公务员期刊网 精选范文 实验创新设计范文

实验创新设计精选(九篇)

实验创新设计

第1篇:实验创新设计范文

关键词:化学音乐喷泉;两级喷发

文章编号:1008-0546(2012)10-0094-01

中图分类号:G633.8

文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.10.040

在现行高中化学1(必修)中,氨气的喷泉实验是一个很基础也很有趣的演示实验,高考也经常考查与喷泉实验有关的知识,并且考查的内容越来越新颖多样。当老师在课堂上演示喷泉实验时,学生无不为其美丽而惊叹,虽然在老师的讲解下,学生初步明白喷泉实验利用氨气在水中溶解度很大(体积比1∶700),在短时间内烧瓶内气压减小,从而使外界大气压大于瓶内气压,在打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。但是形成喷泉的原因除了外界大气压大于瓶内气压,还可以是产生的气体不溶于水,收集气体的集气瓶瓶中的压强大于外界大气压,而致使瓶中的液体被压出来形成喷泉。原理与火山喷发类似。为了激发学生的求知欲和他们的创新精神,笔者运用与课本上不同的化学喷泉原理,并通过电路设计加入了音乐贺卡,最终设计出了两级喷发的化学音乐喷泉。

一、主要仪器药品

试剂:金属钠、蒸馏水、酚酞溶液、铝箔

仪器:打孔器、切管用具、圆底烧瓶、锥形瓶、橡皮管、玻璃管、橡皮塞(2个)、酒精灯、导线、音乐贺卡、电池、铁钉

二、实验原理以及装置图

1.原理

(1)由于钠与水反应产生的氢气不溶于水,使锥形瓶中的压强大于外界大气压,而致使瓶中的液体被压出来形成一级喷泉。当锥形瓶中的水被压入圆底烧瓶时,瓶中的空气受到挤压,瓶中压力增强形成二级喷泉。

(2)此外生成的氢氧化钠使酚酞溶液呈现红色,故喷泉呈现红色。

(3)利用电解质溶液(反应生成氢氧化钠)的导电性,使音乐贺卡连通电路,自动放出音乐。

2.装置图

三、实验操作

(1)按照图示安装好实验装置,先检验装置的气密性。在锥形瓶中加入水,用热毛巾敷住,若看到锥形瓶中的导管里有水柱上升,则气密性良好。反之,则说明不好,应检查各部分的气密性,直至出现上所述情况为止。

(2)向锥形瓶中加入水和酚酞,接通电源。

(3)用铝箔包取黄豆大小的一块金属钠,并在其上针刺多个小孔,固定在锥形瓶瓶塞下的铁丝上。随即塞紧瓶塞。

(4)将整套装置放在一托盘上,以免喷出的NaOH溶液腐蚀桌面。取用的金属钠的量不能多,要注意反应安全。

四、实验现象

(1)连通锥形瓶和烧瓶的直型导管上端的尖嘴部喷射出红色喷泉,随即连通烧瓶的两支U型导管也喷射出红色喷泉。

(2)音乐贺卡自动播放音乐。

第2篇:实验创新设计范文

关键词:创新实验;机器人;巡线;避障;传感器

中图分类号:TP242

为配合本校“智能机器人”选修课程,本教研室开设了机器人巡线的创新实验,把机器人理论和实际应用有机的结合起来,使学生在实验中认识集成系统,掌握机器人的行为控制,培养解决实际问题的能力。

为培养学生的创新能力,本实验要求学生自己动手安装伺服电机、碰撞传感器、巡线传感器、控制设备等,让学生对智能机器人的设计从感性到理性上有一个提升。

在实验场地中设置连续的环形黑色线条,设置机器人的控制程序,让机器人寻着黑色线条路径前进,并在岔路口直线入口设置障碍物,机器人在探测到直线障碍后选择无障碍弯道继续前进,最后到达终点。

要实现机器人的巡线和避障功能,需要用到多种传感器,用传感器感知引导线和障碍物,引导机器人寻着正确的轨道前行。

逻辑编程采用C语言,使用Keil开发环境。

1 工作原理

红外防碰撞传感器和巡线传感器使用的都是红外反射式光电传感器,包括发射红外光的固态发光二极管和接收用的固态光敏二极管,发射管将特定频率的红外光,接收管接收这种频率的红外信号,当红外检测方向遇到障碍物时,红外信号反射回来被光敏二极管接收,形成反射光强度信号电压V,这个电压是传感器与障碍物之间距离x的函数,通过设置反射光的输出电压阀值作为目标,可以判断传感器和障碍物之间的距离。

由于自动巡线反射距离在1cm左右,而且探测环境是在底部阴影环境之下,不容易受外界光信号干扰,巡线传感器采取FS-359F红外反射传感器,048W封装,便于安装。对于防碰撞传感器,由于需要5cm以上的探测距离,选用性能比较合适的FS-359F 043W封装传感器,使用约40mA的发射电流在实验室环境没有强光干扰的情况下,探测距离可以达到10cm,满足避障需求。

2 逻辑设计与实现

实验需要在机器人的前部及左右两侧安装防碰撞传感器,用于检测前方、左前方、右前方的障碍物,便于在巡线过程中避免发生碰撞,对于各方向上是否有障碍物时设置返回值如下:

实验中的巡线传感器安装在机器人的前端底部,并排安装3个传感器,左右传感器用于检测是否跑偏,中间传感器在黑色线条之上,用于辅助检测,确保小车按引导线路径前进。

红外传感器电路图如下图2所示:

系统控制采取STC公司的STC89C52单片机,STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,一种典型的连接示意图如下图3所示:

程序设计采取Keil C集成编辑器,程序主要进行距离数据的处理,判断巡线是否准确,是否有障碍物,在正常情况下控制电机运转,使机器人直线前进,在巡线不准时下达校正线路命令,在有障碍物时进行下达转向命令等,编程不在此详述。下图4是机器人巡线的逻辑流程图:

3 结论

巡线机器人创新实验让学生在实验中学习单片机、传感器、伺服电机等设备原理,并自己动手安装,通过编程,控制机器人的行为,实验比较简单,但是能把理论和实际应用很好的相结合,增强了学习的兴趣,培养了解决实际问题的能力。巡线机器人结合摄像和图像处理模块,可用于机房、仓库等比较固定的位置巡检,替代一定的人工作业,具有广泛的应用前景。

参考文献:

[1]李航,孙厚芳,袁光明,林青松.智能控制及其在机器人领域的应用[J].河南科技大学学报(自然科学版),2005,1.

