大學化學實驗教學改革探析
時間:2022-11-01 10:25:57
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[摘要]大學化學實驗教學作為大學化學教學重要組成部分之一,不僅要教授學生專業知識,更旨在提升學生的實踐能力、創新能力。目前,大部分高校對大學化學實驗教學已進行了改革,也取得了一些成效。但是大學化學實驗教學在實驗室管理建設、實驗教學內容設置及考核模式等方面依然存在問題。本文著重對這些問題進行總結歸納、深入探討,并提出一系列解決方案,希望以此來豐富并完善大學化學實驗教學,提高教學質量,推動大學化學教學改革的進程。
[關鍵詞]大學化學實驗;教學;改革
隨著人類社會的不斷向前發展,對人才的需求越來越具體化。其中,實踐能力和創新能力的培養被普遍認為是人才培養中的重要環節,如何提高大學生的實踐能力和創新能力,成為越來越成為大學教育者不容回避的關鍵問題。大學化學實驗作為化學專業學生的必修課程,是一門以實驗操作為主的技能課程,又與相應的化學理論課如無機化學,有機化學,物理化學等聯系密切。同時在培養學生的實踐能力、創新能力等方面有積極促進作用,實驗課也是衡量大學教學質量的重要方面。近年來,大學化學實驗教學改革雖然取得了很大的進展,事實上,化學教學實驗課程的教學仍然存在很多問題如忽略實驗教學重要性,其次課程內容設置老套,實驗內容落后,教師授課方式不能與時俱進,實驗室管理、實驗教學方法和手段落后,未能充分和現代科學技術充分結合。目前,社會對大學生技能的要求越來越高,大學生應需要具備的基本科學素質越來越多,圍繞培養高素質大學生這一中心目標。大學化學實驗應該在現已取得的教學研究成果基礎上,以教學目標、教學內容等改革為起點,緊跟時代步伐,進一步擴大大學化學實驗教學改革的深度和廣度,提升教學質量和教學效果,培養大學生的實踐技能和和創造技能,以此提高學生的就業競爭力。本文從試圖從大學實驗課程所面臨的問題入手,結合筆者自己的實驗教學實踐經驗,總結提出化學實驗教學改革的關鍵要素,改善我國大學化學實驗課程教學,為培養實踐性和創造性的化學人才盡綿薄之力。
1設立實驗室小組,改進實驗室管理模式
設立化學實驗室教學小組:小組成員由學院實驗室負責人,實驗室教學老師以及課程的助教構成。實驗室管理人員,負責實驗室設備的日常維護和藥品耗材的管理工作,教學教師主要負責教學工作,助教輔助官人人員和教學教師的工作。實驗管理人員成為專職人員,也可以多個實驗室共用一個專職人員,以節約開支為首選,配備一到兩名助教(研究生)可以輔助管理工作。管理人員結合現代計算機和網絡技術,對實驗室耗材實行數據化管理,力求做到對實驗室的藥品、試劑、耗材的使用情況進行動態跟蹤,準確的判斷實驗室的日常消耗。針對破壞儀器,浪費藥品的學生,建立系統賞罰制度,做登記處理,可以采用罰金賠償模式,對學生進行反思教育,因為良好的化學實驗技能素養對化學學科的大學生來說,是做人做事的基本準則。每年設立專門的日期,組織學生進入化學實驗室進行參觀,讓學生熟悉基本的大學化學的實驗環境,熟悉安全工具如滅火器,沙桶以及急救箱的放置地點和使用辦法,并囑咐安全工具不準移動和挪用。
2利用新型溝通技術組織學生,實行分組制教學
