化學實驗競賽教學改革和人才培養研究
時間:2022-04-23 10:42:47
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[摘要]化學實驗競賽是促進化學教學改革和人才培養的重要舉措。本文對當前化學實驗教學中存在的問題進行了分析,對實驗競賽在教學改革和人才培養中發揮的作用進行了討論。
[關鍵詞]化學實驗競賽;教學改革;人才培養
化學是一門廣泛應用于社會各個領域的學科,同時也是一門以實驗為基礎的自然學科。目前,國內各大高校主要采用“理論知識+基礎實驗”的傳統模式開展教學工作。隨著社會的進步與發展,對大學的人才培養提出了更高的要求,即構建創新型人才培養模式,著力培養學生的學習能力、實踐能力和創新能力。化學實驗競賽是對學生理論知識運用能力的綜合檢驗,也是對高校化學教學成果的檢測和評比。實驗競賽通常包括筆試和實驗操作考試兩個部分,主要考查化學實驗知識及基本技能、實驗設計及操作、數據采集及分析、實驗總結及報告等,對學生們的知識儲備、操作技術和創新能力提出了更高的要求,在開發學生的創造性思維和培養學生的綜合素質方面有著積極的作用[1-4]。筆者曾多次參與我院學生實驗競賽的指導與培訓工作,結合參賽經驗,談談化學競賽在教學改革和人才培養中的作用。
1競賽反映當前教學中存在的問題
作為高校化學實驗教學的重要補充和延伸,化學實驗競賽過程中反映出我們課堂教學中存在的一些問題。1.1實驗課程體系不完善。在傳統化學實驗教學體系中,教學內容大多以驗證性實驗為主,缺少綜合性、設計性實驗[5]。而化學競賽中許多內容涉及到多門化學課程,如“有機物的制備和產品的分析檢測”既包含有機化學實驗,又涉及到無機和分析化學實驗的知識。這些內容在傳統的教學體系中是獨立開設課程進行實驗,課程銜接不緊密,容易造成知識的延續性缺失,再加上知識的遺忘,學生的綜合實驗操作技能難以培養和提高。1.2實驗操作不規范。熟練掌握化學實驗的相關基本操作是學生應具備的基本素質[6]。但是在競賽的過程中,很多基本實驗操作學生雖然在課堂上練習過,在競賽中卻因為操作不夠規范而導致扣分。有的同學因為緊張,甚至忘記一些重要的操作步驟,或者知道如何規范操作,卻動作不流暢,速度過慢。這些現象都暴露出學生規范操作掌握不牢,基本功不扎實的問題。1.3綜合實驗能力不強。在平時的實驗課上,由于教材中有詳細的實驗步驟,再加上老師全面的講解和指導,不少學生“按部就班”,只是被動的接受知識,缺乏主動探究的意識。一旦“惰性”養成,就很難提高自身分析解決問題的能力。實驗競賽考察的是學生綜合實驗能力,缺乏綜合實驗訓練的學生在面對設計性實驗時,往往考慮不全,統籌安排的能力較差,不能及時發現實驗中的異常,面對突發事件手足無措,實驗的效率和質量不高,成績不理想。1.4大型儀器使用較少。實驗競賽中的許多試題涉及到大型儀器的原理、使用及結果分析,常見的包括高效液相色譜儀的原理及操作、質譜儀的原理及質譜圖分析、核磁共振儀的原理及氫譜的解析等。在第一屆“全國高等師范院校大學生化學實驗邀請賽”中,競賽實驗“局部麻醉劑利多卡因的合成”就讓學生對產物及原料的核磁共振氫譜進行分析。缺少科研訓練,平時對大型儀器接觸較少的學生,對數據的分析能力不強,在這些方面容易丟分[7]。
2競賽在教學改革和人才培養中的作用
