购物车(0)
分析化学实验报告模板(10篇)
时间：2023-03-08 15:37:31
导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇分析化学实验报告，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
篇1
题目：
考虑线性方程组，，，编制一个能自动选取主元，又能手动选取主元的求解线性代数方程组的Gauss消去过程。
（1）取矩阵，，则方程有解。取计算矩阵的条件数。分别用顺序Gauss消元、列主元Gauss消元和完全选主元Gauss消元方法求解，结果如何？
（2）现选择程序中手动选取主元的功能，每步消去过程都选取模最小或按模尽可能小的元素作为主元进行消元，观察并记录计算结果，若每步消去过程总选取按模最大的元素作为主元，结果又如何？分析实验的结果。
（3）取矩阵阶数n=20或者更大，重复上述实验过程，观察记录并分析不同的问题及消去过程中选择不同的主元时计算结果的差异，说明主元素的选取在消去过程中的作用。
（4）选取其他你感兴趣的问题或者随机生成的矩阵，计算其条件数，重复上述实验，观察记录并分析实验的结果。
1.
算法介绍
首先，分析各种算法消去过程的计算公式，
顺序高斯消去法：
第k步消去中，设增广矩阵中的元素（若等于零则可以判定系数矩阵为奇异矩阵，停止计算），则对k行以下各行计算，分别用乘以增广矩阵的第行并加到第行，则可将增广矩阵中第列中以下的元素消为零；重复此方法，从第1步进行到第n-1步，则可以得到最终的增广矩阵，即；
列主元高斯消去法：
第k步消去中，在增广矩阵中的子方阵中，选取使得，当时，对中第行与第行交换，然后按照和顺序消去法相同的步骤进行。重复此方法，从第1步进行第n-1步，就可以得到最终的增广矩阵，即；
完全主元高斯消去法：
第k步消去中，在增广矩阵中对应的子方阵中，选取使得，若或，则对中第行与第行、第列与第列交换，然后按照和顺序消去法相同的步骤进行即可。重复此方法，从第1步进行到第n-1步，就可以得到最终的增广矩阵，即；
接下来，分析回代过程求解的公式，容易看出，对上述任一种消元法，均有以下计算公式：
2.
实验程序的设计
一、输入实验要求及初始条件；
二、计算系数矩阵A的条件数及方程组的理论解；
三、对各不同方法编程计算，并输出最终计算结果。
3.
计算结果及分析
（1）
先计算系数矩阵的条件数，结果如下，
可知系数矩阵的条件数较大，故此问题属于病态问题，
b或A的扰动都可能引起解的较大误差；
采用顺序高斯消去法，计算结果为：
最终解为x=(1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000001,
0.999999999999998,
1.000000000000004,
0.999999999999993,
1.000000000000012,
0.999999999999979,
1.000000000000028)T
使用无穷范数衡量误差，得到=2.842170943040401e-14，可以发现，采用顺序高斯消元法求得的解与精确解之间误差较小。通过进一步观察，可以发现，按照顺序高斯消去法计算时，其选取的主元值和矩阵中其他元素大小相近，因此顺序高斯消去法方式并没有对结果造成特别大的影响。
若采用列主元高斯消元法，则结果为：
最终解为x=(1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000)T
同样使用无穷范数衡量误差，有=0；
若使用完全主元高斯消元法，则结果为
最终解x=(1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000,
1.000000000000000)T
同样使用无穷范数衡量误差，有=0；
（2）
若每步都选取模最小或尽可能小的元素为主元，则计算结果为
最终解x=(1.000000000000000
1.000000000000000
1.000000000000000
1.000000000000001
0.999999999999998
1.000000000000004
0.999999999999993
1.000000000000012
0.999999999999979
1.000000000000028)T
使用无穷范数衡量误差，有为2.842170943040401e-14；而完全主元消去法的误差为=0。
从（1）和（2）的实验结果可以发现，列主元消去法和完全主元消去法都得到了精确解，而顺序高斯消去法和以模尽量小的元素为主元的消去法没有得到精确解。在后两种消去法中，由于程序计算时的舍入误差，对最终结果产生了一定的影响，但由于方程组的维度较低，并且元素之间相差不大，所以误差仍比较小。
为进一步分析，计算上述4种方法每步选取的主元数值，并列表进行比较，结果如下：
第n次消元
顺序
列主元
完全主元
模最小
1
6.000000000000000
8
8
6.000000000000000
2
4.666666666666667
8
8
4.666666666666667
3
4.285714285714286
8
8
4.285714285714286
4
4.133333333333333
8
8
4.133333333333333
5
4.064516129032258
8
8
4.064516129032258
6
4.031746031746032
8
8
4.031746031746032
7
4.015748031496063
8
8
4.015748031496063
8
4.007843137254902
8
8
4.007843137254902
9
4.003913894324853
8
8
4.003913894324853
10
4.001955034213099
0.015617370605469
0.015617370605469
4.001955034213099
从上表可以发现，对这个方程组而言，顺序高斯消去选取的主元恰好事模尽量小的元素，而由于列主元和完全主元选取的元素为8，与4在数量级上差别小，所以计算过程中的累积误差也较小，最终4种方法的输出结果均较为精确。
在这里，具体解释一下顺序法与模最小法的计算结果完全一致的原因。该矩阵在消元过程中，每次选取主元的一列只有两个非零元素，对角线上的元素为4左右，而其正下方的元素为8，该列其余位置的元素均为0。在这样的情况下，默认的主元也就是该列最小的主元，因此两种方法所得到的计算结果是一致的。
理论上说，完全高斯消去法的误差最小，其次是列主元高斯消去法，而选取模最小的元素作为主元时的误差最大，但是由于方程组的特殊性（元素相差不大并且维度不高），这个理论现象在这里并没有充分体现出来。
（3）
时，重复上述实验过程，各种方法的计算结果如下所示，在这里，仍采用无穷范数衡量绝对误差。
顺序高斯消去法
列主元高斯消去
完全主元高斯消去
选取模最小或尽可能小元素作为主元消去
X
1.000000000000000
1.000000000000000
1.000000000000000
1.000000000000001
0.999999999999998
1.000000000000004
0.999999999999993
1.000000000000014
0.999999999999972
1.000000000000057
0.999999999999886
1.000000000000227
0.999999999999547
1.000000000000902
0.999999999998209
1.000000000003524
0.999999999993179
1.000000000012732
0.999999999978173
1.000000000029102
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1.000000000000000
1.000000000000000
1.000000000000000
1.000000000000001
0.999999999999998
1.000000000000004
0.999999999999993
1.000000000000014
0.999999999999972
1.000000000000057
0.999999999999886
1.000000000000227
0.999999999999547
1.000000000000902
0.999999999998209
1.000000000003524
0.999999999993179
1.000000000012732
0.999999999978173
1.000000000029102
2.910205409989430e-11
2.910205409989430e-11
可以看出，此时列主元和完全主元的计算结果仍为精确值，而顺序高斯消去和模尽可能小方法仍然产生了一定的误差，并且两者的误差一致。与n=10时候的误差比相比，n=20时的误差增长了大约1000倍，这是由于计算过程中舍入误差的不断累积所致。所以，如果进一步增加矩阵的维数，应该可以看出更明显的现象。
（4）
不同矩阵维度下的误差如下，在这里，为方便起见，选取2-条件数对不同维度的系数矩阵进行比较。
维度
条件数
顺序消去
列主元
完全主元
模尽量小
1.7e+3
2.84e-14
2.84e-14
1.8e+6
2.91e-11
2.91e-11
5.7e+7
9.31e-10
9.31e-10
1.8e+9
2.98e-08
2.98e-08
1.9e+12
3.05e-05
3.05e-05
3.8e+16
3.28e+04
3.88e-12
3.88e-12
3.28e+04
8.5e+16
3.52e+13
4.2e-3
4.2e-3
3.52e+13
从上表可以看出，随着维度的增加，不同方法对计算误差的影响逐渐体现，并且增长较快，这是由于舍入误差逐步累计而造成的。不过，方法二与方法三在维度小于40的情况下都得到了精确解，这两种方法的累计误差远比方法一和方法四慢；同样地，出于与前面相同的原因，方法一与方法四的计算结果保持一致，方法二与方法三的计算结果保持一致。
4.
结论
本文矩阵中的元素差别不大，模最大和模最小的元素并没有数量级上的差异，因此，不同的主元选取方式对计算结果的影响在维度较低的情况下并不明显，四种方法都足够精确。
对比四种方法，可以发现采用列主元高斯消去或者完全主元高斯消去法，可以尽量抑制误差，算法最为精确。不过，对于低阶的矩阵来说，四种方法求解出来的结果误差均较小。
另外，由于完全选主元方法在选主元的过程中计算量较大，而且可以发现列主元法已经可以达到很高的精确程度，因而在实际计算中可以选用列主元法进行计算。
附录：程序代码
clear
clc;
format
long;
%方法选择
n=input(＇矩阵A阶数:n=＇);
disp(＇选取求解方式＇);
disp(＇1
顺序Gauss消元法，2
列主元Gauss消元法，3
完全选主元Gauss消元法，4
模最小或近可能小的元素作为主元＇);
a=input(＇求解方式序号：＇);
%赋值A和b
A=zeros(n,n);
b=zeros(n,1);
for
i=1:n
A(i,i)=6;
if
i>1
A(i,i-1)=8;
end
if
i
A(i,i+1)=1;
end
end
for
i=1:n
for
j=1:n
b(i)=b(i)+A(i,j);
end
end
disp(＇给定系数矩阵为：＇);
A
disp(＇右端向量为：＇);
b
%求条件数及理论解
disp(＇线性方程组的精确解：＇);
X=(A＼b)＇
fprintf(＇矩阵A的1-条件数:
%f
＼n＇,cond(A,1));
fprintf(＇矩阵A的2-条件数:
%f
＼n＇,cond(A));
fprintf(＇矩阵A的无穷-条件数:
%f
＼n＇,cond(A,inf));
%顺序Gauss消元法
if
a==1
A1=A;b1=b;
for
k=1:n
if
A1(k,k)==0
disp(＇主元为零，顺序Gauss消元法无法进行＇);
break
end
fprintf(＇第%d次消元所选取的主元：%g＼n＇,k,A1(k,k))
%disp(＇此次消元后系数矩阵为：＇);
%A1
for
p=k+1:n
l=A1(p,k)/A1(k,k);
A1(p,k:n)=A1(p,k:n)-l*A1(k,k:n);
b1(p)=b1(p)-l*b1(k);
end
end
x1(n)=b1(n)/A1(n,n);
for
k=n-1:-1:1
for
w=k+1:n
b1(k)=b1(k)-A1(k,w)*x1(w);
end
x1(k)=b1(k)/A1(k,k);
end
disp(＇顺序Gauss消元法解为:＇);
disp(x1);
disp(＇所求解与精确解之差的无穷-范数为＇);
norm(x1-X,inf)
end
%列主元Gauss消元法
if
a==2
A2=A;b2=b;
for
k=1:n
[max_i,max_j]=find(A2(:,k)==max(abs(A2(k:n,k))));
if
max_i~=k
A2_change=A2(k,:);
A2(k,:)=A2(max_i,:);
A2(max_i,:)=A2_change;
b2_change=b2(k);
b2(k)=b2(max_i);
b2(max_i)=b2_change;
end
if
A2(k,k)==0
disp(＇主元为零，列主元Gauss消元法无法进行＇);
break
end
fprintf(＇第%d次消元所选取的主元：%g＼n＇,k,A2(k,k))
%disp(＇此次消元后系数矩阵为：＇);
%A2
for
p=k+1:n
l=A2(p,k)/A2(k,k);
A2(p,k:n)=A2(p,k:n)-l*A2(k,k:n);
b2(p)=b2(p)-l*b2(k);
end
end
x2(n)=b2(n)/A2(n,n);
for
k=n-1:-1:1
for
w=k+1:n
b2(k)=b2(k)-A2(k,w)*x2(w);
end
x2(k)=b2(k)/A2(k,k);
end
disp(＇列主元Gauss消元法解为:＇);
disp(x2);
disp(＇所求解与精确解之差的无穷-范数为＇);
norm(x2-X,inf)
end
%完全选主元Gauss消元法
if
a==3
A3=A;b3=b;
for
k=1:n
VV=eye(n);
[max_i,max_j]=find(A3(k:n,k:n)==max(max(abs(A3(k:n,k:n)))));
if
numel(max_i)==0
[max_i,max_j]=find(A3(k:n,k:n)==-max(max(abs(A3(k:n,k:n)))));
end
W=eye(n);
W(max_i(1)+k-1,max_i(1)+k-1)=0;
W(k,k)=0;
W(max_i(1)+k-1,k)=1;
W(k,max_i(1)+k-1)=1;
V=eye(n);
V(k,k)=0;
V(max_j(1)+k-1,max_j(1)+k-1)=0;
V(k,max_j(1)+k-1)=1;
V(max_j(1)+k-1,k)=1;
A3=W*A3*V;
b3=W*b3;
VV=VV*V;
if
A3(k,k)==0
disp(＇主元为零，完全选主元Gauss消元法无法进行＇);
break
end
fprintf(＇第%d次消元所选取的主元：%g＼n＇,k,A3(k,k))
%disp(＇此次消元后系数矩阵为：＇);
%A3
for
p=k+1:n
l=A3(p,k)/A3(k,k);
A3(p,k:n)=A3(p,k:n)-l*A3(k,k:n);
b3(p)=b3(p)-l*b3(k);
end
end
x3(n)=b3(n)/A3(n,n);
for
k=n-1:-1:1
for
w=k+1:n
b3(k)=b3(k)-A3(k,w)*x3(w);
end
x3(k)=b3(k)/A3(k,k);
end
disp(＇完全选主元Gauss消元法解为:＇);
disp(x3);
disp(＇所求解与精确解之差的无穷-范数为＇);
norm(x3-X,inf)
end
%模最小或近可能小的元素作为主元
if
a==4
A4=A;b4=b;
for
k=1:n
AA=A4;
AA(AA==0)=NaN;
[min_i,j]=find(AA(k:n,k)==min(abs(AA(k:n,k))));
if
numel(min_i)==0
[min_i,j]=find(AA(k:n,k)==-min(abs(AA(k:n,k:n))));
end
W=eye(n);
W(min_i(1)+k-1,min_i(1)+k-1)=0;
W(k,k)=0;
W(min_i(1)+k-1,k)=1;
W(k,min_i(1)+k-1)=1;
A4=W*A4;
b4=W*b4;
if
A4(k,k)==0
disp(＇主元为零，模最小Gauss消元法无法进行＇);
break
end
fprintf(＇第%d次消元所选取的主元：%g＼n＇,k,A4(k,k))
%A4
for
p=k+1:n
l=A4(p,k)/A4(k,k);
A4(p,k:n)=A4(p,k:n)-l*A4(k,k:n);
b4(p)=b4(p)-l*b4(k);
end
end
x4(n)=b4(n)/A4(n,n);
for
k=n-1:-1:1
for
w=k+1:n
b4(k)=b4(k)-A4(k,w)*x4(w);
end
x4(k)=b4(k)/A4(k,k);
end
disp(＇模最小Gauss消元法解为:＇);
disp(x4);
disp(＇所求解与精确解之差的无穷-范数为＇);
norm(x4-X,inf)
end
二、实验3.3
题目：
考虑方程组的解，其中系数矩阵H为Hilbert矩阵：
这是一个著名的病态问题。通过首先给定解（例如取为各个分量均为1）再计算出右端的办法给出确定的问题。
（1）选择问题的维数为6，分别用Gauss消去法（即LU分解）、J迭代法、GS迭代法和SOR迭代法求解方程组，其各自的结果如何？将计算结果与问题的解比较，结论如何。
（2）逐步增大问题的维数，仍用上述的方法来解它们，计算的结果如何？计算的结果说明的什么？
（3）讨论病态问题求解的算法。
1.
