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我們化學化工學院自學校升本以來相繼建成了四個工科專業(yè),教師中年齡在40歲以下的占75%以上。前幾年多數(shù)年輕教師每學期承擔了三門以上課程的教學工作,教學任務過重,導致備課時間不夠充分,課堂上批改作業(yè)或實驗報告、甚至離開實驗室的情況時有發(fā)生。因此很容易把無機化學實驗等課程上成“走過場”,疏于對學生的管理,導致課堂上學生做實驗流于形式,教學目標難以達到。在學生實驗成績評價方面問題也很突出,主要是以實驗報告書寫內容來評分。由于實驗課堂考察不到位,導致實驗操作評分出現(xiàn)很大的盲區(qū)。另外,由于我校升本以來連續(xù)擴大招生數(shù)量,出現(xiàn)了生源參差不齊、質量下降等問題。部分學生基礎較弱,加上對未來出路感到茫然,學習自主性不高。以上兩種情況使得無機化學實驗的教學效果大打折扣,難以實現(xiàn)培養(yǎng)目標。在這樣的背景下,我們通過對無機化學實驗教學的不斷思考,近兩年來對無機化學實驗課堂管理與學生成績評價進行了初步的改革探索,取得了一定的效果。
2無機化學實驗教學改革文獻綜述
我們通過文獻檢索,了解到近年來很多教師對無機化學實驗教學提出了改革意見和做法,如林秋月等對計算機輔助無機化學實驗教學進行了研究,提出了利用音像動畫代替課堂演示、采用多媒體課件進行實驗教學等措施。白麗娟等認為,在培養(yǎng)學生基本操作技能和科學素養(yǎng)的基礎上,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。她提出改革后的考核內容以無機化學實驗的基本知識、基本操作、應用能力和創(chuàng)新能力為主,采用平時考核和期終考核相結合的辦法:平時考核包括預習、操作、實驗素養(yǎng)與習慣、實驗速度、實驗結果、實驗報告和實驗創(chuàng)新;期終考核包括筆試、實驗操作及實驗小論文。殷平等提出課內課外加強師生互動、實施輔助教學手段、開放實驗室、充實無機化學實驗教學中的科研內容、努力提升無機化學實驗教學條件等方面就無機化學實驗教學改革進行了探索研究。李向清等從大學無機化學實驗的基礎性、無機化學實驗的綜合性和研究性、無機化學實驗的環(huán)保性教育、無機化學實驗的微型化等方面提出了改革意見,具體措施比如:安排一些簡單無機化合物的合成和提純實驗,以訓練學生動手能力;每節(jié)新課改為先預習、再實驗、后總結的做法;每次實驗結束最好能留有一定的時間以便教師和學生之間互相交流;適當增加一定量難度適中、有一定趣味性和應用性的綜合實驗技能訓練內容,等。石振武等對工科無機化學課程實驗教學提出了以下改革措施:抓好實驗前預習報告培養(yǎng)學生自學能力,要求學生以自己的語言完成預習報告;加強學生實驗操作過程的管理和考核,以實驗操作是否得當正確、操作是否熟練、用時長短、實驗記錄的結果是否準確、儀器是否干凈、實驗臺是否整潔等幾方面作為實驗操作成績評定的基本依據(jù);完善實驗記錄的方法和評定,要求學生根據(jù)實驗的內容制定恰當?shù)膶嶒灛F(xiàn)象和結果的記錄表并進行忠實詳細地填寫,并將該實驗記錄表經(jīng)指導教師簽字確認后黏貼在實驗報告中。王霞等將ProblemBasedLearning教學法引入無機化學實驗課程教學,強調學生在學習中的自主性,由學生提出問題、查閱資料、分組討論、設計方案、動手實驗、觀察現(xiàn)象、測定數(shù)據(jù)、最后總結反思。她們并以實驗“硫酸亞鐵銨的制備”為例初步探討該教學法在無機化學實驗教學中的應用。關于成績評價研究也有一些,但發(fā)表時間較早,如:楊秀清等提出無機化學實驗成績由六個部分組成,其中預習20分,實驗紀律10分,實驗操作20分,實驗記錄10分,衛(wèi)生整理10分,實驗報告30分。并對各部分分值提出了具體操作要求。姜潤田等認為應該將開設的每個實驗的成績取平均,再乘以70%作為本門課的平時成績;期末成績以綜合性實驗考核為準,占30%;把平時和期末兩塊成績加起來即為本門課的總成績。開放性實驗屬選修性質,考核合格即可。
3無機化學實驗教學課堂管理方面的改革探索
3.1設計問題提問,加強對學生預習情況的檢查
學生在實驗課前對即將要做的實驗是否有整體全面的認識,是否掌握了基本知識和相關原理,是否對一些具體的細節(jié)進行過認真的思考,直接關系到其做實驗的效果,甚至是成敗。如何提高學生預習的積極性呢?我們做了如下改革:將以前上課剛開始一段時間的講解改變成現(xiàn)在的提問。課前我們盡量做到把實驗中所有的細節(jié)設計成問題,有必答題和搶答題等多種形式,然后上課時就設計的問題提問學生,并把他們回答的結果簡要記錄下來,留待課后打分給成績時參考,或者當堂直接給出成績,這個成績將作為總評成績的一部分。該部分成績在最后的總評中所占的比例應事先向學生公布。設計問題的總數(shù)最好能覆蓋大部分或全部同學?;卮鸬慕Y果要及時點評,給出正確答案,以便在接下來的實驗中為學生提供正確的指導。由于回答問題的好壞直接牽涉到最后該門課的總評成績,因此容易引起學生的重視,客觀上起到了提高學生課前預習積極性的效果。另外,還要提出一些有探究性的問題,讓學生在實驗中去發(fā)現(xiàn)和總結。比如在《氧化還原反應》實驗中,反應物相對量的不同會影響某些反應最終的實驗現(xiàn)象和結果,可以就此設計問題。
3.2課堂上不斷巡視,加強對學生實驗操作過程的監(jiān)督
在學生進入實驗操作環(huán)節(jié)以后,教師不要像以前那樣只顧做自己的事情,而是要加強對學生實驗過程的考察。我們采取了以下做法:教師在課堂上認真巡視每位同學做實驗的過程,并做好相關記錄。這樣做有三個目的:一是要及時掌握每位同學實驗開展的情況,防止有的小組中個別同學不做實驗、依靠別人,這種情況會時有發(fā)生,應及時提醒;二是要及時發(fā)現(xiàn)個別同學的錯誤操作,并給予當場糾正,對較嚴重的具有普遍性的問題要同時提醒全班同學加以防范;三是要注意發(fā)現(xiàn)操作非常認真規(guī)范的同學,適當給予表揚。另外在巡視的過程中也要及時解決學生遇到的困難,比如有學生某個知識點忘記了,要及時給予解答;有的同學儀器損壞了,要及時為其更換,也就是說教師這時候還要為學生做好服務工作。課堂考察的結果也要給出相應的分數(shù),并確定其在總評成績中的比例。
3.3對實驗數(shù)據(jù)和產品拍照留存,加強對學生實驗結果的考察
在以往的學生實驗課上,我們發(fā)現(xiàn)有學生不夠認真,沒有做出實驗結果就草草收場。由于當時不注意對學生實驗結果的考察,對這種現(xiàn)象未在實驗總評成績中體現(xiàn)。我們對此進行了認真的思考,提出了以下改革措施:對每一位學生的實驗結果進行取證,包括對實驗數(shù)據(jù)原始記錄和實驗產品進行拍照,并對實驗數(shù)據(jù)的合理性進行檢查。將檢查記錄的結果打出成績,并將該成績作為總評成績構成的一部分。我們發(fā)現(xiàn),這種做法大大提高了學生做實驗的認真程度。當然對實驗失敗的同學,我們的做法是鼓勵其重新做一遍,以獲得較好的實驗結果。
3.4及時交流,提高學生對本次實驗的再認識
等到大部分學生做完實驗以后,可以考慮開始一邊繼續(xù)前面的工作,一邊與學生進行交流,其目的主要是考察本次學生實驗的整體情況,了解哪些地方比較成功,哪些地方容易失敗,并督促學生進行反思,同時也為自己下一次設計問題提供素材。另外,時間允許的話,可以讓做的好的同學向大家介紹經(jīng)驗,主要說出他在課前對哪些關鍵點做了深入的思考,做實驗時注意了哪些方面?等等。也讓做的不好甚至失敗的同學分析自己本次實驗沒做好的原因,以免后面的同學重蹈覆轍。比如在做“硫酸亞鐵銨的制備”實驗時,有的同學得到的產物量多且結晶性好,而有的同學所得產品量少且呈面糊狀,甚至有少數(shù)同學產品發(fā)黃,這就應要求學生結合具體情況進行分析。
4無機化學實驗教學學生成績評價方面的改革探索
4.1根據(jù)出勤情況對每位學生進行評價判分