[2]王耀南.机器人智能控制工程[M].北京:科学出版社,2004.

[3]王君.单片机原理及控制技术[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]赵燕.传感器原理及应用[M].北京:北京大学出版社,2010.

[5]田淑珍.电机与电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2010.

第3篇:实验创新设计范文

1传统VB程序设计实验教学问题

1.1“VB程序设计”课程实验教学模式落后

传统的VB程序设计实验教学都基于“课堂讲语法、课后组织练习”的学习模式予以实施,学生进行实验教学基本上都是按照教师给定的课后实验步骤进行简单的语法验证性实验,绝大多数学生都能进行相对简单语法的程序设计语言编程,而一旦实验教学进行了一定的拓展,脱离了既定的实验步骤,学生则显得力不从心,无计可施,这便是传统程序设计类课程实验教学过程的弊端,由于程序设计类语言较多如常见的C++、C、Java等其语法结构有诸多相似之处,而学生学习该类计算机课程时将实验教学作为验证原理性的过程予以实施,而缺乏对其作为工具性的编程学习来应用,导致了整个程序设计类实验教学的教学效果不足。

1.2“VB程序设计”课程实验教学目标性不足

VB程序设计教学实验与其他程序设计类语言教学目标相似,缺乏针对相应程序语言特点的目标性教学,不能突出VB程序设计在应用程序设计时其拖动式的窗体设计优势,学生对教学目标认识不明确,将其实验教学作为普通的教学环节予以学习,学习的目标性严重缺失,更别说学生利用VB程序设计语言进行创新性、自主性的探究式学习,综合程序应用和设计能力更无从谈起,整个实验教学环节学习的孤立性问题比较突出,在进行理论知识转换实践技能的环节过程中多以验证性的实验为主,学生疲于应付语法的学习,对于VB语言缺乏结构性、整体性的理解,造成VB程序设计实验课程教学效果的不理想。

2创新VB程序设计实验教学的必要性分析

为了提高VB程序设计实验教学效果,使得学生能够以工具的角度来看待VB程序设计语言,创新VB程序设计实验教学具有非常重要的意义。通过构建新式的实验教学过程,明确教学目标性,结合必要的实验手段,不同层次和接受能力的学生都能够有所收获,有效的实现了当前素质教育所提倡的因材施教。当然程序设计类的实验教学,并不是学生简单的掌握几个程序语法过程,而是利用已掌握的语法实施需求解决方案,获得解决问题的能力,通过不断的发现问题、解决问题、形成学生自主探究、合作学习以及兴趣式学习的学习能力,而这才是程序设计类实验教学的最终目的。

因此创新VB程序设计实验教学,就是对教学目标、教学过程、学习方式等实验内容进行“再设计”,结合VB语言特点,构建新式的实验教学过程,激发学生学习兴趣和探索积极性,将理论知识、实践技能作为一种学习能力予以重新审视,最终使得学生学有所获,达成既定的学习目标。由此可见,创新VB程序设计实验教学,是重构其教学过程,使其能够符合程序语言类教学特点,同时是有效提高学生学习能力的重要环节。

3“VB程序设计”课程的创新性实验教学探析

3.1以项目为导向设计实验教学

要创新VB程序设计实验教学,应对传统的验证性的实验过程予以创新,减少语法性的实验练习。因此,在进行VB程序设计课程实验教学时可以采取当前流行的项目式教学,将教学目标和教学内容融入到一个一个的项目过程中来,让学生转变语法实验思维模式,将需求作为整个实验教学过程予以对待,通过对项目需求的分析、探究、设计以及总结,实现程序设计过程的再现,模拟了真实的生产过程,对于培养学生分析、解决问题能力具有十分重要的意义。当然项目式教学的核心在于“项目”的设计,针对章节内容的项目设计应趋于合理,项目过于简单达不到练习的目的,项目过于复杂会导致有限的实验教学时间难以达成,挫伤学生学习积极性。

3.2实验教学学习模式的创新

程序类的学习模式应根据其课程特点予以创新,因此在开展VB程序设计实验教学时,可以采取新式的学习模式进行实施。传统的学习模式都是学生进行单独练习和实践,整个实验过程单调而乏味,因此可以采取自主实验和小组合作式的学习模式进行实验环节的创新。对于一些简单的实验过程,一个人就足够完成的部分采取自主学习模式,对于相对复杂的项目教学则可以采取分组学习模式,通过对学生分组,组内成员互相监督,互帮互助,在学习程序设计实践的同时锻炼了学生协作学习、团队合作能力,有助于学生将来走向开发行业实现平稳过度。在进行小组合作学习的时候,应注意个别学生滥竽充数的问题,小组的划分应根据实际需求予以实施,同时应明确组内成员任务,切实提高分组学习效果。

3.3层次化实验教学设计

层次化教学是近年来实施个性化教育的重要思路,其理论依据是因材施教,是根据学生在学习特定学科时接受程度的不同采取的一种差异化教学。层次化教学应设计不同的学习目标,一般都会存在基础性教学目标、拔高性的教学目标以及拓展性的教?W目标,基础性教学目标是最为基础的教学要求,是学生必须掌握的学习内容,而拔高性和拓展性的学习目标则是在基础性学习内容之上进行相关内容的拓展,以满足接受能力较强学生对于知识的深入了解。因此基于上述理论,在实施VB程序设计实验教学时候,可以通过基础实验目标、扩展性实验目标进行分层,基础实验目标作为共性标准,不同层次的学生都应努力完成,而拓展性学习目标则是针对学有余力的学生进行知识的扩充。

3.4加强综合性、模块化实验设计

VB程序设计实验环节还应加强综合性以及模块化的实验设计,在学生有了一定的理论和实验基础之后,通过具有一定功能性的程序目标引出综合性的实验设计,综合性的程序设计能够完成一定的功能,集成了诸多的功能组件,具有模块化的设计思想,对于提升学生综合语言应用能力具有十分重要的意义。例如可以通过XX系统的设计为需求目的,通过不断整个功能模块练习,增强整个系统的功能性,在此本文建议可以通过迭代式的程序设计予以实施,如在学生没有掌握数据库连接的时候通过以文本保存或者文本输出的形式予以替代,当有了相应的实验基础之后再进行相应功能的补充完善,这种迭代式的实验过程对于提升学生程序设计思路有着高度借鉴性的作用,应予以推广。总之,通过构建综合性、模块化的程序实验设计锻炼和增强学生综合语言运用能力。

