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摘要:本文針對應用化學專業實驗的教學內容進行改革,采取精選實驗項目、采用開放式教學、合理的考核方法等,培養學生獨立自主學習能力,尊重事實、事實求是的科學態度。通過教學改革,有效的調動了學生的學習積極性、激發了學生的科研興趣、鍛煉了學生的動手能力。
關鍵詞:應用化學;專業實驗;教學改革
應用化學專業橫跨或涉及多個學科和多個專業,是一門介于化學和化工之間的應用型的學科,是化學學科中應用性最強的培養應用型人才的專業,它培養的人才具備化學的基本理論、基本知識和較強的實驗技能[1]。創新性、綜合性實驗是進行專業實驗技能訓練的不可缺少的組成部分[2]。通過創新性、綜合性實驗,提高了學生的主動性和動手能力。本文以遼寧工業大學化學與環境工程學院的應用化學的專業實驗教學為研究對象,從轉變教學觀念、精選實驗項目、創建綠色實驗項目、增加綜合性實驗項目、努力構建開放性實驗平臺及改進實驗成績考核方式等方面,探討了我院應用化學專業實驗教學改革與實踐[2]。
一、建立設計性科研實驗題目遴選機制、實現教學和科研結合
應用化學專業在進行專業實驗教學時,學生已經進入大四階段,具備了基本實驗技能、必要的合成實驗及儀器分析的基礎。而傳統的實驗教學模式較單一,在實驗內容上驗證性實驗和經典實驗及孤立的單元性操作實驗多,不能調動學生的積極性,不利于發展學生創造性思維。目前的實驗項目已不能滿足當代應用化學教育的要求,因此實驗教學內容急需更新,如何設計出一些新的綜合化學實驗已成為當務之急[3]。為了更好地展示我校應用化學專業的培養特色,同時體現當前社會研究熱點,我們制定了應用化學專業實驗題目甄選機制,每年在教師層面上征集實驗題目,擴充專業實驗題目庫[3]。我院具有博士學位的年青教師比例較高,本院教師主持多項國家級、省級研究項目,具有較高的科研水平。教師從自己的科研項目中設計出綜合性科研實驗,實驗完整的包括產品合成、分析表征、產品應用,必須是“集三位于一體”的綜合性較強的實驗題目,然后學院在其中精選出能夠強化學生技能的實驗項目。科研型實驗不僅能把過去的知識全面應用和鞏固,通過對相關領域的前沿問題或研究熱點問題展開研究,能將科研優勢轉化為實驗教學優勢,充分調動了學生的學習主動性和獨立思維能力,實驗過程中,學生始終保持極高的學習熱情,學生不斷要求增加這方面的實驗。科研型實驗使得專業實驗有了充足的課題,進一步拓寬應用化學專業學生的研究范圍和視野,保證專業實驗的創新性和研究性[4,5]。
二、在實驗教學方法上以開放式教學為主
1.實驗選題。
我院應用化學專業實驗的題目庫已經建立,題目庫中包括驗證性實驗、綜合性實驗、科研性實驗和設計性實驗,其中有必做實驗項目(14學時)和選做實驗項目(18學時),學生可以根據自己的興趣自由組成2~4人/組,每組學生可以自由在題目庫中選擇選做實驗項目。
2.實驗組織。
選做實驗項目只給出目標產物,不給學生提供任何形式的實驗講義,學生需要自己確定實驗流程。學生根據實驗要求和實驗室條件,查閱文獻資料,提出幾種可行的實驗方案,然后實驗老師組織學生進行分析討論,在尊重學生思路和實驗要求的前提下,實驗教師給予適當的指導,使每組形成一個切實可行的實驗方案并確定具體實驗步驟。
3.開放性實驗。
應用化學專業實驗實施時采取計劃與預約相結合。必做實驗按計劃安排實驗周表。驗證性實驗由教師提供詳細的實驗講義,指導教師依然是知識的提供者,主導實驗的完成。在實驗期間,應用化學專業實驗室全工作日面向學生開放,學生選做實驗的方案確定后,可以在網上進行預約[6,7]。在實驗實施中,采用學生為主體、教師為指導的教學模式。教師在實驗過程中實行啟發式、討論式和探索式相結合的教學方法,調動學生的自主學習興趣。
三、多媒體教學技術的應用
實驗是本科應用化學教學的重要環節,主要包括實驗預習、實驗操作和實驗報告3個過程。多媒體輔助實驗教學技術應用于我學院應用化學專業實驗教學的始終。我院的實驗教學中心應用化學網站包括以下內容:①常規儀器如磁力攪拌、恒溫水浴鍋、微波萃取儀、旋轉蒸發儀、馬弗爐和折光儀等的操作方法,通過仿真實驗和教學視頻展示在屏幕上,讓學生可以在網上重復觀看,熟悉設備的操作。②實驗的預習:介紹各實驗的背景知識、產品的應用、基本原理、實驗的操作步驟及注意事項等。③介紹相關實驗的最新研究進展,作為實驗資料的擴展。④介紹本院教師的研究方向,使學生了解老師的科研成果,激發學生的科研興趣。充分的實驗預習對成功實施實驗至關重要,鼓勵學生自主學習。完成實驗預習后都有一組在線自查測試題目,學生在課前可以完成實驗預習的自查工作,自查未通過不能進入實驗室做實驗。實驗指導教師根據學生測試題目的完成情況,了解學生對實驗的掌握情況,這樣在課堂上講解實驗時會有所側重。有效增加了實驗課時的時效性,教師有更多的精力用于指導學生實驗操作,使學生的實驗技能得到鍛煉。在應用化學專業實驗教學中運用現代信息技術,現代多媒體技術將實驗過程全面具體地呈現在學生面前,學生可以仔細地、重復地觀察實驗過程,有利于學生對實驗過程進行思考和探索,有利于學生觀察能力的提高[8]。
