分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力初探

朱小紅

(合肥師范學(xué)院化學(xué)化工系,安徽合肥230061)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力初探

朱小紅

(合肥師范學(xué)院化學(xué)化工系,安徽合肥230061)

本文著重介紹了在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)更新教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方式,加強(qiáng)考核評(píng)價(jià)等手段,調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展及知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái),社會(huì)需要高素質(zhì)創(chuàng)造性人才。創(chuàng)新,是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力,而培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)造性人才,是擺在我們教育工作者面前的重要?dú)v史使命。同時(shí),更是目前大學(xué)素質(zhì)教育義不容辭的責(zé)任[1]。高素質(zhì)創(chuàng)造性人才不僅要具備扎實(shí)的基礎(chǔ)理論功底和一定的專業(yè)知識(shí),還必須具有較強(qiáng)的動(dòng)手操作、綜合分析和創(chuàng)新能力,而這些能力均需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)來(lái)培養(yǎng)。分析化學(xué)具有悠久的歷史,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、醫(yī)藥衛(wèi)生等各個(gè)方面都具有非常重要的作用,是很多專業(yè)所必需的一門基礎(chǔ)課程,分析化學(xué)廣泛吸取了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的最新成就,成為當(dāng)代最具活力的學(xué)科之一[2]。作為一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科,在分析化學(xué)教學(xué)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)課程占有相當(dāng)大的比例,是分析化學(xué)教學(xué)的核心。在全面開(kāi)展素質(zhì)教育的今天,加強(qiáng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有十分重要的意義。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),作為教師可從分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)方面著手培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn),注重學(xué)生能力的培養(yǎng)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式多采用“注入式”傳統(tǒng)教學(xué)方法,常常是教師從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、儀器的使用到實(shí)驗(yàn)的方法步驟“一包到底”。學(xué)生只需按實(shí)驗(yàn)講義上的步驟完成操作即可[3]。這樣的實(shí)驗(yàn)課,操作機(jī)械,內(nèi)容單調(diào),學(xué)生始終處于被動(dòng)狀態(tài),對(duì)教師產(chǎn)生強(qiáng)烈的依賴心理,激發(fā)不了學(xué)生的興趣和創(chuàng)新欲望,不利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),因此要采用科學(xué)的教學(xué)方法及教學(xué)技術(shù),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。

1.1 充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

在學(xué)期實(shí)驗(yàn)開(kāi)展初,讓學(xué)生通過(guò)課件觀看玻璃儀器的洗滌、分析天平的使用、滴定管、移液管、容量瓶的校準(zhǔn)及使用等基本操作技能。由于上述基本操作是學(xué)生在整個(gè)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中能得出準(zhǔn)確分析結(jié)果的保證,因此操作必須規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)。借助多媒體教學(xué)方式將規(guī)范的操作等程序以直觀的形式演示,使得分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得生動(dòng)、形象、立體、活潑,寓教于樂(lè)。在多媒體教學(xué)中學(xué)生更加深刻的理解這些枯燥的操作技能,這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生做起來(lái)就會(huì)得心應(yīng)手,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,大大提高了實(shí)驗(yàn)效率,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。而軟件良好的交互性和操作界面也為計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供了方便和條件,學(xué)生可利用模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和操作練習(xí),點(diǎn)擊在線播放,可觀看完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,對(duì)于不清楚的過(guò)程,可反復(fù)觀看。這種動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)過(guò)程,正是網(wǎng)絡(luò)課程的最大優(yōu)勢(shì),其效果是使用傳統(tǒng)教材無(wú)法達(dá)到的。

