20__年度,我们获得了湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目的资助,项目名称为“衡阳市农村水环境调查与研究”,指导教师为刘迎云教授。在这次的大学生研究性学习和创新性实验中,我们以衡阳市祁东县石亭子镇罗江村和常宁县盐湖村为研究对象,通过实地考察,水质监测,问卷调查和分析,研究了衡阳市农村水环境污染现状与特征。现在,将近一年的“大学生创新性实验计划”就要结题了。回想起过去一年里参加创新实验的过程,从开始的寻找课题到申请立项撰写项目申请书,到查阅相关参考文献,确定实验原理、实施方案与寻找创新点;并制定详细的研究方案和步骤;在相关部门的帮助下,最后确定了衡阳市祁东县石亭子镇罗江村和常宁县盐湖村为研究对象
大学生创新性实验计划项目实施强调自主性、探索性、实践性和协作性,遵循“兴趣驱动、自主试验、重在过程”的原则。注重创新性实验项目的实施过程讲究长远效益,强调项目实施过程中在创新思维和创新实践方面的收获,重点培养学生的创新意识和创新能力,不急功近利,不为成果而设计,重在实施过程中得到的锻炼和培养,在整个过程中,我们不仅学到了实验本身所带来的动手能力以及实践能力的提高,而且学到了认真仔细、坚持不懈,善于思考总结的可贵精神,并对“大学生创新性实验计划”有了更深入的体会。
在研究方面,最深的体会就是要善于勤于思考,主动动手动脑。创新实验不是基础化学课上的实验,只要按着老师讲的步骤做就行了。做的课题对于我们来说,可能是一个没有接触过的新领域,没有人告诉我们一步步该怎么做。需要自己去找文献查资料,去弄明白实验的原理,然后确定要创新的`方向。按照这个方向一点点努力,所以每一步都需要独立思考。其中会遇到很多困难,这个时候除了寻找帮助,最重要的还是自己思考。
本课题通过对衡阳市盐湖村地下水的温度、色度、DO、pH值、总硬度、重金属元素锰、铜、锌、铬、铅及氨氮、总硬度以及地表水水温度、色度、DO、pH值、总硬度、重金属元素铬、.铁、铅、铜、锰、锌及氨氮、氯离子、BOD5、总悬浮物(SS)等的测试分析,对衡阳市祁东县罗江村地下水pH值、溶解氧(DO)、总硬度和地表水pH值、溶解氧(DO)、总硬度、硝酸盐氮、氯离子、生化需氧量(BOD5)等的测试分析,锻炼了课题组人员的动手动脑能力,创新意识和创新能力以及解决问题的能力。
在创新方面,首先要确定创新的方向和目标。方向和目标是贯穿整个实验的核心,只有明确方向,围绕这个方向努力下去,才可能有结果。创新点可以从很多方面确定,不一定是很高深很前沿的东西。
只要不是照搬别人已经做过的东西,在自己力所能及的范围内就好。当然,能做出更大的成就最好。有时思维可能会出现“停滞不前”的现象,好像只能思考到这个程度了。这时要用发散思维多方位的考虑,作出大胆的猜测。但要始终围绕创新点,不能偏离主题,也不能随意猜测,而要有根据有目的地做出假想,再一步步实践去论证自己的猜测。其实,每一个伟大的成就都是这样“平凡”地一步步得出来的。另外,由于时间仓促和课题研究人员水平的限制,本课题还存在一些不足,主要表现在:
⑴由于实验条件,实验室条件以及实验者本身条件的限制,还有部分水质检测项目未检测。
⑵虽已发现工业废水部分水质不符合水质标准,还没有找出合适的污水处理工艺
最后,鉴于本课题的研究成果以及发现的相关问题,提出今后的研究设想:
⑴设计一个比较简单的污水处理工艺,使污染较严重的乡镇的地表水经过处理能够满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准和《农田灌溉水质标准》。
⑵提出合理可行的方案,以解决污染较为严重的农村地下水污染问题,使地下水水质达到居民的饮用水标准。
