“一體化、三階段、三層次、多渠道”化學(xué)實驗教學(xué)新模式探索

馮雪風(fēng), 羅 峰

(東華理工大學(xué) 化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院,江西 撫州 344000)

“一體化、三階段、三層次、多渠道”化學(xué)實驗教學(xué)新模式探索

馮雪風(fēng), 羅 峰

(東華理工大學(xué) 化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院,江西 撫州 344000)

依托省級化學(xué)實驗教學(xué)示范中心平臺,進(jìn)行實驗教學(xué)的改革和探索，建立了“各級學(xué)科一體化、培養(yǎng)進(jìn)程三階段、實驗項目三層次、教學(xué)方式多渠道”為主的實驗教學(xué)新模式, 取得了較好的效果，提高了學(xué)生綜合素質(zhì)，特別是動手、創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新；提高；實驗教學(xué)新模式

大學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力的提高，一直是當(dāng)代社會關(guān)注的問題。我國著名教育家陶行知就提出活的教育理念“教學(xué)做合一”，指出“ 百見不如一做”。1943年，他在《新華日報》上發(fā)表了《創(chuàng)造宣言》一文，提出“處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人，讓我們向著創(chuàng)造之路邁進(jìn)吧”[1]。然而高校尤其是理工科專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生動手能力方面普遍存在著重理論輕實驗、各二級學(xué)科實驗獨立、實驗內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法呆板，實踐教學(xué)中重驗證性實驗輕設(shè)計性、創(chuàng)新性、研究性實驗，脫離生產(chǎn)實際，辦學(xué)投入不足無法適應(yīng)持續(xù)擴(kuò)招后的教學(xué)需求，導(dǎo)致大學(xué)生綜合素質(zhì)尤其是動手能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力差，不能適應(yīng)社會發(fā)展需要等突出問題。針對這些問題，我們以省級化學(xué)實驗示范中心為平臺，以應(yīng)用化學(xué)專業(yè)為主體，探索“一體化、三階段、三層次、多渠道”的化學(xué)實驗教學(xué)新模式。

1 組合二級學(xué)科，制定“一體化”化學(xué)實驗教學(xué)新體系

以往的化學(xué)實驗，二級學(xué)科界限十分清楚，無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)，科科涇渭分明，各自獨立。根據(jù)“促進(jìn)各二級學(xué)科間連貫性、節(jié)省資源，提高辦學(xué)效率”的目標(biāo)和原則[2]，我們集中實驗室空間、實驗室儀器設(shè)備，集中管理、統(tǒng)籌規(guī)劃，建立一套本科四年不斷線的一體化實驗教學(xué)新體系。

首先，各二級學(xué)科實驗知識點、教學(xué)目的與要求全部提出。整體重新組合實驗內(nèi)容，力爭實驗知識體系的完整。其次，改革以前的無機(jī)、分析、有機(jī)、物化實驗室，設(shè)立基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室、創(chuàng)新實驗室并設(shè)計各實驗室的實驗項目。形成各二級學(xué)科一體化的化學(xué)實驗教學(xué)新體系。

2 實施“三階段”實驗教學(xué)新體系

根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力，實驗教學(xué)中學(xué)生的動手能力培養(yǎng)主要通過“基礎(chǔ)—提高—創(chuàng)新”三階段，使學(xué)生的動手能力達(dá)到“基礎(chǔ)人人過關(guān)，提高階段熟練，創(chuàng)新階段心中有數(shù)，胸有成竹”。規(guī)定學(xué)生要人人過關(guān)的基礎(chǔ)階段包括:臺稱、分析天平、移液管(吸量管)、容量瓶的使用，酸堿管的滴定操作，減壓抽濾操作，酸度計使用，蒸餾、分餾裝置安裝與操作[3]?；A(chǔ)階段在基礎(chǔ)實驗室進(jìn)行，這個階段不拘泥于形式，可以是單獨的儀器使用、片斷式的技能操作或完整的基礎(chǔ)實驗來完成；提高階段通過經(jīng)典、現(xiàn)代的實驗項目綜合基礎(chǔ)階段的儀器和操作，以及現(xiàn)代儀器使用、操作和基本化學(xué)原理，經(jīng)過訓(xùn)練和強化，達(dá)到靈巧熟練。提高階段主要在專業(yè)實驗室進(jìn)行，除了上述的實驗?zāi)康囊?，還要求實驗的連續(xù)性、邏輯性和完整性，同時要有實驗測試結(jié)果，結(jié)果分析報告；創(chuàng)新階段則根據(jù)當(dāng)前工業(yè)、生活中存在的化學(xué)需要，提出問題，并在創(chuàng)新實驗室進(jìn)行設(shè)計和實驗，使學(xué)生的能力得到循序漸進(jìn)的提高。