四、建立公平、公正,具有導向作用的實驗考核體系
應用化學專業實驗為實踐教學,傳統實驗成績評定主要依據實驗報告、出勤情況等。有的同學實驗準備的充分、實驗操作規范、但實驗報告不夠完善,而造成實驗成績較低。一些同學沒有認真動手做實驗,且參考別人完成實驗報告,實驗報告書寫完善有可能得到很高成績。這種不公平的成績評定,會打擊學生的學習熱情,使學生失去學習主動性和獨立思維能力。我們優化實驗考核體系,使考核方式具有導向作用[9,10]。建立合理的實驗考核體系,促進學生積極主動學習。新考核體系中成績評定包括5部分:①查閱文獻,設計實驗方案(30%);②實驗操作的規范性(20%);③實驗結果與討論或實驗誤差分析(10%);④實驗過程中現場回答提問(20%);⑤實驗報告(20%)。在確定實驗方案時,各組的每位同學都需要參加與指導老師的討論,老師很好地了解學生的準備情況,促使學生主動學習。在實驗實施中,各種儀器設備的使用及實驗平臺的搭建反映學生對實驗操作的熟悉程度。指導教師在實驗進行過程中就實驗設備使用、實驗的注意事項、實驗現象的解釋等方面提問學生,鍛煉學生動手能力、安全意識和認真觀察的能力。實踐教學側重學生理論結合實際能力的培養,因此采取全程考核,以全面反映學生實驗的實際情況。實驗結果的好壞、產率的高低不是判定實驗成績的唯一標準。如果實驗出現問題而不能完成部分或全部實驗,學生應提供“實驗誤差/失誤分析”,鼓勵學生重做實驗且不影響實驗成績。這樣可以使學生養成尊重事實,事實求是的科學態度,能夠有效防止實驗數據造假等學術不端行為的產生。實驗完成后,每組同學寫一份實驗總結報告,并與相同實驗項目的其他組的同學進行單因素條件的比較,討論實驗影響因素對實驗結果的影響。要求學生形成完整的實驗報告,包含實驗方案、實驗步驟、實驗數據的記錄和分析、實驗方案的對比和改進等內容。實驗訓練學生對實驗數據的整理、分析、歸納總結的能力,鍛煉學生論文的撰寫能力,為以后的畢業論文書寫打下良好基礎。鼓勵學生以小組為單位自主確定實驗方案,獨立記錄和分析實驗數據,使學生養成認真觀察和獨立思考的習慣、實事求是的科學態度和團結協作精神,激發學生主觀能動性和創新思維能力。
五、結論
應用型人才的培養目標是將知識轉變成能力,在應用能力的培養過程中實踐是重要途徑。應用化學專業實驗通過甄選實驗項目,結合開放式和現代多媒體教學方法及采用具有導向作用的考核方法,體現化學實踐的創新要求,提高學生的學習興趣、加強自主學習的能力、培養學生嚴謹的工作作風。我學院的應用化學專業實驗的教學模式仍處于探索階段,以后工作的改進措施:①增加設計型實驗和科研型實驗的比例;②使實驗室開放常態化,發展學生的個人能力;③增加專業教師指導實驗的比例,能夠更好的促進理論課和實驗教學的相互結合。
參考文獻:
[1]付穎,葉非.深化教學改革優化應用化學專業實踐教學體系[J].實驗科學與技術,2012,10(1):81-83.
[2]黃世虎.研討式教學的基本理念與實踐模式[J].黑龍江教育學院學報,2010,29(1):72-74.
[3]王九思,李靜萍,郝艷玲.應用化學專業綜合化學實驗的探索與實踐[J].甘肅聯合大學學報(自然科學版),2005,19(4):74-76.
[4]張玉梅.探究式教學模式述評[J].黑龍江教育學院學報,2005,24(6):57-58.
[5]李偉宏,丁元生.應用化學專業綜合設計性實驗教學探索與實踐[J].吉林化工學院學報,2013,30(10):106-108.
[6]盧玉棟,陳少平,吳宗華.應用化學專業綜合設計性實驗的教學實踐[J].高教論壇,2010,2(2):38-40.
[7]郝艷玲,王九思,李靜萍.對開放式應用化學專業實驗室建設的探索與實踐[J].甘肅聯合大學學報(自然科版),2006,20(5):111-113.
[8]鄭凈植,胡建,柏正武.優化應用化學專業實驗培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索,2008,27(10):4-5.
[9]唐冬雁,強亮生.應用化學專業實踐性教學環節的優化改革[J].中國大學教學,2009,(6):72-73.
[10]張麗影,趙小菁,那立艷.應用化學專業實驗教學改革的探索[J].高校實驗室工作研究,2011,110(4):29-30.
作者:李東娟 張啟儉 唐克 單位:遼寧工業大學化學與環境工程學院