1实验教学应彰显学院化学实验技能的特色
学院化学实验课的内容非常丰富大学物理实验作图法如何做?,涉及面广:力、热、电、磁、光学、近代化学知识都有,且各实验技术有其自己的一套特色。例如,对某化学量可直接检测,若不能直接检测的可通过“比较”、“转换”、“放大”、“模拟”、“补偿”等技术达到检测的目的,而这种技术在其它后续的实验或中级实验技术中都要用到。过去实验教学中对这种实验技术的讲授尤如蜻蜒点水,使得中学生也只能得到零星知识,印象并不深刻。假如我们在实验教学中注意系统归纳讲授实验技术,或在实验教学中是否能围绕某一种技术去安排相应的实验训练,中学生对学院化学实验技术的特色都会有较深刻的了解和把握。通常说来,化学检测的方式好多,如以检测来分,可分为电检测和非电检测两大类;以检测性质来分,可分为直接检测、间接检测和综合检测;以检测过程中被检测是否随时间变化来分,可分为静态和动态检测等等。实验中,无论涉及到哪种检测方式,都应注意彰显该实验技能的特色,丰富中学生的检测知识,重视培养中学生严格的工作心态、严谨的工作作风及良好的实验习惯。
2实验教学中应提供给中学生有自由选择的余地
在当前实验教学中大学物理实验作图法如何做?,从大纲、教材以及实验教学,对中学生的约束力太大,传统的教学模式把中学生统得太死。这样不利于中学生发挥做实验的主动性和积极性。怎么调动中学生学好实验的主动性和积极性?我觉得在实验条件的容许下,可在实验教学中为中学生提供一些较有自由选择的实验余地,让中学生去发挥她们的创造性能力。如以某化学量或某常数的测定为题,提供几种可行的检测方式,让中学生按照自己的爱好去选择,其实教学中要有基本的要求,只要中学生做到了基本要求即使通过了,而对这些心有余力的中学生,通过课题不同的实验比较,提出自己的看法去发挥她们的聪明才智。诸如,重力加速度的检测,可提供单摆法、自由落体或凯特摆法测定;磁场的描摹,可提供冲击电压计测绘、模拟法、霍尔器件或高斯计等方式测绘;或以某种检测技术为题,研究它的应用;或以某种仪器为题,研究它的应用等等。中学生通过实验,会使她们发觉一个数学量的检测或则一种仪器或则一种实验技术的应用,并不是惟一的,哪一种检测方式更为实用可靠?这都会使得她们带着瓿去研究和探求,假如实验教学中,我们能做到有计划且合理地安排,相信对中学生的实验能力和创造性能力的培养是有益的。其实,按照课题,一次可能要排出若干个实验,这将给实验室的工作人员及实验指导班主任降低好多的工作量,同时班主任的素养要求会更高,但是,只要各方面给以注重,这个问题是不难解决的。
3实验教学中应重视数据处理方式的训练
实验技能的训练以及实验偏差理论与偏差估算尚且是学院化学实验教学的基本要求,但是,数据处理方式也应当是实验教学的基本要求之一。往年在实验教学中,注意力是否经常置于后者而忽略了前者。本人觉得,倘若我们在化学实验教学中,有意识地反复注意对中学生进行数据处理方式的训练,相信对提升数学实验教学的质量是有益的。中学生一旦把握了数据处理方式,她们的智能,独立工作的能力等就会得到增强。
数据处理的方式好多,但是,画图法、平均法、逐差法和最小二加法等等仍然是学院化学实验教学中最常用的几种数据处理技巧。诸如,实验测得一组数据为xi,yi(i=1,2,…,n),证公式或求解经验公式。
3·1用画图法处理数据
将该组测得的数据在直角座标纸(或在单对数纸或双对数纸)上标点,看其变化趋势,例如,用直线去拟合,可行,说明x与y的关系是线性关系,满足
y=a0+a1x
待定系数可以用
估算。若函数关系已知,如I=U/R,其实R=1/a1,a0经估算值很小,可近似为零(这很小值因检测偏差带来的),验证了I与U的线性关系,还可求得R值。不能用直线拟合的,可试探某种类型的曲线拟合,求解经验公式,解决多项式的回归问题。3·2用逐差法处理数据
将数据列表,设自变量是等间隔变化(普物实验的通常取值),将对应变量数据逐条逐差,若为恒量,如
δyi=yi-yi-1=a1x(i=1,2,…,n)
则函数为线性关系
y=a0+a1x
假如一次逐差不是恒量,可再度逐条逐差,若二次逐差为恒量
则函数具有
y=a0+a1x+a2x2
方式。倘若二次逐差仍不是恒量,可继续再度逐条逐差,看其是否是恒量,直到逐差为恒量,可确定其方程方式。
据悉,将检测数据分成对半两组,用隔1项逐差,可求解数学量的常数据。
3·3用最小二加法处理数据
最小二加法是从偏差的角度来讨论多项式的回归问题,它从物理上和几何意义上说都比较严格。假设上述检测数据中,xi的检测偏差都归结到yi偏差,且x与y关系为线性关系:
y=a0+a1x
则yi-a0-a1xi=ζix
按照最小二除法原理
取一级微商,并令一级微商为零,整理后,得
其中
为了判定函数方式选定是否合理,在a1与a0解定以后,还须要估算相关系数r,对一元线性回归,r估算式为
按照机率统计理论证明,r值在0与1之间,若r=0,说明x与y完全无关,数据点远离求得的直线,其实用一元线性回归是不妥的;若r=1,说明x与y线性相关得挺好,数据密集分布于求得的直线附近,直线回归处理方式是正确的。
据悉,还可以进一步讨论求得的直线是否通过座标原点以及待定系数a1的偏差问题,用不确定度来叙述检测结果。
用平均法处理数据在技巧上比上述方式简单,通常在精度要求不太高的检测中,用平均法处理数据比较便捷。另外,在学院数学的大多数实验中,化学量之间函数关系多为线性关系,许多非线性关系也可以通过转换,变非线性关系为线性关系去处理。其实,学院化学实验数据处理方式好多,有一定的灵活性,也有一定的物理工具可循,教学中应适当安排一些时间,向中学生系统讲授数据处理方式,并在有关实验中给与必要的训练,中学生通过对实验后的数据做出正确处理,使之找出事物的内在规律性,或检验某种理论的正确性,或打算作为之后实践工作的一个根据。
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