一般來說,學生除了生病或有重要的事情才請假外,都會正常出勤的。在我們所帶的三屆學生無機化學實驗課堂上,缺勤情況比較少見,但遲到現(xiàn)象比較多,也有少量學生會早退,即實驗未完成或實驗臺沒整理好就離開了實驗室。因此,我們認為出勤成績應考慮到對遲到和早退現(xiàn)象的處理,我們采取了如下做法:對遲到和早退現(xiàn)象進行酌情扣分,并按一定比例將其體現(xiàn)在總評成績中。
4.2根據(jù)預習情況對每位學生進行評價判分
學生預習情況主要包括預習報告完成情況和課堂上回答問題情況。學生預習實驗報告不能直接抄襲書本,應采用自己的語言書寫,內容應包含新使用儀器設備的原理、使用步驟和注意事項,以及對實驗課本中思考題的解答,等。由于無機化學實驗大部分為驗證性實驗,實驗思考題的解答可以通過課前查閱資料來解決。我們根據(jù)學生預習實驗報告的書寫情況和課堂回答問題的情況給出合理的分數(shù),并確定其在總評成績中的比例。
4.3根據(jù)課堂巡視情況對每位學生進行評價判分
以往對學生實驗成績的評價未充分考慮學生在實驗過程中的表現(xiàn),現(xiàn)在我們要根據(jù)上述課堂管理中課堂巡視的結果,給出學生相對公平的操作分,當然這一點做起來還是比較困難的,需要事先合理設計出給分點或扣分點。我們的做法是先設定一個基本分,然后再根據(jù)每位學生做實驗過程中的表現(xiàn),對操作準確到位的情況加上一定的分數(shù),而對操作不當或出現(xiàn)錯誤的情況減去一定的分數(shù),并將該部分分數(shù)按一定比例體現(xiàn)在總評成績中。
4.4根據(jù)實驗報告書寫內容對每位學生進行評價判分
關鍵詞:無機化學實驗,創(chuàng)新性
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2016)07(b)-0000-00
無機化學實驗重點要從兩個方面來培養(yǎng)學生,一是應用,一是創(chuàng)新,無機化學實驗發(fā)展這沒多年,關于應用已經(jīng)無需再談,本文重點在探討如何在無機化學實驗中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力?;瘜W教學離不開實驗,在實驗教學過程中,學生用眼觀察現(xiàn)象、用心思考問題,通過親身體驗,完成整個實訓操作,能對化學基礎知識有深入的理解,并形成過硬的操作技能,有利于培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力,樹立勇于開拓的創(chuàng)新意識[1]。
但是隨著國家國際現(xiàn)代化步伐的加快,隨著科技水平的日益發(fā)展,對高層次人才的需求和要求也越來越高,更多的用人單位需要的不僅僅是對化學基本技能的掌握,而更多的是需要一種具有創(chuàng)新性的復合型新型人才。因此,在增加綜合性實驗之后,教學工作者發(fā)現(xiàn)這還不夠,我們還需要增加一些創(chuàng)新性的實驗內容,以此來啟發(fā)和提高學生的創(chuàng)新能力。
1現(xiàn)階段我校無機化學實驗存在問題
目前,我國傳統(tǒng)的無機化學實驗教學在教學內容、教學方式( 方法與手段) 、實驗考核辦法等方面均存在或多或少的不足[2]。結合我校的實際情況,對我校的無機化學實驗教學方面存在的問題做了如下的總結:
針對以上問題我們對本?,F(xiàn)階段的無機化學實驗的教學與考核進行了深入的分析和探討,發(fā)現(xiàn)本?,F(xiàn)階段所執(zhí)行的無機化學實驗存在下列問題:
1.1教學內容
本校所執(zhí)行的無機化學教學大綱是從1980的華北工學院師范班脫胎而來的,后來經(jīng)過幾代人的不斷完善和改進,已經(jīng)從原來單一的面向一個專業(yè)的教學發(fā)展成了可以面向不同專業(yè),不同學時,不同課程的無機化學實驗教學。無機化學實驗教學其中涉及的專業(yè)有化工、生物、環(huán)境、制藥、材料等,也有32學時的面向特種能源的長學時的無機化學實驗,也有48學時的應用化學專業(yè)長學時無機化學實驗,但是在學時改變的背后,確實實驗內容的陳舊和與社會需要的脫節(jié),之前的大綱規(guī)定的實驗內容,有很多都是十幾二十年未曾改變過,當然對于經(jīng)典的實驗我們是無需進行改動的,還有一些實驗也很經(jīng)典,但是這些實驗已經(jīng)是大家耳熟能翔的了,幾乎不用做實驗也能預料到會有什么樣的現(xiàn)象和結果。此外教學內容驗證性的化學實驗較多,研究性的化學實驗較少; 單一性的實驗較多,綜合性的實驗較少; 基礎性的實驗較多,涉新( 新技術、新方法等) 性的實驗較少。造成上述問題的原因可能是: 傳統(tǒng)的習慣( 包括老師的惰性) 和實驗條件所致。
1.2教學方法
目前本校無機化學實驗教學方式基本上就是上課時老師講學生做,對于有些實驗現(xiàn)象只能用嘴巴和粉筆進行口述和文字表達,沒有相應的教學軟件進行支持,學生只能老師給出的既定思路和方案進行實驗內容的驗證;另外學生只要有實驗教材就基本可以完成大部分的實驗,所謂的實驗報告的書寫也只是把實驗內容重新抄寫一遍,學生完全不需要動腦筋去想實驗如何完成,會有什么樣的結果,嚴重束縛了學生想象力、研究力和創(chuàng)新能力。
1.3考核方式
現(xiàn)階段的考核方式基本是靠三部分組成:學生的出勤率,學生實驗時的表現(xiàn),學生的實驗報告這個考核方式是一直以來各高校無機化學實驗所沿用的,而且也是很多年沒有改變的,該方法最大的弊端是沒有對有想法和有創(chuàng)新能力的學生給予足夠的肯定和支持。
2對現(xiàn)階段無機化學實驗改革的必要性
通過上述的對本?,F(xiàn)階段無機化學實驗教學的分析,可以發(fā)現(xiàn)不論是從實驗內容還是教學方法,以及考核方式,這些方面都無法體現(xiàn)現(xiàn)階段各領域對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和研究能力的提高,也沒有體現(xiàn)出對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視程度,而這一點與當今社會對于本科生既需要掌握扎實的基礎知識和基本理論,又需要具有積極主動的科學研究能力和知識創(chuàng)新能力相矛盾,因此要滿足當前社會各領域對化學、化工、材料、環(huán)境、生物等專業(yè)本科畢業(yè)生
的要求,必須從大一的無機化學實驗開始做起,進行無機化學實驗相應的改革。
3通過實驗教學改革,提高學生的創(chuàng)新能力
針對前面提到過的無機化學實驗存在的局限和弊端,本課題擬對現(xiàn)階段的無機化學實驗做出如下的整改措施;
3.1對原有的實驗內容進行調整更換,增加具有培養(yǎng)學生創(chuàng)新研究能力的實驗
原先的實驗內容在最初的無機化學教學實驗中起到了很好的對理論課程的支撐和驗證作用,但是隨著無機化學理論課程的變化,以及學科間的滲透和社會對高校學生的多元化需求,單一的原先只注重基礎知識基本技能訓練的實驗內容已經(jīng)越來越難以滿足后續(xù)課程以及用人單位對于學生的要求,因此在原先的基礎上,我們結合老一輩教師的意見和新形勢下各方面的需求對無機化學實驗內容進行了適當?shù)膭h減調整和補充,保留了經(jīng)典的“氯化鈉提純”、“硫酸亞鐵銨的制備”等經(jīng)典實驗,刪掉了“二氧化鉛的制備”等對環(huán)境造成污染且沒有創(chuàng)新性培養(yǎng)的實驗,調整了元素性質實驗,統(tǒng)一合并為“主族元素”和“副族元素”實驗,在一些原有實驗內容中增加了學生自主設計并實施的實驗內容。這些實驗內容不僅讓學生學到如何處理和再利用工業(yè)廢渣,同時也極大的提高學生的對于化學化工實驗的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和課題研究能力的提高。
