實驗論文范例

1當前存在的問題

1.1硬件條件不足

我院實驗中心現有藥物化學實驗室、儀器室、準備室各一間，近120m2，能夠滿足教學實驗場地的需求。然而，實驗裝備陳舊且不足，基本都是老式的機械攪拌器、電熱套、水浴鍋等，連基礎的實驗要順利完成都存在問題。例如，合成對氨基水楊酸鈉的實驗中，在用水重結晶時，稍微過量的水都使晶體不易析出，這時需要減壓蒸除多余水分的基本操作(濃縮)在藥物化學實驗室都不能完成，影響實驗的成功率，進而對學生的學習興趣產生消極影響。

1.2教學內容孤立

目前，我院開設的藥物化學實驗均為對理論知識的驗證，內容單一、孤立，缺乏連續性、探索性和創新性。每次實驗課，教師都會對實驗目的、原理、方法、注意事項等進行詳細講解，學生只要按部就班地操作就能順利完成實驗，不需要過多的思考。對實驗中出現的異?，F象，很少有學生能獨立分析原因，而總習慣依賴于教師?，F行的藥物化學實驗教學模式，對學生思維方式和潛力的開發以及綜合運用知識能力的培養十分不利。

2改革方法與措施

2.1更新添加常規性實驗儀器設備

一、微型化學實驗對學生學習能力的培養

微型化學實驗則能夠很好地解決這一難題，由于它盡可能地使用較少的化學試劑，而且儀器設備比較小型，方便在課堂上進行，很好地培養了學生的動手能力和創新探究能力。具體表現在以下幾個方面：

1．提高學生的動手實踐能力

對于化學教學而言，課堂教學和實驗教學是兩大基本組成部分，在教學中加入微型化學實驗，增加學生自己動手的次數，能夠強化知識。教師在課堂上可以指導學生，收集家里或是某些公共場所的各種廢棄物品，自己動手制作微型的化學試驗箱。例如收集廢舊的輸液管來代替導管，部分難以收集的儀器替代品和化學試劑等可以由老師提供。對于化學課程中占據相當大比例的實驗，都要盡可能地在課堂上進行演示。對于演示實驗，將其轉變為使用微型化學實驗之后，更容易在課堂上進行。充分利用微型化學實驗比一般的化學實驗使用更少的化學試劑、更安全、更環保的特點，將節省下來的試劑用來讓學生做更多的實驗，加深了學生對所學知識的印象，同時也增加了學生動手操作的機會。如在講授關于硫酸所具有的性質這一節課時，就可以將之前的多試管實驗用微型九板孔來代替，這樣就可以將課堂上的實驗時間減少，讓更多的同學來親自體驗實驗帶來的樂趣。在實驗的過程中，老師要規范學生的操作，及時地指出學生操作過程中出現的問題。

2．培養學生觀察探究的能力

化學學習中有很多現象是需要觀察得出的，在以往的化學教學過程中，大多數都是采用教師一人在講臺上進行實驗，學生在自己的座位上進行觀察的模式。但是由于許多化學反應過程很迅速，反應現象是很微妙的，學生根本無法做到仔細、細致、全面的觀察。微型化學實驗的引用，學生可以利用自己的微型試驗箱，在老師的指導之下自己動手進行實驗，此時，每一位學生都可以通過最合適的距離和方向來對實驗現象進行觀察總結。老師只需要提前告訴同學們所要特殊注意的事項和重點觀測的現象以及有效的觀察方法即可。學生按照老師的提示來進行實驗、觀察，結合所學的知識來進行分析研究，老師幫助同學解決其難以思考出來的難點。這樣一來，不僅學生親自動手實驗，加深了對實驗現象的記憶，也很愉快地掌握了知識。

3．培養學生的思維拓展能力

1、醫用物理實驗教學的現狀

近年來，全國各所高校大規模擴招，每所學校的入學人數每年都在增加，而學校教學設施的更新卻跟不上這種速度。以我校為例，10年前我校每年的招生人數為300人左右，而如今每年的入校新生超過2000人。很多院校的實驗教學出現“捉襟見肘”的現象，特別是醫學院校的物理實驗教學，多位學生共用一臺實驗儀器，甚至有的學生根本不參與實驗。

