前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的大学化学实验总结主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
老师们、同志们:首批梯队教师教学科研工作回顾总结大会开得非常成功,如此大规模、高层次、面对面的教学科研工作总结回顾在我院历史上还是第一次。这次大会不仅是我院教学科研成果展示的大会,更是一个人才展示的大会,会议全面检阅了学科带头人、学科带头人培养对象和骨干教师任职两年来所取得的教学、科研和学科建设成果,充分反映了我院首批教师梯队勇于开拓、不断创新的精神风貌。我们的教师队伍正在发生结构性变化:一批中青年学者教授、回国人员、博士学位获得者正在渐露头角,我们从中看到了希望,也进一步增强了今后加快建设教师梯队的信心。
这次大会展示的教学、科研成果,不仅内容丰富,而且学术水平和内在质量有了很大提高,有些论文和专著产生了较大的社会反响,狄宝心、刘淮南、赵明根、张海容、徐翠先等同志的论文在国家权威刊物上发表是很不容易的。部分同志在发言中除了介绍个人成果外,还结合所在单位的教学科研计划执行情况和课程建设、学科建设等方面作了详细讲解,为大会增色不少。所以今天的大会也是一次有效的工作交流。此外,不少教师应用多媒体手段进行教学,如姚勤智、樊志华等同志的课件制作美观大方,内容与形式达到了高度一致,展示了我院教师应用多媒体进行教学的水平。作为一名英语教师,樊志华老师的课件编制水平之高、效果之精美,是我事先所未想到的。
当然,我们也要清醒地看到,今天的会议也反映出我院师资队伍建设中存在的明显不足。作为新建本科院校,我院教师梯队建设取得的成果是初步的,教学、科研、学科、课程建设仍有许多工作要做,不少成果的档次和学术水平还有待进一步提高。我们还缺少知名学科带头人和有国际国内影响的学者型名师,梯队的结构和规模不尽合理,教师队伍特别是青年教师队伍的业务素质急待进一步提高。在20__年评估时,我们要拿出内容更加丰富、水平更高的教学科研成果作支撑。同志们在发言中谈到从事教学科研与从事行政工作存在矛盾的问题,矛盾的确存在,主要是时间和注意力的分配问题,但二者应该是辨证统一的整体,既要看到行政工作在时间和精力上"挤"教学科研,但更重要的是要认识到行政工作可以为教学、科研提供难得的资源,关键是要把资源应用到教学科研中去,时间,要挤总是有的。
最后,我希望同志们在今后的工作中继续发扬敢于探索、勇于实践的精神,始终以教学为中心,奋力启动科研和学科建设,把各项工作抓紧抓好。今年教师梯队的滚动,将本着"公开、公正、公平、竞争、择优"的原则进行,教务、科研部门要开动脑筋,积极想办法。学院将采取得力措施,进一步加大教师梯队建设力度,为学院向更高层次的发展打下坚实基础。
谢谢
实验教学物理化学实验素质教育物理化学实验是化学、化工、生物、环境、材料、冶金等专业的一门重要基础实验课,与物理化学和结构化学等课程有着密切的联系,但又是一门独立的、实践性和技术性很强的课程,是培养学生基本素质和科研能力的重要教学环节。实验是化学的灵魂,同样,物理化学实验是物理化学科学的灵魂,它有助于学生理解相关的物理化学理论知识、掌握基本的物理化学实验技术和方法,有助于培养学生的动手能力和科学素养。因此,应充分认识物理化学化实验教学的重要性,努力实践教学实验的“三步曲”,开展好物理化学实验的创新性教学工作,服务于高素质、应用型创新人才的培养。
一、精心准备,做好物理化学实验的教学设计
和理论教学一样,要上好物理化学实验,也得从实验准备开始。物理化学实验不仅要求教师掌握相关的理论知识,而且要求教师掌握相关的实验技能,了解实验与理论的关系,熟悉实验需要的仪器设备、试剂材料,需要花费更多的时间和精力。
第一,结合具体实验,钻研实验内容,理解实验原理,明确实验目的,制定教学方案。根据实验教学内容和目标,选择最佳的教学形式,以实验指导书为基础,联系自己的实践经验,针对实验的难点和重点,设计难易适度的思考问题,激发学生的实验兴趣,引导学生实验的自主性,培养学生实验能力和创新意识,让学生有所思考、有所收获。
第二,熟悉实验中的仪器设备。阅读仪器设备的说明书,根据操作规程、按照教学实验要求进行调试,熟练掌握仪器设备的性能参数、构造、工作原理和使用方法、注意事项,特别留意仪器在实验中最容易出现的故障。只有这样,才能正确引导学生操作仪器,遇到仪器故障时才会不慌不忙,分析故障原因,引导学生排除故障。
第三,自己试做教学实验的每一项内容。预做实验,可以弄清楚实验的整体情况,了解仪器设备的性能、参数,熟悉实验过程中可能出现的现象和结果;可以检查实验室的准备工作情况,在开展教学实验前解决发现的问题。只有自己心知肚明,在实验教学时才能有的放矢地培养学生科学求实的实验品格,指导学生完成每一个实验环节,分析实验现象产生的原因,给出合理的解释。
二、以人为本,开展物理化学实验的教学过程
物理化学实验的现有教学过程,多采用“抱着走”的教学方式,学生“按方抓药”、被动接受,不能达到物理化学实验应有的教学目标。在提倡培养学生创新能力、提高综合素质的今天,应以学生为主体,鼓励学生去体会“发现―思考―创新”的创造规律,最大限度的激发学生对实验的兴趣,把“要我做”变成“我要做”。
一是检查学生的预习情况。对于学生,在做实验前进行预习是“家常便饭”,往往流于形式。只有注意检查学生的实验预习情况,给予适当的评价,才能引导学生自觉养成实验前做好预习工作的好习惯,避免在实验教学中发生“一问三不知”的情况,减少学生的依赖心理,促使学生为做好实验而主动进行充分的准备。
二是采用参与式、启发式、引导式教学方法。讲解实验教学内容时,注意以学生为主体,让学生在参与、互动中明确实验目的,了解实验内容,掌握实验原理,熟悉实验步骤。学生实验时,加强巡视和辅导,不能事事直接告诉学生答案,要让学生在实验中自己感受、探索、查明问题的关键所在,寻求解决问题的最佳方案,让学生通过思考、讨论、实验和理论分析等环节,自己解决问题。
三是注重实验卫生和安全。安全无小事,要加强对学生的安全意识教育,关注实验中安全注意事项,教学时给予必要的提醒。保持实验台面、地面的干净卫生,严格按照操作规程进行实验操作,将废物、废液放入指定的容器,实验后复原实验物品,关好门、窗、水、电,避免造成污染或引发事故。
三、总结评价,进行物理化学实验的教学反思
如果仅有实验教学前精心准备的教学设计和实验教学中以人为本的教学过程,并不能真正开展好物理化学实验的教学工作,服务于高素质、应用型创新人才的培养。教师和学生还应在实验教学后做认真的总结和评价,教师进行实验教学反思,评价学生的实验;学生进行实验学习反思,评价教师的教学,从而实现师生互动、教学相长,为改进、创新和完善物理化学实验教学奠定良好的基础。
首先,督促学生按时完成并提交一份规范的实验报告。学生不能止步于实际动手实践,而要对自己的实验进行回顾和总结,对实验过程进行真实的陈述,对实验现象进行客观的解释,对实验数据进行科学的分析,在训练语言表达能力、检验知识运用能力、提高分析问题能力的同时,实现科学素养的培养,实现感性认识到理性认识的转变和升华。
其次,仔细批改实验报告,全面评价,客观打分。改变传统偏重于实验结果的评价方法,注重对实验报告的全面评价,从实验报告规范、实验目的、实验原理、实验用品、实验过程与记录、实验数据处理与分析、实验思考题、实验总结与态度等方面,全面客观地评价学生的实验报告和完成质量,了解学生对实验教学内容的掌握情况。
最后,及时总结实验教学中出现的问题,持续改进实验教学工作。教师不能满足于完成实验教学或评完实验报告,而要通过回顾教学过程、评阅实验报告,发现和总结实验预习、实验讲解、动手实验、实验报告中存在的问题,认真听取学生的反馈意见和同事的教学建议,仔细分析问题并解决问题,全面改进物理化学实验的教学设计。
参考文献:
[1]崔学桂,张树永,李建平.培养学生创新、综合思维能力是大学化学实验课的中心任务[J].实验室技术与管理,2003,20(2):120-124.
