金課建設(shè)下的無機化學(xué)實驗教學(xué)改革
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[摘要]打造金課，告別水課，已經(jīng)成為提高高等教育質(zhì)量的新形態(tài)。而無機化學(xué)實驗直接影響到對學(xué)生實踐動手能力、專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，其重要性是顯而易見的。本文從金課建設(shè)的角度分析了當前課程存在的問題，并提出了教學(xué)改革的措施。通過提高認識、強化實踐，改進教學(xué)模式和考核方式等方式助力打造金課，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]金課；無機化學(xué)實驗；教學(xué)改革
金課概念的提出可以說是我國高等教育發(fā)展的一個里程碑，也是在為我國高等教育的發(fā)展敲響一個警鐘。金課是指具有高階型、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的課，金課將成為我國高等教育質(zhì)量的一個重要標尺。建設(shè)金課、淘汰水課成為了各高等學(xué)校提升教育教學(xué)質(zhì)量的工作重心。無機化學(xué)實驗是化學(xué)化工類專業(yè)的大學(xué)新生入學(xué)后的第一門實驗課。無機化學(xué)實驗與無機化學(xué)課程平行開設(shè)，既是一門獨立開設(shè)的實驗課程，又與無機化學(xué)理論課相輔相成，是后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程的基礎(chǔ)，它的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果直接影響學(xué)生對其他專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。無機化學(xué)實驗通過實驗基本操作、基本技能的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，加深學(xué)生對無機化學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識的理解，對培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思維能力，認真、嚴謹、求實的科學(xué)態(tài)度和正確觀察與分析判斷實驗現(xiàn)象、正確處理數(shù)據(jù)的能力，動手能力、分析問題與解決問題及初步的科學(xué)實驗?zāi)芰χ陵P(guān)重要。因此把無機化學(xué)實驗打造成“金課”勢在必行。本文結(jié)合我校的實際及本人多年的教學(xué)實踐，在無機化學(xué)實驗“金課”的建設(shè)方面進行了一些探討。
1無機化學(xué)實驗課程存在的問題
1.1對課程的重視度不夠
無論是學(xué)校、院系、教師還是學(xué)生，都存在著對實驗課這類課程不重視的現(xiàn)象。首先由于理工科實驗課程的特點，實驗室的建設(shè)以及維護需要集中大量的財力、人力、物力，這對于普通高校特別是經(jīng)費比較緊張的高校而言帶來了極大的問題。另外對于化學(xué)實驗室，由于近年來高校實驗室安全問題愈發(fā)引起社會及公眾的注意，部分高校矯枉過正，給實驗課程的開展帶來了極大的不便。此外院系在進行排課時都先排理論課，然后再排實驗課。而且由于實驗課程一般課時較長，所以實驗課程一般都安排在下午或者晚上，甚至安排在周末。在這個環(huán)境下，教師也會出現(xiàn)一種輕視實驗課程的心態(tài)。對于學(xué)生而言，在進入大學(xué)之前很少上過實驗課，很少進行過實驗操作。長期的應(yīng)試教育使學(xué)生養(yǎng)成了重視理論課學(xué)習(xí)而輕視實驗課學(xué)習(xí)的習(xí)慣[1]。
1.2學(xué)生動手實踐能力差
傳統(tǒng)的教育制度和體系歷來都存在著重理論、輕實踐的弊端，學(xué)歷都是“考”出來的，這就造成了學(xué)生的動手能力差的問題。大一新生首次進入無機化學(xué)實驗室時，表現(xiàn)出不認識儀器，不清楚用途和使用方法，動手能力差，操作不規(guī)范等問題[2]。此外由于實驗室為公用資源，并且大部分學(xué)生缺乏整理實驗儀器的能力，沒有養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，造成燒杯、試管、量筒、玻璃棒、漏斗、容量瓶、酒精燈等儀器放置散亂，使用時會先耗費大量時間尋找。另外在實驗過程中打碎玻璃儀器的現(xiàn)象也是時有發(fā)生。這些種種問題一方面會帶來安全性的問題，另一方面也在一定程度上影響了無機化學(xué)實驗課的教學(xué)效果。
