城市師范類本科院校綜合化學實驗教學改革的探究

夏 菲，方 東，陶建清

近年來,國際學術(shù)思潮發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變,國內(nèi)許多高校認識到科學技術(shù)的發(fā)展與學科間相互滲透,舊的實驗教學體系已遠遠不能滿足培養(yǎng)創(chuàng)新能力人才的需要[1-3]。因此各大高校對于實驗教學轉(zhuǎn)變思路、更新傳統(tǒng)觀念,相繼開設(shè)了綜合化學實驗課程,為社會發(fā)展培養(yǎng)出具有較高理論水平、較強科學實踐能力的創(chuàng)新性人才。鹽城師范學院是一所普通的二本師范院校,與國內(nèi)很多985、211師范高校的發(fā)展相比存在一定的差距。學院最初由鹽城師范?？茖W校經(jīng)過30多年的發(fā)展,到1999年升格為二本師范院校?；瘜W與環(huán)境工程學院從最初只開設(shè)化學 (師范類)專業(yè)發(fā)展到同時設(shè)有化學 (師范類)、應用化學、材料化學、環(huán)境科學4個專業(yè)方向,包括藥學院的制藥工程專業(yè)在內(nèi)形成 “4+1”的專業(yè)模式,以配合地方師范類院校的轉(zhuǎn)型發(fā)展,服務地方經(jīng)濟建設(shè)。江蘇省教育廳建議學校定位為應用性本科類院校而非研究類大學,為了更好地朝著這方面發(fā)展,師范學院向師范生和非師范生同時開設(shè)綜合化學實驗課程,在實驗課程設(shè)置上,低年級做基礎(chǔ)化學實驗,高年級學生做專業(yè)化實驗和綜合化學實驗。在國內(nèi),有很多師范院校都面臨著轉(zhuǎn)型發(fā)展,鹽城師范學院作為城市師范類院校,正在向應用型院校轉(zhuǎn)型,在專業(yè)設(shè)置上不僅包含師范專業(yè),且超過50為非師范專業(yè)。因此,師范專業(yè)和非師范專業(yè)學生在該課程學習要求上應明確區(qū)別開來,以滿足社會發(fā)展對不同人才培養(yǎng)的需求。然而,這種看似合理的專業(yè)設(shè)置卻與現(xiàn)實的社會需求有較大差異。盡管學生基礎(chǔ)理論知識比較扎實,但是對于實驗課程仍處于被動的狀態(tài),導致學生學習效果不佳,教師教學效果得不到提高,在突破傳統(tǒng)的實驗教學模式上仍有所欠缺[4]。為了激發(fā)學生興趣和培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識,針對學院實際情況對綜合化學實驗教學改革做出以下的改革創(chuàng)新實踐。

鹽城師范學院的化學與環(huán)境工程學院于2010年進行課程教學方案的改革,在此基礎(chǔ)上進行調(diào)整與規(guī)劃。大三年級下學期開設(shè)綜合化學實驗課程,化學師范專業(yè)和非師范專業(yè)都設(shè)置48學時,2個學分,實驗項目一般有4～6個,每個項目8～12課時,包含驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗,涵蓋有機、無機、分析等方面知識。如對氨基苯磺酰胺的合成、無機添加型阻燃劑水合硼酸鋅的制備以及乙烯-馬來酸酐共聚物的制備3項為必做實驗項目,權(quán)衡了無機和有機知識范疇,選做的實驗項目要求也是如此。實驗要求學生熟練掌握并運用基礎(chǔ)化學實驗中的基本操作和實驗技能,了解并運用紅外光譜、紫外光譜、高效液相色譜、氣相色譜、差熱等測試儀器進行無機物與無機物的合成[5～6]。