算法设计
对任意线性方程组，分析各种方法的计算公式如下，
（1）Gauss消去法：
首先对系数矩阵进行LU分解，有，则原方程转化为，令，则原方程可以分为两步回代求解：
具体方法这里不再赘述。
（2）J迭代法：
首先分解，再构造迭代矩阵，其中
，进行迭代计算，直到误差满足要求。
（3）GS迭代法：
首先分解，再构造迭代矩阵
，其中
，进行迭代计算，直到误差满足要求。
（4）SOR迭代法：
首先分解，再构造迭代矩阵
，其中，进行迭代计算，直到误差满足要求。
2.
实验过程
一、根据维度n确定矩阵H的各个元素和b的各个分量值；
二、选择计算方法（
Gauss消去法，J迭代法，GS迭代法，SOR迭代法），对迭代法设定初值，此外SOR方法还需要设定松弛因子；
三、进行计算，直至满足误差要求（对迭代法，设定相邻两次迭代结果之差的无穷范数小于0.0001；
对SOR方法，设定为输出迭代100次之后的结果及误差值），输出实验结果。
3.
计算结果及分析
（1）时，问题可以具体定义为
计算结果如下，
Gauss消去法
第1次消元所选取的主元是：1
第2次消元所选取的主元是：0.0833333
第3次消元所选取的主元是：0.00555556
第4次消元所选取的主元是：0.000357143
第5次消元所选取的主元是：2.26757e-05
第6次消元所选取的主元是：1.43155e-06
解得X=(0.999999999999228
1.000000000021937
0.999999999851792
1.000000000385369
0.999999999574584
1.000000000167680)T
使用无穷范数衡量误差，可得=4.254160357319847e-10；
J迭代法
设定迭代初值为零，计算得到
J法的迭代矩阵B的谱半径为4.30853＞1，所以J法不收敛；
GS迭代法
设定迭代初值为零，计算得到GS法的迭代矩阵G的谱半径为：0.999998＜1，故GS法收敛，经过541次迭代计算后，结果为X=(1.001178105812706
0.999144082651860
0.968929093984902
1.047045569989162
1.027323158370281
0.954352032784608)T
使用无穷范数衡量误差，有=0.047045569989162；
SOR迭代法
设定迭代初值为零向量，并设定，计算得到SOR法迭代矩阵谱半径为0.999999433815223，经过100次迭代后的计算结果为
X=(1.003380614145078
0.962420297458423
1.031857023134559
1.061814901289881
1.014037815827164
0.917673642493527)T；
使用无穷范数衡量误差，有=0.082326357506473；
对SOR方法，可变，改变值，计算结果可以列表如下
迭代次数
100
100
100
100
迭代矩阵的谱半径
0.999999433815223
0.999998867083155
0.999996830135013
0.999982309342386
X
1.003653917714694
0.974666041209353
1.011814573842440
1.042837929171827
1.017190220902681
0.945462001336268
1.014676015634604
0.896636864424096
1.090444578936265
1.107070542628148
1.006315452225331
0.873244842279255
1.028022215505147
0.790604920509843
1.267167365524072
1.061689730857891
0.990084054872602
0.846005956774467
1.051857392323966
0.653408758549156
1.486449891152510
0.783650360698119
1.349665420488270
0.664202350634588
0.054537998663732
0.126755157720745
0.267167365524072
0.486449891152510
可以发现，松弛因子的取值对迭代速度造成了不同的影响，上述四种方法中，松弛因子=0.5时，收敛相对较快。
综上，四种算法的结果列表如下：
算法
Gauss消去法
Jacobi法
GS法
SOR法（取）
迭代次数
--
不收敛
541
100
迭代矩阵的谱半径
--
4.30853
0.999998
0.999999433815223
X
0.999999999999228
1.000000000021937
0.999999999851792
1.000000000385369
0.999999999574584
1.000000000167680
--
1.001178105812706
0.999144082651860
0.968929093984902
1.047045569989162
1.027323158370281
0.954352032784608
1.003380614145078
0.962420297458423
1.031857023134559
1.061814901289881
1.014037815827164
0.917673642493527
4.254160357319847e-10
--
0.047045569989162
0.082326357506473
计算可得，矩阵H的条件数为>>1，所以这是一个病态问题。由上表可以看出，四种方法的求解都存在一定的误差。下面分析误差的来源：
LU分解方法的误差存在主要是由于Hilbert矩阵各元素由分数形式转换为小数形式时，不能除尽情况下会出现舍入误差，在进行LU分解时也存在这个问题，所以最后得到的结果不是方程的精确解
，但结果显示该方法的误差非常小；
Jacobi迭代矩阵的谱半径为4.30853，故此迭代法不收敛；
GS迭代法在迭代次数为541次时得到了方程的近似解，其误差约为0.05
，比较大。GS迭代矩阵的谱半径为0.999998，很接近1，所以GS迭代法收敛速度较慢；
SOR迭代法在迭代次数为100次时误差约为0.08，误差较大。SOR迭代矩阵的谱半径为0.999999，也很接近1，所以时SOR迭代法收敛速度不是很快，但是相比于GS法，在迭代速度方面已经有了明显的提高；另外，对不同的，SOR方法的迭代速度会相应有变化，如果选用最佳松弛因子，可以实现更快的收敛；
（2）
考虑不同维度的情况，时，
算法
Gauss消去
J法
GS法
SOR法（w=0.5）
计算结果
0.999999999966269
1.000000001809060
0.999999976372676
1.000000127868103
0.999999655764116
1.000000487042164
0.999999653427125
1.000000097774747
--
0.997829221945349
1.037526203106839
0.896973261976015
1.020345136375036
1.069071166932576
1.051179995036612
0.996814757185364
0.926343237325536
1.012938972275634
0.939713836855171
0.988261805073081
1.064637090535154
1.083633345093974
1.045060177115514
0.970603024778469
0.880212649657655
迭代次数
--
--
356
100
谱半径
--
6.04213
1
0.999999999208776
--
时，
算法
Gauss消去法
Jacobi法
GS法
SOR法（w=0.5）
计算结果
0.999999994751197
1.000000546746354
0.999985868343700
1.000157549468631
0.999063537004329
1.003286333127805
0.992855789229370
1.009726486881556
0.991930155925812
1.003729850349020
0.999263885025643
--
0.997442073306751
1.019069909358409
0.992278247786739
0.956441858313237
0.986420333361353
1.021301611956591
1.038701026806608
1.035942773498533
1.016693763149422
0.985716454946250
0.947181287500697
1.015776039786572
0.966429147064483
0.928674868157910
0.996931548482727
1.066737803913537
1.097792430596468
1.088030440855069
1.048110620811192
0.989919418572424
0.922840813704142
0.853252417221922
迭代次数
--
--
1019
100
谱半径
--
8.64964
1
0.999999999999966
--
时
算法
Gauss消去法
Jacobi法
GS法
SOR法（w=0.5）
计算结果
0.999999968723799
1.000002417094896
0.999994922439769
0.998640261957706
1.025668111139297
0.781933485305194
2.066840925345890
-2.279036697492128
7.532393125791018
-7.355047567109081
7.380667063930484
-1.129041418095142
0.425748747257065
1.733284233971601
0.817952344733362
--
不收敛
1.004385740641590
1.046346067877554
0.907178347707729
0.905763455949053
0.972521802788457
1.043731445367903
1.091535169448764
1.110090020703944
1.103129684679768
1.077168651146056
1.038514736265176
0.992259990832041
0.942151390478003
0.890785366684065
0.839876442493220
迭代次数
--
--
262
100
谱半径
--
6.04213
＞1
1.000000000000000
8.355047567109082
--
--
0.160123557506780
分析以上结果可以发现，随着n值的增加，Gauss消去法误差逐渐增大，而且误差增大的速度很快，在维数小于等于10情况下，Gauss消去法得到的结果误差较小；但当维数达到15时，计算结果误差已经达到精确解的很多倍；
J法迭代不收敛，无论n如何取值，其谱半径始终大于1，因而J法不收敛，所以J迭代法不能用于Hilbert矩阵的求解；
对于GS迭代法和SOR迭代法，两种方法均收敛，GS迭代法是SOR迭代法松弛因子取值为1的特例，SOR方法受到取值的影响，会有不同的收敛情况。可以得出GS迭代矩阵的谱半径小于1但是很接近1，收敛速度很慢。虽然随着维数的增大，所需迭代的次数逐渐减少，但是当维数达到15的时候，GS法已经不再收敛。因此可以得出结论，GS迭代方法在Hilbert矩阵维数较低时，能够在一定程度上满足迭代求解的需求，不过迭代的速度很慢。另外，随着矩阵维数的增加，
SOR法的误差水平基本稳定，而且误差在可以接受的范围之内。
经过比较可以得出结论，如果求解较低维度的Hibert矩阵问题，Gauss消去法、GS迭代法和SOR迭代法均可使用，且Gauss消去法的结果精确度较高；如果需要求解较高维度的Hibert矩阵问题，只有采用SOR迭代法。
（3）
系数矩阵的条件数较大时，为病态方程。由实验可知，Gauss法在解上述方程时，结果存在很大的误差。而对于收敛的迭代法，可以通过选取最优松弛因子的方法来求解，虽然迭代次数相对较多，但是结果较为精确。
总体来看，对于一般病态方程组的求解，可以采用以下方式：
1.
低维度下采用Gauss消去法直接求解是可行的；
Jacobi迭代方法不适宜于求解病态问题；
GS迭代方法可以解决维数较低的病态问题，但其谱半径非常趋近于1，导致迭代算法收敛速度很慢，维数较大的时候，GS法也不再收敛；
SOR方法较适合于求解病态问题，特别是矩阵维数较高的时候，其优势更为明显。
2.
采用高精度的运算，如选用双倍或更多倍字长的运算，可以提高收敛速度；
3.
可以对原方程组作某些预处理，从而有效降低系数矩阵的条件数。
4.