第4篇:实验创新设计范文

1新工艺大实验的教学内容

我校制定的工艺大实验包括厌氧发酵生产实验和好氧通风发酵生产实验两大类,其中,厌氧生产实验是啤酒或黄酒的制作,而好氧通风实验是柠檬酸、氨基酸或是一些重组菌的发酵生产。为期3周的内容包括:原料的分析检测,发酵过程各个参数的跟踪检测,发酵产品的分析或品评等。为了增强学生独立思考和设计的能力,强化对生产工艺和控制参数的认识,在教学方案中,增加了自选原料设计并制作新产品的实验内容和以小组为单位进行汇报展示的新考核方式。

1.1工艺大实验的任务与安排

啤酒酿造工艺大实验的主要内容包括200L啤酒酿造的综合实验、啤酒酵母的分离保藏和鉴定、啤酒原料分析比较综合实验和自选原料的特色啤酒酿造实验4大模块。200L啤酒酿造周期较长,为期3周,包括菌株活化、扩培、原料的预处理和发酵过程监测等,要求每组成员,进行合理安排,分工合作,使各个模块能够相互协同。每个小组包括4位同学,自行安排各个实验的时间和设计实验方案,他们在这3周均必须保持较高的工作强度,才能顺利完成既定的实验任务。此外,为了使实验内容能够顺利进行,安排研究生助教协助解决学生遇到的问题。

1.2中试规模的工业化生产实验

200L啤酒酿造的中试生产实验是采用一套半自动化啤酒酿造设备,模拟现代啤酒的酿造工艺。进行中试生产实验事实,将2~3个小组合并为一个大组,每个大组选择一个独特的原料配方进行实验,包括纯大麦麦芽、焦香麦芽(黑啤)、大麦麦芽与小麦麦芽混合、大麦麦芽和青稞芽混合、添加不同辅料(大米、玉米淀粉或加玉米糖浆)等原料使用方案。这些方案的应用,使学生能够掌握不同类型啤酒的酿造工艺,同时认识不同啤酒酿造原料对啤酒质量和口感的影响。中试生产的实验任务包括酵母扩培培养基制作、酵母扩培、发酵罐设备的清洗、原料和辅料的处理、酿造过程的设备操作和发酵过程的参数监测等。每天跟踪检测的指标包括啤酒酵母细胞数、啤酒酵母芽生率、双乙酰含量、发酵液外观,发酵后期增加分析酒精度、发酵度和高级醇酯等。从酵母培养到啤酒发酵成熟,一般为期3周,实验内容涉及菌株、原料、设备和发酵工艺及最后阶段的口感品评。涵盖啤酒酿造的各方面,包含微生物学、发酵工业分析、发酵设备以及酿酒工艺学等学科知识,具有综合性和实践操作性较强的教学特色。

1.3辅助实验在新教学方案中应用

工艺大实验过程中,同时安排了有关菌株和原料的辅助实验,加强学生对工业原料和工业分析指标的认识,包括啤酒酵母的分离、低双乙酰酵母筛选以及酵母保藏;啤酒原料的水分、淀粉含量分析、无水浸出率分析以及协定糖化和协定麦汁的分析等。此外,重新对学生进行专业性的理论指导,即通过PPT演示讲解啤酒酵母和原料的相关知识等。通过这两个模块的实验,不但锻炼了学生对微生物原辅料的分析操作能力,同时加强了学生对啤酒酵母菌管理和啤酒原辅料指标控制的认识。

1.4新产品的设计与制作

经过以上的教学方案,能够帮助学生掌握现有的啤酒酿造的综合知识,但是这些知识体系较为固定,学生的学习主要以操作为主,仍不能灵活应用。为了加强他们的创新能力,新的教学方案增加了自选原料制作新产品的实验模块,即以小组为单位,讨论并设计新产品,选择合适原料,制定相应的工艺,进行小型实验,并进行考评。新产品的设计环节,学生充分发挥主观能动性,自主选择特色原材料,定位独特的产品。此外,学生需要将新原料与新工艺相互匹配,达到熟悉和掌握工艺参数的目的。在啤酒酿造实验中,学生制作的新产品,风格丰富多样,如香醇丰富的桂花蜂蜜啤酒、色彩鲜艳的玫瑰啤酒、果味突出的苹果啤酒和咖啡香味的咖啡啤酒等。在这种创新教学方案中,学生的主动性被充分调动,通过独立思考,应用所学知识,创造了全新产品,在短时间内较好地培养了他们的创新能力。

2工艺大实验的创新考核方式

对实验教学效果进行考核时,传统实验报告的考核方式存在诸多缺点,不能使学生再次系统性地回顾各个实验环节的原理和内容,也不能评价学生掌握相关知识的熟练程度。我们改进这种大工艺实验的考核方式,包括实验过程中的自选原料设计新产品的汇报环节、新产品口感品评与打分的环节和发酵设备操作技能的现场考核环节以及实验结束后的综合汇报考核。新产品设计的汇报考核,重点考查学生对原料选择的合理性、原料预处理工艺的正确性和新产品制作的可行性。通过这一个环节的汇报,不但修正了学生在新产品设计出现的一些错误,同时考查学生对专业知识掌握程度。新产品的口感品评考核,则对学生制作的产品在色、香、味方面进行综合感官评价,考核产品的创新性。现场设备操作考核,了解学生对发酵设备熟练程度。最终的综合考评,则在5-8分钟内。以小组为单位,用PPT展示为期3周的所有实验内容和结果,并进行适当的讨论和总结,最后由老师专业点评和提问。通过该环节的考核,有效检验了学生的专业知识和创新能力。优秀的学生能够很好地掌握并应用已学过的专业知识,清晰展示他们的新产品设计与制作过程;而一些表现较差的学生,往往只是学会了部分操作步骤和简单的工艺。所以,这种新的实验教学考核方式,能够检验学生的实验效果,客观反映学生对知识的掌握情况,且提升学生发现问题和解决问题的能力。

3新教学方案的成效

3.1解决了一些常见的实验教学问题

实验教学对提高大学生的实践动手能力和创新意识具有重要的意义,然而我国高校实验教学仍存在着诸多问题,例如实验教学缺乏独立的教学地位、缺乏整体性和缺乏科学的实验考核体系等。此外,实验教学普遍采用现有的实验步骤和参考书,实验教学侧重于实验操作方法的训练,并未涉及问题引导性的自主设计实验,难以锻炼学生的创新能力。采用新的创新设计型工艺大实验的教学方案,能够解决这些常见的实验教学问题。

