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關(guān)鍵詞:無機化學(xué)實驗;實驗教學(xué);教學(xué)研究
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,在化學(xué)教學(xué)中化學(xué)實驗尤為重要。無機化學(xué)實驗是化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)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(rèn)識存在一定的偏差。由于無機化學(xué)實驗中與高中化學(xué)聯(lián)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(xué)實驗。在具體的教學(xué)的過程中,實驗指導(dǎo)教師的講解大多流于形式,學(xué)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(xué)生都可以順利通過。長此以往,學(xué)生不重視無機化學(xué)實驗,把完成實驗當(dāng)成任務(wù),教學(xué)效果可想而知,開展無機化學(xué)實驗教學(xué)改革刻不容緩。筆者結(jié)合自己七年的教學(xué)實踐,對地方性本科師范院校無機化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行了探討。
一、教學(xué)內(nèi)容的合理優(yōu)化
隨著社會的發(fā)展,知識全面和專業(yè)技術(shù)能量強的人才更加受用人單位的青睞,而傳統(tǒng)的高等教育注重知識傳授,對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)稍顯不足[1]。綜合素質(zhì)就是學(xué)生獲得的知識和技能,并且內(nèi)化于心,再逐漸形成穩(wěn)定的個人能力和科學(xué)素養(yǎng)[2]。培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì),不是簡單的直接從書本上獲得,而是要把新學(xué)習(xí)的知識運用到實際中,從而提升自己。結(jié)合七年的無機化學(xué)實驗教學(xué),發(fā)現(xiàn)北京師范大學(xué)無機化學(xué)教研室等編寫的《無機化學(xué)實驗》(第四版)較為適用于我?;瘜W(xué)專業(yè)學(xué)生。在在制定《無機化學(xué)實驗》教學(xué)大綱時,在借鑒省內(nèi)外同類高校的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,也考慮到所招學(xué)生的知識水平情況,制定除了合理的可行的方案。教學(xué)內(nèi)容中要注重體現(xiàn)下列能力的培養(yǎng),觀察能力、實驗操作能力、思維能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。無機化學(xué)實驗主要分為兩部分,化學(xué)原理部分和元素部分。上學(xué)期開設(shè)的化學(xué)原理實驗多數(shù)可以在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成,下學(xué)期開設(shè)的元素性質(zhì)實驗內(nèi)容一般較多,在有限的學(xué)時內(nèi)很難完成,且有的與高中化學(xué)實驗內(nèi)容重復(fù),有必要對實驗內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。在選擇實驗內(nèi)容時也要考慮到環(huán)保問題,盡量做到廢物的無害化排放,如存在有害物質(zhì)的產(chǎn)生要讓學(xué)生思考如何解決,做到實驗的綠色化[3]。在實驗教學(xué)經(jīng)驗積累的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際情況編制實驗指導(dǎo)書或?qū)嶒炛v義其實是個很好的辦法。實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容可以包含:實驗安全知識、化學(xué)實驗基本操作、化學(xué)反應(yīng)原理的證明和測定、元素及化合物的化學(xué)性質(zhì)、化合物的制備等。學(xué)生在高中階段的實踐機會不多,動手能力不強,要給學(xué)生盡可能多的機會訓(xùn)練。作為未來的化學(xué)教師,實驗操作的規(guī)范化是重中之重,在教學(xué)中要體現(xiàn)出來。實驗指導(dǎo)書的內(nèi)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(xué)生在實驗前查閱資料做好準(zhǔn)備,盡可能把更多的時間交給學(xué)生,讓學(xué)生有更多的時間思考解決問題,把教學(xué)重點從老師“教”轉(zhuǎn)移到學(xué)生“做”上。除了參考書上的實驗,實驗教師也可以結(jié)合無機化學(xué)理論和自己的科研實際情況,在第二學(xué)期開展創(chuàng)新型實驗,給定幾個題目,讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,自己設(shè)計方案,老師在全程起到“導(dǎo)”的作用。實驗技術(shù)和實驗設(shè)備的改進(jìn)也要融入到平時的實驗教學(xué)中,教師在講授時可以結(jié)合自己的經(jīng)驗積累和無機化學(xué)實驗方面的實用新型發(fā)明拋磚引玉,鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新,培養(yǎng)有想法的化學(xué)教師。
二、教學(xué)方法的多樣化
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是實驗教師講授實驗理論、操作步驟和注意事項,學(xué)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(xué)效果一般,學(xué)生的參與課堂較少,學(xué)習(xí)興趣一般,教學(xué)效果不顯著[4]。實驗課程的教學(xué)和理論教學(xué)一樣,同樣需要加強師生之間的互動。教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí),在每次實驗課結(jié)束前留足夠的時間提出問題,可以采用啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法。指導(dǎo)教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論,最后再給出答案和建議。這樣可以檢查學(xué)生之前預(yù)習(xí)的情況,以及學(xué)生對本次實驗的掌握情況,可以有效的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動力,有利于促進(jìn)教學(xué)。要改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)模式,化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)的是未來有高素養(yǎng)的化學(xué)教師,應(yīng)該給學(xué)生一定的發(fā)揮空間,給學(xué)生一個機會當(dāng)老師。在第二學(xué)期可以選擇個別簡單實驗,讓學(xué)生準(zhǔn)備實驗儀器、藥品,備課,講解實驗,課堂演示,之后其他同學(xué)發(fā)表看法,指導(dǎo)教師再進(jìn)行總結(jié)。這種教學(xué)方式的實施,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性主動性,鍛煉學(xué)生提升學(xué)生的綜合素質(zhì),也培養(yǎng)了學(xué)生的師范技能。在開展無機化學(xué)實驗教學(xué)時,多媒體教學(xué)的教學(xué)比傳統(tǒng)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(xué)形式,存在一定的不足。課堂板書有限,內(nèi)容有限并且大多數(shù)以文字的形式呈現(xiàn)出來,略顯枯燥。在課堂上,學(xué)生與指導(dǎo)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(xiàn)更豐富的內(nèi)容,學(xué)生更容易觀察理解。我校在每年的第二個學(xué)期舉辦化學(xué)實驗技能大賽,已經(jīng)舉辦了兩屆。參加競賽的學(xué)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(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)的基本實驗知識,參加選手主要化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、礦物加工工程、冶金工程、生物等專業(yè)大學(xué)二年級以上的學(xué)生。實踐測試主要是無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)的綜合實驗,主要關(guān)注學(xué)生的實驗設(shè)計能力、實驗操作的規(guī)范性。實驗技能大賽已的開展取得了良好的效果,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實驗課程的興趣,也促進(jìn)了實驗教學(xué)。
三、多元化的考核方式
無機化學(xué)實驗雖然是必修課程,但傳統(tǒng)的考核方式為考查,側(cè)重于學(xué)生對實驗理論的理解或?qū)嶒灢僮髑闆r。多數(shù)學(xué)校的實驗課程的考核包括以下幾個方面:考勤、預(yù)習(xí)實驗報告、課堂實驗表現(xiàn)、實驗報告、期末考核(理論考試或?qū)嶒灢僮骺荚?。對于這種考核方式,看似全面,但要真的全面考核一個學(xué)生還在執(zhí)行上有一些問題值得商榷。對于出勤問題,筆者認(rèn)為正常的實驗課程就應(yīng)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(xiàn),但比例應(yīng)控制在較小范圍內(nèi)。對于預(yù)習(xí)實驗報告的去留問題很多老師觀點不一,預(yù)習(xí)實驗報告的書寫,可以讓學(xué)生對實驗內(nèi)容有一定的認(rèn)識,對實驗的開展有一定作用,但如果不思考、不認(rèn)真查閱資料,預(yù)習(xí)實驗報告的作用就微乎其微了。預(yù)習(xí)實驗報告的內(nèi)容和實驗報告的內(nèi)容有很多是重復(fù)的,有無必要再次書寫?本人覺得預(yù)習(xí)實驗報告和實驗報告可以合二為一,可以給學(xué)生更多的時間查閱文獻(xiàn)資料做好實驗課前的準(zhǔn)備,在實驗結(jié)束后學(xué)生有足夠的時間反思總結(jié)。二者統(tǒng)一的關(guān)鍵的是要檢查學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)情況,讓學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣。課堂表現(xiàn)是檢驗一個學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要標(biāo)準(zhǔn),在實驗總成績中應(yīng)該占較大比例。由于最近幾年擴招等問題,學(xué)生分組后,每組的人數(shù)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(dǎo)學(xué)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(xué)生數(shù)或增加實驗指導(dǎo)教師,這也是以后實驗教學(xué)改革的方向。實驗報告反應(yīng)了學(xué)生對實驗的掌握情況,要鼓勵學(xué)生多反思多總結(jié),在總成績中應(yīng)占一定比例。對于最后的測試,在學(xué)生的實驗成績中可以占一定的比例。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)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(xué)生對這門課程的掌握情況。實踐課程的考核和課堂表現(xiàn)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(zhǔn)確性[5]。無機化學(xué)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(jié)語
當(dāng)下,素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育已全面展開,時代對化學(xué)教師也有了更高的要求。扎實的理論知識和過硬專業(yè)技能是化學(xué)專業(yè)學(xué)生人才,是培養(yǎng)方案的要求,對于高?;瘜W(xué)教師來說責(zé)無旁貸。要培養(yǎng)優(yōu)秀的學(xué)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(jīng)長期的實驗教學(xué),積累了豐富的經(jīng)驗掌握了很多實驗技巧,在平時的教學(xué)過程中要滲透給學(xué)生。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐改革,學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)生的綜合能力也在不斷進(jìn)步。無機化學(xué)實驗的教學(xué)改革任重道遠(yuǎn),不斷總結(jié)教學(xué),開拓實踐課程教學(xué)的新思路,才能培養(yǎng)出更多能力強、素養(yǎng)高、合格的化學(xué)教師。
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關(guān)鍵詞:課程教學(xué)改革;無機化學(xué)實驗;實驗教學(xué);學(xué)生能力培養(yǎng)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0090-02
化學(xué)是一門非常重要的自然科學(xué),也是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗可以說是化學(xué)的靈魂。無機化學(xué)實驗既是一門獨立的課程,又與相應(yīng)的理論課無機化學(xué)有著緊密的聯(lián)系。如何通過改進(jìn)實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,在幫助學(xué)生更好的理解和掌握理論知識的同時,培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新意識,養(yǎng)成精準(zhǔn)、細(xì)致的操作習(xí)慣,真正提高學(xué)生動手能力和獨立分析能力,學(xué)習(xí)運用無機化學(xué)知識解決實際問題的方法等等,是無機化學(xué)實驗課程改革的前沿問題之一。
一、改變傳統(tǒng)教學(xué)方法局限性,提高學(xué)生實驗技能
1.合理安排實驗順序,規(guī)范操作方法,切實提高學(xué)生實驗基本功。無機化學(xué)實驗是新生入校后學(xué)習(xí)的第一門基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程。由于大多數(shù)學(xué)生在中學(xué)階段很少真正的進(jìn)入實驗室進(jìn)行實際操作,學(xué)生的水平參差不齊。因此,可以從學(xué)生第一次進(jìn)入實驗室開始,就對其進(jìn)行常用實驗儀器的介紹和實驗基本操作訓(xùn)練。可以使學(xué)生對無機化學(xué)實驗這門課程有循序漸進(jìn)的了解,又能使他們在實驗的過程中熟練規(guī)范操作,真正提高學(xué)生的動手能力。教師應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真的實驗態(tài)度,并且要反復(fù)強調(diào)實驗者應(yīng)嚴(yán)格遵守實驗操作規(guī)范。在每個實驗開始之前,教師要親自示范學(xué)生容易出現(xiàn)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(xí),講練結(jié)合。操作示范時老師要做到動作熟練、規(guī)范、清晰直觀,這將對學(xué)生起到正確的引導(dǎo)作用。然后讓學(xué)生反復(fù)練習(xí),老師在一旁指導(dǎo)糾正。教師還應(yīng)教育學(xué)生養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣,要求學(xué)生在每次完成實驗后及時整理實驗臺,對實驗的廢棄物進(jìn)行妥善處理,保持實驗室整潔有序。這樣能讓學(xué)生養(yǎng)成細(xì)致、整潔、精準(zhǔn)的操作習(xí)慣,具備綠色環(huán)保的實驗意識,進(jìn)而提高學(xué)生實驗的綜合能力。
