淺談工科院校綜合與設(shè)計性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

曹雪玲++連麗麗++劉巖++金麗

摘 要：高校開展綜合與設(shè)計性化學(xué)實(shí)驗(yàn)，因其可以極好地作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力和實(shí)踐動手能力的重要教學(xué)方法，通過綜合與設(shè)計性化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生們更容易獲得更多知識，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生們的自學(xué)能力、自律能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、科學(xué)研究能力和探索能力具有十分重要的作用。本文結(jié)合工科院校的特點(diǎn)對本校綜合與設(shè)計性化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)形式進(jìn)行總結(jié)及探討。

關(guān)鍵詞：綜合與設(shè)計性化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及形式 綜合能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（a）-0157-02

Abstract： Comprehensive and designable chemistry experiment were carried out by colleges and universities， which could train students innovative design ability and practice ability， it is not only an important way for the student to obtain knowledge， but also to cultivate the students' self-study ability， work attitude， actual work ability， scientific research ability and innovation ability. In this paper， This paper was concluded and discussed content and form of comprehensive chemistry experiment combining with the characteristics of engineering colleges.

Key Words： Comprehensive and designable chemistry experiment； Experiment contents and forms； Comprehensive ability training

當(dāng)今社會隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的深入調(diào)整，對大學(xué)生綜合素質(zhì)包括：創(chuàng)新能力、探索能力、自主能力等提出了更高的要求[1]。而要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才，就需要改革過去傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)方法，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，逐漸提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，增強(qiáng)對困難和失敗的承受力，并增進(jìn)團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力[2-3]。應(yīng)社會發(fā)展需要及教育體制改革需求，綜合性實(shí)驗(yàn)可以通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、手段的創(chuàng)新性教育模式，使學(xué)生們更易獲得知識，培養(yǎng)其創(chuàng)新創(chuàng)造能力，達(dá)到動手能力和綜合素質(zhì)都得到提高的培養(yǎng)目標(biāo)[4]。

本文通過全面解讀綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的定義及要求，結(jié)合本校實(shí)際情況，針對完善該課程必須體現(xiàn)新世紀(jì)的特色以及與工科高校的實(shí)際相結(jié)合，以培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力的創(chuàng)新人才為目的，對綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢的內(nèi)容改革及實(shí)踐進(jìn)行了探討。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)合化

綜合性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了某一課程或多門課程知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的過程，其重要特征就是理論知識與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有機(jī)綜合。通過綜合性實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生綜合和運(yùn)用知識的能力、實(shí)踐動手操作和科技創(chuàng)新的能力、數(shù)據(jù)處理及查閱資料的能力；設(shè)計性實(shí)驗(yàn)也是在具有了多門課程基礎(chǔ)上，運(yùn)用多門課程的知識，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)具體操作步驟，選擇的實(shí)驗(yàn)題目都具有一定的綜合性和探索性。該課程即要求學(xué)生結(jié)合多門課程知識及多種實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，還要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已掌握的多種知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題。

我校實(shí)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)合性的主要手段包括。

（1）多門學(xué)科的綜合：綜合與設(shè)計性化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生大學(xué)三年級的時候開設(shè)的，此時學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了四大化學(xué)的基礎(chǔ)知識（即無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及物理化學(xué)），在開始實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)生們可運(yùn)用四大化學(xué)的知識來設(shè)計和解決實(shí)驗(yàn)中的問題。例如，開始設(shè)計性實(shí)驗(yàn)固體多彩酒精塊的制備中，首先學(xué)生首先利用硬脂酸與氫氧化鈉反應(yīng)制備出酒精塊的粗產(chǎn)品，再通過加入硫酸銅使酒精塊顯示藍(lán)色，制備出具有天藍(lán)色的酒精塊，這一部分運(yùn)用的有機(jī)制備的實(shí)驗(yàn)方法，而制備的過程中利用分析化學(xué)中的酚酞指示劑的變色原理，判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度，而后再利用物理化學(xué)的氧彈量熱計測定酒精塊的燃燒熱，并計算固體的摩爾燃燒熱。這樣一個看似簡單的實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上學(xué)生們分別運(yùn)用了有機(jī)、分析及物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)知識及方法才完成了整個實(shí)驗(yàn)。

（2）與教師科研相結(jié)合：在高等院校中，教師在完成教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)行科學(xué)研究。而科學(xué)研究在基礎(chǔ)知識之上，更具有探索性和前沿性，對大學(xué)生更具有吸引力，學(xué)生參與科學(xué)研究也可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。對于化學(xué)學(xué)科及相關(guān)的專業(yè)來說，在理論學(xué)習(xí)的時候常常設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，通過實(shí)驗(yàn)加深對理論知識的理解和掌握。而前沿的科研實(shí)驗(yàn)與綜合性與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中的“探索性”特征具有很多的相似點(diǎn)。教師在進(jìn)行科研活動的同時，將一些可以與綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)相切合的內(nèi)容融入到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，不僅可以節(jié)省大量的科研經(jīng)費(fèi)，還可以加快科學(xué)研究進(jìn)程，而隨著科學(xué)研究的進(jìn)展，不斷更新實(shí)驗(yàn)課程的大綱和內(nèi)容，使學(xué)生每年都可以進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和動手能力。這樣，既順利地完成了教師的科研任務(wù)，又讓學(xué)生學(xué)習(xí)了豐富多彩的實(shí)驗(yàn)課程，具有雙重的的現(xiàn)實(shí)意義。