2、仿真技術在醫用物理實驗教學中的應用及優勢

2.1仿真技術改變以教師為中心的“填鴨式”教學模式

隨著計算機和網絡的普及，將計算機仿真實驗軟件放入校園網絡或計算機實驗室中，能使實驗教學走出課堂，在時間和空間上得到延伸。由于仿真軟件的可視性和可操作性，學生可以提前結合實驗教科書進行預習、學習和探究，大大激發了學生探索和創新的興趣。到上實驗課時，學生不再被迫接受“填鴨式”灌輸，而是主動提出問題和想法，并在實驗過程中予以解決和驗證。

2.2仿真技術增加了合理的實驗內容

2005年，我校購買了中國科技大學的大學物理仿真實驗軟件，此軟件包含了大量的基礎物理實驗，其中核磁共振、原子光譜分析、核衰變的統計等實驗，解決了由于資金不足無法開設和現代醫學相關的近代物理實驗的問題，開闊了學生的視野，使學生進一步認識到物理學的重要性，提高了學生學習物理學的熱情。除此之外，該套軟件里的分光計實驗、偏振光的研究等降低了光學實驗調節步驟的復雜性，節約了購買昂貴光學儀器的費用。

1教師教學理念陳舊，教學方法僵化

任課教師有的滿堂灌，有的滿堂練，有的滿堂問，單純追求課堂氣氛———假熱烈，給人的印象視乎在表演作秀，沒有體現學生的主體地位，忽視學生的學習興趣培養．有的演示實驗效果不明顯，或沒有結果，現象看不到，沒有說服力．比如水沸騰實驗，明明水還沒有沸騰，教師就讓學生站起立即說水在沸騰時有什么現象，教學效果可想而知．有的教師過分依賴仿真實驗或者實驗視頻，一年做不了幾個實驗，經常利用電腦仿真代替演示學生實驗，學生就沒有經歷動手動腦做實驗的經歷和體會．

2實驗器材不足，有些實驗沒有條件做

有的學校多年不添置儀器耗材，實驗器材數量明顯不足，比如某校馬德堡半球實驗只有一套器材，平行班級有八個班，只能等一個班上完以后下一位教師才能使用，影響教學進度．有些學校在經費使用上也不愿意給實驗教學上花費更多的錢財，幾年甚至十幾年也不添置器材，實驗儀器匱乏．有的學校實驗室器材雖然很多，但器材的型號數量配備很不合理，有的過多有的又太少，如某校彈簧秤量程為0～50N的數量多達100個，而量程為0～5N、0～10N的彈簧秤總共只有30個，給教學工作帶來很多不便;有的學校在購置實驗器材時不聽取專業教師的意見和建議，領導拍腦袋想購啥器材就買回來，有的器材對初中物理實驗用處不大，如適合高中教學用的有交流輸出的學生電源在初中使用的時機很少．