1.2 建立面向問(wèn)題的問(wèn)題式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在實(shí)驗(yàn)中,要把教師由實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)者,學(xué)生由被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主體,這樣可使同樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得到不同的教學(xué)效果。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要改變?cè)瓉?lái)的教師講解——學(xué)生操作模式,以教師提問(wèn)——學(xué)生回答為主[5]。對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)可以從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、溶液配制、規(guī)范稱量、試劑運(yùn)用、等方面提出問(wèn)題,使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣和創(chuàng)新意識(shí),在綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中提出“做什么-怎么做-是什么-為什么”的問(wèn)題,以培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力。教師針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn),不失時(shí)機(jī)地提出一些具體問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生去思考,讓學(xué)生帶著任務(wù)做實(shí)驗(yàn),通過(guò)觀察、思考來(lái)完成這些任務(wù),得出相應(yīng)的結(jié)論。教師不用“注入式”把知識(shí)灌輸給學(xué)生,而是讓學(xué)生在探索中求知,這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性、主動(dòng)性、堅(jiān)韌性和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握,逐步培養(yǎng)了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。同時(shí)也使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身知識(shí)的不足和局限,促使學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)理論知識(shí),有利于其創(chuàng)新精神的形成與發(fā)展。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,全面提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)

分析化學(xué)是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué),學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和掌握可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和具體實(shí)施進(jìn)行檢驗(yàn)。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、分析和解決問(wèn)題的能力,必須對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。

2.1 篩選基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括基本操作和基本分析方法的典型實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生掌握基本操作技術(shù),熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的儀器,學(xué)會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法,成為創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)的必要載體。這類實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ),必須高度重視。但要壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,并改經(jīng)典驗(yàn)證型的內(nèi)容為應(yīng)用型的內(nèi)容,所以測(cè)定樣品盡量選擇與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活密切相關(guān)的實(shí)際試樣讓學(xué)生測(cè)定,以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性,增添學(xué)以致用的氣氛。教學(xué)過(guò)程中教師要注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生用分析化學(xué)的理論解釋實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題,提高學(xué)生對(duì)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟所涉及的理論問(wèn)題的辨析能力。用實(shí)驗(yàn)的方法解釋學(xué)生的疑問(wèn),將理論的思考留給學(xué)生。通過(guò)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,使實(shí)驗(yàn)過(guò)程成為一種積極、主動(dòng)的探索創(chuàng)新過(guò)程。

綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一方面是學(xué)生基本技能訓(xùn)練的全面考核,另一方面也是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,消化提升所學(xué)知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)和考核學(xué)生運(yùn)用基本知識(shí)分析、解決問(wèn)題的綜合能力為目標(biāo),題目要求是教材中沒(méi)有的、盡量覆蓋幾種基本分析方法,且難度適中、能為學(xué)生留有自行設(shè)計(jì)空間,如柑橘中維生素C含量的測(cè)定、茶葉中微量元素的鑒定與分析、餅干中碳酸鈉和碳酸氫鈉含量的測(cè)定、葡萄糖注射液中葡萄糖含量的測(cè)定、蛋殼中碳酸鈣含量的測(cè)定、胃舒品藥片中Al2O3和MgO含量的測(cè)定等。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,老師只用提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生,學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,內(nèi)容包括方法、原理、使用儀器、藥品及測(cè)定條件等,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,允許學(xué)生在探索中犯錯(cuò)誤,允許學(xué)生標(biāo)新立異,嘗試多種實(shí)驗(yàn)方法,啟發(fā)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)的基本理論和方法分析解決問(wèn)題的能力。這些實(shí)驗(yàn)極大地豐富了學(xué)生的化學(xué)知識(shí),增強(qiáng)了化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情和信心,使學(xué)生分析解決問(wèn)題、科學(xué)研究的能力在化學(xué)實(shí)踐中不斷得到鍛煉和提高,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量。當(dāng)學(xué)生經(jīng)過(guò)“研讀課題-設(shè)計(jì)方案-組合裝置-觀察現(xiàn)象-科學(xué)思考-得出結(jié)論”等一系列過(guò)程之后,學(xué)生不僅獲得了一定化學(xué)知識(shí),更重要的是初步掌握了科研的方法,體驗(yàn)到探索真理和創(chuàng)新實(shí)踐的樂(lè)趣,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 前沿知識(shí)的引入