1)工艺大实验具有独立教学的地位,其对象是经过3年学习的大三学生,采用独立性实验教学,具有综合性的特征。

2)工艺大实验内容丰富,模拟工业生产过程,各个实验环节相互补充,具备知识综合性和教学完整性的特征。而在考核环节,以学生小组展示为主导,老师的点评为辅,能够科学地检验学生对综合知识体系掌握的熟练程度。

3)新产品的设计与制作,融合到工艺大实验中,锻炼学生独立思考和灵活应用知识的能力,激发他们学习兴趣和创新意识。所以,新教学方案以工业生产操作技能与创新设计能力并重的实验教学手段,解决实验教学中普遍存在的教学问题,提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,提升他们的专业技能和创新观念,显著提高了实验教学质量。

3.2显著提高学生的创新能力

培养学生的创新意识和创新能力,是高效教学的基本目标[12]。经过系统的基础知识和专业理论知识学习之后,通过综合性较强的工艺大实验,强化学生的专业知识。同时,增加他们的专业实践能力,是非常必要的,也是培养学生创新意识的重要途径。在为期3周的工艺大实验中,学生每天都必须完成多个实验项目,包括化学分析、微生物操作和设备操作等,其内容丰富,涉及面广。经过反复的实验训练,使学生能够熟能生巧,将积累的实验知识应用于新产品的设计和制作过程中;使学生切实体会所学知识,包括理论知识、工艺参数、设备布局和员工管理等。经过工艺大实验之后,学生也总结了许多收获和体会,比如在实验过程中团队协作和有效沟通的重要性,虚心求教和碰到难题不妥协的态度,对实验过程保持足够的细心且对不可预期的结果要保持信心、重新认识专业知识学习的重要性等。

4结束语

第5篇:实验创新设计范文

南通纺织职业技术学院组队参加了2007年和2009年的全国大学生电子设计竞赛,均获江苏赛区二等奖。通过这两次比赛,反映了我院教育教学的不足:学生知识面不宽,实践动手能力不强,科技创新能力不高,教学内容陈旧,实验室配套不齐全等。因此,2009年下半年我们对实验室进行了改革,建设了电子与电气创新实验室。经过一年的建设,实验室已投入运行,创新实验室的建设为我院机电系学生提供了施展才华的舞台,提高了学生专业学习兴趣,开拓了学生的知识面,提升了学生的专业技能,丰富了学生的第二课堂。同时,创新实验室的建设也为我院进行示范性院校建设提供了思路。

建设创新实验室的必要性创新实验室的建设将打破传统实验室的实验功能,更多地为学生进行自主设计创新项目提供必需的设备资源和人力资源。创新实验室与传统实验室的不同点在于:(1)传统实验教学往往注重对所学知识的验证,即要求学生在规定的时间内完成理论知识的验证。(2)传统实验教学多采用讲授法,教师是传授知识和技能的主体,而学生只能被动地接受知识和技能。(3)在传统实验教学中学生只要按照实验指导书上的实验步骤按部就班地进行实验,就能够得到实验数据。有些学生不重视实验过程,做实验积极性不高,得到实验数据却不知道实验原理的学生大有人在,这就背离了做实验的宗旨。因此,传统实验室带来的弊端是难以充分调动学生的学习积极性,难以充分发挥学生的创新思维能力,不利于学生创新能力的培养。

创新实验室的建设可以弥补传统实验室的这些不足。创新实验室的教学以学生为主体,充分发挥学生的主观能动性,让学生主动去驾驭整个实验过程;创新实验室采用开放的管理模式,学生有足够的时间去分析和解决实验过程中出现的种种问题。当遇到问题时,他们会主动通过各种方式寻找答案,如网络、图书馆的资料,这一过程将有助于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,如果通过以上方法仍不能解决问题,可以请教经验丰富的高级工程师。创新实验室所做的实验大部分是学生自拟的,学生的创新思路通过所学的专业知识及创新实验室提供的一些资源可加以实现。因此,创新实验室的实验过程有利于学生科技创新能力的培养。下面以电子与电气创新实验室的建设为例,介绍其功能及配置与运行模式。

创新实验室的主要服务功能目前,电子、电气创新实验室主要服务于电子、电气、机电一体化相关专业的实验实训教学,可以满足《单片机技术应用》、《模拟电路技术》、《数字电路技术》、《PLC与变频器技术应用》、《机电一体化技术》等专业课程的实践教学要求。除了正常的实践教学外,电子与电气创新实验室还具有以下功能:(1)为学生创新提供开放式服务平台。它可以为那些理论知识扎实、实践动手能力强,特别是具有创新能力和团结协作精神的学生提供良好的服务平台,学生可以通过此平台相互学习,相互探讨,共同进步,同时也能激发其他学生的科技兴趣,对丰富学生的第二课堂也有重要意义。(2)为学生参加各种电子竞赛、“挑战杯”大赛、科技节、课程设计、毕业设计等提供学习与培训的相关仪器设备和场地。(3)为各科技协会举办科技活动提供场所。科技协会每年从新生中吸纳一些对科技有浓厚兴趣的学生加入,定期组织这些学生参加校级、系级科技竞赛活动,激发学生的竞争意识,提高学生的科技创新能力和实际动手能力,及时发现和储备理论知识扎实、实践动手能力强的优秀学生,为学校参加各类科技比赛做准备。(4)为教师科研活动提供相关仪器设备和场地。创新实验室的配置创新实验室的设备配置创新实验室的设备配置要求功能全面、技术先进、种类齐全、安全性能好,尽可能让学生动手实践,以有利于学生工程实践能力的培养,有利于学生创新能力的培养。如电子创新实验室可以购置常用的单片机开发板,不要局限于MCS-51系列,可以考虑PIC单片机、AVR单片机等,以及一些高端开发类器件如CPLD、DSP等。设备既要满足主流产品开发的需要,也要满足非主流产品开发的需要,我院机电系电子创新实验室设备配置如表1所示。电气创新实验室主要购置常用的PLC、变频器、步进驱动器、步进电机、伺服放大器、伺服电机、工控网络等,再购置一些常用的机械传动机构,将会最大限度地发挥创新实验室的服务功能,我院机电系电气创新实验室设备配置如表2所示。电气与电子创新实验室均可提供50个工位,可同时满足50名学生进行实践及科技创新活动,解决了原有实验室资源不足的问题。