3有些教師實驗教學能力有限

可以說這是制約實驗教學質量難以提高的關鍵，困擾著廣大教師，其中存在的問題最多，也是需要我們特別引起重視的地方;比如有些演示實驗操作不規范，甚至有些是錯誤的，有些學生實驗教師不能很好地指導，發給學生實驗器材后讓學生自己亂動，學生想怎么用就怎么用，實驗器材當成玩具，比如有的學生把砝碼浸入鹽水中，用量筒給水加熱等，儀器損壞現象時有發生，課堂教學秩序混亂，實驗效果明顯降低;有些上課用語不規范，比如把溢水杯叫水桶，把燒杯叫玻璃杯，把導線叫電線等．有的教師不清楚滑動變阻器、電阻箱及電位器的適用條件，不分電路情況和實驗精確度的要求任意使用，給學生一個錯誤的信息;有的教師不知道學生電源穩壓和直流輸出的特性，給學生講在任何電路情況下可以隨便使用沒有區別，混淆視聽．有的老師在講授布朗運動和擴散時讓學生在顯微鏡下觀察懸浮花粉微?；蛟跓o風情形觀察空氣中的煙粒、塵埃都會看到微粒的運動，墨汁撒在水中會迅速擴散，并且溫度越高，運動越激烈，擴散也越快，于是老師解釋到我們學生看到的微小花粉或煙粒是它們的分子在做無規則運動，墨汁擴散也是因為墨汁分子在運動等等，當解釋到花粉微粒為啥會在某時刻瞬間不動時是由于水分子靜止不動，試想水分子怎么能在某時刻靜止不動呢?把布朗運動與擴散現象說成是同一種現象;凡此種種漏洞百出的解釋都是老師沒有吃透教材出現的錯誤;還有個別教師實驗課后不打掃衛生，不整理清洗器材，不愛護公共財物，實驗過程中浪費現象嚴重，對學生不進行良好實驗品格的培養，態度情感價值觀教育缺失;不重視總結得失，課后沒有反思，不寫實驗報告、作業批改不認真．

4實驗器材保管使用不當管理混亂

一、實驗教學

1.對實驗老師的要求。

（1）實驗小組的作用。

指導實驗的老師組成一個小組，根據不同專業學生的學習要求，選訂適合的實驗教材。如果沒有合適的實驗教材，可以根據學生的具體情況自編合適的實驗講義，學生人手一冊。每個實驗要求不同，有的實驗需要制表，有的實驗結果數據處理時需畫圖處理數據。實驗教師根據每個實驗，制定實驗報告模板，統一實驗報告的格式，均人手一冊。每個實驗指導老師要不斷提高自己的業務水平、教學水平。每個實驗開始教學前全體指導實驗的老師要集體進行預實驗及備課，通過預實驗，掌握實驗的實際情況，具體問題，合理安排實驗各環節的時間，如講解時間、實驗時間、討論時間等。集體備課時，要對實驗中可能出現的問題有充分的估計，可能會出現什么問題，如何解決。對于特殊的班級、特殊的學生，應特殊考慮，比如少年班的學生年齡較小，思想活躍，獵奇心強，個性鮮明，喜歡主動大膽地去嘗試，這樣，對于可能出現的情況就應有全面充分的考慮，并有相應的預案。集體備課有統一的教案，規范統一每個實驗的實驗內容，講解討論的內容、示范操作內容、提問的內容。每個實驗都制訂了實驗規范，對實驗操作各個環節、實驗報告的各部分得分點統一評價。實驗后或下次實驗集體備課時在集體備課教案上加入實際實驗的時間、存在的問題、處理意見以及建議等，逐步完善實驗。實驗室人員要嚴格按照實驗大綱、實驗項目、實驗時間排課。

（2）實驗內容。

結合理論課學習內容，按照本門實驗課的教學目標、實驗大綱、實驗小組擬定實驗項目，實驗項目大多數相對穩定，同時新增與學科發展前沿有關的實驗內容。實驗課中還利用了我校新建的仿真模擬實驗室，仿真實驗是化學實驗教學的一種嶄新的實驗教學方式，具有很多優點?？梢宰寣W生涉及更廣泛、更加大規模的實驗經歷，同時在實驗中可以進行大膽的嘗試，允許失敗，可以實施在實際實驗中絕對不能有的操作，體會在實際中的不當操作的傷害性，得到震撼和警告，從而嚴格杜絕實際實驗中的危險錯誤操作。對于課前預習，采用網上答題預習，使學生對實驗的原理內容有基本的了解，有疑問帶著問題做實驗，從而有的放矢，達到良好的實驗效果。

