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我们化学化工学院自学校升本以来相继建成了四个工科专业,教师中年龄在40岁以下的占75%以上。前几年多数年轻教师每学期承担了三门以上课程的教学工作,教学任务过重,导致备课时间不够充分,课堂上批改作业或实验报告、甚至离开实验室的情况时有发生。因此很容易把无机化学实验等课程上成“走过场”,疏于对学生的管理,导致课堂上学生做实验流于形式,教学目标难以达到。在学生实验成绩评价方面问题也很突出,主要是以实验报告书写内容来评分。由于实验课堂考察不到位,导致实验操作评分出现很大的盲区。另外,由于我校升本以来连续扩大招生数量,出现了生源参差不齐、质量下降等问题。部分学生基础较弱,加上对未来出路感到茫然,学习自主性不高。以上两种情况使得无机化学实验的教学效果大打折扣,难以实现培养目标。在这样的背景下,我们通过对无机化学实验教学的不断思考,近两年来对无机化学实验课堂管理与学生成绩评价进行了初步的改革探索,取得了一定的效果。
2无机化学实验教学改革文献综述
我们通过文献检索,了解到近年来很多教师对无机化学实验教学提出了改革意见和做法,如林秋月等对计算机辅助无机化学实验教学进行了研究,提出了利用音像动画代替课堂演示、采用多媒体课件进行实验教学等措施。白丽娟等认为,在培养学生基本操作技能和科学素养的基础上,培养学生的创新精神和创新能力。她提出改革后的考核内容以无机化学实验的基本知识、基本操作、应用能力和创新能力为主,采用平时考核和期终考核相结合的办法:平时考核包括预习、操作、实验素养与习惯、实验速度、实验结果、实验报告和实验创新;期终考核包括笔试、实验操作及实验小论文。殷平等提出课内课外加强师生互动、实施辅助教学手段、开放实验室、充实无机化学实验教学中的科研内容、努力提升无机化学实验教学条件等方面就无机化学实验教学改革进行了探索研究。李向清等从大学无机化学实验的基础性、无机化学实验的综合性和研究性、无机化学实验的环保性教育、无机化学实验的微型化等方面提出了改革意见,具体措施比如:安排一些简单无机化合物的合成和提纯实验,以训练学生动手能力;每节新课改为先预习、再实验、后总结的做法;每次实验结束最好能留有一定的时间以便教师和学生之间互相交流;适当增加一定量难度适中、有一定趣味性和应用性的综合实验技能训练内容,等。石振武等对工科无机化学课程实验教学提出了以下改革措施:抓好实验前预习报告培养学生自学能力,要求学生以自己的语言完成预习报告;加强学生实验操作过程的管理和考核,以实验操作是否得当正确、操作是否熟练、用时长短、实验记录的结果是否准确、仪器是否干净、实验台是否整洁等几方面作为实验操作成绩评定的基本依据;完善实验记录的方法和评定,要求学生根据实验的内容制定恰当的实验现象和结果的记录表并进行忠实详细地填写,并将该实验记录表经指导教师签字确认后黏贴在实验报告中。王霞等将ProblemBasedLearning教学法引入无机化学实验课程教学,强调学生在学习中的自主性,由学生提出问题、查阅资料、分组讨论、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、最后总结反思。她们并以实验“硫酸亚铁铵的制备”为例初步探讨该教学法在无机化学实验教学中的应用。关于成绩评价研究也有一些,但发表时间较早,如:杨秀清等提出无机化学实验成绩由六个部分组成,其中预习20分,实验纪律10分,实验操作20分,实验记录10分,卫生整理10分,实验报告30分。并对各部分分值提出了具体操作要求。姜润田等认为应该将开设的每个实验的成绩取平均,再乘以70%作为本门课的平时成绩;期末成绩以综合性实验考核为准,占30%;把平时和期末两块成绩加起来即为本门课的总成绩。开放性实验属选修性质,考核合格即可。
3无机化学实验教学课堂管理方面的改革探索
3.1设计问题提问,加强对学生预习情况的检查
学生在实验课前对即将要做的实验是否有整体全面的认识,是否掌握了基本知识和相关原理,是否对一些具体的细节进行过认真的思考,直接关系到其做实验的效果,甚至是成败。如何提高学生预习的积极性呢?我们做了如下改革:将以前上课刚开始一段时间的讲解改变成现在的提问。课前我们尽量做到把实验中所有的细节设计成问题,有必答题和抢答题等多种形式,然后上课时就设计的问题提问学生,并把他们回答的结果简要记录下来,留待课后打分给成绩时参考,或者当堂直接给出成绩,这个成绩将作为总评成绩的一部分。该部分成绩在最后的总评中所占的比例应事先向学生公布。设计问题的总数最好能覆盖大部分或全部同学。回答的结果要及时点评,给出正确答案,以便在接下来的实验中为学生提供正确的指导。由于回答问题的好坏直接牵涉到最后该门课的总评成绩,因此容易引起学生的重视,客观上起到了提高学生课前预习积极性的效果。另外,还要提出一些有探究性的问题,让学生在实验中去发现和总结。比如在《氧化还原反应》实验中,反应物相对量的不同会影响某些反应最终的实验现象和结果,可以就此设计问题。
3.2课堂上不断巡视,加强对学生实验操作过程的监督
在学生进入实验操作环节以后,教师不要像以前那样只顾做自己的事情,而是要加强对学生实验过程的考察。我们采取了以下做法:教师在课堂上认真巡视每位同学做实验的过程,并做好相关记录。这样做有三个目的:一是要及时掌握每位同学实验开展的情况,防止有的小组中个别同学不做实验、依靠别人,这种情况会时有发生,应及时提醒;二是要及时发现个别同学的错误操作,并给予当场纠正,对较严重的具有普遍性的问题要同时提醒全班同学加以防范;三是要注意发现操作非常认真规范的同学,适当给予表扬。另外在巡视的过程中也要及时解决学生遇到的困难,比如有学生某个知识点忘记了,要及时给予解答;有的同学仪器损坏了,要及时为其更换,也就是说教师这时候还要为学生做好服务工作。课堂考察的结果也要给出相应的分数,并确定其在总评成绩中的比例。
3.3对实验数据和产品拍照留存,加强对学生实验结果的考察
