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關鍵詞:無機化學實驗;實驗教學;教學研究
化學是一門以實驗為基礎的學科,在化學教學中化學實驗尤為重要。無機化學實驗是化學相關專業學生進入大學后接觸的第一門實驗課程,但長期以來師生對這門課程的認識存在一定的偏差。由于無機化學實驗中與高中化學聯系較多,還存在實驗理論簡單、藥品常見、器材普通、操作簡單等特點,很容易忽視無機化學實驗。在具體的教學的過程中,實驗指導教師的講解大多流于形式,學生也存在“按方抓藥”完成實驗,沒有多大難度,作為一門考查課幾乎所有學生都可以順利通過。長此以往,學生不重視無機化學實驗,把完成實驗當成任務,教學效果可想而知,開展無機化學實驗教學改革刻不容緩。筆者結合自己七年的教學實踐,對地方性本科師范院校無機化學實驗教學進行了探討。
一、教學內容的合理優化
隨著社會的發展,知識全面和專業技術能量強的人才更加受用人單位的青睞,而傳統的高等教育注重知識傳授,對學生綜合素質的培養稍顯不足[1]。綜合素質就是學生獲得的知識和技能,并且內化于心,再逐漸形成穩定的個人能力和科學素養[2]。培養學生的素質,不是簡單的直接從書本上獲得,而是要把新學習的知識運用到實際中,從而提升自己。結合七年的無機化學實驗教學,發現北京師范大學無機化學教研室等編寫的《無機化學實驗》(第四版)較為適用于我校化學專業學生。在在制定《無機化學實驗》教學大綱時,在借鑒省內外同類高校的經驗的基礎上,也考慮到所招學生的知識水平情況,制定除了合理的可行的方案。教學內容中要注重體現下列能力的培養,觀察能力、實驗操作能力、思維能力、自學能力和創新能力。無機化學實驗主要分為兩部分,化學原理部分和元素部分。上學期開設的化學原理實驗多數可以在規定的學時內完成,下學期開設的元素性質實驗內容一般較多,在有限的學時內很難完成,且有的與高中化學實驗內容重復,有必要對實驗內容進行優化。在選擇實驗內容時也要考慮到環保問題,盡量做到廢物的無害化排放,如存在有害物質的產生要讓學生思考如何解決,做到實驗的綠色化[3]。在實驗教學經驗積累的基礎上,結合實際情況編制實驗指導書或實驗講義其實是個很好的辦法。實驗指導書的內容可以包含:實驗安全知識、化學實驗基本操作、化學反應原理的證明和測定、元素及化合物的化學性質、化合物的制備等。學生在高中階段的實踐機會不多,動手能力不強,要給學生盡可能多的機會訓練。作為未來的化學教師,實驗操作的規范化是重中之重,在教學中要體現出來。實驗指導書的內容不用太多,只列出要求和注意事項,即使實驗步驟也要簡單化,要求學生在實驗前查閱資料做好準備,盡可能把更多的時間交給學生,讓學生有更多的時間思考解決問題,把教學重點從老師“教”轉移到學生“做”上。除了參考書上的實驗,實驗教師也可以結合無機化學理論和自己的科研實際情況,在第二學期開展創新型實驗,給定幾個題目,讓學生查閱文獻資料,自己設計方案,老師在全程起到“導”的作用。實驗技術和實驗設備的改進也要融入到平時的實驗教學中,教師在講授時可以結合自己的經驗積累和無機化學實驗方面的實用新型發明拋磚引玉,鼓勵學生大膽創新,培養有想法的化學教師。
二、教學方法的多樣化
傳統的實驗教學是實驗教師講授實驗理論、操作步驟和注意事項,學生在下邊被動的聽,這種模式和理論課程的形式非常相似,教學效果一般,學生的參與課堂較少,學習興趣一般,教學效果不顯著[4]。實驗課程的教學和理論教學一樣,同樣需要加強師生之間的互動。教師要關注學生的學習,在每次實驗課結束前留足夠的時間提出問題,可以采用啟發式、討論式等教學方法。指導教師可以引導學生進行討論,最后再給出答案和建議。這樣可以檢查學生之前預習的情況,以及學生對本次實驗的掌握情況,可以有效的提升學生的學習動力,有利于促進教學。要改進傳統的教學模式,化學專業培養的是未來有高素養的化學教師,應該給學生一定的發揮空間,給學生一個機會當老師。在第二學期可以選擇個別簡單實驗,讓學生準備實驗儀器、藥品,備課,講解實驗,課堂演示,之后其他同學發表看法,指導教師再進行總結。這種教學方式的實施,有利于提高學生學習的積極性主動性,鍛煉學生提升學生的綜合素質,也培養了學生的師范技能。在開展無機化學實驗教學時,多媒體教學的教學比傳統的方式有更好的效果[5]。一直以來,課堂板書和課堂演示是實驗教師常采用的兩種教學形式,存在一定的不足。課堂板書有限,內容有限并且大多數以文字的形式呈現出來,略顯枯燥。在課堂上,學生與指導教師有一定的距離,有的實驗顏色較淺或顏色變化不明顯,課堂演示效果不突出。如把多媒體引入課堂,動畫演示實驗操作顏色鮮艷,可以呈現更豐富的內容,學生更容易觀察理解。我校在每年的第二個學期舉辦化學實驗技能大賽,已經舉辦了兩屆。參加競賽的學生先通過理論測試選拔,然后再參加實踐測試。理論知識測試主要有無機化學、分析化學、有機化學的基本實驗知識,參加選手主要化學、化學工程與工藝、環境工程、礦物加工工程、冶金工程、生物等專業大學二年級以上的學生。實踐測試主要是無機化學、有機化學、分析化學的綜合實驗,主要關注學生的實驗設計能力、實驗操作的規范性。實驗技能大賽已的開展取得了良好的效果,提高了學生學習化學實驗課程的興趣,也促進了實驗教學。
三、多元化的考核方式
無機化學實驗雖然是必修課程,但傳統的考核方式為考查,側重于學生對實驗理論的理解或實驗操作情況。多數學校的實驗課程的考核包括以下幾個方面:考勤、預習實驗報告、課堂實驗表現、實驗報告、期末考核(理論考試或實驗操作考試)。對于這種考核方式,看似全面,但要真的全面考核一個學生還在執行上有一些問題值得商榷。對于出勤問題,筆者認為正常的實驗課程就應該參加,沒有按時參加的可以通過做來解決。對于出勤,在總成績中可以體現,但比例應控制在較小范圍內。對于預習實驗報告的去留問題很多老師觀點不一,預習實驗報告的書寫,可以讓學生對實驗內容有一定的認識,對實驗的開展有一定作用,但如果不思考、不認真查閱資料,預習實驗報告的作用就微乎其微了。預習實驗報告的內容和實驗報告的內容有很多是重復的,有無必要再次書寫?本人覺得預習實驗報告和實驗報告可以合二為一,可以給學生更多的時間查閱文獻資料做好實驗課前的準備,在實驗結束后學生有足夠的時間反思總結。二者統一的關鍵的是要檢查學生的實驗預習情況,讓學生養成良好的習慣。課堂表現是檢驗一個學生學習情況的重要標準,在實驗總成績中應該占較大比例。由于最近幾年擴招等問題,學生分組后,每組的人數在20人左右,每小組1人,獨立完成實驗,僅靠一個實驗教師來觀察指導學生實驗可以想象。類似的問題許多西部地方本科師范院校都存在,可否減少小組學生數或增加實驗指導教師,這也是以后實驗教學改革的方向。實驗報告反應了學生對實驗的掌握情況,要鼓勵學生多反思多總結,在總成績中應占一定比例。對于最后的測試,在學生的實驗成績中可以占一定的比例。筆者根據多年的教學經驗,建議同時開展實驗理論考試和實踐考試,才能全面反映學生對這門課程的掌握情況。實踐課程的考核和課堂表現考核存在同樣的問題,就是考核的工作量大,直接影響考核的準確性[5]。無機化學實驗的考核改革還需要不斷的實踐探索,更一步完善合理可行。
四、結語
當下,素質教育和創新教育已全面展開,時代對化學教師也有了更高的要求。扎實的理論知識和過硬專業技能是化學專業學生人才,是培養方案的要求,對于高校化學教師來說責無旁貸。要培養優秀的學生,對教師也是提出了要求,教師也要不斷提升自己的。高校教師經長期的實驗教學,積累了豐富的經驗掌握了很多實驗技巧,在平時的教學過程中要滲透給學生。經過幾年的教學實踐改革,學生的學習積極性有了一定程度的提高,分析和解決問題的能力也得到了提高,學生的綜合能力也在不斷進步。無機化學實驗的教學改革任重道遠,不斷總結教學,開拓實踐課程教學的新思路,才能培養出更多能力強、素養高、合格的化學教師。
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關鍵詞:課程教學改革;無機化學實驗;實驗教學;學生能力培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0090-02
化學是一門非常重要的自然科學,也是一門以實驗為基礎的學科,實驗可以說是化學的靈魂。無機化學實驗既是一門獨立的課程,又與相應的理論課無機化學有著緊密的聯系。如何通過改進實驗教學內容和教學方法,在幫助學生更好的理解和掌握理論知識的同時,培養學生的主觀能動性和創新意識,養成精準、細致的操作習慣,真正提高學生動手能力和獨立分析能力,學習運用無機化學知識解決實際問題的方法等等,是無機化學實驗課程改革的前沿問題之一。
一、改變傳統教學方法局限性,提高學生實驗技能
1.合理安排實驗順序,規范操作方法,切實提高學生實驗基本功。無機化學實驗是新生入校后學習的第一門基礎化學實驗課程。由于大多數學生在中學階段很少真正的進入實驗室進行實際操作,學生的水平參差不齊。因此,可以從學生第一次進入實驗室開始,就對其進行常用實驗儀器的介紹和實驗基本操作訓練。可以使學生對無機化學實驗這門課程有循序漸進的了解,又能使他們在實驗的過程中熟練規范操作,真正提高學生的動手能力。教師應該著重培養學生認真的實驗態度,并且要反復強調實驗者應嚴格遵守實驗操作規范。在每個實驗開始之前,教師要親自示范學生容易出現錯誤的操作,講解操作的注意事項和方法要點,先演示后練習,講練結合。操作示范時老師要做到動作熟練、規范、清晰直觀,這將對學生起到正確的引導作用。然后讓學生反復練習,老師在一旁指導糾正。教師還應教育學生養成良好的操作習慣,要求學生在每次完成實驗后及時整理實驗臺,對實驗的廢棄物進行妥善處理,保持實驗室整潔有序。這樣能讓學生養成細致、整潔、精準的操作習慣,具備綠色環保的實驗意識,進而提高學生實驗的綜合能力。
