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大学化学实验探析

摘要:大学化学实验课程对于非化学专业的学生来说至关重要,它不仅锻炼了学生的动手操作能力,同时对学生思维的开发,自主创新能力的提高也具有深远的意义。文章结合化学实验教学实践,针对现在大学化学实验教学存在的问题,探讨了提升大学化学实验教学质量的体会。
大学化学实验探析

大学化学实验探析:大学化学实验改革及创新型人才培养

摘要:围绕普通高校化学实验教学的现状与大学生实验操作技能存在的问题展开分析和讨论,从培养学生思考、动手能力和团队合作精神,组织实验技能大赛和实地考察,鼓励参加科研项目与培养创新能力,提高化学实验安全意识等多方面入手,探讨了大学生实验课程教学改革的策略,进一步提高学生的化学综合素质,推进发展的创新型化学实验人才的培养。

关键词:大学生;化学实验教学;实验操作技能;实验安全

化学有别于其他课程的教学,化学实验是科学探究和认知的理论来源,是化学课程不可缺少的组成部分,不仅为学生提供了丰富的化学理论背景,帮助学生深入理解化学概念和基本原理,而且能够激发学生的探索兴趣,训练逻辑思维能力,培养学生观察、操作、分析等多种实验技能[1],养成“想”与“做”紧密结合的科学学习习惯。因此,培养化学人才,需要对大学生的化学实验技能进行提高,同时培养学生的创新能力。

1大学化学实验课程的现状

我国著名的化学家戴安邦先生曾经说过:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,的化学教育要求既传授化学知识和技能,又训练科学方法和思维,同时培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力因素皆得到发展,故化学实验是化学教育的一种最有效的教学形式。”然而,在许多高校的本科化学实验教学中,受许多人为和客观因素的影响,实验教学方面依然存在着一些问题。

1.1多以基础理论化学课为主,经典成熟的化学实验为辅的化学学习模式

我国大学化学课程的教学,主要以理论教学为主,实验教学为辅,注重教与学,而对实验的创新和探索比较有限。经典的化学理论知识的储备是不可或缺的,但是对实验动手能力的要求、对实验现象的观察和分析问题的能力,也应当逐步提高。课本上的知识,可以帮助我们解释许多有趣的实验现象,找出实验中遇到的问题,从而更好地设计实验,以到达我们预期的目的。因此,熟练的操作技能和一定的操作技巧,是化学实验过程中必不可少的基本素质。此外,大学基础化学所接触到实验,大多是很成熟的经典实验,用于验证某个化学过程或者化学推论,对于实验操作的每一个步骤,每个关键点,可能遇到的问题,可能出现的现象,以及对于这些现象的讨论,都有非常的结论,这就限制了在实验过程中激发学生实验创新的热情,仅仅是照着实验课本完成一个实验,不能很好的引导他们对实验现象进行观察和讨论。

1.2受到课程安排的限制,对于花费时间较长的实验,难以连续完成

众所周知,化学实验应该是一个连续有序的过程,不可能按照课堂的时间来切割实验内容,有的实验甚至24小时都不能完成,加上化学实验前期需要做许多准备工作,诸如采购药品,查阅文献,清洗实验器材等等,一个不起眼的环节都可能影响实验进度。而大学生的课程安排多是综合性多学科的,因此难以保障充足、连续的时间让学生来完成一个完整的化学实验。

1.3受场地、经费、设备数量的限制,许多贵重精密仪器的教学受到限制

许多高校在化学专业方面都搭建了的实验平台,拥有一批先进的科研设备和科研环境,如核磁共振仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪、透射电镜、高分辨质谱仪等等,为高校的科研队伍服务。然而许多大学本科阶段的化学实验教学,主要是认识常见的仪器(如天平、容量瓶、移液管、滴定管、冷凝管等),学习基本操作(如酒精灯的使用、样品的称取、酸碱滴定等),常见的简单仪器的安装和拆卸(蒸馏、萃取等),对于一些精密大型仪器的工作原理、简单操作使用和日常维护,数据分析处理,则接触的少之甚少,这就使得学生在毕业后,如果从事相关领域的工作时,又要花一定的时间和精力去熟悉这些仪器的操作技能,甚至有些应届毕业生在确定工作方向后,又重新找老师去学习这些仪器设备的基本工作原理和操作方法。

1.4学生对实验教学课程的重视程度不够

传统的化学课程教学,仍然是以课堂理论教学为主,卷面成绩是评价化学成绩的主要手段,实验操作部分权重不高,导致相当一部分学生对实验课不重视[2],认为可有可无,对的成绩影响不大,随便应付了事,这更是滋生了化学学习不严谨的态度和作风。

2实验课程改革的策略

2.1举办大学生化学实验竞赛

自从1998年南开大学举办了首届全国大学生化学实验竞赛以来,各种化学实验技能大赛在全国范围内引起了广大师生广泛关注,其开展的形式和内容也越来越多样化[3]。化学实验技能大赛作为一种新型的实践教学方式,可以有效地帮助学生强化化学基础知识和基本技能,培养学生的观察能力、动手能力和创造能力,提高学生的综合素质。传统的实验技能大赛多采用理论考试和实验操作相结合的方式,内容设计既重视对基础知识和技能的考察,如实验数据记录和处理,实验室安全规范等,又重视对综合实验能力和科学素质的考察,如常规化学品安全使用,常规化学仪器操作规范等。随着化学实验技能大赛逐年开展,比赛的形式和内容也逐渐多样化,不仅需要学生有丰富的知识储备,而且充分调动了学生学习的主动性和积极性,更是提高了学生的动手能力和创新能力,培养学生的团队精神和合作态度,推动了高素质创新型人才的培养。