在以往的学生实验课上,我们发现有学生不够认真,没有做出实验结果就草草收场。由于当时不注意对学生实验结果的考察,对这种现象未在实验总评成绩中体现。我们对此进行了认真的思考,提出了以下改革措施:对每一位学生的实验结果进行取证,包括对实验数据原始记录和实验产品进行拍照,并对实验数据的合理性进行检查。将检查记录的结果打出成绩,并将该成绩作为总评成绩构成的一部分。我们发现,这种做法大大提高了学生做实验的认真程度。当然对实验失败的同学,我们的做法是鼓励其重新做一遍,以获得较好的实验结果。
3.4及时交流,提高学生对本次实验的再认识
等到大部分学生做完实验以后,可以考虑开始一边继续前面的工作,一边与学生进行交流,其目的主要是考察本次学生实验的整体情况,了解哪些地方比较成功,哪些地方容易失败,并督促学生进行反思,同时也为自己下一次设计问题提供素材。另外,时间允许的话,可以让做的好的同学向大家介绍经验,主要说出他在课前对哪些关键点做了深入的思考,做实验时注意了哪些方面?等等。也让做的不好甚至失败的同学分析自己本次实验没做好的原因,以免后面的同学重蹈覆辙。比如在做“硫酸亚铁铵的制备”实验时,有的同学得到的产物量多且结晶性好,而有的同学所得产品量少且呈面糊状,甚至有少数同学产品发黄,这就应要求学生结合具体情况进行分析。
4无机化学实验教学学生成绩评价方面的改革探索
4.1根据出勤情况对每位学生进行评价判分
一般来说,学生除了生病或有重要的事情才请假外,都会正常出勤的。在我们所带的三届学生无机化学实验课堂上,缺勤情况比较少见,但迟到现象比较多,也有少量学生会早退,即实验未完成或实验台没整理好就离开了实验室。因此,我们认为出勤成绩应考虑到对迟到和早退现象的处理,我们采取了如下做法:对迟到和早退现象进行酌情扣分,并按一定比例将其体现在总评成绩中。
4.2根据预习情况对每位学生进行评价判分
学生预习情况主要包括预习报告完成情况和课堂上回答问题情况。学生预习实验报告不能直接抄袭书本,应采用自己的语言书写,内容应包含新使用仪器设备的原理、使用步骤和注意事项,以及对实验课本中思考题的解答,等。由于无机化学实验大部分为验证性实验,实验思考题的解答可以通过课前查阅资料来解决。我们根据学生预习实验报告的书写情况和课堂回答问题的情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。
4.3根据课堂巡视情况对每位学生进行评价判分
以往对学生实验成绩的评价未充分考虑学生在实验过程中的表现,现在我们要根据上述课堂管理中课堂巡视的结果,给出学生相对公平的操作分,当然这一点做起来还是比较困难的,需要事先合理设计出给分点或扣分点。我们的做法是先设定一个基本分,然后再根据每位学生做实验过程中的表现,对操作准确到位的情况加上一定的分数,而对操作不当或出现错误的情况减去一定的分数,并将该部分分数按一定比例体现在总评成绩中。
4.4根据实验报告书写内容对每位学生进行评价判分
关键词:无机化学实验,创新性
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2016)07(b)-0000-00
无机化学实验重点要从两个方面来培养学生,一是应用,一是创新,无机化学实验发展这没多年,关于应用已经无需再谈,本文重点在探讨如何在无机化学实验中培养学生的创新能力。化学教学离不开实验,在实验教学过程中,学生用眼观察现象、用心思考问题,通过亲身体验,完成整个实训操作,能对化学基础知识有深入的理解,并形成过硬的操作技能,有利于培养学生分析、解决问题的能力,树立勇于开拓的创新意识[1]。
但是随着国家国际现代化步伐的加快,随着科技水平的日益发展,对高层次人才的需求和要求也越来越高,更多的用人单位需要的不仅仅是对化学基本技能的掌握,而更多的是需要一种具有创新性的复合型新型人才。因此,在增加综合性实验之后,教学工作者发现这还不够,我们还需要增加一些创新性的实验内容,以此来启发和提高学生的创新能力。
1现阶段我校无机化学实验存在问题
目前,我国传统的无机化学实验教学在教学内容、教学方式( 方法与手段) 、实验考核办法等方面均存在或多或少的不足[2]。结合我校的实际情况,对我校的无机化学实验教学方面存在的问题做了如下的总结:
针对以上问题我们对本校现阶段的无机化学实验的教学与考核进行了深入的分析和探讨,发现本校现阶段所执行的无机化学实验存在下列问题:
1.1教学内容
本校所执行的无机化学教学大纲是从1980的华北工学院师范班脱胎而来的,后来经过几代人的不断完善和改进,已经从原来单一的面向一个专业的教学发展成了可以面向不同专业,不同学时,不同课程的无机化学实验教学。无机化学实验教学其中涉及的专业有化工、生物、环境、制药、材料等,也有32学时的面向特种能源的长学时的无机化学实验,也有48学时的应用化学专业长学时无机化学实验,但是在学时改变的背后,确实实验内容的陈旧和与社会需要的脱节,之前的大纲规定的实验内容,有很多都是十几二十年未曾改变过,当然对于经典的实验我们是无需进行改动的,还有一些实验也很经典,但是这些实验已经是大家耳熟能翔的了,几乎不用做实验也能预料到会有什么样的现象和结果。此外教学内容验证性的化学实验较多,研究性的化学实验较少; 单一性的实验较多,综合性的实验较少; 基础性的实验较多,涉新( 新技术、新方法等) 性的实验较少。造成上述问题的原因可能是: 传统的习惯( 包括老师的惰性) 和实验条件所致。
1.2教学方法
目前本校无机化学实验教学方式基本上就是上课时老师讲学生做,对于有些实验现象只能用嘴巴和粉笔进行口述和文字表达,没有相应的教学软件进行支持,学生只能老师给出的既定思路和方案进行实验内容的验证;另外学生只要有实验教材就基本可以完成大部分的实验,所谓的实验报告的书写也只是把实验内容重新抄写一遍,学生完全不需要动脑筋去想实验如何完成,会有什么样的结果,严重束缚了学生想象力、研究力和创新能力。
1.3考核方式
现阶段的考核方式基本是靠三部分组成:学生的出勤率,学生实验时的表现,学生的实验报告这个考核方式是一直以来各高校无机化学实验所沿用的,而且也是很多年没有改变的,该方法最大的弊端是没有对有想法和有创新能力的学生给予足够的肯定和支持。
