化學(xué)實驗改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究

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摘要:分析化學(xué)是一門關(guān)于研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法的學(xué)科，是一門實踐性很強的學(xué)科。分析化學(xué)實驗是基礎(chǔ)化學(xué)實驗的一部分，實驗教學(xué)在整個化學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中占有特殊的地位。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才是當(dāng)前本科教學(xué)改革的重要研究內(nèi)容之一。本文探討了分析實驗綜合性改革必要性，以實現(xiàn)化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核評價體系等方面進(jìn)行改革研究。

關(guān)鍵詞:分析化學(xué);實驗教學(xué);創(chuàng)新能力

“分析化學(xué)”是化學(xué)、材料化學(xué)等專業(yè)的必修專業(yè)課程，也是非化學(xué)類理工科專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)課程的主要內(nèi)容。分析化學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，實驗課程在分析化學(xué)教學(xué)占有重要地位，甚至可以說沒有實驗就沒有分析化學(xué)。分析化學(xué)實驗是基礎(chǔ)化學(xué)實驗的一部分［1］，實驗教學(xué)在整個化學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中占有特殊的地位，通過實驗教學(xué)過程，一方面有助于學(xué)生理解和掌握理論知識，另一方面可以促進(jìn)學(xué)生的動手能力和綜合素質(zhì)的提高，能夠充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、科學(xué)素養(yǎng)、分析和解決問題等綜合能力［1］。

1分析化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

創(chuàng)新性人才培養(yǎng)是本科教育的一項重要的任務(wù)，然而縱觀傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗教學(xué)模式仍存在諸多問題［2］:首先在教學(xué)內(nèi)容方面，多為經(jīng)典的驗證性實驗，綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗項目很少甚至沒有，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng);在教學(xué)方法方面，缺乏現(xiàn)代教育技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，還停留在一塊黑板一支粉筆的實驗原理講授及學(xué)生“圍觀”式的實驗演示上，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，嚴(yán)重束縛學(xué)生創(chuàng)新思維能力，導(dǎo)致教師對學(xué)生的指導(dǎo)效果差，學(xué)生也容易產(chǎn)生懶惰和依賴情緒;在實驗成績評定考核方面，往往過于偏重實驗結(jié)果，片面地根據(jù)平時實驗報告和實驗考核時的結(jié)果進(jìn)行評分，而對實驗過程和實驗技能的考核重視不夠，也忽視了對學(xué)生的創(chuàng)新能力的考核，因此不能真實有效地反應(yīng)學(xué)生的水平。此外，分析化學(xué)實驗課程的教學(xué)學(xué)時的被縮減也給課程改革提出了新要求，如何在有限的教學(xué)時間里，既能夠指導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地掌握教學(xué)大綱所要求的內(nèi)容，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，是分析化學(xué)實驗課程改革的難點和著力點。如果實驗課程的教學(xué)時間過于倉促，往往導(dǎo)致學(xué)生對實驗的重視程度不夠，抱著“為完成任務(wù)而實驗”的心態(tài)去做實驗，因而實驗的效果不佳，也達(dá)不到實驗教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)。另一方面，隨著學(xué)校新開設(shè)部分理工科專業(yè)，導(dǎo)致分析化學(xué)實驗課程的學(xué)生人數(shù)激增，這也給分析化學(xué)實驗教學(xué)帶來了巨大壓力，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)落后的教學(xué)模式，不僅教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)重，還嚴(yán)重地降低了教學(xué)效率，教學(xué)質(zhì)量也難以保證。因此，鑒于上述問題，實驗課的教學(xué)改革是當(dāng)前本科教育迫切需要解決的問題［2］。

2針對分析化學(xué)實驗教學(xué)探索性改革的必要性

根據(jù)分析化學(xué)實驗教學(xué)的實踐經(jīng)驗，結(jié)合我校的實際情況，我們對分析化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行了以下探索性改革。