2.精選實驗內容,增加趣味性實驗,提高學生學習興趣。實驗教學,倡導聯系生活的教學策略,目的在于讓學生擁有豐富的直接的經驗。傳統的無機化學實驗教學方式只是讓學生驗證實驗結果與教材內容是否符合,學生只能學到某些機械性的操作,不能獲得一個完整的實驗概念。而且以前的實驗教學模式較為呆板,實驗內容不夠貼近生活實際,學生基本上沒有太大的學習興趣,只是按照教材所給步驟進行機械性的實驗,不能深入的分析總結。為了培養高素質應用型人才,真正提高學生的綜合實驗技能,提高學生的學習興趣,應對實驗教學內容按教學規律、知識層次科學地調整。一方面,考察和檢驗了學生基本知識和基本技能的掌握情況,激發了學生的學習積極性和主動性;另一方面,可以讓學生認識到化學和生活的密切關聯,使他們真正的參與到實驗探究中,合作意識得到增強,學習興趣大大提高。
二、改進實驗教學方法,注重培養學生的各種能力
1.增設開放設計性實驗,培養學生的創新能力。學生在教師指導下,選做一定數量的創新性實驗,進行新實驗項目的開發。這樣的過程使學生通過實驗去發現和研究解決問題的方法。學生在實驗的準備階段要充分查閱文獻,設計合理的實驗方案,進行自主設計探究,教師對方案進行檢查,在檢查無危險后,由學生獨立協作開展實驗。學生根據自己設計的實驗進行操作后就會發現不同的方案可以得出不同的結論。對于學生在實驗中遇到的問題,教師不直接的提出解決方法,而是鼓勵學生自己探索,尋找問題的答案。在實驗完成后,還應要求學生寫出實驗總結與工作體會。創新性實驗項目的開設能充分調動學生的主觀能動性,為學生發展自身創造性提供廣闊的空間,這將顯著提高學生的思維靈活性,激發學生創新能力。
2.鼓勵學生對異常現象進行探索,培養學生觀察思考能力。在實驗課上,要求每一位學生都能集中注意力,仔細觀察實驗現象,特別是要對那些與預期不相同的現象進行更深入地分析。首先,應該重復實驗,驗證該異常現象能否出現重現性。大部分同學通常是因為加錯試劑而導致出現異常現象;而其他可能導致異常現象的原因主要還有,器皿不潔凈、試劑變質或者反應溫度控制不當等。可以通過對照實驗或改變實驗條件找出異常現象的原因,進而使學生認識到每個實驗現象的出現都是有原因的,不要輕易忽略任何一個異常現象。
在實驗過程中出現異常現象是教學的好時機,通常學生會對自己學到的理論知識產生懷疑,如果有正確的引導不僅可以加強他們的觀察能力,而且在思考的過程中可以促進他們對理論知識的認識更加深刻,取得事半功倍的教學效果。
3.建立嚴格的考核方式,培養學生的綜合實踐能力。為滿足新時期教育對實踐動手型人才培養的發展和要求,建立科學合理、客觀公正、綜合有效的實驗考核方式已成為高校基礎實驗教學發展的主要方向。我們可以采用預習報告、課堂操作、實驗報告、實驗考試成績四項相結合的考核方式對學生進行綜合評定。教師應要求學生在實驗前寫好預習報告,其中實驗主要藥品的物理常數,實驗的最佳方案,實驗過程中的注意事項必須由學生親自查閱、總結。預習報告由教師在學生做實驗過程中逐一檢查批閱。這樣既可以幫助學生提前熟悉實驗過程,不至于在實驗時感覺無從下手,又可以促使學生明白細節問題對實驗結果及實驗成敗的重要性。學生的課堂操作直接反映了學生的動手實踐能力和實驗態度。課上每2~4名學生分成一組,選出一人負責收發實驗報告和安全事宜。學生在教師的講解示范后進行獨立操作,教師在指導糾正的過程中能清晰的了解每位同學的掌握情況并給出相應評定。傳統的實驗報告批閱過分地注重實驗數據,并不能真實地反映學生平時的學習情況,甚至會導致有部分學生為了拿高分而肆意編造實驗結果的情況。因此,實驗報告的批閱側重點應放在實驗的每一個環節,如報告書寫、計算過程、問題討論、誤差分析、圖表技巧等等,而且要更注重綜合設計實驗的總結部分。實驗考試包括口試和筆試,口試主要在學生實驗的過程中回答老師提出的問題,另外,在整個實驗課程結束后,還要進行筆試考試以考核學生對學科的整體掌握度。這樣的考核方式能科學有效地對學生進行學習效果評定,引起學生對無機化學實驗的重視,促使學生主動學習和掌握相關技能,從而提高學生的動手能力和實驗基本素質。
綜上所述,通過化學實驗教學內容、教學方法和考核方式的改革,可以提高學生獨立分析和解決問題的能力,培養學生的創新意識,使學生真正掌握實驗理論知識和實驗操作技能,從而達到綜合能力的整體提升。進而體現教育的以人為本的課程教學改革特點,切實提高無機化學實驗的教學質量和效果。為當今社會培養勤于動手、善于創新的高素質人才。
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關鍵詞:無機化學實驗;自主學習;信息選擇;獨立思考
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2016)01-0234-02
在科學技術飛速發展的今天,社會迫切需要具有實踐能力和創新能力的應用性人才,學生由高中到大學存在很多方面的轉變,包括學習方式、思維方式等,而大一的時候是實現這種轉變的關鍵時期.高中時期,學生主要注重知識的積累、理解,側重于理論知識的學習,對于實驗現象的感官認知主要是靠觀察教師的演示性實驗,動手能力相對較弱,理論與實踐的結合比較薄弱.而理論和實踐相結合的地方恰恰是高校的實驗室和實驗教學.化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗是化學理論發展的基礎,是檢驗化學原理的唯一標準,而無機化學實驗是基礎實驗的基礎.《無機化學實驗》是以實驗操作為主的技能課程,它是與理論課《無機化學》相輔相成的,同時也是化工,物化、材料等相關專業的基礎課程,該課程是其他后續理論與實驗課程的基礎和示范,《無機化學實驗》課程的建設,對于化學等專業的發展有著極為重要的基礎作用和實際意義.該課程開設時間在新生大學一年級,對于實現學生思維能力、思維方式的轉變,理論與實踐的結合起到極其重要的作用,該具有自己的培養目標、教學思想、教學內容和方法.課程的目標是:在培養學生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時,努力培養學生的自主學習的能力,進而是學生具備創新意識與創新能力.為了提高學生自主學習與動手能力,我們在無機化學實驗的教學過程中將課程內容分為三個層次:
1.基礎實驗:包括基礎操作和驗證性實驗,其目的是使學生規范地掌握化學實驗的基本操作和基本技能及一些常見儀器的操作,培養學生觀察分析實驗現象的能力,能準確誠實記錄實驗現象與結果,培養學生實際動手能力,邏輯推理能力及解決實際化學問題的實驗思維能力.
2.無機材料的合成:如過氧化鈣的制備,硫酸亞鐵銨的制備等,利用多種方法制備常見的無機材料,通過比較各種方法的優缺點,培養學生的判斷能力與自主思考的能力.
3.綜合實驗:包括實驗方案的設計,優缺點的比較,確定實驗方案,及最后實驗的確定.培養學生獨立思考的能力.
1通過基礎實驗培養學生的動手能力及觀察能力
大學無機化學實驗是在大學一年級的時候開課的,由于多數學生在中學階段缺乏扎實而系統的基礎實驗理論的學習,比如儀器的清洗,學生并不清楚什么樣的污漬應該選用怎么樣的清洗方式,而且對于玻璃儀器洗滌干凈的判斷標準也不是很清楚,因此,在無機化學實驗開課前,應加強學生對基礎知識進行系統學習.而且在實驗過程中,我們發現學生對于理論知識與實際實驗操作之間缺乏一致性,比如,用滴管向試管中滴加液體,理論知識的學習使同學都知道滴加的時候應該垂直、懸空,而且試管中溶液的量不應超過試管容積的二分之一,燒杯等一些玻璃儀器在加熱時不能直接加熱,但在實際的實驗操作過程中,可能由于緊張等原因,并未垂直、懸空,而且有時候現象不明顯的時候學生會不斷滴加液體,使液體的量超過試管容積的二分之一.所以,在實驗過程中除了要培養學生的動手能力、觀察能力,同時還應該加強學生基礎知識的系統學習以及理論與實驗操作的一致性,規范學生的基本操作,嚴格要求學生做到規范操作、藥品用量精確、儀器操作規范,避免由于錯誤操作或不規范操作而造成試劑的浪費.在傳統的實驗教學中,主講教師在教學中對實驗原理、儀器使用方法、具體操作步驟等細節進行詳細講解,而且還要為學生進行實驗示范演示,學生只是按照老師的實驗示范“依葫蘆畫瓢”.如在減壓抽濾的基本操作,實驗老師要講解基本操作并示范:修剪濾紙,使其略小于布式漏斗,但要覆蓋所有的慮孔,并滴加蒸餾水潤濕使濾紙與漏斗連接緊密,過濾完之后,先拔掉抽濾瓶接管,后關抽氣泵;然后學生依照老師的講解進行操作至于為什么要這樣操作也僅限于老師的講解.這樣就會使一些學生不主動思考,也就更談不上尋求創新了,因此學生的思維能力和創新能力得不到培養.為了改變這一狀態,在實驗過程中教師應加強引導,鼓勵學生勇于創新、勇于探索、不怕失敗,發揮學生的主觀能動性,培養他們善于從失敗中吸取教訓,歸納提煉出新思路的能力.實踐也充分證實了只有在實驗教學中注重發揮教師的主導作用和學生的主體意識,才能調動學生學習的積極性、主動性,從而提升學生綜合素質,包括實驗過程中實驗臺面的整潔程度、時間的統籌安排.