2对现阶段无机化学实验改革的必要性
通过上述的对本校现阶段无机化学实验教学的分析,可以发现不论是从实验内容还是教学方法,以及考核方式,这些方面都无法体现现阶段各领域对学生创新能力的培养和研究能力的提高,也没有体现出对学生创新能力培养的重视程度,而这一点与当今社会对于本科生既需要掌握扎实的基础知识和基本理论,又需要具有积极主动的科学研究能力和知识创新能力相矛盾,因此要满足当前社会各领域对化学、化工、材料、环境、生物等专业本科毕业生
的要求,必须从大一的无机化学实验开始做起,进行无机化学实验相应的改革。
3通过实验教学改革,提高学生的创新能力
针对前面提到过的无机化学实验存在的局限和弊端,本课题拟对现阶段的无机化学实验做出如下的整改措施;
3.1对原有的实验内容进行调整更换,增加具有培养学生创新研究能力的实验
原先的实验内容在最初的无机化学教学实验中起到了很好的对理论课程的支撑和验证作用,但是随着无机化学理论课程的变化,以及学科间的渗透和社会对高校学生的多元化需求,单一的原先只注重基础知识基本技能训练的实验内容已经越来越难以满足后续课程以及用人单位对于学生的要求,因此在原先的基础上,我们结合老一辈教师的意见和新形势下各方面的需求对无机化学实验内容进行了适当的删减调整和补充,保留了经典的“氯化钠提纯”、“硫酸亚铁铵的制备”等经典实验,删掉了“二氧化铅的制备”等对环境造成污染且没有创新性培养的实验,调整了元素性质实验,统一合并为“主族元素”和“副族元素”实验,在一些原有实验内容中增加了学生自主设计并实施的实验内容。这些实验内容不仅让学生学到如何处理和再利用工业废渣,同时也极大的提高学生的对于化学化工实验的创新能力的培养和课题研究能力的提高。
3.2改革原有的教学方法,利用互联网多媒体提高学生的实验兴趣
在目前网络信息技术高速发展的形式下只依靠单纯的口述和板书的教学方法已经无法引起学生的学习兴趣了,因此可以充分利用网络技术,可以利用多媒体网络技术来讲述实验课内容,这样可以减轻老师负担,增加学生的兴趣,而且对于有些难以用语言和文字表达的实验原理和现象可以通过网络视频,或者多媒体软件制作出来,给学生以更加直观和深刻的感受。另外还可以以组建实验小组的形式,对一些实验内容比较多,工作量比较大的实验分组进行,例如配合物分裂能的测定实验中,就可以把学生分为三个小组,一个小组负责配位化合物的制备,一个小组进行配合物离解类型及氯离子含量的测定,最后一组同学进行配合物分裂能的测定。
此外,还可以进行开放性实验教学,对一些实验能力比较强,对化学实验兴趣比较大同学,可以结合老师课题开展一些需要具有实际意义和接近工业生产的实验项目,这样可以解决个别老师课题没人做的困难,又能提高学生的科研实验能力,又能够培养学生的创新精神。
3.3改进实验考评制度,突出对具有实验创新能力的考核和重视
实验成绩的评定,不局限于单纯的实验结果的考核,而是应该趋于多元化多层次的考核。从过去的经验分析,由于无机化学实验的对象是大一学生,由高中考入大学的他们普遍存在只重视理论不重视实验课的现象。加上传统的实验考核方法是考核学生的课堂表现、实验报告、实验操作( 或理论考试) ,为了提高学生对实验课的重视,理解化学实验的重要性和必要性,充分调动学习积极性,我们对传统的实验考核办法进行改革与完善,以利于培养大学生的创新能力。
具体考核办法为如下:
( 1) 最终的考核成绩不能只靠最后的实验考试成绩,而应同时考虑平时的实验成绩综合给出最终的实验成绩。这样不但能真实反映学生的实际水平,而且避免了有的学生虽然平时不认真但期末考试能凭运气突击侥幸过关的行为。
( 2) 最终考核要注重实验结果,但是同时要兼顾实验过程。不能只注重学生实验结果的对错产率的高低,更要结合学生实验过程中的具体表现出的:规范正确的实验操作,严谨认真的科学态度,对团队的协作和奉献精神,良好的安全整洁的实验习惯等诸多因素。这样综合考虑才能给出一颗科学合理的实验成绩。
( 3) 实验操作技能考核与文字解释表述考核相结合。在实验过程中发现有的同学实验报告写的很好,但是实验几乎都是别人在做,而有的同学动手能力特强,但是实验原理和结果的表达却差强人意。因此在考核最总实验成绩时,也要注重学生对实验现象的表述( 口头表述尤其是文字表述) 能力。如果一个拥有较强实验操作能力的学生,不具备真实、流畅、到位表述能力,他将不能成为一个合格的实验科学人才。
( 4)对于某些实验能力和创新精神表现的特别突出的学生可以另外加分,或者给予一定的物质奖励,以提高学生对增强实验能力积极性,和对学生创新性的充分肯定。
4结论
无机化学实验教学是培养大一学生的基本实验技能和素养、观察分析问题、研究创新能力等综合能力重要的实践性教学环节。实验教学改革是一项长期而艰巨的任务,也是一项涉及诸多方面的一个课题,不仅仅需要改革者坚持不懈努力研究,也需要各级部门的积极配合,只有通过上下级管理者执行者的不懈努力,将实验教学改革不断引向深入,无机化学实验教学这门课程才会在提高大学生科学素质、培养创新人才方面发挥更大的作用。
参考文献
作为高等院校化学专业的第一门实践课程,无机化学实验起着承上启下的重要作用。结合河套学院教学实践,从重视实验预习、突出学生主体的教学方式、使用多媒体辅助教学、渗透绿色化教学等多个方面进行了探索和改进,以期适应当前对应用型人才培养的需求。
关键词:
无机化学实验;教学改革;教学实践
金融危机以来,国际经济形势的变化和实体经济的回归对我国经济发展、人才培养提出了新的挑战。随着经济的转型升级,为加强高层次技术技能人才培养,创办应用型品牌大学是地方本科院校在高等教育大众化背景下的必然选择[1]。河套学院应用化学专业积极进行转型发展,坚持“立足西部,培养高素质应用型专门人才”的办学定位,突出培养应用型、复合型、创新型人才;着力构建“尚品德、厚基础、重应用”的人才培养模式,为自治区西部转型发展提供人才保障。无机化学实验是河套学院应用化学专业第一门实践性课程,相互联系又相对独立于无机化学理论课程。通过无机化学实验课程的学习,能够帮助学生理解和巩固课堂上所学的无机化学基本理论和基本知识,更重要的是可以让学生接受实验技能的综合训练,感受科学探究的过程和方法,对于提高学生化学的学习兴趣、综合能力的发展、创新意识的培养都具有积极的意义,同时为后续实践性教学环节的实施以及学生将来从事化学化工实验工作和科学研究打下良好的基础。本文针对传统无机化学实验教学中存在的缺点和不足,及河套学院无机化学实验课程现状,提出以下几点建议和对策,作为实践课程及教学改革的一点探索。