分析化學(xué)涉及的內(nèi)容廣泛,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新儀器、新方法層出不窮,新知識(shí)不斷增加、更新。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中必須突出重點(diǎn),少而精地適當(dāng)引入分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的前沿知識(shí),介紹新理論、新技術(shù)、新方法,使學(xué)生受到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的熏陶。教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)科前沿課題開(kāi)展符合本校實(shí)際的實(shí)踐活動(dòng),增加分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)所包含的科學(xué)技術(shù)含量及時(shí)代氣息,提高學(xué)生對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,這樣有利于開(kāi)闊學(xué)生的視野,提高他們從事創(chuàng)新活動(dòng)和探索科學(xué)的信心。

3 完善實(shí)驗(yàn)考核制度,促進(jìn)能力發(fā)展

實(shí)驗(yàn)考核是研討教學(xué)規(guī)律,檢查教學(xué)質(zhì)量,改革教學(xué)內(nèi)容及方法的重要依據(jù),是實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功的有力保障?？茖W(xué)的的考核方式不僅能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和實(shí)際操作能力,更是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)、提高分析和解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效手段,同時(shí)也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)以“重在過(guò)程,不唯結(jié)果”為指導(dǎo)思想,根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握程度、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性和實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度以及對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論等,對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核。

為了能給學(xué)生一個(gè)公正的評(píng)價(jià),教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前檢查預(yù)習(xí)報(bào)告,并按預(yù)習(xí)效果打分,在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中隨時(shí)觀察學(xué)生的基本操作是否規(guī)范并及時(shí)加以改正,使學(xué)生的技能得到最大限度的訓(xùn)練,同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,要求學(xué)生如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)分析與總結(jié),既能反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用能力,又能反映學(xué)生的綜合分析能力、動(dòng)手操作能力、耐心細(xì)致的工作作風(fēng)及實(shí)事求是的優(yōu)良態(tài)度,還是學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的最終體現(xiàn)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告,教師除了提供一般的格式及提出報(bào)告的目的、要求外,要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的見(jiàn)解,如:實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)收獲暢談等。每個(gè)實(shí)驗(yàn)者只要用心觀察,必然會(huì)有與別人不同的經(jīng)驗(yàn),隔一段時(shí)間再做一遍也會(huì)有新的體驗(yàn),把這些體驗(yàn)和心得如實(shí)書(shū)寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,這樣才能反應(yīng)出學(xué)生活躍的思維和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力,通過(guò)實(shí)驗(yàn)后的分析總結(jié)并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,使學(xué)生思維產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,從而獲得新知。此外,在通過(guò)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?可進(jìn)一步評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)思維能力、知識(shí)綜合運(yùn)用能力及創(chuàng)新能力。

總之,在科學(xué)的道路上,沒(méi)有創(chuàng)新就沒(méi)有進(jìn)步,沒(méi)有創(chuàng)新就沒(méi)有發(fā)展。作為重要的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),通過(guò)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生掌握一些基本的分析方法,突出“量”的概念,可以加強(qiáng)學(xué)生的基本操作訓(xùn)練,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和認(rèn)真細(xì)致進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的良好習(xí)慣,進(jìn)而提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)等方面起著不可替代的作用。

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Developing Students’Innovative Ability in the Analytical Chemistry Experiment Teaching

ZHU Xiao-hong

(Department of Chemistry&Chemical Engineering,Hef ei Normal University,Hef ei230061,China)

How to carry out the cultivation of the innovation faculty in the analytical chemistry teaching was emphasized in this paper.From the perspective of student creativity awareness,this paper discuses the reform of teaching analytical chemistry experiment from the aspects of teaching content,teaching methods, and academic evaluation.

experiment of analytical chemistry;innovative ability

G642.423

B

1674-2273(2010)06-0089-03

2010-04-20

朱小紅(1978-),女,安徽安慶人,合肥師范學(xué)院化學(xué)化工系教師。研究方向:電分析化學(xué)。