2通過簡單無機材料的合成培養學生信息收集的能力
所謂信息收集就是學生觀察記錄社會顯性現象的過程,是科學繪圖、信息分析的前提條件.在社會活動中,每個人都是生活的參與者,具備良好的信息收集能力,有助于學生更好地認知社會、適應社會.在無機化學實驗中,學生需要收集的信息主要是各種操作所帶來的實驗改變.提升學生的信息收集能力主要體現在“三理解一掌握”,即讓學生理解為什么收集信息,收集什么樣的信息,明白收集的信息是否有效,掌握規范的信息記錄方法.其中,“三理解”相對容易理解,需要強調的是“一掌握”.眾所周知,數據是信息的符號載體,其可以是數字、文字、圖像等表達形式.因每個人的認知水平及習慣上的差異,要想讓別人了解數據所承載的信息,收集者就必須將收集到的信息轉化為人們能夠讀懂的數據,并對數據背景進行相應地解讀,即掌握規范的信息記錄方法.對于無機化學實驗,信息主要是以表格的形式記錄,雖然表格對于大多數大學生都不陌生,但真正掌握其中要點的還是少數.一個完整的表格應該包含以下幾部分內容:表格標題、邊框、表頭、行標題、列標題、數據項等,其中表格標題不能忽略,同時為了方便上下文引用,應在標題前注明表格編號;表格邊框應采用實線表示,如果是三線式表格,標題行必須加邊框;表格表頭應根據實際需要選擇合適的形式;表格行標題及列標題要歸類清晰,有單位的物理量必須注明相應的單位.此外,如有必要,還需要注明數據收集的環境參數,比如室溫、大氣壓等.總之,在化學實驗教學中通過“三理解一掌握”等情況的落實,切實提升學生的信息收集能力.同時,為了拓展學生的知識面,在實驗理論知識的學習過程中,教師應當適當的向學生講述文獻資料查閱的方法,增強學生收集材料的能力,有利于后續綜合設計型實驗及本科畢業論文的進行.
3通過綜合實驗培養學生自主學習與獨立思考的能力
針對無機實驗部分,驗證性實驗較多,實驗藥品的加入量、加入順序、每一步會產生什么樣的現象教材上都有明確的說明,實驗的目的主要是為了規范學生的基本操作和提升其觀察、記錄實驗現象的能力,進而對課本知識進行驗證,學生自己主動動腦思考的機會較少,應多開展綜合性實驗.首先,實驗研究項目的選擇是關鍵,選題原則是與實驗內容有關但難度略高于學生現有水平,即為學生設置適當高度的臺階通過努力就能邁過,這能激發學生的挑戰性.然后,教師的指導作用有幾方面:指導學生如何查閱資料;指導學習如何分析資料,找出能為自己所用的有用資料;指導學生如何分析與篩選資料.最后,指導學生撰寫實驗方案,并按優化的實驗方案進行實驗.現行的無機化學驗教材中,內容多為服務于理論教學而設.而自主創新型實驗則能很好地彌補這種缺陷,使學生逐步發展為能夠自覺思考,主動發現問題,進而尋求方法解決問題,成為真正具有創新能力的適應社會需求的人才.學校可以設立開放實驗室,鼓勵學生自主選題并擬定實驗內容,再將內容交由教師審定并給出指導意見,在學生獨立操作的前提下,于實驗過程中給予適當的輔導和幫助,最大程度上培養學生的自主意識和創新精神.鼓勵學生參與教師的在研科研項目也是一個培養創新型人才的有效方法.課堂實驗以經典和驗證性的實驗培養學生的動手能力和觀察、記錄現象的能力.通過讓學有余力的學生在課余時間參加在研項目,可以讓他們了解本學科最新的研究方向和研究方法,促進學生創新性思維的養成.
4在實驗過程推行微型化實驗的進行
無機化學實驗對儀器設備的要求非常低,但在實驗過程中需要大量的化學試劑,特別是一些性質實驗,如:離子的鑒定與分離,如果使用不當會造成較為嚴重的環境污染,因此,除了在實驗過程中要培養學生的動手能力及觀察能力、信息收集的能力、自主學習與獨立思考的能力,還應培養學生把綠色化學的觀點貫穿在實驗的整個過程中,一方面可以節約藥品,降低實驗成本,另一方面可以減少污染,保護大家的身體健康.為了既可以明顯的觀察到實驗現象,又可以減少對環境的污染,在實驗過程中,除了妥善處理廢氣、廢液,也應該推行微型化實驗,比如在離子的分離與鑒定的實驗中,最初用到的是試管,藥品的用量較多,實驗后期的要處理的廢液也比較多,如果處理不好會造成重金屬離子污染,后來改用井穴板,根據沉淀的顏色選用不同顏色的井穴板,既可以明顯的看到實驗現象,又可以減少藥品的用量,減少對于環境的污染.在實驗過程中除了,培養學生的觀察能力、動手能力、信息收集能力以及培養學生環境保護的意識,為了更好的培養學生獨立思考的能力,在每次實驗結束的時候,最好應該給學生留出一些時間,讓學生對實驗過程中的一些環節、現象進行思考,與老師探討一些自己解決不了的問題,同時還可以將自己在實驗過程中的經驗與教訓進行總結,與同學分享,通過這種方式逐漸提高學生分析問題、解決問題的能力.在無機化學實驗培養學生獨立思考與創新能力的同時,我們也應該繼續關注大學化學實驗的改革,不再將化學實驗明確的分為無機實驗、有機實驗、分析及物理化學實驗,而是按照實驗的難以程度及對儀器的依賴程度,將實驗分為基礎實驗、綜合實驗、設計實驗等,在基礎實驗中主要是基本知識的學習、一些簡單儀器的使用,如天平、烘箱以及一些蒸餾裝置的搭建等,鍛煉學生的動手能力、觀察能力.這樣避免像酸堿滴定此類的實驗重復開展.
5結語
總之,雖然無機化學實驗作為一門與中學化學教學密切聯系的基礎課程,但是在無機化學實驗的教學過程中,通過對基礎知識的系統學習、實驗內容的調整,實現對學生動手能力、自主學習能力和創新能力的培養是有可能的也是非常必要的,同時也應該培養學生的環保意識。
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關鍵詞:無機化學實驗;多樣化;考核方法
目前,我國高等教育處于從精英化教育到大眾化教育的轉型期,我國高校的學生群體從數量和質量方面都有較大的轉變,因此高校急需改革教育現狀以適應當今的教學需要[1]。其中,教學考核方法和評價機制對學生的學習起著主要的引導作用。高校傳統教學往往采取“一考定終身”的考核方法,此種考核方法已不能適應當今的教學需求[2]。因此,高校教學急需建立一種科學的評價體系,以促進學生全面發展。實驗教學是高校教學的重要組成部分,有利于加深學生對相應學科基本理論的理解和認識[3]。無機化學實驗課程是化學專業學生的一門必修課程,該課程要求學生掌握基本的化學實驗技能,培養學生的動手能力、思考能力和良好的科學素養[4]。此門課程通常是在學期末組織學生進行統一的筆試或操作考試以檢驗學生的學習效果。此種考核方法使學生養成了“被動學習”“死記硬背”和“考試突擊”等弊病,不利于學生科學思維和創新能力的發展[5]。對此,筆者所在的教研室積極開展教學改革,針對無機化學實驗課程的特點,轉變教學方法以適應當前學生群體的需要,探討建立多樣化的考核方法和評價機制以適應現代無機化學實驗教學的需要,具體措施如下。
一、預習記錄評分制
課前預習是無機化學實驗課程非常重要的一個環節,有助于學生更好地理解實驗內容,是學生順利完成實驗的保證。雖然教師反復強調預習的重要性,但仍有部分學生僅把預習當作不得不完成的任務,在預習記錄上照搬課本內容,或照抄同學的預習記錄[6]。造成這種現象的主要原因一方面是學生對課前預習的重視程度不夠,另一方面是教師對學生預習情況的監管力度不夠。本教研室在教學過程中嚴格要求學生預習記錄的書寫格式,規定預習記錄的框架內容,在課前認真檢查學生的預習記錄,并根據學生的具體情況給予評價,將其納入成績考核的一部分,以此督促學生認真預習所要完成的實驗內容。
二、課堂提問評分制和課題討論評分制
課堂提問評價的作用主要包括兩方面:一是用于進一步檢查學生的預習情況。有的學生書寫實驗記錄只是為了應付教師的檢查,并沒有對實驗內容進行仔細分析,對實驗及相關知識的了解停留在表面。因此,教師在課堂中針對預習內容進行隨機提問,可進一步檢查學生的預習情況;二是用于檢查學生對以往所學知識的掌握情況。無機化學實驗操作的各項基本操作技能貫穿于整個實驗課教學中,教師應時時提醒學生掌握正確的操作規范,提醒學生及時回顧所學內容[7]。教師在提問過程中,應及時記錄學生的回答情況,并在課后進行整理,給予評價,納入成績考核。在教學中,教師可將學生分成幾個討論小組,抽取相應教學內容讓學生進行討論,并選派小組代表闡述討論結果。教師應認真聆聽每位小組代表的討論總結,并對學生的討論結果進行有針對性的提問,引導學生加深對所學內容的理解。對于較為復雜的實驗內容,教師可引導學生分組進行課前討論,并書寫討論報告,要求在討論報告中詳細闡述對所要進行的實驗的理解、困惑和思考過程。教師依據小組口頭討論總結和討論報告對各小組給予評價,并納入成績考核。
三、學生實驗操作實時評價
在過去的實驗課教學中,雖然學校也是根據20名學生配備1名教師的原則進行授課教師的安排,但受實驗場地和學生上課時間等因素的限制,無法實現小班上課。通常一次課上的60名學生由3名教師統一負責,這就造成了教師工作過程中的權責分配不明確。本教研室在無機化學實驗課程教學中,采取教師責任制,每20名學生指定一個教師負責,在學生的實驗操作過程中進行跟蹤評價,依據學生的課堂操作情況進行打分。這就避免了學生在操作過程中的“等、幫、靠”的思想,不僅充分調動了學生的學習積極性,還能將學生的課堂操作情況納入成績考核。
四、實驗報告評分制