1.3課程內(nèi)容陳舊且與理論課脫節(jié)
長期以來，無機化學(xué)實驗課程存在實驗內(nèi)容陳舊，實驗項目簡單，驗證性實驗多，設(shè)計性實驗、綜合性實驗少，缺乏高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性等問題。實驗內(nèi)容更新緩慢，實驗教材多年不更新，部分實驗項目以及部分實驗儀器設(shè)備已落后于時展。另外無機化學(xué)實驗課和無機化學(xué)理論課一般是同步開設(shè)的，但常常會出現(xiàn)實驗涉及到的理論還未講到，而先開展相關(guān)實驗或者理論內(nèi)容講完后沒有及時開展相應(yīng)的實驗。這些都沒有做到以學(xué)生為中心，相應(yīng)的實驗及理論教學(xué)效果也受到了一定的影響。此外部分高校理論課教師與實驗課教師不是同一人，也會帶來理論教學(xué)與實驗教學(xué)脫節(jié)、不協(xié)調(diào)的問題[3]。
1.4傳統(tǒng)教學(xué)方式效果不佳
傳統(tǒng)的以教師為中心的實驗教學(xué)方式通常是采用教師先講解或演示，學(xué)生機械式的按部就班的進行實驗。另外由于受時間的限制，學(xué)生也沒有足夠的勇氣和機會去嘗試創(chuàng)新。學(xué)生在整個實驗課程中基本沒有獨立思考的過程，其理論聯(lián)系實際的思維能力、分析問題與解決問題的能力、創(chuàng)新思維根本沒有得到鍛煉和提高，甚至部分學(xué)生在實驗結(jié)束之后仍處在一片茫然之中。這種明確實驗步驟、灌輸式的教學(xué)方式反而會使學(xué)生養(yǎng)成一種惰性或慣性的思維方式，在這種教學(xué)方式的“培養(yǎng)”下，學(xué)生將不會具有獨立開展科學(xué)研究的能力。此外師資匱乏，也影響了教學(xué)效果。部分高校一組實驗一位教師要同時指導(dǎo)二三十名學(xué)生，難以保證教學(xué)效果。
1.5預(yù)習(xí)報告、實驗報告流于形式
預(yù)習(xí)報告和實驗報告的撰寫是實驗課程的重要環(huán)節(jié)。要達到實驗的預(yù)期效果，必須在實驗前認真地預(yù)習(xí)好有關(guān)實驗內(nèi)容，做好實驗前的準備工作。預(yù)習(xí)報告的撰寫能夠提高實驗課效率，加深對理論課內(nèi)容的理解，提高做實驗的主動性和積極性，鍛煉自學(xué)能力等。實驗報告是及時總結(jié)實驗進行的情況，分析實驗中出現(xiàn)的問題，整理歸納實驗結(jié)果必不可少的環(huán)節(jié)，也是把直接的感性認識提高到理性思維階段的重要一步。然而如此重要的教學(xué)環(huán)節(jié)卻沒能得到學(xué)生和教師足夠的重視。預(yù)習(xí)報告、實驗報告流于形式，大部分學(xué)生都是照抄教材或課件，篡改實驗數(shù)據(jù)以及抄襲現(xiàn)象更是屢禁不止[4]。學(xué)生沒有樹立實事求是的科研態(tài)度。此外對于實驗報告僅僅是實驗結(jié)果的簡單記錄，沒有實驗數(shù)據(jù)的處理過程，沒有對實驗現(xiàn)象的解釋與思考。即使部分學(xué)生有對實現(xiàn)現(xiàn)象進行分析，也是用稱量不準、誤差、操作失誤等普遍存在的、模糊的原因去解釋，很少一部分同學(xué)會深入思考。學(xué)生缺乏觀察、分析、探究、解決問題的能力。教學(xué)班千篇一律的預(yù)習(xí)報告和實驗報告也會打擊教師教學(xué)的積極性。另外不是所有的無機化學(xué)實驗的預(yù)習(xí)報告和實驗報告都要按照固定的格式和要求進行撰寫，比如“儀器的認領(lǐng)”就不需要寫實驗原理、實驗步驟、實驗現(xiàn)象。也不是所有的實驗項目都適合寫實驗報告，比如“化學(xué)實驗常規(guī)知識講座”。但部分高校在實驗管理方面存在硬性規(guī)定，要求所有的實驗項目都要有預(yù)習(xí)報告和實驗報告，并存檔。這就給教師和學(xué)生帶來了困擾，也在一定程度上打擊了學(xué)生對無機化學(xué)實驗這一課程的學(xué)習(xí)熱情。
1.6缺乏科學(xué)化、規(guī)范化的考核方式
無機化學(xué)實驗課程缺乏科學(xué)化、規(guī)范化的考核方式，學(xué)生的成績評定隨意性大。實驗成績一般由平時成績和實驗報告組成，其中平時成績主要是由實驗環(huán)節(jié)學(xué)生的表現(xiàn)決定。平時成績和實驗報告的評定都沒有科學(xué)規(guī)范的具體評定標準，教師只能根據(jù)主觀判斷給出一個較為籠統(tǒng)的分數(shù)，缺乏公平公正。表現(xiàn)好的同學(xué)得到低分，表現(xiàn)差的同學(xué)得到高分的現(xiàn)象時有發(fā)生。這種主觀的評分考核方式十分不利于無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)以及學(xué)生的發(fā)展。