一、重视实验教学前预习环节
在整个实验教学中,实验的预习、实验的基本操作和完成实验报告是三个必不可少的环节。实验预习是学生在实验开始前就对实验的基本内容、操作方法和步骤,以及涉及到的实验仪器和药品有一定的了解,并以实验预习报告的形式呈现,这样使学生能够在实验过程中,对实验有整体的认识,操作起来得心应手。因此,有效的实验预习不仅有利于培养和提升学生的自主学习能力,而且是实验顺利进行的前提和保证[2-3]。但是根据以往的教学经验,大部分学生把重点集中在实验操作和完成实验报告上,对实验的预习重视不够。在对学生的预习报告的检查中,发现大部分学生只是一味的“照本宣科”,为完成任务而写,达不到预习的真正目的。为使学生能够认识到实验预习的重要性,改变以往每做一步实验都要看一下实验教科书的状况,实验老师在课前应做以下工作:(1)及时通知学生实验项目,留充足的时间进行预习,并对实验内容进行简要的描述。(2)针对不同的实验类型,设定相应的实验预习报告书写要求。例如,对于验证性实验,需写出试剂的用量和滴加顺序,明确试剂的基本物理性质和化学性质,能预测实验现象,并写出相应的化学方程式,积极引导学生正确运用课堂上所学的理论知识来解释实验现象,将化学实践和理论有机结合起来;对于制备性实验,将实验步骤以流程图的形式呈现,层次清晰,简明易懂。(3)将实验中的关键步骤或注意事项设置若干数量的思考题,帮助学生搞清实验原理和实验方法,提高其分析问题、解决问题的能力。(4)根据学生书写的实验预习报告质量以百分制形式进行评分,及时记录并作为期末考查成绩指标之一,将成绩及时反馈给学生,进一步增强学生对预习报告的重视程度。
二、突出学生主体地位,培养学生自主学习和动手能力
在传统的无机化学实验中,通常是实验老师详细介绍实验原理、仪器使用方法和具体操作步骤、实验过程中的注意事项,学生只是根据老师的讲解“照葫芦画瓢”。基本上只要学生认真听讲,根据老师的思路和要求进行实验,都能得到理想的实验现象和结果。但是这种方法极大地限制了学生创造思维的培养。使得学生缺乏主动思考,独立设计实验的能力,更谈不上开拓创新了。为改变这一状态,我们采取了加强引导,鼓励学生大胆操作,勇于探索,充分发挥学生的主观能动性等措施。(一)精简讲授环节,还学生思考和动手操作时间。由于学生在实验前进行了充分的预习并书写实验报告,因此讲授重点可以集中在预习报告中的预留思考题,以讨论式或问答式的形式尽可能增加学生的参与度,充分体现以学生为主的教学模式。(二)适当转变教师和学生的角色定位,老师由原来的“指挥者”变为辅导者,并且辅导人数以15人左右为宜。这样改革的好处体现在:首先,能够及时处理学生在实验中遇到的问题,进行答疑解惑;其次,根据学生参与及操作规范情况打分,并及时记录,作为学生无机化学实验考查的参考成绩之一。以此可有效增加学生实验的紧张感,减少“浑水摸鱼”的学生,使学生能够认真对待实验,培养良好的工作习惯;再者,能够及时发现学生操作中存在的错误,予以纠正。对于普遍性的错误可以立即提醒全班学生加以防避;最后,转变角色有利于增加老师和学生之间的交流互动,以探讨形式提高学生分析问题、解决问题以及团结协作的能力,培养学生扎实的基本功。
三、多媒体技术辅助,优化教学资源
在传统无机化学实验教学中多媒体课件使用较少,浪费了大量网络资源。适当使用多媒体课件有助于拓展学生的视野,体会无机化学实验的神奇与美妙。例如,在无机化学实验基础知识教学中均已采用了多媒体形式授课。形象直观的动画和图片在一定程度上填补了嘴巴加黑板讲授的缺陷。有效地提高学生的学习兴趣。并将一些污染较大、耗时较长、有毒有害的合成类实验制作成视频进行播放,以及播放网络实验视频,增加了在实验室现行条件下无法开展的实验。这样不仅能够避免有毒有害化学物质对人体和生态环境的危害,确保实验的安全性,同时也扩大了课程容量、丰富了学生知识储备,保证实验教学对理论教学的实证支撑,完备理论知识体系,取得了良好的教学效果。
四、渗透绿色化教学理念,培养学生可持续发展观
近年来,绿色化教育正受到越来越多的关注,从倡导环境教育开始,学者们日益认识到绿色教育应具有丰富的内涵。在实验教学中融入绿色教育有利于培养学生的环保意识,培养学生尊重自然,尊重他人,追求人与自然和谐发展意识。近年来,关于绿色化教育重点集中在推广微型实验和使用绿色化学试剂两个方面,可以达到准确、安全、方便和防止环境污染的目的[4-6]。例如无机化学实验中验证性实验,完全可以在点滴板上进行,化学试剂的取用量与对应的常规实验(试管中进行)相比可以减少90%以上。这也是河套学院无机化学实验室积极改进和探索的方向和目标。此外,我们在实验过程中着重关注学生在实验过程中普遍存在着取用药品和试剂“贪多贪大”、轻易反复实验的问题。以小见大,从细节入手树立学生环保意识,节约能源,培养严谨的科学态度。以上是根据河套学院无机化学实验的实际教学情况从实验预习、实验操作中教师与学生的角色地位、教学中的辅助设备和融入绿色化概念四个方面进行的一些教学改革。教学实践中发现实验效率明显提高,教学效果显著改善。但是在地方本科院校向应用型大学转型的背景下,要满足当今社会对应用技术型人才的需求,培养符合地区发展的化学专业人才。我们需要付出更多的努力,对于无机化学实验改革的继续深入研究和探索仍是十分必要的。
参考文献
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[5]陈建平,黄月琴.浅谈无机化学实验的绿色化[J].淮南师范学院学报,2011,3.
