能源化學(xué)工程專業(yè)《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)改革研究

郭 勤 苗瑾超 張宏舉 張 芳 邵鵬飛，2

(1.新疆大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院阿克蘇校區(qū)，新疆 阿克蘇 843000；2.浙江萬里學(xué)院，浙江 寧波 315000)

隨著“一帶一路”的深入推進(jìn)，在新疆西部地區(qū)建設(shè)一所有特色的應(yīng)用型本科院校顯得尤為重要，重點(diǎn)建設(shè)能源化學(xué)工程專業(yè)能夠很好的結(jié)合當(dāng)?shù)刎S富的油氣資源特色，為“一帶一路”核心區(qū)域的發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。隨著源化學(xué)工程專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和生源結(jié)構(gòu)的改變，西部地區(qū)高等院校傳統(tǒng)的《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)思想、教學(xué)水平和教學(xué)手段等方面存在不足再加上實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的不完善等因素導(dǎo)致難以適應(yīng)面向新時(shí)代人才培養(yǎng)的需求?！笆糯蟆币詠斫逃刻岢隽嗣嫦蛐聲r(shí)代人才培養(yǎng)的宗旨，強(qiáng)調(diào)全面加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高，注重綜合素質(zhì)的發(fā)展，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和動(dòng)手能力。這就要求西部地區(qū)應(yīng)用型本科院?！痘A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)必須主動(dòng)適應(yīng)新時(shí)代的人才培養(yǎng)要求，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才所具備的條件，加速對教學(xué)內(nèi)容、設(shè)備、教學(xué)手段和方法等方面進(jìn)行改革。自2016年以來，在學(xué)院的大力支持下能源化學(xué)工程專業(yè)《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)改革研究課題成為我校教學(xué)改革項(xiàng)目，我們通過加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、提高學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力、增強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)等方面，結(jié)合我院實(shí)際情況從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、考核方式、實(shí)驗(yàn)室管理體系和推動(dòng)科研帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了改革。

1 改革教學(xué)模式

新疆大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院阿克蘇校區(qū)作為西部地區(qū)新建的一所應(yīng)用型本科院校，不能簡單復(fù)制其他高校原有的教學(xué)體系和教學(xué)模式，經(jīng)過調(diào)研了解到大部分國內(nèi)普通高等院?！痘A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程都是作為理論課程的一部分，實(shí)驗(yàn)課程成績僅僅占總成績的10%～30%。結(jié)合我院的人才培養(yǎng)定位，把《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程從理論課程中獨(dú)立出來作為一門單獨(dú)的課程來進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)，進(jìn)一步加大了本課程的總學(xué)時(shí)數(shù)，對于不同的教學(xué)內(nèi)容板塊讓不同的教師來進(jìn)行指導(dǎo)，通過這樣的改革學(xué)生對《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的重視度的到了加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)態(tài)度有了很大的改善。為了課程的連續(xù)性，將實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)由2學(xué)生改為連續(xù)4學(xué)時(shí)，這樣就能夠在內(nèi)容上引入更多的自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己利用所學(xué)的理論知識設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能更加認(rèn)真的觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，操作過程能夠更加細(xì)致，提高學(xué)生的觀察力，思維能力和動(dòng)手能力，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作技能和理論實(shí)踐相結(jié)合的水平有顯著的提高。

《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的第一門實(shí)驗(yàn)課程，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高理論實(shí)際相結(jié)合的水平對學(xué)生后期的學(xué)習(xí)和工作具有舉足輕重的作用。對《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，將多媒體、動(dòng)畫、小視頻等多種教學(xué)手段應(yīng)用于課程的安全教育、實(shí)驗(yàn)室規(guī)則、實(shí)驗(yàn)基本操作技能和實(shí)驗(yàn)原理等環(huán)節(jié)。通過應(yīng)用新教學(xué)模式，學(xué)生能很快的理解實(shí)驗(yàn)的原理、儀器設(shè)備使用過程中的關(guān)鍵和要領(lǐng)、掌握實(shí)驗(yàn)的正確操作要領(lǐng)。通過采用豐富多樣的多媒體教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的積極性。

2 改革教學(xué)內(nèi)容

《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程內(nèi)容的改革對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力起著重要的作用。我院作為一所新建的應(yīng)用型本科院校，可以不拘泥與實(shí)驗(yàn)條件的限制，從一開始就進(jìn)行完善。經(jīng)過調(diào)研了解到國內(nèi)其他普通院?！痘A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程有很大一部分內(nèi)容是定性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，定量的實(shí)驗(yàn)比較少。為了提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)操作技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的獲得感，舍棄一些內(nèi)容起點(diǎn)較低、知識較為陳舊的實(shí)驗(yàn)，引入一些起點(diǎn)高，綜合性強(qiáng)、難度較大的實(shí)驗(yàn)，增加定量實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，例如：增加醋酸電離常數(shù)和電離度的測定、離子交換法測定氯化鉛的溶度積、雙指示劑法對混合堿進(jìn)行分析、重鉻酸鉀測定礦石中的鐵含量等內(nèi)容。另外加入一部分自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，例如：不同果蔬的維生素C含量測定，食品添加劑中硼酸的測定、蛋殼中碳酸鈣的測定等。選入的一些內(nèi)容提高了操作和計(jì)算的難度，增加了儀器的使用種類和頻率，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和操作水平能夠得到充分的訓(xùn)練。引入的定量實(shí)驗(yàn)同時(shí)也提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理的難度；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生廣泛查閱資料，結(jié)合學(xué)習(xí)的理論知識，形成一個(gè)綜合的方案，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。這樣就不僅讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)實(shí)驗(yàn)的操作技能，還能使學(xué)生具備較高的數(shù)據(jù)處理和邏輯思維能力提高他們的歸納能力、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。通過實(shí)踐證明引用新教學(xué)內(nèi)容后，學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力和查閱文獻(xiàn)總結(jié)歸納、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等方面的創(chuàng)新能力有很大的提高，取得了滿意的效果。