[2]陈永宝,徐庆辉,夏定国.自主学习型物理化学实验教学模式的设计[J].中国现代教育装备,2010,(21):84-85.
[3]邓立志,侯安新,席美云.关于物理化学实验教学改革的几点思考[J].大学化学,2006,21(4):25-27.44.
[4]钱维兰,叶亚平,顾聪.浅谈物理化学实验对学生能力的培养[J].实验室研究与探索,2007,26(6):100-101.118.
[5]王春玲,孙尔康.大学化学实验培养学生创新能力的探索[J].实验室技术与管理,2011,28(10):27-30.
[6]陈永宝.对基础课教学实验室开放的思考[J].北京工业大学学报,2005,(35):134-136.
[7]王旭珍,贾翠英,王新平.以学生为中心,构建物理化学实验教学新体系[J].实验技术与管理,2008,25(11):20-23.
关键词:实验教学方法;有机化学实验;动手能力;创造意识
化学是一门以实验为基础的学科,其中有机化学是高等院校中化工、医学、制药及相近专业的一门重要基础课[1]。随着有机化学研究和应用的深入发展,要求学生掌握的内容不断增加,这对有机化学教学提出了新要求。化学实验课是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。实验是一种学生认识客观世界,了解生产、生活实际和社会问题的工具,是十分重要的教学内容[2]。近年来,笔者多次承担有机化学实验教学工作,对教学方法和实验成绩考核方面做了一些经验总结,认为在教学方法方面:将所学实验内容和科研及当下社会问题有效结合,重视培养学生的学习兴趣和创新意识;在实验成绩考核方面:注重对学生实验过程的操作考核和做好课后实验总结督促学生的每一个实验环节,有效培养他们的动手能力。
一、教学方法方面
根据有机化学实验课程的教学大纲,详细阐述所学实验的目的和意义,不是简单地照搬,照读书本上简单的目的,要深入扩充该实验的重要性,扩展应用领域及其在社会生活中的应用实例。让学生了解学科发展与科技创新的前沿领域,进而受到良好的科技氛围的熏陶,培养学生的浓厚实验兴趣。例如:在学习茶叶中咖啡因的提取这一实验时,首先介绍学生日常熟知的各种茶叶,然后提问茶叶中的主要成分有哪些,随后引入学习的主题一咖啡因。然后具体介绍咖啡因在茶叶中所起的作用,比如:咖啡因能使中枢神经系统兴奋,能够增加警觉度,使人警醒,有快速而清晰的思维,集中注意力和保持较好的身体状态。咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经中枢和利尿等作用,它也是复方阿司匹林(APC)等药物的重要组分[3]。告诉学生适量饮茶对人体是有益的。同时要告诉学生大剂量或长期使用咖啡因也会对人体造成损害,特别是它也有成瘾性,会引起阵发性惊厥和骨骼震颤,损害肝、胃、肾等重要内脏器官,诱发呼吸道炎症、妇女乳腺瘤等疾病,甚至导致吸食者下一代智能低下,肢体畸形。从两方面让学生更进一步了解咖啡因。因此,有效提取茶叶中的咖啡因具有重要意义。随后,可以继续引申,很多中草药活性组分大部分也要从天然植物中提取。可以再举例,如:青蒿素是从黄花蒿中提取分离得到的一种化合物,是目前世界上公认的最有效治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物青蒿素。紧接着自然提到青蒿素治疗疟疾的发现者屠呦呦———第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家。全方位多角度地挖掘一切和实验相关的人、事、物,不断向学生传递实验的正能量。鼓励学生在生活中善于发现,善于创造,更要珍惜每一次实验。这样有意识地把实验学习和社会生活联系,不仅激发学生实验的兴趣,而且培养学生的创新意识。
二、实验考核方面
对学生实验课程学习进行考核,是实验教学中的一个重要环节,也是实验教学改革的重要手段。在实验中我采取了课堂考核、课后考核和期末考核相结合的考核方式。第一部分是课堂考核,包括签到、操作考核、签退、产率考核等。签到即每一位学生按照学号依次签到,排除代签名;此外,实验过程中不定时检查操作是否规范;最后,实验做完之后需要签退,即学生实验完成后需到老师处按照先后顺序登记,这里主要考察学生的实验效率、合成的产品及产率和仪器的后处理。第二部分是课后考核。主要包括学生的每一次实验的预习情况、实验完成的报告撰写情况,其中每个人还要写实验总结,字数不少于一百五十字,主要总结实验成功的经验和失败的原因分析。最后期末考核包括实验基本理论方面的笔试与基本操作综合评估。这样,不仅调动了学生的实验积极性,而且促使学生更重视有机化学验课。通过对大学有机化学实验教学过程中实验教学方法和实验考核的探索,笔者将理论联系实际,全面分析学生,注重培养学生的创造意识和动手能力,以期实现化学实验教育的培养目标。但是,随着有机化学的发展,有机化学实验教学应当与时俱进,这对从事有机化学实验教学的教师而言,任重而道远[4]。
参考文献:
[1]王志伟,张田梅.以创新教育培养创新型科技人才[J].中国高等教育,2007(24):29-30.
[2]马祥梅,王斌,张晓梅,邢宏龙,何杰.关于大学有机化学实验教学的思考[J].宿州学院学报,2013(28):110-111.
[3]张万明.自茶叶中提取咖啡因实验教学探索与研究[J].化学教育,2007(1):51-52.
关键词: 实验教学方法 有机化学实验 动手能力 创造意识
化学是一门以实验为基础的学科,其中有机化学是高等院校中化工、医学、制药及相近专业的一门重要基础课[1]。随着有机化学研究和应用的深入发展,要求学生掌握的内容不断增加,这对有机化学教学提出了新要求。化学实验课是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。实验是一种学生认识客观世界,了解生产、生活实际和社会问题的工具,是十分重要的教学内容[2]。近年来,笔者多次承担有机化学实验教学工作,对教学方法和实验成绩考核方面做了一些经验总结,认为在教学方法方面:将所学实验内容和科研及当下社会问题有效结合,重视培养学生的学习兴趣和创新意识;在实验成绩考核方面:注重对学生实验过程的操作考核和做好课后实验总结督促学生的每一个实验环节,有效培养他们的动手能力。
一、教学方法方面
根据有机化学实验课程的教学大纲,详细阐述所学实验的目的和意义,不是简单地照搬,照读书本上简单的目的,要深入扩充该实验的重要性,扩展应用领域及其在社会生活中的应用实例。让学生了解学科发展与科技创新的前沿领域,进而受到良好的科技氛围的熏陶,培养学生的浓厚实验兴趣。例如:在学习茶叶中咖啡因的提取这一实验时,首先介绍学生日常熟知的各种茶叶,然后提问茶叶中的主要成分有哪些,随后引入学习的主题一咖啡因。然后具体介绍咖啡因在茶叶中所起的作用,比如:咖啡因能使中枢神经系统兴奋,能够增加警觉度,使人警醒,有快速而清晰的思维,集中注意力和保持较好的身体状态。咖啡因具有刺激心脏、兴奋大脑神经中枢和利尿等作用,它也是复方阿司匹林(APC)等药物的重要组分[3]。告诉学生适量饮茶对人体是有益的。同时要告诉学生大剂量或长期使用咖啡因也会对人体造成损害,特别是它也有成瘾性,会引起阵发性惊厥和骨骼震颤,损害肝、胃、肾等重要内脏器官,诱发呼吸道炎症、妇女乳腺瘤等疾病,甚至导致吸食者下一代智能低下,肢体畸形。从两方面让学生更进一步了解咖啡因。因此,有效提取茶叶中的咖啡因具有重要意义。随后,可以继续引申,很多中草药活性组分大部分也要从天然植物中提取。可以再举例,如:青蒿素是从黄花蒿中提取分离得到的一种化合物,是目前世界上公认的最有效治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物青蒿素。紧接着自然提到青蒿素治疗疟疾的发现者屠呦呦――第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家。全方位多角度地挖掘一切和实验相关的人、事、物,不断向学生传递实验的正能量。鼓励学生在生活中善于发现,善于创造,更要珍惜每一次实验。这样有意识地把实验学习和社会生活联系,不仅激发学生实验的兴趣,而且培养学生的创新意识。
二、实验考核方面
对学生实验课程学习进行考核,是实验教学中的一个重要环节,也是实验教学改革的重要手段。在实验中我采取了课堂考核、课后考核和期末考核相结合的考核方式。第一部分是课堂考核,包括签到、操作考核、签退、产率考核等。签到即每一位学生按照学号依次签到,排除代签名;此外,实验过程中不定时检查操作是否规范;最后,实验做完之后需要签退,即学生实验完成后需到老师处按照先后顺序登记,这里主要考察学生的实验效率、合成的产品及产率和仪器的后处理。第二部分是课后考核。主要包括学生的每一次实验的预习情况、实验完成的报告撰写情况,其中每个人还要写实验总结,字数不少于一百五十字,主要总结实验成功的经验和失败的原因分析。最后期末考核包括实验基本理论方面的笔试与基本操作综合评估。这样,不仅调动了学生的实验积极性,而且促使学生更重视有机化学验课。
通过对大学有机化学实验教学过程中实验教学方法和实验考核的探索,笔者将理论联系实际,全面分析学生,注重培养学生的创造意识和动手能力,以期实现化学实验教育的培养目标。但是,随着有机化学的发展,有机化学实验教学应当与时俱进,这对从事有机化学实验教学的教师而言,任重而道远[4]。
参考文献:
[1]王志伟,张田梅.以创新教育培养创新型科技人才[J].中国高等教育,2007(24):29-30.