实验结论
（1）对Hibert矩阵问题，其条件数会随着维度的增加迅速增加，病态性会越来越明显；在维度较低的时候，Gauss消去法、GS迭代法和SOR迭代法均可使用，且可以优先使用Gauss消去法；如果需要求解较高维度的Hibert矩阵问题，只有SOR迭代法能够求解。
（2）SOR方法比较适合于求解病态问题，特别是矩阵维数较高的时候，其优点更为明显。从本次实验可以看出，随着矩阵维数的增大，SOR方法所需的迭代次数减少，而且误差基本稳定，是解决病态问题的适宜方法。
附录：程序代码
clear
all
clc;
format
long;
%矩阵赋值
n=input(＇矩阵H的阶数:n=＇);
for
i=1:n
for
j=1:n
H(i,j)=1/(i+j-1);
end
end
b=H*ones(n,1);
disp(＇H矩阵为：＇);
H
disp(＇向量b：＇);
b
%方法选择
disp(＇选取求解方式＇);
disp(＇1
Gauss消去法，2
J迭代法，3
GS迭代法，4
SOR迭代法＇);
a=input(＇求解方式序号：＇);
%Gauss消去法
if
a==1;
H1=H;b1=b;
for
k=1:n
if
H1(k,k)==0
disp(＇主元为零，Gauss消去法无法进行＇);
break
end
fprintf(＇第%d次消元所选取的主元是：%g＼n＇,k,H1(k,k))
for
p=k+1:n
m5=-H1(p,k)/H1(k,k);
H1(p,k:n)=H1(p,k:n)+m5*H1(k,k:n);
b1(p)=b1(p)+m5*b1(k);
end
end
x1(n)=b1(n)/H1(n,n);
for
k=n-1:-1:1
for
v=k+1:n
b1(k)=b1(k)-H1(k,v)*x1(v);
end
x1(k)=b1(k)/H1(k,k);
end
disp(＇Gauss消去法解为:＇);
disp(x1);
disp(＇解与精确解之差的无穷范数＇);
norm((x1-a),inf)
end
D=diag(diag(H));
L=-tril(H,-1);
U=-triu(H,1);
%J迭代法
if
a==2;
%给定初始x0
ini=input(＇初始值设定:x0=＇);
x0(:,1)=ini*diag(ones(n));
disp(＇初始解向量为:＇);
x0
xj(:,1)=x0(:,1);
B=(D^(-1))*(L+U);
f=(D^(-1))*b;
fprintf(＇(J法B矩阵谱半径为：%g＼n＇,vrho(B));
if
vrho(B)
for
m2=1:5000
xj(:,m2+1)=B*xj(:,m2)+fj;
if
norm((xj(:,m2+1)-xj(:,m2)),inf)
break
end
end
disp(＇J法计算结果为:＇);
xj(:,m2+1)
disp(＇解与精确解之差的无穷范数＇);
norm((xj(:,m2+1)-diag(ones(n))),inf)
disp(＇J迭代法迭代次数:＇);
m2
else
disp(＇由于B矩阵谱半径大于1，因而J法不收敛＇);
end
end
%GS迭代法
if
a==3;
%给定初始x0
ini=input(＇初始值设定:x0=＇);
x0(:,1)=ini*diag(ones(n));
disp(＇初始解向量为:＇);
x0
xG(:,1)=x0(:,1);
G=inv(D-L)*U;
fG=inv(D-L)*b;
fprintf(＇GS法G矩阵谱半径为：%g＼n＇,vrho(G));
if
vrho(G)
for
m3=1:5000
xG(:,m3+1)=G*xG(:,m3)+fG;
if
norm((xG(:,m3+1)-xG(:,m3)),inf)
break;
end
end
disp(＇GS迭代法计算结果:＇);
xG(:,m3+1)
disp(＇解与精确解之差的无穷范数＇);
norm((xG(:,m3+1)-diag(ones(n))),inf)
disp(＇GS迭代法迭代次数:＇);
m3
else
disp(＇由于G矩阵谱半径大于1，因而GS法不收敛＇);
end
end
%SOR迭代法
if
a==4;
%给定初始x0
ini=input(＇初始值设定:x0=＇);
x0(:,1)=ini*diag(ones(n));
disp(＇初始解向量为:＇);
x0
A=H;
for
i=1:n
b(i)=sum(A(i,:));
end
x_star=ones(n,1);
format
long
w=input(＇松弛因子:w=＇);
Lw=inv(D-w*L)*((1-w)*D+w*U);
f=w*inv(D-w*L)*b;
disp(＇迭代矩阵的谱半径：＇)
p=vrho(Lw)
time_max=100;%迭代次数
x=zeros(n,1);%迭代初值
for
i=1:time_max
x=Lw*x+f;
end
disp(＇SOR迭代法得到的解为＇);
x
disp(＇解与精确解之差的无穷范数＇);
norm((x_star-x),inf)
end
pause
三、实验4.1
题目：
对牛顿法和拟牛顿法。进行非线性方程组的数值求解
（1）用上述两种方法，分别计算下面的两个例子。在达到精度相同的前提下，比较其迭代次数、CPU时间等。
（2）取其他初值，结果又如何？反复选取不同的初值，比较其结果。
（3）总结归纳你的实验结果，试说明各种方法适用的问题。
1.
算法设计
对需要求解的非线性方程组而言，牛顿法和拟牛顿法的迭代公式如下，
（1）牛顿法：
牛顿法为单步迭代法，需要取一个初值。
（2）拟牛顿法：（Broyden秩1法）
其中，
拟牛顿法不需要求解的导数，因此节省了大量的运算时间，但需要给定矩阵的初值，取为。
2.
实验过程
一、输入初值；
二、根据误差要求，按公式进行迭代计算；
三、输出数据；
3.
计算结果及分析
（1）首先求解方程组（1），在这里，设定精度要求为，
方法
牛顿法
拟牛顿法
初始值
计算结果X
x1
0.905539609855914
0.905539493347151
x2
1.085219168370031
1.085218882394940
x3
0.672193668718306
0.672193293825304
迭代次数
3
13
CPU计算时间/s
3.777815
2.739349
可以看出，在初始值相同情况下，牛顿法和拟牛顿法在达到同样计算精度情况下得到的结果基本相同，但牛顿法的迭代次数明显要少一些，但是，由于每次迭代都需要求解矩阵的逆，所以牛顿法每次迭代的CPU计算时间更长。
之后求解方程组（2），同样设定精度要求为
方法
牛顿法
拟牛顿法
初始值
计算结果X
x1
0.500000000009699
0.499999994673600
x2
0.000000001063428
0.000000572701856
x3
-0.523598775570483
-0.523598762908871
迭代次数
4
12
CPU计算时间/s
2.722437
3.920195
同样地，可以看出，在初始值相同情况下，牛顿法和拟牛顿法在达到同样计算精度情况下得到的结果是基本相同的，但牛顿法的迭代次数明显要少，但同样的，由于每次迭代中有求解矩阵的逆的运算，牛顿法每次迭代的CPU计算时间较长。
（2）对方程组（1），取其他初值，计算结果列表如下，同样设定精度要求为
初始值
方法
牛顿法
拟牛顿法
计算结果
0.905539609855914
1.085219168370031
0.672193668718305
9.211852562357894
-5.574005400255346
18.118173639381205
迭代次数
4
58
CPU计算时间/s
3.907164
4.818019
计算结果
0.905539609855914
1.085219168370031
0.672193668718305
9.211849682114591
-5.573999165383549
18.118182491302807
迭代次数
4
2735
CPU计算时间/s
8.127286
5.626023
计算结果
0.905539609855914
1.085219168370031
0.672193668718306
0.905539493347151
1.085218882394940
0.672193293825304
迭代次数
3
13
CPU计算时间/s
3.777815
2.739349
计算结果
0.905539609855914
1.085219168370031
0.672193668718306
0.905548384395773
1.085220084502458
0.672219278250136
迭代次数
4
188
CPU计算时间/s
3.835697
2.879070
计算结果
9.211852448563722
-5.574005155684773
18.118173976918605
Matlab警告矩阵接近奇异值，程序进入长期循环计算中
迭代次数
19
--
CPU计算时间/s
4.033868
--
计算结果
0.905539609857335
1.085219168371536
0.672193668734922
Matlab警告矩阵接近奇异值，程序进入长期循环计算中
迭代次数
13
--
CPU计算时间/s
12.243263
--
从上表可以发现，方程组（1）存在另一个在(9.2,
-5.6,
18.1)T附近的不动点，初值的选取会直接影响到牛顿法和拟牛顿法最后的收敛点。
总的来说，设定的初值离不动点越远，需要的迭代次数越多，因而初始值的选取非常重要，合适的初值可以更快地收敛，如果初始值偏离精确解较远，会出现迭代次数增加直至无法收敛的情况；
由于拟牛顿法是一种近似方法，拟牛顿法需要的的迭代次数明显更多，而且收敛情况不如牛顿法好（初值不够接近时，甚至会出现奇异矩阵的情况），但由于牛顿法的求解比较复杂，计算时间较长；
同样的，对方程组（2），取其他初值，计算结果列表如下，同样设定精度要求为
初始值
方法
牛顿法
拟牛顿法
计算结果
0.500000000009699
0.000000001063428
-0.523598775570483
0.499999994673600
0.000000572701856
-0.523598762908871
迭代次数
4
12
CPU计算时间/s
2.722437
3.920195
计算结果
0.500000000011085
0.000000001215427
-0.523598775566507
0.331099293590753
-0.260080189442266
76.532092226437129
迭代次数
5
57
CPU计算时间/s
5.047111
5.619752
计算结果
0.500000000000916
0.000000000100410
-0.523598775595672
1.0e+02
*
-0.001221250784775
-0.000149282572886
1.754185881622843
迭代次数
6
62
CPU计算时间/s
3.540668
3.387829
计算结果
0.500000000000152
0.000000000016711
-0.523598775597862
1.0e+04
*
0.000026556790770
-0.000020396841295
1.280853105748650
迭代次数
7
55
CPU计算时间/s
2.200571
2.640901
计算结果
0.500000000000005
0.000000000000503
-0.523598775598286
矩阵为奇异值，无法输出准确结果
迭代次数
8
--
CPU计算时间/s
1.719072
--
计算结果
0.500000000002022
0.000000000221686
-0.523598775592500
矩阵为奇异值，无法输出准确结果
迭代次数
149
--
CPU计算时间/s
2.797116
--
计算结果
矩阵为奇异值，无法输出准确结果
矩阵为奇异值，无法输出准确结果
迭代次数
--
--
CPU计算时间/s
--
--
在这里，与前文类似的发现不再赘述。
从这里看出，牛顿法可以在更大的区间上实现压缩映射原理，可以在更大的范围上选取初值并最终收敛到精确解附近；
在初始值较接近于不动点时，牛顿法和拟牛顿法计算所得到的结果是基本相同的，虽然迭代次数有所差别，但计算总的所需时间相近。
（3）
牛顿法在迭代过程中用到了矩阵的求逆，其迭代收敛的充分条件是迭代满足区间上的映内性，对于矩阵的求逆过程比较简单，所以在较大区间内满足映内性的问题适合应用牛顿法进行计算。一般而言，对于函数单调或者具有单值特性的函数适合应用牛顿法，其对初始值敏感程度较低，算法具有很好的收敛性。
另外，需要说明的是，每次计算给出的CPU时间与计算机当时的运行状态有关，同时，不同代码的运行时间也不一定一致，所以这个数据并不具有很大的参考价值。
4.