2.精選實驗內(nèi)容,增加趣味性實驗,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實驗教學(xué),倡導(dǎo)聯(lián)系生活的教學(xué)策略,目的在于讓學(xué)生擁有豐富的直接的經(jīng)驗。傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗教學(xué)方式只是讓學(xué)生驗證實驗結(jié)果與教材內(nèi)容是否符合,學(xué)生只能學(xué)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(xué)模式較為呆板,實驗內(nèi)容不夠貼近生活實際,學(xué)生基本上沒有太大的學(xué)習(xí)興趣,只是按照教材所給步驟進(jìn)行機械性的實驗,不能深入的分析總結(jié)。為了培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才,真正提高學(xué)生的綜合實驗技能,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,應(yīng)對實驗教學(xué)內(nèi)容按教學(xué)規(guī)律、知識層次科學(xué)地調(diào)整。一方面,考察和檢驗了學(xué)生基本知識和基本技能的掌握情況,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性;另一方面,可以讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)和生活的密切關(guān)聯(lián),使他們真正的參與到實驗探究中,合作意識得到增強,學(xué)習(xí)興趣大大提高。
二、改進(jìn)實驗教學(xué)方法,注重培養(yǎng)學(xué)生的各種能力
1.增設(shè)開放設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生在教師指導(dǎo)下,選做一定數(shù)量的創(chuàng)新性實驗,進(jìn)行新實驗項目的開發(fā)。這樣的過程使學(xué)生通過實驗去發(fā)現(xiàn)和研究解決問題的方法。學(xué)生在實驗的準(zhǔn)備階段要充分查閱文獻(xiàn),設(shè)計合理的實驗方案,進(jìn)行自主設(shè)計探究,教師對方案進(jìn)行檢查,在檢查無危險后,由學(xué)生獨立協(xié)作開展實驗。學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計的實驗進(jìn)行操作后就會發(fā)現(xiàn)不同的方案可以得出不同的結(jié)論。對于學(xué)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(xué)生自己探索,尋找問題的答案。在實驗完成后,還應(yīng)要求學(xué)生寫出實驗總結(jié)與工作體會。創(chuàng)新性實驗項目的開設(shè)能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,為學(xué)生發(fā)展自身創(chuàng)造性提供廣闊的空間,這將顯著提高學(xué)生的思維靈活性,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。
2.鼓勵學(xué)生對異常現(xiàn)象進(jìn)行探索,培養(yǎng)學(xué)生觀察思考能力。在實驗課上,要求每一位學(xué)生都能集中注意力,仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象,特別是要對那些與預(yù)期不相同的現(xiàn)象進(jìn)行更深入地分析。首先,應(yīng)該重復(fù)實驗,驗證該異?,F(xiàn)象能否出現(xiàn)重現(xiàn)性。大部分同學(xué)通常是因為加錯試劑而導(dǎo)致出現(xiàn)異?,F(xiàn)象;而其他可能導(dǎo)致異?,F(xiàn)象的原因主要還有,器皿不潔凈、試劑變質(zhì)或者反應(yīng)溫度控制不當(dāng)?shù)???梢酝ㄟ^對照實驗或改變實驗條件找出異?,F(xiàn)象的原因,進(jìn)而使學(xué)生認(rèn)識到每個實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)都是有原因的,不要輕易忽略任何一個異常現(xiàn)象。
在實驗過程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象是教學(xué)的好時機,通常學(xué)生會對自己學(xué)到的理論知識產(chǎn)生懷疑,如果有正確的引導(dǎo)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(jìn)他們對理論知識的認(rèn)識更加深刻,取得事半功倍的教學(xué)效果。
3.建立嚴(yán)格的考核方式,培養(yǎng)學(xué)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(yǎng)的發(fā)展和要求,建立科學(xué)合理、客觀公正、綜合有效的實驗考核方式已成為高?;A(chǔ)實驗教學(xué)發(fā)展的主要方向。我們可以采用預(yù)習(xí)報告、課堂操作、實驗報告、實驗考試成績四項相結(jié)合的考核方式對學(xué)生進(jìn)行綜合評定。教師應(yīng)要求學(xué)生在實驗前寫好預(yù)習(xí)報告,其中實驗主要藥品的物理常數(shù),實驗的最佳方案,實驗過程中的注意事項必須由學(xué)生親自查閱、總結(jié)。預(yù)習(xí)報告由教師在學(xué)生做實驗過程中逐一檢查批閱。這樣既可以幫助學(xué)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(xué)生明白細(xì)節(jié)問題對實驗結(jié)果及實驗成敗的重要性。學(xué)生的課堂操作直接反映了學(xué)生的動手實踐能力和實驗態(tài)度。課上每2~4名學(xué)生分成一組,選出一人負(fù)責(zé)收發(fā)實驗報告和安全事宜。學(xué)生在教師的講解示范后進(jìn)行獨立操作,教師在指導(dǎo)糾正的過程中能清晰的了解每位同學(xué)的掌握情況并給出相應(yīng)評定。傳統(tǒng)的實驗報告批閱過分地注重實驗數(shù)據(jù),并不能真實地反映學(xué)生平時的學(xué)習(xí)情況,甚至?xí)?dǎo)致有部分學(xué)生為了拿高分而肆意編造實驗結(jié)果的情況。因此,實驗報告的批閱側(cè)重點應(yīng)放在實驗的每一個環(huán)節(jié),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(shè)計實驗的總結(jié)部分。實驗考試包括口試和筆試,口試主要在學(xué)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(jié)束后,還要進(jìn)行筆試考試以考核學(xué)生對學(xué)科的整體掌握度。這樣的考核方式能科學(xué)有效地對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評定,引起學(xué)生對無機化學(xué)實驗的重視,促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)技能,從而提高學(xué)生的動手能力和實驗基本素質(zhì)。
綜上所述,通過化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的改革,可以提高學(xué)生獨立分析和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,使學(xué)生真正掌握實驗理論知識和實驗操作技能,從而達(dá)到綜合能力的整體提升。進(jìn)而體現(xiàn)教育的以人為本的課程教學(xué)改革特點,切實提高無機化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量和效果。為當(dāng)今社會培養(yǎng)勤于動手、善于創(chuàng)新的高素質(zhì)人才。
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關(guān)鍵詞:無機化學(xué)實驗;自主學(xué)習(xí);信息選擇;獨立思考
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-260X(2016)01-0234-02
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,社會迫切需要具有實踐能力和創(chuàng)新能力的應(yīng)用性人才,學(xué)生由高中到大學(xué)存在很多方面的轉(zhuǎn)變,包括學(xué)習(xí)方式、思維方式等,而大一的時候是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期.高中時期,學(xué)生主要注重知識的積累、理解,側(cè)重于理論知識的學(xué)習(xí),對于實驗現(xiàn)象的感官認(rèn)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(jié)合比較薄弱.而理論和實踐相結(jié)合的地方恰恰是高校的實驗室和實驗教學(xué).化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實驗是化學(xué)理論發(fā)展的基礎(chǔ),是檢驗化學(xué)原理的唯一標(biāo)準(zhǔn),而無機化學(xué)實驗是基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ).《無機化學(xué)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(xué)》相輔相成的,同時也是化工,物化、材料等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程,該課程是其他后續(xù)理論與實驗課程的基礎(chǔ)和示范,《無機化學(xué)實驗》課程的建設(shè),對于化學(xué)等專業(yè)的發(fā)展有著極為重要的基礎(chǔ)作用和實際意義.該課程開設(shè)時間在新生大學(xué)一年級,對于實現(xiàn)學(xué)生思維能力、思維方式的轉(zhuǎn)變,理論與實踐的結(jié)合起到極其重要的作用,該具有自己的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容和方法.課程的目標(biāo)是:在培養(yǎng)學(xué)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(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力,進(jìn)而是學(xué)生具備創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力.為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)與動手能力,我們在無機化學(xué)實驗的教學(xué)過程中將課程內(nèi)容分為三個層次:
1.基礎(chǔ)實驗:包括基礎(chǔ)操作和驗證性實驗,其目的是使學(xué)生規(guī)范地掌握化學(xué)實驗的基本操作和基本技能及一些常見儀器的操作,培養(yǎng)學(xué)生觀察分析實驗現(xiàn)象的能力,能準(zhǔn)確誠實記錄實驗現(xiàn)象與結(jié)果,培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力,邏輯推理能力及解決實際化學(xué)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(yōu)缺點,培養(yǎng)學(xué)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(shè)計,優(yōu)缺點的比較,確定實驗方案,及最后實驗的確定.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力.
1通過基礎(chǔ)實驗培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及觀察能力
大學(xué)無機化學(xué)實驗是在大學(xué)一年級的時候開課的,由于多數(shù)學(xué)生在中學(xué)階段缺乏扎實而系統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗理論的學(xué)習(xí),比如儀器的清洗,學(xué)生并不清楚什么樣的污漬應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)也不是很清楚,因此,在無機化學(xué)實驗開課前,應(yīng)加強學(xué)生對基礎(chǔ)知識進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí).而且在實驗過程中,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)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(xué)習(xí)使同學(xué)都知道滴加的時候應(yīng)該垂直、懸空,而且試管中溶液的量不應(yīng)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(xiàn)象不明顯的時候?qū)W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(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力,同時還應(yīng)該加強學(xué)生基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)以及理論與實驗操作的一致性,規(guī)范學(xué)生的基本操作,嚴(yán)格要求學(xué)生做到規(guī)范操作、藥品用量精確、儀器操作規(guī)范,避免由于錯誤操作或不規(guī)范操作而造成試劑的浪費.在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中,主講教師在教學(xué)中對實驗原理、儀器使用方法、具體操作步驟等細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)講解,而且還要為學(xué)生進(jìn)行實驗示范演示,學(xué)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(guān)抽氣泵;然后學(xué)生依照老師的講解進(jìn)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(xué)生不主動思考,也就更談不上尋求創(chuàng)新了,因此學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng).為了改變這一狀態(tài),在實驗過程中教師應(yīng)加強引導(dǎo),鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新、勇于探索、不怕失敗,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)他們善于從失敗中吸取教訓(xùn),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(xué)中注重發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體意識,才能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性,從而提升學(xué)生綜合素質(zhì),包括實驗過程中實驗臺面的整潔程度、時間的統(tǒng)籌安排.