3.2改革原有的教學方法,利用互聯(lián)網(wǎng)多媒體提高學生的實驗興趣
在目前網(wǎng)絡信息技術高速發(fā)展的形式下只依靠單純的口述和板書的教學方法已經(jīng)無法引起學生的學習興趣了,因此可以充分利用網(wǎng)絡技術,可以利用多媒體網(wǎng)絡技術來講述實驗課內容,這樣可以減輕老師負擔,增加學生的興趣,而且對于有些難以用語言和文字表達的實驗原理和現(xiàn)象可以通過網(wǎng)絡視頻,或者多媒體軟件制作出來,給學生以更加直觀和深刻的感受。另外還可以以組建實驗小組的形式,對一些實驗內容比較多,工作量比較大的實驗分組進行,例如配合物分裂能的測定實驗中,就可以把學生分為三個小組,一個小組負責配位化合物的制備,一個小組進行配合物離解類型及氯離子含量的測定,最后一組同學進行配合物分裂能的測定。
此外,還可以進行開放性實驗教學,對一些實驗能力比較強,對化學實驗興趣比較大同學,可以結合老師課題開展一些需要具有實際意義和接近工業(yè)生產的實驗項目,這樣可以解決個別老師課題沒人做的困難,又能提高學生的科研實驗能力,又能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
3.3改進實驗考評制度,突出對具有實驗創(chuàng)新能力的考核和重視
實驗成績的評定,不局限于單純的實驗結果的考核,而是應該趨于多元化多層次的考核。從過去的經(jīng)驗分析,由于無機化學實驗的對象是大一學生,由高中考入大學的他們普遍存在只重視理論不重視實驗課的現(xiàn)象。加上傳統(tǒng)的實驗考核方法是考核學生的課堂表現(xiàn)、實驗報告、實驗操作( 或理論考試) ,為了提高學生對實驗課的重視,理解化學實驗的重要性和必要性,充分調動學習積極性,我們對傳統(tǒng)的實驗考核辦法進行改革與完善,以利于培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力。
具體考核辦法為如下:
( 1) 最終的考核成績不能只靠最后的實驗考試成績,而應同時考慮平時的實驗成績綜合給出最終的實驗成績。這樣不但能真實反映學生的實際水平,而且避免了有的學生雖然平時不認真但期末考試能憑運氣突擊僥幸過關的行為。
( 2) 最終考核要注重實驗結果,但是同時要兼顧實驗過程。不能只注重學生實驗結果的對錯產率的高低,更要結合學生實驗過程中的具體表現(xiàn)出的:規(guī)范正確的實驗操作,嚴謹認真的科學態(tài)度,對團隊的協(xié)作和奉獻精神,良好的安全整潔的實驗習慣等諸多因素。這樣綜合考慮才能給出一顆科學合理的實驗成績。
( 3) 實驗操作技能考核與文字解釋表述考核相結合。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)有的同學實驗報告寫的很好,但是實驗幾乎都是別人在做,而有的同學動手能力特強,但是實驗原理和結果的表達卻差強人意。因此在考核最總實驗成績時,也要注重學生對實驗現(xiàn)象的表述( 口頭表述尤其是文字表述) 能力。如果一個擁有較強實驗操作能力的學生,不具備真實、流暢、到位表述能力,他將不能成為一個合格的實驗科學人才。
( 4)對于某些實驗能力和創(chuàng)新精神表現(xiàn)的特別突出的學生可以另外加分,或者給予一定的物質獎勵,以提高學生對增強實驗能力積極性,和對學生創(chuàng)新性的充分肯定。
4結論
無機化學實驗教學是培養(yǎng)大一學生的基本實驗技能和素養(yǎng)、觀察分析問題、研究創(chuàng)新能力等綜合能力重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。實驗教學改革是一項長期而艱巨的任務,也是一項涉及諸多方面的一個課題,不僅僅需要改革者堅持不懈努力研究,也需要各級部門的積極配合,只有通過上下級管理者執(zhí)行者的不懈努力,將實驗教學改革不斷引向深入,無機化學實驗教學這門課程才會在提高大學生科學素質、培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面發(fā)揮更大的作用。
參考文獻
作為高等院?;瘜W專業(yè)的第一門實踐課程,無機化學實驗起著承上啟下的重要作用。結合河套學院教學實踐,從重視實驗預習、突出學生主體的教學方式、使用多媒體輔助教學、滲透綠色化教學等多個方面進行了探索和改進,以期適應當前對應用型人才培養(yǎng)的需求。
關鍵詞:
無機化學實驗;教學改革;教學實踐
金融危機以來,國際經(jīng)濟形勢的變化和實體經(jīng)濟的回歸對我國經(jīng)濟發(fā)展、人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。隨著經(jīng)濟的轉型升級,為加強高層次技術技能人才培養(yǎng),創(chuàng)辦應用型品牌大學是地方本科院校在高等教育大眾化背景下的必然選擇[1]。河套學院應用化學專業(yè)積極進行轉型發(fā)展,堅持“立足西部,培養(yǎng)高素質應用型專門人才”的辦學定位,突出培養(yǎng)應用型、復合型、創(chuàng)新型人才;著力構建“尚品德、厚基礎、重應用”的人才培養(yǎng)模式,為自治區(qū)西部轉型發(fā)展提供人才保障。無機化學實驗是河套學院應用化學專業(yè)第一門實踐性課程,相互聯(lián)系又相對獨立于無機化學理論課程。通過無機化學實驗課程的學習,能夠幫助學生理解和鞏固課堂上所學的無機化學基本理論和基本知識,更重要的是可以讓學生接受實驗技能的綜合訓練,感受科學探究的過程和方法,對于提高學生化學的學習興趣、綜合能力的發(fā)展、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)都具有積極的意義,同時為后續(xù)實踐性教學環(huán)節(jié)的實施以及學生將來從事化學化工實驗工作和科學研究打下良好的基礎。本文針對傳統(tǒng)無機化學實驗教學中存在的缺點和不足,及河套學院無機化學實驗課程現(xiàn)狀,提出以下幾點建議和對策,作為實踐課程及教學改革的一點探索。
一、重視實驗教學前預習環(huán)節(jié)
在整個實驗教學中,實驗的預習、實驗的基本操作和完成實驗報告是三個必不可少的環(huán)節(jié)。實驗預習是學生在實驗開始前就對實驗的基本內容、操作方法和步驟,以及涉及到的實驗儀器和藥品有一定的了解,并以實驗預習報告的形式呈現(xiàn),這樣使學生能夠在實驗過程中,對實驗有整體的認識,操作起來得心應手。因此,有效的實驗預習不僅有利于培養(yǎng)和提升學生的自主學習能力,而且是實驗順利進行的前提和保證[2-3]。但是根據(jù)以往的教學經(jīng)驗,大部分學生把重點集中在實驗操作和完成實驗報告上,對實驗的預習重視不夠。在對學生的預習報告的檢查中,發(fā)現(xiàn)大部分學生只是一味的“照本宣科”,為完成任務而寫,達不到預習的真正目的。為使學生能夠認識到實驗預習的重要性,改變以往每做一步實驗都要看一下實驗教科書的狀況,實驗老師在課前應做以下工作:(1)及時通知學生實驗項目,留充足的時間進行預習,并對實驗內容進行簡要的描述。(2)針對不同的實驗類型,設定相應的實驗預習報告書寫要求。例如,對于驗證性實驗,需寫出試劑的用量和滴加順序,明確試劑的基本物理性質和化學性質,能預測實驗現(xiàn)象,并寫出相應的化學方程式,積極引導學生正確運用課堂上所學的理論知識來解釋實驗現(xiàn)象,將化學實踐和理論有機結合起來;對于制備性實驗,將實驗步驟以流程圖的形式呈現(xiàn),層次清晰,簡明易懂。(3)將實驗中的關鍵步驟或注意事項設置若干數(shù)量的思考題,幫助學生搞清實驗原理和實驗方法,提高其分析問題、解決問題的能力。(4)根據(jù)學生書寫的實驗預習報告質量以百分制形式進行評分,及時記錄并作為期末考查成績指標之一,將成績及時反饋給學生,進一步增強學生對預習報告的重視程度。
二、突出學生主體地位,培養(yǎng)學生自主學習和動手能力