無機化學實驗報告是學生對課上操作情況和所觀察到的實驗現象進行整理后所完成的書面報告,是學生在科學實踐后對理論知識的再認識。實驗報告的寫作能進一步反應學生對實驗內容的思考和理論知識的掌握情況。以往的教學缺乏實驗報告評價依據,教師只是對實驗報告給予簡單的評價,使學生對于實驗報告的書寫重視不夠。本次無機化學實驗教學改革制定了實驗報告的評價依據,要求學生在書寫實驗報告的過程中要遵守以下三項原則:①實事求是,具有科學性。②層次分明,具有邏輯性。③詳略得當,具有可讀性。同時也對每一份實驗報告的采分點進行了詳細說明。使教師在評判實驗報告時有章可循,學生在書寫時也能抓住重點,掌握實驗報告書寫規則。同時要求教師認真按照評價依據對學生的實驗報告給予評價,并將評價結果作為期末成績考核的一部分。
五、期末進行統一實驗操作考試,實時評價學生操作情況
為了讓學生整體回顧和掌握一學期所學的知識,期末仍組織統一的操作考試,且期末考試成績在整個考核體系中占有一定比重。實驗操作題目由教研室負責無機化學實驗教學的教師根據該學期教學內容統一制定,建立操作考試題庫,在操作考試過程中,操作題目由學生任意抽取、獨立操作,教師全程監督。以此促使學生對所有內容進行全面復習,避免部分學生存在僥幸心理。此外,制定科學的評分標準,教師在監考過程中嚴格按照評分標準對學生的實際操作情況進行評價。綜上所述,無機化學實驗課程評分比例如下。①預習報告(10%,10分)。②課堂提問(10%,10分)。③課堂實驗操作跟蹤(30%,30分)。④實驗報告(10%,10分)。⑤期末實驗操作考試(40%,40分)。
六、結語
無機化學實驗是一門培養學生實驗操作技能的學科,在教授過程中教師應針對學生的具體情況,積極進行教學改革。本教研室在無機化學實驗課程的教學中采取多樣化考核方法對學生進行總體評價,收效頗豐。通過采用預習記錄評分制、課堂提問評分制和課題討論評分制、學生實驗操作實時評價、實驗報告評分制和期末統一進行實驗操作考試等方法,不僅增強了學生的自主預習意識,也有效鍛煉了學生的實踐能力、思維能力和科學素養,最終達到了提高教學質量及學生綜合素質的目的,為創新型人才和精英人才的培養奠定了基礎。
作者:王麗輝 白鎖柱 徐玲 段莉梅 單位:內蒙古民族大學化學化工學院
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1.1強化基本操作的訓練
開設無機化學實驗最重要的一個目的就是培養學生基本的實驗操作和實驗技能,使他們打下扎實的實驗基本功和標準化的實驗操作技能,為以后專業實驗課的學習、大綜合實驗和設計實驗乃至走向社會工作打下堅實的基礎。因此,必須加強基礎訓練。另外,由于中學開設實驗課的情況和條件差異較大,大多數學生是在“聽”和“看”的情況下了解實驗,自己沒有親手做實驗的經驗。因此,在大一無機化學實驗的教學中,可以按照教學大綱的要求并根據學生的具體情況對教學內容作適當整合。對大一學生進行基本操作和技能的訓練,可以包括基本儀器的使用(如酒精燈、電子天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等)和基本操作技能的訓練(如溶液的配制、過濾、沉淀分離、蒸發、干燥、重結晶等)[1]。為了使學生掌握正確的實驗基本操作,教師可以采取邊示范邊講解的教學方式。以減壓過濾為例,邊演示邊講解的時候強調以下幾點:(1)濾紙尺寸應略小于布氏漏斗內徑并全部蓋住漏斗的孔為宜;(2)先將布氏漏斗內的濾紙潤濕再開真空泵;(3)過濾后,先拔吸濾瓶的膠管再關閉真空泵;(4)禁止用手取出沉淀和濾紙;(5)瓶內的濾液應從瓶口倒出,而不能從側口倒出[2]。在學生自主練習操作一段時間后,隨機找一位學生演示一遍該實驗操作,再請其他學生進行點評,教師從旁協助指正加以總結。通過該階段的實驗訓練,使學生掌握正確的操作技能并逐步提高。
1.2精選驗證性實驗
一直以來,無機化學實驗幾乎都是以驗證性實驗為主,并且重復內容較多,對于此類實驗尤其是元素部分的實驗,學生做完交差心里嚴重,有些同學只負責找試劑、藥品,另外的同學負責滴加試劑,記錄實驗現象。使得學生的實驗興趣難以激發,積極性難以調動,不利于其思維和創造能力等綜合素質的提高,學生往往知其然而不知其所以然。因此,精選驗證性實驗很重要。精選的驗證性實驗重點包括化學原理、常數測定以及部分重點元素化合物性質等系列實驗。這部分實驗要求學生必須做好提前預習,禁止“抄書”,鼓勵學生將實驗步驟設計成實驗流程圖,一目了然。并且通過查閱書籍清楚實驗的相關原理以及實驗現象。教師在講解時要注意將學生所學的相關理論知識和實驗內容相結合,對于有些可以通過小的改進使得現象更加明顯的驗證性實驗,教師可以采用啟發式教學,來調動學生的好奇心從而提高學生對實驗的積極性。
1.3增加綜合性實驗
開設綜合性實驗不僅可以扎實學生的基本實驗技能,提高學生綜合運用所學無機化學理論知識的能力,還可以通過實驗中出現的實際問題來訓練學生解決問題的能力。綜合性實驗一般涉及到無機化合物的制備、組分含量的測定、數據處理、撰寫實驗報告等過程,其中制備過程涉及到加熱、攪拌、溶解、沉淀、分離、過濾、蒸發、干燥、結晶等操作的夯實練習;組分含量的測定涉及到滴定分析、比色法等分析方法的綜合運用。該類型實驗要求學生:(1)能夠運用已學的理論知識明確實驗原理;(2)通過實驗熟練正確的基本操作;(3)能夠自主解決實驗中出現的問題;(4)學會正確分析和處理實驗數據,得出實驗結論。該類型實驗,教師的主要作用是啟發和指導。
1.4開設設計性實驗
設計性實驗不但可以激發學生的學習興趣,重要的是可以培養學生獨立運用所學知識及技能分析和解決問題的能力以及提高他們的創新能力。首先,教師根據教學要求并結合實驗室現有的實驗條件給出設計性實驗的題目;然后3~5名學生組成實驗小組運用已掌握的知識和技能自主查閱資料、討論并擬定實驗方案、具體實驗步驟、所用試劑和儀器,以小組為單位給出每組最終的設計方案;此后,教師對該方案進行審核和給出修正意見;最后在安排的時間內完成該設計實驗,包括化合物的制備、組分(含量)分析、數據記錄與處理、實驗結果討論等內容。對于教師給出的設計性實驗,教師自身必須清楚實驗過程中可能遇到的問題和解決方法,并在實驗過程中隨時與學生進行討論,起到的是一個監督和指導的作用。通過該部分的訓練,即學生為主體獨立完成實驗,教師為輔助的教學模式,學生的成就感極大的提升,學習的主動性得以充分的調動,極大程度上提高了學生的實踐能力和創新能力。另外通過小組實驗的形式有利于提高學生的交流能力、加強團隊合作意識。
2改革傳統實驗教學為多元化教學
無機化學實驗大多采取“先講后做”的教學模式[3],這種教學模式使得學生在實驗之前就清楚實驗過程中出現的問題、問題的解決方法,容易讓學生產生依賴心理,不去思考實驗過程中為什么會出現這種問題,如何能夠解決問題,從而阻礙了學生分析解決問題的能力和創新思維的培養。現今,無機化學的教學多數采取多媒體和板書相結合的方式,效果顯著。無機化學實驗也可采取類似的多元化教學方式,將多媒體和板書以及實驗演示有機結合[3],使化學實驗由抽象變形象、由復雜變具體,有利于學生理解和掌握,從而激發學生的實驗興趣。另外,污染嚴重、對人身體有毒性、在實驗室不宜進行的合成、驗證性實驗可以錄制下來制成多媒體課件,向學生播放,使他們對該實驗的操作步驟、現象以及污染程度等方面知識有形象化的理解和記憶[4]。例如,有關汞和鉛相應化合物的性質實驗就可采取這種教學方法,這樣既能避免有毒有害物質對人和環境的危害,同時又保證了理論知識的系統性。這種多元化的教學方式,使枯燥的教學過程變得生動,能夠充分調動學生的好奇心和積極性,從而提升自主學習的主動性,逐步完成從“要我學”到“我要學”的轉變。
3建立合理的實驗考核機制
很多院校,無機化學實驗的考核主要根據學生的實驗報告給成績,缺乏全面性、合理性。同時也導致學生不重視實驗課,不認真做實驗,認為實驗報告寫的好就可以取得好成績,甚至抄襲他人的實驗報告,這完全達不到開設實驗課的目的。因此,實驗教學考核必須加以調整。實際上實驗考核應該全方位、客觀、合理的對學生做出評價,應該從學生對實驗的預習、實驗操作、綜合實驗技能、實驗習慣以及實驗報告等多方面進行考核。建議將學生的實驗成績分成平時成績和期末成績兩大部分,各占70%和30%。平時成績從實驗預習,實驗操作,實驗習慣以及實驗報告四個方面考核。例如,通過實驗開始前的隨機提問來檢查實驗預習情況,并直接給出分數,以此來調動學生課前預習的積極性和主動性,提高預習效果。實驗過程中,教師給出學生指導的同時觀察學生對新技能的掌握情況或是否得到重要的實驗現象,遇到的問題是否能獨立解決,是否隨時做實驗記錄等,考察學生的動手能力和實驗操作能力。教師要在實驗當場打分。另外,實驗過程中教師要檢查學生實驗臺面的整齊,實驗儀器位置的擺放,實驗后儀器的清洗和管理。最后,通過實驗報告考查學生對實驗結果的數據處理和分析,以及表達和撰文能力[5]。因此,每個實驗成績(100分)=實驗預習(10分)+實驗操作(40分)+實驗習慣(10分)+實驗報告(40分),學生的平時成績=所有實驗成績的平均成績×70%。期末考核有筆試考核和現場實際操作考核,筆試考核命題側重無機化合物的制備原理和方法;物理常數的測定原理和方法;元素化合物基本性質、反應現象和反應方程式。現場操作考核側重考察學生的實際操作技能。例如,以草酸亞鐵的制備來進行操作考核,4人一組,實驗時長30min,事先準備好實驗操作步驟和操作失誤扣分細則表(表1)。通過該考核方式的改革,實驗成績的評定更為公平合理,避免學生產生心理誤區,學生會認真、重視無機化學實驗,從而提高實驗教學質量。
4小結
【關鍵詞】高職高專 應用化工專業 實踐性教學 教學改革