1 落實預習準備工作

綜合化學實驗是一個復雜的實驗過程,只有做好充分的實驗預習,才能保證化學實驗的質(zhì)量。本次改革將實驗前期準備工作列為改革的重點工作,摒棄了之前趨于形式的預習流程環(huán)節(jié),要求指導老師根據(jù)授課大綱和授課計劃表設(shè)計課前講義。講義中除了每次實驗過程用到的儀器、試劑、一系列的操作過程、實驗的問題與思考外,還應包括本節(jié)預習知識點、重點、難點。針對綜合性實驗和設(shè)計性實驗,讓學生提前1～2周通過學校圖書館的數(shù)據(jù)庫,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)搜索來搜集與每次實驗相關(guān)的資料、信息,要求每次實驗必須泛讀20篇以上的文獻,至少包括1～3篇英文文獻。對于平時實驗的小綜述不對查重限制,可直接引用文獻中有價值的信息,半天即可完成。對于期末最后一次實驗檢索情況完成2 000～3 000字的短綜述,簡單的表明實驗方案的出處。不同專業(yè)學生的綜述要求要有差異,針對師范生的綜述內(nèi)容要體現(xiàn)其示范性及實用性,對于非師范生則要體現(xiàn)其研究性。只有認真完成這一系列的實驗預習工作,學生才能進入綜合化學實驗室進行實驗。指導老師定期檢查學生實驗報告,并將實驗報告作為學生考核的指標之一。通過這種自主預習的方式讓學生有的放矢,不僅便于指導教師對上課內(nèi)容做出及時的調(diào)整方案,有效地解決學生對實驗內(nèi)容了解不透徹、聽課效率低的問題,還培養(yǎng)了學生獨立工作能力和創(chuàng)新能力,從而保證實驗的順利進行,收到預期的教學效果[7-8]。為大學生創(chuàng)新項目、畢業(yè)生的探究性實驗以及本科畢業(yè)論文打下良好的基礎(chǔ)。

2 教學方法的改革與創(chuàng)新

2.1 合理設(shè)置實驗內(nèi)容，充分發(fā)揮學生主觀能動性

綜合化學實驗能夠給學生充分的自主時間和發(fā)展空間,指導教師只需要引導學生自己預習、設(shè)計合理的實驗操作流程、分析實驗的重要操作及注意事項,讓學生自主安排實驗[9]。傳統(tǒng)的實驗教學方式機械單一,學生學習的主動性得不到發(fā)揮,教學質(zhì)量往往不好[10]。因此,合理的設(shè)計實驗內(nèi)容、優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)是調(diào)動學生學習積極性的重中之重。綜合實驗形式復雜多樣化,對于驗證性實驗,實驗設(shè)計思路可以簡明；對于綜合性實驗和設(shè)計性實驗環(huán)節(jié),指導教師提前用多種思路試做,以適應學生開放的思維,保證小組實驗順利高效的開展。課上指導老師引導學生分組,匯總學生之前收集的各種實驗方案,幾種方案與教科書中給出的實驗方法對比,交流討論優(yōu)缺點。其中,實驗內(nèi)容的選取、實驗材料的選擇要貼近生活實際、易于獲得且與實驗知識原理緊密結(jié)合,這樣可以使學生感受到化學與生活為一體,從生活中發(fā)現(xiàn)化學,探索化學,充分調(diào)動學生學習的積極性。

2.2 采用啟發(fā)式教學，將理論知識同實際操作相結(jié)合，增強學生綜合能力

實驗課程教學改革的核心在于教會學生學會主動學習、善于觀察和分析實驗現(xiàn)象、得出實驗結(jié)論、培養(yǎng)和提高學生的綜合能力,讓學生了解更多更廣的行業(yè)知識[11-12]。在綜合化學實驗這門課程上,傳統(tǒng)板書的呈現(xiàn)方式和手把手教的指導方式限制了學生發(fā)散性的思維,因此需要進行一些新的教學模式改革。課堂上把學生分成若干小組,以小組為單位,探討已經(jīng)準備好的綜述論文,每個小組提出一個實驗方案,教師選擇2～3人,每人3分鐘概述實驗方案。教師引導一起總結(jié)和點評實驗方案的優(yōu)點和不足,幫助學生完善方案,最后制定出切實可行的實驗方案,再進行實驗方案檢驗。其中特別要注意的是,有些方案只適用于工廠生產(chǎn)而不適合實驗室教學設(shè)計,教師在教學設(shè)計時指導學生選擇更加適合的方案。實驗過程中指導教師密切關(guān)注學生的操作過程,讓學生自己動手,對于思路太偏的學生可以適當啟發(fā)引導,著重引導學生用所學知識解決實驗中遇到的各種問題。