实验结论
对牛顿法和拟牛顿法，都存在初始值越接近精确解，所需的迭代次数越小的现象；
在应用上，牛顿法和拟牛顿法各有优势。就迭代次数来说，牛顿法由于更加精确，所需的迭代次数更少；但就单次迭代来说，牛顿法由于计算步骤更多，且计算更加复杂，因而每次迭代所需的时间更长，而拟牛顿法由于采用了简化的近似公式，其每次迭代更加迅速。当非线性方程组求逆过程比较简单时，如方程组1的情况时，拟牛顿法不具有明显的优势；而当非线性方程组求逆过程比较复杂时，如方程组2的情况，拟牛顿法就可以体现出优势，虽然循环次数有所增加，但是CPU耗时反而更少。
另外，就方程组压缩映射区间来说，一般而言，对于在区间内函数呈现单调或者具有单值特性的函数适合应用牛顿法，其对初始值敏感程度较低，使算法具有很好的收敛性；而拟牛顿法由于不需要在迭代过程中对矩阵求逆，而是利用差商替代了对矩阵的求导，所以即使初始误差较大时，其倒数矩阵与差商偏差也较小，所以对初始值的敏感程度较小。
附录：程序代码
%方程1，牛顿法
tic;
format
long;
%%初值
disp(＇请输入初值＇);
a=input(＇第1个分量为：＇);
b=input(＇第2个分量为：＇);
c=input(＇第3个分量为：＇);
disp(＇所选定初值为＇);
x=[a;b;c]
%%误差要求
E=0.0001;
%%迭代
i=0;
e=2*E;
while
e>E
F=[12*x(1)-x(2)^2-4*x(3)-7;x(1)^2+10*x(2)-x(3)-11;x(2)^3+10*x(3)-8];
f=[12,-2*x(2),-4;2*x(1),10,-1;0,3*x(2)^2,10];
det_x=((f)^(-1))*(-F);
x=x+det_x;
e=max(norm(det_x));
i=i+1;
end
disp(＇迭代次数＇);
i
disp(＇迭代次数＇);
x
toc;
%方程1，拟牛顿法
tic;
format
long;
%%初值
%%初值
disp(＇请输入初值＇);
a=input(＇第1个分量为：＇);
b=input(＇第2个分量为：＇);
c=input(＇第3个分量为：＇);
disp(＇所选定初值为＇);
x0=[a;b;c]
%%误差要求
E=0.0001;
%%迭代
i=0;
e=2*E;
A0=eye(3);
while
e>E
F0=[12*x0(1)-x0(2)^2-4*x0(3)-7;x0(1)^2+10*x0(2)-x0(3)-11;x0(2)^3+10*x0(3)-8];
x1=x0-A0^(-1)*F0;
s=x1-x0;
F1=[12*x1(1)-x1(2)^2-4*x1(3)-7;x1(1)^2+10*x1(2)-x1(3)-11;x1(2)^3+10*x1(3)-8];
y=F1-F0;
A1=A0+(y-A0*s)*s＇/(s＇*s);
x0=x1;
A0=A1;
e=max(norm(s));
i=i+1;
end
disp(＇迭代次数＇);
i
disp(＇迭代次数＇);
x0
toc;
%方程2，牛顿法
tic;
format
long;
%%初值
disp(＇请输入初值＇);
a=input(＇第1个分量为：＇);
b=input(＇第2个分量为：＇);
c=input(＇第3个分量为：＇);
disp(＇所选定初值为＇);
x=[a;b;c]
%%误差要求
E=0.0001;
%%迭代
i=0;
e=2*E;
while
e>E
F=[3*x(1)-cos(x(2)*x(3))-0.5;x(1)^2-81*(x(2)+0.1)^2+sin(x(3))+1.06;exp(1)^(-x(1)*x(2))+20*x(3)+(10*pi-3)/3];
f=[3,x(3)*sin(x(2)*x(3)),x(2)*sin(x(2)*x(3));2*x(1),-162*x(2)-81/5,cos(x(3));-x(2)*exp(1)^(-x(1)*x(2)),-x(1)*exp(1)^(-x(1)*x(2)),20];
det_x=((f)^(-1))*(-F);
x=x+det_x;
e=max(norm(det_x));
i=i+1;
end
disp(＇迭代次数＇);
i
disp(＇迭代次数＇);
x
toc;
%方程2，拟牛顿法
tic;
format
long;
%%初值
%%初值
disp(＇请输入初值＇);
a=input(＇第1个分量为：＇);
b=input(＇第2个分量为：＇);
c=input(＇第3个分量为：＇);
disp(＇所选定初值为＇);
x0=[a;b;c]
%%误差要求
E=0.0001;
%%迭代
i=0;
e=2*E;
A0=eye(3);
while
e>E
F0=[3*x0(1)-cos(x0(2)*x0(3))-0.5;x0(1)^2-81*(x0(2)+0.1)^2+sin(x0(3))+1.06;exp(1)^(-x0(1)*x0(2))+20*x0(3)+(10*pi-3)/3];
x1=x0-A0^(-1)*F0;
s=x1-x0;
F1=[3*x1(1)-cos(x1(2)*x1(3))-0.5;x1(1)^2-81*(x1(2)+0.1)^2+sin(x1(3))+1.06;exp(1)^(-x1(1)*x1(2))+20*x1(3)+(10*pi-3)/3];
y=F1-F0;
A1=A0+(y-A0*s)*s＇/(s＇*s);
x0=x1;
A0=A1;
e=max(norm(s));
i=i+1;
end
disp(＇迭代次数＇);
i
篇2
无机与分析化学实验是无机与分析化学课程的重要组成部分，包括无机化学和分析化学两部分内容，是农林院校一门重要的基础实验课程。该课程的主要任务是使学生熟练地掌握化学实验的基本知识和基本操作，培养学生良好的实验习惯和创新思维，最终能运用化学实验方法独立完成测试分析任务［1］。作为大学期间第一门基础实验课程，无机与分析化学实验课程的开设为农学、动物科学、食品科学、生物科学、中药科学、环境科学等学科后续专业实验课的开展打下基础。因此，无机与分析化学实验在农林院校创新应用人才培养上具有重要的作用。传统的无机与分析化学实验教学方法是教师对实验目的、实验原理和实验步骤逐一进行讲解，演示实验涉及的仪器操作，学生被动地听、被动地看，没有独立思考的过程，只是按照实验步骤“照方抓药”完成实验，很难达到实验预期目标［2］。如何变被动为主动，使学生积极主动地参与到实验中，进而发现问题以至创造性地解决问题，是无机与分析化学实验教师必须思考的问题。“重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量”是无机与分析化学实验中一个经典的滴定分析实验，本文以此为例探讨实验教学方式改革，以期提高学生实验的积极性和主动性。
1以设疑的方式指导学生预习实验
亚里士多德说:“思维自惊奇和疑问开始”［3］。为了引起学生的实验兴趣，避免将实验目的、实验原理和实验步骤在实验报告上简单机械地抄一遍当作预习，在上次实验结束前，公布本次实验题目“重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量”，教师就实验原理和实验内容提出问题、设定疑问。比如，滴定分析方法按照反应类型分主要有四种，即酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。那么这次实验内容属于哪一种滴定分析方法;滴定过程中使用的指示剂是什么;指示剂的作用原理、颜色变化;滴定前为什么要加入硫酸，使用盐酸是否可以;滴定时加入浓磷酸的作用是什么;重铬酸钾为什么能用直接法配制标准溶液;能够用直接法配制标准溶液的物质称作基准物质，那么基准物质需要具备哪些条件，等等。让学生带着这些疑问去预习本次实验、撰写预习报告。上课时教师就其中一部分问题进行提问，达到了巩固学过的理论知识、全面预习并深刻理解本次实验原理和实验内容的目的。
2学生演示、分组讨论实验操作细节
学生参与化学实验的积极性和主动性，很大程度上取决于教师的调动和激发。本次实验涉及的操作有:一是使用电子天平称量重铬酸钾和硫酸亚铁固体药品，二是使用25mL移液管吸取硫酸亚铁待测液。完成本次实验的时间很充沛，而且这两个仪器的操作是前面滴定分析实验中练习过的，因此本次实验首先请学生自愿到前面来演示25mL移液管吸取硫酸亚铁待测液的操作，其他同学认真观看。然后全班分组(4人一组)讨论这位同学的演示操作是否有不规范的地方、怎样操作才是规范的。对于移液管的使用，从无机与分析化学实验这门课开始，教师就再三强调需要注意的细节，可是每学期期末还是有学生在操作时使用拇指来堵住移液管的上端出口。移液管的规范使用步骤中首先是洗涤。洗涤分三步，分别是自来水冲洗、蒸馏水冲洗和待测液润洗。需要注意的是每次润洗吸取的溶液量大约是移液管容量的三分之一。接下来是吸取待测液，很多学生只顾着吸取溶液，吸完才想起没有试剂瓶盛装溶液。因此，在吸取待测液前先要准备好一只干净的锥形瓶。吸取待测液过程中，移液管下端要伸到试剂瓶待测液液面下1cm左右，控制洗耳球吸取溶液的速度，保持移液管中的溶液匀速上升。超过刻度线后即迅速拿下洗耳球，用食指堵住上端出口，再缓慢转动移液管，调整液面高度至刻度线。最后一步操作是转移溶液，需要注意的是移液管下端出口抵在锥形瓶的内壁，锥形瓶倾斜，保持移液管垂直。学生通过小组讨论挑出他人不规范的操作细节，反思自己，进一步明确规范操作移液管的具体步骤，使移液管的操作不规范问题得到明显的改善。
3教师以提醒的方式指导实验过程
滴定过程是实验教学最重要的实验环节。在这一过程中，教师要给予学生全面的指导，及时纠正不规范的操作。我们采取的方式是以提醒为主，鼓励学生自己改正，让学生真正成为实验课堂的主角。例如，滴定管的滴定有三种方式，即连续滴加、逐滴滴加、半滴滴加。本次实验课上发现学生临近滴定终点时不会进行半滴操作，这时建议学生查找课本中滴定分析基本操作部分，也可以观看其他同学操作。通过观察、查找、独立思考这一系列过程，让学生自己掌握半滴滴加操作方法，从而加深印象。在接下来的几次实验课上，发现学生在滴定过程中掌握了半滴滴加的要领，操作十分规范。再如，溶解固体硫酸亚铁样品需要先加硫酸再加蒸馏水，以防止硫酸亚铁发生水解。有学生直接用蒸馏水溶解，发现自己的溶液颜色较其他同学有差别却不知道原因。这时教师间接提醒一下，如硫酸亚铁容易发生哪些反应，使用过程中要注意什么。教师以提醒的方式指导实验过程，不仅培养了学生发现问题、解决问题的能力，而且激发了学生实验的兴趣，体验到成功的快乐。
4及时总结实验情况并布置课后思考题
及时总结实验过程中存在的问题，提出改进措施，规范实验操作，对培养学生良好的实验习惯，提高无机与分析化学后继实验课的教学效果具有重要意义［4］。当学生实验结束后，教师应对全班的实验情况及时进行总结，指出普遍存在的问题并提醒注意事项，表扬表现突出的学生。为了使学生充分理解实验原理和实验内容，掌握本次实验的要点，最后布置思考题［5］，要求学生写在实验报告单上。(1)用二苯胺磺酸钠作指示剂，终点颜色为什么由绿色变为紫色或紫蓝色?(2)加有硫酸的硫酸亚铁待测溶液在空气中放置1小时后再进行滴定，对测定结果将有何影响?(3)为准确测得硫酸亚铁中铁的含量，实验过程中需要注意哪些操作步骤?