2.1整合與更新實驗內(nèi)容

根據(jù)不同專業(yè)的不同層次的培養(yǎng)要求，相應(yīng)地調(diào)整實驗內(nèi)容。如，針對非化學(xué)類專業(yè)，可以把無機化學(xué)實驗和分析化學(xué)實驗整合為無機及分析化學(xué)實驗課程;針對化學(xué)類專業(yè)，不但要囊括經(jīng)典的驗證性實驗，還要積極推進(jìn)綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時還要結(jié)合學(xué)校的特點，適當(dāng)?shù)剡\用學(xué)校的辦學(xué)優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

2.2改進(jìn)實驗教學(xué)方法

先進(jìn)的教學(xué)方法可以很大程度上地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效果。隨著信息時代的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出了微課、慕課等新的教學(xué)模式，為師生交流提供了極大的便利，也滿足了學(xué)生隨時進(jìn)行學(xué)習(xí)的需求，能極大地提高教學(xué)效率。在我們教學(xué)的過程中，也應(yīng)該與時俱進(jìn)，根據(jù)實驗課程的相關(guān)要求和實驗室的相關(guān)儀器設(shè)備制作微課、小視頻等，利用現(xiàn)代媒體來提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。

2.3完善實驗考核體系

新的實驗考核體系，將改變以往以最終實驗考試成績作為學(xué)生實驗課程成績的“一刀切”式的評定標(biāo)準(zhǔn)，而通過充分考察學(xué)生的實驗課程中的操作動手能力、分析問題能力以及實驗的態(tài)度，結(jié)合最終實驗考試成績，綜合判定學(xué)生成績。新的實驗考核體系不僅可以更好地考察學(xué)生的能力，更能體現(xiàn)學(xué)生的真實水平，而且可以培養(yǎng)學(xué)生在整個實驗過程中養(yǎng)成良好的習(xí)慣及培養(yǎng)科學(xué)的素養(yǎng)，為以后的學(xué)習(xí)過程提供一定的基礎(chǔ)。