2通過簡單無機材料的合成培養(yǎng)學(xué)生信息收集的能力
所謂信息收集就是學(xué)生觀察記錄社會顯性現(xiàn)象的過程,是科學(xué)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(xué)生更好地認(rèn)知社會、適應(yīng)社會.在無機化學(xué)實驗中,學(xué)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(xué)生的信息收集能力主要體現(xiàn)在“三理解一掌握”,即讓學(xué)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(guī)范的信息記錄方法.其中,“三理解”相對容易理解,需要強調(diào)的是“一掌握”.眾所周知,數(shù)據(jù)是信息的符號載體,其可以是數(shù)字、文字、圖像等表達(dá)形式.因每個人的認(rèn)知水平及習(xí)慣上的差異,要想讓別人了解數(shù)據(jù)所承載的信息,收集者就必須將收集到的信息轉(zhuǎn)化為人們能夠讀懂的數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)背景進(jìn)行相應(yīng)地解讀,即掌握規(guī)范的信息記錄方法.對于無機化學(xué)實驗,信息主要是以表格的形式記錄,雖然表格對于大多數(shù)大學(xué)生都不陌生,但真正掌握其中要點的還是少數(shù).一個完整的表格應(yīng)該包含以下幾部分內(nèi)容:表格標(biāo)題、邊框、表頭、行標(biāo)題、列標(biāo)題、數(shù)據(jù)項等,其中表格標(biāo)題不能忽略,同時為了方便上下文引用,應(yīng)在標(biāo)題前注明表格編號;表格邊框應(yīng)采用實線表示,如果是三線式表格,標(biāo)題行必須加邊框;表格表頭應(yīng)根據(jù)實際需要選擇合適的形式;表格行標(biāo)題及列標(biāo)題要歸類清晰,有單位的物理量必須注明相應(yīng)的單位.此外,如有必要,還需要注明數(shù)據(jù)收集的環(huán)境參數(shù),比如室溫、大氣壓等.總之,在化學(xué)實驗教學(xué)中通過“三理解一掌握”等情況的落實,切實提升學(xué)生的信息收集能力.同時,為了拓展學(xué)生的知識面,在實驗理論知識的學(xué)習(xí)過程中,教師應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)南驅(qū)W生講述文獻(xiàn)資料查閱的方法,增強學(xué)生收集材料的能力,有利于后續(xù)綜合設(shè)計型實驗及本科畢業(yè)論文的進(jìn)行.
3通過綜合實驗培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)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(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象教材上都有明確的說明,實驗的目的主要是為了規(guī)范學(xué)生的基本操作和提升其觀察、記錄實驗現(xiàn)象的能力,進(jìn)而對課本知識進(jìn)行驗證,學(xué)生自己主動動腦思考的機會較少,應(yīng)多開展綜合性實驗.首先,實驗研究項目的選擇是關(guān)鍵,選題原則是與實驗內(nèi)容有關(guān)但難度略高于學(xué)生現(xiàn)有水平,即為學(xué)生設(shè)置適當(dāng)高度的臺階通過努力就能邁過,這能激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)性.然后,教師的指導(dǎo)作用有幾方面:指導(dǎo)學(xué)生如何查閱資料;指導(dǎo)學(xué)習(xí)如何分析資料,找出能為自己所用的有用資料;指導(dǎo)學(xué)生如何分析與篩選資料.最后,指導(dǎo)學(xué)生撰寫實驗方案,并按優(yōu)化的實驗方案進(jìn)行實驗.現(xiàn)行的無機化學(xué)驗教材中,內(nèi)容多為服務(wù)于理論教學(xué)而設(shè).而自主創(chuàng)新型實驗則能很好地彌補這種缺陷,使學(xué)生逐步發(fā)展為能夠自覺思考,主動發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)而尋求方法解決問題,成為真正具有創(chuàng)新能力的適應(yīng)社會需求的人才.學(xué)校可以設(shè)立開放實驗室,鼓勵學(xué)生自主選題并擬定實驗內(nèi)容,再將內(nèi)容交由教師審定并給出指導(dǎo)意見,在學(xué)生獨立操作的前提下,于實驗過程中給予適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)和幫助,最大程度上培養(yǎng)學(xué)生的自主意識和創(chuàng)新精神.鼓勵學(xué)生參與教師的在研科研項目也是一個培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效方法.課堂實驗以經(jīng)典和驗證性的實驗培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和觀察、記錄現(xiàn)象的能力.通過讓學(xué)有余力的學(xué)生在課余時間參加在研項目,可以讓他們了解本學(xué)科最新的研究方向和研究方法,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維的養(yǎng)成.
4在實驗過程推行微型化實驗的進(jìn)行
無機化學(xué)實驗對儀器設(shè)備的要求非常低,但在實驗過程中需要大量的化學(xué)試劑,特別是一些性質(zhì)實驗,如:離子的鑒定與分離,如果使用不當(dāng)會造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此,除了在實驗過程中要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及觀察能力、信息收集的能力、自主學(xué)習(xí)與獨立思考的能力,還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生把綠色化學(xué)的觀點貫穿在實驗的整個過程中,一方面可以節(jié)約藥品,降低實驗成本,另一方面可以減少污染,保護(hù)大家的身體健康.為了既可以明顯的觀察到實驗現(xiàn)象,又可以減少對環(huán)境的污染,在實驗過程中,除了妥善處理廢氣、廢液,也應(yīng)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(jù)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(xiàn)象,又可以減少藥品的用量,減少對于環(huán)境的污染.在實驗過程中除了,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、信息收集能力以及培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)的意識,為了更好的培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力,在每次實驗結(jié)束的時候,最好應(yīng)該給學(xué)生留出一些時間,讓學(xué)生對實驗過程中的一些環(huán)節(jié)、現(xiàn)象進(jìn)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(jīng)驗與教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié),與同學(xué)分享,通過這種方式逐漸提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力.在無機化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與創(chuàng)新能力的同時,我們也應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注大學(xué)化學(xué)實驗的改革,不再將化學(xué)實驗明確的分為無機實驗、有機實驗、分析及物理化學(xué)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(chǔ)實驗、綜合實驗、設(shè)計實驗等,在基礎(chǔ)實驗中主要是基本知識的學(xué)習(xí)、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(xué)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(fù)開展.
5結(jié)語
總之,雖然無機化學(xué)實驗作為一門與中學(xué)化學(xué)教學(xué)密切聯(lián)系的基礎(chǔ)課程,但是在無機化學(xué)實驗的教學(xué)過程中,通過對基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)、實驗內(nèi)容的調(diào)整,實現(xiàn)對學(xué)生動手能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是有可能的也是非常必要的,同時也應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。
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關(guān)鍵詞:無機化學(xué)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(zhuǎn)型期,我國高校的學(xué)生群體從數(shù)量和質(zhì)量方面都有較大的轉(zhuǎn)變,因此高校急需改革教育現(xiàn)狀以適應(yīng)當(dāng)今的教學(xué)需要[1]。其中,教學(xué)考核方法和評價機制對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著主要的引導(dǎo)作用。高校傳統(tǒng)教學(xué)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(yīng)當(dāng)今的教學(xué)需求[2]。因此,高校教學(xué)急需建立一種科學(xué)的評價體系,以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。實驗教學(xué)是高校教學(xué)的重要組成部分,有利于加深學(xué)生對相應(yīng)學(xué)科基本理論的理解和認(rèn)識[3]。無機化學(xué)實驗課程是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門必修課程,該課程要求學(xué)生掌握基本的化學(xué)實驗技能,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、思考能力和良好的科學(xué)素養(yǎng)[4]。此門課程通常是在學(xué)期末組織學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一的筆試或操作考試以檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此種考核方法使學(xué)生養(yǎng)成了“被動學(xué)習(xí)”“死記硬背”和“考試突擊”等弊病,不利于學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展[5]。對此,筆者所在的教研室積極開展教學(xué)改革,針對無機化學(xué)實驗課程的特點,轉(zhuǎn)變教學(xué)方法以適應(yīng)當(dāng)前學(xué)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(yīng)現(xiàn)代無機化學(xué)實驗教學(xué)的需要,具體措施如下。
一、預(yù)習(xí)記錄評分制
課前預(yù)習(xí)是無機化學(xué)實驗課程非常重要的一個環(huán)節(jié),有助于學(xué)生更好地理解實驗內(nèi)容,是學(xué)生順利完成實驗的保證。雖然教師反復(fù)強調(diào)預(yù)習(xí)的重要性,但仍有部分學(xué)生僅把預(yù)習(xí)當(dāng)作不得不完成的任務(wù),在預(yù)習(xí)記錄上照搬課本內(nèi)容,或照抄同學(xué)的預(yù)習(xí)記錄[6]。造成這種現(xiàn)象的主要原因一方面是學(xué)生對課前預(yù)習(xí)的重視程度不夠,另一方面是教師對學(xué)生預(yù)習(xí)情況的監(jiān)管力度不夠。本教研室在教學(xué)過程中嚴(yán)格要求學(xué)生預(yù)習(xí)記錄的書寫格式,規(guī)定預(yù)習(xí)記錄的框架內(nèi)容,在課前認(rèn)真檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)記錄,并根據(jù)學(xué)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(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)所要完成的實驗內(nèi)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(jìn)一步檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。有的學(xué)生書寫實驗記錄只是為了應(yīng)付教師的檢查,并沒有對實驗內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)分析,對實驗及相關(guān)知識的了解停留在表面。因此,教師在課堂中針對預(yù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行隨機提問,可進(jìn)一步檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況;二是用于檢查學(xué)生對以往所學(xué)知識的掌握情況。無機化學(xué)實驗操作的各項基本操作技能貫穿于整個實驗課教學(xué)中,教師應(yīng)時時提醒學(xué)生掌握正確的操作規(guī)范,提醒學(xué)生及時回顧所學(xué)內(nèi)容[7]。教師在提問過程中,應(yīng)及時記錄學(xué)生的回答情況,并在課后進(jìn)行整理,給予評價,納入成績考核。在教學(xué)中,教師可將學(xué)生分成幾個討論小組,抽取相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行討論,并選派小組代表闡述討論結(jié)果。教師應(yīng)認(rèn)真聆聽每位小組代表的討論總結(jié),并對學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行有針對性的提問,引導(dǎo)學(xué)生加深對所學(xué)內(nèi)容的理解。對于較為復(fù)雜的實驗內(nèi)容,教師可引導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行課前討論,并書寫討論報告,要求在討論報告中詳細(xì)闡述對所要進(jìn)行的實驗的理解、困惑和思考過程。教師依據(jù)小組口頭討論總結(jié)和討論報告對各小組給予評價,并納入成績考核。
三、學(xué)生實驗操作實時評價