在傳統(tǒng)的無機化學實驗中,通常是實驗老師詳細介紹實驗原理、儀器使用方法和具體操作步驟、實驗過程中的注意事項,學生只是根據(jù)老師的講解“照葫蘆畫瓢”?;旧现灰獙W生認真聽講,根據(jù)老師的思路和要求進行實驗,都能得到理想的實驗現(xiàn)象和結果。但是這種方法極大地限制了學生創(chuàng)造思維的培養(yǎng)。使得學生缺乏主動思考,獨立設計實驗的能力,更談不上開拓創(chuàng)新了。為改變這一狀態(tài),我們采取了加強引導,鼓勵學生大膽操作,勇于探索,充分發(fā)揮學生的主觀能動性等措施。(一)精簡講授環(huán)節(jié),還學生思考和動手操作時間。由于學生在實驗前進行了充分的預習并書寫實驗報告,因此講授重點可以集中在預習報告中的預留思考題,以討論式或問答式的形式盡可能增加學生的參與度,充分體現(xiàn)以學生為主的教學模式。(二)適當轉變教師和學生的角色定位,老師由原來的“指揮者”變?yōu)檩o導者,并且輔導人數(shù)以15人左右為宜。這樣改革的好處體現(xiàn)在:首先,能夠及時處理學生在實驗中遇到的問題,進行答疑解惑;其次,根據(jù)學生參與及操作規(guī)范情況打分,并及時記錄,作為學生無機化學實驗考查的參考成績之一。以此可有效增加學生實驗的緊張感,減少“渾水摸魚”的學生,使學生能夠認真對待實驗,培養(yǎng)良好的工作習慣;再者,能夠及時發(fā)現(xiàn)學生操作中存在的錯誤,予以糾正。對于普遍性的錯誤可以立即提醒全班學生加以防避;最后,轉變角色有利于增加老師和學生之間的交流互動,以探討形式提高學生分析問題、解決問題以及團結協(xié)作的能力,培養(yǎng)學生扎實的基本功。
三、多媒體技術輔助,優(yōu)化教學資源
在傳統(tǒng)無機化學實驗教學中多媒體課件使用較少,浪費了大量網(wǎng)絡資源。適當使用多媒體課件有助于拓展學生的視野,體會無機化學實驗的神奇與美妙。例如,在無機化學實驗基礎知識教學中均已采用了多媒體形式授課。形象直觀的動畫和圖片在一定程度上填補了嘴巴加黑板講授的缺陷。有效地提高學生的學習興趣。并將一些污染較大、耗時較長、有毒有害的合成類實驗制作成視頻進行播放,以及播放網(wǎng)絡實驗視頻,增加了在實驗室現(xiàn)行條件下無法開展的實驗。這樣不僅能夠避免有毒有害化學物質對人體和生態(tài)環(huán)境的危害,確保實驗的安全性,同時也擴大了課程容量、豐富了學生知識儲備,保證實驗教學對理論教學的實證支撐,完備理論知識體系,取得了良好的教學效果。
四、滲透綠色化教學理念,培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展觀
近年來,綠色化教育正受到越來越多的關注,從倡導環(huán)境教育開始,學者們日益認識到綠色教育應具有豐富的內涵。在實驗教學中融入綠色教育有利于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識,培養(yǎng)學生尊重自然,尊重他人,追求人與自然和諧發(fā)展意識。近年來,關于綠色化教育重點集中在推廣微型實驗和使用綠色化學試劑兩個方面,可以達到準確、安全、方便和防止環(huán)境污染的目的[4-6]。例如無機化學實驗中驗證性實驗,完全可以在點滴板上進行,化學試劑的取用量與對應的常規(guī)實驗(試管中進行)相比可以減少90%以上。這也是河套學院無機化學實驗室積極改進和探索的方向和目標。此外,我們在實驗過程中著重關注學生在實驗過程中普遍存在著取用藥品和試劑“貪多貪大”、輕易反復實驗的問題。以小見大,從細節(jié)入手樹立學生環(huán)保意識,節(jié)約能源,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。以上是根據(jù)河套學院無機化學實驗的實際教學情況從實驗預習、實驗操作中教師與學生的角色地位、教學中的輔助設備和融入綠色化概念四個方面進行的一些教學改革。教學實踐中發(fā)現(xiàn)實驗效率明顯提高,教學效果顯著改善。但是在地方本科院校向應用型大學轉型的背景下,要滿足當今社會對應用技術型人才的需求,培養(yǎng)符合地區(qū)發(fā)展的化學專業(yè)人才。我們需要付出更多的努力,對于無機化學實驗改革的繼續(xù)深入研究和探索仍是十分必要的。
參考文獻
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多年來,我們學校無機化學實驗考核模式是平時成績(50%)與最后實驗操作考試(50%)兩部分組成。平時成績主要是根據(jù)學生的出勤率及學生的實驗報告情況評定,最后實驗操作考試是學生隨機抽取的方式考核某一個實驗操作。這種考核方法根本不能全面、科學地評價學生,一是平時考核內容主觀性太強,考核成績不能客觀反映學生對無機化學理論知識的掌握程度和知識的應用能力;二是實驗報告中的實驗數(shù)據(jù)不能完全反映學生的實際操作水平;三是期末操作考試過于簡單。這種考核方式不利于學生實驗的積極性和實驗教學效果的提高,不利于學生嚴肅認真的科學態(tài)度、規(guī)范的基本操作技能及對所學知識的綜合應用能力等的培養(yǎng)。這樣的實驗考核嚴重影響了學生素質的提高,妨礙了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2實驗考核方式改革
2.1考核分值構成
實行實驗全程考核制度,平時成績和期末成績都以總分100分進行計算,學期實驗總成績由平時成績占60%,期末成績占40%構成。平時成績指學生每次完成老師規(guī)定的實驗內容時,我們以學生對實驗基本技能的掌握情況考核為主,包括實驗考勤、實驗預習、實驗基本操作、實驗衛(wèi)生、實驗數(shù)據(jù)的處理與結果以及實驗報告等計分項目組成,實驗期末考核由理論考核和實驗基本操作考核組成,理論占40%,實驗考核占60%。
2.2平時成績計分方式
在第一次實驗時教師將這一學期的實驗安排表交給學生,使學生知道每次實驗的內容及時間。要求學生每次實驗前對所做實驗內容進行預習并寫好預習報告。學生進實驗室時老師檢查每個學生的預習報告的書寫,符合要求記5分,不符合要求,根據(jù)情況酌情減分,沒寫,計分為“0”。在檢查預習報告的同時又對學生進行了考勤,并根據(jù)實驗考核量化表進行打分。如此次實驗學生缺勤,則此次實驗平時成績記為“0”分。學生在做實驗的整個過程中,主要考察學生實驗操作是否規(guī)范、熟練、實驗中的注意事項以及是否積極思考和解決實驗過程中遇到的問題等方面而計分。比如在溶液的配制時,我們考察學生所用儀器是不是按正確的方法洗滌,電子天平使用方法是不是正確,取用藥品操作是否規(guī)范等,如不規(guī)范則按照評分細則扣分。學生完成實驗之后必須把自己所用的實驗儀器清洗干凈,并對自己所用的臺面進行整理,值日生必須負責整個實驗室的衛(wèi)生,如不符合要求,酌情從實驗衛(wèi)生的5分鐘予以扣除。實訓數(shù)據(jù)處理與結果要考核學生原始數(shù)據(jù)的記錄、有效數(shù)字的保留,試驗數(shù)據(jù)的處理,結果是否準確等方面予以考慮,學生要求不得隨意涂改原始數(shù)據(jù),具備一定的數(shù)據(jù)處理能力和分析數(shù)據(jù)能力,實驗結果必須準確。實驗報告要求學生格式規(guī)范、字跡清晰,并要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及結果進行討論,否則,酌情予以扣分。一學期實驗結束之后,老師根據(jù)實驗考核量化表進行統(tǒng)計,算出平時成績,然后乘以60%,計入學期總的實驗考核成績。雖平時成績采取這種量化的方式進行,增加了老師的工作量,但能給學生每次實驗一個公正的評價,提高了學生做實驗的積極性,對培養(yǎng)學生實驗操作能力、思維能力、解決問題的能力很有幫助,為后續(xù)實驗課程的開展打下堅實的基礎。