多年来,我们学校无机化学实验考核模式是平时成绩(50%)与最后实验操作考试(50%)两部分组成。平时成绩主要是根据学生的出勤率及学生的实验报告情况评定,最后实验操作考试是学生随机抽取的方式考核某一个实验操作。这种考核方法根本不能全面、科学地评价学生,一是平时考核内容主观性太强,考核成绩不能客观反映学生对无机化学理论知识的掌握程度和知识的应用能力;二是实验报告中的实验数据不能完全反映学生的实际操作水平;三是期末操作考试过于简单。这种考核方式不利于学生实验的积极性和实验教学效果的提高,不利于学生严肃认真的科学态度、规范的基本操作技能及对所学知识的综合应用能力等的培养。这样的实验考核严重影响了学生素质的提高,妨碍了学生创新能力的培养。
2实验考核方式改革
2.1考核分值构成
实行实验全程考核制度,平时成绩和期末成绩都以总分100分进行计算,学期实验总成绩由平时成绩占60%,期末成绩占40%构成。平时成绩指学生每次完成老师规定的实验内容时,我们以学生对实验基本技能的掌握情况考核为主,包括实验考勤、实验预习、实验基本操作、实验卫生、实验数据的处理与结果以及实验报告等计分项目组成,实验期末考核由理论考核和实验基本操作考核组成,理论占40%,实验考核占60%。
2.2平时成绩计分方式
在第一次实验时教师将这一学期的实验安排表交给学生,使学生知道每次实验的内容及时间。要求学生每次实验前对所做实验内容进行预习并写好预习报告。学生进实验室时老师检查每个学生的预习报告的书写,符合要求记5分,不符合要求,根据情况酌情减分,没写,计分为“0”。在检查预习报告的同时又对学生进行了考勤,并根据实验考核量化表进行打分。如此次实验学生缺勤,则此次实验平时成绩记为“0”分。学生在做实验的整个过程中,主要考察学生实验操作是否规范、熟练、实验中的注意事项以及是否积极思考和解决实验过程中遇到的问题等方面而计分。比如在溶液的配制时,我们考察学生所用仪器是不是按正确的方法洗涤,电子天平使用方法是不是正确,取用药品操作是否规范等,如不规范则按照评分细则扣分。学生完成实验之后必须把自己所用的实验仪器清洗干净,并对自己所用的台面进行整理,值日生必须负责整个实验室的卫生,如不符合要求,酌情从实验卫生的5分钟予以扣除。实训数据处理与结果要考核学生原始数据的记录、有效数字的保留,试验数据的处理,结果是否准确等方面予以考虑,学生要求不得随意涂改原始数据,具备一定的数据处理能力和分析数据能力,实验结果必须准确。实验报告要求学生格式规范、字迹清晰,并要根据实验数据及结果进行讨论,否则,酌情予以扣分。一学期实验结束之后,老师根据实验考核量化表进行统计,算出平时成绩,然后乘以60%,计入学期总的实验考核成绩。虽平时成绩采取这种量化的方式进行,增加了老师的工作量,但能给学生每次实验一个公正的评价,提高了学生做实验的积极性,对培养学生实验操作能力、思维能力、解决问题的能力很有帮助,为后续实验课程的开展打下坚实的基础。
2.3期末成绩计分方式
期末考核以100分计,占实训学期总成绩的40%,分为理论考核和操作考核两个部分。其中理论考核占40分,实验考核占60分。理论考核,主要是以一学期所做实验的实验原理,实验所用的仪器的使用方法、实验设计以及实验时的一些注意事项等进行考试,总分40分。实验操作考核采用编号随机抽查并当场操作的方式,学生在给定的时间里完成全部操作考核内容,教师当场给分,并指出实验中存在的问题。为了使实验考核规范化,实验操作考核都应有相应的评分细则。
2.4期末实验考核的内容与评分方式
实验操作考核内容可以是无机化学实验这一学期所做内容,随机抽取一个,当场操作,根据评分细则当场给分。在考试前老师根据考试内容制出相应的评分细则,如表2为采用电子天平减重法称量固体Na2CO3一份(约3g)的考核标准及评分表,满分60分,时间20分钟。
3高职药学无机化学实验考核方式的实践与讨论
关键词:无机化学实验;实验教学方法;Bb教学平台
中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.23.068
《无机化学实验》是一门独立的基础实验课程[1],是化学实验的重要分支,许多化学理论和规律都源自实验,化学实验教学在化学类、医药类、生物类、环境类等专业的大学教育中占有相当重要的地位。传统的无机化学实验授课方式主要是教师单向表述,课上简单演示。教师要求学生专心听讲和被动接受,学生按照教师所讲述的进行实验,不注重对学生自主学习能力和自主设计实验能力的培养,因此课程内容和教学方法的改革显得愈发迫切、重要。网络教学平台是各高校开展网络教学的一个重要平台,目前应用较为广泛的Bb网络教学管理平台(BlackboardLearningSystem)为教师、学生提供了强大的施教和学习的网上虚拟环境。因此,将Bb教学平台应用到无机化学实验中,对教学来说具有重要意义。
1目前无机化学实验教学中存在的主要问题
1.1无机化学实验与无机化学课程衔接不紧密
无机化学实验是基础实验课,高校的化学院、生命学院、药学院、环境学院等理科专业均为实验必修课。无机化学实验对于化学院学生来说学时非常多,实验课程紧密,时常出现实验课所涉及的知识理论课还没有讲授,实验的时候学生只是模仿,不明白实验的原理是什么。
1.2学生重理论,轻实验
无机化学实验课是依附于无机化学课的,实验主要目的是验证理论课所讲过的化学概念、理论等。这就决定了实验课只能是从属地位,不能体现实验课的特点和规律。
1.3学生预习效果不好
学生普遍认为实验是听老师讲解后动手完成即可,很少会考虑预习的问题。纵然老师要求学生交预习报告,学生也只是在完成任务般的抄写,不能认真预习实验内容。甚至有些学生为了完成任务,直接抄写同学的预习报告,根本无预习目的可言。
1.4学生被动实验
由于学生对实验课的不重视,导致学生做实验过程中不能认真思考,只是机械的模仿、重复实验步骤,不明白实验现象产生的原因,甚至对错误现象也不能识别。学生本次实验中用过的实验方法、操作步骤等,当下次还需要操作时又都不记得,充分说明学生是被动的重复。1.5综合性、设计性等实验难以开展现行课程体系内容基本以验证基础理论为主,实验内容过于陈旧,需要增加综合性、设计性实验来反映出当前化学学科的最新成就和发展趋势。但现行化学实验课由于实验条件所限,很多实验涉及危险品或昂贵仪器时,这种综合性的实验就很难实施。
2Bb教学平台解决无机实验教学问题的实施方案
通过引入Bb教学平台能够解决目前无机化学实验中存在的一些问题,更好的掌握实验知识跟技能,实施方案如下:
2.1利用Bb教学平台做课前预习
针对学生不会做预习的情况,授课教师将该实验的原理、仪器的使用方法、注意事项等内容分别以PPT、文本文档等形式上传至Bb教学平台,学生登录后,参照老师提出的要点进行阅读,并预习相关问题,自己查阅预习内容并回答问题,这样提高了知识的针对性及学科的交叉性。
2.2利用Bb教学平台做预实验
学生可以利用教学平台教师上传的课程相关内容,根据原理写出反应方程式,预计实验现象,推测出实验结果。这样学生在做实验过程中,就不会只是盲目的重复步骤,有利于巩固学习效果。
2.3利用Bb教学平台做课后答疑
学生在课后写实验报告的时候,如果发现疑难问题可以通过平台与同学或老师进行交流,使学习过程不只局限课堂时间[2]。
2.4利用Bb教学平台拓展实验内容
一些危险性大、仪器设备受限制的实验,实验教师可以通过上传视频的方式,让同学自学。同时授课教师还可以上传一些国外实验课程内容,让同学们感受不同的教育方式。
3应用Bb教学平台需要注意的问题
《无机化学实验》Bb教学平台在使用中还应该注意一些问题:①为学生提供的内容是否“因材施教”。平台可以大量信息内容,授课教师必须有选择的提供给学生参考,否则容易事倍功半。②是否根据课程内容不断更新。《无机化学实验》由于课程的限制,不能做到经常换实验内容,所以在同一实验内容中要找出不同的问题重点,或贴近科研进展,扩大实验内容。③培养学生使用平台的意识。平时课上要多介绍Bb平台的使用方法及优点,调动同学使用该平台的积极性,充分利用优秀的教学资源。
参考文献:
[1]高敬群,吴琼,王君,杨奇.提高无机化学实验教学质量的几点尝试[J].教育教学论坛,2014,(5).