世界經濟、社會、科技、文化等各方面都在加速變革,科學技術發展日新月異,人民的溝通方式早就脫離了早期的面對面交流,借助高科技的溝通方式日益增多。首先,以班級的學習委員或者班長作為核心成員,緊跟現代的互聯網溝通技術,建立QQ或者微信群,一方面方便學生在課下和老師溝通聯系,另一方面有利老師發放相關通知或者作業。其次,結合手機互聯網的無孔不入以及現在大學生普遍成為低頭族和手機控這一現實,學生和老師之間、學生和學生之間的交流日益稀少。大學化學實驗課作為一門實踐性和協同性很強的學科,比如很多有機化學實驗課的操作比如搭建實驗管路,比較繁瑣,需要統一分工,互相協作。所以化學實驗是促進學生、老師交流的最好時機。實際中,多人一組無法讓沒一個人在實際中實踐,防止部分同學偷懶,直接使用他人的實驗數據,所以比較合理的方案是兩到三人構成一組,互相配合,相互協作,既提高了實驗效率又增加了學生之間的交流互動,讓學生在實驗中體會到協同作用的必要性。
3加強教師隊伍建設,明確教師職責
有句話說,興趣使最好的老師,教師作為一門課的領路人,理應扮演好這一角色。知識在專業工作中發揮重要作用,老師首先加強自己的專業知識素養,熟悉滿足教學需要的學科專業理論,并且做到與時俱進,不斷優化、充實教學內容,這是實驗教學發展的基礎。其次,教學從來不單單是專業知識的傳授,與教師綜合能力密切相關,比如教師的口頭表達能力,對問題的認知能力,理解力,甚至教師的個人魅力。所以,除專業知識意外,教師應該加強綜合能力的培養,重視、喜歡、熱愛實驗教學,在教學中寓教于樂,豐富傳授知識的模式,講課做到層次清晰,重點突出,幽默風趣,充分利用實驗課程的特殊性,在實驗中,加強師生互動交流,走入到學生中間,只有這樣才能激發學生的興趣,進一步培養出動手能力強,具有創新性思維的人才來適應社會需求。具體來說,第一點,教師對每節課在實驗課之前,針對本次實驗的實驗內容,篩選出本節實驗課的預習關鍵詞,將次關鍵詞告知給學生,學生以此關鍵詞作為起點,有重點的預習實驗。第二點,教師要重視提前板書+講課的必要性,很多有機化學的實驗課老師認為有教材,學生只要按照教材走就可以,實際上,筆者在教學中發現,講課對于促進學生對實驗的理解有重要意義。教師在授課過程中,可以建立實驗原理和實驗步驟兩條縱線,兩條縱線一一對應起來,這樣學生們就明確自己每一步實驗操作的意義,而不是機械式的操作。在講課的過程中,學生和老師作進一步的互動,由于實驗內容的多樣性,化學實驗還存在著時間的問題,對某些特殊的化學實驗,可以采取靈活的處理方式,比如在實驗流程設計方面針對一些對水分比較敏感的反應,可以先安排學生進行儀器藥品的洗滌,之后放進烘箱烘烤,然后老師再開始講解實驗流程,這樣老師在講完之后,學生在開始動手做實驗,統籌的利用了時間,另外還能讓學生們加強對這一實驗的理解。
4強化預習報告和實驗報告,增加實驗心得作為成績考核項,建立健全科學合理的考評體系
實驗報告方面,主要分成三大部分,第一各方面是提交預習報告,基于老師提出的預習關鍵詞,學生做參考教學材料,了解實驗的實驗目的和方案,對實驗建立清晰的認知,明確實驗所涉及的基本儀器、相關操作,實驗內容,試劑耗材的基本性質及數據的處理方法;進而撰寫預習報告,俗話說書讀千遍不如手抄一遍,帶著關鍵詞撰寫預習報告可以讓學生進一步感知實驗過程,可以提高學生的自學能力。第二,實驗過程的數據記錄,大部分情況下,我們的實驗課是按照,兩人一組,協同進行的方案進行,所以實驗過程中,一人觀察實驗現象,另外一人對實驗現象進行文字整理,分工合理,減少手忙腳亂。第三,實驗結束后,要求學生對記錄的實驗數據進行處理和并且回答教材后面的思考題,在實驗報告的末尾,附上本次實驗的實驗總結和心得體會,旨在讓學生在本次驗結束后,再次回憶本次實驗方案流程,加深對實驗過程中何種藥品,各種儀器以及各種操作的印象,然后對本次實驗作出總結性的結論工作,作者在實踐中發現,心得部分,大部分同學都對自己的實驗過程有了較好的理解,對相關的操作也有較好的總結,比較有意義。很多同學在這一部分也會加入一些個人情感方面的言語,比如感謝老師的付出和指導之類的,這些積極的言語對教師在接下來的教課工作有促進作用。建立科學合理的考評體系,成績判定主要由學生的預習報告(30%),課堂實驗結果(40%),以及實驗報告(30%)三部分的成績構成,跟實驗報告結合起來,三部分成績的構成和合理分配,能夠準確地反映化學實驗課程的教學效果,為下一步的教學實踐活動提供科學依據。