创新实验室的人员配置在创新实验室的日常运行中,指导教师的合理配置是非常重要的。学生在进行科技活动时,由于知识、经验和技能的相对不足,离不开指导教师的理论分析与实践指导。因此,要求指导教师不仅要有扎实的理论功底、丰富的实践经验,还要有较强的奉献精神和创新精神。指导教师的选择还要注意专业搭配适当、年龄结构合理等。创新实验室的运行模式目前,电子与电气创新实验室均采取开放式的管理模式。开放式的管理模式是一种以学生为主体的教学模式,是培养学生自主学习能力、科技创新能力和团结合作能力的有效途径和方法。开放式的管理模式可以充分调动学生的学习积极性,提高学生分析问题与解决问题的能力。创新实验室开放式的管理模式使师资、时间、仪器设备等各种资源得到最大限度的利用,实现了资源共享。为了能够充分发挥创新实验室的服务功能,保证学生科技活动的深入开展,我院采取了以下做法:对于进入创新实验室的学生采取相对宽松的管理体制,没有严格的作息时间规定,学生可以在课余时间随时进入创新实验室进行科技作品制作,但必须遵守创新实验室的相关制度,做到“有制度可依,有制度必依”,以利于创新实验室的正常运行。例如,学生进入创新实验室做实验,要进行设备与人身安全教育并签字,明确责任,防止损害仪器,杜绝人员损伤等事故发生。教育学生按照实验室管理制度,严格遵照实验操作规程进行实验。

第6篇:实验创新设计范文

1.教师对学生的思考设计进行引导

同其他课程一样,物理实验设计教学的重点是培养学生独立思考的能力。因此,在物理实验的教学过程中,应该提高学生学习的主动性,只有这样才能获得最好的学习效果。所以,在教学过程中,教师应该把自己当作学生学习的牵引人,给他们指出正确的学习方向,通过师生合作的方式,提高学生学习的动力。

2.对学生的观察能力进行培养

让学生对实验的作用加深了解,提高对实验操作的兴趣,进而对学生自主设计实验的能力进行培养,从而进行不断的创新。由此看来,实验是物理教学的基础,而培养实验观察能力是实验的关键。对实验的观察能力的培养应该从对实验现象的观察开始进行,使学生敏锐的观察能力得到锻炼。这可以通过对实验仪器、过程、现象以及结果的观察进行,将更多的观察机会提供给学生。

3.将创新着眼于系统化的物理知识

随着科学技术的不断进步,多媒体技术进入了学校的课堂之中。物理教师可以利用这一技术使物理知识的教学更加系统化,利用这一技术让学生能够更加形象地学习物理知识,从而将积累和归纳总结的方法熟练地掌握。通过这样的方法,学生在对物理知识进行由表及里的认识过程中,能够不断升华自我的认知,同样创造性思维也得到了提升。

4.教师不断对自己的知识水平进行提高

在进行了课程改革之后,教师不断向着综合型教师发展,这就要求教师一方面要与同学进行学科知识的交流,另一方面还要了解其他学科的知识。只有这样才能成为一个具备综合能力的教师,才能够促进学生全面的发展。当前的课程内容不断更新,单一的学科知识无法对这些内容进行驾驭,所以,在工作方式方面,教师应该学会打破常规,不再单兵作战。通过对自身知识和学习能力的提高,培养更多优秀的人才。因此,在进行物理实验设计创新的过程中,不能将其局限在将学生的创新能力进行培养,作为一名对学生的学习进行引导的人民教师,应该在了解同学的特点和兴趣方向的同时,具备一定的创新精神。将自己的创新经验和能力结合到学生的课程开发上,同时将自己周围的有力资源进行收集、整改和完善,这样才是对学生负责的表现。这样才能在教学的过程中减少对教科书的依赖,进而将合适的、有远瞻性的课程呈现给学生。

5.科学的思维方式

在高中生中,为了培养他们的物理实验创新能力,第一步也是最重要的一步就是培养他们的创造性思维能力。这是同学生的思维方式密切联系的。这种培养的宗旨是让学生能够将科学的思维方法进行掌握。在培养的过程中注意对学生的观察能力以及实际操作能力进行提高。“思维”的前提是观察力,同时也是科学探究能够成功完成的一个重要条件。

二、结语

第7篇:实验创新设计范文

1预防医学实验教学存在的问题

一直以来,实验教学以单纯验证学科基本理论为主要目的,忽略了学生创造能力的培养。以往预防医学实验内容中环境与健康部分属验证性实验,教师讲解原理、操作方法及注意事项等,学生只要按部就班的进行就可到预期的实验结果。这种被动式的学习,影响了学生自主性的发挥,甚至使部分学生对实验课失去了兴趣。同时预防医学的验证性实验内容大部分与实际生活脱节,造成学生感觉学无所用。因此在预防医学实验教学中存在以下问题:①对预防医学实验课不重视,不提前预习实验的内容,对实验前的准备,学生很少参与,各种仪器的操作、试剂的配制完全不了解,导致在实验过程中操作不规范,实验结果不准确甚至没有结果。②学生动手能力差,有的学生只注重实验结果,在实验过程中观察到的现象和出现的问题不知道怎样分析,甚至有的学生不进行实验,最后抄袭别人的实验结果。③团队协作能力差,许多学生只知道自己做实验,不与其他同学协作,不会的不懂得去询问,应付了事。④实验报告不规范,课后忽视对实验结果的分析,一律照教材上的内容分析,没有创新意识。

因此,为了培养、造就一批集医疗、预防、保健综合能力的创新人才,我们要加强预防医学的实验教学。通过实验不仅使理论与实践结合,帮助学生理解和巩固所学的理论知识,而且更能培养学生的操作能力和分析问题、解决问题的能力及科学创新思维。所以要改变教学方法,来提高学生的积极性和主动性。

2明确教学目标

预防医学实验主要是针对环境卫生学、职业卫生学等开设的一些实验内容。实验教学的关键任务之一是促进学生动手与动脑,动手即是训练学生亲自或独立进行基本的专业操作技能。动脑即是引导学生思考与理解实验项目的基本原理和对结果的正确分析。为了利于课堂理论与实验教学的有机结合,我们提出实验教学的条主线:一是让学生在掌握理论知识的前提下,进行实验前期准备工作的全过程,从玻璃器皿的清洗、药品试剂的配制、仪器的调试等,并对每步进行详细记录。二是引导学生对实验结果的正确记录与有效分析,尤是注重用自己的思维去分析,去创新。