21世纪正是一个讲求科技创新的世纪,中华民族的崛起并渴望着拥有创新精神与创新能力的人才。虽然说,人才的培养重要的还是个人的努力,但是毋庸置疑的是,环境的力量仍不容忽视。而学校、各类科技创新奖励机制乃至整个社会就正是这样的环境。我是幸运的,因为我身处这样一个积极的环境。我想,倘使有一天,整个国家都能够积极倡导培养科技创新型人才,全社会都能够鼓励扶持科技创新活动,那么,中华民族的崛起便是指日可待的。
凭着一股执着的信念,抱着满腔的热情,更有初生牛犊不怕虎的勇气,我们实验成员四人走到了一起,展开了创新性实验为期一年的探索之旅。
综合现有的研究成果,进行有区域、分阶段的实地考察,设定单一的研究因素,取样、检测、分析、总结,一点一滴地寻找出影响蛙类生境的各项因素,并通过实验来设定不同的实验对照组,从不同的生长发育阶段的青蛙与福寿螺的相互影响关系及不同理化性质水样对青蛙的生长发育的影响关系等方面进行探究,验证影响蛙类生长发育的主要因素,从而在保护蛙类的工作上取得一定的进展,这就是我们实验的计划步骤。然而,实验进行得并不顺利。首先在专业知识水平上,我们显得力不从心。所以在准备阶段,我们就耗费了大量的时间和精力去摸索,通过各方面的途径去搜集相关的信息资料,并结合韶关的实际地理位置及气候特点,初步制定一系列认为确实可行的实验方案。此外,我们积极联系实验导师进行分析指导。接下来的时间里,我们就按实验方案展开了野外实验及实验室单一对照实验的工作。由于需要上课,我们的实验只能利用极其有限的课余时间来进行;而又由于实验涉及的地点范围比较广,我们的时间安排的十分紧凑,而作为非韶关人的我们实验四人,对韶关的地理区域又是一个难题。因此,我们只能步步探索,由近及远的分阶段进行。更不尽人意的是韶关多变的天气常常是我们的拦路虎,本已安排好的实验内容就是因多变的天气而被迫更改,有时是被突如其来的大雨淋得措手不及,有时又被似火骄阳晒得头冒金星,再加上难以把握的实验研究对象及相关因素的变更,实验的难度远在我们的意料之外。但既选之,则安之,困难并没有把我们吓倒,在次次的困难面前,我们始终紧咬牙关,从最小处分析起,从最有可能处入手,共同鼓励,步步克服,用最默契的行动来继续着实验的每一个步骤,所以在最迷茫的时候,我们都是相互地笑着走过。
当然,实验过程中的预期的或是意料之外的收获总能增加我们奋斗的动力,让我们感到欣喜或快乐的事情也常有出现。半年多的时间里,一起赤足涉水,一起选择样方,一起饲养实验动物,一起挤公交,一起撑开雨伞,一起遮挡太阳,一起摸索,一起分享。每一天的时间总是那么有限,而我们总是过得分外的充实,我们会为每一次出行而兴奋不已,也会为每一次的目标尽最大的努力,每个人不同的思维角度最终总是回归成一条满意的直线。
呵呵,如果说道不同不相为谋,那么我们实验成员四人就是道相同共为谋了。实验仍在继续,我们的目光也放得更远了,这次的实验不仅是提供一个创新平台予我们,更让我们身心有了另一次的成长的机会。我和我亲爱的队友在一起。
当今是知识大爆炸的时代,知识的发展和更新更是日新月异,它会随着学习者的不断学习,在学习本身那里得到不断拓展、深化、提高。化学科的教学也要遵循知识的这个客观规律,我们必须在化学教学的不同阶段对某个或某些知识点进行不断地联系、整合、开发和拓展,促进化学知识在学生心中的生长和发展。