5学生互相批阅实验报告
实验报告是学生实验的全面总结，撰写实验报告是基本技能训练的一项重要内容［6］。实验数据处理是无机与分析化学实验报告的一项重要内容，必须注意有效数字和相关计算规则。有效数字是指在分析工作中实际能够测量到的数字，其不仅表示数值的大小，还是测量精确程度的反映，它的位数由使用仪器的精密度决定。本次实验数据处理中，有效数字是学生最容易出错的地方。如使用滴定管滴定时，消耗重铬酸钾标准溶液21．20mL，学生容易写成21．2mL，忽略有效数字的最后一位;使用电子天平称量固体药品重铬酸钾0.6020g，有学生在实验报告中写成0．602g。另一方面需要规范的是计算结果的有效数字的保留。无机与分析化学实验中，对于滴定分析结果的计算一般要求浓度和质量百分含量的结果保留4位有效数字，相对误差一般保留1～2位有效数字。为了规范学生的实验数据处理，提高撰写实验报告技能，我们采取学生互相批阅实验报告的教学方式。教师事先讲明批阅实验报告的要求和注意事项，尤其是数据处理部分。强调滴定管的读数要写到小数点后两位，而电子天平称量质量要写到小数点后四位。学生在批阅实验报告的过程中，要仔细检查有效数字的数据记录和处理，检查数据的计算结果是否正确。经过学生参与批阅实验报告这样的过程，实验报告撰写中容易出现的问题尤其是有效数字的使用错误越来越少了。
6结语
在无机与分析化学实验教学中，教师花心思策划整个实验过程，最大程度地调动了学生学习和实验的主动性，提高了学生实验过程中发现问题和解决问题的能力，取得了良好的教学效果。
［参考文献］
［1］栾国有，刘俊渤，赵成爱．无机及分析化学实验［M］．北京:中国农业出版社，2016:1－2．
［2］赵桦萍，赵立杰，崔凤娟．让学生做无机及分析化学实验课堂的“主人”［J］．化学教育，2016(12):27－29．
［3］徐悦华．物理化学实验教学中的“诱思探究”［J］．广东化工，2006(5):102－103．
［4］张坤，徐静，宋少芳，等．提高分析化学实验课程教学效果的几点措施［J］．实验科学与技术，2016(3):146－148．
篇3
分析化学是一门实验性较多的综合性基础学科，涵盖普通的滴定化学分析和高级的仪器分析，分析化学实验是分析化学课程的重要组成部分。分析化学实验与分析化学基础理论相辅相成，成为分析化学课程的必要补充，但是也具有相对的对立性。分析化学实验教学不仅要培养学生的分析化学实验技能，调动学生学习的积极性，牢固掌握基本操作，加深学生对分析化学基本理论知识的理解，从而培养学生运用分析化学基础理论知识解决与化学相关的实际实践问题的能力，还要注重培养学生严谨的科学态度、创新意识和创新能力等综合素质。
现代分析化学教育的任务已经不是单纯地传授基础理论分析化学知识，而是更加注意全面发展学生的智力和素质，即培养学生的理解力、观察力、想象力、思维能力和创造才能及其实际应用能力等，由简单的应试教育向适应教学、社会及实践应用于一体的综合素质教育转化。特别是由于在现代分析化学及其现代分析技术的迅猛发展的形势下，如何开展分析化学实验教学，以及对学生的全面培养面临着更大的挑战和机遇。
专业的分析化学实验涵盖较多的综合性实际试验，主要是培养学生从基础的理论知识体系模块下能够灵活地实际应用，并拓展知识，开阔视野，提高其创新能力；非专业分析化学实验主要是依据分析化学基础理论知识开展对基础理论的直观认识，培养学生对基础技能的掌握和应用能力。目前对于非专业学生的实验课程没有特殊的要求，只依附于理论课程的一种实践，实验课程考核没有操作考试，只做平时测评和实验报告，导致学生不重视实验教学。比如说实验内容和原理包括实验目的等在实验报告撰写时只是对课本的抄写，没有独立去思考和领会，体现不出对本次实验的认识；教师授课时学生的注意力不集中，实际实验过程中问题百出，且存在安全隐患；实验报告主要为本次实验的实验数据和测定结果，而忽略了对实验数据和测定结果的分析，以及为什么会得到这些结果而做的必要分析，等等。笔者依据目前所担任的非专业分析化学实验课程，对其教学和学生的培养环节进行简单的讨论和思考。
一、如何教非专业学生做实验
开展实验课程教学重要的环节是如何教会学生去做实验，这就对学生和老师两个方面都提出了具体的要求：一方面对于学生来说，特别是非专业的学生，要求他们掌握一部分实验技能及领会实验现象与分析基础理论的实质。教学是以学生为主体的，所以要让学生更好地把实验课程学好、掌握相应的实验技能，就必须要求学生在实验前认真预习，领会实验原理，了解实验步骤和注意事项，做到心中有数。实验前要求写好预习实验报告的部分内容，通过领会实验内容，列好相应的表格，查好有关数据，以便及时、准确地记录和处理数据。实验时要严格按照操作规范进行，仔细观察试验现象，并及时记录。另一方面，对于老师来说在讲授时，要抓住学生缺乏自控性的特点，对他们严格要求，每一次讲课都要提出严格的要求和纪律，使学生在每一次的试验中都有所提高，逐步使实验操作规范化，过程合理化，并强调注意事项。讲授式要简单易懂，并进行示范操作，让学生更容易理解。并要善于和基础理论知识点结合，使学生养成善于思考的习惯，学会运用所学理论知识解释实验现象，研究实验中的问题。
二、怎样增强非专业实验课程教学效果
采用示范直观式教学，提高学生的学习兴趣。在教学过程中，一边引导学生正确地操作，一边进行示范性讲解，特别要强调需要注意的地方和容易出错的地方，这也是实验过程的关键环节。一方面，学生通过预习实验，对本次实验已经有所了解，但是实验过程中需要注意的地方是学生往往容易忽略的地方。另一方面，通过变化的实验现象引起学生的注意，提高学生的兴趣，从而解决枯燥、乏味的口述讲解课堂效率不高的问题。这样通过引起学生的兴趣和特别指出需要注意的地方，对增强实验效果具有重要的意义。
耐心细致地指导，使学生掌握规范化的基本操作技能。学生第一次接触实验的时候往往存在胆怯的心理或者急躁的行为，这些都会为实验整个过程的操作带来负面的影响。因此，应该注意在适当的时候来引导学生，疏通学生的心理障碍和急于求成的心理，使其按部就班，按实验的操作开展实验，避免意外发生。这里更需要老师的耐心和细致指导，使学生能更好地理解实验现象和规律，掌握实验的正确操作。
三、对非专业课程实验教学的思考
非专业的学生在做实验过程中可能存在一种完成任务的心态，所以在教学过程中有更多的工作要做。从实验的听课到做实验再到实验结束，要保持试验台和实验室的整洁，以及要认真写好实验报告及其规范性等都需要一一叮嘱，通过多次的强化教学，对学生养成良好的科学实验习惯具有重要作用。由于非专业学生中学阶段对化学相关安全知识的欠缺，因此更应该把实验安全放在第一位，因此在讲授过程中时刻把安全注意事项和每一个实验环节都联系起来，让学生充分认识到化学实验中安全的重要性。多次强调、强化识记，使学生能够把基础理论知识和具体的实验过程的认识有机联系在一起，学会实际问题的分析和应用，从而提升教学质量，并进一步提高学生的实验技能和综合素质。
参考文献：
[1]周晓霞.分析化学实验教学改革的实践与探索.内蒙古石油化工，2012（17）：92-93.
[2]高俊，徐建强，郭彦.分析化学实验教学的考核方法探索.广东化工，2012（9）：199-200.
[3]姚卫峰，邓海山，池玉梅，张丽，丁安伟.中药学专业分析化学实验课程的交互性教学.中国中医药现代远程教育，2012（16）：75-76.
[4]郝玉翠，艾智，孟丽军.分析化学实验教学改革与实践.大学化学，2012（4）：20-22.
篇4
分析化学实验是高等院校化学化工各专业人才培养的一门重要基础课程，它既是一门独立的课程又需要与分析化学理论课紧密结合。分析化学实验教学的目的不仅是培养学生的基本实验技能和动手能力，更重要的是提高学生的综合素质，培养学生的独立思考及研究能力，帮助学生树立科学创新意识。
长期以来，分析化学实验教学存在以下弊端：（1）实验指导教师教学任务重，一名指导教师在实验课要同时指导20多名学生，尤其在基本操作训练时，有一部分学生不能被照顾到；验证性实验多，综合和设计的实验少；直接滴定法实验教学多，其他滴定法实验少。（2）学生缺乏实事求是、严肃认真的科学态度，实验课只求快速做完而不是做好，其次大多数学生实验基本操作不规范，操作技能较差，机械地照教材实验步骤、看一步做一步，对实验中出现的异常现象和问题未能进行深入的探讨，应用所学知识解决问题的综合能力较弱。
随着教学改革的深入，为扎实学生基本功，提高学生的分析问题、综合和创新能力，在总结多年教学经验的基础上，我们对分析化学实验教学作出以下改革。
一、教学内容上的改革
1.强化实验基本功训练。在日常实验教学中加强对学生的训练，首先拍好关于分析天平称量练习、溶液的精确配制、容量瓶和移液管的相对校准的实验视频，要求学生在课前除了写好预习实验报告外，还要反复看实验视频材料，实验课堂上因为一名实验指导老师同时指导20多名学生，所以指导老师特意邀请一些实验基本功扎实的高年级学生进行辅助指导，逐个指导，规范每一个学生的基本操作。
2.加强综合实验。在学生的基本技能达到一定熟练程度后，为培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的综合素质，增加综合性实验的比例。如“食用醋总酸度的测定”、“混合碱的分析”、“过氧化钙的制备和含量分析”、“自来水钙硬和镁硬的测定”、“氯化物中氯含量的测定”、“邻二氮菲光度法测定铁”等。
3.增加设计型实验。设计性实验对学生来说是个挑战，改变传统的“照方抓药”的实验方式，将实验的主动权交给学生，要求学生根据给定的实验任务书，查阅文献资料，自行设计实验方案、准备实验仪器和药品、独立实验，最后书写实验报告，总结实验结果。在教学中增加如下几个设计型实验：碳酸钠和磷酸钠固体混合物中各组分含量的测定、硫酸与草酸混合溶液中各组分含量的分析、鸡蛋壳中碳酸钙含量分析、大豆中钙镁铁含量的测定等。设计性实验能满足学生的求知愿望，有利于学生创新意识与能力的培养，有利于培养学生的动手能力和实际应用能力，有利于增强学生的成就感和学习自信心。
二、教学方法上的改革
“教不严，师之惰”，“严师出高徒”。在实验教学中，对于学生的预习，要求其认真观看教学视频，预习报告的书写要求学生不照搬照抄实验教材，要求学生用自己的语言简明扼要地写出实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验流程、数据记录与处理表格；要求上课前推导号结果计算公式；了解实验成功的关键点在哪里；做好实验思考题。
为使每个学生得到充分的锻炼，在实验教学中坚持每人一套实验仪器，每人都独立完成实验。实验课上，对实验进行精心讲解，通过提问了解学生的预习状况，对一些学生容易出现的不规范操作几乎每节课都要演示，提出实验应当达到的要求；在学生实验时，指导老师要耐心、细心，不停巡视，对于每一个出现不规范操作的学生进行个别指导；实验结束后要求学生当堂完成实验报告，要求学生对自己不规范的操作进行及时总结，老师进行面批实验报告，及时指出学生数据记录的不规范。
尤其要注意的是有关可疑值。确知原因的可疑值应弃去不用。操作过程中有明显的过失，如称样时的损失、溶样有溅出、滴定时滴定剂有泄漏、滴定明显过量等，则该次测定结构必是可疑值。复查测量结果时，对能找出原因的可疑值应该弃去不用。不知原因的可疑值，应按Q检验法进行判断，决定取舍。
三、考核方式上的改革
改革考试方法后，分析化学实验成绩由平时成绩（50%）、分析实验理论考试（30%）、操作考试（20%）组成。平时成绩由实验预习（10%）、实验操作（20%）、打扫卫生（5%）、实验报告（15%）、测量结果准确度（30%）和测量结果的精密度（20%）组成。学生既注重结果又注重过程，既注重操作技能又注重理论知识，真正体现考核评价的公平。另外，还可组织学生积极参加国家职业技能“化学检验工”高级工的培训与鉴定，提高学生的操作技能程度。
笔者根据长期以来分析化学实验教学中存在的弊端，从教学内容、教学方式、考核方式三个方面对分析化学实验教学进行了改革与实践，以期提高分析化学实验教学质量，提高学生的综合素质和创新能力。分析化学实验教学改革说起来容易，做起来难，关键是在实践过程中不断进行探索和完善。
参考文献：
[1]曹书杰.分析化学实验教学改革与创新人才培养[J].中国科学教育，2004（10）：39.