同時，還將基礎(chǔ)、提高、創(chuàng)新三階段的階段目的和要求進(jìn)行具體地、規(guī)范地量化，讓學(xué)生通過對照可以知道自己的哪個環(huán)節(jié)有缺陷，從而有針對性地加強訓(xùn)練，保證了學(xué)生實驗動手能力的提高。

3 實施“三層次”實驗教學(xué)新體系

把實驗項目分基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計實驗、創(chuàng)新性實驗三層次教學(xué)。基礎(chǔ)性實驗項目強調(diào)規(guī)范化訓(xùn)練，讓學(xué)生學(xué)習(xí)基本知識、掌握基本理論、訓(xùn)練基本操作、培養(yǎng)基本技能。綜合設(shè)計性實驗項目強調(diào)綜合能力及綜合素質(zhì)的提高，綜合運用多個學(xué)科知識，或使用不同實驗操作方法，或完成一個“合成—分離—表征—性能—應(yīng)用”全過程。創(chuàng)新性實驗項目強調(diào)創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在教師的指導(dǎo)下實驗內(nèi)容自主選擇、實驗過程自主安排、研究結(jié)果自行分析，實驗在更加自由開放的環(huán)境中進(jìn)行。圍繞創(chuàng)新能力教學(xué)目標(biāo)要求，選擇、優(yōu)化設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，加大實驗教學(xué)學(xué)分比例，優(yōu)化各環(huán)節(jié)開設(shè)順序。

(1) 基礎(chǔ)性實驗，主要使學(xué)生掌握基本實驗技能、方法和手段，重點是儀器的使用、操作，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度?；A(chǔ)性實驗，主要以基礎(chǔ)理論課程的課內(nèi)實驗為基礎(chǔ)，如溶液的配制及滴定、典型無機(jī)鹽制備、常用有機(jī)物的制備及分離、趣味化合物的檢測及物理性質(zhì)測定。實驗性質(zhì)包括演示性、模擬性、驗證性、操作性等多層次實驗在內(nèi)。通過實驗項目的濃縮、整合，既加強各二級學(xué)科的聯(lián)系，又節(jié)省資源，還多角度全方位地培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和理論聯(lián)系實際能力。

(2)綜合設(shè)計實驗，主要針對學(xué)生今后從事的職業(yè)和社會人才需求，安排一些學(xué)科交叉、操作復(fù)雜、理論知識廣的實驗。如環(huán)境污染物檢測、食品中某化合物的測定、礦石中某離子的測定、某合成物的成分測定等。通過有限的實驗項目培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜基體的處理及各學(xué)科知識的融會貫通，提高學(xué)生的綜合能力和綜合素質(zhì)。

(3)創(chuàng)新性實驗，主要針對實驗教學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)中遇到的化學(xué)問題或者教師的科研方向，指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計、自主安排實驗、獨立研究分析。力求實驗有創(chuàng)新性，能夠最大化地培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新能力。

4 實施以學(xué)生為主、教師為輔助的教學(xué)新模式

在化學(xué)實驗教和學(xué)的過程中，以學(xué)生為主體、教師為輔助，提高學(xué)生自主實驗的主動性。

實驗教學(xué)過程中，教師是引導(dǎo)者，負(fù)責(zé)激發(fā)學(xué)生的興趣，引發(fā)學(xué)生實驗探索的動力；教師是管理者，在實驗課前要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，完成資料檢索、實驗方案設(shè)計，組織學(xué)生對實驗方案、方法進(jìn)行討論；教師是指導(dǎo)者，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗，糾正學(xué)生實驗過程中的不規(guī)范操作等。學(xué)生則是主人，是設(shè)計者，是操作者。實驗過程中，老師不再在黑板上寫實驗?zāi)康?、原理、步驟、注意事項，而是學(xué)生課前互相討論、自己設(shè)計，自己組裝并實驗、操作；實驗過程中學(xué)生也不必受實驗指導(dǎo)書、實驗臺、儀器的限制，不受實驗室開放時間的限制，可以自主選擇進(jìn)行。

比如綜合實驗《硫酸亞鐵銨的制備》，我們提前一周給學(xué)生實驗題目，要求學(xué)生找資料或視頻定好實驗內(nèi)容、具體的實驗步驟。實驗課前三十分鐘大家討論可行性及注意事項，老師旁聽、指導(dǎo)。結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同資料具體步驟有偏差：首先在制備硫酸亞鐵這步時，有的鐵屑過量，有的是硫酸過量；其次硫酸亞鐵銨溶液蒸發(fā)濃縮過程有的水浴加熱、有的直接加熱。在教師的提示下學(xué)生發(fā)現(xiàn)了問題所在并知道上述不同方式的優(yōu)點、缺陷。然后學(xué)生自己修訂步驟，教師對學(xué)生的試劑用量加以要求，學(xué)生就興趣盎然地自主實驗，提高了實驗效果和效率。