在過去的實驗課教學(xué)中,雖然學(xué)校也是根據(jù)20名學(xué)生配備1名教師的原則進(jìn)行授課教師的安排,但受實驗場地和學(xué)生上課時間等因素的限制,無法實現(xiàn)小班上課。通常一次課上的60名學(xué)生由3名教師統(tǒng)一負(fù)責(zé),這就造成了教師工作過程中的權(quán)責(zé)分配不明確。本教研室在無機化學(xué)實驗課程教學(xué)中,采取教師責(zé)任制,每20名學(xué)生指定一個教師負(fù)責(zé),在學(xué)生的實驗操作過程中進(jìn)行跟蹤評價,依據(jù)學(xué)生的課堂操作情況進(jìn)行打分。這就避免了學(xué)生在操作過程中的“等、幫、靠”的思想,不僅充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還能將學(xué)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(xué)實驗報告是學(xué)生對課上操作情況和所觀察到的實驗現(xiàn)象進(jìn)行整理后所完成的書面報告,是學(xué)生在科學(xué)實踐后對理論知識的再認(rèn)識。實驗報告的寫作能進(jìn)一步反應(yīng)學(xué)生對實驗內(nèi)容的思考和理論知識的掌握情況。以往的教學(xué)缺乏實驗報告評價依據(jù),教師只是對實驗報告給予簡單的評價,使學(xué)生對于實驗報告的書寫重視不夠。本次無機化學(xué)實驗教學(xué)改革制定了實驗報告的評價依據(jù),要求學(xué)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(xué)性。②層次分明,具有邏輯性。③詳略得當(dāng),具有可讀性。同時也對每一份實驗報告的采分點進(jìn)行了詳細(xì)說明。使教師在評判實驗報告時有章可循,學(xué)生在書寫時也能抓住重點,掌握實驗報告書寫規(guī)則。同時要求教師認(rèn)真按照評價依據(jù)對學(xué)生的實驗報告給予評價,并將評價結(jié)果作為期末成績考核的一部分。
五、期末進(jìn)行統(tǒng)一實驗操作考試,實時評價學(xué)生操作情況
為了讓學(xué)生整體回顧和掌握一學(xué)期所學(xué)的知識,期末仍組織統(tǒng)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(fù)責(zé)無機化學(xué)實驗教學(xué)的教師根據(jù)該學(xué)期教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)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(xué)生任意抽取、獨立操作,教師全程監(jiān)督。以此促使學(xué)生對所有內(nèi)容進(jìn)行全面復(fù)習(xí),避免部分學(xué)生存在僥幸心理。此外,制定科學(xué)的評分標(biāo)準(zhǔn),教師在監(jiān)考過程中嚴(yán)格按照評分標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生的實際操作情況進(jìn)行評價。綜上所述,無機化學(xué)實驗課程評分比例如下。①預(yù)習(xí)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(jié)語
無機化學(xué)實驗是一門培養(yǎng)學(xué)生實驗操作技能的學(xué)科,在教授過程中教師應(yīng)針對學(xué)生的具體情況,積極進(jìn)行教學(xué)改革。本教研室在無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)中采取多樣化考核方法對學(xué)生進(jìn)行總體評價,收效頗豐。通過采用預(yù)習(xí)記錄評分制、課堂提問評分制和課題討論評分制、學(xué)生實驗操作實時評價、實驗報告評分制和期末統(tǒng)一進(jìn)行實驗操作考試等方法,不僅增強了學(xué)生的自主預(yù)習(xí)意識,也有效鍛煉了學(xué)生的實踐能力、思維能力和科學(xué)素養(yǎng),最終達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生綜合素質(zhì)的目的,為創(chuàng)新型人才和精英人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
作者:王麗輝 白鎖柱 徐玲 段莉梅 單位:內(nèi)蒙古民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
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1.1強化基本操作的訓(xùn)練
開設(shè)無機化學(xué)實驗最重要的一個目的就是培養(yǎng)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)化的實驗操作技能,為以后專業(yè)實驗課的學(xué)習(xí)、大綜合實驗和設(shè)計實驗?zāi)酥磷呦蛏鐣ぷ鞔蛳聢詫嵉幕A(chǔ)。因此,必須加強基礎(chǔ)訓(xùn)練。另外,由于中學(xué)開設(shè)實驗課的情況和條件差異較大,大多數(shù)學(xué)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(jīng)驗。因此,在大一無機化學(xué)實驗的教學(xué)中,可以按照教學(xué)大綱的要求并根據(jù)學(xué)生的具體情況對教學(xué)內(nèi)容作適當(dāng)整合。對大一學(xué)生進(jìn)行基本操作和技能的訓(xùn)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(xùn)練(如溶液的配制、過濾、沉淀分離、蒸發(fā)、干燥、重結(jié)晶等)[1]。為了使學(xué)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(xué)方式。以減壓過濾為例,邊演示邊講解的時候強調(diào)以下幾點:(1)濾紙尺寸應(yīng)略小于布氏漏斗內(nèi)徑并全部蓋住漏斗的孔為宜;(2)先將布氏漏斗內(nèi)的濾紙潤濕再開真空泵;(3)過濾后,先拔吸濾瓶的膠管再關(guān)閉真空泵;(4)禁止用手取出沉淀和濾紙;(5)瓶內(nèi)的濾液應(yīng)從瓶口倒出,而不能從側(cè)口倒出[2]。在學(xué)生自主練習(xí)操作一段時間后,隨機找一位學(xué)生演示一遍該實驗操作,再請其他學(xué)生進(jìn)行點評,教師從旁協(xié)助指正加以總結(jié)。通過該階段的實驗訓(xùn)練,使學(xué)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(xué)實驗幾乎都是以驗證性實驗為主,并且重復(fù)內(nèi)容較多,對于此類實驗尤其是元素部分的實驗,學(xué)生做完交差心里嚴(yán)重,有些同學(xué)只負(fù)責(zé)找試劑、藥品,另外的同學(xué)負(fù)責(zé)滴加試劑,記錄實驗現(xiàn)象。使得學(xué)生的實驗興趣難以激發(fā),積極性難以調(diào)動,不利于其思維和創(chuàng)造能力等綜合素質(zhì)的提高,學(xué)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(xué)原理、常數(shù)測定以及部分重點元素化合物性質(zhì)等系列實驗。這部分實驗要求學(xué)生必須做好提前預(yù)習(xí),禁止“抄書”,鼓勵學(xué)生將實驗步驟設(shè)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(guān)原理以及實驗現(xiàn)象。教師在講解時要注意將學(xué)生所學(xué)的相關(guān)理論知識和實驗內(nèi)容相結(jié)合,對于有些可以通過小的改進(jìn)使得現(xiàn)象更加明顯的驗證性實驗,教師可以采用啟發(fā)式教學(xué),來調(diào)動學(xué)生的好奇心從而提高學(xué)生對實驗的積極性。
1.3增加綜合性實驗
開設(shè)綜合性實驗不僅可以扎實學(xué)生的基本實驗技能,提高學(xué)生綜合運用所學(xué)無機化學(xué)理論知識的能力,還可以通過實驗中出現(xiàn)的實際問題來訓(xùn)練學(xué)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(shù)據(jù)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(fā)、干燥、結(jié)晶等操作的夯實練習(xí);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(xué)生:(1)能夠運用已學(xué)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(xiàn)的問題;(4)學(xué)會正確分析和處理實驗數(shù)據(jù),得出實驗結(jié)論。該類型實驗,教師的主要作用是啟發(fā)和指導(dǎo)。
1.4開設(shè)設(shè)計性實驗
設(shè)計性實驗不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,重要的是可以培養(yǎng)學(xué)生獨立運用所學(xué)知識及技能分析和解決問題的能力以及提高他們的創(chuàng)新能力。首先,教師根據(jù)教學(xué)要求并結(jié)合實驗室現(xiàn)有的實驗條件給出設(shè)計性實驗的題目;然后3~5名學(xué)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(shè)計方案;此后,教師對該方案進(jìn)行審核和給出修正意見;最后在安排的時間內(nèi)完成該設(shè)計實驗,包括化合物的制備、組分(含量)分析、數(shù)據(jù)記錄與處理、實驗結(jié)果討論等內(nèi)容。對于教師給出的設(shè)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(xué)生進(jìn)行討論,起到的是一個監(jiān)督和指導(dǎo)的作用。通過該部分的訓(xùn)練,即學(xué)生為主體獨立完成實驗,教師為輔助的教學(xué)模式,學(xué)生的成就感極大的提升,學(xué)習(xí)的主動性得以充分的調(diào)動,極大程度上提高了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。另外通過小組實驗的形式有利于提高學(xué)生的交流能力、加強團(tuán)隊合作意識。
2改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)為多元化教學(xué)
無機化學(xué)實驗大多采取“先講后做”的教學(xué)模式[3],這種教學(xué)模式使得學(xué)生在實驗之前就清楚實驗過程中出現(xiàn)的問題、問題的解決方法,容易讓學(xué)生產(chǎn)生依賴心理,不去思考實驗過程中為什么會出現(xiàn)這種問題,如何能夠解決問題,從而阻礙了學(xué)生分析解決問題的能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)?,F(xiàn)今,無機化學(xué)的教學(xué)多數(shù)采取多媒體和板書相結(jié)合的方式,效果顯著。無機化學(xué)實驗也可采取類似的多元化教學(xué)方式,將多媒體和板書以及實驗演示有機結(jié)合[3],使化學(xué)實驗由抽象變形象、由復(fù)雜變具體,有利于學(xué)生理解和掌握,從而激發(fā)學(xué)生的實驗興趣。另外,污染嚴(yán)重、對人身體有毒性、在實驗室不宜進(jìn)行的合成、驗證性實驗可以錄制下來制成多媒體課件,向?qū)W生播放,使他們對該實驗的操作步驟、現(xiàn)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(guān)汞和鉛相應(yīng)化合物的性質(zhì)實驗就可采取這種教學(xué)方法,這樣既能避免有毒有害物質(zhì)對人和環(huán)境的危害,同時又保證了理論知識的系統(tǒng)性。這種多元化的教學(xué)方式,使枯燥的教學(xué)過程變得生動,能夠充分調(diào)動學(xué)生的好奇心和積極性,從而提升自主學(xué)習(xí)的主動性,逐步完成從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。
3建立合理的實驗考核機制
很多院校,無機化學(xué)實驗的考核主要根據(jù)學(xué)生的實驗報告給成績,缺乏全面性、合理性。同時也導(dǎo)致學(xué)生不重視實驗課,不認(rèn)真做實驗,認(rèn)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(dá)不到開設(shè)實驗課的目的。因此,實驗教學(xué)考核必須加以調(diào)整。實際上實驗考核應(yīng)該全方位、客觀、合理的對學(xué)生做出評價,應(yīng)該從學(xué)生對實驗的預(yù)習(xí)、實驗操作、綜合實驗技能、實驗習(xí)慣以及實驗報告等多方面進(jìn)行考核。建議將學(xué)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(yù)習(xí),實驗操作,實驗習(xí)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(yù)習(xí)情況,并直接給出分?jǐn)?shù),以此來調(diào)動學(xué)生課前預(yù)習(xí)的積極性和主動性,提高預(yù)習(xí)效果。實驗過程中,教師給出學(xué)生指導(dǎo)的同時觀察學(xué)生對新技能的掌握情況或是否得到重要的實驗現(xiàn)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(xué)生的動手能力和實驗操作能力。教師要在實驗當(dāng)場打分。另外,實驗過程中教師要檢查學(xué)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(xué)生對實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)處理和分析,以及表達(dá)和撰文能力[5]。因此,每個實驗成績(100分)=實驗預(yù)習(xí)(10分)+實驗操作(40分)+實驗習(xí)慣(10分)+實驗報告(40分),學(xué)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(xiàn)場實際操作考核,筆試考核命題側(cè)重?zé)o機化合物的制備原理和方法;物理常數(shù)的測定原理和方法;元素化合物基本性質(zhì)、反應(yīng)現(xiàn)象和反應(yīng)方程式?,F(xiàn)場操作考核側(cè)重考察學(xué)生的實際操作技能。例如,以草酸亞鐵的制備來進(jìn)行操作考核,4人一組,實驗時長30min,事先準(zhǔn)備好實驗操作步驟和操作失誤扣分細(xì)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(xué)生產(chǎn)生心理誤區(qū),學(xué)生會認(rèn)真、重視無機化學(xué)實驗,從而提高實驗教學(xué)質(zhì)量。
4小結(jié)
【關(guān)鍵詞】高職高專 應(yīng)用化工專業(yè) 實踐性教學(xué) 教學(xué)改革
【中圖分類號】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)07C-0153-02