关键词: 无机化学 化学实验 计算机模拟
无机化学是一门理论性强且知识较为抽象的学科,其对化学实验教学有较高要求。由于受技师学院学生素质参差不齐的影响及无机化学实验中有毒物质的危害影响,我院传统的无机化学实验教学模式存在较大局限性,无机化学实验教学达不到应有效果。当前改变传统的无机化学实验教学模式已成为我院无机化学教学工作的重要课题。
一、无机化学实验化学实验的局限性
1.化学实验中会接触到一些有毒化学品
在无机化学实验中,无论是学生还是教师都会接触到品种繁多的化学品,其中有一些是有毒的化学物质,像做化学实验经常会用到的氯气、一氧化碳、亚硝酸盐等。还有些化学品比如氢气等具有易燃易爆的危险性。
2.传统的化学实验室无法完成一些气体及微观化学实验
无机化学中一些非常抽象的理论知识,比如化学反应速率理论中涉及的N■O■转化为NO■的反应,由于这个反应过程中有颜色的变化,可以很好地解释化学速率的快慢及化学平衡中压力对化学平衡的影响问题,但是这个实验是气体实验,还涉及气体的压力条件,在实验室根本完成不了。另外,无机化学实验中还涉及一些物质的微观结构,比如氧化还原反应中电子的得失情况,原子核外电子排布的三个原理及原子轨道的概念,以及杂化轨道理论,等等,这些利用宏观的化学实验根本解释不了。
3.学生的学习主动性差
在传统的化学实验教学中,教师讲解实验步骤,实验注意事项,演示实验过程,学生只是机械记忆,被动接受,盲目跟随老师完成既定的化学实验,很少尝试采取不同的实验途径,从而导致学生不会积极主动地深入思考,不会自己主动地解决问题。这样的实验方式导致学生独立自主的分析问题、解决问题的能力得不到锻炼和培养。
二、计算机模拟实验的优点
计算机模拟化学实验利用现达的网络技术、计算机三维动画技术,模拟真实的传统化学实验的场景和实验仪器,使学生在虚拟实验台上完成实验教学项目,提交实验报告,并完成实验技能测评。与传统化学实验相比,具有以下几方面优点。
1.提高学生自主学习能力
计算机模拟的化学实验,有动听的声音解说、生动的演示画面及详尽的文字解释,综合了静态信息和动态信息,能有效调动学生的视听感官感知信息,激发学习兴趣。在模拟实验中,学生可以自主选择实验仪器和实验药品,自行设计实验,有利于培养操作能力、分析判断能力、设计能力和创新意识。
2.创设清晰直观的学习情境
无机化学中涉及的如原子轨道杂化过程、原子轨道杂化后形成的分子在空间几何的构型等微观原子轨道杂化理论,其仅靠老师讲解,学生难以理解抽象的理论知识。但是计算机模拟实验,以动画形式模拟了分子中原子在微观状态下的轨道杂化过程,通过3D技术,使学生从三维立体的角度观察到肉眼无法看到的分子结构,这样能使得抽象的知识直观化。学生在清晰直观的情境中能有效提高学习效率。
3.实验过程绿色环保且安全
大多数化学实验试剂具有易燃、有毒和腐蚀性特点,并且实验过程中难免排出废气、废水,污染环境。但是计算机模拟化学实验,有效避免了使用有毒化学品,实验过程中学生不必进行具有危险性的实验操作,从根本上消除了较多不安全因素,也避免了实验后废弃物产生,绿色环保。计算机还会模拟一些点燃可燃性气体,由于未验纯度而造成的爆炸事故及一些由于操作不当而造成化学药品污染的现象。通过这些错误实验操作的模拟,能让学生亲身感受到错误操作带来的严重后果,从而发挥提醒与警示的作用。
三、技师学院引进计算机模拟化学实验的对策构思
根据技师学院人才培养的目标,其可以将计算机与化学实验结合,构建“一体化”的化学教学体系。通过教师的专业理论教学联系实验实践教学而达到化学教学中培养生产、建设、管理及服务所需的高技能人才培养的目的。以我院的材料系为例,材料系化学教学有条件实行“一体化”教学模式。
当然“一体化”教学模式的实施,需要我院材料系在原有教材、场地及师资等方面加以改进与优化。另外,材料系在实行“一体化”教学模式时,应该积极借鉴我院自动化系和机电系采用的“双师”教学模式,促进“学生乐学、教师愿教、教学相长”的良好局面的形成。为此,我院材料系应该从如下几方面开展工作。
1.教材一体化
实施教材一体化,需要将传统教材改为任务驱动型教材。传统教材侧重理论知识,专业操作技能所占比例太少,导致学生迟迟不能建立起专业意识。其实,经过多年教学实践,一些专业教师都积累了较丰富的教学经验,能够清晰了解学生在某一阶段所应掌握的实验操作技能与毕业技能鉴定标准,让教师编制适合学生的任务驱动型教材,有较大可行性。
2.教学场地一体化
实施教学场地的一体化,需要我院建设既能适合理论教学又能进行化学实验操作技能实训的“一体化”教学模式的实验室。只有在这种一体化教学场所中,学生才能一边听老师讲解一边进行实验操作,还有利于老师及时纠错。现阶段我院材料系要积极进行微机室改进,在微机中装上相应的计算机模拟化学实验软件,为材料化学一体化教学提供保障。
一、项目化教学特征
所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为教学的主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。
二、项目化教学的实施流程
项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下:
1.项目确定
在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探究问题的积极性,使学生在项目情境下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目中的研究对象“高锰酸钾”,它既是实验室常用的氧化剂,在工业上又能用作消毒剂、漂白剂,还在医学上用于消毒、洗胃,与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的兴趣。
2.项目开发
项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班学生分成多个小组,每个小组人数最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。
3.项目方案制定
资料准备充分后每个小组就开始制订完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制订的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制订出实施方案。
4.项目实施
实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立地完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
5.项目评价
学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、实验习惯、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要展开小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一项目时不断地改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生的应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。
三、项目化教学的体会
这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。
1.教师的素质须不断提高
项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功底、较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就将无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。