（3）做好實驗課前后的工作。

1實驗前

1.1實驗教材教具的準備工作

選擇與本校實驗條件相匹配的實驗項目及教材，是保證藥物化學實驗效果的前提條件。教材或實驗講義中應避免含糊不清的字眼或有歧義的實驗流程，加強實驗設計及規劃，明確每次實驗的知識點、操作技能點、實驗目標與要求。編排好與理論內容銜接的實驗進度，藥物化學本科教學實驗內容應向藥物的質量控制、配伍禁忌、生產及儲存保管等更貼近生活、符合工作崗位需求方面的內容傾斜，注重實驗內容的實用性，確保實驗項目對學生崗位勝任能力的提高有所幫助，真正實現理論與實踐融合。重視多媒體、視頻教學在實驗講解中的作用，在實驗過程中那些比較復雜的裝置和實驗現象，如果單憑教師的講解和示范，可能會耗費不少時間和精力而效果并不理想，采用多媒體及視頻錄像輔助教學，使實驗講授更加生動、形象，使學生感受直觀，記憶深刻，學習效率提高而不良習慣、不規范性操作大大減少。

1.2實驗儀器設備及耗材的準備工作

實驗員對儀器要進行日常保養、常規檢查，使用前對儀器進行調試，保持儀器的良好運行狀態，不可用的儀器設備及時報廢并重新申請購買；對藥品、試劑及時盤點并按要求新鮮配制，確保其有效性和濃度的準確性；對實驗環境中可能存在的危險隱患進行排查，確保實驗室水、電、通風狀況良好；實驗員應提前準備實驗，并隨時在崗，對學生所需的部分實驗耗材隨時提供和補充。

1.3帶教教師的教學觀念的更新與轉變

教師是實驗教學的引導者、策劃者和監督者，在實驗教學中起著非常重要的作用。實驗教學中發現，學生的實驗態度很容易受到帶教教師的影響，教師教學態度嚴謹與否將直接影響實驗教學效果，教師應該充分認識到課堂教學態度的重要性，重視實驗在職業素質養成中的重要作用，特別是對其思想品德、群體合作性、工作習慣、學習創造力的培養。

第一篇：大學物理仿真實驗教學利與弊研究

1大學物理仿真實驗的優越性

1.1投資較少，占用場地小，相對靈活

隨著高等院校招生規模的擴大，人均儀器設備占有量降低及教育資源明顯不足的矛盾日益突出。增加實驗儀器及實驗場地無疑要加大資金的投入，增大了各高校的經濟壓力。仿真實驗相對來說投資及后續追加投資都較少，且占用場地較小，較之實物實驗相對靈活，便于實驗課的安排與調整。

1.2不受外部因素的影響，安全性高

實物儀器在長期使用后由于元器件等的磨損老化等造成了測量誤差偏大，準確度及精確度下降，維修及校準的次數和投入都要增大，且儀器的運行受外部因素（如溫度、濕度、氣壓、光照等）的影響較大，自身穩定性降低。仿真實驗則不受上述外部因素的影響，實驗在程序設計者預先設定的理想狀況下進行，可得到較好的實驗效果，避免了實物儀器因操作不當或失誤造成實驗失敗給學生帶來的挫折感。且投入資金利用周期較長，軟硬件的維護費用也較低。仿真實驗具有很高的安全性，完全避免了實驗自身危險性（如放射、輻射、激光、強磁場等）及實驗出現意外（爆炸、爆裂、泄漏、觸電等）給人帶來的傷害。相比實物實驗中實驗品的消耗及產生的實驗垃圾，仿真實驗真可謂是“綠色環保”實驗。