無機化學(xué)實驗是高職高專應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)新生入學(xué)后接觸到的第一門實踐性課程,為應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)后續(xù)實踐課程奠定基礎(chǔ)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(xué)有關(guān)的專業(yè)如工業(yè)分析、冶煉、化工、藥學(xué)、生物等都適用。雖然在一定程度上使學(xué)生能掌握化學(xué)實驗的基本操作技能,提高學(xué)生對知識的運用,但實驗內(nèi)容跟后續(xù)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(huán)節(jié),實驗過程一般都是老師根據(jù)實驗內(nèi)容給學(xué)生講解一遍后就由學(xué)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(yǎng)學(xué)生的觀察能力和操作技能,但卻忽略了化學(xué)實驗所包含的科學(xué)性、思想性、探究性和發(fā)展性的功能,達(dá)不到真正意義的實驗?zāi)康?。因此,要使實驗實踐達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),實驗過程的開設(shè)就必須對應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)所有專業(yè)課程進(jìn)行探討和研究,仔細(xì)分析無機化學(xué)實驗與后續(xù)實踐課程的之間關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié),充分利用有限的實踐課時,提高實踐教學(xué)效率。為了適應(yīng)高職高專應(yīng)用化工專業(yè)教育的發(fā)展需要,本文以培養(yǎng)本專業(yè)人才目的為背景,結(jié)合筆者多年來自身實踐教學(xué)經(jīng)驗及未來的發(fā)展形勢,從實驗內(nèi)容、實驗教學(xué)方法和手段以及培養(yǎng)目標(biāo)等幾個方面來思考應(yīng)用化工專業(yè)無機化學(xué)實驗課程改革的措施和辦法。
一、優(yōu)化實驗項目的內(nèi)容
優(yōu)化的目的是提高教學(xué)效率,強化實踐環(huán)節(jié)。一是堅持“必需”原則來開設(shè)實驗項目?;ゎ悓I(yè)很多,傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗課程是針對化工類所有專業(yè)開設(shè)的。而無機化學(xué)實驗實踐課程一般為一至兩周,如何在有限的課時內(nèi)不僅達(dá)到使學(xué)生掌握基本操作技能,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和開發(fā)學(xué)生潛力,而且又要保證實驗項目的開設(shè)跟后續(xù)實踐有所關(guān)聯(lián)的教學(xué)目的。因此,優(yōu)化實驗內(nèi)容首先考慮哪些實驗是“必須”開設(shè)的,刪減那些與未來本專業(yè)其他課程無關(guān)或者關(guān)聯(lián)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(xué)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以達(dá)到實驗教學(xué)方法的最優(yōu)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(jù)本校所提供實驗設(shè)備和條件來設(shè)定,根據(jù)實驗條件對實驗課程進(jìn)行優(yōu)化整合。確保學(xué)生在實踐過程中能夠掌握相關(guān)的理論知識和實踐知識,又能使教學(xué)資源利用率最大化。
二、增大設(shè)計性、綜合性實驗的比例
無機化學(xué)實驗的教學(xué)過程中雖然通過驗證性實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和操作技能,但學(xué)生通過驗證性實驗所學(xué)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(xiàn)的問題和注意事項都是由教師詳細(xì)講解。而設(shè)計性、綜合性實驗則是學(xué)生根據(jù)教師提供的實驗任務(wù),通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn),收集各種相關(guān)知識根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件和實驗要求,自行設(shè)計出合理是實驗方案,準(zhǔn)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(xué)生獨立完成的。教師在設(shè)計性、綜合性實驗中只對學(xué)生做一些輔助工作比如對實驗方案審閱,幫助學(xué)生分析出現(xiàn)問題并原因,提出相應(yīng)對策。通過設(shè)計性、綜合性實驗使學(xué)生擺脫對實驗講義的依賴,培養(yǎng)自主研究、分析、解決問題的意識,對于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力、學(xué)生綜合素質(zhì)方面的提高具有重要的作用。增大設(shè)計性、綜合性實驗的比例不僅能使學(xué)生掌握一定的操作技能知識上,進(jìn)一步加強了他們的動手能力和實際應(yīng)用能力。從而達(dá)到學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神,提高創(chuàng)新能力的目的。
三、多媒體輔助教學(xué)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電化教學(xué)的引入使教師的教學(xué)方法和手段得以完善,教師利用多媒體技術(shù)對文本、圖像、聲音、視頻、動畫等多種素材結(jié)合起來編輯出來的課件進(jìn)行實踐性教學(xué),使整個教學(xué)過程更加圖文并茂、有聲有色。在無機化學(xué)實驗教學(xué)過程引入多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)勢可從以下方面體現(xiàn)出來:第一,很形象地模擬出整個實驗過程,更利于提高學(xué)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(xué)生觀察,更能集中學(xué)生注意力和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。第二,更能有效地對學(xué)生進(jìn)行安全教育。在實驗過程中可能出現(xiàn)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(fù)強調(diào)來加強學(xué)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(xiàn)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(xiàn)危險后果整個模擬過程,更能讓學(xué)生理解和認(rèn)知水倒入濃硫酸中的危險性和危害性,從而增強學(xué)生安全操作意識。第三,能提高教學(xué)過程的教學(xué)效率。教師在講解一個復(fù)雜或反應(yīng)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(xué)方式對空間思維較差的學(xué)生很難接受和理解。另外,反應(yīng)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(xiàn)實的;利用多媒體進(jìn)行模擬仿真教學(xué)讓學(xué)生在短時間內(nèi)通過視覺和聽覺來感受和認(rèn)知整個實驗過程,讓學(xué)生更容易接受和理解實驗過程中抽象的知識,從而提高學(xué)習(xí)效率。科學(xué)實驗已經(jīng)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(dá)83%。由此可見利用多媒體對于提高教學(xué)效率是很有幫助的。
四、加強環(huán)保教育、增強學(xué)生環(huán)保意識
環(huán)境問題是當(dāng)今人類面臨的三大問題之一,保護(hù)人類的生存環(huán)境已成為人們的共同呼聲。環(huán)境的污染、治理和保護(hù)已列入我國的基本國策。在環(huán)境污染中很多情況下是由化學(xué)污染造成的,化學(xué)污染主要來源于以下方面:一是實驗室在實驗過程中產(chǎn)生的廢氣以及實驗結(jié)束后的液體、固體廢棄物;二是化工生產(chǎn)及冶金行業(yè)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(zhì);四是礦山選廠的廢液。這些物質(zhì)的排放和處理將對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。作為向化工生產(chǎn)部門培養(yǎng)第一線技術(shù)應(yīng)用型人才高職高專應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè),加強環(huán)保教育、增強學(xué)生環(huán)保意識是整個實踐教學(xué)中很重要的一部分。在教學(xué)過程中首先讓學(xué)生充分認(rèn)識化學(xué)與環(huán)境的關(guān)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(xué)生的環(huán)境憂患意識。其次培養(yǎng)學(xué)生在實驗過程中通過節(jié)約使用藥品,利用最少藥品達(dá)到減少廢棄物的良好習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生正確處理實驗完畢后的廢棄物,使學(xué)生形成自覺保護(hù)環(huán)境的意識。
五、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科研能力
高職教育自創(chuàng)辦以來,一直以培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才為宗旨,以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)。隨著社會的飛速發(fā)展,生產(chǎn)設(shè)備和工藝不斷更新,高職高專培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后將會或多或少地接觸新型儀器設(shè)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(chuàng)新的能力;高職教育既然肩負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)高級技能型專門人才的重要使命,培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和科研能力也就變得很重要。教師在傳授學(xué)生基本技能和操作技能過程中,應(yīng)該適當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造和創(chuàng)新能力;培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。在開設(shè)無機化學(xué)實驗課程中一至兩個由教師給出課題讓學(xué)生自主通過查閱文獻(xiàn),收集相關(guān)的知識和材料并結(jié)合已學(xué)過的知識獨立對某個實驗的實驗條件或?qū)嶒灧椒ㄟM(jìn)行改良,設(shè)計出可行的實驗過程;并通過實踐總結(jié)出最佳實驗條件。以培養(yǎng)學(xué)生如何把在課堂上所學(xué)習(xí)的知識運用于實踐,并在實踐中學(xué)會分析問題和解決問題的能力,為學(xué)生畢業(yè)時畢業(yè)論文的撰寫以及畢業(yè)后迅速適應(yīng)崗位打下扎實的基礎(chǔ)。
六、實行無機化學(xué)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(jié)合來進(jìn)行的辦法。實驗考核目的使教師能全面了解學(xué)生的操作熟練程度、基本知識和關(guān)鍵知識的掌握程度。對實驗考核評價除了看實驗結(jié)果外,還應(yīng)該從實驗素養(yǎng)、操作能力、實驗過程、儀器使用、問題處理能力、環(huán)保意識等各方面進(jìn)行統(tǒng)一的評價方法,使考核成績能全面反映學(xué)生整體綜合素質(zhì)。
總之,高等職業(yè)教育目標(biāo)是培養(yǎng)以適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要,結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)技能型專門人才。因此每個專業(yè)必須根據(jù)自身專業(yè)的特點準(zhǔn)確把握定位和發(fā)展方向,才能培養(yǎng)出適應(yīng)生產(chǎn)、社會、服務(wù)第一線需要的全面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。
【參考文獻(xiàn)】
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【基金項目】新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程項目課題(2012JGA403)
【關(guān)鍵詞】 教學(xué)內(nèi)容; 無機化學(xué); 改革
隨著社會對人才培養(yǎng)目標(biāo)現(xiàn)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(zhuǎn)化,而學(xué)生所學(xué)知識的知識面已大大拓寬;學(xué)科的發(fā)展和知識的豐富,無機化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容也越來越多,書越編越厚,然而無機化學(xué)的教學(xué)時間又大幅度減少,難以完成原有的教學(xué)內(nèi)容,所以無機化學(xué)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(xué)的實踐活動操作比較困難;元素部分的內(nèi)容比較瑣碎,教師在講授時困難較大,教學(xué)內(nèi)容繁多,學(xué)生接受起來比較困難。
本著培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、動手能力強、素質(zhì)高人才的目標(biāo)要求, 適當(dāng)減少基礎(chǔ)課學(xué)時, 增加專業(yè)實踐和新知識介紹是必要的。如何充分利用有限的教學(xué)時間,不大幅度地減少教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生盡可能多的學(xué)習(xí)、掌握基礎(chǔ)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(nèi)容整合中獲得。
1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容的改革是無機化學(xué)教學(xué)改革的核心。改革與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)為, 剔除那些與中學(xué)教學(xué)內(nèi)容重復(fù)、陳舊過時或與中學(xué)化學(xué)教學(xué)聯(lián)系極少的教學(xué)內(nèi)容, 對經(jīng)典的無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,適當(dāng)補充化學(xué)前沿知識[1]。
1.1 課本內(nèi)容與課外知識有機結(jié)合[2]課本上的理論與具體的科技研究成果介紹相結(jié)合,既有利于避免教師教學(xué)內(nèi)容的枯燥無味、空洞抽象,也有利于拓寬學(xué)生的知識面,同時還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。這就要求我們教師在教學(xué)過程中相應(yīng)地引入一些化學(xué)史、化學(xué)重要發(fā)現(xiàn)的介紹。例如諾貝爾化學(xué)獎中無機化學(xué)方面的成就包括了英國化學(xué)家W.Ramsay 對空氣中稀有氣體元素的發(fā)現(xiàn)、法國化學(xué)家H.Moissan發(fā)明氟元素分析法、瑞士化學(xué)家維爾納創(chuàng)立配位學(xué)說等。另外,教師還可以將日常生活中與人類息息相關(guān)的一些無機化學(xué)知識引入到教學(xué)當(dāng)中,例如溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧空洞、微量元素與人體健康等。為適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)的特點,教師還可以將無機化學(xué)的前沿領(lǐng)域知識如納米技術(shù)、金屬有機化合物等滲入到基礎(chǔ)教學(xué)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(xué)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(xué)聯(lián)系密切的人體微量元素與健康、抗癌藥物順鉑的發(fā)現(xiàn)歷程;在沉淀反應(yīng)中介紹腎結(jié)石形成的化學(xué)原理;在電化學(xué)中介紹燃料電池、電解制氫等新型能源技術(shù);在鹵族元素的學(xué)習(xí)中,介紹感光材料、阻燃材料等的應(yīng)用。