2.4優(yōu)化實驗教學(xué)模式

傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式在教學(xué)過程中往往以經(jīng)典的驗證實驗為主，學(xué)生只需根據(jù)書本上的步驟一步步做下來就可以完成整個實驗，缺乏設(shè)計性，不利于學(xué)生綜合能力的培育和創(chuàng)新意識的建立。在新的實驗教學(xué)模式更強調(diào)和突出實驗的綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性，通過適當(dāng)?shù)卦黾訉嶒灥臈l件，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗步驟，獨立完成前期試劑儀器的準(zhǔn)備、實驗的操作過程、數(shù)據(jù)記錄及分析過程、實驗報告等實驗流程。新的教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提供學(xué)生的科研能力，開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)視野［3－4］。此外，要盡可能多創(chuàng)造機會讓給學(xué)生多進(jìn)入實驗室，通過在課余時間延遲實驗室的開放時間，一方面可以彌補實驗課時的不足，另一方面也可以滿足學(xué)有余力的學(xué)生繼續(xù)開展設(shè)計性與創(chuàng)新性實驗的要求。學(xué)校也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)出臺政策和經(jīng)費扶持，鼓勵學(xué)生自發(fā)組成團隊小組(3～5人)，積極申報大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目，鼓勵并支持在校學(xué)生參加相應(yīng)的學(xué)科競賽。團隊小組以學(xué)生為主體，并配備指導(dǎo)老師，整個實驗的過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，以學(xué)生的主動參與、協(xié)同合作為基礎(chǔ)，以查閱文獻(xiàn)、實驗探索、討論答辯等實踐活動為途徑，以理論基礎(chǔ)知識與實踐活動相結(jié)合的形式，通過學(xué)生自主設(shè)計實驗步驟，預(yù)約實驗室，完成實驗，獲得實驗結(jié)果，得出和驗證實驗結(jié)論，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、團隊協(xié)作能力，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，為以后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)研究打下了堅實的基礎(chǔ)。微課程是美國新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級教學(xué)設(shè)計師、學(xué)院在線服務(wù)經(jīng)理戴維•彭羅斯(DavidPenrose)于2008年提出的理念，他首創(chuàng)了聲名遠(yuǎn)播的“一分鐘的微視頻”的“微課程”(Microlecture)［5］。微課程就是指將教學(xué)目標(biāo)聚焦在某一個環(huán)節(jié)上，利用最短時間講解一個知識點、教學(xué)重點、難點、疑點、考點或作業(yè)題、考試題、模擬題等的一種微型教學(xué)。微課程相當(dāng)于一堂課的一個切片，通過這個切片，可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的發(fā)生和心智的發(fā)展，體現(xiàn)教師的助學(xué)智慧。微課程于2011年引入我國后，得到迅速發(fā)展和應(yīng)用［6］。當(dāng)前，微課程正在迅速興起，它集聲音、文字、圖像、視頻為一體，能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。當(dāng)今以計算機應(yīng)用為標(biāo)志的信息時代，給分析化學(xué)的發(fā)展帶來了極大活力，微課程在分析化學(xué)實驗中的運用勢在必行。在實際的教學(xué)過程中，利用現(xiàn)代技術(shù)將定量分析化學(xué)中的基本的實驗操作精心地錄制成系列微視頻;將定量分析化學(xué)實驗中體現(xiàn)“量”特征的每個常用儀器的使用方法及實驗基本操作制作成集聲音、文字、圖像和微視頻為一體的系列微課程，此微課程能夠?qū)⒍糠治龌瘜W(xué)實驗中由于量(即測定準(zhǔn)確度和精密度)的高度要求而使實驗顯得非?！胺爆崱?即知識點較瑣碎)的關(guān)鍵問題“有趣化”、“清晰化”和“放大化”;利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將自制的系列微課程上傳至網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生們在實驗課前、課中和課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、反復(fù)有效地學(xué)習(xí)。通過微課程的學(xué)習(xí)讓不同接受能力的學(xué)生都能在人性化的微課程中輕松愉快地學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生很好地掌握定量分析化學(xué)的操作技能，最終達(dá)到操作規(guī)范的目的。

3結(jié)語

正確合理的選擇實驗內(nèi)容是上好實驗課的先決條件，科學(xué)合理的組織安排實驗教學(xué)是順利完成實驗課的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過改革實驗教學(xué)形式，增設(shè)設(shè)計型實驗和開放實驗室，可以為學(xué)生提供個性發(fā)展、獨立思考、科學(xué)創(chuàng)新以及提高綜合實驗技能的平臺。本研究既在理論上要探討分析實驗教學(xué)在內(nèi)容、方法和考核上為什么要改及如何改的問題，也要形成一整套適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系。實踐證明，分析化學(xué)實驗教學(xué)改革，在一定程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

參考文獻(xiàn)

［1］童葉翔，施開良.本科化學(xué)教育新體系的研究與實踐［J］.大學(xué)化學(xué)，2001(6):17－20.

［2］高盤良，姚天揚.當(dāng)前化學(xué)教學(xué)改革若干問題的意見［J］.大學(xué)化學(xué)，2000(2):26－27.

［3］王煥英.儀器分析實驗教學(xué)改革研究［J］.衡水學(xué)院學(xué)報，2011，13(1):79－80.

［4］李滿秀，趙二勞，張海容，等.儀器分析研究型開放實驗的創(chuàng)新與實踐［J］.大學(xué)化學(xué)，2007(6):28－30.

［5］關(guān)中客.微課程［J］.中國信息技術(shù)教育，2011(17):14.

［6］張葉臻，孫瑞雪.微課在分析化學(xué)實驗課教學(xué)中的應(yīng)用探索［J］.廣州化工，2015，43(12)

作者:張莉 何春萍 向德軒 單位:懷化學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院