2.2加强与老师、学长间的沟通,参与教师的科研活动

推荐学生参与教师的研究课题或各种大学生创新项目,这类实验具有一定的探索性和创新性,对学生的综合能力要求比较高,实验小组需要做充分的前期工作,如查阅文献,制定实验方案,设计实验路线和工艺,实验操作过程中还要记录实验数据和分析实验现象,及时调整实验方案等等,这都极大的提高了学生的化学综合素养。

2.3组织学生参加实地考察

实验教学不仅仅只局限在课堂,局限在实验室,可以进一步拓展到社会企业和工厂车间中,接轨先进的行业生产技术,通过实地参观考察、交流合作学习、企业资源共享等多种形式,给学生提供技术开发与项目研究合作的机会,极大地拓展了学生的视野和理论联系实际的能力,增加学生解决实际问题的经验,使学生在求职时更能适应社会需求,为今后就业打下夯实的基础[3]。

2.4提高学生实验安全意识

由于化学实验内容的特殊性和复杂性,存在一定的安全隐患,无论是实验课教学,还是今后走上相关的工作岗位,安全都是及时位的。培养良好的操作习惯,规范操作方法,都可以有效地减免安全事故的发生[4]。我们在教授理论化学知识的同时,也应该注重化学实验及实验室安全教育,这同样也是高校化学实验室管理的重要内容。学生往往对化学实验室的安全认识不够,安全意识淡薄,通过各种形式的教学与引导,强化实验安全教育,加强安全意识,防微杜渐,从根本上杜绝伤害事故的发生,以保障实验教学工作顺利的进行。

2.5结合多媒体技术,增加化学教学的趣味性

随着计算机应用的日益普及和多媒体技术的多样化,越来越多的工具应用于化学实验教学,借助计算机辅助教学,图文并茂,生动形象,还可以模拟各种实验内容。例如,借助计算机将原子结构、电子得失、三维空间的变化等微观结构和化学过程制作成宏观的、运动的动态图像,模拟工业生产过程和流程图,在课堂上演示具有一定危险性的实验,模拟时间较长的实验过程等等[5],多媒体技术都发挥了普通课堂教学所无可比拟的优越性,对化学实验起到很好的辅助作用,将抽象的知识变得更为形象具体,增强化学课程的互动性和趣味性。

3结语

高校学生化学实验技能的培养,不仅有利于学生自主学习化学基础知识和基本理论,掌握化学变化规律,而且培养了学生观察现象、发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时,在小组实验的过程中,还需要各成员之间的紧密配合协作、加强沟通交流,锻炼了学生的合作意识和团队精神,这对于今后的学习和工作都是一笔宝贵的财富。结合学校和学生的实际情况,设计科学合理的化学实验课程,对提高学生的素质起到良好的促进作用,更有利于创新型化学实验人才的培养。

作者:牛燕燕 孙伟 李小宝 单位:海南师范大学化学与化工学院

大学化学实验探析:大学化学实验教学质量与改革措施

[摘要]大学化学实验课程对于非化学专业的学生来说至关重要,它不仅锻炼了学生的动手操作能力,同时对学生思维的开发,自主创新能力的提高也具有深远的意义。文章结合化学实验教学实践,针对现在大学化学实验教学存在的问题,探讨了提升大学化学实验教学质量的体会。

[关键词]大学化学;实验教学;教学质量

众所周知,大学化学实验在培养大学生认识、研究、掌握和应用化学现象及变化规律中起了至关重要的作用。戴爱邦教授说过:“实验室应该是学生学习化学最有效和收获最丰富的的处所”。学生通过化学实验掌握基本理论知识,学习实验技巧,提高动手能力,丰富思想,开拓眼界,养成实事求是的学习态度,提升学生自主创新能力,分析能力以及解决问题的实际能力。化学实验是传递知识,培养能力的好载体之一。这对我国培养创新型人才具有重要性的意义,因而,提升大学化学实验教学的质量成为了重中之重。

1大学化学实验教学中存在的一些问题

大学化学实验教学对于培养学生的动手能力,创新能力,理论联系实际能力,思维开拓能力有着至关重要的作用。在我校以培养创新型人才为宗旨的前提下,虽然学校对化学实验教学进行了相应的改革,并且也在不断地完善,但是仍然还有很多不足之处,主要罗列为以下几点。

1.1实验耗材浪费严重

在开设的很多大学化学实验中,都存在实验耗材浪费的问题。在电化学实验中,有电解碘化钾的实验项目。很多同学在取电解液的时候,都是不加思索的拿100毫升的烧杯去盛放电解液。电解实验主要观察溶液颜色的变化,学生可以拿小的烧杯接取适量的电解液来观测这一实验现象。在电解质在水溶液中的离子平衡实验中,有用到pH试纸来检测不同解离程度的电解质的pH情况。很多同学常常将一整条试纸放入点滴板中检测,其实一条试纸是可分成三次使用的。这也造成了资源的浪费。以上问题归根结底是学生的思想中缺乏节俭意识。

1.2学生态度不积极

很多学生都不太重视实验教程,在进入实验室之前,没有做好实验的预习工作,照本宣科,实验学习过程就是囫囵吞枣的过程。相比于课程教学,实验教学给予了学生更多的自由空间。然而很多同学在实验过程随便走动,进出实验室,捏造实验数据,以达到完成作业的目的。这些足以证明学生对待化学实验的不重视,不积极,没有实事求是的学习态度。