篇5
二、考核机制改革
分析化学实验分两个学期，共80学时，5学分,是单独于理论课记成绩的。所以只记录学生实验报告的成绩，并不能体现学生们完成实验的水平和能力。考核机制改革后，学生的实验成绩是由平时成绩和实验报告成绩组成。平时成绩包括实验预习情况（主要查看预习报告）和实验课程表现（操作是否规范，考勤等）。实验报告成绩主要包括实验数据处理和实验结果。实验结束时，指导老师要对学生的预习报告、原始数据的记录及仪器使用情况进行逐一量化评分。其中，预习报告为20分，课程表现（操作是不是规范，实验数据是否正确，所用仪器是否整理清洗）为40分，实验报告为40分（标题，原理，使用仪器试剂等是否完整正确，有无附原始数据和图，实验结果计算是否正确）。通过考核机制的改革，可以全面体现学生了解掌握一个实验的水平。
三、重视能力培养，增加设计性实验的比重
分析化学实验课的目的是培养学生实际动手能力和分析解决问题的能力。但是目前分析化学针对四大滴定的10个实验基本操作重复度比较高，仪器较简单，实验内容固定等易让学生感到简单枯燥，导致学生对实验课失去兴趣，仪器分析实验课程也基本如此。这种“照单抓药”的实验，不利于培养学生动脑解决实际问题的科研能力。为了改变现状，我们设计减少一些传统实验，加入了一些设计性实验。由老师根据学生所学知识，拟定实验题目，通过查阅文献和讨论设定实验原理、方法。当然这是在现有仪器和实验条件的基础上，开展的教学和科研交叉的实验。比如我们给学生拟定的题目有“滴定法测定蒙药筋骨风痛膏中二硫化二砷的含量”或“紫外可见分光光度法测定蒙药红花中红花黄色素含量”等，就结合了滴定分析法中氧化还原滴定或现代化分析仪器知识和学生的蒙药学专业知识，可以激发蒙药学专业学生的兴趣。因前期教学过程中要求学生规范化操作和培养积极思考的习惯，使学生通过查阅文献和交流讨论基本能解决问题。这就大大增加了实验的趣味性和学生的自信，使原本枯燥的实验过程变得相对生动活泼，锻炼蒙药学专业学生解决实际问题的能力。这种设计性的实验不是一成不变，不局限于一两种实验，可以根据蒙药研究的发展前沿和目前的实验条件，更改设计性实验题目。开放式实验教学模式是拓宽学生知识面、培养学生科研意识和创新能力的一个重要环节，是未来实验教学的发展趋势。我们已经对药学专业学生采用分析化学开放式教学模式，让学生从大二进入研究室，自由选择导师，随指导老师进行简单的科研活动，但目前未对蒙药学专业学生开放。原因有以下几点：第一是开放式实验室和指导教师的不足，设备维护保养和如何解决实验经费不足的问题。另一个重要原因是开放式实验教学对导师的要求很高。需要老师不仅有分析化学知识功底，也必须了解和掌握蒙药研究方面的知识。
篇6
二、调查对象的基本情况
根据课题研究的需要，结合调查内容的具体特点，工作室选取了一线小学数学教师、教研员，以及教育专家、教授作为调查对象，并在不同的职称、教龄、地区等方面都有取样，在教师群体中具有代表性，因而调查获取的数据信度较强，获取的信息对工作室工作开展的启发和借鉴的意义较大。
三、问卷调查的结果与分析
（一）名师研究，研究什么
1. 研究哪些名师？
名师是精于研究和实践的“艺术家”，名师可以让我们感受到课堂教学理念与教学艺术的“前沿”。哪些名师应该进入我们的视野？哪些课例给一线教师留下深刻印象？针对这些问题，我们设计了项目“您知道哪些数学名师及其经典课例？”进行调查，位列前三位的名师分别是华应龙、吴正宪、黄爱华，分别有73人、67人、52人提及。
名师为何成为名师，其被认可的原因是什么？经过对调查资料的归纳整理，我们发现名师被一线教师认可、欣赏主要有以下三个方面原因：一是居高临下驾驭教材，教学设计精巧；二是热爱学生，以学生为主体，关注学生发展，卓有成效地培养学生的数学素养；三是具有很强的亲和力及沟通能力，个人魅力彰显。走进名师的课堂，我们强烈感受到的是学生的思维始终处于尝试与思考的状态。在一次次的思考中，学生对自己充满信心。对学生思维予以积极关注，并进行有目的地训练，让我们感受到名师的魅力。名师在课堂中每一分钟都在实践，他们之所以能做到不断实践，是因为中小学名师特别是小学名师的一般教育效能感显著高于普通教师。
2.名师研究的主要内容。
名师智慧不可言传，只能意会，因此不是通过一般意义的学习所能获得的。基于这个现象，有必要对名师的课堂实践进行研究，了解其教学行为中哪些方面最具有研究的价值。对此，我们设计了“您认为名师的哪些方面最有研究的价值？”这一调查项目。
从附表1中的数据可以看出：84？郾2%的教师认为提问和追问优化策略是名师研究最有价值的内容，70？郾5%的教师认为名师教学语言优化策略是名师研究最有价值的内容，这些是一般教师与名师存在差距的地方，这些方面也正是名师个人魅力彰显所在。其中“提问”涉及预设，“追问”则指向生成，名师在预设和生成的处理上，水平明显高于一般教师。他们在教学中努力营造平等、民主、和谐的师生关系，蹲下身来与学生对话，注意激活课堂教学中的生成性因素，引导学生大胆质疑。提问的语言组织、时机的把握，追问的信息及时处理，教学资源的重组利用，特别需要引起一般教师的关注。
（二）名师研究，怎样研究
1.名师研究的主要途径。
名师的教学理念与教学行为的研究，除了内容研究，还应有途径的研究，以便有针对性地扩大一线教师向名师学习的渠道。对此，我们设计了“您是从哪些途径了解这些数学名师的？”这一问题进行调查。
从附表2可以看出，观摩课、讲座、文集、著作是广大教师接触名师的主要途径。从调查中还可以看到，网络的应用比较少，有组织的培训活动是主要途径。在信息时代，我们有待扩大其他了解途径。
2.名师研究的主要方法。
我们应该采取哪些方法研究名师？“名师研究”不是“名师模仿”。名师研究贵在长久，贵在深入，贵在品位，贵在提炼。
从附表3可以看出个案研究被认为是最主要的研究方法。其次是比较研究、行动研究。用以上方法研究名师，有助于我们对名师的教学理念以及教学行为系统地、全面地了解。工作室将在研究中，注重以上方法的应用。名师研究将坚持理论研究与应用研究相结合，课题研究进展过程既是理论研究过程，又是数学教学的推进过程和重建过程。
3.名师研究成果呈现形式。
从附表4可以看出，公开课教学受到了一线教师的欢迎，被89？郾9%的教师认为是最好的成果呈现的形式，也是名师研究成果辐射最快捷的形式，因此工作室要竭尽所能为工作室成员搭设平台，使其在课堂教学实践中呈现名师研究成果，不断提升专业素养。案例分析、专业论文分别位居第二、第三位。
（三）名师研究，如何凸显团队作用
1.名师研究，有哪些有效的团队活动形式？
从附表5可以看出，有88？郾5%的教师认为课例观摩是名师研究的最有效的活动形式。实际上这样的活动形式也是最常用的，但最常用的不代表是最有效的，应该更多地尝试应用和推广其他的活动形式，让名师的魅力与经验更大程度地被一线教师所习得。
2.名师研究，如何开展主题活动？
名师发展工作室，其定位是“发展名师”，即在工作室的研修活动中，通过团队的力量，将工作室伙伴发展为名师。基于这样的定位，一些受调查者提及的以下几方面的意见和建议就具有很大的指导意义。
关于研究内容的建议：关注学生，以学生为本。扎根一线教学，做“真实”课堂的研究。坚持课堂教学改革，提高教学质量，切实减轻学生负担，让课堂真正焕发生命活力，促进师生的共同和谐发展。
关于研究活动组织的建议：分学期或分学年根据学科的特点组织有效的研讨活动，通过课堂教学、课后研讨、讲座等多种形式吸引更多教师的关注，创建科研沙龙和网络教研，以便进行有效的交流，互动提高。要有高层次的专业人士指导，或跟随他们一起活动。加强各地名师之间的经验交流，互相学习提高，多送教、送培给基层教师，特别是山区教师，让同一个教学方法在不同的课堂得到更多的验证。根据主题，着实架好从理论到实践的桥梁。教师应该不断加强理论学习，通晓理论将比单纯学会经验更有后劲。参与研究的人员本身要拓宽理论学习领域，并把适用于自己、适用于本班的某一理念进行具体实践。怎样把理念变为教学行为的具体做法，教师应及时记录下来，不断学习实践，不断经验交流，资源共享。让工作室成员既“教”又“研”，拟定适合的计划和目标，追踪落实。
关于工作室伙伴培养的建议：要注意培养工作室成员的团队精神和合作意识，要注意营造和谐奋进的研究氛围，要想尽办法让工作室成员感到温馨、自信、自豪，体验合作研究的乐趣，感受自身的成长喜悦。要十分明确课题研究的具体目标和成果展示形式，要充分估计课题研究的困难和问题，要充分思考解决问题和克服困难的方法和策略，要充分了解每一个成员的实际情况和发展方向，要充分理解每一个成员的实际困难，要科学拟定研究计划和具体任务，要注重活动的成效和实效，杜绝流于形式。要注重扩大工作室成员的辐射和影响圈，要通过工作室平台推动工作室成员的成长和发展，造就一批教学名师，培养一批教学新秀，提高工作室的社会影响力和知名度。
四、问卷调查的启示
1.名师研究应注重研究内容的丰富与深刻。
新课程理念下的数学课堂教学有声有色，取得了可喜的成绩，涌现出数量壮观的“一线名师”。他们在情境创设、教学预设与生成处理、学生心理沟通、教学语言艺术研究等领域积累了许多宝贵的经验，逐渐形成了各自的教学思想和教学风格。百家争鸣，各具特色，殊途同归，共同推动了小学数学教学的发展。工作室成员在围绕子课题研究的过程中，既要注意“名师”这一概念的开放性和生成性，让更多的名师走进视野，取百家之长为我所用，又要注意根据成员各自特点，在广泛研究的同时，确定几个重点研究的名师，进行个案研究，深入研究这些名师教学理念和行为的特色，及其产生和形成的过程，凝练出优化的策略，为我所有，形成个人风格。
名师研究要从整体到局部，从局部回归整体，要明晰名师课堂教学设计的完整流程，从整体进行研究分析；根据新课程理念和《义务教育数学课程标准（2011）》，剖析其精妙设计，深入局部进行分析；继而顺势而下，考量名师环节设计之后的教材（学情）分析、教学思想、教育理念，在局部的改进或重建中，凝练其理念与行为优化的策略。工作室成员要在研究中，不断地实践、交流、学习、思考，立足于课堂教学一线，深入研究学生，深入研究教材；既关注教学的各个流程和有可能存在的问题，又善于捕捉课程改革的热点和难点问题，生成新的研究课题，在名师研究中寻求解决问题的策略，从而使名师研究走向深入。
2.名师研究应注重研究方法的科学与创新。
要使研究进行得科学、规范、有效，很重要的一点是讲究研究方法。工作室开展项目和课题研究，务必要加强学习，仔细分析，听取专家、名师和其他一线教师的意见和建议，使研究工作的开展更加科学。工作室正式运作之前，思明区教师进修学校组织专家对《行动计划》进行几轮的打磨，其目的就是使工作室的研究工作在科学方法的指引下少走弯路，更好、更快地实现研究成果。名师发展工作室开展研究前期的问卷调查，并对问卷进行深入分析，形成报告，用数据和事实说话，以调查报告为依据修订《行动计划》和《课题实施方案》亦是一种科学的方法和专业的态度。
名师发展工作室要边实践边摸索，在信息化社会里，在课程改革向纵深发展的今天，名师研究的渠道要进一步拓宽，要紧跟时代的发展，加强网络的运用，更方便、更快捷、更大容量地获取名师研究的宝贵资料，并在网络环境下，实现资源的共享。研究的方法要进一步创新，工作室要在遵循传统方法进行课题研究的同时，不断地探索适合“小学数学一线教师”研究“小学数学一线名师”的方法，力争以创新性的方法实现创新性的成果。
3.名师研究应注重研究团队建设与成员能力的提升。
篇7
分析化学药剂专业学生必修的一门专业基础课，是一门实践性很强的学科，其中实验占有较大的比例。学生要在实验技能方面取得成功，必须付出艰苦劳动。通过分析化学实验的学习，可以培养学生实事求是的科学精神，培养他们理论联系实际的能力及创新精神，提高其分析和解决问题的能力。但长期以来，受传统的重理论、轻实践思想观念的影响，实验教学一直处于教学体系中的弱势地位，传统的分析化学实验教学无论从实验内容上还是教学方式上，都没能使该学科的特点很好地显现。当今社会科技迅猛发展，为了使学生适应当代社会的需要，必须改变传统的分析化学的教学模式。笔者结合工作实际情况，在分析化学实验教学内容、实验教学方法、实验教学手段、完善实验评价体系等方面，对分析化学实验教学改革提出了一系列设想，并逐步付诸实施。
1.优化实验教学内容，编写合适的校本教材
现行的中职学校分析化学教材大多是大学教材的简单缩写，与中职学校学生的实际水平有许多不相符合的内容。因此，编写合适的校本教材尤为重要。编写教材时要注重实验内容与社会实际相结合，为社会培养优良的应用型人才。卫校药剂专业学生毕业后大部分走向医院药房、药店，编写教材时应选取与实际相接近的综合实验和设计实验。
2.转变实验教学方式，发挥学生主体、教师主导的作用
职业教育改革的教学原则之一就是要面向全体与个别指导相结合。要求教学面对全体学生，加强个别指导。要用正确的学生观、人才观看待学生，真诚地期望每一个学生都能成功，为他们创造成功的机会并及时给予激励，成为他们的知心朋友。职校教师应把教学的重点定位于对学生能力的培养，教师的角色则由教学的中心转变成教学的组织者、辅导者。因此，在新的实验教学模式下，可形成以学生为中心的开放式实验教学模式，实现以学生自我训练为主的教学方法和手段，能激发他们的求知和创新欲望。
3.在实验教学中应重视教师的示范作用