2滿足金課要求的無機化學(xué)實驗教學(xué)改革探索
2.1提高認識，強化實踐
無機化學(xué)實驗課程能夠培養(yǎng)學(xué)生從實際中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、探索問題、解決問題的能力，開拓學(xué)生思維，提高動手實踐能力。在新時代背景下培養(yǎng)具有獨立動手能力的新一代大學(xué)生、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)成為高等教育的重要目標，所以實驗課程至關(guān)重要且不可替代，應(yīng)得到各個層面更大的重視和投入。從學(xué)校到學(xué)院，從教師到學(xué)生必須明確無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)目標，樹立重視實驗課程的態(tài)度和思想。提高學(xué)生對實驗課程的重視程度，培養(yǎng)學(xué)生尊重實驗結(jié)果，養(yǎng)成認真、嚴謹、求實的科學(xué)態(tài)度及素養(yǎng)。將實驗課程提升到與理論課程同等重要的位置上，合理安排課時和上課時間，減少單位課時覆蓋的學(xué)生數(shù)量，給學(xué)生更多的動手機會。在加強實驗室安全管理的前提下向?qū)W生開放基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室和科研實驗室，一方面彌補上課時間不夠的問題，另一方面為學(xué)生提供動手實踐的機會，提高探索創(chuàng)新等綜合素質(zhì)。在強化實踐的環(huán)節(jié)中，可運用5S現(xiàn)場管理法(整理SEIRI，整頓SEITON，清掃SEISO，清潔SEIKETSU，素養(yǎng)SHITSUKE)，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。
2.2提升課程內(nèi)容的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度
為提升課程內(nèi)容的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，無機化學(xué)實驗項目需要精挑細選，去掉某些簡單的驗證性實驗，并增加綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗的比例。通過設(shè)計性實驗、綜合性實驗，學(xué)生才能夠更深刻體會實事求是、科學(xué)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，從而對培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作、獨立思考以及良好的科學(xué)素養(yǎng)起到積極重要的作用。首先在規(guī)劃確定實驗項目的過程中，應(yīng)通過課程組以及教研室認真討論，并與理論課教師及實驗準備教師及時溝通交流，確保實驗課內(nèi)容與理論課內(nèi)容同步并保證實驗項目每年都能具有一定的更新率。此外可以通過教學(xué)與科研相結(jié)合，盡可能將新原理、新技術(shù)、新方法、新設(shè)備及時融入到無機化學(xué)實驗教學(xué)過程中，或?qū)⒉糠纸處煹难芯空n題或科研成果轉(zhuǎn)化為綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性的實驗教學(xué)項目，科研反哺教學(xué)。這樣既增強了實驗教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性和前沿性，又擴展了學(xué)生的知識面，從而有利于學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[5]，也符合金課的課程要求。
2.3改進教學(xué)模式，線上線下同步教學(xué)
