农业院校基础化学实验教学的改革与实践

冯世德,孙太凡

(黑龙江八一农垦大学文理学院,黑龙江大庆 163319)

农业院校基础化学实验教学的改革与实践

冯世德,孙太凡

(黑龙江八一农垦大学文理学院,黑龙江大庆 163319)

从实验教学对创新型人才培养的重要性出发,针对当前实验教学存在的问题,结合教学实际,在实验教学体系与内容、实验教学方法与手段、实验室开放与共享、学生成绩考核等方面,进行系列改革与探讨,以期实现培养创新型人才的目标。

课程设置;实验内容;实验教学方法;实验课考核模式

基础化学实验是农业院校一门重要的实践性基础课。随着 21世纪人才培养模式的改变和素质教育的全面推行,以及对培养学生创新意识与创新潜质的日益重视[1],实验课的重要性越来越突出,寓知识、能力、素质教育于一体的实验教学成为教学过程中最活跃的环节[2],它在培养学生动手能力、创新意识及技能和素质方面有着重要且不可替代的作用。

一、目前存在的问题

由于受传统的实验教学模式影响较大,虽然经过多年的改革,但仍未彻底摆脱传统的实验教学模式的束缚,即实验课附属于理论课。实验前,指导教师依据实验教学计划,安排每次实验内容,提前准备好材料和调试好仪器设备;把仪器设备的使用过程、实验操作步骤、数据处理方法等预先做成实验指导书,实验时,学生根据现有的实验指导书,在规定的有限时间内,按给定的仪器设备和规定的实验步骤完成实验的全过程。这样的实验教学模式存在如下问题:(1)实验多是单一性、演示性、验证性的实验,体现不出实验的连贯性、系统性、综合性、新颖性,难以激发学生的实验兴趣[3],难以充分发挥学生的积极性和主动性,不利于培养学生的实验能力和创新思维能力。(2)许多实验环节是教师准备的,学生只是会做而已,缺乏对整个实验过程的全面了解,且大部分实验步骤明确,不能有效培养学生发现问题、分析和解决实际问题的能力。(3)实验课时少,要让学生在有限的实验课时里自己动手解决问题几乎是不可能的,学生处于被动接受的地位,不能按照自己的设想探索实验,实验效果较差[4]。

二、优化实验内容,构建实验教学新体系

针对原来基础化学实验中存在的内容分散、重复、验证型实验多、实验内容和手段比较陈旧,缺乏统筹安排等问题,课题组对实验内容进行了纵向压缩、横向拓宽的调整,依据“从易到难、由简到繁、由单一到综合、由验证到设计、从模仿到创新”的原则安排教学,使化学实验形成了一个统一的有机整体,在更新、重组、融汇的基础上,构建了新的实验教学体系。编写了大学化学实验精品课程教材,教材将“普通化学实验”、“分析化学实验”、“有机化学实验”优化组合,自成体系,该体系按“一体化、二阶段、三层次”的模式运行,“一体化”就是对所有基础化学实验课程统一规划、统一管理、统筹安排,避免知识内容的重复并较好地解决了课程内容的脱节;“二阶段”是指化学实验课程按技术要素和能力要求划分为基础实验和综合实验两个阶段,前一阶段主要侧重于对学生进行基本实验技能的训练,培养基本功;后一阶段则重在培养学生的综合应用能力和研究创新能力;“三层次”是指实验项目按基础性实验、综合性实验和设计一研究性实验三个层次设置。目前一个多平台、分层次、开放式的新实验课程体系已经形成。课程内容包括:(1)实验原理及方法(混合物分离、化合物制备、成分分析等);(2)实验技术及应用(基本技能、基本操作、基本仪器使用等);(3)实验项目(基础实验、综合性实验、设计—研究性实验),使学生的实验技能得到了全面、系统、严格、科学的训练,学生的实践能力和创新精神有了明显的增强。

三、改革实验教学方法与手段,提高教学质量

实验教学以培养学生实验能力和应用创新能力为主要目的。采用理论讲授、现场示范与实际操作相结合、多媒体辅导和教师辅导相结合、课堂实验与课外实验、应用创新相结合等多元化实验教学方法与手段,增加了案例教学、课堂讨论等环节,淡化了传统的师父带徒弟的教学方式。结合具体情况,以启发式、自学式、讨论式、研究式等教学方法为主,深入浅出,充分调动学生学习的积极性,培养其创新思维和创新能力。实行全面开放式实验教学,拓展学生自主实验的空间,在实验项目上自由选择,实现实验内容相对开放,实验时间上弹性支配,实现实验时间开放,实验室和实验仪器设配上方便使用,实现设配开放,这样不仅使学生在实验选择上有很大的自由度,而且可以使学生利用周末等相对集中的时间,完成一些大型的综合设计性实验,深受学生欢迎。迅猛发展的信息技术客观上要求我们利用计算机辅助教学对化学实验进行教学手段的改革,为此,我们设置了计算机仿真模拟实验,充分利用和发挥多媒体人机交互性强的特性,对一些微观的、抽象的机理复杂难以重复的、难度高、成本大,难以实地、实景、实际操作训练和无法演示的教学内容,进行全新的教学和模拟演示。通过模拟教学,学生可以在计算机上自由操作,反复模拟实验的全过程,对实验技术和实验条件进行反复对比和选用,观察实验现象,得到感性认识,加深对实验的理解。同时建立实验网络化教学平台,提供了生动的实验案例,给学生创造了一个多方位学习和交流的机会。学生可以通过网站进行网上预习,下载实验内容及相关应用软件,教师可以通过网站与学生开展互动交流、进行成绩管理等实验教学活动。实验教学课程打破了专业与班级界限,实现了“预约式”开放教学组织模式,为配合“预约式”开放教学组织模式的实施,建设了网上预约系统,实现了实验教学项目的网上实时发布,学生可以预约实验时间、实验单元,实现考勤、成绩上报及分析教学评价等多重教学管理功能。