1.3动手能力差

有些同学不敢一个人做实验,需要跟其他同学组成一组进行实验。对实验过程该怎么进行,为什么这样进行无想法。对于一些自主设计的实验,更是不知所措。

1.4遇到问题,缺乏探究能力

在实验的过程中,我们难免会遇到问题,遇到问题很少有同学主动的去思考问题,为了更快的解决问题,习惯性的去问老师,如某个实验现象没有变色,就会怀疑是药品有问题,而不是从自己的操作方法上找原因。在实验过程中,实验现象与书本结果不相符合时,不知道原因,更不会去分析产生这个现象的原因。

1.5缺乏整理意识和环保意识

一些学生在做完实验后,药品没有还原到规定位置。实验仪器没有及时清洗干净,对于滤纸、pH试纸等随手扔到下水道中。

2针对现有问题的解决措施

2.1教师着重强调细节

教师在平时教学中应着重强调实验的细节以及容易出错的实验步骤。教师应把实验教学作为期末考试的一部分,以此来提高实验教学在学生心中的地位,激励学生重视实验。

2.2以学生为中心,激发学习兴趣

在以往的教学中,一般是老师讲解实验目的,实验器材,实验过程等。学生们只是根据老师所讲进行实验,不会思考问题,没有积极性。为提高学生的积极性,可以采取老师提问,学生回答的模式或者学生提问,大家讨论的方式。以此来提高学生思考问题,解决问题的能力。强调提高教学的互动性和学生的自主学习[1]。这样不仅加深了学生对理论知识的理解,更激发了学生探求新知的兴趣,对其科研探索奠定基础。

2.3完善化学实验教学的辅助手段

随着互联网技术的发展,越来越多的精品视频公开课、资源共享课等在线教育模式对传统高等教育形成了巨大冲[2]。因而多媒体辅助教学成为了大学化学实验教程的重要手段。依托我校的网络自主平台,可以建立大学化学实验网上虚拟实验室,从而让学生学到很多知识,明白实验原理及过程,提高自己的动手能力。交流自己的看法,提出自己的疑问和见解。这对于自身的提高会有很大帮助。

2.4提高学生的创新能力

在新的形势下,社会对化学人才的需求已经从服务型人才转为创新型人才[3]。我们不再以先前模式来禁锢学生的思想及创新。教师为学生们提供一些创新性题材,其他全部由学生自己来完成。学生自己查阅文献,制定实验方案,根据自己的想法独立完成实验。这样,学生就会拥有充足时间来修改方案,观察实验现象,得出实验结果,而不会仅仅照抄照搬的按书本的框架进行。因而会大大提高学生的自主创新能力,分析问题的能力以及解决问题的能力。化学教育需要有创新的能力。其实很多时候,学生不是没有创新能力,而是被一些外在条件淹没了创新能力。

2.5强化绿色环保意识

20世纪90年代初,美国化学会提出了绿色化学理念,从污染预防的基本思想出发,在化学产品生产的始端就采用预防的科学手段,努力实现整个过程和终端均为零排放的目标[4]。在化学实验过程中,学生应该有绿色环保意识,不仅能够节省资源,从始端防止污染,而且也能够提高学生解决实验中出现的环保问题以及可持续发展的思想。实验后,对于废液,实验室要分开进行收集,处理好之后在进行排放。在进行有机合成实验时,尽可能采用环保节能的合成路线,在节约资源的同时,也有利于环境的保护。绿色化学的理念,应成为化学课程与教学改革的重要指导思想[5]。

3对化学实验教学的改革措施

3.1针对学生基础,开设多样实验课程

虽然开设的课程的名称都为大学化学实验,但学生的基础不同。不同的学科专业招收的学生的分数不同。一部分学生在进入大学之前没有做过实验,甚至对化学教科书很反感。另一部分学生本身就对化学有强烈的求知欲望,学习起来也相对得心应手。那么,让具有不同基础的同学做同样的实验,结果肯定会参差不齐。因而,学校可以开设多层次的实验课程,让学生有更多选择的机会。学生根据自己的实际情况及兴趣选择适合自己的课程。基础不好的可以从最基础的做起,逐渐加深难度。对于基础比较好的学生,可以做一些创新型的、设计型的实验。

3.2开放性实验教学

开放性实验教学能够激发学生的创新思维,锻炼学生的实践能力。开放性实验教学并不是说简单的把实验室的大门打开,延长实验时间,而是学生在做实验的过程中有很多的选择性。首先,学生可以自己选择实验方向,根据所选方向自己制定实验方案,准备实验,教师只需要根据你所做的实验来进行审核。其次,开放性实验教学侧重理论与实际相结合的原则,与现代企业应用的科学技术同步甚至超前。开放性实验教学不仅综合单一学科的知识,而且涉及多个学科的内容,对学生的实践能力有很大的促进作用。,开放性实验教学不只是对本院学生开放,其他学院有兴趣的学生也可以在实验室做实验。因而,这为所有对化学实验有兴趣爱好的学生敞开了大门,同时也为培养多领域新型人才奠定了基础。

3.3化学实验的微型化

微型化实验是国内近20年发展较快的一种新的化学实验形式,体现了化学实验绿色化的趋势[6]。化学实验的微型化之所以会如此热门,不仅在于它能大大的节省原料,节省时间,节省经费,而且操作安全,污染小。实践表明,微型实验的试剂用量比常规实验节省80%。微型实验仪器来源广泛,甚至可以做到人手一份,因而学生们不用共享一台实验器材,这对提高学生的效率有很大的帮助。微型实验比较简单,只要教师能够积极引导,学生就会独立完成实验。这不仅调动了学生们的参与,培养他们的创新能力,而且也刺激了学生们进行化学实验的兴趣。同时,微型化实验满足了可持续发展的需求,对资源的节约,环境的保护都有着至关重要的作用。这也是国家所提倡的实验方式,必然会成为以后实验的潮流方向。