1.3利用網絡平臺，搭建虛擬實驗室

1傳統科研中的靜高壓實驗裝置

高壓按實驗條件可分為動高壓和靜高壓．動高壓利用沖擊波作動力獲得瞬時高壓，壓值可高達幾百萬甚至幾千萬個大氣壓，同時伴隨驟然升溫．利用外界機械加載方式，緩慢逐漸施加負荷擠壓所研究的物體而使其內部產生很高的壓力，稱為靜態高壓．本文中涉及的高壓相關的實驗技術都指的是靜高壓范疇．現代高壓科學飛速發展，從早期的活塞－圓通裝置、布里奇曼對頂砧等，到現階段世界范圍內承認最為適合產生高壓并且廣泛應用的實驗裝置金剛石對頂砧．高壓科學的發展一直與加壓的實驗裝置密不可分．DAC即金剛石對頂砧高壓實驗裝置．DAC最早模型：借助杠桿原理，把2個金剛石表面對壓，結果金剛石表面之間的樣品很快被壓碎．這是DAC最原始的簡單模型，當時最高壓力達到約10GPa．后來金屬墊圈的使用改變了這一現狀：1個墊圈放置于2個金剛石砧之間對產生高壓非常有利，同時墊圈的使用使DAC有小腔來裝固體或液體樣品．金剛石對頂砧的定位十分重要，因為金剛石十分易碎，工作平臺必須平行而且直徑吻合．約90％的鉆石碎裂不是在很高的壓力下發生的，而是由于操作不當或壓力槽結構不佳（比如沒調準線性）等造成的．使用一定強度的金屬墊圈并且定位完美的DAC，才可以達到較高的壓力．高壓科學發展到現在，DAC高壓實驗技術已經趨于成熟，已經廣泛應用在最前沿的高壓科學實驗中．

2DAC高壓裝置壓砧方面的改進

為了得到百萬大氣壓量級的高壓，DAC裝置采用金剛石作為壓砧［3］．眾所周知，金剛石是世界上最硬的物質，它有著莫氏硬度為10的出眾性質，作為壓砧無論是光學性質還是硬度都無可比擬，但是唯一的缺點就是價格昂貴，1對實驗中品性良好的金剛石至少要1萬元人民幣．而且在科研中長期總結發現沒有受過長期訓練的實驗操作者，在完成對金剛石壓砧對中調平的過程中沒有足夠經驗，或者不夠細心的情況下，沒有按要求把金剛石對頂的砧面完全調平，就很容易使金剛石在加壓的過程中碎裂．但是調試金剛石完全對中與調平又是一個需要長期訓練的工作．如果讓學生一開始沒有經驗的情況下就使用金剛石進行調試，有很大概率會損傷金剛石．金剛石一旦有一點破損，就無法繼續進行高壓實驗，而這對金剛石也就無法再利用了．如果開設了相關實驗課，大量學生循環實驗難免不發生此類金剛石破損的事故，而事故的成本又是巨大的．正是因為這方面原因，高壓科學方面的實驗一直難以走進大學近代物理實驗的課堂．本文采用剛玉（氧化鋁）代替金剛石作為DAC加壓裝置的壓砧則可以很好地解決該問題．首先剛玉是由氧化鋁（Al2O3）的結晶形成的寶石．摻有金屬鉻的剛玉顏色鮮紅，一般稱之為紅寶石；而藍色或沒有色的剛玉，普遍都會被歸入藍寶石的類別．剛玉的莫氏硬度為9，非常接近金剛石．而且無色的白寶石也完全對光學相關測試沒有影響，可以說是一種非常好的金剛石壓砧的替代品，白寶石壓砧如圖2所示．更主要的是它的價格并不高，1對白寶石壓砧的價格為800～1000元，而且可以反復利用，破損率并不高．較之金剛石的價格，白寶石壓砧即經濟又實惠．不過白寶石也存在問題，它能承受的壓強不高，最高也只有1～2GPa．但是在近代物理實驗教學中，獲得這樣的壓力已經足夠了。

3墊片的選擇

傳統金剛石壓砧的硬度很高，與金剛石配套使用的墊片是型號為T301的鋼片，其具有很好的延展性和適中的硬度．如果采用白寶石作為壓砧時墊片就不能繼續采用T301鋼片，因為T301鋼片的硬度過高，白寶石預壓過程中容易損壞，難以與其搭配使用．根據該情況，找到了配合白寶石壓砧使用的墊片，即銅片．銅片相對鋼片的硬度更適合搭配白寶石．這里要強調如果用純銅，硬度相對較軟，應采用黃銅或磷銅片作為墊片．

4結束語