城市师范类本科院校综合化学实验教学改革的探究

2017-04-10陶建清

实验科学与技术 2017年6期

夏菲，方东，陶建清

近年来,国际学术思潮发生巨大转变,国内许多高校认识到科学技术的发展与学科间相互渗透,旧的实验教学体系已远远不能满足培养创新能力人才的需要[1-3]。因此各大高校对于实验教学转变思路、更新传统观念,相继开设了综合化学实验课程,为社会发展培养出具有较高理论水平、较强科学实践能力的创新性人才。盐城师范学院是一所普通的二本师范院校,与国内很多985、211师范高校的发展相比存在一定的差距。学院最初由盐城师范专科学校经过30多年的发展,到1999年升格为二本师范院校。化学与环境工程学院从最初只开设化学 (师范类)专业发展到同时设有化学 (师范类)、应用化学、材料化学、环境科学4个专业方向,包括药学院的制药工程专业在内形成 “4+1”的专业模式,以配合地方师范类院校的转型发展,服务地方经济建设。江苏省教育厅建议学校定位为应用性本科类院校而非研究类大学,为了更好地朝着这方面发展,师范学院向师范生和非师范生同时开设综合化学实验课程,在实验课程设置上,低年级做基础化学实验,高年级学生做专业化实验和综合化学实验。在国内,有很多师范院校都面临着转型发展,盐城师范学院作为城市师范类院校,正在向应用型院校转型,在专业设置上不仅包含师范专业,且超过50为非师范专业。因此,师范专业和非师范专业学生在该课程学习要求上应明确区别开来,以满足社会发展对不同人才培养的需求。然而,这种看似合理的专业设置却与现实的社会需求有较大差异。尽管学生基础理论知识比较扎实,但是对于实验课程仍处于被动的状态,导致学生学习效果不佳,教师教学效果得不到提高,在突破传统的实验教学模式上仍有所欠缺[4]。为了激发学生兴趣和培养学生创新意识,针对学院实际情况对综合化学实验教学改革做出以下的改革创新实践。

盐城师范学院的化学与环境工程学院于2010年进行课程教学方案的改革,在此基础上进行调整与规划。大三年级下学期开设综合化学实验课程,化学师范专业和非师范专业都设置48学时,2个学分,实验项目一般有4～6个,每个项目8～12课时,包含验证性、设计性和综合性实验,涵盖有机、无机、分析等方面知识。如对氨基苯磺酰胺的合成、无机添加型阻燃剂水合硼酸锌的制备以及乙烯-马来酸酐共聚物的制备3项为必做实验项目,权衡了无机和有机知识范畴,选做的实验项目要求也是如此。实验要求学生熟练掌握并运用基础化学实验中的基本操作和实验技能,了解并运用红外光谱、紫外光谱、高效液相色谱、气相色谱、差热等测试仪器进行无机物与无机物的合成[5～6]。

1 落实预习准备工作

综合化学实验是一个复杂的实验过程,只有做好充分的实验预习,才能保证化学实验的质量。本次改革将实验前期准备工作列为改革的重点工作,摒弃了之前趋于形式的预习流程环节,要求指导老师根据授课大纲和授课计划表设计课前讲义。讲义中除了每次实验过程用到的仪器、试剂、一系列的操作过程、实验的问题与思考外,还应包括本节预习知识点、重点、难点。针对综合性实验和设计性实验,让学生提前1～2周通过学校图书馆的数据库,结合网络搜索来搜集与每次实验相关的资料、信息,要求每次实验必须泛读20篇以上的文献,至少包括1～3篇英文文献。对于平时实验的小综述不对查重限制,可直接引用文献中有价值的信息,半天即可完成。对于期末最后一次实验检索情况完成2 000～3 000字的短综述,简单的表明实验方案的出处。不同专业学生的综述要求要有差异,针对师范生的综述内容要体现其示范性及实用性,对于非师范生则要体现其研究性。只有认真完成这一系列的实验预习工作,学生才能进入综合化学实验室进行实验。指导老师定期检查学生实验报告,并将实验报告作为学生考核的指标之一。通过这种自主预习的方式让学生有的放矢,不仅便于指导教师对上课内容做出及时的调整方案,有效地解决学生对实验内容了解不透彻、听课效率低的问题,还培养了学生独立工作能力和创新能力,从而保证实验的顺利进行,收到预期的教学效果[7-8]。为大学生创新项目、毕业生的探究性实验以及本科毕业论文打下良好的基础。

2 教学方法的改革与创新

2.1 合理设置实验内容，充分发挥学生主观能动性

综合化学实验能够给学生充分的自主时间和发展空间,指导教师只需要引导学生自己预习、设计合理的实验操作流程、分析实验的重要操作及注意事项,让学生自主安排实验[9]。传统的实验教学方式机械单一,学生学习的主动性得不到发挥,教学质量往往不好[10]。因此,合理的设计实验内容、优化课堂结构是调动学生学习积极性的重中之重。综合实验形式复杂多样化,对于验证性实验,实验设计思路可以简明；对于综合性实验和设计性实验环节,指导教师提前用多种思路试做,以适应学生开放的思维,保证小组实验顺利高效的开展。课上指导老师引导学生分组,汇总学生之前收集的各种实验方案,几种方案与教科书中给出的实验方法对比,交流讨论优缺点。其中,实验内容的选取、实验材料的选择要贴近生活实际、易于获得且与实验知识原理紧密结合,这样可以使学生感受到化学与生活为一体,从生活中发现化学,探索化学,充分调动学生学习的积极性。