2.3期末成績計分方式
期末考核以100分計,占實訓學期總成績的40%,分為理論考核和操作考核兩個部分。其中理論考核占40分,實驗考核占60分。理論考核,主要是以一學期所做實驗的實驗原理,實驗所用的儀器的使用方法、實驗設計以及實驗時的一些注意事項等進行考試,總分40分。實驗操作考核采用編號隨機抽查并當場操作的方式,學生在給定的時間里完成全部操作考核內容,教師當場給分,并指出實驗中存在的問題。為了使實驗考核規(guī)范化,實驗操作考核都應有相應的評分細則。
2.4期末實驗考核的內容與評分方式
實驗操作考核內容可以是無機化學實驗這一學期所做內容,隨機抽取一個,當場操作,根據(jù)評分細則當場給分。在考試前老師根據(jù)考試內容制出相應的評分細則,如表2為采用電子天平減重法稱量固體Na2CO3一份(約3g)的考核標準及評分表,滿分60分,時間20分鐘。
3高職藥學無機化學實驗考核方式的實踐與討論
關鍵詞:無機化學實驗;實驗教學方法;Bb教學平臺
中圖分類號:G642 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.23.068
《無機化學實驗》是一門獨立的基礎實驗課程[1],是化學實驗的重要分支,許多化學理論和規(guī)律都源自實驗,化學實驗教學在化學類、醫(yī)藥類、生物類、環(huán)境類等專業(yè)的大學教育中占有相當重要的地位。傳統(tǒng)的無機化學實驗授課方式主要是教師單向表述,課上簡單演示。教師要求學生專心聽講和被動接受,學生按照教師所講述的進行實驗,不注重對學生自主學習能力和自主設計實驗能力的培養(yǎng),因此課程內容和教學方法的改革顯得愈發(fā)迫切、重要。網(wǎng)絡教學平臺是各高校開展網(wǎng)絡教學的一個重要平臺,目前應用較為廣泛的Bb網(wǎng)絡教學管理平臺(BlackboardLearningSystem)為教師、學生提供了強大的施教和學習的網(wǎng)上虛擬環(huán)境。因此,將Bb教學平臺應用到無機化學實驗中,對教學來說具有重要意義。
1目前無機化學實驗教學中存在的主要問題
1.1無機化學實驗與無機化學課程銜接不緊密
無機化學實驗是基礎實驗課,高校的化學院、生命學院、藥學院、環(huán)境學院等理科專業(yè)均為實驗必修課。無機化學實驗對于化學院學生來說學時非常多,實驗課程緊密,時常出現(xiàn)實驗課所涉及的知識理論課還沒有講授,實驗的時候學生只是模仿,不明白實驗的原理是什么。
1.2學生重理論,輕實驗
無機化學實驗課是依附于無機化學課的,實驗主要目的是驗證理論課所講過的化學概念、理論等。這就決定了實驗課只能是從屬地位,不能體現(xiàn)實驗課的特點和規(guī)律。
1.3學生預習效果不好
學生普遍認為實驗是聽老師講解后動手完成即可,很少會考慮預習的問題??v然老師要求學生交預習報告,學生也只是在完成任務般的抄寫,不能認真預習實驗內容。甚至有些學生為了完成任務,直接抄寫同學的預習報告,根本無預習目的可言。
1.4學生被動實驗
由于學生對實驗課的不重視,導致學生做實驗過程中不能認真思考,只是機械的模仿、重復實驗步驟,不明白實驗現(xiàn)象產生的原因,甚至對錯誤現(xiàn)象也不能識別。學生本次實驗中用過的實驗方法、操作步驟等,當下次還需要操作時又都不記得,充分說明學生是被動的重復。1.5綜合性、設計性等實驗難以開展現(xiàn)行課程體系內容基本以驗證基礎理論為主,實驗內容過于陳舊,需要增加綜合性、設計性實驗來反映出當前化學學科的最新成就和發(fā)展趨勢。但現(xiàn)行化學實驗課由于實驗條件所限,很多實驗涉及危險品或昂貴儀器時,這種綜合性的實驗就很難實施。
2Bb教學平臺解決無機實驗教學問題的實施方案
通過引入Bb教學平臺能夠解決目前無機化學實驗中存在的一些問題,更好的掌握實驗知識跟技能,實施方案如下:
2.1利用Bb教學平臺做課前預習
針對學生不會做預習的情況,授課教師將該實驗的原理、儀器的使用方法、注意事項等內容分別以PPT、文本文檔等形式上傳至Bb教學平臺,學生登錄后,參照老師提出的要點進行閱讀,并預習相關問題,自己查閱預習內容并回答問題,這樣提高了知識的針對性及學科的交叉性。
2.2利用Bb教學平臺做預實驗
學生可以利用教學平臺教師上傳的課程相關內容,根據(jù)原理寫出反應方程式,預計實驗現(xiàn)象,推測出實驗結果。這樣學生在做實驗過程中,就不會只是盲目的重復步驟,有利于鞏固學習效果。
2.3利用Bb教學平臺做課后答疑
學生在課后寫實驗報告的時候,如果發(fā)現(xiàn)疑難問題可以通過平臺與同學或老師進行交流,使學習過程不只局限課堂時間[2]。
2.4利用Bb教學平臺拓展實驗內容
一些危險性大、儀器設備受限制的實驗,實驗教師可以通過上傳視頻的方式,讓同學自學。同時授課教師還可以上傳一些國外實驗課程內容,讓同學們感受不同的教育方式。
3應用Bb教學平臺需要注意的問題
《無機化學實驗》Bb教學平臺在使用中還應該注意一些問題:①為學生提供的內容是否“因材施教”。平臺可以大量信息內容,授課教師必須有選擇的提供給學生參考,否則容易事倍功半。②是否根據(jù)課程內容不斷更新?!稛o機化學實驗》由于課程的限制,不能做到經(jīng)常換實驗內容,所以在同一實驗內容中要找出不同的問題重點,或貼近科研進展,擴大實驗內容。③培養(yǎng)學生使用平臺的意識。平時課上要多介紹Bb平臺的使用方法及優(yōu)點,調動同學使用該平臺的積極性,充分利用優(yōu)秀的教學資源。
參考文獻:
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關鍵詞: 無機化學 化學實驗 計算機模擬
無機化學是一門理論性強且知識較為抽象的學科,其對化學實驗教學有較高要求。由于受技師學院學生素質參差不齊的影響及無機化學實驗中有毒物質的危害影響,我院傳統(tǒng)的無機化學實驗教學模式存在較大局限性,無機化學實驗教學達不到應有效果。當前改變傳統(tǒng)的無機化學實驗教學模式已成為我院無機化學教學工作的重要課題。
一、無機化學實驗化學實驗的局限性
1.化學實驗中會接觸到一些有毒化學品
在無機化學實驗中,無論是學生還是教師都會接觸到品種繁多的化學品,其中有一些是有毒的化學物質,像做化學實驗經(jīng)常會用到的氯氣、一氧化碳、亞硝酸鹽等。還有些化學品比如氫氣等具有易燃易爆的危險性。
2.傳統(tǒng)的化學實驗室無法完成一些氣體及微觀化學實驗
無機化學中一些非常抽象的理論知識,比如化學反應速率理論中涉及的N■O■轉化為NO■的反應,由于這個反應過程中有顏色的變化,可以很好地解釋化學速率的快慢及化學平衡中壓力對化學平衡的影響問題,但是這個實驗是氣體實驗,還涉及氣體的壓力條件,在實驗室根本完成不了。另外,無機化學實驗中還涉及一些物質的微觀結構,比如氧化還原反應中電子的得失情況,原子核外電子排布的三個原理及原子軌道的概念,以及雜化軌道理論,等等,這些利用宏觀的化學實驗根本解釋不了。
3.學生的學習主動性差
在傳統(tǒng)的化學實驗教學中,教師講解實驗步驟,實驗注意事項,演示實驗過程,學生只是機械記憶,被動接受,盲目跟隨老師完成既定的化學實驗,很少嘗試采取不同的實驗途徑,從而導致學生不會積極主動地深入思考,不會自己主動地解決問題。這樣的實驗方式導致學生獨立自主的分析問題、解決問題的能力得不到鍛煉和培養(yǎng)。
二、計算機模擬實驗的優(yōu)點
計算機模擬化學實驗利用現(xiàn)達的網(wǎng)絡技術、計算機三維動畫技術,模擬真實的傳統(tǒng)化學實驗的場景和實驗儀器,使學生在虛擬實驗臺上完成實驗教學項目,提交實驗報告,并完成實驗技能測評。與傳統(tǒng)化學實驗相比,具有以下幾方面優(yōu)點。
1.提高學生自主學習能力
計算機模擬的化學實驗,有動聽的聲音解說、生動的演示畫面及詳盡的文字解釋,綜合了靜態(tài)信息和動態(tài)信息,能有效調動學生的視聽感官感知信息,激發(fā)學習興趣。在模擬實驗中,學生可以自主選擇實驗儀器和實驗藥品,自行設計實驗,有利于培養(yǎng)操作能力、分析判斷能力、設計能力和創(chuàng)新意識。