[2]马祥梅,王斌,张晓梅,邢宏龙,何杰.关于大学有机化学实验教学的思考[J].宿州学院学报,2013(28):110-111.
【关键词】应用型人才;实验技能;实验体系
随着我国经济的快速发展,企业对人才的需求不但在层次上逐渐提高,而且对创新能力、应用能力和实际操作能力提出了更高的要求。河北省着力发展先进制造业,推进现代服务业和新兴产业的发展,需要一大批面向生产和建设的高层次应用型人才。“十一五”期间,河北省把促进经济结构调整和增长方式转变作为经济发展的核心任务,对高层次应用型人才的需求更为紧迫。因此,作为一所传统的本科院校,从高等教育大众化及地方社会经济发展的现状出发,同时,为了与其他本科院校错位竞争并办出自己的特色,提出大力培养社会发展所需要的高层次应用型人才。
应用型人才就是把成熟的技术和理论应用到实际的生产过程中,工程实践能力是应用型高级技术人才的一项重要素质,是学生能否适应社会需要的一项重要能力。实验技能是工程实践能力和创新能力的基础。给水排水工程专业作为一门实验性很强的学科,实验教学在应用型人才培养过程中显得尤为重要。杜志强等以培养创新型、研究型人才为教学目标, 把综合化学实验开设成实验时间开放式、实验内容自由选择式、设计性和研究性的教学模式。高冬梅等通过发挥高校的科研优势,对已具备基本实验技能的高年级本科生开设环境科学综合实验,弥补单科实验在实验技能教学上的孤立性,加强了各门课程之间的内在联系,增强了知识的系统性,大大促进学生综合素质的提高。杨正银等对综合化学实验近十年来在改革进展、思路及实践进行了总结。对大学化学实验中心新的实验课设置, 特别是综合实验课的课程体系、开设方案及教学目的进行了研究。陈睿通过加强实践教学来培养和提高学生能力,并利用化学实验课加强学生能力培养,提高学生素质的教学改革实践。
因此,对实验技能培养体系进行改革,合理设置实验课程、实验项目以及适当强化实验教学,对于培养社会需要的高级应用型化工类专业人才是极其重要的。
一、促进教学工作,提高教学质量
在给水排水工程专业的教学中引入综合实验体系中,将基础理论讲述与综合实验等过程融为一体来解决给水排水工程中的实际问题。坚持素质教育与工程教育紧密结合,加强基础,强化工程概念,激发创新精神,提高学生解决实际问题的能力;坚持理论教学与综合实验相结合,不但丰富材料力学的授课内容,激发学生的学习兴趣,并且能够使学生更深刻地理解基本概念、基本方法,优化教学内容,提高学生的综合素质;坚持课内、课外相结合,课堂教学启发引导,课外学习提倡研究,为优秀学生创造良好的条件和环境。通过本改革,得到一套完整、合理、科学的,适合于培养“应用型本科”创新人才的实验教学体系,制定出分别适合于各专业的各类课程的实验教学大纲,以及“专业实验技能考核”大纲,建立较完善的毕业论文(设计)的质量保障与评价体系,使学生更好地掌握本专业的实验技能。
二、实验体系划分及分析
(一)对实验体系进行模块划分,明确各模块的教学内容和侧重点。将实验课程体系划分为基础化学、专业基础和专业实验三个模块,三个模块的教学内容和侧重点各不相同,修改实验课的大纲,重视三类课程相互之间的衔接、重要知识点的互补。专业三个模块的主要课程见表1。
在模块内部建设中,强化专业基础实验课的实验教学,在教学过程中能让学生动手拆装常见的设备,增加学生对常见管件、阀门和容器及仪器设备的感性知识,提高学生的动手能力和工程观念。
(二)建立基础化学和专业基础课的课程组,加强课程建设。同时,本课题组教师参加教研活动和专业建设工作,根据专业的特点和要求,适时地修改或调整实验教学内容和方式,有利于提高“专业基础”和“专业”为教学服务的意识。
(三)重视毕业论文(设计)环节在提高学生的实验技能方面的重要性,建立较完善的毕业论文(设计)的质量保障与评价体系。强化毕业论文(设计)过程管理,重视前期毕业设计(论文)工作的总结,及时发现工作中的不足,制定修正策略并反馈到后期毕业设计质量保证和管理工作中。
(四)对于本改革的效果进行问卷调查。调查主要面向毕业论文指导教师和用人单位,了解学生在毕业期间的实验操作状况,到工作单位对工作的适应性等等,并与以往的毕业生的情况进行比较。
三、结语
该研究促进了教风及学风的建设。端正了给水排水工程专业任课教师的教学态度,认真教学,严谨治学。调动学习的自觉性和积极性,使学生注重平时知识的积累,注重运用知识分析问题、解决问题能力的培养。促进了教学质量的全面提高,使教与学的双方形成共识,明确教学目的,调动双方的积极性,促进教育质量的全面提高。以培养应用型人才为目标,实现理论与综合实验的有机结合。
参考文献
[1] 杜志强,李宁,封子先,等.培养创新型人才的综合化学实验教学模式探索与实践[J].大学化学,2006.
[2] 高冬梅, 李莉. 以科研促教学开展环境科学综合实验的探索[J]. 实验室科学,2007.
[3] 杨正银, 王春明, 唐宁, 梁永民. 面向新世纪的综合化学实验改革思路与实践[J].高等理科教育,2005.
[4] 陈睿.改革实验教学, 加强学生能力培养[J].大学化学, 2001.
