一、通过多尺度实验设计,实现跨尺度知识的融会贯通
通过实验设计打破学生对宏观尺度工艺过程、实验室分析与微观尺度材料模拟之间的认知壁垒,在“宏观”和“微观”知识之间建立联系。本实验通过仿真模拟技术将“具体、实用的化工生产过程”、“纳米材料合成和后处理的实验过程”与“反映分子尺度吸附、扩散、反应过程变化规律的分子模拟”整合在催化裂化工艺的应用背景之下,通过本实验的设计提高学生对各层面理论知识和实际生产应用之间联系的认知,使得学生能够在实验过程中将四大化学中涉及到的理论知识融汇贯通。
二、致力于发掘培养学生的自主学习能力
自主预习:以多媒体学习系统代替教师对实验理论的集中讲解和实验过程中需要特别注意的关键点,以通关考核的测试型预习代替传统的实验预习报告。
自主实验:登陆实验平台后学生自主选择观看有针对性的实验视频演示指导,对照实验环境进一步理解实验原理和操作方法,较快地上手软件的操作。常见问题的答疑工作也由学生自主使用和答疑手册完成,教师全程陪同确保安全操作的同时只在必要时候给予直接帮助。
总结反思:实验完成后对根据数据分析视频的指导要求对采集的数据进行分析,在线提交实验报告,总结自主学习和实验过程中的问题及其解决过程。
分析反馈:预习得分、系统总评得分(指导老师记录实验过程中的学生表现,有20%的优化权重)、评阅实验报告,并将综合评价和改进意见反馈给学生。
通过“自主预习-自主实验-分析反馈”的完整实验教学体系和优化的“预习通关-总评表现-实验报告-反思总结”评价体系,使教师的教学效率与学生的学习能力都得到极大的提升。
三、实验具有可延伸性
实验项目由前沿课题转化而来,多尺度实验使学生在提高理论和实践认知水平的同时,有兴趣的学生可以深入进行配套的实体实验,乃至参与到科研过程中完成自己的毕业设计。