传统的教学过分强调接受式的学习,使学生往往处于被动的地位,因此在新一轮的教学改革中,提出了“重视学生的发现学习、探究学习、研究学习”的观点,这是符合学生的学习需要的。在教学中,要让学生在学习过程中实现自主学习、合作学习和探究学习,教师理当引导着的角色,为此,我校化学教研组结合化学科的特点和我校学生的实情,实施了《化学实验促进学生自主学习的探究》的研究。从研究的这一阶段来看,完成了很多实验探究,对这些实验,我们都采用教师逐一指导,引导学生进行发现学习、探究学习和研究学习,通过学生动手实验探究性学习,学生能亲身体验和感受获取知识和能力的探索过程,发挥学生的主体作用,从中提高学生主动获取知识的能力,能有效地培养学生的创新精神和实验能力,提高学生的学习质量,丰富的化学实验为开展探究性学习提供了广阔的平台。
在初中化学实验中,氧气、氢气和二氧化碳的实验室制取方法是很重要的内容,在这一阶段的探究中,正好有这几个实验,如探究实验室制取二氧化碳时,我首先让学生回忆实验室制取氧气的方法,学生很快回答出制氧气的两种方法:用高锰酸钾加热分解制氧气和用二氧化锰催化过氧化氢制氧气。接着让学生回忆用高锰酸钾加热分解制氧气的发生装置,学生很快可以回答,这两个都是基础性问题,学生通过回忆能把旧知识重现,当激活了学生已有的知识后,我才问:用高锰酸钾制氧气的发生装置是否适用于用二氧化锰催化过氧化氢制氧气呢?这个问题的提出比前两个问题提高了一个层次,学生需要经过思考才能回答。我再问:为什么这个装置不适用于二氧化锰催化过氧化氢制氧气呢?怎样才能把高锰酸钾制氧气的发生装置改成适用于用二氧化锰催化过氧化氢制氧气呢?为什么要这样改?这些问题经学生讨论后回答。这样学生就掌握了制氧气的两种方法所用的不同发生装置。但这时学生所获得的知识只停留在感性认识上,教师还需进一步引导学生把感性的知识上升到理性知识。因此,再进一步引导学生在掌握了制氧气的两套发生装置的基础上,归纳实验室制取气体的发生时装置是由什么因素决定的。这样通过重现已有的知识,再创设层层深入的问题,让学生形成新的知识体系,不难对二氧化碳制取的发生装置、收集方法等找到答案了。通过这一系列的探究,对其他气体的制取的发生装置选择、收集方法都会选择了。
通过化学实验探究,不仅可以激励学生产生强烈的求知欲望,还能促进学生自主学习。让学生亲历实验的成功与失败,自己进行讨论、分析、归纳、总结,知识在学生头脑中得到升华,比死记硬背会有更深刻的印象,这样既培养了学生的学习兴趣,又锻炼了学生的思维能力,而且提高了学生的探究能力和创新能力。为此,我们的课题研究一定继续实施,努力达到我们预期的目的。
大学是一个全面发展的时期,只学习课本的知识已经不能满足社会发展的需要。为了拓展自己的专业知识,提高自己专业水平,我在大二下学期参加了宁德师范学院大学生创新实验,在为期一年的实验中,我学到了很多。
我们这次大学生创新实验是荧光碳纳米点的制备及环境污染物的识别研究,实验的主要内容如下:
(1)CNDs的合成研究:以茶叶渣为原料,通过水热合成法制备出荧光性能良好的CNDs;利用高分辨电子衍射显微镜(HRTEM)、X-射线衍射仪(XRD)和元素分析仪等表征手段来观察CNDs结构、形貌等。项目考察了不同合成温度、物料与水的摩尔比对合成CNDs发光特性的影响。分别考察了CNDs在不同的有机溶剂、pH、离子强度和紫外灯照时间条件下对CNDs荧光强度的影响。
(2)建立CNDs的光化学传感体系:利用廉价易得的茶叶渣为原料合成CNDs,将其作为荧光探针,用于水体中Cr6+离子的检测。分别考察了溶液中pH、反应时间等因素对检测Cr6+离子的影响,确定其最佳实验条件。