关键词:师范生;化学实验;实验教学;改革
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0111-02
师范生作为未来教师的预备者,是实施素质教育的重要后备力量。要培养高素质的学生,就必须有高素质的教师。化学是以一门以实验为基础的科学,它有助于学生综合素质和能力的培养。“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式,是化学学科素质教育的有效组成部分。化学实验以其丰富的内涵在通过化学教学培养学生的素质中发挥独特的功能和作用。”[1]因此,化学实验教学对塑造一名合格的化学教师具有举足轻重的作用。作为一所地方高等师范专科院校,我系大部分学生来自小县城和农村,学生实验能力薄弱。有相当一部分学生在实验中表现出动手差、实验操作不规范、实验过程中被动、缺乏创新意识的现象。笔者对目前的化学实验状况进行了分析,以期探究出相应的改革措施,促进高师化学实验改革,培养优秀高师化学师范生。
一、结合目前实验教学,发现存在如下问题
1.实验课程过分依赖理论课程。由于实验内容体系的限制,导致学生实验多是验证性实验,实验操作训练内容多是一些简单的机械重复,而范围狭小,学生实验能力得不到培养。许多学生误认为实验只是为了验证理论课上的一些知识,实验仅是理论课的附属。致使学生实验态度不端正,不重视实验基本操作技能的训练,更谈不上科学方法与创新能力的培养。
2.实验内容重复、陈旧。由于实验课太过于依赖理论课,实验内容没有自身的一个完整体系,各门实验独自为营,缺乏相互联系,实验内容多有重复,导致对学生实验操作技能、探究能力及科学方法的训练仅限于简单重复、机械模仿。加之实验教学内容陈旧,脱离生产生活实际,不利于学生能力的发展。
3.实验方法单一、落后。具体表现在学生实验以验证性实验多,综合设计实验少,对实验描述过于详细、具体,留给学生思索的空间较小,学生实验时只需“照方抓药”地完成实验。实验过程中无暇顾及对学生观察、思考、探究能力的培养。
4.实验室基础设施简陋。实验资金投入较少,实验设备简陋,只能完成大纲要求的实验。学生综合性实验、设计实验及对毕业生毕业设计的实验均较难完成。
5.师资匮乏。由于实验基础设施较差,实验教学工作繁杂,实验课时量少,许多教师不太愿意进行实验教学。实验教学缺少专业知识和技能的骨干教师,使得实验教学质量难以提高。
二、针对上述化学实验教学中存在的问题,相应地从以下几个方面进行实验教学改革
1.更新教育思想,转变教育观念。教育思想、观念是高等学校改革发展的先导。当前,新的人才观对我国高等教育提出了新的要求,但由于诸多原因,高等教育观念和思想还相对滞后。转变教育思想、观念迫在眉睫。当前至少要转变两个观念:一是转变学生的实验观,学生不再是被动地接受体而是实验的主体,并且这一主体是一名准教师,其操作能力、科学态度对未来的教育将产生深远的影响;二是转变教学观,当前高等教育重点是培养学生的实践能力和创新精神,教学过程要由过去教师传授知识转为引导学生发现问题、思考问题、解决问题的过程,教师在实验教学中由主导者转变为引导者。
2.实验课程体系的改革。改革实验附属理论课的设置,增强实验课的独立性,改变各门实验“各自为营”的状况,加强各门实验教学的联系,使各门实验课程的实验基本操作技能统筹训练,各门实验知识相互浸透,相互融合,避免简单重复。建立“化学基础实验―综合应用―设计研究”为一体的高师化学实验课程体系,这既有利于学生实验能力的培养,也可弥补实验资源不足的状况[2]。
3.实验教学内容的改革。鉴于目前实验教学内容验证性实验较多,综合设计实验较少的状况,合理删除部分验证性实验,增加综合设计实验,避免简单重复[3,4]。同时,在实验课时较少的情况下,可在既保持实验课独立性,打破实验课过分依赖于理论课的格局,又加强与理论课的联系,使理论课教学与实验课教学进行整合。例如在对元素、化合物性质等内容的教学中,可让学生在充分作好实验预习的基础上,先进行实验,然后通过师生交流讨论,进行总结获取知识。让学生在“做中学”,更有利于学生对知识的理解、掌握和自主学习能力的培养[5]。这样通过由原来的“问题-原理-结论-实验”的验证性被动实验变为“实验-问题-讨论”的探究性实验,既改善了验证性实验较多而实验课时较少的局限,又激发了学生的内部学习动机,由被动实验到主动实验[6]。此外,在进行实验基本操作训练的同时,要经常穿插综合设计性实验,使能力的分步培养和综合培养有机结合起来,可以依次按“化学基础实验―综合应用―设计研究”体系推进实验教学。
4.改革实验教学方法,强化学生主体。学生是实验的主体,实验教学不仅要给学生实验动手操作的机会,还得要给学生以思索、探究的空间。实验是为了培养学生发现问题、分析问题、解决问题,达到学以致用的能力。教学过程中,教师指导为辅,学生实验为主,多注意启发学生的创造性思维,“授人以鱼,不如授人以渔”。如学生在实验中常会遇到困难,教师应适当提示,引导学生冷静思考、深入钻研,鼓励学生自己解决出现的问题,训练他们主动学习和独立思考的能力,以凸显学生的实验主体性。
5.改善实验条件,加强师资队伍建设。化学实验能力的培养需要大量的实践训练,进一步加大实验教育经费投入,完善实验仪器设备,增加实验药品供应,开放实验室,为学生创造良好的实验氛围。如鼓励学生积极参加各类化学实验技能比赛、参与教师的科研课题,协助教师作实验准备等,在此过程中不断强化化学知识,提高实验能力。同时,注重实验教师的在职培训,不断提高教师的实验教学水平和实验管理技能。
化学实验教学不仅可以使学生获得和掌握本学科的系统知识和技能,而且还可以使学生的能力和素质得到培养。通过化学实验教学改革,力求在实验教学中更好地调动学生的主动性,培养学生创新能力,提高自身综合素质,使化学实验教育满足培养高素质师范生的需要。
参考文献:
[1]郑长龙,等.化学实验教学新视野[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]黄驰,席美云,程功臻,等.大学化学实验教学体系改革[J].大学化学,2006,21(6):20-23.
[3]北京师范大学无机化学教研室.无机化学实验[M].北京:高等教育出版社,2001.
[4]中山大学,等.无机化学实验3版[M].北京:高等教育出版社,1992.
[5]闵卫国,傅淳.教育心理学[M].昆明:云南人民出版社,2004.