四、建立了符合课程特点的实验课考核模式

考试是检验学生学习情况和教师教学质量的简捷而有效的手段。为了对实验教学效果进行科学的评价,课题组对实验课考试模式进行了改革,加强了平时考核的力度,增加了实验技能考试。实验课成绩由平时的考核成绩 (占30%)、技能测试成绩(占 3O%)、笔试成绩 (30%)和设计型实验成绩(占 10%)构成。平时考核为全程考核,评分标准主要有:实验预习完成情况;回答教师提问;科学的实验态度;实验操作能力;实验报告等五个部分。教师每次实验均给学生评定成绩,旨在加强平时对学生的要求、训练与培养;技能测试以题卡形式对学生逐一进行,试题内容知识点多、覆盖面广,可全面测试学生的动手及实践能力。实验笔试内容有基本操作技能问题、实验原理、实验方案的设计,内容广泛,综合性强,从笔试成绩中可以看出学生的综合能力。此考试方法符合课程特点,学生成绩与其“知识、能力”相符,改变了“高分低能”的现象,调动了学生学习的积极性和主动性,促进了教学质量的提高。平时考试与期末考试相结合,技能考试与书面考试相结合,此考试方法符合学科特点,提高了学生的实践能力。

五、培养学生的创新精神和创新能力

以培养学生的科学思维能力、分析问题、解决问题的创新能力为目标,在实验教学过程中,教师鼓励学生独立思考,大胆创新,树立敢于质疑、敢于挑战的创新精神。鼓励学生对实验中的某些环节提出更合理的建议,在学生中营造出勇于创新、乐于创新的良好学习氛围,帮助学生建立创新的思维方式和科学的研究方法;同时注重学生个性化的培养,充分发挥每个人的潜力。教师要为学生创造独立思考、独立实践的机会,对能力强的学生,教师要指导他们多看参考书,开展广泛的交流,获取各方面的知识,开拓视野,为学生创造参加实践的机会,让有兴趣和学有余力的同学利用课余时间免费进入实验室,在老师的指导下,综合运用已学过的化学基本理论、基本知识和实验方法,自选课题,自我设计,独立完成各种实验。如土壤中汞含量的测定,自来水中砷含量的测定,果菜中农药残留量的测定等,这种开放性化学实验极大地调动了学生自主学习的积极性,同时也锻炼了学生的动手能力,培养了学生的创新精神。为了开阔学生的学术眼界,打破课堂讲授的单一教学模式,充分调动学生的积极性和创造性,配合实验课程开设了“现代农药残留分析技术”、“实验室污水处理”、“蛋白质的分离技术进展”等选修课程,并将这些“现代研究成果”融入到学生的综合性或研究性试验中,学科的最新研究成果,不仅刺激了学生的求知欲,而且为学生走入社会、适应社会、服务社会奠定了良好的基础。

六、结束语

实验教学改革,实验教学质量的提高是一个复杂的系统工程[5],实践证明,更新教育思想,转变教育观念是保证实验教学改革顺利进行的关键,只有站在实施素质教育的高度来认识实验教学改革的重要性,才能提高认识,统一思想,改革沿袭多年的教学体系,从教学内容、教学方法、考核体系等方面全面推进,逐步转变教学模式,从而实现培养创新人才的培养目标。

[1]吕浩雪.着力教学管理创新持续提高教学质量[J].中国大学教学,2005,(9):20-22.

[2]李健.关于建设创新型大学的思考[J].中国高等教育, 2005,(Z2):3-5.

[3]何玉辉.基于创新人才培养机制的高校考试改革探讨[J].科技情报开发与经济,2006,(16):240-241.

[4]张霞.东北大学化学实验教学改革探索[J].实验技术与管理,2007,(2):125-126.

[5]王科军.大学化学实验教学改革的探讨[J].河南广播电视大学学报,2005,(3):72-74.

(责任编辑:刘东旭)

G642.0

A

1001-7836(2010)06-0062-02

2010-04-26

黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项目

冯世德 (1968-),男,黑龙江海伦人,副教授,硕士,从事化学教学科研研究。