4结束语

根据国家的发展和对人才的需求,学校必须提升对大学化学实验教学的质量,培养创新型、综合型、型的人才。大学实验室是培养科研型、创新型、复合型、应用型人才的基地,很多学生毕业后会继续从事相关专业的研究。因而大学期间,提升化学实验教学质量尤为重要。改革之后的教学模式能够适应学校大类招生,培养学生的创新思维和实践能力。在开放性实验教学中,将化学与其他学科有机的联系在一起,提升学生的综合能力。

作者:李海艳 单位:河南理工大学 材料科学与工程学院

大学化学实验探析:大学化学实验人才培养的教学改革

[摘要]对大学化学实验在创新人才培养方面的要求进行了概述,论述了培养学生的化学实验动手创新能力、实验设计创新能力以及学生在化学实验中的思维创新能力方面的具体要求。在此基础上,重点论述了大学化学实验如何根据上述创新人才培养的具体要求来开展教学活动,从转变教师的教学思维、丰富教学内容以及多样化教学模式分别提高学生的化学实验的动手创新能力、实验设计创新能力以及学生的实验思维创新能力等,为教师的教学提供了一定的参考。

[关键词]大学化学实验;创新人才;教学改革

作为高等教育,大学阶段的教育相比中小学更加注重对学生学习习惯、学习方法以及创新能力、探究能力方面的培养。大学化学实验作为基础性课程,对学生创新能力、探究能力的培养有着重要的作用和意义,需要教师立足于培养创新人才积极开展教学改革,从而促进学生在化学实验动手能力创新、实验设计创新以及化学思维能力方面有创新性的发展,促进当代大学生创新性的培养,为我国的发展提供创新性人才。

一、大学化学实验在创新人才培养中的作用

(一)培养学生的化学实验动手创新能力

创新人才的培养,首要方面就是检验提高大学生的动手实践能力,而大学的化学实验课程的教学在创新人才培养方面,需要教师予以重视。教师在大学化学实验方面对创新人才的培养表现在帮助学生提高化学实验的动手创新能力,提供了把学生培养成为创新人才的实践基础。

(二)提高学生的化学实验设计创新能力

学生的实验设计创新能力是大学生在化学实验方面创新水平高低的衡量指标。学生的化学实验创新能力的提升,是教师在大学化学实验教学中培养创新性人才的重要方面,是与化学实验教师的具体教学实践活动的开展息息相关的,需要教师在教学中对学生创新设计化学实验方面予以重视。

(三)增强学生的化学实验思维创新能力

创新人才的培养,最终来讲还是培养学生的创新意识、创新思维等等,让学生学习如何进行创新,如何有效进行创新是大学化学实验课程培养创新人才的重点之一。增强学生的化学实验思维创新能力是大学化学实验课程在创新人才培养方面的较高目标。

二、在大学化学实验中培养创新人才的措施

在明确大学化学实验课程在创新人才培养方面的作用后,教师就要根据这些具体的教学方面设计合理有效的实验教学。

(一)转变教学思维,引导学生自主动手参与化学实验

培养学生的化学实验动手创新能力,需要教师明确学生在实验教学中的具体位置,需要教师转变教学思维,给学生充足的学习空间,让学生能够在实验中自主参与,积极动手,将各种实验的原理、实验注意事项以及不同实验条件带来实验结果之间的区分等内容与具体的化学实验实践相结合。教师在教学过程中,要让学生进行自主探索,让学生积极主动参与到实验中,从而提高学生的实验积极性,提高学生的实验创新动手能力。例如,化学键以及化学能的释放等化学实验内容的教学就需要教师引导学生进行适当的预习,并生成问题,在课堂实验过程中予以动手实验练习,提高学生的实验动手创新能力。

(二)丰富教学内容,在化学实验课本内容的基础上引导学生进行创新

教学内容的丰富是提高学生化学实验设计创新能力的必由之路。培养创新人才需要教师在化学实验课本教学内容的基础上,鼓励学生、引导学生在化学实验的设计方面进行创新。例如,在电解质溶液的设计以及评定实验中,需要教师引导学生探究不同的电解质溶液的特点,并让学生创新选择不同的溶液进行对比实验,让学生自主探究设计实验,从而尝试降低实验误差,或者在该实验的基础上得到一些新的实验设计研究成果等。

(三)多样化教学模式,提高学生在化学实验学习中思维创新深度

多样化教学模式,在大学化学实验教学中,主要指教师要积极运用探究式教学模式、情景教学模式等,让学生在这些开放的教学模式环境下,让学生能够在学习中独立思考,能够不断迸发出探究创新的火花,促进学生化学思维深度的不断深化发展以及思维宽度的广化发展。例如,教师可以采用情景教学模式,给学生一个实验创新或者实验验证的命题,让学生自由结组开展实验的设计、安排以及动手操作,自己解决实验中面临的问题,锻炼学生的思维创新能力等。综上所述,大学化学实验对创新性人才的培养需要立足于课程基础以及学生的学习现状,明确大学化学实验在创新人才培养方面的要求。根据这些要求,教师在大学化学实验教学中要转变教学思维,丰富教学内容以及多样化的教学模式,从而促进大学化学实验对创新性人才的培养,提高教师的教学效率以及学生的学习效率。