2.創(chuàng)設清晰直觀的學習情境
無機化學中涉及的如原子軌道雜化過程、原子軌道雜化后形成的分子在空間幾何的構型等微觀原子軌道雜化理論,其僅靠老師講解,學生難以理解抽象的理論知識。但是計算機模擬實驗,以動畫形式模擬了分子中原子在微觀狀態(tài)下的軌道雜化過程,通過3D技術,使學生從三維立體的角度觀察到肉眼無法看到的分子結構,這樣能使得抽象的知識直觀化。學生在清晰直觀的情境中能有效提高學習效率。
3.實驗過程綠色環(huán)保且安全
大多數(shù)化學實驗試劑具有易燃、有毒和腐蝕性特點,并且實驗過程中難免排出廢氣、廢水,污染環(huán)境。但是計算機模擬化學實驗,有效避免了使用有毒化學品,實驗過程中學生不必進行具有危險性的實驗操作,從根本上消除了較多不安全因素,也避免了實驗后廢棄物產生,綠色環(huán)保。計算機還會模擬一些點燃可燃性氣體,由于未驗純度而造成的爆炸事故及一些由于操作不當而造成化學藥品污染的現(xiàn)象。通過這些錯誤實驗操作的模擬,能讓學生親身感受到錯誤操作帶來的嚴重后果,從而發(fā)揮提醒與警示的作用。
三、技師學院引進計算機模擬化學實驗的對策構思
根據(jù)技師學院人才培養(yǎng)的目標,其可以將計算機與化學實驗結合,構建“一體化”的化學教學體系。通過教師的專業(yè)理論教學聯(lián)系實驗實踐教學而達到化學教學中培養(yǎng)生產、建設、管理及服務所需的高技能人才培養(yǎng)的目的。以我院的材料系為例,材料系化學教學有條件實行“一體化”教學模式。
當然“一體化”教學模式的實施,需要我院材料系在原有教材、場地及師資等方面加以改進與優(yōu)化。另外,材料系在實行“一體化”教學模式時,應該積極借鑒我院自動化系和機電系采用的“雙師”教學模式,促進“學生樂學、教師愿教、教學相長”的良好局面的形成。為此,我院材料系應該從如下幾方面開展工作。
1.教材一體化
實施教材一體化,需要將傳統(tǒng)教材改為任務驅動型教材。傳統(tǒng)教材側重理論知識,專業(yè)操作技能所占比例太少,導致學生遲遲不能建立起專業(yè)意識。其實,經(jīng)過多年教學實踐,一些專業(yè)教師都積累了較豐富的教學經(jīng)驗,能夠清晰了解學生在某一階段所應掌握的實驗操作技能與畢業(yè)技能鑒定標準,讓教師編制適合學生的任務驅動型教材,有較大可行性。
2.教學場地一體化
實施教學場地的一體化,需要我院建設既能適合理論教學又能進行化學實驗操作技能實訓的“一體化”教學模式的實驗室。只有在這種一體化教學場所中,學生才能一邊聽老師講解一邊進行實驗操作,還有利于老師及時糾錯?,F(xiàn)階段我院材料系要積極進行微機室改進,在微機中裝上相應的計算機模擬化學實驗軟件,為材料化學一體化教學提供保障。
一、項目化教學特征
所謂“項目化教學”是從職業(yè)的實際出發(fā),選擇典型事例作為教學的主題,以實踐為導向,教師為主導,學生為主體,教師和學生通過共同實施一個完整的項目,并共同評價項目工作成果而進行的教學活動。在“項目化教學”過程中,學生在教師的主持下能夠自覺、自由地選擇自己感興趣的內容和展示形式,為學生創(chuàng)新能力的發(fā)展提供了有效的途徑。
二、項目化教學的實施流程
項目化教學是一種“行為導向”教學法,其實施流程如下:
1.項目確定
在項目化教學中,選擇合適的項目非常重要。所選項目既要包含無機化學的基本知識和基本實驗技能,又要密切聯(lián)系日常生活或當?shù)鼗ば袠I(yè)的生產實際。這樣才能調動學生探究問題的積極性,使學生在項目情境下提高協(xié)作能力、人際交往能力和職業(yè)能力。例如:“設計實驗驗證高錳酸鉀在不同介質中的氧化性”這一項目中的研究對象“高錳酸鉀”,它既是實驗室常用的氧化劑,在工業(yè)上又能用作消毒劑、漂白劑,還在醫(yī)學上用于消毒、洗胃,與學習生活聯(lián)系比較緊密,學生才會有比較濃厚的興趣。
2.項目開發(fā)
項目確定后,教師根據(jù)學生的性別、技能水平等將全班學生分成多個小組,每個小組人數(shù)最好3至5人。然后對項目進行細化,使之分解成一系列的任務,并分配給各個小組,要求學生團結協(xié)作,充分利用圖書館和網(wǎng)絡資源收集所需要的資料,小組內部討論、整理后做成幻燈片,每個小組派一名同學向全班同學展示、匯報。
3.項目方案制定
資料準備充分后每個小組就開始制訂完成任務的方案,各組派代表利用幻燈片向同學們展示制訂的方案,然后在老師的引導下大家一起討論,對初步方案進行修改和完善,使方案具有科學性、可行性、經(jīng)濟性和環(huán)保性,最終師生共同歸納總結討論結果制訂出實施方案。
4.項目實施
實施項目是項目化教學的關鍵階段,所以每位小組成員都要嚴格按照實施方案執(zhí)行,積極利用無機化學實驗室的實訓條件開展實驗項目。在具體的實施過程中,學生會遇到這樣那樣的問題,教師則要適當?shù)闹笇?,讓學生多思考,獨立地完成實驗項目。這種項目實施方式,不僅可以培養(yǎng)學生的集體意識,而且能夠提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
5.項目評價
學生完成實驗項目后,應及時進行考核、評價和總結。項目考核標準可參照相應專業(yè)的職業(yè)資格標準,項目考核和評價以設計的初步方案、實驗操作、實驗習慣、團隊協(xié)作能力、實驗原始記錄、實驗數(shù)據(jù)分析與處理、實驗報告、項目總結等為依據(jù)。考核和評價成績公布后,要展開小組討論,讓學生及時找出在整個項目完成過程中存在的問題與不足,以便在下一項目時不斷地改進和完善。這種考核評價機制不僅可以激勵學生,提高教學質量,而且能有效提高學生的應職應崗能力,同時積極推進“雙證書”制。
三、項目化教學的體會
這種“項目引領,任務驅動”的教學方法能將無機化學的理論知識和實驗操作有機地結合在一起,使教師、學生真正地做到“教學相長”,學生的理論基礎不斷扎實,實驗技能不斷提高。我們不能否認項目化教學有著傳統(tǒng)教學不可比擬的優(yōu)勢,但是也應認識到以下幾個問題。
1.教師的素質須不斷提高
項目的確定既要基于書本的教學內容,又要聯(lián)系化工生產實際,既不能太簡單,又不能太難。這就要求教師不僅要熟悉書本知識,精于實驗操作,而且要了解目前化工行業(yè)相應職業(yè)崗位的要求。因此,項目化教學對教師提出了很高的要求。如果教師沒有深厚的理論功底、較強的實驗技能、豐富的專業(yè)知識、周密的準備和一定的生產實踐經(jīng)歷,就將無法應對項目化教學過程中學生遇到和提出的諸多問題。
2.學習資源須不斷完善
在項目開發(fā)和方案制定時,教材已不能滿足學生的需要,他們將借助于更多的書籍和網(wǎng)絡資源。所以學院需重視圖書館建設,增加圖書館的藏書量,并不斷整合互聯(lián)網(wǎng)資源,構建較完善的教學平臺,為師生提供良好的學習環(huán)境。
3.實驗教學條件須進一步改善
良好的實驗條件是提高實驗教學水平的重要保證。為保障項目實施能順利進行并達到預期目標,實驗室應配備足夠數(shù)量的實驗儀器和設備,讓每個學生都有充分動手的機會,提高他們獨立操作的能力。
總之,無機化學實驗課程的項目化教學提高了學生的質量,符合當前化工行業(yè)對化學化工類職業(yè)院校人才的需求,所以教師應積極推行項目化教學,為企業(yè)為社會輸送更多、更優(yōu)秀的專業(yè)人才,使無機實驗教學與社會經(jīng)濟發(fā)展形成良性互動。
參考文獻:
關鍵詞:化學工程與工藝 基礎實驗訓練
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(c)-0240-01
本文以無機及分析化學實驗為例,淺談化工專業(yè)學好該實驗的重要性及無機及分析化學實驗教學中的幾點建議。