3优化实验教学内容

3.1预防医学实验教学内容的安排

我院预防医学实验教学内容安排和学时数,具体安排见表1。表1医学本科生预防医学实验项目与教学目标实验项目学时教学目标饮用水消毒3掌握饮用水消毒的原理、方法和余氯的估计膳食调查3掌握膳食调查的方法和食物成分表的应用食物中毒案例讨论3熟悉食物中毒分类和调查处理的原则红细胞游离原卟啉测定3熟悉原卟啉测定的方法胆碱酯酶活性测定3熟悉胆碱酯酶测定的原理、方法和结果分析尘肺片阅读3掌握尘肺X线片特点和尘肺的防治措施环境汞污染3了解汞污染的来源和防治措施气象条件的测定3熟悉气象条件测定的方法数值变量资料的描述5掌握数值变量资料的描述指标,统计软件的应用t检验2掌握t检验的适用条件和步骤方差分析2掌握方差分析的适用条件和公式分类变量资料的u检验等2熟悉u检验的适用的条件和资料的类型χ2检验2掌握χ2检验的公式的应用秩和检验2熟悉秩和检验的步骤直线相关与回归2掌握直线相关与回归的概念和分析步骤样本含量估计、统计图表2掌握在科研设计中n估计,统计图表的特定。

3.2预防医学实验内容的特点

上述实验内容注重从实际工作出发,打破学科间壁垒、改变传统“验证性”实验教学模式,克服学科间实验内容低水平重复、综合性实验及创新设计性实验开设不足等缺点,将实验内容分类整合、优化体系,并增加近年来公共卫生工作面临的实际问题等内容组织教学。预防医学实验教学的主要任务是通过该课程中基础实验、综合实验、设计创新实验及社会实践等课程内容的系统教学与专业训练,培养学生掌握预防医学实验的基本理论、基本知识和基本技能,系统地掌握该课程的基本实验方法、基本思维方法及基本科研方法,使学生具有从事疾病预防和控制的实际工作能力、社会实践能力、科技创新能力、宏观思维能力、理论联系实际的能力。预防医学实验内容是根据预防医学专业主要内容有机整合而成的一门综合性实验课程,其内容包括预防医学领域的主要实验方法和实践技能,涉及医学统计与流行病学研究方法,毒理学、职业卫生与职业医学、营养与食品卫生学、环境卫生学中相关实验方法,按照基础实验、综合实验、设计创新性实验、社区与网络健康教育实践等分层次组合,其基本理论源于卫生统计学、流行病学、卫生毒理学、环境卫生学、营养与食品卫生学、职业卫生与职业医学等相关学科理论。学生必须先修完相应课程的理论知识,并系统掌握,让后进行相关的实验操作。该实验教学与社会实践相结合,保特学科发展的连续性、教学秩序的稳定性、课程设计的科学性与创新性。实验教学中,通过老师讲解、示范,学生自已操作、对问题的讨论分析和课程实验设计,在注重传授基础理论、基本知识,训练基本技能的同时,要求学生掌握实验设计的实验的目的和基本原理、实验涉及的基本理论与相关的操作方法,提高对实验相关内容的思维能力,创新能力,操作能力(动手能力)。培养学生创新能力、综合分析与处理突发性公共卫生事件的能力及运用知识预防和控制疾病的实际工作能力[2]。

4实验教学改革办法

4.1实验教学的改进

传统的实验教学模式,一般是教师将实验的原理、目的、操作方法及注意事项讲解和示范,学生只根据教师的讲解按部就班的操作就可以,这种传统的教学模式难以激发学生的学习兴趣。在充分体现学以致用的观点指导下,紧密结合自身实际和社会需要,以及学习兴趣得特点,我们对实验教学内容进行了较大力度的改革,减少了验证性实验的数量,增加了与我们生活相关的实验内容。例如环境汞污染,我们组织学生到水库,采集水样,检测水中的污染物,同学们就体现出极大地兴趣,并一起探讨环境污染的来源,污染物的在自然界的转归,环境污染对人类的危害以及预防措施,用实际数据来体会注重环保意识的重要性。在实验教学,还引入典型的案例,以加深学生对知识的记忆。同时,我们还把教师的科研课题的部分融入实验教学中,有针对性的提出一些问题,让学生自己进行分工,有组织的查阅资料,经充分讨论后制定解决问题的方案,使学生体会到团队协作的重要性,又能充分激发学生对科学研究工作的兴趣,让学生逐步意识到科学研究是为社会实践服务的,在实践中培养自己的创造思维。

第8篇:实验创新设计范文

关键词 软件工程 实验 设计 创新

软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理来开发计算机软件的工程科学,它的教育培养目标是让学生了解和掌握软件开发中的方法学和工程学知识,并应用于实践。

今天,软件工程的教学正面临着计算学科发展规范所提出的更高质量要求,同时也面临着大众化高等教育背景下所带来的客观问题。软件工程教育应当给予学生“工程”的概念,以软件生命周期为主线,构建知识结构,将科学与工程有效结合,实施技术与管理的能力和素质培养。因此,对软件工程实验教学进行精心设计与创新发展至关重要。

1CC2004与规范对软件工程课程的要求

IEEE/ACM一直在跟踪工业界对计算领域人才需求和教育界对人才教育培训的状况、发展和存在的问题,并于2004年6月1日公布了“计算教程CC2004”。CC2004将计算学科分为计算机科学 (CS) 、计算机工程 (CE) 、软件工程 (SE) 、信息技术 (IT) 和信息系统 (IS) 等五个专业方向,各个专业都针对本科生教育提出了相应的知识领域、知识单元和知识点,并给出了相应的参考教学计划和课程设置。

IEEE/ACM强调工程教育的基本要求,包括:

1) 系统观点:熟悉系统设计、构造和分析过程。

2) 知识的深度和广度:知识面要宽,但具体领域方向上要能够深入。

3) 设计经验:参与设计活动,具有项目 (工程) 概念。

4) 工具使用:能够使用计算机软、硬件工具,分析和解决实际问题。

5) 职业训练:了解职业 (行业) 需求,具有“产品”(如软件、系统、行业和应用服务等) 意识。

6) 交流技巧:能够以合适的形式 (如书面、口头、可视化等) 进行交流和沟通。

为指导我国计算机本科专业的发展,教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会了“战略研究报告”,并制定了《计算机科学与技术本科专业 (软件工程方向) 规范》(以下简称《规范》) 。如今,软件工程已经由最初的一个学科方向,发展成为以计算机科学技术为基础的一个新兴交叉学科,在当今的信息社会中占有重要的地位。

软件工程强调采用工程化的方式开发软件,要求培养的软件工程师能够胜任如研究、开发、设计、生产、测试、构造、操作、管理,以及销售、咨询和培训等多种角色,并能在软件工程过程中选择和使用合适的软件工程设计与开发工具。《规范》要求,软件工程课程要培养学生熟练掌握软件工程知识与技能,具备作为软件工程师从事工程专业所需的能力。其实践教学体系需要重点培养学生以下方面的能力:工具的使用与实验、工程设计与实现、评审与测试、团队协作与沟通、过程管理与控制等;实践教学的形式包括:课程实验、综合设计、项目实践、企业实践、毕业设计等。