值得一提的是:通过一年的实验,在萍萍老师的指导与帮助下,我与我的组员们都学到了更多专业课上不能学到的知识及技能。同时,我们的实验动手能力也得到了进一步地提高,我们在实验前虚心向师兄师姐学习荧光分光光度仪的使用方法,汲取师兄师姐的教训,实验进行到后期,小组成员已经能独立完成自己的项目,而我已经能独立解决实验中遇到的难题了,帮助组员完成实验,这对于我来说,是实验过程中一个很大的提升。而实验前期经常出的一些低级错误,比如:分析天平称量少量药品,无法准确量取;在做实验时一个人不能独立完成;经常打碎实验仪器,这些问题在我和组员多次练习之后,都被我们克服了。通过再次的大创实验,我知道了遇到问题时,可以自己和组员相互合作通过查找文献、实验验证等手段进行解决,养成了我们独立解决问题不再一味依靠老师的良好习惯,掌握了许多解决问题的方法。这些知识技能都是通过这次大创实验的锻炼获得的。
其次,在这次大创实验中,我真切体会了合作的重要性,只有快乐的合作才能使枯燥的实验过程充满欢声笑语,事半功倍。我们团队有__以及我,其中我是主要负责人。在实验中分工是很重要的,在实验过程中经常会遇到一些我们解决不了的问题,在这个时候就只能师兄师姐或者老师请教,虽然在实验过程中总是有所磕磕碰碰,但我们还是完成了所有的项目目标,成功在宁德师范学院学报(自然科学版)发表自己的成果《茶叶水热法合成荧光碳纳米点的研究》一文。而美美,娟娟,小明他们不仅仅是我的队友,更是我的朋友,虽然在实验中难免因为一些问题而发生一些不愉快,但就是通过这些才使我们更加了解彼,更加配合默契,更利于实验的顺利进行。我很高兴能认识这些朋友,实验已经结束,但我们四个人的友谊却无边无际直到永远…这次的实验使我明白了团队的凝聚力是多么的重要,一个团队只有在团结一心时才能走到最好,凝聚力是一个团队的灵魂。
最后,在实验过程中也培养了我良好的实验素养:不违反实验操作,不损坏仪器,不浪费药品的,在不影响实验的前提下尽量节约资源,每次实验完毕,要清洗、清点和摆好实验用品,遇到困难也会根据自己所学的理论知识寻找解决方法,而不是一味的问别人。这也是我作为一个学化学的学生该具有的基本素质。
一年的实验结束了,面对枯燥的实验,而且大都周末做实验,我的抱怨虽然有,也没有了放弃的念头,当室友问我大创时,我可以告诉他们,我从这次大创中学到了对我以后发展很有用的东西,我为这次参加大创的所感所得感到自豪。
本次创新实验是我参加的第二次院里的本科生实验项目,第一次是大三期间参加的开放实验项目,但这次是我第一次参与一个完整的创新实验过程,从最初的方案选取,到实验初步计划,到具体实验计划,再到实验的实施、结果分析,都需要我考虑周全,按部就班地进行。
最初确定实验方向,对于我来说难度不大,因为在项目申请前我已经经过了充分的文献调研以及与指导老师的讨论,确定要做印迹材料的研究这样一个课题。往往大方向的确定是容易的,而具体实施起来才会认识到层层困难。由于之前没有进行过配位印迹材料传感器的合成,因此必须查看大量文献资料,了解具体实验方法,结合我的具体目标,从而确定实验的步骤。而制定一项完整的计划,往往有许多考虑不周到的地方,例如在进行实验优化时漏掉一些影响因素,时间安排不合理等等。
实验的开展是整个项目最关键、耗时最长也是遇到困难最多的阶段。一开始就遇到了溶解度的问题,比如,在一些弱极性的溶剂中金属盐溶解度很差。在材料的合成阶段,有时对同一个条件重复合成两批材料,但是它们的效果差别却非常大,后来寻找原因时,在实验记录本发现原来这两批涂层合成时天气的湿度差别很大,天气的湿度对材料的合成影响很大。
在后期的实验数据处理、结果分析阶段,如何将具体的实验数据整理、分析,从中提炼出对我们的分析有用的数据,是对我分析、研究能力的考验。通过一年的实验、研究,我在创新能力、动手能力、组织能力以及专业知识等方面都有不同程度的收获,这为我以后的研究生工作积累了一定的基础。
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