2.2 采用启发式教学，将理论知识同实际操作相结合，增强学生综合能力

实验课程教学改革的核心在于教会学生学会主动学习、善于观察和分析实验现象、得出实验结论、培养和提高学生的综合能力,让学生了解更多更广的行业知识[11-12]。在综合化学实验这门课程上,传统板书的呈现方式和手把手教的指导方式限制了学生发散性的思维,因此需要进行一些新的教学模式改革。课堂上把学生分成若干小组,以小组为单位,探讨已经准备好的综述论文,每个小组提出一个实验方案,教师选择2～3人,每人3分钟概述实验方案。教师引导一起总结和点评实验方案的优点和不足,帮助学生完善方案,最后制定出切实可行的实验方案,再进行实验方案检验。其中特别要注意的是,有些方案只适用于工厂生产而不适合实验室教学设计,教师在教学设计时指导学生选择更加适合的方案。实验过程中指导教师密切关注学生的操作过程,让学生自己动手,对于思路太偏的学生可以适当启发引导,着重引导学生用所学知识解决实验中遇到的各种问题。

2.3 增设课后答疑环节，逐步引导学生提出问题、分析问题、解决问题

著名作家郭沫若先生说过：“教学的目的是培养学生自己学习,用自己的手来做,用自己的头脑来想这种精神。”综合化学实验是理论知识和实验技能的综合,注重培养学生综合运用专业基础知识,思考分析和解决实际问题的能力。在以往的实验教学中,一味地让学生分组做实验,注重得到的实验产物,忽视了学生在做实验过程中对实验过程、实验现象、实验方法的思考,没有利用好小组讨论和交流的资源。课堂上,指导老师应提出一系列的与实验相关的问题,引导学生进行思考。学生们结合文献资料仔细思考后带着问题开始做实验。教师充分利用答疑时间与学生进行实验过程交流,鼓励学生积极提出问题,进一步了解学生的学习和实验情况。实验结束后,指导学生写出高质量的实验报告,要求学生从实验方法、实验步骤、实验仪器、实验数据处理、实验结果的分析与讨论等方面写出报告及总结体会。同时,对于有将本次实验作为实验项目探究想法或者作为大学本科毕业论文来研究的同学,指导老师应该给学生提出有指导性的建议,对于师范专业的学生,应当适当降低实验的难度,落实实验过程中具体的细节问题。这样能够真实自然地反映学生知识点掌握的情况,还能让学生亲身感受从特殊到一般的科学探究过程,真正做到将传授知识与科学研究相结合[13]。

3 实验考核方法的创新

实验考核主要目的是检验教师的教学成果与学生的学习效果,完善教学内容体制、改进教学方法,更加高效地引导学生学习综合化学实验。为了更好地反映学生平时的学习水平、实验操作能力,培养学生严谨科学的实验态度、实事求是的实验作风,化学实验课成绩评定采取可操作的综合性、设计性实验考核办法,即平时成绩与期末考试成绩相结合,在以往的实验考核办法的基础上进行调整,即平时成绩 (60)+期末考核 (40)＝综合成绩。提高预习报告所占的比重,设置阶段性测验,将课堂表现、测验成绩、预习报告记入平时成绩[14-15]。改革学生实验考核办法是学校教育优化化学实验教学成果,是激发学生学习热情,提高学生综合素养的有力手段,而不是一种追求结果的教学流程。因此,学院应当将实验的考核落到实处,做到公平、公正、公开,进一步保证实验教学体制的科学化与规范化[16]。

4 强化师资力量，深化实验示范中心建设

教育者的思想水平,文化素养,人格魅力对学生的身心发展有着重要的作用[17]。综合化学实验的指导教师应该具备较强的实际操作能力和解决问题的能力,熟知实验相关的原理理论以及精通仪器设备的操作原理与使用方法。盐城师范学院化学与环境工程学院拥有很多经验丰富的骨干教师资源,也有不少青年教师,为了进一步强化教师队伍建设,学院采取的措施是每年引进各专业的年轻博士充实到教师队伍[18],强化团队领头人对指导综合化学实验的年轻教师定期学习培训的作用,多次开展经验教师教学交流会议,进一步完善网络教学互动交流平台,从而促进实验教学师资力量水平的提升。学院积极参与国家创新体系建设,在江苏省高等院校化学实验教学示范中心建设中加强科研工作,结合多媒体技术研制具有创新意义的实验指导课件,为指导学生的学习和改善教学成果提供了方便有利条件。品牌专业建设包含实验示范中心建设、工程中心认证、课程网站、幕课、视频、双语等一系列子课题,目前均处于研究、实施中,将进一步促进学院成为培养国家知识创新型人才的基地[19]。

5 结束语

实验教学改革是一项长期庞大的工程,它涉及生活、社会、科技的方方面面。而综合化学实验教学的改革是实验教学改革的一种尝试与探索,它体现了以教师为主导,学生为主体的教育理念,充分发挥师范学院在培养创新人才中的优势,将培养学生创新思维能力上升到科学的高度和深度[20]。为了应对今后更多的变化和挑战,将继续开展各种特色实验活动,为实验教学工作的蓬勃发展做好准备。

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