2软件工程课程改革所面临的问题

我国的普通高等教育从1999年开始连年扩招,在教学规模上有了迅速发展,从精英教育迅速走入了大众化教育环境。但是,传统的精英教育模式即使仍然优秀与先进,也不能完全适应普及化高等教育的需要,新的高等教育形势呼唤新的教学方法、新的教材和新的教学模式。另一方面,传统的计算机教学模式在实践环节上的缺乏与不足与今天社会人才市场的需求远远不相适应。长期以来,我们培养的计算机专业的学生存在着“什么都学过 (却) 什么都不会”的尴尬处境,专业教育、教材与应用需求严重脱节。事实上,学生就业难并不是就业市场不需要计算机人才,其根源还是计算机教学的现状所致。

软件工程课程虽然一直都有实验教学的要求,但常常只是停留在组织学生编写软件项目若干设计文档这个单一环节上。然而,由于中等教育过早和长期的文理分家,理工科学生的文档编写能力是个“软肋”,他们不感兴趣;而且,由于教学时间有限,要真正完成软件工程各阶段文档的编写事实上也没有可能。此外,由于学生甚至连任课教师也缺乏软件开发的实践经验和感性认识,使一门应用性很强的工程科学却常常被当成理论课来开展,课堂教学必然枯燥、乏味。因此,作为一门重要的计算机专业课程,如何开展软件工程的实验教学,如何保证软件工程实验环节的效果一直是个问题。

软件工程课程要让学生学以致用,为市场培养适用的应用型软件工程专业人才;软件工程课程要“因材施教”,通过加强实验实践环节促进学生对学科理论知识的理解和学习热情。因此,迫切需要优秀的软件工程实验教材和对软件工程综合实践的精心设计。

3关于解决问题的思考

教育的一个重要原则是“因材施教”。通过对计算学科教学现状和对培养对象的分析,我们认识到:

1) 大众化高等教育背景下人才的培养,应该体现到教材建设上。尤其是应用型大专院校的教材建设不仅要做好减法――适当地降低理论要求,也要做好加法――增加探究性实验并在实践环节中有突破性的创新。

2) 要根据学生求知欲望强的特点扩大学生的知识面,要利用学生动手能力强的特点来提高学生的实践能力、创新能力和就业竞争能力,努力形成一个“什么都学过什么都会点”的积极局面。

3) 实验内容的建设要有可操作性、趣味性和适当的难度。可操作性保证学生都能完成实验而促进学生学习信心的建立,在一定程度上减少学生抄袭的理由,克服实验数据普遍抄袭的弊病;趣味性体现“寓教于乐”以提高学生完成实验的积极性;而适当的难度有助于激发优秀学生进一步钻研的斗志。

4) 实验内容应覆盖软件工程学科的各个主要环节,覆盖软件生存周期的各个阶段,使学生通过实验加深对学科理论知识的理解。但也要避免“喧宾夺主”,冲击或淡化相应理论课程的学习。实验内容要形式多样,例如可以是实验、论文、课程设计等不同环节,并且各种实验内容应该得到严肃认真的设计,使实验产生适当的节奏感。同时,在积极发展实验教育的同时,要保证必要的理论教学水平。

4实验的创新与成果

根据以上思考,我们在实验内容的选择、实验步骤的设计和实验文档的组织等方面都做了精心的考虑和安排,尝试为软件工程课程编写并出版了《软件工程学实验》教材。该实验教材依据课程教学大纲,充分理解课程的大多数主教材,遵循课程教学的规律和节奏,体现了实验的可操作性,帮助学生有效地把握本课程的知识内涵和提高理论与实践的水平。

《软件工程学实验》通过一系列学习软件工程工具的实验练习,把软件工程的概念和理论知识融入到实践当中,从而加深对软件工程的认识和理解。实验内容涉及到软件生存周期的各个阶段,如表1所示。

实验1:软件工程工具与环境。主要通过因特网搜索与浏览等,让学生熟悉软件工程的技术支持环境,了解软件工程工具以及支持环境对于开展软件工程实践的意义,了解主流的软件工具和软件开发环境产品及其发展与应用状况,尝试通过专业网站的辅助与支持来开展软件工程应用实践。

实验2:软件工程标准化。了解支持国家标准和其他相关标准信息的专业网站。熟悉和掌握软件工程标准化的概念、内容及其意义。系统地了解与软件工程相关的国家标准,重点熟悉和掌握国家标准GB/T8567-1988,掌握软件项目规模与软件文档实施关系的处理方法,掌握软件文档管理的基本要求。

实验3:软件开发绘图工具Visio。了解Visio工具软件的功能特色和工作环境,掌握应用Visio工具绘制软件开发图形的基本操作;了解开发Visio解决方案的基本概念,通过UML模型图、网络图、机架图和网站图等图形的绘制,熟悉Visio绘图操作。

实验4:软件分析与建模工具PowerDesigner。了解PowerDesigner的4个模型:业务处理模型(BPM)、概念数据模型(CDM)、物理数据模型(PDM) 和面向对象模型(OOM)及其相互关系与作用;初步了解系统分析和建模工具PowerDesigner的概念和操作界面;学习运用PowerDesigner工具进行简单系统分析建模操作,学习建立BPM、CDM、PDM和OOM的方法等。

实验5:软件自动化测试。学习自动化测试的原理和方法,结合软件生命周期,了解自动测试工具的类型以及测试步骤和自动测试用例设计基础,了解测试自动化的优点和限制,掌握MI WinRunner功能测试等工具的基本操作。

实验6:软件项目管理Project。了解IT项目管理的基本概念和项目管理核心领域的一般知识,初步掌握项目管理软件Microsoft Project的一般操作界面和基本操作。

实验7:软件配置管理VSS。学习软件配置管理的基本概念、分类、工具集成和相关技术,初步了解Visual SourceSafe 配置管理工具的使用方法。

每个实验中都包含背景知识介绍、所需的工具与准备工作,以及详细的实验步骤指导等,以帮助学生加深对课程教材中所介绍概念的理解以及掌握一些主流工具或应用的基本使用方法。每个实验完成后,要求学生根据个人体会完成实验总结。