关键~:微课;化学化工实验课;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)22-0270-03
一、引言
微课是指教师在教育教学过程中围绕某个知识点或技能,如某个化学实验操作技能等单一教学任务,进行的一种崭新教学模式。相对传统教学方式,微课具有可控灵活、较易掌握、高效、便利等优势,对激发大学生学习兴趣,调动学习积极性和主动性至关重要。随着“可汗学院”在全球迅速走红,“微课”目前已成为我国教育界热议的一个话题。但是,其还是一个新兴教学模式,无论是其应用的广度、深度,还是具体微课设计,还有很多问题亟待解决[1-4]。2015年,教育部全国高校教师网络培训中心举办了第二届全国高校微课教学比赛,掀起了又一波全国高校微课建设热潮[5]。参加微课制作教师越来越多,很多网络平台上微课数量也在迅速地增长。微课广泛传播,为学生自主学习和教师自我提高提供了丰富学习材料,使得移动学习、碎片化学习成为一种常态的学习方式。本文根据化学实验教学特点,来讨论微课对大学化学化工实验教学改革的作用。
二、文献综述
早在1960年,美国阿依华大学附属学校首次推出了“微型课程形式”的教学。一个微型课程一般只有一两个课时,而不会像一门培训课程或者一门学科课程那样持续数周或一个学期[6]。到了1993年,美国北爱荷华大学化学系教授LeRoy A.McGrew先生在有机化学教学中就提出了60秒的微课程教学概念,并且成功将其应用到了向非专业学生和民众中普及有机化学常识的方面[7]。2008年,美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师David Penrose[8]正式提出了“微课程”(Microlecture)这个概念。在我国,2011年胡铁生[9]首先提出微课程概念,“微课程是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映了教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。”微课,作为一种新兴课程形式,其突出优点是“短(学习时间短)、平(容易被接受)、快(学习见效快)”,符合现代学生学习特点。但是,也存在其不足之处――碎片化、不系统、不适合长期学校教学。但是,它完全适合作为教学辅助、链接。因此,将微课用于大学化学化工实验课教学,可充分发挥微课作用,将其功能最大化。微课在不同领域有着不同定义。调查结果显示,在500名本科学生中,100%的学生每天都有上网行为;91%的学生喜欢从网络上获取知识;69%的学生看过微课程。因此,在移动设备迅猛发展的今天,怎么实现学生的自主学习、兴趣摄取,单单依靠教师的课堂学习已经逐渐不能完全满足个人学习的需要,未来创新人才的培养和学习也不仅仅局限于纸质的学习材料,基于移动终端的移动学习必将得到长足发展。
三、微课在化学化工实验课教学应用的分析
实验教学是化学学科教学中非常重要的一个环节,在培养学生基本知识的运用、动手操作能力、对实验的观察和思考等方面起着关键性的作用。目前,大学化学理论课的教学,仍然是以教师讲授为主的传统教学模式,同时受制于学校硬件设施的限制,教师无法做演示实验,使化学理论知识的学习脱离了化学实验的直观感知。而关于实验课程,许多高校实行的教学模式是“预习报告――实验指导――总结报告”这样的模式。它是基于学生主动学习而设计的一种较好的教学模式,但是现在高校学生主动学习意识明显不足,学生不会思考,不会将学习的理论知识迁移到实验学习中来,预习报告和总结报告更多地变成了通过抄袭而完成的。对化工专业的本科生进行问卷调查,其中问卷中开放性问题:你希望你所学内容中添加什么类型的课程?统计学生的答题情况,学生给出的共性回答主要有以下几种:(1)实验操作技巧类课程;(2)实验案例与理论相结合课程;(3)数据处理软件有关课程;(4)化工前沿、新能源类课程;(5)实验设备使用类课程;(6)文献阅读、检索类课程;(7)论文写作指导类课程。其中实验案例与理论相结合课程、实验操作技巧类课程、实验设备使用类课程这三项答案占这七项的64%。因此,微课用于大学本科化学化工专业实验教学很有必要。针对上面提到的问题,以改善实验教学的效果、提高实验教学的质量为目标,以微课的引入为突破口,做好理论教学与实验教学的有机结合,推进化学化工实验课教学改革地深入推进。
四、结果与讨论
1.学生预习状况分析。若按照传统的实验课教学模式“预习报告―实验指导―总结报告”三部曲。其中,预习完成效果决定着整个实验的成败。因此,要想提高实验教学的质量,必须重视预习环节。学生预习基本上是先读教材,然后按照教材要求填写实验预习报告部分,但是实验课内容的特点是细节内容较多,像实验原理、实验基本操作方法、实验仪器的使用、实验数据的分析、实验的注意事项等内容,如果学生在实验前没有进行认真的了解,而要在实验课上一并接收,往往会影响实验的正常进行,进而影响实验效果。
2.微课引入的优势。将微课引入到化学化工实验课教学中去,有其独特优势:(1)微课短小精悍。“短”指的是微视频课程的时间短,一般视频时长在10分钟以内;“小”指的是微视频课程的内容少,一般一个微视频课程只包含一个概念或一个知识点,知识结构单一。“精”体现在设计和制作上的要求精。例如:玻璃器皿的洗涤,可以针对这一项操作,设计及制作微视频课程,可以把这项基本操作技能采用录像或者用电脑动画设计等直观的形式加以演示。短小精悍的特点,使得学生可以充分利用碎片化的时间进行学习。(2)微课可以反复播放,降低实验成本。有关实验演示的微课,可以让学生反复观看,进而可以节约相应的实验成本。微课具有网络传送的快捷、重复利用等特点,使用起来非常方便,每个学生可以根据自己的个人情况选择相应的微课进行重复学习。(3)微课目标明确。微课是为了清晰地讲解某个概念或某一知识点,或为实现某一教学环节而开展的教学活动。活动、资源及内容设计上指向清晰,方向明确。由于学生基本上是人手一部智能手机,如果把化学实验中的一些知识点通过视频、PPT等形式做成微课,通过网络平台分享给学生,方便学生随时随地学习,这样不但能够对学生的预习起到帮助作用,并且在实验课后能够更好巩固、强化实验内容,更好地帮助学生掌握实验的技巧。
3.微视频课程引入后,实验课教学模式的改革。引入微视频课程,传统实验教学首先发生变化的是“预习报告”部分。与以往枯燥阅读实验步骤不同,教师提前发给学生一段有关本节实验教学的微课,微课来源可以为教师自己制作,也可以网上下载,学生通过学习微课,对实验内容有直观认识,实验步骤有初步了解。例如,在大量实验研究工作中经常会遇到一些特殊的化合物,对空气中的水氧敏感,必须使用特殊的仪器和无水无氧操作技术。否则,即使合成路线和反应条件都是合适的,最终是失败。所以,无水无氧操作技术已是化学化工实验中被视为必须熟练掌握的一项实验操作技能。下面我们以无水无氧操作实验中的双排管高真空线操作操作为例,简要介绍微课的引入对本实验课的改进。(1)学生的预习内容包括:明确无水无氧实验的特点、实验的注意事项、双排管操作的实验原理、双排管实验的操作步骤等。(2)学生应有的能力基础:仪器的清洗、干燥;仪器的装配;加热和冷却等能力。(3)本实验的主要内容应包括:仪器、药品、溶剂的无水无氧处理、惰性气体的净化、反应装置和双排管的安装、加料、实验过程及结束时对仪器的维护等内容。(4)本实验的重点及难点:掌握双排管工作的原理、对氧气及水的处理过程(即:双排管操作的实验步骤)及注射器针管技术。这部分也将是微课真正发挥其功效最显著的地方,因为原有的书本的预习知识都是静态的说明和演示,有一些术语及实验操作W生很难去想象,所以学生很难掌握实验的细节,大多数学生都会很迷惑,甚至认为此技能很难熟练掌握,难免从思想上对实验有了一些抵触,于是,做实验的时候很难进入角色。如果有微课的演示,更加直观,更能引起学生的兴趣,达到重点难点的轻松突破。
由于本节实验内容多,若按照传统的教学方法,学生简单地阅读实验教材,填写预习报告,然后根据教师的演示和讲解进行实验操作,往往不能达到良好的实验效果。针对本实验的特点,可以设计制作相应的微课,将微课提前发给学生,学生进行充分的预习。这样,在实验过程中才能很好地抓住实验的关键,进而取得良好的实验效果。本次实验涉及的微课包含以下几个方面:(1)预习类:①本实验所用的玻璃仪器、装置及其清洗与干燥等;②初识无水无氧操作实验原理及操作;③怎样写实验报告。(2)实验过程类:①仪器/药品/仪器的无水无氧处理;②惰性气体的净化;③双排管的安装;④注射器针管技术;⑤仪器的操作及维护等。(3)微课包含的知识点:①无水无氧实验操作所能应用到有机合成实例及重要性(通过ppt制作而成的微视频);②无水无氧操作的原理(通过ppt制作而成的微视频);③仪器的清洗及干燥(视频录制―操作和讲解制作而成的微视频);④双排管的搭建及安装(视频录制―操作和讲解制作而成的微视频);⑤双排管操作实验或溶剂中的去除无水无氧过程(视频录制―操作和讲解制作而成的微视频);⑥注射器针管技术(视频录制、操作和讲解制作而成微视频)。
因此,实验教学可这样设计:
第一步:布置预习任务,观看指定的微课知识点,完成预习报告。
第二步:根据学生预习报告的情况,分析学生对实验的认识程度,对预习情况不好的学生,进一步要求观看相应的微课。
第三步:实验课程讲授,在讲授过程中进行演示实验与微课相结合的形式,尤其是操作困难的步骤,可以让学生多次重复观看相应的微课内容。
第四步,学生自己动手操作。
第五步,学生写实验报告,对于难点部分,学生可以通过回顾微课内容,来完成实验报告。
我国发展要实现创新驱动模式,具有创新意识、创新思维和创新技能人才的培养的重要性不言而喻。化学化工是实验学科,化学化工实验在学生能力培养中的作用至关重要。而常规实验课程,尤其是有机化学实验课程,实验耗时长并显枯燥。对大学化学化工实验教学方法和模式的改革,符合当今化学化工创新人才培养和化学学科发展的需要。因此,要提高化学实验课的教学质量,必须综合运用各种教学方法和教学手段,积极探索和改进新的教学内容和方式,才能合格地完成实验教学任务。“微课程”在实验教学中的应用是一种良好的辅助教学手段和方式,一定会在大学化学化工实验教学的改进和对创新人才的培养方面起到积极的助推作用。
参考文献:
[1]涂俊英,吴先飞.高校微课的应用现状分析及对策研究[J].高教学刊,2016,(19):52-53.