針對傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)存在的弊端，以及課上時間不夠等問題，可以通過改進教學(xué)教學(xué)方法，推動線下教學(xué)，實現(xiàn)線上線下同步教學(xué)來解決。教師可以利用慕課、智慧樹、雨課堂等平臺提前制作、上傳實驗預(yù)習(xí)課件及實驗操作視頻，安排學(xué)生對實驗內(nèi)容進行預(yù)習(xí)。這種模式打破了學(xué)習(xí)時間和空間的局限性，使學(xué)生能夠隨時隨地有針對性地獨立自主學(xué)習(xí)。同時教師也能夠通過平臺的后臺數(shù)據(jù)來監(jiān)督、查看每一位學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。收集學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中遇到的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱書籍、文獻資料等方式解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。通過線上預(yù)習(xí)之后，在實驗課上教師可以要求學(xué)生對實驗進行講解和示范，或者也可以通過提問、討論的方式進一步查看學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，使學(xué)生由過去的教學(xué)受體變?yōu)榻虒W(xué)主體。這些都將提高學(xué)生的主動性，加深學(xué)生對實驗細節(jié)與關(guān)鍵的掌握，當經(jīng)過教師再當面強調(diào)實驗原理和注意事項后，學(xué)生能夠更準確地理解實驗，從而調(diào)動學(xué)生做實驗的積極性，也提高了教師的教學(xué)效率。在實驗教學(xué)過程中，也要鼓勵學(xué)生提出問題，提出想法，鼓勵學(xué)生查閱資料自己設(shè)計實驗步驟和實驗過程。當然這也對實驗教師的能力提出了挑戰(zhàn)，促使教師對每一個實驗項目以及知識點有更深入和更全面的理解。通過改進無機化學(xué)實驗教學(xué)模式，打造具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的全新實驗課程，使學(xué)生具有更強的分析問題、解決問題能力，以適應(yīng)社會的發(fā)展和需要。
2.4多元化考核，科學(xué)化評價。
改進無機化學(xué)實驗考核方法，采用多元化考核方式，細化考核細則，實現(xiàn)科學(xué)化評價，做到有理有據(jù)地評價學(xué)生成績，全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)。加大對學(xué)生動手實踐能力、分析問題解決問題能力的考核。改革后的實驗總成績由課堂表現(xiàn)(占10%)、預(yù)習(xí)報告(占15%)、實驗報告(占20%)、設(shè)計實驗(占20%)、操作考試(占20%)和筆試(占15%)六部分組成，具體細則如表1所示。其中實驗操作考試的具體操作由學(xué)生抽簽決定，對每一項實驗操作都細分考點，根據(jù)學(xué)生的操作表現(xiàn)有監(jiān)考教師現(xiàn)場打分，并當場指出存在的問題以及表現(xiàn)較好的地方。而對于不適合書寫預(yù)習(xí)報告和實驗報告的實驗項目，可以通過實驗思考題、實驗心得體會、實驗經(jīng)驗教訓(xùn)、實驗總結(jié)等形式來代替。
3結(jié)語
金課建設(shè)背景下，在無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)過程中，教師應(yīng)當在實驗項目、教學(xué)模式、考核體系等方面進行改革，合理運用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，采用線上線下混合式教學(xué)模式，以金課的標準，與時俱進的態(tài)度全面提高無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)效果。通過采用適應(yīng)時展的教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作精神，提高學(xué)生分析和解決問題的能力，為社會培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才?？傊跓o機化學(xué)實驗教學(xué)實踐中，只有不斷改革探索，創(chuàng)新、優(yōu)化教學(xué)方法，才能持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量，才能讓無機化學(xué)實驗課程成為名副其實的“金課”。
參考文獻
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作者：劉泳 王峰 伊文濤 閆春燕 馬杰 單位：棗莊學(xué)院