1.2 改革教材內(nèi)容, 優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
1.2.1 著眼課程群建設(shè),調(diào)整課程體系為了達(dá)到人才培養(yǎng)的目標(biāo),我們不僅注重課程教學(xué)內(nèi)容的改革,還更注重課程體系的建設(shè)。我們在本課程建設(shè)過程中,始終注意與其它課程的協(xié)作配合,以逐步形成一個相對獨立統(tǒng)一的課程群模塊。該模塊包括如下課程:基礎(chǔ)化學(xué)原理、無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)、物理化學(xué)。這四門課程共同瞄準(zhǔn)無機化學(xué)這一主修課程在系統(tǒng)中的基礎(chǔ)作用及優(yōu)化這個目標(biāo),統(tǒng)一調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,精簡學(xué)時,各自側(cè)重完成分工的局部教學(xué)任務(wù)。基礎(chǔ)化學(xué)原理課程使學(xué)生掌握基本的化學(xué)知識,無機化學(xué)實驗部分讓同學(xué)們了解化學(xué)實驗的分析和簡單設(shè)計;分析與物化課程使學(xué)生掌握化學(xué)的深層次內(nèi)容,更大程度上學(xué)習(xí)化學(xué)理論。
1.2.2 運用現(xiàn)代觀念,優(yōu)化課程內(nèi)容,實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化課程內(nèi)容的優(yōu)化,一是要選擇知識,再者一定要加強重點內(nèi)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(shù)?;A(chǔ)課調(diào)整的重點是增加新知識,專業(yè)課調(diào)整的重點是增加新技術(shù)。同時妥善處理好經(jīng)典內(nèi)容和現(xiàn)代化內(nèi)容的關(guān)系,做到二者的和諧統(tǒng)一,同時壓縮那些起點低、簡單重復(fù)和陳舊老化的內(nèi)容,使增加的教學(xué)內(nèi)容與高新技術(shù)接軌[3]。
1.3 突出課程教學(xué)的重要性
1.3.1 課程教學(xué)突出基礎(chǔ)性、前沿性、時代性通過對現(xiàn)在與過去、國內(nèi)與國外化學(xué)類學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo),中、外無機化學(xué)教材內(nèi)容對比分析、學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀復(fù)習(xí)及發(fā)展趨勢預(yù)測,在正確處理繼承與發(fā)展關(guān)系的基礎(chǔ)上,修訂教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)大綱,結(jié)合省級精品申報和高教研究中心批準(zhǔn)的“十一五”教研課題,更新理論課和實驗課教學(xué)內(nèi)容,探索、實施新的教學(xué)方法。課程內(nèi)容在強調(diào)基本知識、基礎(chǔ)理論和基本技能的同時,也適當(dāng)介紹重要進(jìn)展。
1.3.2 課程教學(xué)突出新知識、新概念和新技術(shù)在教學(xué)內(nèi)容改革方面,除了堅持無機化學(xué)傳統(tǒng)的基本知識、基本理論傳授,堅持無機化學(xué)內(nèi)容需要不斷更新的原則,加強專業(yè)知識與科學(xué)方法論相結(jié)合,把二十一世紀(jì)化學(xué)類及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在無機化學(xué)學(xué)科應(yīng)具有的基礎(chǔ)理論和最優(yōu)化知識作為精品課程的內(nèi)容依據(jù),著重處理好無機化學(xué)基礎(chǔ)理論與無機化學(xué)前沿的新概念、新技術(shù)和新方法(如綠色化學(xué)、微波化學(xué)等)的關(guān)系,吸收無機化學(xué)發(fā)展的新知識,強化無機化學(xué)的知識結(jié)構(gòu),使教學(xué)內(nèi)容不斷豐富、不斷完善;能夠使學(xué)生高效率地掌握無機化學(xué)的精髓,并將其轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新能力。
1.3.3 課程教學(xué)中必須加強創(chuàng)造能力的培養(yǎng)如何在無機化學(xué)教學(xué)中加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng),我們在課程設(shè)置時就注重學(xué)生對社會的適應(yīng)性,將培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力擺到突出地位。為了加強創(chuàng)新意識的培養(yǎng),安排每個學(xué)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(xué)內(nèi)容的選擇上更加貼近生活實際和生產(chǎn)實際,安排了“課程實習(xí)作業(yè)”,為培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力提供了重要方式和途徑。
2 元素化學(xué)部分教學(xué)的改進(jìn)
元素化學(xué)部分內(nèi)容繁多難學(xué),為此我們對元素化學(xué)每章內(nèi)容,重點抓住原子結(jié)構(gòu)與族通性的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生通過原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的原理來理解元素及其化合物的化學(xué)性質(zhì),概括歸納元素性質(zhì)的變化規(guī)律性,從而突出化學(xué)的基本原理在元素化學(xué)學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)作用。從學(xué)生反饋回來的教學(xué)質(zhì)量調(diào)查證明,這有利于學(xué)生加深對元素及其化合物性質(zhì)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(xué)生的自學(xué),讓學(xué)生查找有關(guān)的資料來認(rèn)識有關(guān)化合物的最新用途或制備方法,然后讓學(xué)生撰寫有關(guān)這方面的總結(jié)文章或論文,這樣一方面增強了學(xué)生的自學(xué)能力,另一方面讓學(xué)生知道了最新的一些化合物的研究動向。這樣的教學(xué)模式調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性,深受學(xué)生的歡迎。
無機元素化學(xué)教學(xué)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(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、穩(wěn)定性、氧化還原性、物質(zhì)的制備及用途。以物質(zhì)結(jié)構(gòu)原理和熱力學(xué)原理為基本點,從微觀和宏觀的角度去學(xué)習(xí)、討論和研究無機化學(xué)的問題,注重規(guī)律性的討論和總結(jié),從而突出無機化學(xué)基本原理在元素?zé)o機化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用和指導(dǎo)作用,加深學(xué)生對無機物性質(zhì)及反應(yīng)性規(guī)律的理解及對無機化學(xué)基本原理的掌握,改變元素化學(xué)在學(xué)生心目中內(nèi)容繁多的印象。②以性質(zhì)為中心講好重點元素。由于同族元素性質(zhì)相似,所以在講授每族元素通性之后,對族內(nèi)的重點元素必須較為系統(tǒng)地講解,以便學(xué)生對族內(nèi)其它元素的學(xué)習(xí)起到觸類旁通、舉一反三的作用。③密切聯(lián)系實際。元素化學(xué)很多內(nèi)容與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活,特別是中學(xué)化學(xué)教學(xué)關(guān)系十分密切。在教學(xué)中主動聯(lián)系實際問題,教學(xué)就會更加深入、生動活潑,學(xué)生學(xué)習(xí)就不至于感到枯燥無味,反而對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。④善于比較差異,歸納總結(jié)規(guī)律。元素化學(xué)內(nèi)容多,知識零散,學(xué)生總感到難掌握,不易記憶。在教學(xué)中充分利用對比的方法可以加深學(xué)生對問題的理解,采用歸納總結(jié)規(guī)律的方法使學(xué)生學(xué)的知識系統(tǒng)化,這兩點都有利于學(xué)生記憶。⑤利用現(xiàn)代教學(xué)手段,加強教學(xué)效果。計算機輔助教學(xué)代表現(xiàn)代教育技術(shù)的特征,能幫助或替代教師傳遞信息,突出教學(xué)的重點和難點,增大課堂容量,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,有強烈的感染力和豐富的表現(xiàn)力,其優(yōu)勢是傳統(tǒng)教學(xué)方法無法比擬的。應(yīng)用多媒體教學(xué)手段,不僅可以創(chuàng)設(shè)多樣化的學(xué)習(xí)情景,更可毫不費力地將傳統(tǒng)教學(xué)中難以描述、難以突破的難點生動、形象地表現(xiàn)出來。
3 教學(xué)方法和手段的改進(jìn)
3.1 案例教學(xué)法以講授為主,通過典型實例教學(xué)激發(fā)教與學(xué)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(nèi)容展開的引導(dǎo)和說明,始終關(guān)注社會上的熱點化學(xué)問題,分析其中的化學(xué)機理,增強該課理論的實踐性、時代性、啟發(fā)性、通俗性和生動性,便于本科生接受并調(diào)動其主觀能動性,課堂還實行課末5分鐘學(xué)生提問,及時答疑。由此,提高了課堂的效率。
3.2 問題教學(xué)法適當(dāng)給予刺激和壓力,以各種形式的提問、作業(yè)和討論等輔助手段鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。提問和作業(yè)中,既有要求當(dāng)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(xué)生復(fù)習(xí),無機化學(xué)教研室編印了供校內(nèi)使用的無機化學(xué)習(xí)題集,深受學(xué)生的歡迎。
“以問題為中心”講授與討論相結(jié)合。為有效地利用課堂教學(xué)時間,在整合教學(xué)中,我們把研究性學(xué)習(xí)引入課堂,即設(shè)計學(xué)習(xí)情景,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)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(dǎo),讓教學(xué)過程成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生互動的過程。學(xué)生在不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中嘗到成功的樂趣,激發(fā)了學(xué)生思維的積極性,達(dá)到有效地利用課堂教學(xué)時間的目的[5]。
3.3 多媒體教學(xué)法隨著現(xiàn)代教學(xué)改革的推進(jìn),在無機化學(xué)的教學(xué)中,明顯地出現(xiàn)了內(nèi)容多、課時少的矛盾,我們充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段較好的解決了這一矛盾。通過使用多媒體、投影儀等現(xiàn)代教育技術(shù)手段和實物模型實施課堂教學(xué)。通過各種課件充實和拓展教學(xué)內(nèi)容,增加了內(nèi)容的直觀性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生們在耳目愉悅中感受到化學(xué)在生活中無處不在以及在科技發(fā)展中的重要地位。所有教學(xué)課件上傳在精品課程網(wǎng)站上,有利于學(xué)生自學(xué),提高了學(xué)生的自學(xué)能力。
實施無機化學(xué)內(nèi)容整合教學(xué)的嘗試,其根本目的在于全面提高課堂教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過程中,我們運用教學(xué)設(shè)計的理論和方法來分析、研究教學(xué)問題, 設(shè)計教學(xué)策略、教學(xué)方法及教學(xué)過程,努力探索教學(xué)過程各要素、各環(huán)節(jié)相互聯(lián)系和作用的最優(yōu)化,教學(xué)效果得到明顯提高。由于調(diào)整了無機化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的銜接與分工,內(nèi)容突出主干,加強了學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng),對提高學(xué)生綜合素質(zhì)起到了很好的作用。
無機化學(xué)是一門基礎(chǔ)理論性和實踐性都很強的學(xué)科,它是大學(xué)一年級唯一的專業(yè)基礎(chǔ)課程,對后續(xù)的專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)影響很大,而提高無機化學(xué)教學(xué)質(zhì)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(yǎng)更多的高素質(zhì)的現(xiàn)代化建設(shè)人才而努力。
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關(guān)鍵詞:化學(xué)實驗教學(xué)實踐體會
中圖分類號:G4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2011)09(c)-0203-01
有機化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,有機化學(xué)實驗課教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、動手能力以及科學(xué)的思維方法等,并且通過實驗課的教學(xué)和理論課聯(lián)系起來,加強理論課上所學(xué)的知識。我校有機化學(xué)實驗是對生物、食品、環(huán)境、農(nóng)學(xué)、園林等專業(yè)開設(shè)的實驗課程,是一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課,是在學(xué)習(xí)了無機化學(xué)理論與實驗課的基礎(chǔ)上開設(shè)的。因此,學(xué)生有了一定的動手能力和實驗操作能力。但是,有機化學(xué)實驗與無機化學(xué)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(xué)實驗在農(nóng)業(yè)院校中作為各專業(yè)的基礎(chǔ)必修課,與各專業(yè)聯(lián)系非常緊密,是后續(xù)各專業(yè)實驗課程的基礎(chǔ)。因此,在有機化學(xué)實驗教學(xué)中規(guī)范學(xué)生的實驗基本操作,培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度等是十分必要的。本文主要結(jié)合我校的實驗教學(xué)情況,從以下幾個方面談?wù)動袡C化學(xué)實驗的教學(xué)實踐與體會。