2 實(shí)驗(yàn)方法的多元化

方法的多元性即綜合運(yùn)用兩種或兩種以上的基本實(shí)驗(yàn)方法完成同一個實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用不同的思維方式和不同的實(shí)驗(yàn)原理綜合分析問題、解決問題、掌握不同的實(shí)驗(yàn)方法。例如，開始設(shè)計性實(shí)驗(yàn)黃連粉中小檗堿的提取實(shí)驗(yàn)中，首先學(xué)生首先通過加熱回流，提取黃連粉中的小檗堿，然后運(yùn)用碘化鉍與生物堿的顯色反應(yīng)，判斷提取物，而后再借助紫外分光光度計，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析，確定黃連粉中小檗堿的含量。通過這一實(shí)驗(yàn)學(xué)生們運(yùn)用了三種實(shí)驗(yàn)方法完成了整個實(shí)驗(yàn)。endprint

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

綜合性與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生在學(xué)習(xí)了大量的基礎(chǔ)化學(xué)知識的基礎(chǔ)上，開設(shè)的具有一定創(chuàng)新性的開發(fā)自我實(shí)驗(yàn)思維的教學(xué)模式。所以，我們改變了以往實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)的目的、原理、內(nèi)容等都固定的，以教師講解為主的教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力了，讓學(xué)生自己制定實(shí)驗(yàn)的方法。因而，綜合性與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行相應(yīng)的改革：

（1）自主選課，靈活上課：以往的實(shí)驗(yàn)課程都是固定的上課時間和固定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而本校采用實(shí)驗(yàn)室開放，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，選擇上課時間。首先制定25個可供選擇的實(shí)驗(yàn)題目，及可以開放實(shí)驗(yàn)室的時間，每名學(xué)生進(jìn)入選課系統(tǒng)，自主選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)題目及上課時間，但是規(guī)定每名學(xué)生要選擇4個實(shí)驗(yàn)題目，并且必須有兩個設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，其余兩個為綜合性實(shí)驗(yàn)。這樣提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（2）設(shè)計實(shí)驗(yàn)，自主完成：學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇了實(shí)驗(yàn)題目，按照教師的提示及實(shí)驗(yàn)要求，學(xué)生進(jìn)行分組討論，自行制定實(shí)驗(yàn)方案，教師再根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案提出合理的建議，重新制定實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（3）成績評定，公平合理：教師在評定實(shí)驗(yàn)成績時不應(yīng)只看實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報告，應(yīng)盡量考慮每名學(xué)生的前期準(zhǔn)備情況，包括：實(shí)驗(yàn)方案的合理性、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的充分程度等。注重學(xué)生運(yùn)用綜合知識的能力及實(shí)驗(yàn)動手能力。

4 綜合性與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的存在問題

（1）如何引導(dǎo)學(xué)生正確的選擇和安排自己的時間和實(shí)驗(yàn)題目，自主選擇的結(jié)果通常會使上課時間和實(shí)驗(yàn)題目分散，不利于實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備人員準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品及器材，增加教師上課次數(shù)。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計的難易程度的把握，很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并不適合本科學(xué)生，如何設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)題目，即讓學(xué)生感興趣又要知識性強(qiáng)易于操作，就需要教師制定實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)題目多加考慮。

（3）綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)既然是多種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合，就需要盡量不要重復(fù)以往實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又要盡量運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)方法。

5 結(jié)語

對于工科院校的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程來說，綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)需要應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識和鍛煉動手能力之外，還需要加強(qiáng)其自主安排能力和創(chuàng)新能力。通過我校綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革探索，我們深刻認(rèn)識到工科院校的綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需與自身定位、社會生產(chǎn)實(shí)踐接軌，并從實(shí)驗(yàn)資源和師資力量等多方面給予配套和保障。通過綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)訓(xùn)練，大學(xué)生具有創(chuàng)新意識和動手能力，更適應(yīng)社會的需求，力求打造成“現(xiàn)代工程師”。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃品梅，黃道平，梁錦.開發(fā)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn) 促進(jìn)創(chuàng)新人才之培養(yǎng)[J].21世紀(jì)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新，2010（6）：98-100.

[2] 楊晶晶，李健，薛蒙偉.應(yīng)用型高校應(yīng)用化學(xué)綜合與設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的探索[J].廣州化工，2015，43（21）：200-202.

[3] 劉玉成.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的探討[J].教育教學(xué)論壇，2010（6）：124-125.

[4] 蔡莉莉，胡德志，彭濤.綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].華北科技學(xué)院學(xué)報，2009，6（3）：91-93.endprint