[2]于淑娟.学校微课建设的问题与反思[J].教学与管理,2015,(7):32-35.
[3]方君,唐睿.高校微课教学设计策略研究[J].无线互联科技,2016,(14):90-91.
[4]胡世清,文春龙.我国微课研究现状及趋势分析[J].中国远程教育,2016,(8):46-53.
[5]中国微课[EB/OL]..
[6]杨长秀,王春花,龚蕊.微型课程相关概念界定[J].科教导刊:电子版,2014,(1):41.
[7]LeRoy A.McGrew.A 60-second course in organic chemistry[J].The Journal of Chemical Education,1993,70 (7):543-644.
[8]Wikipedia-Microlecture[EB/OL]..
[9]胡铁生.“微课”:区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究,2011,(10):61-65.
Studies in the Role of Microlecture in the Teaching of Chemistry and Chemical Engineering Experimental Course in Universities
CHEN Ling-cheng,ZHAO Zhong-kui*
(State Key Laboratory of Fine Chemicals,Faculty of Chemical,Environmental and Biological Science and Technology,Dalian University of Technology,Dalian,Liaoning 116024,China)
[关键词]应用型本科院校;无机化学实验;实验教学改革探究
随着国家经济的发展,对应用型人才的需求越来越多,在这种大环境下,学校提出了应用型本科建设目标。在此目标之下,学生的创新意识及能力的培养显得尤为重要,建立培养创新型应用型人才的实验教学体系,调整实验教学内容,改进实验教学方法[1]。同时无机化学实验是化学化工相关专业学生的第一门基础实验课程,是高中化学与大学化学的衔接点,如何做好承前启后,使学生掌握无机化学的一般知识,操作技能,培养学生的独立工作及创新能力,至关重要[2]。无机化学实验在提高学生素质和培养全面发展的创造性人才方面将会发挥更大的作用[3]。而现在教育形式下,无机化学实验在教学和学生自身两方面均存在一些问题,我们就从实验教学的存在的问题进行分析,对实验教学改革进行探究。
1无机化学实验教学和学生自身方面存在的问题
1.1无机化学实验教学内容和方式存在的问题
无机化学实验是化学化工相关专业大一新生接触的第一门专业实验课,使学生掌握基本的操作技能,培养学生的自学能力,创新意识,提高科研能力,是无机化学实验的最终教学目标。目前来说,培养方案里各门课的课时均在减少,无机化学实验也在减少,在教学内容方面,往年开设的实验验证性实验偏多,综合性实验偏少而且创新空间较少。如何在有效的课时内开设具有较高质量的实验,是需要仔细思考的问题。在教学方式方面,传统无机化学实验采用教师讲授、演示实验的这种教学模式。这种方式是“填鸭式”教学模式,极大地挫败了学生的探究精神。有悖于教学的提高学生创新的初衷。在成绩考核方面,传统无机化学实验教学考核从学生操作,报告进行成绩的考核,缺乏对学生准备工作和结束工作,与教师交流方面的成绩评定因素。
1.2无机化学实验学生自身方面存在的问题
在学生自身方面,学生基础差异性,由于大一新生生源地不同,各地教学资源也不同,导致学生的实验基础参差不齐。于此同时,在高考的指挥棒下,中学化学教师对学生实验能力与技能训练普遍不足,导致学生动手能力较差。
2无机化学实验教学改革的探究
2.1教学内容的改革
根据学院建设应用型本科院校的目标要求,服务于地方经济发展,促进地方经济建设,培养所需人才。对无机化学实验的教学内容进行了改革,对一些简单的验证实验进行删减,多开设一些综合实验,加大综合性、研究性的实验比例,把照方拿药式实验设计成探索性实验,学生自己探究实验的最佳条件,这点与科研要求不谋而合,同时把单一实验设计成综合实验,增加实验内容的连续性。
2.2教学方式的改革
改变传统无机化学实验采用教师讲授、学生实验的这种教学模式。采用翻转课堂教学模式,课前指导学生观看实验视频,到图书馆查阅参考文献,同学交流根据自己的想法撰写预习报告,培养学习研究兴趣,培养创新意识。在课堂教学上,因材施教,注重师生互动交流,鼓励学生把自己的想法表达出来,采用启发式和讨论式教学模式,提高学生的参与性,师生间现场达到很好的交流。如果学生在做实验的过程中遇到困难,既不直接告诉他问题出在哪里,也不替他排除,而是给以适当的提示,引导他逐步地解决问题[4]。教师把实验内容延伸至科研,让学生体会实验教学与科研紧密性和连贯性。引导学生思维发散,提高探究能力和创新能力。利用网络,把实验中遇到问题集体讨论,总结实验出现问题的原因。对数据的处理这方面,借助于电脑软件,如反应速率与活化能测定实验中需要绘图,传统使用的是坐标纸,现在我们要求学生用excel软件或者origin软件绘图,通过此举锻炼了学生处理数据的能力,为科研和毕业论文的处理奠定了良好的基础。当学生实验出现失误,实验教师要引导他们回顾整个实验过程,分析导致实验失败的原因,这样加深学生的印象,也为教学积累下了经验。鼓励同学多动脑,只有善于思考、善于总结才能提升发现问题、解决问题的能力。实验结束后组织学生对实验中遇到的问题进行讨论,以此提高全体学生的思维能力和总结能力。在课余,开放实验室,让一部分学有余力的同学参与教师科研项目,提升学生的科研能力;学生还可以参与实验教师的实验准备工作,在实验教师的指导下配制上课所需溶液以及一些准备工作。通过这种方式扩大了学生的知识面和提高了学生的动手能力。在成绩评定方面,要注重实验过程,注重学生的动手能力及实验技能。从学生的讨论和通过查阅文献撰写的预习报告,实验操作规范性和实验结果,实验报告的撰写情况,实验室卫生维护等进行综合评定。
2.3绿色化学观念的培养
随着社会的进步,人们对环境要求越来越高,无机化学实验在进行时,会产生有毒害的气体、液体或固体,如果不防治,将会影响实验人员的身体健康,同时也会对学校周边环境造成污染,所以实验采用绿色化学的实验方式[5]。强调“三废”的处理以及在保证实验完成的基础上,减少试剂使用量,比如定性实验。通过调整实验教学计划,合理安排实验项目和次序,尽可能地使前一个反应的产物转变成下一个实验的反应物或原料[6]。把单一实验设计成连续的实验,节约试剂,比如溶液的配制实验所得溶液用于酸碱滴定实验;一些毒性较大的定性实验可以设计成以多媒体形式观看视频,达到教学目的。有些实验可以设计成微型实验,保留常规无机化学实验主要操作规范并保证实验现象明显,实验结果可靠,便于操作,把握好试剂用量,不是愈少愈好[7]。
2.4夯实学生实验基本功,消除学生实验基础差异性
在学生基础差异性方面,针对这一特点对学生进行统一培训,通过讲座和观看录像的方式,在上实验课前掌握无机化学实验规则要求,实验室安全知识,常用仪器的认识及正确使用方法。实验课第一次课强化基本操作训练,如无机化学实验需要的常规仪器、试剂的保管,常规仪器确选用及实验规范操作。
3结论
应用型本科院校在全面实施素质教育情况下,培养服务于地方经济发展,促进地方经济建设所需人才。作为化学化工相关专业第一门实验课程——无机化学实验在教学方法和教学内容上以及考核方式多样化改革,提高学生实验的操作规范与操作技能。培养了学生的探究精神,提高学生的科研创新能力,毕业学生的专业基本功扎实,受到用人单位一致好评,结果令人满意。
参考文献
[1]杜春芳,方光荣.大学化学实验教学探索[J].化学教育,2007,28(3):54-55.