作者:刘顺彭 单位:广东理工学院

大学化学实验探析:大学化学实验课程教学改革论述

[摘要]以高等农业院校本科应用型人才培养为目标,对大学化学实验课程进行改革。提出了改革教学模式、拓展教学内容、完善评价体系等三个模块。真正实现了“学生为主体,教师为主导,能力为本位”的教学目的,有效激发学生学习积极性,提升学生综合素质,增强学生团队协作能力,实现终身学习的理念。

[关键词]教学内容;教学模式;评价体系

东北农业大学化学实验课主要针对工科学生所设立,是一门重要的公共基础实验课。一直以来都存在着学生层次差距较大,实验内容设置单一,评价体系难以量化,不同层次的学生不能充分发挥自身优势,学生缺乏课堂参与、讨论的机会,难以激发学生的积极性和调动学生的主动性。在理论知识上不求甚解,实验过程中,遇到特殊现象不主动分析原因,使学生养成被动接受,机械地完成实验内容。进入21世纪,人才需求的发展趋势正向知识与能力并重型转变,变革实验教学内容与重构大学教学模式和评价体系成为当前亟待解决的问题之一。为了激发学生的学习热情,开拓学生的创新思路、发展高层次的思维技能、增强解决问题能力、自主学习能力,促进学生相互沟通、团队相互协作的能力,实现终身学习的理念,需要创立新的多元立体化的教学模式。让大学化学实验课教学真正达到以“学生为主体,教师为主导,能力为本位”的教学目的。真正实现由应试教育向素质教育转化,从以“教”为中心向以“学”为中心转化,由继承性学习向创新性学习的教育转化。

一优化整合实验内容

传统的大学化学实验课程内容设置顺序没有与学生相应理论课内容同步,并且课程内容设置存在知识点重复、内容枯燥,有些实验内容数十年不变,教材体系明显不符合化学实验发展的特点,与高等教育培养具有现代化开拓精神和自主创新人才的战略目标不相适应。大学化学实验主要针对大一学生开设,实验内容首先应从学生实验基本操作水平出发,循序渐进的提高学生实验能力,注重个性化、兴趣化培养。所以我校在实验课开课时间略迟于理论课,在操作难度设置上采取阶梯式培养。依据“重基础,强能力,宽专业,高素质”的新时代人才培养目标,大学化学实验教学体系既要注重规范的实验基本操作技能,又要吸收专业实验及科研课题的精华,突出现代化学实验的特点[1]。在实验内容方面上首先设置验证性试验,例如粗实验提纯、醋酸离解度测定验证性试验主要为了培养学生基本操作技能以及培养学生良好的实验习惯和安全意识,严谨、实事求是的科学态度,提高分析、解决问题能力。拓展实验内容相应提高综合性实验和自行设计实验设置比例,综合性实验内容的选择要立足基础、贴近实际生产和生活、跟踪科技前沿、涉及多学科的研究方法,有效提高学生文献查阅、综合分析问题等素质。针对授课的对象层次不同,为了让基础较好的学生有更大的提升空间,设置了开放实验,给学生提供宽松的学习环境和实验条件,实验内容为老师科研课题或课题相关方向,也可以是老师选择与日常生活相关的课题,学生通过兴趣选择题目,通过课余时间查阅资料,选择实验仪器药品,确定实验方法,设计实验方案,通过兴趣化进行实验,不仅能增进理论知识的学习,提高操作能力,激发创新意识[2],也为将来继续深入学习,打下了坚实的基础。

二强化教学模式的改革

1导学-助学-自学的学习模式根据调查将学生按性格、基础、专长等特点分组,采用2人小组,8人大组的分组方法,教师作为课堂的组织者、引导者,在课前预留结构性问题,以问题为纽带引导学生进行预习,学生通过查询网上资源等方法更有效、快速的预习。鼓励对将进行的实验细节提出改进,通过组间讨论和教师的协助,对可行性改进方面,实际进行操作验证,这种预习模式能有效地通过预习增强对实验操作细节的了解,通过验证促进对实验内容和原理的理解。而且用小组为单位探讨回答老师课前预留的问题,渐进地实施“基于问题导向”的教学模式,可以有效避免学生消极和焦虑情绪,增强学生的学习动机、效能感和团队协作能力。课堂上教师首先应当创造民主和谐的教学氛围,给学生预留充足的思考问题和发表见解的时间。引导和协助学生完成实验,培养学生探索问题、善于发现问题、自主解决问题能力。选取适合的实验,采用师生互换角色教学模式,学生自主选择题目,组内根据学生性格、专长选择收集资料、总结观点、课堂展示等分工,这种教学模式有效地发展学生个性培养;开展组内讨论,增强学生之间团队合作精神,提高学生总结问题的能力;教师要在此期间,适当地给予指导,促进学生养成“想问、敢问、好问、会问”的习惯[3],培养学生主动积极的问题意识、善于提问的质疑精神及总结归纳知识的能力;课堂上成果展示,组间讨论交流,有利于知识体系深入化、系统化、完整化。2.教育技术现代化建设信息科技的迅猛发展,学生学习工具逐渐智能化,为了使教师和学生沟通无极限、无时限,构建多维网络立体信息交流平台是大势所趋,沟通平台以QQ群和微信群为主要的联系承载方式,真正的实现了随时、随地、随需的无缝学习。充分利用多媒体的功能,逐渐提高网络技术在实验教学中的应用,增强学生对实验课程重点和难点知识讲解的实效,不断提高实验教学的效果。