5豐富課程設置,實驗課題設定多樣化
化學實驗這一學科對實驗的安全教育和實驗操作的要求比較嚴格。我校的有機化學實驗課程一般安排在大二學年,雖然大部分的學生在大一階段,接觸了一些關于化學實驗操作方面的基礎培訓,但是,通過作者幾年的實驗教學發現,大部分學生的基本操作依然存在很多技能不規范的問題。對此,開設有機化學實驗課程前,首先組織學生進行課堂認知學習,將安全教育作為所有實驗課進行的前提,并且應該重點介紹有機化學實驗的一般知識,旨在讓學生熟悉實驗室常見裝置,常用試劑如易燃試劑,有毒藥品,腐蝕性藥品,讓學生們樹立安全第一的思想,確保后期實驗課的順利進行,授課模式告別單一的教師念書的枯燥教學模式,采可以取可視化的教學如ppt或者視頻展播的模式,對常見的基本實驗操進行介紹,讓學生認知常見玻璃儀器,比如燒瓶,各種冷凝管等,對相關儀器的使用注意事項,用途等建立初步的印象;對一些有機化學實驗常見的操作比如分餾,減壓蒸餾,薄層分析,柱層析有一個大致的了解。豐富實驗課程的設置,按照培養目標分成三大部分:第一,開設基礎技能訓練型的實驗課程,如像分析天平、分光光度計、伏安特性曲線等儀器的觀摩和使用操作說明,讓學生獨立實踐操作,老師及時發現并糾正部分學生的不規范和錯誤操作,引導學生正確的使用實驗儀器和掌握注意事項,培養學生實事求是的學習態度。第二,結合化學課程的教學重點,有選擇性的開設實驗課,比如常見的親電取代,親電加成反應基于有機化學課程開設的理論內容,在實驗選題方面選擇性的對一些重要反應,比如取代反應,疊氮反應等設置相應的課程,可以加深學生相關知識的理解,在實踐中對相關的反應做進一步的認知,同時,將相關的實驗操作都穿插到整個實驗課中,讓學生在無形之中,熟悉掌握所有的實驗操作。第三,設計部分開放性實驗,讓學生利用互聯網、手機等現代化信息工具查閱文獻,設計并制定實驗方案,這種學生根據自己的興趣設定的課程的模式,相對于課堂上的填鴨式教學,能夠調動學生參與的積極性和主動性。同時,這些開放實驗的開設,能夠提高學生的動手能力、創新能力。既能鞏固學生的專業基礎知識,又可以拓寬學生的知識面,為學生能夠勝任將來復雜的工作奠定堅實的基礎。豐富實驗課題的內容,結合有機化學課程的教學重點,合理的設計實驗課題,激發學生的實驗熱情,進而提高學生的綜合素質。
綜上所述,結合現代化的科學技術,通過對大學化學的實驗室管理、實驗的教學內容、教師的教學方法、教學手段和學生的考核辦法進行一系列的改革。讓實驗室管理更加便捷,充分提高教師和學生的互動,強化學生的主體作用,提高學生的學習積極性;可以更好的培養學生分析問題與解決問題的能力,達到學生實踐能力和創新能力的共同提升。當然,大學化學實驗教學改革是一個任重而道遠的系統工程,需要一代又一代有機化學實驗指導教師的共同努力。
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作者:呂文珍 單位:南京郵電大學
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