实验总结:软件工程实验总结。全部实验完成后,要求学生回顾所有实验内容,进行系统的概括、评价和总结,以巩固通过实验所了解和掌握的软件工程相关知识和技术。师生通过“实验总结”和“教师评价”部分,交流对学科知识、实验内容的理解与体会。每个实验单元设计了“实验单元的学习评价”,全部实验完成之后的实验总结部分还设计了“课程学习能力测评”等内容,书后则提供了“实验成绩记录”,以此方便师生交流对学科知识、实验内容的理解与体会,方便老师对学生实验成绩的记录和管理,以及对学生学习情况进行必要的评估。

课程设计:根据实验进度,分别要求完成的两个课程设计作业是:

1) 指定或自选项目需求分析与概要设计文档;

2) PowerDesigner项目设计――物业管理系统。

5学生的体会与评价

《软件工程学实验》教材编写和出版以来,已经在全国范围内得到了广泛的应用,师生们大都给予了很高的评价。

教师们说:

*很高兴看到一本非常优秀、实用的软件工程实验教材,对我的教学很有帮助,弥补了软件工程实验的空缺。

*得到《软件工程实验》一书很受启发,特别是通过这段时间的阅读、操作与理解,感到这本书确实很好,有拨云见日的感觉。该书的各部分都很有特点,对软件工程课程各部分的学习也很有帮助。

一些学生的实验总结摘录如下。

*这组实验是辅助我们学好软件工程的重要实践课程。通过实验,我们真正领会了课程所介绍的概念、原理、方法和技巧等。实验充分地结合了课本,效果非常好,大家对学好软件工程有了强大的信心和兴趣,让人感到学以致用。用一句话来总结软件工程实验:学软件工程可以没有实验,但学好软件工程则必须要有实验。

*软件工程课是唯一一门让我觉得学得还不够,课时还不够多的一门课程。较其他计算机课程,这门课多的是快乐和轻松,少的是无奈和郁闷,如此惬意地完成,其中又不缺少知识的灌溉。……

6后记

我们高兴地看到,软件工程课程实验教学中所做的设计与创新尝试,较好地符合了CC2004和《规范》的相关要求,同时,也得到了学生与教师的好评。我们要认真研究“专业发展战略研究报告”和CC2004的相关报告,积极进取,继续完善已经获得的成果。

在软件工程实验课程成功设计的基础上,我们正在考虑下一步以软件开发小组为基本模型,设计“软件工程项目沙盘模拟系统”作为软件工程课程设计环节,组织学生以一定的竞技方式开展软件工程项目的设计活动,使学生能综合应用软件工程知识,充分运用软件工程工具,很好地实践和完成软件工程项目,从中感性地理解和把握软件工程活动。

参考文献

[1] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会.中国计算机本科专业发展战略研究报告.2004,8.

[2] 周苏,王文等.大学计算机专业基础课程实验教学的改革与创新.北京:高等教育出版社,大学计算机基础课程报告论坛论文集,2005,194-198.

[3] 周苏等.电子商务实验教学的创新与发展.北京:万国学术出版社,第三届中美电子商务高级论坛论文集,2006:585-588.

[4] 周苏,王文等编著.软件工程学教程 (第二版).北京:科学出版社,2004.

第9篇:实验创新设计范文

[关键词]反应实验创新设计绿色化

[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058(2015)110096

鲁科版化学教材《化学1》中,关于氯气的性质安排有“红热的铁丝在氯气中燃烧”的演示实验,实验操作的方法为:将一束铁丝在酒精灯的火焰上灼烧至红热后迅速伸入到盛有氯气的集气瓶中,观察实验现象,然后向集气瓶中注入少量水,盖上玻璃片,振荡,观察溶液颜色。该实验存在以下问题:1.实验是在半敞口状态下完成的,反应放出的热量会使氯气膨胀而逸出,实验产生的棕褐色的烟也会随之一起逸出。在向集气瓶中加入水时,也会致使有害气体逸出,且操作中需要多次打开集气瓶口。2.氯气要提前制备,已制备好的氯气放在讲台上也会有少部分逸出,不仅污染教室,还会因氯气浓度降低使实验现象不明显。3.没有对产物进行检验。为此,笔者对氯气与铁反应的演示实验进行了创新设计。

一、实验用品

集气瓶、橡皮塞、气球、20mL注射器、铁丝、氯酸钾、浓盐酸、浓氢氧化钠溶液、蒸馏水。

二、实验装置

装置说明:1.注射器(3个,注射器1装入3mL的浓盐酸;注射器2装入10mL蒸馏水;注射器3装入10mL浓氢氧化钠溶液)2.集气瓶3.气球4.铁丝或铜丝5.浓盐酸6.氯酸钾

三、实验原理

1.KClO3+6HCl(浓)=3Cl2+KCl+3H2O

2.2Fe+3Cl2点燃2FeCl3

3.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

四、实验步骤和现象

1.将铁丝一端弯曲成螺旋状,另一端绕在插入橡胶塞的针尖上,按实验装置图组装好装置,并检查装置气密性。取一药匙氯酸钾固体平铺集气瓶的底部,注射器1装入3mL浓盐酸。

2.将下端弯曲的细铁丝放在酒精灯上加热至红热后迅速伸入到集气瓶中,将注射器1中的3mL浓盐酸迅速注入到集气瓶中,盐酸与氯酸钾立即反应,此时可以看到立刻产生黄绿色的气体,同时铁丝上会产生明显的棕褐色烟并充满整个烧瓶,且能看到气球随着反应的进行出现体积变化。

3.当反应停止后,用注射器2往集气瓶中加入10mL蒸馏水,轻轻振荡集气瓶,观察到溶液呈黄色。

4.用注射器3将10mL浓氢氧化钠溶液注入集气瓶瓶中,烧瓶底部立刻有红棕色沉淀生成,集气瓶内黄绿色气体消失。

五、实验创新效果

1.实验集氯气的制备、氯气的储气、氯气与铁反应和验证产物氯化铁于一体,教师展示方便,也易于学生观察实验。

2.反应在密闭体系中完成,有效减少了因氯气的逸散产生的环境污染,让实验绿色化。

3.药品使用量少,实验节约化。

4.装置简单,操作简便化。

5.实验时间短,现象明显,实验高效化。

六、实验注意事项

1.实验成功的关键是如何使铁丝在集气瓶中保持较长的红热状态,特别是在气温较低时,如果采取加热较粗的铁丝就能很好地解决这一难题。

2.浓氢氧化钠溶液既可用来验证产物,又可用来除去多余的氯气,在交换浓氢氧化钠溶液的注射器时动作一定要迅速,以免有气体逸出。

[参考文献]