首先是基础训练实验，要求学生掌握基本操作技术，熟练使用分析化学实验常用的仪器，为综合实验奠定坚实的基础。分析化学实验要求学生严格树立“量”的概念，加强学生实验操作基本功的训练，是分析化学实验的关键。因此，对分析天平的称量，滴定管，容量瓶，移液管等定量容器的洗涤、使用、读数必须按操作规程反复严格训练，以便让他们养成尊重实验现象、尊重实验数据、实事求是和严谨的科学态度与习惯，为今后的工作打下坚实的基础。此外，学生实验操作时，教师要不断查看实验情况，严格要求学生，必要时要对相关实验加以演示。对于初学者来说，教师演示是分析化学实验必不可少的一个环节。这样，通过教师的引导与示范，教会学生怎样去发现问题、分析解决问题、优化实验操作过程。
4.更新实验教学手段，增加课堂的趣味性
分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度计的使用等基本操作的讲解内容多，时间紧张，有些操作需要展示操作细节，仅靠实验课在现场示范是远远不够的。如果将这些内容制成课件可以反复播放，对滴定终点的判断可以缓慢展示变色过程，并呈现出逼真的终点颜色，这样增加了课堂的直观性，便于学生快速掌握要领。笔者讲碘量法这节时，将用重铬酸钾作基准物标定硫代硫酸钠溶液的实验中，依次出现的碘溶液的红棕色、近终点的浅黄绿色、加淀粉后的蓝色，以及终点铬离子的亮绿色，通过动画这种直观的形式加以演示，增加了课堂的趣味性，学生在轻松愉快的氛围中接受了新知识，改善了教学效果。
5.优化实验教学内容
作为学科教学的重要组成部分，分析化学实验大多是照方抓药式的单纯验证性实验，鉴于学生普遍动手能力差、缺乏创新意识，我们对实验项目进行整合，精选验证性实验，增加生活化、设计性实验。如除了测定自来水的水硬度、水中氯含量，还组织学生以小组合作的形式，对学生家里的井水、化肥的各项指标、食用碱面中的微量铁进行测定。整个研究过程以这样的模式进行：问题―设计方案―实验―表达与交流―反思与评价。学生在所有的实验探究活动中都表现出极大的热情，这更能调动他们的积极性、培养了其合作精神。学生一致认为“收获很大，希望今后能多组织此类实验。”此类实验的开展在一定程度上能弥补他们对理论知识的理解与掌握的不足，为今后走向工作岗位打下坚实基础。这种探究性实验的开设，可以提高学生独立开展科研工作的能力和创新意识。
6.建立新的分析化学实验测量与评价体系
篇8
中图分类号：G642.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0221-02
目前，分析化学实验教学过程质量控制方案还没有科学、规范的模式，各高校一般都是根据自己的教学条件和工作习惯比较随意地进行分析化学实验过程的质量控制，因而程度不同地存在着各种影响实验教学质量的问题。制订并实施较为科学、规范的分析化学实验教学过程质量控制方案，对于形成师生相互制约、良性互动的实验氛围，规范实验教学过程，提高实验教学质量具有重要意义。
根据自己多年从事分析化学实验教学的体会，参考相关资料，提出了较为科学、规范的分析化学实验教学过程质量控制方案，并从有关分析化学实验教学过程的以下环节进行了探讨。
一、基本教育
为使学生安全、顺利地完成实验，确保学生实验万无一失，在实验之前，要对学生进行：（1）实验规章制度（安全、卫生、纪律及学生实验守则等）的教育;（2）实验室基本情况（组成、结构与功能、安全通道与消防措施等）的介绍;（3）实验基本知识（实验用水的要求及来源;玻璃仪器与化学试剂的规格、型号、性能及用途等）的培训。同时，要将实验人员及指导教师的基本情况、具体职责，学生成绩评定办法、实验室的基本情况和实验室的有关规章制度、实验教学计划及具体授课安排等相关内容向学生进行说明并张榜公示。另外，对于一些需要学生事先明确的实验事项也要提前由实验教师进行口头通知。所有这些工作环节可使学生在实验之前能够做好必要的思想准备，并初步树立正确而明确的实验导向，同时也有利于形成师生之间的信息畅通、相互约束机制。
二、实验备课
对实验课要精心备课，写出备课笔记。根据实验教材、实验资料、实验条件等情况对实验内容（包括实验目的、基本原理、仪器与试剂、实验步骤、注意事项等）进行备课，写出具体可行的实验备课笔记。需要注意的是，一定要结合自身的实验条件和自己成功的实验经验去对实验过程进行精心设计和科学安排，防止照本宣科、死搬硬套，使实验内丰富多彩，实验过程生动有趣。对实验中涉及的理论问题及实验操作环节可能出现的问题做到心中有数，为顺利准备和指导学生实验做好准备。
三、实验准备与预作
在学生实验之前，对学生实验所需要的仪器、试剂（包括公用与自用）及其他实验辅助材料等实验条件、实验通风（包括室内通风与通风橱通风）、照明（包括室内照明、实验台照明、通风照明等）等实验环境的每一细节进行充分准备，为学生实验创造良好的实验条件和实验环境，做到万无一失。例如，为便于学生有效而正确地判断终点，可制备多套标准色阶供学生参照，这样可有效提高学生的实验效率。在实验过程中，要使学生不因找仪器、试剂或因缺少有效的实验方法而耽误过多时间，从而影响实验的进度与效果。
每次实验之前，教师要对学生所作的实验及相关的实验内容按照实验步骤及实验要求进行预作，熟练掌握实验操作和实验现象，对实验过程中可能出现的问题（如仪器、试剂是否正常，实验条件和环境对实验有何影响等）进行全面的把握，以便在学生实验过程中有效地的指导学生实验，对学生提出的问题能够进行合理而圆满的解答，避免出现被动局面。
四、实验考勤
为加强学生实验的出勤管理，实行“开始点名-中间抽查-结束检查并签名”的管理方法。即学生到实验室后，教师要根据学生选课名单点名并清点人数（防止冒名答到）;实验过程中，要注意观察学生人数的变化并随时核查人数（防止中间溜号）;最后检查学生实验操作及实验数据，检查合格并在实验名单上亲自签名（防止他人代签）后方可离开实验室。对实验操作或实验数据不符合要求要求的学生必须重做实验。
为便于掌握每个学生的实验情况，每次实验要求学生的实验位置序号必须与实验名单上的序号顺序一致。这要求学生自己根据实验名单的序号与实验位置序号对应入座，并在点名时逐一核实。
五、学生预习
为培养学生良好的预习习惯和自学能力，保证学生有效地完成实验，防止学生在实验过程中的被动应付，要求学生在实验之前进行预习并写出实验预习报告，在进实验室时检查并上交（作为评定实验成绩时参考），对没有预习报告的学生实行缓做实验。
为便于查阅预习报告，预习报告的格式要统一。其基本内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项等。为避免学生简单抄袭应付且简化书写，要求学生用框图或流程图等形式表达实验步骤。
六、实验讲解
根据实验的基本内容（实验目的、实验原理、仪器与试剂、实验步骤、注意事项等）进行具体讲解。需要重点强调的是实验操作及注意事项，如玻璃仪器（烧杯、锥形瓶、滴定管、移液管、容量瓶等）的名称、规格、性能、用途、使用方法及注意事项;仪器设备（分析天平、分光光度计等）的基本性能、使用方法、注意事项。要使学生明确，在分析实验过程中，始终坚持的基本原则是规范操作，减少误差，逐步建立起“定量”的概念;除了要认真规范的做好每一步实验外，还要处理好每步操作之间的衔接关系。
讲解时，要以演示为主，讲解为辅。讲解力求目的明确，重点突出，条理清晰，简明扼要。为提高演示效果，可结合多媒体技术进行讲解与演示。
七、实验指导
实验指导是保证实验教学质量的关键环节。指导实验的基本原则是热情辅导，严格要求。在实验过程中，要求学生的基本操作一定要规范、正确，对不规范或错误的操作，及时加以指导纠正;对违反实验纪律的学生坚决处理，不留情面;要始终在实验现场进行手把手的指导，对学生提出的问题耐心解答，并注意与学生的互动，以不断提高实验指导的感召力，使学生积极主动地去完成实验。同时，为有效把握学生的整体实验情况，避免顾此失彼，尽量增加巡视频率。对于学生在实验过程中的表现（实验态度等）及存在的问题，要用专用的学生实验指导记录单（在实验之前根据实验名单顺序制出）进行记录，为评定实验成绩提供依据，也为今后有针对性地指导学生实验积累经验。
八、检查验收
学生实验结束、离开实验室前，必须对学生的实验操作、实验数据、仪器试剂、环境卫生等进行全面、严格的检查。检查合格并经指导老师在学生原始实验记录上签名确认后，才能离开实验室，否则，需要学生重做实验直至检查合格后方可离开实验室，以培养学生严肃认真、善始善终的良好实验习惯。
九、实验报告
为使学生对实验情况进行系统总结并锻炼学生书写实验报告的能力，学生必须按要求写出实验报告并及时上交。其中实验报告必须附有指导教师签名的实验原始数据。教师要及时批改实验报告，并做好批改记录。对实验报告中存在的问题或错误进行归纳、总结，及时向学生反馈。一般情况下，要在下次实验之前，向学生反馈上次实验报告的批改信息，使学生及时了解自己在实验中存在的问题与错误，并加以解决和改正。
实验报告成绩在整个实验成绩中占有较大比例。因此，批改实验报告、确定实验报告成绩一定要公平合理。严禁抄袭或他人实验报告现象发生。一旦发现此类现象，该门实验课按零分计。
十、实验考试
实验考试既是对学生实验情况的考核，也是对教师教学效果的检验，又是促使学生平时做好实验的动力。
要合理确定考试内容，要使考试内容具有系统性和代表性。参考理论考试，将考试内容以试卷的形式发给每一个学生。试卷要明确实验内容和具体要求，可以采用多种试卷或同种试卷进行考试。实验考试时，要尽可能多配备监考教师，做到每位教师监考的学生数不超过10名，以便教师全面把握每个学生的实验信息。与实验指导记录一样，要有相应的实验考核记录，以作为评定实验成绩的依据。
十一、实验成绩
实验成绩包括单一实验成绩和实验总成绩。
影响单一实验成绩的基本因素包括：实验预习，实验态度，实验纪律，实际操作、实验报告等。其各种影响因素影始终贯穿在每个实验的整个实验过程中。因此，教师只有平时尽量把握每个学生实验各方面的具体情况，才能使实验成绩全面、客观，防止仅据实验报告确定实验成绩的错误做法。
单一实验成绩为综合考虑了影响实验成绩的各种因素后的综合得分，即：单一实验成绩=预习（5%）+操作（50%）+态度（5%）+纪律（10%）+报告（30%）
平时实验成绩为所有单一实验成绩的总和（∑单一实验成绩）除以实验个数（n），即所有实验成绩的平均值：平时实验成绩=∑单一实验成绩÷实验个数n
实验总成绩由平时成绩与考试成绩（成绩确定方法同单一实验成绩）两部分组成，即：实验总成绩=平时成绩（50%）+考试成绩（50%）
实验成绩确定后，要及时向学生公示，接受查询。
十二、实验总结
篇9
中图分类号：G642.1文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）05-0221-02
目前，分析化学实验教学过程质量控制方案还没有科学、规范的模式，各高校一般都是根据自己的教学条件和工作习惯比较随意地进行分析化学实验过程的质量控制，因而程度不同地存在着各种影响实验教学质量的问题。制订并实施较为科学、规范的分析化学实验教学过程质量控制方案，对于形成师生相互制约、良性互动的实验氛围，规范实验教学过程，提高实验教学质量具有重要意义。根据自己多年从事分析化学实验教学的体会，参考相关资料，提出了较为科学、规范的分析化学实验教学过程质量控制方案，并从有关分析化学实验教学过程的以下环节进行了探讨。
一、基本教育
为使学生安全、顺利地完成实验，确保学生实验万无一失，在实验之前，要对学生进行：（1）实验规章制度（安全、卫生、纪律及学生实验守则等）的教育；（2）实验室基本情况（组成、结构与功能、安全通道与消防措施等）的介绍；（3）实验基本知识（实验用水的要求及来源；玻璃仪器与化学试剂的规格、型号、性能及用途等）的培训。同时，要将实验人员及指导教师的基本情况、具体职责，学生成绩评定办法、实验室的基本情况和实验室的有关规章制度、实验教学计划及具体授课安排等相关内容向学生进行说明并张榜公示。另外，对于一些需要学生事先明确的实验事项也要提前由实验教师进行口头通知。所有这些工作环节可使学生在实验之前能够做好必要的思想准备，并初步树立正确而明确的实验导向，同时也有利于形成师生之间的信息畅通、相互约束机制。
二、实验备课
对实验课要精心备课，写出备课笔记。根据实验教材、实验资料、实验条件等情况对实验内容（包括实验目的、基本原理、仪器与试剂、实验步骤、注意事项等）进行备课，写出具体可行的实验备课笔记。需要注意的是，一定要结合自身的实验条件和自己成功的实验经验去对实验过程进行精心设计和科学安排，防止照本宣科、死搬硬套，使实验内丰富多彩，实验过程生动有趣。对实验中涉及的理论问题及实验操作环节可能出现的问题做到心中有数，为顺利准备和指导学生实验做好准备。
三、实验准备与预作
在学生实验之前，对学生实验所需要的仪器、试剂（包括公用与自用）及其他实验辅助材料等实验条件、实验通风（包括室内通风与通风橱通风）、照明（包括室内照明、实验台照明、通风照明等）等实验环境的每一细节进行充分准备，为学生实验创造良好的实验条件和实验环境，做到万无一失。例如，为便于学生有效而正确地判断终点，可制备多套标准色阶供学生参照，这样可有效提高学生的实验效率。在实验过程中，要使学生不因找仪器、试剂或因缺少有效的实验方法而耽误过多时间，从而影响实验的进度与效果。每次实验之前，教师要对学生所作的实验及相关的实验内容按照实验步骤及实验要求进行预作，熟练掌握实验操作和实验现象，对实验过程中可能出现的问题（如仪器、试剂是否正常，实验条件和环境对实验有何影响等）进行全面的把握，以便在学生实验过程中有效地的指导学生实验，对学生提出的问题能够进行合理而圆满的解答，避免出现被动局面。
