實(shí)驗(yàn)日期和地點(diǎn)(年、月、日)
(五) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
目的要明確,在理論上驗(yàn)證定理、公式、算法,并使實(shí)驗(yàn)者獲得深刻和系統(tǒng)的理解,在實(shí)踐上,掌握使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技能技巧和程序的調(diào)試方法。一般需說明是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)還是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),是創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)還是綜合型實(shí)驗(yàn)。
(六) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
這是實(shí)驗(yàn)報(bào)告極其重要的內(nèi)容。要抓住重點(diǎn),可以從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面考慮。這部分要寫明依據(jù)何種原理、定律算法、或操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)理論計(jì)算過程.
(七) 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和器材
實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境(配置和器材)。
(八) 實(shí)驗(yàn)步驟
只寫主要操作步驟,不要照抄實(shí)習(xí)指導(dǎo),要簡(jiǎn)明扼要。還應(yīng)該畫出實(shí)驗(yàn)流程圖(實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖),再配以相應(yīng)的文字說明,這樣既可以節(jié)省許多文字說明,又能使實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)明扼要,清楚明白。
(九) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等。原始資料應(yīng)附在本次實(shí)驗(yàn)主要操作者的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上,同組的合作者要復(fù)制原始資料。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表述,一般有三種方法:
1. 文字?jǐn)⑹? 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒃假Y料系統(tǒng)化、條理化,用準(zhǔn)確的專業(yè)術(shù)語客觀地描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,要有時(shí)間順序以及各項(xiàng)指標(biāo)在時(shí)間上的關(guān)系。
2. 圖表: 用表格或坐標(biāo)圖的方式使實(shí)驗(yàn)結(jié)果突出、清晰,便于相互比較,尤其適合于分組較多,且各組觀察指標(biāo)一致的實(shí)驗(yàn),使組間異同一目了然。每一圖表應(yīng)有表目和計(jì)量單位,應(yīng)說明一定的中心問題。
3. 曲線圖 應(yīng)用記錄儀器描記出的曲線圖,這些指標(biāo)的變化趨勢(shì)形象生動(dòng)、直觀明了。
在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,可任選其中一種或幾種方法并用,以獲得最佳效果。
(十) 討論
根據(jù)相關(guān)的理論知識(shí)對(duì)所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和分析。如果所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的結(jié)果一致,那么它可以驗(yàn)證什么理論?實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么意義?說明了什么問題?這些是實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該討論的。但是,不能用已知的理論或生活經(jīng)驗(yàn)硬套在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上;更不能由于所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果或理論不符而隨意取舍甚至修改實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這時(shí)應(yīng)該分析其異常的可能原因。如果本次實(shí)驗(yàn)失敗了,應(yīng)找出失敗的原因及以后實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)。不要簡(jiǎn)單地復(fù)述課本上的理論而缺乏自己主動(dòng)思考的內(nèi)容。
另外,也可以寫一些本次實(shí)驗(yàn)的心得以及提出一些問題或建議等。(十一) 結(jié)論
結(jié)論不是具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再次羅列,也不是對(duì)今后研究的展望,而是針對(duì)這一實(shí)驗(yàn)所能驗(yàn)證的概念、原則或理論的簡(jiǎn)明總結(jié),是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中歸納出的一般性、概括性的判斷,要簡(jiǎn)練、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)、客觀。
(十二) 鳴謝(可略)
在實(shí)驗(yàn)中受到他人的幫助,在報(bào)告中以簡(jiǎn)單語言感謝.
(十三) 參考資料
【實(shí)驗(yàn)名稱】靜電跳球
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑^察靜電力
【實(shí)驗(yàn)器材】韋氏起電機(jī),靜電跳球裝置(如圖)
【實(shí)驗(yàn)原理、操作及現(xiàn)象】
將兩極板分別與靜電起電機(jī)相連接,順時(shí)針搖動(dòng)起電機(jī),使兩極板分別帶正、負(fù)電荷,這時(shí)小金屬球也帶有與下板同號(hào)的電荷。同號(hào)電荷相斥,異號(hào)電荷相吸,小球受下極板的排斥和上極板的吸引,躍向上極板,與之接觸后,小球所帶的電荷被中和反而帶上與上極板相同的電荷,于是又被排向下極板。如此周而復(fù)始,于是可觀察到球在容器內(nèi)上下跳動(dòng)。當(dāng)兩極板電荷被中和時(shí),小球隨之停止跳動(dòng)。
【注意事項(xiàng)】
1.搖動(dòng)起電機(jī)時(shí)應(yīng)由慢到快,并且不宜過快;搖轉(zhuǎn)停止時(shí)亦需慢慢進(jìn)行,可松開手柄靠摩擦力使其自然減慢。
2.在搖動(dòng)起電機(jī)時(shí),起電機(jī)手柄均帶電且高速搖動(dòng)時(shí)電壓高達(dá)數(shù)萬伏,切不可用手機(jī)或身體其他位置接觸,不然會(huì)有火花放電,引起觸電。
靜電跳球中小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)室儀器模型設(shè)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1、探究靜電作用力的現(xiàn)象及原理。
2、研究能量間的轉(zhuǎn)化過程。實(shí)驗(yàn)器材:圓鋁板2個(gè)、圓形有機(jī)玻璃筒、靜電導(dǎo)體球(由鋁膜做成)若干。
提出問題:在以前的實(shí)驗(yàn)中,我們對(duì)電場(chǎng)以及靜電的作用力已經(jīng)有所了解。那么,在兩塊極板間,由鋁箔做成的小球真能克服重力上蹦下跳嗎?猜想與假設(shè):在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,由鋁箔做成的小球能夠克服重力而上下跳動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)過程:
1、在兩圓鋁板間放一有機(jī)玻璃環(huán),里面放了一些靜電導(dǎo)體球,當(dāng)接通高壓直流電源后觀察靜電導(dǎo)體球的運(yùn)動(dòng)情況。
2、增大兩極板間的電壓,觀察現(xiàn)象。
3、實(shí)驗(yàn)完畢要及時(shí)關(guān)閉電源,必須用接地線分別接觸兩極板進(jìn)行放電。
探究問題:
1、儀器內(nèi)的小球?yàn)槭裁磿?huì)跳起來?
2、靜電導(dǎo)體球?qū)嶋H在做什么工作?3、為什么增大兩極板間的電壓兩極板間產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象?實(shí)驗(yàn)結(jié)論與體會(huì): (以下由學(xué)生總結(jié)并交流,也可由教師引導(dǎo)得出)課外活動(dòng): 梳子摩擦頭發(fā)后,用梳子可以吸起細(xì)小的紙屑,有些紙屑過一會(huì)又掉下來。實(shí)際做一做,能夠解釋嗎?
注意事項(xiàng):
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