基礎實驗訓練除加強物理實驗、電子實驗、計算機、金工實習等基礎外,無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、化工原理、專業(yè)實驗是重點[1]。其中,無機及分析化學是由原無機化學和分析化學統(tǒng)合而成的一門基礎化學課程,也是化工專業(yè)學生必修的第一門化學基礎課。通過本課程的學習,使學生掌握化學反應的基本原理、原子結構的基本理論、元素化學的基本知識、誤差的基本概念和化學分析的基本技能。由于無機及分析化學是第一門化學基礎課,為學生進一步學習化學相關基礎課和專業(yè)課打下基礎,所以這門課程以對后續(xù)基礎化學和專業(yè)化學課程的學習起著至關重要的作用。由于化學是以實驗為主的學科,所以與之相應的實驗課無機及分析化學實驗,是加強該課程實踐性教學環(huán)節(jié)的一門主要課程。通過實驗,可以加深學生對無機及分析化學基本理論的理解。
無機及分析化學實驗,使學生在學習一些典型的化學分析法實驗的基礎上,正確地、熟練地掌握無機及分析化學實驗的基本操作技能;認真觀察現(xiàn)象進而分析判斷、邏輯推理、作出結論的能力;初步學會處理實驗數(shù)據(jù)及正確表達分析結果的方法;正確設計實驗(選擇實驗方法、實驗條件、實驗儀器和試劑等)解決實際問題的能力;通過查閱手冊、工具書及其它信息源獲得信息的能力;培養(yǎng)他們實事求是的、嚴謹?shù)目茖W作風,認真、細致、整潔的科學習慣,并鍛煉學生獨立從事科學實驗的能力,為學習后續(xù)課程和將來從事實際工作打下良好的基礎??傊瑹o機及分析化學實驗對化工專業(yè)學生實踐能力的培養(yǎng)是非常重要的。
在無機及分析化學實驗的教學中,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、勤儉節(jié)約的優(yōu)良作風、勇于開拓的創(chuàng)新意識,應始終貫穿整個基礎實驗教學過程中。
為了培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度,要求學生準備一個實驗預習報告,用于實驗課前預習。預習的內容包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)及記錄。讓學生在實驗課前對實驗做到胸有成竹,清楚為什么要做這個實驗,理解相應的實驗原理,清楚實驗步驟,知道在實驗過程中需要記錄哪些數(shù)據(jù),不至于在實驗過程中手忙腳亂。在實驗過程中,要求學生將實驗數(shù)據(jù)記錄在預習報告本子上,實驗結束后,將實驗報告本子拿給實驗老師看。實驗老師主要看實驗結果記錄的是否正確,誤差大小,并簽字。要求學生在寫實驗報告時,將預習報告本上的實驗數(shù)據(jù)記錄貼到實驗報告冊上,以保證數(shù)據(jù)的真實性,以達到培養(yǎng)他們實事求是的科學態(tài)度。同時,在實驗過程中要求學生認真觀察實驗現(xiàn)象,做好記錄,認真分析實驗結果,從而培養(yǎng)他們實事求是的科學態(tài)度。
在實驗教學過程中,注重培養(yǎng)學生勤儉節(jié)約的優(yōu)良作風。在第一次實驗課上,要求學生在實驗過程中節(jié)約用水,節(jié)約試劑。在無機及分析化學實驗教學過程中,通常采用微型實驗,除了勤儉節(jié)約、降低實驗成本之外,還有一個重要的目的就是盡量減少污染物排放,使學生具有環(huán)保意識。微型化學實驗是指用盡可能少的化學試劑獲得比較明白清晰的反應結果和化學信息的一種新型實驗方法[2]。在實驗過程中,在不影響實驗結果的前提下,將實驗工具書上的試劑量變?yōu)樵瓉淼囊话牖蛘吒伲赃_到節(jié)約試劑的目的。將一些價格昂貴的試劑,在實驗準備過程中配制成溶度較稀的溶液,如在生理鹽水中氯化鈉含量的測定實驗過程中,將AgNO3的濃度配制為0.05mol/L。在上述實驗過程中,要求學生在潤洗滴定管時,潤洗液的量為5mL。在一些制備和提純實驗中,要求學生將產品稱量完回收到指定的容器中,有些藥品可以重復利用,如氯化鈉的提純實驗。
化學實驗是在理論指導下的實踐過程,在這一過程中,允許有不同的觀點、方法、手段,甚至有不同的結論,應提倡創(chuàng)新,鼓勵探索,培養(yǎng)學生分析問題,解決問題的能力,為創(chuàng)新知識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的氛圍[3]。在實驗課教學過程中,多設置一些問題,引導學生獨立思考。在課后,要求學生認真寫實驗報告冊,并對自己的實驗結果進行分析,同時要求他們通過查閱工具書、文獻資料等手段按時完成思考題。為了提高學生的創(chuàng)新能力,使實驗室對學生開放。開放實驗室使學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)延伸到課后。課堂內已經(jīng)培養(yǎng)了學生的獨立思考能力和創(chuàng)造性思維能力,使他們能從不同的角度分析問題,同時學生的科研能力也日趨成熟。開放實驗室,主要是讓學生利用業(yè)余時間到實驗室去驗證自己的想法,準備畢業(yè)論文。學生可以自己想課堂,自行設計出切實可行的實驗方案。老師起到輔助的作用,幫助他們分析實驗成敗的原因,指出他們實驗方案的可行部分,鼓勵他們要有勇氣面對失敗,鍛煉學生的意志,訓練其縝密的思維能力。
總之,無機及分析化學實驗對化工專業(yè)學生實踐能力的培養(yǎng)起著關鍵的作用,希望在教學中得到高度重視。
參考文獻
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關鍵詞:無機化學實驗;教學模式;探索創(chuàng)新
無機化學實驗課是化工專業(yè)學生學習的第一門以實驗為主的專業(yè)課。它是以實驗為手段,研究和驗證無機化學中重要理論和典型元素及其化合物變化規(guī)律的一門課程。通過實驗課的學習,學生很好地掌握化學實驗基本操作和基本技能,加深和鞏固對無機化學相關理論知識的理解和掌握,提高自主學習能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維,為后續(xù)實驗課程的學習奠定扎實的基礎。
1原有的教學模式
現(xiàn)在高校對無機化學實驗課程重視不夠,大多還以原有的教學模式進行,以教師為主、學生為輔,教師講實驗,學生聽實驗。教師按照教學大綱和教學要求,講解實驗目的、內容、操作步驟以及注意事項等,學生按照教師講授的內容,結合教材和教師設計好的實驗步驟進行實驗。這種實驗課采用的是被動式、填鴨式的教學,學生沒有學習的積極性和主動性,對實驗過程也是敷衍了事,馬馬虎虎,遇到特殊情況完全不知道如何處理。這樣極大地約束了學生獨立思考、處理問題和解決問題的能力,不利于學生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成。為了提高教學質量和教學效果,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識,探索多維度的教學模式勢在必行[1-2]。
2多維度教學模式的應用
2.1增加設計性和綜合性實驗比例
現(xiàn)在的無機化學實驗課大多是以驗證性實驗為主,設計性、綜合性以及創(chuàng)新性實驗所占比例很小。驗證性實驗是對已知的結果進行實驗驗證,例如,溶液濃度的標定、二氧化碳分子量的測定、化學反應速率和活化能的測定、常見非金屬陰離子分離鑒定等實驗。這類實驗在無機化學實驗中所占比重較大,基本教學方法也大體相同,實驗前教師把本次實驗的目的、內容、原理、步驟及注意事項交代完畢,然后學生按步驟進行實驗。學生對實驗內容不需要思考,因為教材中嚴格規(guī)定了實驗所需要的儀器、藥品種類以及用量,實驗步驟也是固定的,學生只需按部就班地完成實驗,得出實驗結果即可。這樣做實驗不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng),還會抑制學生獨立思考問題和處理問題的能力。設計性實驗能培養(yǎng)學生理解、查閱、整理、設計、動手及表達等多方面能力,從而使學生具備分析問題、解決問題以及協(xié)同工作的能力。通過設計性實驗,學生由對教師提出問題的分析和理解,到查閱資料、設計方案、動手實驗、觀察現(xiàn)象、測定數(shù)據(jù),然后加以處理和總結,并把實驗結果正確地表達出來,這是學生全面發(fā)展的過程。綜合性實驗是在學生掌握基本實驗知識、基本操作原理、基本實驗技能以及必要的實驗基礎上進行的。通過綜合性實驗,學生的組織能力、動手能力、分析問題和解決問題能力以及實驗技巧都有了不同程度的提高。從整個過程來看,設計性、綜合性實驗的設置,能有效提高學生學習的積極性和主動性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,提高學習質量。所以,在無機化學實驗中,適當?shù)卦黾釉O計性和綜合性實驗是非常有必要的。