四、实验考勤
为加强学生实验的出勤管理，实行“开始点名-中间抽查-结束检查并签名”的管理方法。即学生到实验室后，教师要根据学生选课名单点名并清点人数（防止冒名答到）；实验过程中，要注意观察学生人数的变化并随时核查人数（防止中间溜号）；最后检查学生实验操作及实验数据，检查合格并在实验名单上亲自签名（防止他人代签）后方可离开实验室。对实验操作或实验数据不符合要求要求的学生必须重做实验。为便于掌握每个学生的实验情况，每次实验要求学生的实验位置序号必须与实验名单上的序号顺序一致。这要求学生自己根据实验名单的序号与实验位置序号对应入座，并在点名时逐一核实。
五、学生预习
为培养学生良好的预习习惯和自学能力，保证学生有效地完成实验，防止学生在实验过程中的被动应付，要求学生在实验之前进行预习并写出实验预习报告，在进实验室时检查并上交（作为评定实验成绩时参考），对没有预习报告的学生实行缓做实验。为便于查阅预习报告，预习报告的格式要统一。其基本内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项等。为避免学生简单抄袭应付且简化书写，要求学生用框图或流程图等形式表达实验步骤。
六、实验讲解
根据实验的基本内容（实验目的、实验原理、仪器与试剂、实验步骤、注意事项等）进行具体讲解。需要重点强调的是实验操作及注意事项，如玻璃仪器（烧杯、锥形瓶、滴定管、移液管、容量瓶等）的名称、规格、性能、用途、使用方法及注意事项；仪器设备（分析天平、分光光度计等）的基本性能、使用方法、注意事项。要使学生明确，在分析实验过程中，始终坚持的基本原则是规范操作，减少误差，逐步建立起“定量”的概念；除了要认真规范的做好每一步实验外，还要处理好每步操作之间的衔接关系。讲解时，要以演示为主，讲解为辅。讲解力求目的明确，重点突出，条理清晰，简明扼要。为提高演示效果，可结合多媒体技术进行讲解与演示。
七、实验指导
实验指导是保证实验教学质量的关键环节。指导实验的基本原则是热情辅导，严格要求。在实验过程中，要求学生的基本操作一定要规范、正确，对不规范或错误的操作，及时加以指导纠正；对违反实验纪律的学生坚决处理，不留情面；要始终在实验现场进行手把手的指导，对学生提出的问题耐心解答，并注意与学生的互动，以不断提高实验指导的感召力，使学生积极主动地去完成实验。同时，为有效把握学生的整体实验情况，避免顾此失彼，尽量增加巡视频率。对于学生在实验过程中的表现（实验态度等）及存在的问题，要用专用的学生实验指导记录单（在实验之前根据实验名单顺序制出）进行记录，为评定实验成绩提供依据，也为今后有针对性地指导学生实验积累经验。
八、检查验收
学生实验结束、离开实验室前，必须对学生的实验操作、实验数据、仪器试剂、环境卫生等进行全面、严格的检查。检查合格并经指导老师在学生原始实验记录上签名确认后，才能离开实验室，否则，需要学生重做实验直至检查合格后方可离开实验室，以培养学生严肃认真、善始善终的良好实验习惯。
九、实验报告
为使学生对实验情况进行系统总结并锻炼学生书写实验报告的能力，学生必须按要求写出实验报告并及时上交。其中实验报告必须附有指导教师签名的实验原始数据。教师要及时批改实验报告，并做好批改记录。对实验报告中存在的问题或错误进行归纳、总结，及时向学生反馈。一般情况下，要在下次实验之前，向学生反馈上次实验报告的批改信息，使学生及时了解自己在实验中存在的问题与错误，并加以解决和改正。实验报告成绩在整个实验成绩中占有较大比例。因此，批改实验报告、确定实验报告成绩一定要公平合理。严禁抄袭或他人实验报告现象发生。一旦发现此类现象，该门实验课按零分计。
十、实验考试
实验考试既是对学生实验情况的考核，也是对教师教学效果的检验，又是促使学生平时做好实验的动力。要合理确定考试内容，要使考试内容具有系统性和代表性。参考理论考试，将考试内容以试卷的形式发给每一个学生。试卷要明确实验内容和具体要求，可以采用多种试卷或同种试卷进行考试。实验考试时，要尽可能多配备监考教师，做到每位教师监考的学生数不超过10名，以便教师全面把握每个学生的实验信息。与实验指导记录一样，要有相应的实验考核记录，以作为评定实验成绩的依据。
十一、实验成绩
实验成绩包括单一实验成绩和实验总成绩。影响单一实验成绩的基本因素包括：实验预习，实验态度，实验纪律，实际操作、实验报告等。其各种影响因素影始终贯穿在每个实验的整个实验过程中。因此，教师只有平时尽量把握每个学生实验各方面的具体情况，才能使实验成绩全面、客观，防止仅据实验报告确定实验成绩的错误做法。单一实验成绩为综合考虑了影响实验成绩的各种因素后的综合得分，即：单一实验成绩=预习（5%）+操作（50%）+态度（5%）+纪律（10%）+报告（30%）平时实验成绩为所有单一实验成绩的总和（∑单一实验成绩）除以实验个数（n），即所有实验成绩的平均值：平时实验成绩=∑单一实验成绩÷实验个数n实验总成绩由平时成绩与考试成绩（成绩确定方法同单一实验成绩）两部分组成，即：实验总成绩=平时成绩（50%）+考试成绩（50%）实验成绩确定后，要及时向学生公示，接受查询。
篇10
在研究化学课程的过程中，分析化学实验已成为研究的关键组成部分；在完成分析化学实验的同时可以提升学生的各方面能力，如：创新思维能力、综合实践能力和分析集中能力等。当前的教育已越来越注重学生的素质教育，要培养出综合素质较高的人才，不仅需要培养学生的基础理论功底，还需要在一定专业知识的指导下具备一定的动手操作能力，这些能力都可以通过实验环节来培养。
1.更改实验教学方法，提升学生学习兴趣
在以往的分析化学实验中，老师是主导者，老师在教学时采取“一包到底”方式进行知识传授，“一包到底”指的是从实验目的、实验原理、实验器材和试剂到实验操作过程，都是老师讲，学生做，学生的思维根本得不到发挥。这种“填鸭式”的传统教学方式，让学生成为了只会按照实验讲义进行实验的群体。对于这种操作步骤机械化、教学内容单一化的化学实验课，会导致学生对实验操作没有任何兴趣、只一味的依靠老师、没有主见，也没有强烈的学习欲望和兴趣，也没有创新能力和创新思维[1]。所以，就要采取科学的教学方式及教学技巧来提高学生的学习欲望和兴趣，教学可以从两个方面入手：首先，为学生建立一个开放式的实验环境，学生可以自己进入实验室，自己独立完成实验操作，在操作过程中老师不参与其中。之后，老师可适量增加学生独立实验操作的次数，如此一来，学生会提高学习的兴趣和积极性，也会提升学生自己的动手能力和实验操作能力；其次，对于设计性实验，老师要要求学生提前预习，让学生提前了解一些要使用的实验仪器和试剂等相关知识，这样可以使学生对实验操作能更好的掌握和巩固。在设计实验进行时，老师可以要求学生采用自己所设计的仪器和试剂进行实验，学生和学生之间也可以讨论各自实验的方法和思路。这种设计性实验，提高了学生的创新动手能力，也在学生交流讨论过程中提升了学生的合作交流能力，学生在提前设计实验仪器和试剂的过程中翻阅课本获取知识也可以拓宽视野并对文献灵活使用。这些能力的培养可以为日后相关工作打下坚实基础。
2.为学生营造问题式实验教学模式
在实验中，我们要结合现代教学的理念，突显出学生是学习的主体。要改变传统的老师讲，学生听的教学模式，为学生营造出一个问题式实验教学模式。以教师提问―学生回答为主。为了培养学生的创新思维能力，就要在基础性实验的实验目的、实验原理、溶液的配制、药品规范的称量和试剂的使用等方面提出问题；为了激励学生的全方面综合能力，就需要在综合设计实验中提出“做什么-怎么做-是什么-为什么”的问题。在不同的实验教学时，老师要抓住每一个点向学生提出问题，让学生带着问题做实验，学生会在实验操作中努力观察分析研究老师提出的问题，从而得出对应的答案[2]。问题式教学不同于“注入式”教学，会让学生成为学习的主体，老师成为学习的指导者。培养了学生实事求是的求知欲望、主动性、坚持性，也让学生在实验过程中加深了对理论知识的把握，提升了学生思考解决问题的能力。与此同时，也有助于学生培养发展创新思维能力，让学生能在实验中发现自身问题并加以改正。
3.完善实验教学内容，全方位提升学生创新能力
3.1基础实验选出，验证性实验减少，设计性和综合性实验增加
基础性实验是让学生成为创新性人才的基础，它主要是掌握一些基本实验仪器和试剂，了解熟悉基本操作技能，掌握基本的实验方法等。这类实验是基础，必须高度重视。但要压缩验证性实验的比例，并改经典验证型的内容为应用型的内容，所以测定样品尽量选择与工农业生产、日常生活密切相关的实际试样让学生测定，以增强实验的实用性，增添学以致用的气氛。教学过程中教师要注重学生实验的兴趣、引导学生认真观察实验现象，启发学生用分析化学的理论解释实验中的问题，提高学生对关键实验步骤所涉及的理论问题的辨析能力[3]。用实验来解决学生在理论学习思考中遇到的问题。在实验中，学生的思维活动大致为：观察实验现象-发现问题-提出假设-研究问题-解决问题，这种思维活动会提升学生主动思考探索能力。学生创新思维能力的激发、全方位基本技能的锻炼和提高、对理论知识的消化都归功于综合性设计实验。综合设计性实验以培养和考核学生运用基本知识分析、解决问题的综合能力为目标，题目要求是教材中没有的、尽量覆盖几种基本分析方法，且难度适中、能为学生留有自行设计空间，如柑橘中维生素C含量的测定、茶叶中微量元素的鉴定与分析、饼干中碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定、葡萄糖注射液中葡萄糖含量的测定、蛋壳中碳酸钙含量的测定、胃舒品药片中Al2O3和MgO含量的测定等。在设计性实验中，老师只用提出实验目的和要求，把实验的主动权交给学生，学生自己设计实验方案，内容包括方法、原理、使用仪器、药品及测定条件等，让学生的个人价值在实验中得到充分展示，实验中允许学生犯错误，学生可以研究分析自己设计实验的不足并进行改正，各式各样的实验方案让学生的创新思维得到认可，学生可以更加有信心去设计研究实验，培养了学生应用理论知识研究实验方法的能力，也加强了学生对实验仪器的操作能力。在化学实验实践中学生解决问题和理解问题的能力提升了，对化学学习的兴趣也增加了，对理论知识的理解也加深了，也提高了学生的创新能力和教学质量。学生在实验过程中学习了化学知识，初步领悟到了科研的方式，也在实验过程中得到了快乐，这种实验过程是：研究课题-设计方案-装置组合-观察现象-讨论问题等。
3.2健全的实验考核制度和先进知识的推动
分析化学的内容主要有，不断发展的科学技术，不断更新的新知识，不断研究的新仪器和新方法。因此，为了让学生生活在现代新知识的氛围中，就要在分析化学实验中向学生讲授新理论知识，新技术方法，更要强调教学中的难点和重点。为了符合新时代学生的需求，教师就要开展符合学校实际情况的教学活动，来增强化学实验的科学技术含量和学生对化学实验的兴趣，新的知识适应新的时代，不仅拓宽了学生视野，也增强了他们学习的信心和能力。
实验考核是研讨教学规律，检查教学质量，改革教学内容及方法的重要依据，是实验教学成功的有力保障。科学的考核方式不仅能检验学生对知识的掌握程度和实际操作能力，更是促进学生认真做好实验、提高分析和解决问题的能力、培养创新能力的有效手段，同时也能提高学生学习的积极性。实验考核是对学生进行全方位考察的主要方法，实验考核本着“重在过程，不只是结果”的宗旨，对学生的实验操作能力、实验内容的理解程度、设计实验的思维能力以及实验结果的严谨性和正确性进行评判[4]。为了能给学生一个公正的评价，教师应在实验前检查预习报告，并按预习效果打分，在实验操作过程中随时观察学生的基本操作是否规范并及时加以改正，使学生的技能得到最大限度的训练，同时注意培养学生严谨求实的科学态度，要求学生如实记录实验数据，规范实验报告的书写。实验报告是学生在完成实验操作后，对自己所做实验过程和结果的总结，采用书面的形式向老师展现。它体现了学生三方面的能力，主要表现在：首先，体现了学生实事求是的态度和对自己工作认真负责的态度；同时，体现了学生对理论知识的掌握并运用程度；最后，体现了学生在分析和解决问题的各方面能力。对于实验报告，教师除了提供一般的格式及提出报告的目的、要求外，要鼓励学生提出自己的见解，如：实验方法的改进、实验收获畅谈等。每个实验者只要用心观察，必然会有与别人不同的经验，隔一段时间再做一遍也会有新的体验，把这些体验和心得如实书写在实验报告中，这样才能反应出学生活跃的思维和独立思考问题的能力，通过实验后的分析总结并写出实验报告，使学生思维产生质的飞跃，从而获得新知。此外，在通过对学生设计实验能力的考察，可进一步评价学生的科学思维能力、知识综合运用能力及创新能力。
4.结语
综上所述，在科研道路上，创新思维和全面发展同步，创新思维和不断进步同步。研究化学实验课程的学习作为实践教学的关键，使学生深刻熟悉了解到了一些基础的分析实验方法，也可以培养学生实事求是的科学态度和坚持不懈的实验精神，提高学生的基本实验操作能力和创新能力，这些优秀品质，使得学生在以后的化学实验中表现出更好的发现问题，提出问题，分析问题和解决问题的能力。总而言之，分析化学实验教学的运用，让学生的各方面能力都得到了提升，学生在以后的学习生活中遇到问题也会用认真坚持的态度解决。我们不仅要把分析化学实验当成一种提高化学操作的方法，更要把分析化学实验当成提高自身综合素质能力的有效途径。 [科]
【参考文献】
[1]莫运春，许金生，等.分析化学实验教学模式的优化与实践[J].大学化学，2006，（09）.