三完善实验成绩评价体系

目前实验课成绩评价很难量化,实验课成绩评定一直是实验教学过程的难点。现在教师大多对学生实验课成绩评定主要考察学生对实验基本操作掌握,实验报告书写情况等。但实验课成绩应当体现学生的实验操作技能、综合分析能力、自主学习、创新精神、进步程度等方面综合素质的客观评价。所以构建评价主体多元化、考核内容多元化、考核方式多元化、科学、完善、公正的化学实验成绩评定体系,可以激发学生主动学习,积极思考改变实验操作细节提高创新思维,养成良好的科研习惯。我校主要采用定量评价和定性评价相结合,形成性评价与终结性评价相结合、学生自我评价与相互评价相结合、团队评价和个人评价相结合以及学生在学习过程中的进步记录,构建大学化学实验“多元化”教学模式考评体系。教学考评体系力求实现性、开放性、公平性的评价标准。具体考察点见表1[4]。1形成性评价考核教师普遍都是通过课前提问形式来考察学生的预习情况,但课前提问只针对少部分的学生,学生会心存侥幸不重视预习,我校主要通过预习报告来检验学生课前准备情况,这种形式具有普遍性,而且学生可以通过多种方式提出改进实验操作细节的建议检验预习情况。2实验基本操作能力考核容量瓶、移液管、滴定管的使用等基本操作及典型有机化学合成装置的搭制用操作考核制来检验,对学生逐个进行考核打分,既可以量化学生成绩,又起到了督促学生规范化基本操作的作用。3综合素质考核综合设计性实验考查,由学生自己设计实验方案,选取测定方法,根据所得数据分析数据的性。有效地体现出学生独立应对问题、分析问题与解决问题的能力及总结写作的水平。4化学实验理论知识考核为了弥补实验考核及课堂上无法体现的操作之外其他相关知识点,我们有针对性地设计并制作了化学实验网上考试系统。利用自主开发的网上实验考试系统进行实验理论知识考核。学生通过考试系统可随机抽取客观题,由计算机系统直接批阅,主观题教师在线批阅试卷。系统根据班级章节题型难易度进行统计分析,帮助教师了解学生知识的掌握情况[5]。总之,培养创新的实验人才是现代高校化学实验教学改革的重要目标之一,构建多层次的创新实验教学体系是完成目标的有效途径。大学化学实验课通过优化实验内容,教学模式多样化,完善试验考核体系,有效地提高了学生的科研素质、实验技能和创新能力。大学化学实验教学改革是是实施素质教育的需要,为培养创新型人才发挥了很大作用。

作者:张鑫 徐雅琴 王丽波 徐英操 冯时 单位:东北农业大学

大学化学实验探析:谈大学化学实验教学改革的建议

【摘要】随着时代的发展,我国越来越重视高等学校的教育问题,在高校的化学实验教学方面取得了不菲的成绩。然而在改革大学化学实验教学的过程中,不可避免的出现了一些问题。本文对改革高校化学实验教学的一些措施进行了深入的探讨,希望能对大学化学实验教学改革作出一点贡献。

【关键词】大学化学;教学改革;措施

尽管随着科学技术的发展,我国对高校实验教学也越来越关注,但还有不少高校的改革还停留在纸上,并没有真正的落实下去。这导致实验教学不受重视甚至被忽略。当前社会需要高素质的创新型人才,不重视实验教学势必会造成学生失去动手能力,只会“夸夸其谈”,无法在社会上立足,进一步对高校化学实验进行改革势在必行。

1实验教学的理念

在实验教学的过程中,一定要保障学生处在主体地位,教师只是起到一个辅助的作用,一切改革都是依靠培养学生的兴趣为方法来达到提高学生实践和创新能力的目的,都是为了真正培养出适合当代社会的高素质人才。

2实验教学改革措施

在高校化学实验教学改革的过程中,只有找准方向,才能达到培养适合新社会的高素质人才的目的。对此,笔者提出以下几点建议。

2.1将实验教学改革落实到实践中去受资金、教学水平、设备等多种因素的限制,很多教学在进行实验教学的过程中遇到了很多困难,造成很难真正提高学生的动手能力,高校应在国家的援助下,一方面尽量多的投入资金更新实验器材,另一方面根据自己地区学生的特点,编写新的实验教材,真正把实验的设计和应用融为一体。

2.2创建自主学习平台

借助科技的帮助创建学生自主学习平台,可以缩短教师和学生之间的距离,加强师生之间的交流,让学生无论在何时何地都能对不解的问题进行探讨。内容丰富的教学平台可以在课下为实验教学提供坚实的后盾。

2.3建立完善的奖惩制度

在实验课上,要想令学生认真的完成实验并对其有深层次的了解,奖惩制度是必不可少的。教师可以对学生在课前的预习程度,实验的操作规范程度,实验的结果等多方面进行打分,严格要求学生认真对待每次实验,这样做不仅可以规范实验教学,提高学生的动手能力,还可以培养学生对待事情认真严谨的态度。

2.4开放更多的实验室

要想真正地提升学生的实践能力,就要给学生更多的自由支配时间,尽量让学生养成事事靠自己的习惯,这就要求高校开放更多的实验室,让学生在课余时间也能在实验室探究问题,从而提高学生的创新能力和动手能力。同时也要保障实验室的规范性,学生实验时尽量保障教师在场,避免发生安全问题。

2.5组织更多的实验竞赛

经常举办实验竞赛,有助于加强高校各个部门之间的交流,并且可以很好的调动学生的竞争精神,让学生以极高的热情投入到实验学习中去,经常参加竞赛可以培养学生的团队意识,创新和动手能力。