3 改革考核方式

為了讓學(xué)生掌握和運(yùn)用知識，以往的在實(shí)驗(yàn)過程中采用教師巡查和通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績累加等方式來評定學(xué)生成績的方式不能夠真實(shí)客觀反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能水平的高低和創(chuàng)新思維的能力。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告效果的考核形式教師會有一定的主管意識，對提高學(xué)生積極性存在一定的副作用。為了進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生主動(dòng)參與的意識、提高《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)質(zhì)量，我們對以往的考核方式進(jìn)行了改革，讓學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)課程的各個(gè)環(huán)節(jié)：在實(shí)驗(yàn)前一周提前告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)開始前讓學(xué)生3人為一組相互考核彼此的預(yù)習(xí)情況，主要針對實(shí)驗(yàn)的原理、現(xiàn)象、步驟、儀器設(shè)備的使用等方面，加入這個(gè)課前考核部分能夠讓學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。同時(shí)學(xué)生根據(jù)對方實(shí)驗(yàn)過程的操作標(biāo)準(zhǔn)程度、實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性進(jìn)行評分；最后教師根據(jù)學(xué)生相互評分的情況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程中的巡視以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量給出一次實(shí)驗(yàn)的最終成績。通過這樣的改革，學(xué)生的興趣和積極性有很大的提高，學(xué)生在思想上更加的重視實(shí)驗(yàn)課程，同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新思維、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力、理論結(jié)合實(shí)際的水平都有很大的提高，可以避免教師主觀意識對學(xué)生成績的影響，讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)課程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，成為實(shí)驗(yàn)課程的主人。

4 改革實(shí)驗(yàn)管理體系

根據(jù)調(diào)查了解到國內(nèi)大部分普通高等院校的各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程大多屬于理論課程體系下的實(shí)踐環(huán)節(jié)，由任課老師來完成對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的任務(wù)。這樣的實(shí)驗(yàn)管理體系會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容彼此重復(fù)，例如基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和無機(jī)及分析化學(xué)課程實(shí)踐存在重復(fù)的部分；造成實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備和相關(guān)資源得不到充分的利用，浪費(fèi)學(xué)校的資源。為了提高學(xué)校實(shí)驗(yàn)室資源的利用率，增加學(xué)生接觸不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的機(jī)會，必須建立新型的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)管理體系實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源的共享。

將化學(xué)學(xué)科各課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)分離出來，實(shí)行統(tǒng)一管理、專人負(fù)責(zé)、統(tǒng)籌安排使得儀器設(shè)備能夠得到充分的利用，讓實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮最大的作用，確保教學(xué)的順利進(jìn)行。建立統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)課程管理體系之后，教師對自己負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)課程的熟悉程度也有了很大的提高，同時(shí)還能有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)室耗材的浪費(fèi)。

5 以科研引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

除了在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程上學(xué)習(xí)和增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力，還積極建設(shè)近現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)層面上的前沿化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。根據(jù)國外大學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從簡單的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直延伸到復(fù)雜的專門化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在新形勢下開展了前沿化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程建設(shè)：以前沿和科研條件下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程安排彌補(bǔ)現(xiàn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的不足。在后續(xù)課程如《無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》平行開設(shè)《科研型基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程供《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程成績優(yōu)秀的學(xué)生選修。課程采用科研一線教師指導(dǎo)學(xué)生做科研課題研究的教學(xué)模式，要求學(xué)生圍繞目前國內(nèi)外熱點(diǎn)科學(xué)問題，以國際高水平的科研論文為教材，完成驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)工作，并對所做的驗(yàn)證工作進(jìn)行全面的評價(jià)，由此引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和了解前沿科學(xué)研究的最新實(shí)驗(yàn)成果，掌握相關(guān)的研究方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。鼓勵(lì)學(xué)生和指導(dǎo)老師進(jìn)行緊密合作，爭取做出具有一定創(chuàng)新性的科研成績。在本課程中教師對學(xué)生的科研工作從文獻(xiàn)查閱和精讀、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、總結(jié)評價(jià)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)問題、進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)爭取創(chuàng)新成果，到最后完成課題研究的書面報(bào)告進(jìn)行持續(xù)的指導(dǎo)。通過直接參與到實(shí)際的科研課題研究中來，學(xué)生在做課題研究的過程中可以經(jīng)歷真正的科研訓(xùn)練，不僅學(xué)習(xí)到了最前沿的理論知識、技術(shù)和方法；同時(shí)也很好的鍛煉了自己的創(chuàng)新能力和科研能力。這種教學(xué)模式的運(yùn)用能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的不足，對特別優(yōu)秀的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有重要的意義。

6 總結(jié)

經(jīng)過連續(xù)兩屆《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程改革模式下的實(shí)踐證明：改革后的教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性有很大的提高，能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)探索的意識，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)研究素養(yǎng)。和改革之前比較，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，教學(xué)效果都有和很大的提高，取得了滿意的教學(xué)效果。作為系部地區(qū)新建應(yīng)用型本科院校，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革工作才剛剛開始，我們會進(jìn)一步汲取國內(nèi)外高校的優(yōu)秀課程改革體系模式，結(jié)合學(xué)院實(shí)際情況進(jìn)一步對相關(guān)課程體系進(jìn)行完善。