5 實施多渠道教學(xué)模式

為了節(jié)省教育資源、解決實驗室緊張問題，我們針對實驗教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)的不同特點，采取多渠道教學(xué)模式。利用計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，在校園網(wǎng)上上傳實驗教學(xué)動畫課件或網(wǎng)絡(luò)實驗資源，或在計算機(jī)上進(jìn)行模擬仿真、虛擬實驗。學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況選擇實驗時間、內(nèi)容、進(jìn)度進(jìn)行虛擬實驗，最后才進(jìn)基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室、創(chuàng)新實驗室進(jìn)行實驗和操作。這樣充分調(diào)動學(xué)生的積極性，使其有充足的時間觀察、發(fā)現(xiàn)問題，獨立分析和解決問題。

6 實施多層次、多環(huán)節(jié)量化考核方式

為了提高學(xué)生的操作水平、實驗技能、理論聯(lián)系實際的能力及創(chuàng)新能力，在充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性外，教師還對學(xué)生進(jìn)行全方位考核?？己税▽嶒炃啊嶒炛?、實驗后、學(xué)期結(jié)束四階段。首先，實驗前的預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備情況、設(shè)計方案，通過提問和檢查的方式進(jìn)行。其次，實驗過程中實驗技能的考核，有相應(yīng)的量化考核步驟，要求學(xué)生按質(zhì)按量按時完成。然后，對實驗后實驗結(jié)果及報告的考核，考核結(jié)果及誤差情況以及報告的規(guī)范性。最后是學(xué)期結(jié)束實驗考試，考試形式有操作考試、未知物或含量測試考試和筆試三類，既考核了學(xué)生的動手技能、準(zhǔn)確性、理論聯(lián)系實際能力，還考核了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在實施“一體化，三層次、三階段，多渠道”化學(xué)實驗教學(xué)模式中，要盡力克服實驗教學(xué)中影響實驗教學(xué)質(zhì)量的因素[5]，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。當(dāng)然這一模式仍在探索過程中，還有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

[1]陶行知.創(chuàng)造宣言[M]//胡曉風(fēng).生活教育文選.成都：四川教育出版社，1988:156-158.

[2]何劍峰,葉志翔,何月順，等. 交叉應(yīng)用型嵌入式創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實驗教學(xué)的探索與實踐[J].東華理工大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版, 2013,32(4):489-493.

[3]馮雪風(fēng),楊水平,金衛(wèi)根,等.理工科大學(xué)生專業(yè)技能過關(guān)訓(xùn)練的研究[J].江西化工,2010, 99(3):168-169.

[4]李秀玲,曾秀瓊,趙華絨,等.在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中開設(shè)小型綜合實驗的探討[J].大學(xué)化學(xué),2013,26(6):12-13.

[5]彭秋華,李農(nóng)勤,農(nóng)燕.影響當(dāng)前高校教學(xué)質(zhì)量的幾個因素的再探討[J]. 東華理工大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2010,29(3):279-282.

Research on the New Model of “Integration, Three-stage, Three-level and Multi-channel” for Chemistry Experiment Teaching

FENG Xue-feng, LUO Feng

(FacultyofChemistryBiologyandMaterialSciences,EastChinaInstituteofTechnology,Fuzhou344000,China)

The reform and exploration of experimental teaching model is carried out based on the provincial chemistry experiment teaching demonstration center platform. Students’ comprehensive quality, especially practical and innovative ability, can be enhanced with the new experimental teaching mode, which involves “subject integration, three-stage training process, three-level experiment and multi-channel teaching way”.

innovation; enhance; new model of experiment teaching

2014-03-03

江西省高校教研省級立項課題(項目編號JXJG-13-6-2)。

馮雪風(fēng)(1972—)，女，江西崇仁人，副教授,主要從事基礎(chǔ)化學(xué)研究。

馮雪風(fēng),羅峰.“一體化、三階段、三層次、多渠道” 化學(xué)實驗教學(xué)新模式探索[J].東華理工大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2014，33(2)：190-192.

Feng Xue-feng,Luo Feng. Research on the new model of “Integration, Three-stage, Three-level and Multi-channel” for chemistry experiment teaching[J].Journal of East China Institute of Technology(Social Science)，2014，33(2)：190-192.

G642.0

A

1674-3512(2014)02-0190-03