2.学习资源须不断完善
在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的需要,他们将借助于更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,构建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。
3.实验教学条件须进一步改善
良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的实验仪器和设备,让每个学生都有充分动手的机会,提高他们独立操作的能力。
总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类职业院校人才的需求,所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。
参考文献:
关键词:化学工程与工艺 基础实验训练
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0240-01
本文以无机及分析化学实验为例,浅谈化工专业学好该实验的重要性及无机及分析化学实验教学中的几点建议。
基础实验训练除加强物理实验、电子实验、计算机、金工实习等基础外,无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、专业实验是重点[1]。其中,无机及分析化学是由原无机化学和分析化学统合而成的一门基础化学课程,也是化工专业学生必修的第一门化学基础课。通过本课程的学习,使学生掌握化学反应的基本原理、原子结构的基本理论、元素化学的基本知识、误差的基本概念和化学分析的基本技能。由于无机及分析化学是第一门化学基础课,为学生进一步学习化学相关基础课和专业课打下基础,所以这门课程以对后续基础化学和专业化学课程的学习起着至关重要的作用。由于化学是以实验为主的学科,所以与之相应的实验课无机及分析化学实验,是加强该课程实践性教学环节的一门主要课程。通过实验,可以加深学生对无机及分析化学基本理论的理解。
无机及分析化学实验,使学生在学习一些典型的化学分析法实验的基础上,正确地、熟练地掌握无机及分析化学实验的基本操作技能;认真观察现象进而分析判断、逻辑推理、作出结论的能力;初步学会处理实验数据及正确表达分析结果的方法;正确设计实验(选择实验方法、实验条件、实验仪器和试剂等)解决实际问题的能力;通过查阅手册、工具书及其它信息源获得信息的能力;培养他们实事求是的、严谨的科学作风,认真、细致、整洁的科学习惯,并锻炼学生独立从事科学实验的能力,为学习后续课程和将来从事实际工作打下良好的基础。总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养是非常重要的。
在无机及分析化学实验的教学中,培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、勇于开拓的创新意识,应始终贯穿整个基础实验教学过程中。
为了培养学生实事求是的科学态度,要求学生准备一个实验预习报告,用于实验课前预习。预习的内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据及记录。让学生在实验课前对实验做到胸有成竹,清楚为什么要做这个实验,理解相应的实验原理,清楚实验步骤,知道在实验过程中需要记录哪些数据,不至于在实验过程中手忙脚乱。在实验过程中,要求学生将实验数据记录在预习报告本子上,实验结束后,将实验报告本子拿给实验老师看。实验老师主要看实验结果记录的是否正确,误差大小,并签字。要求学生在写实验报告时,将预习报告本上的实验数据记录贴到实验报告册上,以保证数据的真实性,以达到培养他们实事求是的科学态度。同时,在实验过程中要求学生认真观察实验现象,做好记录,认真分析实验结果,从而培养他们实事求是的科学态度。
在实验教学过程中,注重培养学生勤俭节约的优良作风。在第一次实验课上,要求学生在实验过程中节约用水,节约试剂。在无机及分析化学实验教学过程中,通常采用微型实验,除了勤俭节约、降低实验成本之外,还有一个重要的目的就是尽量减少污染物排放,使学生具有环保意识。微型化学实验是指用尽可能少的化学试剂获得比较明白清晰的反应结果和化学信息的一种新型实验方法[2]。在实验过程中,在不影响实验结果的前提下,将实验工具书上的试剂量变为原来的一半或者更少,以达到节约试剂的目的。将一些价格昂贵的试剂,在实验准备过程中配制成溶度较稀的溶液,如在生理盐水中氯化钠含量的测定实验过程中,将AgNO3的浓度配制为0.05mol/L。在上述实验过程中,要求学生在润洗滴定管时,润洗液的量为5mL。在一些制备和提纯实验中,要求学生将产品称量完回收到指定的容器中,有些药品可以重复利用,如氯化钠的提纯实验。
化学实验是在理论指导下的实践过程,在这一过程中,允许有不同的观点、方法、手段,甚至有不同的结论,应提倡创新,鼓励探索,培养学生分析问题,解决问题的能力,为创新知识和创新能力的培养创造良好的氛围[3]。在实验课教学过程中,多设置一些问题,引导学生独立思考。在课后,要求学生认真写实验报告册,并对自己的实验结果进行分析,同时要求他们通过查阅工具书、文献资料等手段按时完成思考题。为了提高学生的创新能力,使实验室对学生开放。开放实验室使学生的创新能力培养延伸到课后。课堂内已经培养了学生的独立思考能力和创造性思维能力,使他们能从不同的角度分析问题,同时学生的科研能力也日趋成熟。开放实验室,主要是让学生利用业余时间到实验室去验证自己的想法,准备毕业论文。学生可以自己想课堂,自行设计出切实可行的实验方案。老师起到辅助的作用,帮助他们分析实验成败的原因,指出他们实验方案的可行部分,鼓励他们要有勇气面对失败,锻炼学生的意志,训练其缜密的思维能力。
总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养起着关键的作用,希望在教学中得到高度重视。
参考文献
[1] 钟军.对加强化工专业学生实践能力培养的认识与思考[J].广州化工,1999,27(4):136-137.
关键词:无机化学实验;教学模式;探索创新
无机化学实验课是化工专业学生学习的第一门以实验为主的专业课。它是以实验为手段,研究和验证无机化学中重要理论和典型元素及其化合物变化规律的一门课程。通过实验课的学习,学生很好地掌握化学实验基本操作和基本技能,加深和巩固对无机化学相关理论知识的理解和掌握,提高自主学习能力,培养创新意识和创新思维,为后续实验课程的学习奠定扎实的基础。
1原有的教学模式
现在高校对无机化学实验课程重视不够,大多还以原有的教学模式进行,以教师为主、学生为辅,教师讲实验,学生听实验。教师按照教学大纲和教学要求,讲解实验目的、内容、操作步骤以及注意事项等,学生按照教师讲授的内容,结合教材和教师设计好的实验步骤进行实验。这种实验课采用的是被动式、填鸭式的教学,学生没有学习的积极性和主动性,对实验过程也是敷衍了事,马马虎虎,遇到特殊情况完全不知道如何处理。这样极大地约束了学生独立思考、处理问题和解决问题的能力,不利于学生创新思维的养成。为了提高教学质量和教学效果,培养学生的创新思维和创新意识,探索多维度的教学模式势在必行[1-2]。
2多维度教学模式的应用
2.1增加设计性和综合性实验比例