[2]张慧双,葛洪玉,朱丽萍.无机化学实验教学改革创新与实践[J].实验科学与技术,2011,9(5):100-101.
[3]李佑稷,刘建本,石爱华.无机化学实验教学的改革与探索[J].实验科学与技术,2011,9(3):118-121.
[4]丁立军,贺文英,杨秋林,等.应化专业无机化学实验教学改革的实践和探索[J].内蒙古农业大学学报(社会科学版),2013,15(4):66-69.
[5]魏颖,李美超,鲁奇林,等.无机化学实验教学绿色化的探究[J].时代教育,2013,3(3):96.
[6]刘艳菊,杨怀霞,王霞.医药类专业无机化学实验绿色化教学探索[J].中国校外教育,2010(20):99.
王峰(1971),女,江苏沛县人。教授,硕士。主要研究方向为无机化学教学与研究。
\[摘要\]
无机化学实验是化学化工类专业的第一门实验课,承载着培养学生严谨的科学态度、正确规范的操作技能和良好的实验习惯的教学任务,是学生从事专业研究必备的基本素质。传统的无机化学实验大多是验证性实验,繁琐无新意,学生缺乏主动性,而设计性实验是激发学生探究意识和培养学生创新能力的有效途径。实践证明,利用设计性实验以学生为主、教师为辅的教学模式实施开放式实验教学,充分发挥经典无机化学实验的魅力,由学生自行设计实验方案、独立完成实验的全过程,调动了学生的学习兴趣和积极性,培养了严谨的科学态度和良好的职业素养,发掘了学生的创造性思维,为后续课程的学习和今后的工作奠定坚实的基础。
\[关键词\]
无机化学实验;设计性实验;教学方法;模式
\[中图分类号\]G642.0
\[文献标识码\]A\[文章编号\]10054634(2015)03009404
无机化学实验是化学化工类专业开设的第一门实验课程,是沟通中学化学和大学化学知识和学习模式的桥梁,在无机化学实验内容本身的基础上承载着培养学生严谨的科学态度、正确规范的操作技能和良好的实验习惯的教学任务,在整个教学计划中起着承上启下的关键作用\[1,2\]。因此,无机化学实验教学的好坏将直接影响到学生对本专业的兴趣、实验习惯及实验技能的培养,也关系着后续专业实验课的开设效果\[3\]。
1无机化学实验的教学内容和教学模式
无机化学实验的教学内容难度不大,但是知识范围很广,包含基础知识和基本操作技能、基本化学原理、元素化学和无机化合物的制备等等。无机化学实验所开设的实验项目大部分是经典实验和验证性实验,甚至有很多都是在中学老师讲过学生背过的,例如“氢气的制备和铜相对原子质量的测定”、“阿伏伽德罗常数的测定”、“硫酸铜结晶水含量的测定”、各族元素单质及其化合物的性质等等,实验结果都是已知的,每个实验项目的教学时间是3~4个学时,在这样一个很短时间内要求学生掌握实验原理、仪器原理、熟悉仪器的操作使用、实验注意事项并完成实验难度很大,没有办法只好在实验教学过程中教师对实验原理、实验步骤、仪器操作方法等尽量交待清楚,很多学生“照方抓药”完成实验,走个过场,随便写个数据,或者抄抄实验报告,自己思考的很少,其学习主动性无从发挥, 更谈不上想象力和创新思维的实践了,久而久之,还形成了一种不动脑思考,应付差事的坏习惯。
近年来,伴随着中学化学教学改革的逐步开展,大部分高校都已经意识到传统实验教学中存在的诸多问题, 并与中学化学教学一起都在进行着各式改革\[47\],在整个实验教学体系的改革中为了避免实验操作的重复往往把更多的基本操作和基本技能实验调整到了大一,或者删减了一些验证性实验而增加了一些综合性和应用性试验,无机化学实验也随之更名为“普通化学实验”或“基础化学实验”,其结果虽然强化了基础、训练了综合实验能力,但同时过多且集中的实验基础训练容易导致枯燥乏味厌学;验证性实验的减少使学生缺少了第一手第一眼的实验感性认识,从而在跨越到综合应用性实验时缺乏过渡相当于“拔苗助长”,增加了教和学的难度。
因此,学院无机化学实验教学中引入了设计性实验的教学模式。
2设计性实验内容的选择
2.1经典的无机化学实验
经典的无机化学实验包括化学常数测定和简单无机化合物制备,较复杂化合物的制备一般在综合化学实验中开设。虽然大多数学生对经典的无机化学实验内容和结果都比较熟悉,但真正操作却是第一次。因此,笔者选择这一部分实验以设计性实验的形式开设。
2.2元素化学中的验证性实验
元素及其化合物性质实验因为繁琐、枯燥,历史地位屡遭质疑。目前,大多数高校已经对其进行了大幅度压缩甚至摒弃。但是它是无机化学实验的重要组成部分,通过元素化学实验可以获得大量物质变化的第一手的感性知识,加深对课堂上讲授的基本原理和基础知识的理解和掌握,进一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应,这也是无机化学实验的主要学习任务。因此,枣庄学院选择将元素化学实验内容优化整合而不是简单地删减,以小型的设计性试验开设。
整合后的元素化学实验内容不拘泥于课堂教学内容的系统性,而做为三种类型的设计性试验开设。第一种类型做为典型的性质实验,例如ds区元素,是理论和实验中很重要很典型的元素化合物;第二种类型做为无机化合物的制备和性质检测,例如卤族元素碘的实验“海带(紫菜)中提取碘及碘的性质”;第三种类型做为化学原理实验,例如氧化还原反应、沉淀溶解平衡、配合物的性质等,把常见单质及化合物的性质归类实验。三种类型的实验尽可能囊括元素化学要求掌握的实验内容而不重复,同时这三种类型的实验内容并不是固定不变的,例如“KMnO4氧化剂在不同的酸碱性介质中被还原产物不同”既可以做为锰化合物的性质,也可以做为氧化还原反应原理实验,又可以高锰酸钾的制备实验开出。
3设计性实验的教学方法
3.1经典的无机化学实验
1) 实验项目的提出。学期初实验教师制定一学期的实验计划表,其中标出设计性实验;在实验开出的前两周布置实验题目,提出设计要求,根据实验的性质和难度要求学生由2~3人一组经查阅文献资料、小组讨论后确定实验设计方案。实验设计方案包括实验原理,所用仪器和药品的种类、规格、浓度、用量、实验步骤、操作方法和注意事项,实验结果的文献参考值,实验中可能会出现的问题及处理方法等。
2) 查阅资料。大一新生还没有学习过文献检索课程,很多学生不懂得怎样查找资料,因此需要实验教师提前指导学生查阅文献,引导学生学习图书馆的专业资料和电子资源的使用方法,学会资料的筛选。
3) 教师批改实验方案。提前一周,学生上交实验方案给教师批阅。同一个实验不同的学生会选择不同的方法。例如,在设计“阿伏伽德罗常数的测定”实验方案时学生分别选择了电解法、单分子膜法、量气法等。教师批改的时候针对每种方法应该注意的问题提问学生,学生根据教师意见修改、充实和完善实验方案。第一次的实验设计方案多数是学生在文献资料中摘抄的,没有自己的见解,比如单分子膜法中,学生习惯了实验中直接用已经配好的溶液,并没有想到自己需要配制硬脂酸镁的苯溶液,更没有想到它的浓度是多少,在老师提问后才想到文献中查找这个浓度,继而想到这个浓度意味着什么、大或小对实验结果的影响。
随着设计性试验的逐渐开出,学生不再只是简单的查和抄,慢慢地学会分析判断不同文献资料不同实验方法的优缺点,融进自己的实验经验,提出合理的实验方案。
4) 实验。学生在实验方案经教师许可后,方可进入实验室实验。实验时,教师不再需要过多的讲解,学生自己完成实验过程,包括实验仪器的组装、溶液的配制及标定等,在实验过程中要求学生仔细观察现象,记录数据,教师来回巡视、检查学生的实验操作,学生遇到问题无法解决时教师及时与学生讨论并加以引导;实验进行中期组织同学讨论:实验原理设计成实验步骤的思路、实验仪器的使用方法、同一种方法应该注意的问题、不同方法之间的比较等等。每当此时,学生就会有种恍然大悟的感觉。例如,在第一次设计实验“阿伏伽德罗常数的测定”中,有的同学因为熟悉选了电解法,有的同学因为简单选了单分子膜法,还有的同学看到文献中说速度快而选择了量气法。实验后,大家分别就自己的方法,自己实验中走过的经验和教训一步一步总结过来,收效颇丰。有个同学甚至不好意思地说:“老师,这个实验步骤不应该是这样的,这是我在网上抄的,应该这样修改。”
5) 实验报告。在实验完成后,经老师审查实验记录和签字后方可离开实验室,在实验课后进行实验数据的处理和实验过程分析并完成实验报告,最后由实验指导教师判定此次实验的成绩。
3.2元素化学中的验证性实验