2.1競賽促進實驗教學體系的改革。化學實驗競賽以綜合性、研究性實驗為主。我們通過教學大綱的進一步修訂,在課程設置上減少性質實驗和驗證性實驗,增加綜合性和設計性實驗,注意培養學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力,使學生獲得完整的科學訓練。比如在有機化學實驗的教學過程中,以有機化合物的制備實驗為主,將基本操作、性質實驗融合其中,在各種綜合性實驗中反復訓練學生的基本操作。另外,在學生的基本實驗操作比較熟練之后開設設計性實驗和文獻實驗,指導學生查閱相關文獻,選擇實驗方案,制定實驗步驟,最后進入實驗室進行實驗論證。實驗教學體系的改革更符合新時代對化學專業人才的要求,使學生得到了充分的鍛煉。2.2競賽促進大型儀器在基礎實驗教學中的應用。由于實驗競賽涉及不少關于大型儀器的知識,把現代化學分析檢測手段引入到化學實驗教學中,幫助學生了解掌握近代實驗方法和技術,擴大了學生的知識面,增強了學生的實驗動手能力。依托我校藥用資源化學與藥物分子工程國家重點實驗室的優勢,大型儀器不僅為教師的科學研究服務,同時面向本科生開放。學生通過儀器分析實驗等課程了解、學習到大型儀器的原理及操作,通過綜合化學實驗等課程將基礎實驗與大型儀器操作相結合。另外,我們在設計性實驗和文獻實驗中,增加大型儀器實驗部分。比如阿司匹林的制備實驗中,增加產品檢測的內容,讓學生通過紅外、核磁等現代波譜技術區分產物與原料,通過鍛煉,學生不僅了解大型儀器的操作使用,也提升了解析譜圖的能力。2.3競賽促進學生實驗能力的提高。實驗競賽考察學生實驗設計、實驗操作、實驗現象的觀察和記錄、實驗結果的處理與分析、突發事件的處理和臨場應變能力。在以往的化學實驗課程中,大部分的實驗都有固定的方案和實驗步驟,容易讓學生產生依賴性。通過文獻和設計性實驗、綜合性實驗的開設,及各級大學生創新實驗項目的開展,讓學生學會主動思考,在不斷討論和修改實驗方案的過程中,實驗設計能力得到提升;在實驗操作的過程中,學會了主動觀察,統籌安排;遇見突發問題,教師指導學生分析原因,讓學生學會自己處理;實驗結束后書寫實驗報告,學會了總結和反思。通過這樣的訓練,學生實驗的積極性提高,綜合實驗能力提升,更增添了一份自信心。2.4競賽促進實驗教師隊伍建設。化學實驗課程由于教學時間長、教學內容繁瑣等原因,老師的積極性往往不高[8]。以實驗技能競賽為導向,鼓勵、吸引教學經驗豐富、責任心強、有一定科研成果的優秀教師和大量青年教師參與實驗教學和競賽培訓,組建“老-中-青”教師梯隊,用他們嚴謹認真的治學態度影響學生。同時,教師將自己的科研成果融入課堂教學當中,開拓了學生的視野,激發了學生的科研創新意識。教師在競賽指導的過程中,發現學生存在的問題,反饋到日常的教學工作中,不斷促進實驗教學改革。學生在訓練的過程中,有機會加入各老師的科研團隊,得到更深入的指導和全面的科研訓練,不僅為今后參加實驗競賽,更為自己進一步的深造打下堅實基礎。
3結語
大學生化學實驗競賽作為化學教學改革和人才培養的重要舉措,在促進實驗教學體系改革、促進學生能力提升和促進師資隊伍建設等方面發揮了積極的作用。我院學生通過積極參加各類化學實驗競賽,提高了學習化學課程的積極性,增強了解決實際問題的能力,培養了創新意識,促進了綜合素質的提升,更好的滿足了社會對創新型人才的需求。
參考文獻
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作者:楊瑞云 梁宇寧 潘英明 單位:廣西師范大學
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