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)07C-0153-02
無機化學實驗是高職高專應用化工技術專業新生入學后接觸到的第一門實踐性課程,為應用化工技術專業后續實踐課程奠定基礎的重要課程。目前高職高專使用的實驗教材仍存在以下一些問題:一是普遍性較高,無針對性。凡是與化學有關的專業如工業分析、冶煉、化工、藥學、生物等都適用。雖然在一定程度上使學生能掌握化學實驗的基本操作技能,提高學生對知識的運用,但實驗內容跟后續的實踐課程缺乏緊密的連貫性。二是實驗類型單一。實驗過程過度依賴教材機械性操作,缺少充分想象環節,實驗過程一般都是老師根據實驗內容給學生講解一遍后就由學生參照教材步驟按部就班的操作。雖然實驗過程能在一定程度上培養學生的觀察能力和操作技能,但卻忽略了化學實驗所包含的科學性、思想性、探究性和發展性的功能,達不到真正意義的實驗目的。因此,要使實驗實踐達到預期的目標,實驗過程的開設就必須對應用化工技術專業所有專業課程進行探討和研究,仔細分析無機化學實驗與后續實踐課程的之間關聯環節,充分利用有限的實踐課時,提高實踐教學效率。為了適應高職高專應用化工專業教育的發展需要,本文以培養本專業人才目的為背景,結合筆者多年來自身實踐教學經驗及未來的發展形勢,從實驗內容、實驗教學方法和手段以及培養目標等幾個方面來思考應用化工專業無機化學實驗課程改革的措施和辦法。
一、優化實驗項目的內容
優化的目的是提高教學效率,強化實踐環節。一是堅持“必需”原則來開設實驗項目。化工類專業很多,傳統的無機化學實驗課程是針對化工類所有專業開設的。而無機化學實驗實踐課程一般為一至兩周,如何在有限的課時內不僅達到使學生掌握基本操作技能,培養學生創新能力和開發學生潛力,而且又要保證實驗項目的開設跟后續實踐有所關聯的教學目的。因此,優化實驗內容首先考慮哪些實驗是“必須”開設的,刪減那些與未來本專業其他課程無關或者關聯很少的實驗項目,增加一些與其他課程有連貫性的實驗項目,對實驗課程教學方案進行優化設計,以達到實驗教學方法的最優化。二是堅持“可實行”原則來遴選實驗項目。實驗項目必須根據本校所提供實驗設備和條件來設定,根據實驗條件對實驗課程進行優化整合。確保學生在實踐過程中能夠掌握相關的理論知識和實踐知識,又能使教學資源利用率最大化。
二、增大設計性、綜合性實驗的比例
無機化學實驗的教學過程中雖然通過驗證性實驗培養學生的觀察能力和操作技能,但學生通過驗證性實驗所學到知識是被動的,思維往往被教師課堂上所講的東西束縛,因為驗證性實驗整個實驗原理、藥品和儀器的使用,以及實驗過程中出現的問題和注意事項都是由教師詳細講解。而設計性、綜合性實驗則是學生根據教師提供的實驗任務,通過查閱相關的文獻,收集各種相關知識根據現有的實驗條件和實驗要求,自行設計出合理是實驗方案,準備實驗儀器和藥品,撰寫實驗報告,整個實驗過程基本都是學生獨立完成的。教師在設計性、綜合性實驗中只對學生做一些輔助工作比如對實驗方案審閱,幫助學生分析出現問題并原因,提出相應對策。通過設計性、綜合性實驗使學生擺脫對實驗講義的依賴,培養自主研究、分析、解決問題的意識,對于提高學生分析問題和解決問題的能力、學生綜合素質方面的提高具有重要的作用。增大設計性、綜合性實驗的比例不僅能使學生掌握一定的操作技能知識上,進一步加強了他們的動手能力和實際應用能力。從而達到學生培養創新意識和創新精神,提高創新能力的目的。
三、多媒體輔助教學
隨著科學技術的發展,電化教學的引入使教師的教學方法和手段得以完善,教師利用多媒體技術對文本、圖像、聲音、視頻、動畫等多種素材結合起來編輯出來的課件進行實踐性教學,使整個教學過程更加圖文并茂、有聲有色。在無機化學實驗教學過程引入多媒體輔助教學的優勢可從以下方面體現出來:第一,很形象地模擬出整個實驗過程,更利于提高學生的觀察能力。比起教師在課堂上的演示,投影視頻對實驗過程的擴大化更能方便學生觀察,更能集中學生注意力和激發學習興趣,提高學生學習效率。第二,更能有效地對學生進行安全教育。在實驗過程中可能出現危險性操作和某些注意事項,教師不能做演示,只能通過在實驗前反復強調來加強學生的安全意識。舉一個簡單的例子,比如濃硫酸的稀釋操作,為什么只能濃硫酸倒入水中稀釋而不能反過來操作?反過來操作后果會怎樣?會出現什么危險?通過利用多媒體動作制作來演示反過來操作出現危險后果整個模擬過程,更能讓學生理解和認知水倒入濃硫酸中的危險性和危害性,從而增強學生安全操作意識。第三,能提高教學過程的教學效率。教師在講解一個復雜或反應時間長的驗證性實驗中,那些比較抽象理論知識用語言形式來描述的教學方式對空間思維較差的學生很難接受和理解。另外,反應時間長的實驗由于實踐課時的限制,做一個演示實驗室不現實的;利用多媒體進行模擬仿真教學讓學生在短時間內通過視覺和聽覺來感受和認知整個實驗過程,讓學生更容易接受和理解實驗過程中抽象的知識,從而提高學習效率。科學實驗已經證實:人類通過聽覺獲取信息只有11%,而通過視覺獲取信息則高達83%。由此可見利用多媒體對于提高教學效率是很有幫助的。
四、加強環保教育、增強學生環保意識
環境問題是當今人類面臨的三大問題之一,保護人類的生存環境已成為人們的共同呼聲。環境的污染、治理和保護已列入我國的基本國策。在環境污染中很多情況下是由化學污染造成的,化學污染主要來源于以下方面:一是實驗室在實驗過程中產生的廢氣以及實驗結束后的液體、固體廢棄物;二是化工生產及冶金行業的廢氣、廢液、廢渣;三是城市垃圾中比如廢舊電池、熒光燈等物質;四是礦山選廠的廢液。這些物質的排放和處理將對環境產生負面影響。作為向化工生產部門培養第一線技術應用型人才高職高專應用化工技術專業,加強環保教育、增強學生環保意識是整個實踐教學中很重要的一部分。在教學過程中首先讓學生充分認識化學與環境的關系,從工廠“三廢”的排放、城市垃圾、日常生活用品、實驗室藥品和廢液等各方面分析了解造成污染的原因,來增強學生的環境憂患意識。其次培養學生在實驗過程中通過節約使用藥品,利用最少藥品達到減少廢棄物的良好習慣,引導學生正確處理實驗完畢后的廢棄物,使學生形成自覺保護環境的意識。
五、培養學生創新能力和科研能力
高職教育自創辦以來,一直以培養高素質技能型人才為宗旨,以服務區域經濟發展為目標。隨著社會的飛速發展,生產設備和工藝不斷更新,高職高專培養的學生畢業后將會或多或少地接觸新型儀器設備的使用和參與到新的工藝流程改良活動中,這就要求他們必須具有一定的分析問題和解決問題以及創新的能力;高職教育既然肩負著培養高素質高級技能型專門人才的重要使命,培養培養學生創新和科研能力也就變得很重要。教師在傳授學生基本技能和操作技能過程中,應該適當培養學生的創造和創新能力;培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。在開設無機化學實驗課程中一至兩個由教師給出課題讓學生自主通過查閱文獻,收集相關的知識和材料并結合已學過的知識獨立對某個實驗的實驗條件或實驗方法進行改良,設計出可行的實驗過程;并通過實踐總結出最佳實驗條件。以培養學生如何把在課堂上所學習的知識運用于實踐,并在實踐中學會分析問題和解決問題的能力,為學生畢業時畢業論文的撰寫以及畢業后迅速適應崗位打下扎實的基礎。
六、實行無機化學實驗考核評價機制
實驗考核總成績由三部分組成即平時考核占40%、期末考核占60%和實驗報告占20%相結合來進行的辦法。實驗考核目的使教師能全面了解學生的操作熟練程度、基本知識和關鍵知識的掌握程度。對實驗考核評價除了看實驗結果外,還應該從實驗素養、操作能力、實驗過程、儀器使用、問題處理能力、環保意識等各方面進行統一的評價方法,使考核成績能全面反映學生整體綜合素質。
總之,高等職業教育目標是培養以適應區域經濟社會發展需要,結構合理的高素質技能型專門人才。因此每個專業必須根據自身專業的特點準確把握定位和發展方向,才能培養出適應生產、社會、服務第一線需要的全面發展的高等技術應用性專門人才。
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【基金項目】新世紀廣西高等教育教學改革工程項目課題(2012JGA403)
【關鍵詞】 教學內容; 無機化學; 改革
隨著社會對人才培養目標現代化、社會化的要求,社會對人才類型的需要已由“專才”型向“全才”型轉化,而學生所學知識的知識面已大大拓寬;學科的發展和知識的豐富,無機化學課程的教學內容也越來越多,書越編越厚,然而無機化學的教學時間又大幅度減少,難以完成原有的教學內容,所以無機化學課程中存在許多需要解決的問題。例如理論部分的論述比較完整,但利用無機化學的實踐活動操作比較困難;元素部分的內容比較瑣碎,教師在講授時困難較大,教學內容繁多,學生接受起來比較困難。
本著培養基礎扎實、知識面寬、動手能力強、素質高人才的目標要求, 適當減少基礎課學時, 增加專業實踐和新知識介紹是必要的。如何充分利用有限的教學時間,不大幅度地減少教學內容,使學生盡可能多的學習、掌握基礎知識是擺在我們教師面前的一項重要課題。這就要求我們從課程改革中挖潛,從課程內容整合中獲得。
1 優化課程教學內容
教學內容的改革是無機化學教學改革的核心。改革與優化教學內容表現為, 剔除那些與中學教學內容重復、陳舊過時或與中學化學教學聯系極少的教學內容, 對經典的無機化學教學內容進行優化,適當補充化學前沿知識[1]。