1培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣
只有具備良好的實驗習(xí)慣,才會熟練正確地操作,才可能順利地完成實驗任務(wù)和提高實驗數(shù)據(jù)的可信度。培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣可以從以下幾個方面入手。
1.1 實驗前做好預(yù)習(xí)等準(zhǔn)備工作
在上實驗課之前必須要做好預(yù)習(xí)等準(zhǔn)備工作,否則,實驗操作時心中無數(shù),被動應(yīng)付,手忙腳亂。學(xué)生通過預(yù)習(xí)要明確實驗?zāi)康?、原理和步驟。通過明確實驗?zāi)康?知道這堂實驗課我們要做什么,要學(xué)習(xí)哪些知識,做到心中有數(shù)。通過明確反應(yīng)原理,一方面學(xué)生通過感性認(rèn)識可以驗證理論教學(xué)的內(nèi)容,對所學(xué)的理論進(jìn)一步加深了印象,讓感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。另一方面,學(xué)生也可以利用所學(xué)的理論知識來分析、解釋實驗現(xiàn)象,使理性認(rèn)識對感性認(rèn)識起指導(dǎo)作用。比如1—溴丁烷制備的實驗比較復(fù)雜,除了要求學(xué)生明確反應(yīng)物是什么,反應(yīng)物之間是怎么發(fā)生反應(yīng)的,還要求學(xué)生明確這些反應(yīng)物在制備1—溴丁烷的同時,還發(fā)生了哪些副反應(yīng)。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(xiàn)的現(xiàn)象。只有認(rèn)識到這一點,學(xué)生才不致于盲目、無序操作。此外還可以提高學(xué)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(chǎn)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(xué)生明確了實驗步驟的安排,在實驗中培養(yǎng)了學(xué)生一些必要的科學(xué)素養(yǎng)。
1.2 規(guī)范基本操作
學(xué)生要養(yǎng)成良好的操作習(xí)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(xiàn)象和結(jié)論,還會發(fā)生危險,所以要求學(xué)生嚴(yán)格按照正確的操作規(guī)程操作。課上教師可以先演示實驗裝置的組裝,學(xué)生在組裝過程中教師要及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)的一些不規(guī)范行為,并予以指正,嚴(yán)格要求學(xué)生,使學(xué)生打下良好的基本功。此外,學(xué)生在做實驗時還經(jīng)常出現(xiàn)儀器擺放雜亂無章,試劑瓶不復(fù)原位等現(xiàn)象。針對這些方面,教師要培養(yǎng)學(xué)生自覺養(yǎng)成不隨意移動試劑瓶的好習(xí)慣。實驗完畢,及時清理實驗臺也是良好實驗習(xí)慣的基本要求,實驗結(jié)束時,教師應(yīng)先檢查學(xué)生是否清理好實驗臺,然后再讓學(xué)生離開。
1.3 認(rèn)真填寫實驗報告
填寫實驗報告,一方面讓學(xué)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(rèn)識;另一方面也對學(xué)生掌握與實驗相關(guān)的理論知識起到很大的幫助。在填寫實驗報告時,要認(rèn)真畫好實驗組裝圖,記錄好實驗現(xiàn)象。此外,不論實驗成功與否,學(xué)生都應(yīng)及時總結(jié),找出實驗成敗的原因。
2提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
興趣是最好的老師。學(xué)生是否愿意上有機化學(xué)實驗課,實驗課上是否積極主動的參與,與學(xué)生對有機化學(xué)實驗課是否有興趣息息相關(guān)。當(dāng)學(xué)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(xué)習(xí)驅(qū)動力。針對這個方面,我們開設(shè)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(xué)生日常接觸比較多的東西,從中分離提取一些有效成分,學(xué)生感到非常有興趣,學(xué)習(xí)主動性就比較高。
3增加設(shè)計型實驗
在學(xué)生有了一定的實驗技能和基本知識的基礎(chǔ)上,應(yīng)該開設(shè)綜合設(shè)計型實驗。通過綜合設(shè)計型實驗?zāi)苁箤W(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)的知識,全面認(rèn)識科研,培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作能力,學(xué)會科學(xué)思維。教師可根據(jù)學(xué)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(xué)生設(shè)計并實施實驗。在這一過程中包括了查閱文獻(xiàn)、設(shè)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(shè)計型實驗的鍛煉,為將來的畢業(yè)論文打下了良好的基礎(chǔ)。
4使用計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)
隨著科技的快速發(fā)展,多媒體教學(xué)已經(jīng)成為一種重要的教學(xué)模式。在實驗課的教學(xué)中采用多媒體教學(xué)形式也是十分必要的。多媒體教學(xué)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(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。比如我們有一節(jié)實驗課的教學(xué)內(nèi)容是立體模型的組合,通過立體模型組合這節(jié)課的學(xué)習(xí),要求對學(xué)生對理論課上講的的一些結(jié)構(gòu)有更深的理解和認(rèn)識。以往我們主要是采取讓學(xué)生先看一些立體模型,然后讓學(xué)生自己組裝這些模型的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式對于一些簡單的結(jié)構(gòu)具有很好的效果,通過立體模型能夠直觀的反映出分子結(jié)構(gòu),但是對于一些動態(tài)的反應(yīng)過程就很難表達(dá)。因此,為了能夠更直觀、更清楚的反映動態(tài)的反應(yīng)過程,我們可以使用計算機輔助教學(xué)系統(tǒng),通過flash等動畫形式更加立體、直觀、生動的體現(xiàn)這一過程。此外,我們也可以在教學(xué)網(wǎng)站上放上我們每一個實驗內(nèi)容的裝置圖,通過動畫的形式進(jìn)行演示,讓學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí),這樣學(xué)生在做實驗前就有了充分的準(zhǔn)備,可以大大的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。
參考文獻(xiàn)
[1]楊秀平,梁永民.大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].高等理科教育,2008,5:109~112.
關(guān)鍵詞:精品課程;無機及分析化學(xué);課程建設(shè);實踐
無機及分析化學(xué)是我校首批校級精品課程,2008年被批準(zhǔn)為四川省精品課程。該課程是材料、環(huán)境、食品、生物、生技、制藥、農(nóng)學(xué)、園藝、動科、安全和輻射等專業(yè)非常重要的一門基礎(chǔ)課,它是根據(jù)無機化學(xué)與分析化學(xué)兩門課程聯(lián)系緊密的特點,將無機體系和分析體系進(jìn)行有機融合,既繼承了無機化學(xué)理論知識的系統(tǒng)性,又突出了分析化學(xué)實際操作的應(yīng)用性,減少了教學(xué)中的重復(fù)和脫節(jié)內(nèi)容,有利于教與學(xué)。該課程涵蓋了無機化學(xué)與分析化學(xué)的主要內(nèi)容,用熱力學(xué)、動力學(xué)的知識揭示無機反應(yīng)的方向和歷程;把最新的量子力學(xué)成就作為闡述元素和化合物性質(zhì)的理論基礎(chǔ),從而拓展到重要元素及其化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律;運用溶液中四大平衡原理進(jìn)行滴定分析,確定物質(zhì)中各組分的含量。
一、無機及分析化學(xué)課程系列教材的建設(shè)實踐
教材是教學(xué)思想、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系的載體,是教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的主要標(biāo)志,是精品課程建設(shè)的重要組成部分。在深化教學(xué)改革中,實現(xiàn)教材建設(shè)的創(chuàng)新是有效解決教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法存在問題的關(guān)鍵。根據(jù)非化學(xué)化工類專業(yè)本科生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的要求,以少而精、精而新的原則,將傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代新知識相結(jié)合,對無機化學(xué)、分析化學(xué)、普通化學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、革新和優(yōu)化,注重對學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育,編寫出版了21世紀(jì)高等院校教材《無機及分析化學(xué)》。該教材注重處理傳統(tǒng)學(xué)科與新興交叉學(xué)科知識的關(guān)系,在闡述基本原理和知識的基礎(chǔ)上注重內(nèi)容的更新,體現(xiàn)了材料、環(huán)境及生物類學(xué)科與化學(xué)學(xué)科的交叉與融合。將化學(xué)熱力學(xué)知識融入全書有關(guān)章節(jié),并將四大平衡和四大滴定分析法有機結(jié)合。理論教學(xué)以化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、四大平衡為重點,適當(dāng)簡化四大滴定分析法,而使其在實驗教學(xué)中加強,簡化分子軌道理論、晶體場理論等過于難深的內(nèi)容。編寫了綠色化學(xué)概論、材料與化學(xué)、生命與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)等作為培養(yǎng)學(xué)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(yǎng)和素質(zhì)提高融為一體,體現(xiàn)了教育思想、教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。編寫教材力求使量和單位在體系上、名稱和符號上系統(tǒng)化,科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤从钞?dāng)代學(xué)科的發(fā)展,使基本概念更為科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、清晰,編寫結(jié)構(gòu)層次更加合理。通過閱讀材料部分的學(xué)習(xí),既可使學(xué)生了解本專業(yè)的發(fā)展動態(tài),擴大知識面,又能使學(xué)生了解化學(xué)基礎(chǔ)理論在相關(guān)學(xué)科中的重要地位,激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣和熱情。編寫中力求使本教材簡明扼要、概念準(zhǔn)確、重點鮮明、深入淺出、通俗易懂、理論聯(lián)系實際,適用于材料、環(huán)境、生物等主要專業(yè)大類。
由于無機及分析化學(xué)課程的內(nèi)容多,課時相對較少,教學(xué)進(jìn)度快,教師在課堂上難于列舉足夠數(shù)量的例題,教材因篇幅限制,例題數(shù)量有限;同時該課程一般在大學(xué)一年級的第一學(xué)期開設(shè),學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)較吃力,學(xué)習(xí)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(yīng)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)和練習(xí)的需要,啟迪科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力,我們編寫了配套的《無機及分析化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》。學(xué)習(xí)指導(dǎo)書主要解決學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課程時抓不住重點的問題,對每一章知識的重難點進(jìn)行了梳理和總結(jié),精選了例題;通過對教材后的習(xí)題解答,旨在引導(dǎo)學(xué)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(xí)題可檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,提高學(xué)生的解題能力;模擬試題及研究生入學(xué)試題,力求題目典型,覆蓋面廣,使學(xué)生既能盡快地適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法,又能較好的掌握課本的內(nèi)容,同時也是學(xué)生期末考試和考研生復(fù)習(xí)的好參考。
因?qū)W習(xí)指導(dǎo)書編寫了教材所附習(xí)題的詳細(xì)解答過程,再布置書上的習(xí)題就失去了意義。為了使學(xué)生有更多的練習(xí)機會,并了解學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況,我們把章節(jié)內(nèi)容分板塊,按試卷格式編寫了8個單元練習(xí)題,包括選擇題、判斷題、填空題、簡答題、計算題,這給學(xué)生交發(fā)作業(yè)和教師批改等帶來了極大的方便,同時也有助于學(xué)生參加期末考試。另外,我們還編寫了無機及分析化學(xué)實驗指導(dǎo)書,主要內(nèi)容包括:化學(xué)實驗安全知識、基本操作、基本技能實驗、綜合應(yīng)用實驗和設(shè)計實驗。
二、無機及分析化學(xué)課程網(wǎng)站建設(shè)