2.6建立素质过硬的教学队伍

高素质的教学队伍是一切实验教学的基础。教师水平的高低和教学的成果有着密切的联系。高校应采取完善的管理措施,督促教师不断地学习先进知识去提高自身的教学能力,并对表现的教师予以嘉奖,以达到提高教学质量的目的。

2.7在实验教育中加强安全教育

安全是实验的及时要素,保障学生在实验过程中的人身安全是每所高校在实验改革中首先要考虑的,目前我国在实验过程中的安全措施还不够完善,防护器材配备不足,部分高校并不重视安全问题,存在着极大的安全隐患。高校应加强安全教育,保障每个学生在安全的环境下进行实验是每所高校应尽的义务。

2.8坚持创新

我国目前的教学实验大多为从前的经典实验,讲解繁琐,步骤严苛,很难引发学生的兴趣,已经不再适合运用于当代人才的培养。我国应对实验教学中进行创新,对旧的教学实验去其糟粕,取其精华,挑选出学生感兴趣并对学生提高实践能力有帮助的实验内容,从而促进我国实验教学更好更快地发展。

2.9建立教学示范中心

教学示范中心的建立对周边高校实验的改革有着很好的带头模范作用,在建立教学示范中心的过程中,我们应该坚持教学思想的创新,加强和周边高校的交流,形成地区特色,让教学示范中心帮助更多的教师和学生。

3大学化学实验教学改革实例

近年来很多大学对实验教学进行了改革并取得了一定的成果。

3.1改革思路

东北大学在教学改革的过程中,坚持把实验和理论结合起来,运用高素质的人才进行实验教学,如张宝砚教授、方肇伦院士等,增添了一系列符合时代特色的新课程,并采用平时成绩和考试成绩相结合的方式,多方位考核学生的实践能力。在实验中坚持严格管理,培养出了一大批高素质人才,而兰州大学更是自制了化工设备运用到教学当中,在节约资金的同时又维持了实践教学的开展。在实验制度方面,兰州大学建立了一系列完善的管理制度,如《实验室安全管理制度》、《仪器设备管理制度》、《实验员职责》等,很好地保障了实验高效稳定安全地进行。

3.2改革成果

在近年的教学改革中,我国高校的学子和教师们取得了的成绩。如兰州大学的朱建荣在美国Innocentive公司举办的化学竞赛中荣获二等奖,东北大学的徐淑坤教授荣获中科院自然科学二等奖等。

4结论

随着时代的进步,人才的评定标准已经不再依据掌握知识的多少,而是更多的看重人的动手能力和学习能力。这就要求我们对现有的实验教学模式进行改革,提高学生的实践能力,培养出适合时展的高素质复合型人才。只要我们坚持对实验教学进行深化改革,就一定能令我国的教育事业稳定快速地发展。

作者:刘超 单位:邵阳学院生物与化学工程系

大学化学实验探析:大学化学实验课程的开放式教学

摘要:分析化学实验对于培养学生的动手能力、科研能力和创新能力起着十分重要的作用.分析化学开放式实验教学是优化分析化学实验教学和提高教学效果的有效途径,针对分析化学实验教学现状,本文对分析化学实验课程开放式教学的优势以及存在的问题进行了探讨.

关键词:开放式;实验教学;分析化学实验

分析化学实验课程是化工、生物等很多学科的基础课程.通过该课程的学习,能够培养学生的动手能力、科学素养,为更好、更深入的学习其他专业课程打下坚实基础.然而,现阶段分析化学实验教学达不到实验教学应有的培养目标,存在一些不容忽视的问题[1-3],这就要求不断对分析化学实验教学进行改革和创新,以便提高分析化学实验课程的教学质量.

1存在的主要问题

分析化学实验课程的学习培养学生严谨求是的科学态度和在学习实践中勇于创新、独立思考的能力.现行分析化学实验教学中制约教学效果的问题主要体现在以下几个方面.

1.1实验课内容单一

目前高校分析化学实验课因为课时的限制,开设的实验课较少且内容较为单一,尤其在化学分析部分的实验多为滴定分析验证性实验,且部分实验与实际生活的紧密性不强.单一的实验教学内容,不能充分调动学生对分析化学实验课程的学习兴趣,束缚了学生的创造性思维,压抑了学生的求知欲望.

1.2缺乏灵活性

分析化学实验对于促进理论知识的理解,培养学生的动手能力、科研能力起到重要的作用.但是长期以来,传统封闭式分析化学实验课教学模式,受经费、设备、师资力量以及落后的教育观念等因素影响,学生只能被动机械地在指定的时间,按照指定的题目和课本限定的方法完成实验.因此,传统模式过于机械化,缺乏灵活性.

1.3学生参与主观能动性不强

充分调动和发挥学生主观能动性是调动学生学习兴趣的前提,是引导学生进行探究性学习的基础.在现行的教学模式中,整个过程教师充当主体角色,学生只是被动地接受知识.这样不能充分地调动学生对学习的积极性.在教学中,应充分考虑学生的学习基础、认知水平和学习兴趣,充分调动学生对实验课程学习的主观能动性,激发学生自主学习的热情,以便达到理想的教学效果.

2开放式分析化学实验教学的探讨

开放式实验教学是以学生为中心科学、新颖的教学模式,是培养学生创新意识和动手能力的有效途径,也是高校实验教学改革的总趋势[4].实践证明,传统的教学模式已经不能满足日常教学需求,而开放式实验教学模式用全新的教学理念为学生营造开放自主的学习环境、为学生提供更宽广的探索和创新空间[5-6].