1.1 課本內容與課外知識有機結合[2]課本上的理論與具體的科技研究成果介紹相結合,既有利于避免教師教學內容的枯燥無味、空洞抽象,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能激發學生學習的興趣和積極性。這就要求我們教師在教學過程中相應地引入一些化學史、化學重要發現的介紹。例如諾貝爾化學獎中無機化學方面的成就包括了英國化學家W.Ramsay 對空氣中稀有氣體元素的發現、法國化學家H.Moissan發明氟元素分析法、瑞士化學家維爾納創立配位學說等。另外,教師還可以將日常生活中與人類息息相關的一些無機化學知識引入到教學當中,例如溫室效應、酸雨、臭氧空洞、微量元素與人體健康等。為適應知識經濟的特點,教師還可以將無機化學的前沿領域知識如納米技術、金屬有機化合物等滲入到基礎教學之中。這些課外知識穿插于教師的授課過程中,既能活躍課堂氣氛,也有助于學生對知識的理解和記憶。教師可在講授配位化合物的知識時延伸出與配位化學聯系密切的人體微量元素與健康、抗癌藥物順鉑的發現歷程;在沉淀反應中介紹腎結石形成的化學原理;在電化學中介紹燃料電池、電解制氫等新型能源技術;在鹵族元素的學習中,介紹感光材料、阻燃材料等的應用。
1.2 改革教材內容, 優化課程結構
1.2.1 著眼課程群建設,調整課程體系為了達到人才培養的目標,我們不僅注重課程教學內容的改革,還更注重課程體系的建設。我們在本課程建設過程中,始終注意與其它課程的協作配合,以逐步形成一個相對獨立統一的課程群模塊。該模塊包括如下課程:基礎化學原理、無機化學實驗、分析化學、物理化學。這四門課程共同瞄準無機化學這一主修課程在系統中的基礎作用及優化這個目標,統一調整教學內容,精簡學時,各自側重完成分工的局部教學任務。基礎化學原理課程使學生掌握基本的化學知識,無機化學實驗部分讓同學們了解化學實驗的分析和簡單設計;分析與物化課程使學生掌握化學的深層次內容,更大程度上學習化學理論。
1.2.2 運用現代觀念,優化課程內容,實現教學內容的現代化課程內容的優化,一是要選擇知識,再者一定要加強重點內容的提煉,明確知識點,抓住課程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知識、新方法、新技術。基礎課調整的重點是增加新知識,專業課調整的重點是增加新技術。同時妥善處理好經典內容和現代化內容的關系,做到二者的和諧統一,同時壓縮那些起點低、簡單重復和陳舊老化的內容,使增加的教學內容與高新技術接軌[3]。
1.3 突出課程教學的重要性
1.3.1 課程教學突出基礎性、前沿性、時代性通過對現在與過去、國內與國外化學類學生培養目標,中、外無機化學教材內容對比分析、學科發展現狀復習及發展趨勢預測,在正確處理繼承與發展關系的基礎上,修訂教學目標及教學大綱,結合省級精品申報和高教研究中心批準的“十一五”教研課題,更新理論課和實驗課教學內容,探索、實施新的教學方法。課程內容在強調基本知識、基礎理論和基本技能的同時,也適當介紹重要進展。
1.3.2 課程教學突出新知識、新概念和新技術在教學內容改革方面,除了堅持無機化學傳統的基本知識、基本理論傳授,堅持無機化學內容需要不斷更新的原則,加強專業知識與科學方法論相結合,把二十一世紀化學類及相關專業的學生在無機化學學科應具有的基礎理論和最優化知識作為精品課程的內容依據,著重處理好無機化學基礎理論與無機化學前沿的新概念、新技術和新方法(如綠色化學、微波化學等)的關系,吸收無機化學發展的新知識,強化無機化學的知識結構,使教學內容不斷豐富、不斷完善;能夠使學生高效率地掌握無機化學的精髓,并將其轉化為創新能力。
1.3.3 課程教學中必須加強創造能力的培養如何在無機化學教學中加強創新能力的培養,我們在課程設置時就注重學生對社會的適應性,將培養學生創新精神和實踐能力擺到突出地位。為了加強創新意識的培養,安排每個學期至少一個“研究性課題”;為了提高解決實際問題的能力,在教學內容的選擇上更加貼近生活實際和生產實際,安排了“課程實習作業”,為培養創新意識和實踐能力提供了重要方式和途徑。
2 元素化學部分教學的改進
元素化學部分內容繁多難學,為此我們對元素化學每章內容,重點抓住原子結構與族通性的關系,引導學生通過原子結構和分子結構的原理來理解元素及其化合物的化學性質,概括歸納元素性質的變化規律性,從而突出化學的基本原理在元素化學學習上的指導作用。從學生反饋回來的教學質量調查證明,這有利于學生加深對元素及其化合物性質的理解和掌握。而對于元素及其化合物的存在方式、制備、用途等,則著重于學生的自學,讓學生查找有關的資料來認識有關化合物的最新用途或制備方法,然后讓學生撰寫有關這方面的總結文章或論文,這樣一方面增強了學生的自學能力,另一方面讓學生知道了最新的一些化合物的研究動向。這樣的教學模式調動了學生學習的自覺性,深受學生的歡迎。
無機元素化學教學難點的解決辦法是:①元素部分以元素周期表為主線[4], 深入地討論主族元素及重要化合物的結構、物理性質、穩定性、氧化還原性、物質的制備及用途。以物質結構原理和熱力學原理為基本點,從微觀和宏觀的角度去學習、討論和研究無機化學的問題,注重規律性的討論和總結,從而突出無機化學基本原理在元素無機化學學習中的應用和指導作用,加深學生對無機物性質及反應性規律的理解及對無機化學基本原理的掌握,改變元素化學在學生心目中內容繁多的印象。②以性質為中心講好重點元素。由于同族元素性質相似,所以在講授每族元素通性之后,對族內的重點元素必須較為系統地講解,以便學生對族內其它元素的學習起到觸類旁通、舉一反三的作用。③密切聯系實際。元素化學很多內容與工農業生產、日常生活,特別是中學化學教學關系十分密切。在教學中主動聯系實際問題,教學就會更加深入、生動活潑,學生學習就不至于感到枯燥無味,反而對學習產生濃厚興趣。④善于比較差異,歸納總結規律。元素化學內容多,知識零散,學生總感到難掌握,不易記憶。在教學中充分利用對比的方法可以加深學生對問題的理解,采用歸納總結規律的方法使學生學的知識系統化,這兩點都有利于學生記憶。⑤利用現代教學手段,加強教學效果。計算機輔助教學代表現代教育技術的特征,能幫助或替代教師傳遞信息,突出教學的重點和難點,增大課堂容量,能激發學生學習興趣,有強烈的感染力和豐富的表現力,其優勢是傳統教學方法無法比擬的。應用多媒體教學手段,不僅可以創設多樣化的學習情景,更可毫不費力地將傳統教學中難以描述、難以突破的難點生動、形象地表現出來。
3 教學方法和手段的改進
3.1 案例教學法以講授為主,通過典型實例教學激發教與學的課堂互動。在課堂講授中,通常將典型實例和疑難問題作為內容展開的引導和說明,始終關注社會上的熱點化學問題,分析其中的化學機理,增強該課理論的實踐性、時代性、啟發性、通俗性和生動性,便于本科生接受并調動其主觀能動性,課堂還實行課末5分鐘學生提問,及時答疑。由此,提高了課堂的效率。
3.2 問題教學法適當給予刺激和壓力,以各種形式的提問、作業和討論等輔助手段鞏固課堂教學內容。提問和作業中,既有要求當場口頭回答或書面完成的,也有要求課后完成并提交的,還有僅提供思考的。為了方便學生復習,無機化學教研室編印了供校內使用的無機化學習題集,深受學生的歡迎。
“以問題為中心”講授與討論相結合。為有效地利用課堂教學時間,在整合教學中,我們把研究性學習引入課堂,即設計學習情景,讓學生在學習新知識時做到“三先”, 即先嘗試、先討論、先思考。教師通過點撥、參與、輔導,讓教學過程成為學生自主學習、師生互動的過程。學生在不斷地發現問題、解決問題的過程中嘗到成功的樂趣,激發了學生思維的積極性,達到有效地利用課堂教學時間的目的[5]。
3.3 多媒體教學法隨著現代教學改革的推進,在無機化學的教學中,明顯地出現了內容多、課時少的矛盾,我們充分利用現代教育技術手段較好的解決了這一矛盾。通過使用多媒體、投影儀等現代教育技術手段和實物模型實施課堂教學。通過各種課件充實和拓展教學內容,增加了內容的直觀性,激發了學生的學習興趣,讓學生們在耳目愉悅中感受到化學在生活中無處不在以及在科技發展中的重要地位。所有教學課件上傳在精品課程網站上,有利于學生自學,提高了學生的自學能力。
實施無機化學內容整合教學的嘗試,其根本目的在于全面提高課堂教學質量。在教學過程中,我們運用教學設計的理論和方法來分析、研究教學問題, 設計教學策略、教學方法及教學過程,努力探索教學過程各要素、各環節相互聯系和作用的最優化,教學效果得到明顯提高。由于調整了無機化學相關內容的銜接與分工,內容突出主干,加強了學生實踐能力、創新意識的培養,對提高學生綜合素質起到了很好的作用。
無機化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,它是大學一年級唯一的專業基礎課程,對后續的專業基礎課程的學習影響很大,而提高無機化學教學質量的方法是多樣化的,需要我們不斷的討論、探索和實踐,為培養更多的高素質的現代化建設人才而努力。
參考文獻
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關鍵詞:化學實驗教學實踐體會
中圖分類號:G4文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)09(c)-0203-01