2.2變驗證性實驗為設計性和綜合性實驗
無機化學實驗按內容可以分為:基本操作訓練、化學基本原理的應用及常數(shù)的測定、無機物的制備、元素及其化合物性質、應用性實驗等。基本操作訓練、化學原理、常數(shù)測定、元素性質等實驗基本都是驗證性實驗。當前各高校都在探索教學模式的改革,以適應新形勢下學生綜合能力的培養(yǎng)。許多高校無機化學實驗課減少了驗證性實驗數(shù)量,增加了設計性和綜合性實驗的比例。但由于各種原因,增加的比例并不是很大。這就需要專業(yè)教師在授課過程中采用靈活多樣的教學方法和手段,選擇合適的實驗項目進行教學方式的改革。在原有實驗的基礎上,變驗證性實驗為設計性和綜合性實驗。例如,阿伏伽德羅常數(shù)的測定、二氧化碳相對分子量的測定、硫酸銅結晶水含量的測定等驗證性實驗,都可以轉變?yōu)樵O計性實驗;粗鹽提純、堿式碳酸銅的制備等實驗都可以作為綜合性實驗來設計教學。教師指定實驗項目的類型,打破教材原有的實驗步驟和過程,讓學生自行設計實驗方案,并通過實驗來檢驗其方案的可行性。通過這種教學方式的改變,在原有實驗內容的基礎上增加了設計性和綜合性實驗內容,極大地激發(fā)了學生對實驗課的興趣,開闊了學生的思路和視野,培養(yǎng)了學生的實驗技能和創(chuàng)新思維。
2.3利用BB平臺輔助實驗教學
BB教學平臺是專門用于網(wǎng)絡教學、輔助課堂教學并提供互動、評價等教學環(huán)節(jié)的平臺。通過BB教學平臺,教師可以有效提高教學效果,學生能夠提高自主學習能力,提升學習效果。在無機化學實驗課中,教師應用BB教學平臺,可以設計個性化的實驗模塊[3-4]?;灸K包括教學大綱、實驗目的、實驗內容、操作步驟、實驗注意事項、實驗報告、討論交流等,可以根據(jù)不同的實驗要求增減相應的模塊。例如,粗鹽提純、氯化銨的制備等實驗是必須要有實驗流程的,學生根據(jù)流程圖就能準確把握實驗過程,提高實驗效率。通過BB實驗教學平臺,教師還可以為學生提供靈活、開放的實驗空間和豐富的實驗內容,對很多實驗設置知識拓展模塊。通過拓展模塊的學習,學生開闊了眼界,擴大了知識面。例如,碘鹽的制備與檢驗實驗,在知識拓展模塊中,讓學生利用同離子效應提純氯化鈉、氧化還原滴定法測定碘鹽中碘的含量。在BB平臺上,學生可以與教師或其他學生進行互動,以實時或非實時交流方式,對實驗內容和相關問題進行討論交流,使學習不再局限于課堂。BB教學平臺的應用,對無機化學實驗課起到了很好的輔助作用,激發(fā)了學生的學習熱情,豐富了教學內容,提升了教學效果。
2.4引入PBL教學模式
PBL教學模式又稱為基于問題的教學模式,顧名思義,就是把學習置于問題情境中,學生通過對問題的解決而獲得知識的過程[5]。學生的整個學習過程圍繞問題展開,教師通過提問的方式來調動學生自主學習。與原有的教學模式相比,PBL教學模式充分體現(xiàn)了“以教師為主導,以學生為主體”的教學理念[6],培養(yǎng)學生自主學習、探知創(chuàng)新和與人合作的能力。在無機化學實驗教學中引入PBL方法,例如,硫酸亞鐵銨的制備和檢驗實驗是無機化學實驗中比較經(jīng)典的實驗,幾乎涉及全部的實驗操作,包括抽濾、水浴加熱、蒸發(fā)濃縮、結晶等。教師讓學生自行設計并完成實驗。教師提前一周將此實驗以問題的形式布置給學生,并將學生分成實驗小組,小組成員在實驗過程中分工合作,共同完成實驗。各小組按照教師提出的問題設計實驗方案,并在后期實驗中檢驗該實驗方案的可行性及效果。例如,實驗原理、實驗步驟、如何計算硫酸銨固體的加入量、蒸發(fā)過程中溶液的顏色變化、在減壓過濾操作中需要注意的事項等。根據(jù)教師提出的問題設計實驗方案時,學生需要查閱相關資料,應復習曾經(jīng)學過的知識點,更需要協(xié)同合作才能獲得最佳的實驗方案和準確的實驗結果。為探尋如何將固液分離、采用何種方法、如何進行產品檢驗操作等問題,學生需要復習常壓過濾、減壓抽濾、比色管的使用等基本操作。通過完成實驗,學生變被動學習為主動學習,整個學習過程中學生是主體,教師只起到引導和指導作用。PBL實驗教學模式提高了學生理解問題、分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)了學生的團隊合作精神。
2.5拓展相關知識
無機化學實驗相關知識的拓展和延伸,不僅是對教材內容的補充和完善,更能加深學生對課堂知識的理解和掌握,增加學生對相關知識的儲備和積累,激發(fā)學生的探索欲,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。例如,離平衡及電離平衡常數(shù)的測定實驗拓展,教師可以讓學生自行設計一個驗證同離子效應使弱堿的電離度降低的實驗。學生設計這個實驗時,還可以嘗試用固體氯化銨或者醋酸鈉代替固體醋酸銨,分析其實驗效果。通過實驗驗證,其效果并不理想,這是因為強酸弱堿鹽或強堿弱酸鹽水解后呈現(xiàn)的是酸性或堿性,不能推論實驗結果完全是由同離子效應引起的。教師可以引導學生思考還有哪種方法進行醋酸電離平衡常數(shù)的測定。學生通過查找資料文獻得知,還可以用目測比色法、電導法、滴定曲線法等方法對醋酸電離平衡常數(shù)進行測定。通過實驗拓展,學生進一步充實知識、開闊視野、提升實驗課的學習效果。
2.6舉行實驗技能競賽
為了激發(fā)學生對無機化學實驗課的興趣和熱情,增強學生自主學習意識,提高其動手能力和創(chuàng)新思維,可以定期組織化學實驗競賽?;瘜W實驗技能競賽是一種行之有效的方法[7]。競賽的類型和方式可以根據(jù)本校實驗條件選擇,可分為個人基本技能實驗操作競賽和團隊創(chuàng)新設計實驗競賽。例如,在個人競賽中,為了檢驗學生基本實驗技能,提高化學基礎實驗教學質量,可以開展化學實驗基本操作技能大賽;為了提高學生實驗室安全意識,加強實驗室安全教育,可以開展實驗室安全知識競賽。在團體競賽中,為了加強團隊合作的意識,提高學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,化學實驗競賽題目多選擇設計性和綜合性實驗。設計性和綜合性實驗更能考查學生的文獻調研、知識綜合應用、實驗設計、分析問題和解決問題等能力,同時注重實驗結果的歸納、總結等綜合能力的訓練。例如,氯化銨制備實驗可作為團體競賽的選題,它是一個集設計性和綜合性于一體的實驗,參賽團隊要自主設計實驗方案、實驗步驟和檢驗方法,自行檢驗實驗方案的可行性。通過這個競賽的開展,不但培養(yǎng)了學生團結協(xié)作精神、克服困難的信心和勇氣,也為其日后走向工作崗位奠定了堅實的基礎。
3結語
無機化學實驗課的改革仍在不斷地研究、探索和實踐中,探尋合理的實驗教學模式,增加多樣化的教學方法,完善相應的教學手段,提高實驗教學質量,增強學生綜合實驗能力,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和自主學習能力,從而培養(yǎng)全面發(fā)展的新時代創(chuàng)新人才。
參考文獻
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