2.1鼓励改进和创新

开放式分析化学实验教学不对实验方法和模式进行固定,要求学生参与整个实验研究过程,学生在实验过程中能够灵活调整、修正实验方案的不足,充实实验内容,这样的教学模式不仅能够加深学生对理论知识的理解和掌握,而且还能较大限度的激发学生的实验和科研探索兴趣.另外,在学生掌握了一定的自主实验技能的基础上,鼓励学生参与分析化学教师的项目,与相关人员同时进行科研实验,在实验过程中学习积累经验,并且能得到教师及相关人员的指导,对于开启学生的创新思维、拓展学生的思路,提升学生的科研能力和理论知识的运用能力都大有裨益.除此之外,学生还可以自拟课题,制定实验方案,申请大学生科技创新实验项目,通过这种形式培养学生申请课题能力,让学生成为课题的申报主体、主要负责人和实施人,进一步培养学生的自主学习能力和科研能力,通过多种形式鼓励和激发学生的创新欲、提高学生的科研探索能力.开放式实验教学能够为学生提供了一个开放式的实验研究的环境,学生不再受制于教材、教师等因素的限制,学生的创新意识和创新精神能够得到培养,个性思维能够得到充分展现.

2.2增强学习主动性

学生对所学的内容有兴趣才能够更好的发掘他们的潜能,在此基础上才能够更好的培养学生的创新和探索意识.开放式实验教学由学生自己查阅文献资料、制定方案,准备所需试剂、实施方案和总结结果,因此可充分地调动学习积极性,培养学生分析和解决问题的能力.查阅文献可提高学生对有关文献的阅读和综合能力、自主设计方案可培养学生的设计能力和创新思维、自行配制试剂并完成和实施实验方案可提高学生的动手能力、实验论文的撰写有利于提高科技论文写作能力.开放式实验教学以学生为主体,教师辅助指导,由学生全程参与实验,体验成功中的苦与乐,较大限度的调动了学生学习的积极性.

2.3促进理论课学习

开放式实验教学要求学生结合实验现象、结果等对相关理论知识进行总结,讨论理论与实验相互印证程度,要求学生提出自己的问题或建议,改进实验方法,增强学习的系统性.如果实验失败,要求学生对失败的原因进行分析,重新审查和调整方案,反复探索并总结经验.因此开放式实验教学可加深学生对分析化学理论知识的理解,真正让学生把知识学活、学通.

3开放式分析化学实验教学的渐进推广

开放式教学的实施将是一个艰巨、长远而复杂和不断探索的过程,面临并存在着许多新问题和困难[7-8],这些问题将影响实验教学的实施效果,解决这样的问题就需要积极进行探索.

3.1增加经费的投入

充足的经费是开放式分析化学实验教学推广的重要保障,因为开放式的实验教学对实验教师队伍、试剂、仪器等都提出了更高、更多的要求,为了保障实验课程的教学力度、质量和效果,应设有及时补充开放实验教学所需要的设备等的基金,积极探索多种途径的经费来源,确保开放式分析化学实验教学的顺利实施.

3.2健全实验室管理体制和激励机制

开放式教学需要有严格、细致、科学、规范的教学规章制度.在进行实验前要求学生仔细了解管理制度,保障在有序的情况下进行开放性实验研究.要出台相应的激励措施,通过建立合理有效的激励制度来充分调动实验教师、实验室工作人员的积极性和工作热情,促进开放式分析化学实验教学的顺利开展.

3.3建立多元化、科学的教学评价体系

学生实验成绩的科学评定是实验教学过程不可或缺的环节,客观公正地考核方法是对教学效果和教学质量进行科学评估的有效手段,会直接影响学生学习的积极性,因此,建立多元化科学的分析化学实验成绩考核体系势在必行.在开放性教学过程中,实验方案由学生自主设计,与传统分析化学实验相比具有不固定性,这使得学生之间实验成绩评定的可比性降低,实验成绩评定操作难度增大.目前已有的开放性课程的评价方法还不尽合理、不够完善.为了能够在现实教学中易于操作和把握,还需不断探索,真正建立起多元化、科学的开放式分析化学实验成绩评定体系.

3.4高水平教师队伍的建设

高水平的教师队伍是开展开放式教学的人才保障.开放式实验教学要求教师具有较高的业务水平,教师应不断提升自身的专业水平和自身素质,以适应开放式教学方式带来的各种挑战,达到理想的教学效果.首先,要求教师既细心又要有耐心,对于学生提出的问题进行耐心、细心的解答;其次,要求教师具有较高的知识水平,教师要对学生阅读参考文献后设计的实验方案进行可行性分析,并提出相应的改进方法和建议,使实验的内容更加完善,因此要求授课教师必须更新教学理念,具有丰富的知识储备.在实验教学方面,可考虑与企业建立合作关系,在企业建立实验实训基地,还可聘任企业工程技术人员作为实验指导教师,来弥补教育资源短缺的短板,在现实实验教学中既发挥企业与实际生活不脱节的实践优势、又发挥工程技术人员的经验优势.

4结束语

开放式分析化学实验教学模式是对传统教学方法的改革,更加突出了个性发展和因材施教的教育教学理念.开放式教学能够有效弥补传统教学模式的不足,在培养学生创新精神、创新能力和创新思维上将发挥越来越重要的作用.目前,开放式分析化学实验教学还没有现成的模式可借鉴,在现实教育教学中还存在着一系列的问题需要不断的摸索和解决,它的实施和完善将是一个漫长而艰巨的工作。

作者:乌兰其其格 单位:赤峰学院 化学化工学院

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