有機化學是一門以實驗為基礎的學科,有機化學實驗課教學重在培養學生的實踐能力、動手能力以及科學的思維方法等,并且通過實驗課的教學和理論課聯系起來,加強理論課上所學的知識。我校有機化學實驗是對生物、食品、環境、農學、園林等專業開設的實驗課程,是一門專業基礎必修課,是在學習了無機化學理論與實驗課的基礎上開設的。因此,學生有了一定的動手能力和實驗操作能力。但是,有機化學實驗與無機化學實驗相比較,無論是在儀器的使用、組裝方面,還是在實驗操作方法方面,都有很大的不同。此外,有機化學實驗在農業院校中作為各專業的基礎必修課,與各專業聯系非常緊密,是后續各專業實驗課程的基礎。因此,在有機化學實驗教學中規范學生的實驗基本操作,培養學生良好的實驗習慣和嚴謹的科學態度等是十分必要的。本文主要結合我校的實驗教學情況,從以下幾個方面談談有機化學實驗的教學實踐與體會。
1培養良好的實驗習慣
只有具備良好的實驗習慣,才會熟練正確地操作,才可能順利地完成實驗任務和提高實驗數據的可信度。培養良好的實驗習慣可以從以下幾個方面入手。
1.1 實驗前做好預習等準備工作
在上實驗課之前必須要做好預習等準備工作,否則,實驗操作時心中無數,被動應付,手忙腳亂。學生通過預習要明確實驗目的、原理和步驟。通過明確實驗目的,知道這堂實驗課我們要做什么,要學習哪些知識,做到心中有數。通過明確反應原理,一方面學生通過感性認識可以驗證理論教學的內容,對所學的理論進一步加深了印象,讓感性認識上升到理性認識。另一方面,學生也可以利用所學的理論知識來分析、解釋實驗現象,使理性認識對感性認識起指導作用。比如1—溴丁烷制備的實驗比較復雜,除了要求學生明確反應物是什么,反應物之間是怎么發生反應的,還要求學生明確這些反應物在制備1—溴丁烷的同時,還發生了哪些副反應。在實驗過程中明確操作步驟,明確每一步操作是用來解決什么問題或可能出現的現象。只有認識到這一點,學生才不致于盲目、無序操作。此外還可以提高學生的分析問題能力及解決問題能力。比如乙酰苯胺的制備實驗中,回流得到的產品為什么要全部溶解?加入活性碳之前為什么要稍冷?隨著一些問題得到分析解決,使學生明確了實驗步驟的安排,在實驗中培養了學生一些必要的科學素養。
1.2 規范基本操作
學生要養成良好的操作習慣,這直接影響實驗效果。錯誤的實驗操作不僅得不到正確的實驗現象和結論,還會發生危險,所以要求學生嚴格按照正確的操作規程操作。課上教師可以先演示實驗裝置的組裝,學生在組裝過程中教師要及時發現學生出現的一些不規范行為,并予以指正,嚴格要求學生,使學生打下良好的基本功。此外,學生在做實驗時還經常出現儀器擺放雜亂無章,試劑瓶不復原位等現象。針對這些方面,教師要培養學生自覺養成不隨意移動試劑瓶的好習慣。實驗完畢,及時清理實驗臺也是良好實驗習慣的基本要求,實驗結束時,教師應先檢查學生是否清理好實驗臺,然后再讓學生離開。
1.3 認真填寫實驗報告
填寫實驗報告,一方面讓學生對該實驗的目的、原理、操作步驟和方法有一個更深刻的認識;另一方面也對學生掌握與實驗相關的理論知識起到很大的幫助。在填寫實驗報告時,要認真畫好實驗組裝圖,記錄好實驗現象。此外,不論實驗成功與否,學生都應及時總結,找出實驗成敗的原因。
2提高學生學習的興趣
興趣是最好的老師。學生是否愿意上有機化學實驗課,實驗課上是否積極主動的參與,與學生對有機化學實驗課是否有興趣息息相關。當學生懷著極大的熱情,主動想去做實驗,樂于分析實驗時,勢必會形成強大的學習驅動力。針對這個方面,我們開設了從茶葉中提取咖啡因,從奶粉中分離酪蛋白、乳糖、脂肪等實驗。茶葉、奶粉都是學生日常接觸比較多的東西,從中分離提取一些有效成分,學生感到非常有興趣,學習主動性就比較高。
3增加設計型實驗
在學生有了一定的實驗技能和基本知識的基礎上,應該開設綜合設計型實驗。通過綜合設計型實驗能使學生進一步鞏固和加深所學的知識,全面認識科研,培養學生的獨立工作能力,學會科學思維。教師可根據學校的實驗條件和自己科研的實際情況給出綜合實驗題目,讓學生設計并實施實驗。在這一過程中包括了查閱文獻、設計合成路線、選擇原料、實驗裝置組裝、合成條件的控制及簡單的分離與表征。通過設計型實驗的鍛煉,為將來的畢業論文打下了良好的基礎。
4使用計算機輔助教學系統
隨著科技的快速發展,多媒體教學已經成為一種重要的教學模式。在實驗課的教學中采用多媒體教學形式也是十分必要的。多媒體教學具有直觀、生動等特點,在實驗課中引用這種形式能更好的激發學生學習的興趣。比如我們有一節實驗課的教學內容是立體模型的組合,通過立體模型組合這節課的學習,要求對學生對理論課上講的的一些結構有更深的理解和認識。以往我們主要是采取讓學生先看一些立體模型,然后讓學生自己組裝這些模型的學習方式。這種學習方式對于一些簡單的結構具有很好的效果,通過立體模型能夠直觀的反映出分子結構,但是對于一些動態的反應過程就很難表達。因此,為了能夠更直觀、更清楚的反映動態的反應過程,我們可以使用計算機輔助教學系統,通過flash等動畫形式更加立體、直觀、生動的體現這一過程。此外,我們也可以在教學網站上放上我們每一個實驗內容的裝置圖,通過動畫的形式進行演示,讓學生在課前進行預習,這樣學生在做實驗前就有了充分的準備,可以大大的提高學生學習的質量和效率。
參考文獻
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關鍵詞:精品課程;無機及分析化學;課程建設;實踐
無機及分析化學是我校首批校級精品課程,2008年被批準為四川省精品課程。該課程是材料、環境、食品、生物、生技、制藥、農學、園藝、動科、安全和輻射等專業非常重要的一門基礎課,它是根據無機化學與分析化學兩門課程聯系緊密的特點,將無機體系和分析體系進行有機融合,既繼承了無機化學理論知識的系統性,又突出了分析化學實際操作的應用性,減少了教學中的重復和脫節內容,有利于教與學。該課程涵蓋了無機化學與分析化學的主要內容,用熱力學、動力學的知識揭示無機反應的方向和歷程;把最新的量子力學成就作為闡述元素和化合物性質的理論基礎,從而拓展到重要元素及其化合物的組成、結構、性質和變化規律;運用溶液中四大平衡原理進行滴定分析,確定物質中各組分的含量。
一、無機及分析化學課程系列教材的建設實踐
教材是教學思想、培養目標、教學內容和課程體系的載體,是教學內容和課程體系改革的主要標志,是精品課程建設的重要組成部分。在深化教學改革中,實現教材建設的創新是有效解決教學內容和教學方法存在問題的關鍵。根據非化學化工類專業本科生對化學基礎知識的要求,以少而精、精而新的原則,將傳統教學內容與現代新知識相結合,對無機化學、分析化學、普通化學內容進行整合、革新和優化,注重對學生進行素質教育,編寫出版了21世紀高等院校教材《無機及分析化學》。該教材注重處理傳統學科與新興交叉學科知識的關系,在闡述基本原理和知識的基礎上注重內容的更新,體現了材料、環境及生物類學科與化學學科的交叉與融合。將化學熱力學知識融入全書有關章節,并將四大平衡和四大滴定分析法有機結合。理論教學以化學熱力學基礎、物質結構、四大平衡為重點,適當簡化四大滴定分析法,而使其在實驗教學中加強,簡化分子軌道理論、晶體場理論等過于難深的內容。編寫了綠色化學概論、材料與化學、生命與化學、環境與化學等作為培養學生興趣和擴大知識面的閱讀材料。教材把知識傳授、能力培養和素質提高融為一體,體現了教育思想、教學觀念的轉變。編寫教材力求使量和單位在體系上、名稱和符號上系統化,科學、嚴謹地反映當代學科的發展,使基本概念更為科學、嚴謹、清晰,編寫結構層次更加合理。通過閱讀材料部分的學習,既可使學生了解本專業的發展動態,擴大知識面,又能使學生了解化學基礎理論在相關學科中的重要地位,激發他們學習化學知識的興趣和熱情。編寫中力求使本教材簡明扼要、概念準確、重點鮮明、深入淺出、通俗易懂、理論聯系實際,適用于材料、環境、生物等主要專業大類。
由于無機及分析化學課程的內容多,課時相對較少,教學進度快,教師在課堂上難于列舉足夠數量的例題,教材因篇幅限制,例題數量有限;同時該課程一般在大學一年級的第一學期開設,學生預習、復習較吃力,學習時也感到基本概念多、重點難于掌握、計算題解題困難等。為適應學生對本課程的學習、復習和練習的需要,啟迪科學思維,培養學生的獨立學習和創新能力,我們編寫了配套的《無機及分析化學學習指導》。學習指導書主要解決學生在學習理論課程時抓不住重點的問題,對每一章知識的重難點進行了梳理和總結,精選了例題;通過對教材后的習題解答,旨在引導學生如何審題和解題,以鞏固和掌握本課程的基本原理和基本知識;通過自測習題可檢驗學生的學習效果,提高學生的解題能力;模擬試題及研究生入學試題,力求題目典型,覆蓋面廣,使學生既能盡快地適應大學的學習方法,又能較好的掌握課本的內容,同時也是學生期末考試和考研生復習的好參考。
因學習指導書編寫了教材所附習題的詳細解答過程,再布置書上的習題就失去了意義。為了使學生有更多的練習機會,并了解學生對所學知識的掌握情況,我們把章節內容分板塊,按試卷格式編寫了8個單元練習題,包括選擇題、判斷題、填空題、簡答題、計算題,這給學生交發作業和教師批改等帶來了極大的方便,同時也有助于學生參加期末考試。另外,我們還編寫了無機及分析化學實驗指導書,主要內容包括:化學實驗安全知識、基本操作、基本技能實驗、綜合應用實驗和設計實驗。
二、無機及分析化學課程網站建設