2.3 增設(shè)課后答疑環(huán)節(jié)，逐步引導學生提出問題、分析問題、解決問題

著名作家郭沫若先生說過：“教學的目的是培養(yǎng)學生自己學習,用自己的手來做,用自己的頭腦來想這種精神?！本C合化學實驗是理論知識和實驗技能的綜合,注重培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識,思考分析和解決實際問題的能力。在以往的實驗教學中,一味地讓學生分組做實驗,注重得到的實驗產(chǎn)物,忽視了學生在做實驗過程中對實驗過程、實驗現(xiàn)象、實驗方法的思考,沒有利用好小組討論和交流的資源。課堂上,指導老師應提出一系列的與實驗相關(guān)的問題,引導學生進行思考。學生們結(jié)合文獻資料仔細思考后帶著問題開始做實驗。教師充分利用答疑時間與學生進行實驗過程交流,鼓勵學生積極提出問題,進一步了解學生的學習和實驗情況。實驗結(jié)束后,指導學生寫出高質(zhì)量的實驗報告,要求學生從實驗方法、實驗步驟、實驗儀器、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)果的分析與討論等方面寫出報告及總結(jié)體會。同時,對于有將本次實驗作為實驗項目探究想法或者作為大學本科畢業(yè)論文來研究的同學,指導老師應該給學生提出有指導性的建議,對于師范專業(yè)的學生,應當適當降低實驗的難度,落實實驗過程中具體的細節(jié)問題。這樣能夠真實自然地反映學生知識點掌握的情況,還能讓學生親身感受從特殊到一般的科學探究過程,真正做到將傳授知識與科學研究相結(jié)合[13]。

3 實驗考核方法的創(chuàng)新

實驗考核主要目的是檢驗教師的教學成果與學生的學習效果,完善教學內(nèi)容體制、改進教學方法,更加高效地引導學生學習綜合化學實驗。為了更好地反映學生平時的學習水平、實驗操作能力,培養(yǎng)學生嚴謹科學的實驗態(tài)度、實事求是的實驗作風,化學實驗課成績評定采取可操作的綜合性、設(shè)計性實驗考核辦法,即平時成績與期末考試成績相結(jié)合,在以往的實驗考核辦法的基礎(chǔ)上進行調(diào)整,即平時成績 (60)+期末考核 (40)＝綜合成績。提高預習報告所占的比重,設(shè)置階段性測驗,將課堂表現(xiàn)、測驗成績、預習報告記入平時成績[14-15]。改革學生實驗考核辦法是學校教育優(yōu)化化學實驗教學成果,是激發(fā)學生學習熱情,提高學生綜合素養(yǎng)的有力手段,而不是一種追求結(jié)果的教學流程。因此,學院應當將實驗的考核落到實處,做到公平、公正、公開,進一步保證實驗教學體制的科學化與規(guī)范化[16]。

4 強化師資力量，深化實驗示范中心建設(shè)

教育者的思想水平,文化素養(yǎng),人格魅力對學生的身心發(fā)展有著重要的作用[17]。綜合化學實驗的指導教師應該具備較強的實際操作能力和解決問題的能力,熟知實驗相關(guān)的原理理論以及精通儀器設(shè)備的操作原理與使用方法。鹽城師范學院化學與環(huán)境工程學院擁有很多經(jīng)驗豐富的骨干教師資源,也有不少青年教師,為了進一步強化教師隊伍建設(shè),學院采取的措施是每年引進各專業(yè)的年輕博士充實到教師隊伍[18],強化團隊領(lǐng)頭人對指導綜合化學實驗的年輕教師定期學習培訓的作用,多次開展經(jīng)驗教師教學交流會議,進一步完善網(wǎng)絡(luò)教學互動交流平臺,從而促進實驗教學師資力量水平的提升。學院積極參與國家創(chuàng)新體系建設(shè),在江蘇省高等院?；瘜W實驗教學示范中心建設(shè)中加強科研工作,結(jié)合多媒體技術(shù)研制具有創(chuàng)新意義的實驗指導課件,為指導學生的學習和改善教學成果提供了方便有利條件。品牌專業(yè)建設(shè)包含實驗示范中心建設(shè)、工程中心認證、課程網(wǎng)站、幕課、視頻、雙語等一系列子課題,目前均處于研究、實施中,將進一步促進學院成為培養(yǎng)國家知識創(chuàng)新型人才的基地[19]。

5 結(jié)束語

實驗教學改革是一項長期龐大的工程,它涉及生活、社會、科技的方方面面。而綜合化學實驗教學的改革是實驗教學改革的一種嘗試與探索,它體現(xiàn)了以教師為主導,學生為主體的教育理念,充分發(fā)揮師范學院在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的優(yōu)勢,將培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力上升到科學的高度和深度[20]。為了應對今后更多的變化和挑戰(zhàn),將繼續(xù)開展各種特色實驗活動,為實驗教學工作的蓬勃發(fā)展做好準備。

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