按照國家精品課程的要求對本課程進(jìn)行了全面建設(shè),建立了無機及分析化學(xué)精品課程網(wǎng)站。本課程已上網(wǎng)的資源包括課程負(fù)責(zé)人及主講教師(基本信息、教學(xué)情況和學(xué)術(shù)研究),教學(xué)隊伍(人員構(gòu)成、隊伍結(jié)構(gòu)、教學(xué)改革與教學(xué)研究、師資培養(yǎng)),課程描述(歷史沿革、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)條件、教學(xué)方法與手段、教學(xué)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(shè)規(guī)劃,學(xué)校的政策與措施,支撐材料等欄目內(nèi)容。課程網(wǎng)站(jpkc.swust.省略/c270/Course/Index.htm)包括課程簡介,教學(xué)方法,有關(guān)課程的管理規(guī)章制度(包括教師教學(xué)工作規(guī)范、師資隊伍建設(shè)規(guī)劃與措施等10項),各層次教學(xué)大綱與教學(xué)要求,各章的教案與講稿,電子課件,實驗教學(xué)(實驗規(guī)章、實驗考核、安全知識、實驗操作、實驗指導(dǎo)、實驗測試、視頻資料、實驗環(huán)境與條件),授課錄像,教學(xué)互動(各章的學(xué)習(xí)指導(dǎo)、習(xí)題解答、自測試題),考試導(dǎo)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(xué)用表,參考文獻(xiàn)等欄目?,F(xiàn)在無機及分析化學(xué)理論教材、實驗教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、電子教案、精品課程網(wǎng)站等學(xué)習(xí)資源已經(jīng)形成了全方位、立體化的課程教學(xué)體系。學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)生完全可以掌握自己的學(xué)習(xí)過程。
在教學(xué)理念方面,我們把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神放在第一位,把無機及分析化學(xué)課建設(shè)成為既是學(xué)生學(xué)習(xí)科技知識的基礎(chǔ)課,又是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)課。理論課教學(xué)以無機化學(xué)基本原理為主,以物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為依據(jù),以四大平衡原理為重點,以重要元素及其化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化規(guī)律及其含量測定為目標(biāo),以指導(dǎo)學(xué)生自我學(xué)習(xí)為方法。實驗教學(xué)以化學(xué)分析技術(shù)和技能訓(xùn)練為核心和重點,強化基本技能訓(xùn)練、強調(diào)系統(tǒng)分析問題和解決問題,重視系統(tǒng)性、綜合性、設(shè)計性實驗。材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等諸學(xué)科的研究和發(fā)展都離不了無機化學(xué)、分析化學(xué)原理和技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,我們建立了材料類、環(huán)境類、生物類3個模塊相關(guān)專業(yè)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。
三、改革教學(xué)方法,加強師生互動
現(xiàn)代化教學(xué)方法和手段是精品課程建設(shè)的重要途徑。盡管傳統(tǒng)的講授方法在傳授大量知識方面是有效的,但單靠傳統(tǒng)的講授方法卻不能很好地調(diào)動學(xué)生的積極性,不利于鼓勵學(xué)生對超越課堂知識的記憶,并以此對這些內(nèi)容進(jìn)行反思。學(xué)分制的改革,作為基礎(chǔ)課的無機及分析化學(xué)的學(xué)時數(shù)也在降低,這對教學(xué)內(nèi)容和教師的教學(xué)水平提出了更高的要求,必須不斷進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容更新,教學(xué)方法、教學(xué)手段及考試方法的改革。無機及分析化學(xué)內(nèi)容廣泛,涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)基本原理、溶液平衡、化學(xué)分析、元素化學(xué)、部分儀器分析等內(nèi)容。課程講授不可能面面俱到,要在吃透教材的基礎(chǔ)上分層次合理安排講課內(nèi)容,注重難點和重點引導(dǎo),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(xué)科前沿知識。在教學(xué)方法方面,主要是講重點、講難點、講思路、講方法、講應(yīng)用,形成了“課內(nèi)講授+課外講座+輔導(dǎo)答疑+考核評估”教與學(xué)一體化的互動教學(xué)模式,既注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,又注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和自主學(xué)習(xí)的能力。
精品課程的教學(xué)應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造條件,讓學(xué)生對所講的內(nèi)容進(jìn)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(xué)生對課堂上的信息進(jìn)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(yīng)是理論與實際相結(jié)合地對知識進(jìn)行系統(tǒng)化的闡釋。教師首先要抓好備課一關(guān),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(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。互動教學(xué)法是充分發(fā)揮教師和學(xué)生二者主觀能動性的教學(xué)方法,其常用的方式有答問式、問答式、討論式等多種形式?!按饐柺健薄皢柎鹗健薄坝懻撌健比N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(xué)中注重學(xué)生自學(xué)能力和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),興趣是學(xué)習(xí)的動力,創(chuàng)造的源泉。無機及分析化學(xué)的學(xué)習(xí)在大學(xué)一年級進(jìn)行,該課程的學(xué)習(xí)不僅使學(xué)生在知識上有所積累,而且在學(xué)習(xí)能力上也應(yīng)得到較大的提高,我們要求學(xué)生做到課前預(yù)習(xí)、課中互動、課后小結(jié),學(xué)會學(xué)習(xí)的方法。在教學(xué)中針對部分內(nèi)容,要求學(xué)生自學(xué),對有些延伸內(nèi)容,要求學(xué)生查閱有關(guān)學(xué)術(shù)期刊,并撰寫小論文、課堂討論,最后教師總結(jié)。同時充分運用現(xiàn)代教育技術(shù),將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)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(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容,并將多種形式的課程教學(xué)資源上網(wǎng)。
不斷進(jìn)行考試方法的改革。鼓勵學(xué)生撰寫讀書報告和科技“小論文”,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意識、習(xí)慣和能力,有助于學(xué)生對化學(xué)的知識的深入理解及綜合運用。期末成績由考勤、平時作業(yè)、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(jù)撰寫的質(zhì)量在總成績中加0~10分,若能達(dá)到公開發(fā)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(xué)實驗課的改革
實驗改革的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的實驗教學(xué),加強基本訓(xùn)練,著重能力培養(yǎng),強化創(chuàng)新意識。創(chuàng)造性教育要求對學(xué)生既要有寬的基礎(chǔ)知識和新的專業(yè)知識的傳授,又要有自學(xué)能力、獨立思考能力、動手能力的培養(yǎng),尤其是現(xiàn)代意識、競爭意識的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)方式是所有學(xué)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(xì)小點,學(xué)生完全處于一種被動接受狀態(tài),這樣既限制了學(xué)生的思維、學(xué)習(xí)的積極性與主觀能動性,又影響教學(xué)效果。實踐“一體化、多層次、開放式”實驗課程教學(xué)模式,構(gòu)建了符合我校培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)校特點的實驗課程體系。本著“化學(xué)教育既傳授知識和技術(shù),又訓(xùn)練科學(xué)方法和思維,還培養(yǎng)科學(xué)精神和品德”的全面化學(xué)教育準(zhǔn)則,自2004年起,根據(jù)我校實際情況和學(xué)生不同層次、不同專業(yè)的培養(yǎng)要求,對原實驗課程體系、教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革,建立和完善了無機及分析化學(xué)實驗課的教學(xué)內(nèi)容,按照基礎(chǔ)實驗―綜合實驗―設(shè)計實驗3個層次推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程。建立了以實驗技術(shù)要素為主線的實驗教學(xué)體系,開出了適合我校不同學(xué)科學(xué)生的多層次實驗教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生提供個性發(fā)展,開發(fā)其潛能以及為優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出創(chuàng)造了條件。針對生源及學(xué)生的實際水平,采取分層次教學(xué);針對專業(yè)及學(xué)時,實驗內(nèi)容分必做和選做,對學(xué)時太少的專業(yè)重在基本技能訓(xùn)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(xué)生也可以自己設(shè)計一些感興趣的實驗,在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實驗,從而使學(xué)生的動手能力、分析問題和解決問題的能力得到進(jìn)一步提高。無機及分析化學(xué)實驗形成了多層次的實驗教學(xué)體系、多模塊的實驗教學(xué)內(nèi)容、預(yù)約開放式教學(xué)模式。為此,無機及分析化學(xué)實驗課程教學(xué)采取了以下改革措施:
1.對無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了刪減與重組,并進(jìn)行綠色化改造。本實驗課注重在繼承傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上創(chuàng)新,增加設(shè)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(xiàn)了實驗教學(xué)內(nèi)容體系的整體優(yōu)化。在教學(xué)過程中注重對學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識的培養(yǎng),為學(xué)生灌輸綠色化學(xué)思想,積極開展綠色化學(xué)實驗研究,并推進(jìn)化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化。根據(jù)無機及分析化學(xué)實驗的特點,用綠色化學(xué)的觀念對傳統(tǒng)化學(xué)實驗進(jìn)行了改造,建立了“性質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)生的“三廢”量很少,改善了實驗環(huán)境條件,極大地減少了對環(huán)境的污染。這樣在常規(guī)儀器中完成無機及分析化學(xué)的實驗教學(xué),不僅大量減少了化學(xué)試劑和藥品的消耗,節(jié)約了實驗消耗費用,而且也加強了學(xué)生的環(huán)保意識,收到了良好的效果。
2.正確認(rèn)識理論課教學(xué)與實驗課教學(xué)的關(guān)系。在無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生應(yīng)始終處于主置,教師則處于為實驗教學(xué)服務(wù)的主導(dǎo)位置。作為實驗教學(xué)主體的學(xué)生,在繼承傳統(tǒng)知識和技術(shù)的基礎(chǔ)上,重點進(jìn)行知識和技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新;作為主導(dǎo)的實驗教師,在搞好實驗教學(xué)引導(dǎo)工作的同時,加強自身知識和技能的擴展和更新,達(dá)到知識豐富,技術(shù)熟練和教學(xué)方法科學(xué)而實用的要求。
3.多媒體輔助教學(xué)和開放實驗室緩解實驗課時少、內(nèi)容多的矛盾。隨著單一、驗證性實驗向綜合性、設(shè)計性實驗的轉(zhuǎn)化,實驗教學(xué)內(nèi)容不斷豐富,往往一個連續(xù)的系統(tǒng)的試驗中涉及好幾個相關(guān)的實驗技術(shù),由學(xué)生自己動手設(shè)計并完成整個實驗,由此開設(shè)綜合實驗面臨著如何在有限時間內(nèi)讓學(xué)生掌握更多實驗技術(shù)的難題。對于無機及分析化學(xué)實驗課,使用多媒體技術(shù)輔助教學(xué),利用錄像演示實驗技術(shù)的操作要點,再現(xiàn)實驗進(jìn)程和結(jié)果,增強學(xué)習(xí)效果。建立了仿真實驗室,學(xué)生可以在計算機上進(jìn)行無機及分析化學(xué)實驗等課程的仿真實驗,同時可進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)習(xí)。
4.形成了基礎(chǔ)―提高―揚優(yōu)―介入科研4層次的開放實驗教學(xué)模式和管理方法,完善了對不同層次學(xué)生因材施教的實驗教學(xué)方法。在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)、研究、分析和解決問題,這對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力有著不可替代的作用。無機及分析化學(xué)實驗室成為大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基地,幾年來西南科技大學(xué)啟動“大學(xué)生創(chuàng)新基金項目”等多項大學(xué)生科技創(chuàng)新資助計劃,開放無機及分析化學(xué)實驗室,為其高質(zhì)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
Southwest university of science and technology, Mianyang, 621010, China