按照國家精品課程的要求對本課程進行了全面建設,建立了無機及分析化學精品課程網站。本課程已上網的資源包括課程負責人及主講教師(基本信息、教學情況和學術研究),教學隊伍(人員構成、隊伍結構、教學改革與教學研究、師資培養),課程描述(歷史沿革、教學內容、教學條件、教學方法與手段、教學效果),自我評價(課程主要特色、課程地位、存在的不足),課程建設規劃,學校的政策與措施,支撐材料等欄目內容。課程網站(jpkc.swust.省略/c270/Course/Index.htm)包括課程簡介,教學方法,有關課程的管理規章制度(包括教師教學工作規范、師資隊伍建設規劃與措施等10項),各層次教學大綱與教學要求,各章的教案與講稿,電子課件,實驗教學(實驗規章、實驗考核、安全知識、實驗操作、實驗指導、實驗測試、視頻資料、實驗環境與條件),授課錄像,教學互動(各章的學習指導、習題解答、自測試題),考試導航(單元測試、課程試卷、模擬試題、考研試題),在線交流,在線考試,知識拓展,化學用表,參考文獻等欄目。現在無機及分析化學理論教材、實驗教材、學習指導書、電子教案、精品課程網站等學習資源已經形成了全方位、立體化的課程教學體系。學生的學習幾乎不受時間和空間的限制,無論何時何地都有一個無形的老師,學生完全可以掌握自己的學習過程。
在教學理念方面,我們把培養學生的科學素質和創新精神放在第一位,把無機及分析化學課建設成為既是學生學習科技知識的基礎課,又是培養學生科學素質的基礎課。理論課教學以無機化學基本原理為主,以物質結構基礎為依據,以四大平衡原理為重點,以重要元素及其化合物的結構、組成、性質、變化規律及其含量測定為目標,以指導學生自我學習為方法。實驗教學以化學分析技術和技能訓練為核心和重點,強化基本技能訓練、強調系統分析問題和解決問題,重視系統性、綜合性、設計性實驗。材料科學、生命科學、環境科學等諸學科的研究和發展都離不了無機化學、分析化學原理和技術的進步與發展,我們建立了材料類、環境類、生物類3個模塊相關專業的課程體系和教學內容。
三、改革教學方法,加強師生互動
現代化教學方法和手段是精品課程建設的重要途徑。盡管傳統的講授方法在傳授大量知識方面是有效的,但單靠傳統的講授方法卻不能很好地調動學生的積極性,不利于鼓勵學生對超越課堂知識的記憶,并以此對這些內容進行反思。學分制的改革,作為基礎課的無機及分析化學的學時數也在降低,這對教學內容和教師的教學水平提出了更高的要求,必須不斷進行教學內容更新,教學方法、教學手段及考試方法的改革。無機及分析化學內容廣泛,涉及物質結構理論基礎、化學反應基本原理、溶液平衡、化學分析、元素化學、部分儀器分析等內容。課程講授不可能面面俱到,要在吃透教材的基礎上分層次合理安排講課內容,注重難點和重點引導,精講與對比分析討論,如四大平衡與四大滴定,同時注意引入學科前沿知識。在教學方法方面,主要是講重點、講難點、講思路、講方法、講應用,形成了“課內講授+課外講座+輔導答疑+考核評估”教與學一體化的互動教學模式,既注重培養學生的邏輯思維能力,又注重培養學生的創新精神和自主學習的能力。
精品課程的教學應為學生創造條件,讓學生對所講的內容進行反思,提出問題并思考對問題的解決方案,教師重視通過提問和課堂討論讓學生對課堂上的信息進行分析。因此,課堂講述的主要功能不再是對書本知識的灌輸,而應是理論與實際相結合地對知識進行系統化的闡釋。教師首先要抓好備課一關,同時要提高講演水平和駕馭課堂的能力,脫離講稿以增加感染力,進行啟發式教學。互動教學法是充分發揮教師和學生二者主觀能動性的教學方法,其常用的方式有答問式、問答式、討論式等多種形式。“答問式”“問答式”“討論式”三種方式中的每一種方式都有其特點和特定的適用范圍,教師必須有選擇地加以靈活運用。課堂教學中注重學生自學能力和學習興趣的培養,興趣是學習的動力,創造的源泉。無機及分析化學的學習在大學一年級進行,該課程的學習不僅使學生在知識上有所積累,而且在學習能力上也應得到較大的提高,我們要求學生做到課前預習、課中互動、課后小結,學會學習的方法。在教學中針對部分內容,要求學生自學,對有些延伸內容,要求學生查閱有關學術期刊,并撰寫小論文、課堂討論,最后教師總結。同時充分運用現代教育技術,將傳統的教學方式與現代化教學手段相結合,大大提高課堂效率。此外,課程組制作了大量的圖片、圖表、動畫、錄像等素材和資料,用以表現課程教學內容,并將多種形式的課程教學資源上網。
不斷進行考試方法的改革。鼓勵學生撰寫讀書報告和科技“小論文”,培養學生科學研究的意識、習慣和能力,有助于學生對化學的知識的深入理解及綜合運用。期末成績由考勤、平時作業、課堂提問、單元測驗、期末考試等成績綜合評定,撰寫的讀書報告和科技小論文實行額外加分,根據撰寫的質量在總成績中加0~10分,若能達到公開發表的水平最多可以加10分,但課程總成績最多為100分。
四、無機及分析化學實驗課的改革
實驗改革的目標是通過系統的實驗教學,加強基本訓練,著重能力培養,強化創新意識。創造性教育要求對學生既要有寬的基礎知識和新的專業知識的傳授,又要有自學能力、獨立思考能力、動手能力的培養,尤其是現代意識、競爭意識的培養。傳統的化學教學方式是所有學生做同樣的實驗,教師從最基本的原理講到實驗中的每一個細小點,學生完全處于一種被動接受狀態,這樣既限制了學生的思維、學習的積極性與主觀能動性,又影響教學效果。實踐“一體化、多層次、開放式”實驗課程教學模式,構建了符合我校培養目標和學校特點的實驗課程體系。本著“化學教育既傳授知識和技術,又訓練科學方法和思維,還培養科學精神和品德”的全面化學教育準則,自2004年起,根據我校實際情況和學生不同層次、不同專業的培養要求,對原實驗課程體系、教學內容和方法進行改革,建立和完善了無機及分析化學實驗課的教學內容,按照基礎實驗―綜合實驗―設計實驗3個層次推進教學進程。建立了以實驗技術要素為主線的實驗教學體系,開出了適合我校不同學科學生的多層次實驗教學內容,為學生提供個性發展,開發其潛能以及為優秀學生脫穎而出創造了條件。針對生源及學生的實際水平,采取分層次教學;針對專業及學時,實驗內容分必做和選做,對學時太少的專業重在基本技能訓練,要求獲得過硬的操作能力。開放實驗室,使一些不能在課堂上完成的實驗得到補充,同時學生也可以自己設計一些感興趣的實驗,在教師的指導下進行實驗,從而使學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力得到進一步提高。無機及分析化學實驗形成了多層次的實驗教學體系、多模塊的實驗教學內容、預約開放式教學模式。為此,無機及分析化學實驗課程教學采取了以下改革措施:
1.對無機及分析化學實驗教學內容進行了刪減與重組,并進行綠色化改造。本實驗課注重在繼承傳統內容的基礎上創新,增加設計性實驗,加強綜合性實驗,減少驗證性實驗。通過對原有實驗項目的整合,實現了實驗教學內容體系的整體優化。在教學過程中注重對學生環境保護意識的培養,為學生灌輸綠色化學思想,積極開展綠色化學實驗研究,并推進化學實驗教學的綠色化。根據無機及分析化學實驗的特點,用綠色化學的觀念對傳統化學實驗進行了改造,建立了“性質實驗點滴化、制備實驗小量化、分析實驗減量化”。如滴定分析實驗,將標準溶液的濃度由0.1mol/L降至0.01~0.02mol/L,滴定管使用25ml,錐形瓶改用100ml。試劑用量大大減少,提高了實驗的安全性;產生的“三廢”量很少,改善了實驗環境條件,極大地減少了對環境的污染。這樣在常規儀器中完成無機及分析化學的實驗教學,不僅大量減少了化學試劑和藥品的消耗,節約了實驗消耗費用,而且也加強了學生的環保意識,收到了良好的效果。
2.正確認識理論課教學與實驗課教學的關系。在無機及分析化學實驗教學中,學生應始終處于主置,教師則處于為實驗教學服務的主導位置。作為實驗教學主體的學生,在繼承傳統知識和技術的基礎上,重點進行知識和技術的應用和創新;作為主導的實驗教師,在搞好實驗教學引導工作的同時,加強自身知識和技能的擴展和更新,達到知識豐富,技術熟練和教學方法科學而實用的要求。
3.多媒體輔助教學和開放實驗室緩解實驗課時少、內容多的矛盾。隨著單一、驗證性實驗向綜合性、設計性實驗的轉化,實驗教學內容不斷豐富,往往一個連續的系統的試驗中涉及好幾個相關的實驗技術,由學生自己動手設計并完成整個實驗,由此開設綜合實驗面臨著如何在有限時間內讓學生掌握更多實驗技術的難題。對于無機及分析化學實驗課,使用多媒體技術輔助教學,利用錄像演示實驗技術的操作要點,再現實驗進程和結果,增強學習效果。建立了仿真實驗室,學生可以在計算機上進行無機及分析化學實驗等課程的仿真實驗,同時可進行相應的預習。
4.形成了基礎―提高―揚優―介入科研4層次的開放實驗教學模式和管理方法,完善了對不同層次學生因材施教的實驗教學方法。在生產實踐中發現、研究、分析和解決問題,這對于培養學生分析問題和解決問題的能力,培養創新意識和實踐能力有著不可替代的作用。無機及分析化學實驗室成為大學生科技創新創業的基地,幾年來西南科技大學啟動“大學生創新基金項目”等多項大學生科技創新資助計劃,開放無機及分析化學實驗室,為其高質量完成項目提供條件保證。
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Practice on the construction of the provincial classic course inorganic and analytical chemistry
Zhong Guoqing
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