现在的无机化学实验课大多是以验证性实验为主,设计性、综合性以及创新性实验所占比例很小。验证性实验是对已知的结果进行实验验证,例如,溶液浓度的标定、二氧化碳分子量的测定、化学反应速率和活化能的测定、常见非金属阴离子分离鉴定等实验。这类实验在无机化学实验中所占比重较大,基本教学方法也大体相同,实验前教师把本次实验的目的、内容、原理、步骤及注意事项交代完毕,然后学生按步骤进行实验。学生对实验内容不需要思考,因为教材中严格规定了实验所需要的仪器、药品种类以及用量,实验步骤也是固定的,学生只需按部就班地完成实验,得出实验结果即可。这样做实验不利于学生创新意识的培养,还会抑制学生独立思考问题和处理问题的能力。设计性实验能培养学生理解、查阅、整理、设计、动手及表达等多方面能力,从而使学生具备分析问题、解决问题以及协同工作的能力。通过设计性实验,学生由对教师提出问题的分析和理解,到查阅资料、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据,然后加以处理和总结,并把实验结果正确地表达出来,这是学生全面发展的过程。综合性实验是在学生掌握基本实验知识、基本操作原理、基本实验技能以及必要的实验基础上进行的。通过综合性实验,学生的组织能力、动手能力、分析问题和解决问题能力以及实验技巧都有了不同程度的提高。从整个过程来看,设计性、综合性实验的设置,能有效提高学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新能力,提高学习质量。所以,在无机化学实验中,适当地增加设计性和综合性实验是非常有必要的。
2.2变验证性实验为设计性和综合性实验
无机化学实验按内容可以分为:基本操作训练、化学基本原理的应用及常数的测定、无机物的制备、元素及其化合物性质、应用性实验等。基本操作训练、化学原理、常数测定、元素性质等实验基本都是验证性实验。当前各高校都在探索教学模式的改革,以适应新形势下学生综合能力的培养。许多高校无机化学实验课减少了验证性实验数量,增加了设计性和综合性实验的比例。但由于各种原因,增加的比例并不是很大。这就需要专业教师在授课过程中采用灵活多样的教学方法和手段,选择合适的实验项目进行教学方式的改革。在原有实验的基础上,变验证性实验为设计性和综合性实验。例如,阿伏伽德罗常数的测定、二氧化碳相对分子量的测定、硫酸铜结晶水含量的测定等验证性实验,都可以转变为设计性实验;粗盐提纯、碱式碳酸铜的制备等实验都可以作为综合性实验来设计教学。教师指定实验项目的类型,打破教材原有的实验步骤和过程,让学生自行设计实验方案,并通过实验来检验其方案的可行性。通过这种教学方式的改变,在原有实验内容的基础上增加了设计性和综合性实验内容,极大地激发了学生对实验课的兴趣,开阔了学生的思路和视野,培养了学生的实验技能和创新思维。
2.3利用BB平台辅助实验教学
BB教学平台是专门用于网络教学、辅助课堂教学并提供互动、评价等教学环节的平台。通过BB教学平台,教师可以有效提高教学效果,学生能够提高自主学习能力,提升学习效果。在无机化学实验课中,教师应用BB教学平台,可以设计个性化的实验模块[3-4]。基本模块包括教学大纲、实验目的、实验内容、操作步骤、实验注意事项、实验报告、讨论交流等,可以根据不同的实验要求增减相应的模块。例如,粗盐提纯、氯化铵的制备等实验是必须要有实验流程的,学生根据流程图就能准确把握实验过程,提高实验效率。通过BB实验教学平台,教师还可以为学生提供灵活、开放的实验空间和丰富的实验内容,对很多实验设置知识拓展模块。通过拓展模块的学习,学生开阔了眼界,扩大了知识面。例如,碘盐的制备与检验实验,在知识拓展模块中,让学生利用同离子效应提纯氯化钠、氧化还原滴定法测定碘盐中碘的含量。在BB平台上,学生可以与教师或其他学生进行互动,以实时或非实时交流方式,对实验内容和相关问题进行讨论交流,使学习不再局限于课堂。BB教学平台的应用,对无机化学实验课起到了很好的辅助作用,激发了学生的学习热情,丰富了教学内容,提升了教学效果。
2.4引入PBL教学模式
PBL教学模式又称为基于问题的教学模式,顾名思义,就是把学习置于问题情境中,学生通过对问题的解决而获得知识的过程[5]。学生的整个学习过程围绕问题展开,教师通过提问的方式来调动学生自主学习。与原有的教学模式相比,PBL教学模式充分体现了“以教师为主导,以学生为主体”的教学理念[6],培养学生自主学习、探知创新和与人合作的能力。在无机化学实验教学中引入PBL方法,例如,硫酸亚铁铵的制备和检验实验是无机化学实验中比较经典的实验,几乎涉及全部的实验操作,包括抽滤、水浴加热、蒸发浓缩、结晶等。教师让学生自行设计并完成实验。教师提前一周将此实验以问题的形式布置给学生,并将学生分成实验小组,小组成员在实验过程中分工合作,共同完成实验。各小组按照教师提出的问题设计实验方案,并在后期实验中检验该实验方案的可行性及效果。例如,实验原理、实验步骤、如何计算硫酸铵固体的加入量、蒸发过程中溶液的颜色变化、在减压过滤操作中需要注意的事项等。根据教师提出的问题设计实验方案时,学生需要查阅相关资料,应复习曾经学过的知识点,更需要协同合作才能获得最佳的实验方案和准确的实验结果。为探寻如何将固液分离、采用何种方法、如何进行产品检验操作等问题,学生需要复习常压过滤、减压抽滤、比色管的使用等基本操作。通过完成实验,学生变被动学习为主动学习,整个学习过程中学生是主体,教师只起到引导和指导作用。PBL实验教学模式提高了学生理解问题、分析问题和解决问题的能力,培养了学生的团队合作精神。
2.5拓展相关知识
无机化学实验相关知识的拓展和延伸,不仅是对教材内容的补充和完善,更能加深学生对课堂知识的理解和掌握,增加学生对相关知识的储备和积累,激发学生的探索欲,培养学生的创造性思维。例如,离平衡及电离平衡常数的测定实验拓展,教师可以让学生自行设计一个验证同离子效应使弱碱的电离度降低的实验。学生设计这个实验时,还可以尝试用固体氯化铵或者醋酸钠代替固体醋酸铵,分析其实验效果。通过实验验证,其效果并不理想,这是因为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐水解后呈现的是酸性或碱性,不能推论实验结果完全是由同离子效应引起的。教师可以引导学生思考还有哪种方法进行醋酸电离平衡常数的测定。学生通过查找资料文献得知,还可以用目测比色法、电导法、滴定曲线法等方法对醋酸电离平衡常数进行测定。通过实验拓展,学生进一步充实知识、开阔视野、提升实验课的学习效果。
2.6举行实验技能竞赛
为了激发学生对无机化学实验课的兴趣和热情,增强学生自主学习意识,提高其动手能力和创新思维,可以定期组织化学实验竞赛。化学实验技能竞赛是一种行之有效的方法[7]。竞赛的类型和方式可以根据本校实验条件选择,可分为个人基本技能实验操作竞赛和团队创新设计实验竞赛。例如,在个人竞赛中,为了检验学生基本实验技能,提高化学基础实验教学质量,可以开展化学实验基本操作技能大赛;为了提高学生实验室安全意识,加强实验室安全教育,可以开展实验室安全知识竞赛。在团体竞赛中,为了加强团队合作的意识,提高学生创新思维和创新能力,化学实验竞赛题目多选择设计性和综合性实验。设计性和综合性实验更能考查学生的文献调研、知识综合应用、实验设计、分析问题和解决问题等能力,同时注重实验结果的归纳、总结等综合能力的训练。例如,氯化铵制备实验可作为团体竞赛的选题,它是一个集设计性和综合性于一体的实验,参赛团队要自主设计实验方案、实验步骤和检验方法,自行检验实验方案的可行性。通过这个竞赛的开展,不但培养了学生团结协作精神、克服困难的信心和勇气,也为其日后走向工作岗位奠定了坚实的基础。
3结语
无机化学实验课的改革仍在不断地研究、探索和实践中,探寻合理的实验教学模式,增加多样化的教学方法,完善相应的教学手段,提高实验教学质量,增强学生综合实验能力,培养学生创新思维和自主学习能力,从而培养全面发展的新时代创新人才。
参考文献
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