一个元素化学实验项目一般由多个具体的小实验组成,涉及的化学反应类型、药品种类和产生的实验现象丰富多彩,但是实验步骤简单,需要精密仪器少,反应的发生完全依靠实验人对实验现象的观察和判断。例如,产物是溶解于溶液还是以沉淀形式存在,沉淀的形态是絮状、胶状或是颗粒状的;产物的颜色比如碘溶解在水中、乙醇中和四氯化碳中的颜色辨别仅靠教材中的文字描述是无法判断的,只有细细观察和比较才能逐步积累经验。因此,元素化学实验是培养学生化学观察能力和感性认识的精髓。
元素化学实验课程的开设时间基本上是在化学原理理论授课之后。在具体的教学过程中,要求学生预习实验时要推测实验现象和实验结果,实验中全面地观察现象(颜色、形态、气体或沉淀的生成等),如实记录实验现象并做出自己的判断。元素化学实验初期,教师根据已知的实验步骤引导学生结合理论知识分析实验要求、实验条件的控制,得出实验结论;逐渐过渡到要求学生设计出合理的实验步骤验证化合物的性质,例如分析NaNO2的氧化性还原性强弱;利用分步沉淀的方法分离Cl-、I-;鉴定Fe2+是否已被氧化等等。
元素化学实验既加深了理论课知识,又解决了以往只动手不动脑的机械性操作的问题,培养学生仔细观察和尊重科学事实的良好习惯,特别是当实验结果出现异常时更激发了学生讨论探索的激情,从而进一步提高学生思考问题、分析问题和解决问题的综合能力。
4设计性试验的开设方式
4.1合理安排实验项目,形成循序渐进的梯度
无机化学实验是大学第一门实验课,学生实验能力有限,因此整个实验项目的设置顺序是按照由简单到复杂、由基础到综合、由已知到未知的“梯度”循序渐进,让学生逐步养成科学的实验思维方法。在第一学期开出仪器的认领与洗涤、玻璃工、分析天平的使用、溶液的配制、粗盐的提纯和转化法制备硝酸钾等基础操作实验后,在每个实验项目中安排一些小型的设计性试验,例如,结合理论课的习题配制某种缓冲溶液并检验其缓冲能力、设计某种特定的原电池、检验氧化还原反应的介质对于氧化还原反应的影响等,然后选择性地开设硝酸钾溶解度的测定、阿伏伽德罗常数的测定、二氧化碳相对分子质量的测定、硫酸铜结晶水含量的测定等简单的设计性实验,主要训练学生的查阅文献、实验设计能力,培养其科学的思维习惯;在第二学期安排了一部分综合设计性实验,如设计实验验证某种物质化学性质、未知物的鉴别、混合离子的分离与鉴定、常见无机物的制备及组成的定性、定量分析等。
4.2适当开放实验室,实施开放式实验教学
实验课是一个训练的过程,不同的学生动手能力不同,完成实验的时间也不相同。在有限的学时内,基础差的学生可能做不完实验,有些学生急于实验任务无暇仔细观察实验现象,有些学生可能会得到不理想的实验结果。因此,为使学生得到充分的基本技能训练和科研素质培养,枣庄学院化学化工与材料科学学院实行开放式实验教学。根据学生实验课时和实验室的具体情况,制定实验室的放时间,安排实验教师进行指导。一方面,对在课堂内做得不够的或考查不合格的进行着重训练,做到人人过关; 另一方面,对一部分好的学生进行一些实验的选做或对课堂实验进行进一步的探讨,对实验装置和实验方法的探索和创新,锻炼他们的实验操作技能,初步培养他们的科研能力。
4.3考查
在每学期的无机化学实验考核中安排一次设计实验考查,设计实验的评价结果占总评成绩的30%。第一学期为化学常数测定实验,考察学生在查阅资料、方案设计、实验操作、实验结果、协作精神、安全环保和研究报告等方面的表现。第二学期为元素化学实验,当堂抽签完成,考察学生在方案设计、实验操作、现象观察与实验结论总结等方面的表现。
5总结
无机化学实验教学中的设计性实验并不必须是综合性实验,而是做为探究式教学方法的一种形式,把简单实验看作是一项科学研究,尤其是让经典实验再现经典而不是简单地重复验证前人的结果,引导学生收集相关实验资料、制定实验方案、自己动手实验,指导学生分析实验现象并自行概括得出结论,在实验结果的验证过程中提高实验能力。因此,在无机化学实验中开设设计性实验,从大学实验的起步阶段重视培养学生的科学思维能力,不仅激发了学生学习化学的兴趣、积极性和主动性,更重要的是培养了学生严谨的科学态度和良好的职业素养,发掘了学生的创造性思维,为后续课程的学习和今后的工作奠定了坚实的基础。
参考文献
\[1\] 北京师范大学主编.无机化学实验(第三版)\[M\].北京:高等教育出版社,2001.
\[2\] 刘书银,等.实验化学(第二版)\[M\].济南:山东大学出版社,2010.
\[3\] 冯洁.高师化学实验教学应以学生可持续发展为本\[J\].实验室研究与探索,2004,(8):47.
\[4\] 崔斌,赵建社,张逢星,等.大一化学实验的改革与实践\[J\].大学化学,2006,(2):1921.
\[5\] 王佩华.改革“无机化学实验”课教学加强学生实验能力和综合素质培养\[J\].陕西师范大学学报(哲学社会科学版),2003,(专辑):231233.
\[6\] 徐占林,王丽明,赵丽娜,等.高师化学实验教学内容、方法和手段的改革与实践\[J\].吉林师范大学学报(自然科学版),2004,(1):4547.
\[7\] 曹庆林,杨善中,王华林,等.基础化学实验教学改革的探索与实践\[J\].实验室研究与探索,2004,(4):79.
Exploration of designing experiments establishing mode in
Inorganic Chemistry experiments teaching
WANG Feng,HUANG Wei,ZHU Honglong,LIU Xuejing
(College of Chemistry,Chemical Engineering and Materials Science,Zaozhuang University,
Zaozhuang, Shandong277160,China)
Abstract
Inorganic chemistry experiment is the first experiment course in chemistry or chemical engineering speciality.It is teaching tasks of inorganic chemistry experiment to cultivate the rigorous scientific attitude,correct standard operation skills and good experimental habits,and which is also the students′ essential basic qualities in the professional field.The classical inorganic chemistry experiment items are mostly verification experiments, tedious,no new meaning,and so maybe lead to student′s lack of initiative. While,designing experiments is the effective ways to inspire students′ explore consciousness and train students′ innovative ability.To carry out open experimental teaching using design experiments in a studentcentered and teachersupplemented teaching mode,the charm of classic inorganic chemistry experiment will be given full play.Experimental programs designed by the students themselves and independently complete the whole process of the experiment,which will stimulate study interest of students,develop a rigorous scientific attitude and good professionalism,explore the students′ creative thinking,and establish found for subsequent courses of study and future work.