分析化学实验教学中高职生创新能力的培养
2018-01-01孟庆文李思凡王秀芹
孟庆文,李思凡,王秀芹
(朝阳师范高等专科学校,辽宁 朝阳 122100)
高职生是满足社会需求的高素质的应用技术型人才,培养高职生创新能力是社会发展的必然要求,培养高职生的创造意识、创造精神和创造技能,激活高职生的创造思维可以使其具有更强的创新性和竞争性.中外专家把富有“积极进取和创新精神”作为世纪人才必备的首要素质[1].因此,培养具有创新能力的技能型人才是高职教育的重要目标.实验教学是高职人才培养过程中的重要组成部分,对培养学生的思维、兴趣、情感、技能等方面尤为重要.分析化学实验是高职高专化学化工类专业、食品加工类等专业的重要基础课程[2],它是分析化学理论知识的巩固和延伸,是理论联系实际的桥梁,不仅能够提升学生对本学科的学习兴趣,还能训练学生的基本操作技能,培养学生养成认真、求实、严谨的科学态度和良好的实验习惯.在实验课中不断培养创新能力可以使学生对分析化学学科有更全面和深入的学习,为学生今后从事分析检测等相关工作打下良好的基础.本文以高职生为研究对象,主要探讨了分析化学实验的教学改革,以适应创新人才培养的需要.
1 更新教育观念,转变教学方式,培养创造意识
如今,分析化学实验课仍大多采用传统的教学模式,即课前完成实验板书,课上教师讲解实验全过程,然后做演示实验,最后由学生小组(3~4人)进行实验,教师进行指导[3].这种以讲授为主的实验授课方式往往使学生处于被动状态,学习思想僵化,不会主动思考,对教师和实验教材过分依赖,很难汲取到实验课程的精华,长久下去,学习兴趣慢慢淡化,学习激情慢慢减退.而创新是产生于激情驱动下的自觉思维[4],教师要改变传统的教学方法将学生的激情激发出来,由课上主导者变为导学者,循序渐进地培养学生求知欲和探索欲.
首先,将讲授式教学转变为启发式和学生参与式教学.学生在教师不断的启发下由被动地听课变成主动地思考,由旁观者转换为参与者,教师通过设疑来检查学生的预习情况,由学生归纳实验的注意事项,增强学生的主观能动性,针对出现的异常实验现象,教师要积极启发学生寻找出现问题的原因,真正做到激发学生的学习兴趣;其次,教师应多采用情景引入式进行教学,设置场景,可以使学生更加了解实验目的;再次,个别比较简单的实验可通过实验技能比赛的形式完成,小组之间对实验操作过程、完成程度和成果展示等环节进行评分,在比赛中不断发现问题,教师积极引导学生来解决问题;最后,由多人组队实验改为单人独立完成实验,这样可以避免个别学生以旁观者的身份参与实验,既可以调动每位学生上课的积极性,又锻炼了学生独立完成实验的操作能力.除此之外,在课上教师可拍摄学生实验录像,进行阶段性总结,学生通过观看自己做实验的视频能更加直观地发现不规范操作,找出产生误差的原因.课后教师要多鼓励学生查找相关资料并组织学生讨论,以加强学生的理解能力,训练学生的知识迁移能力.在新型的教育模式下,秉承新型教育理念,转变教学方法,训练学生的创新思维,使学生在学习中逐步形成创造意识.
2 优化教学内容,建立科学的创新知识结构
大部分高职院校开设分析化学实验课程已有多年,部分仪器设备已老旧,授课教师在现有学校资源的基础上已习惯实验教学的陈旧内容,以最基本的认知性实验和验证性实验为主,课程内容得不到及时更新,使分析化学实验成为理论知识的辅助工具,更无需谈创新探索的问题,因此应加大对教学内容的优化力度,采取合理科学的知识架构来实现创新教育的目标.
首先,应加强基础性实验的练习,每学期建议开设6个基础性实验,如分析天平的称量,滴定管、移液管、容量瓶的使用方法及沉淀、过滤、洗涤等重量操作的练习.基础分析化学实验应用广泛,操作简单且容易掌握,可增强实验的趣味性,提高对分析化学实验基本原理的理解,是学生打开创新思维的基础.其次,应减少验证性实验和演示性实验,这些实验机械性较强,主要以教师为中心进行教学,学生的自主性较难发挥出来,安排过多此类实验会使学生对该课程的兴趣骤减,因此,根据教学大纲和培养目标精选此类实验,去掉陈旧教学内容,每学期建议开设4个验证性实验,在酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定这四大滴定理论中每项精选一个作为教学内容,避免重复性实验.最后,应增加综合性实验和设计性实验,综合性实验是在学生掌握基本实验操作和综合理论知识的基础上对滴定分析、重量分析、仪器分析等多种方法的综合运用,每学期以开设2个综合性实验为宜,例如,铅精矿中铅含量的测定,综合考察学生对溶解法分解样品、沉淀法分离及配位滴定法的应用;空气中甲醛含量的测定,综合考察气体试样采集、氧化还原滴定分析和分光光度法的应用.设计性实验由授课教师提出备选实验课题,提出实验目的和实验要求,给出实验室能够提供的实验用品,建议每学期开设1个此类实验,不少于8课时,且安排在综合性实验之后进行,例如,以NH3-H3BO3混合物中各组分测定为例,以学生为中心,运用酸碱滴定法的基本理论知识,学生自己查找相关书籍和文献,自选实验仪器设计混合物测定的科学方案,包括试剂和指示剂的选择,化学计量点和突跃范围的计算,干扰因素有哪些及如何消除等,写出详细的实验报告,在教师的指导下进行修改完善,然后大胆地进行实验操作,允许学生犯错误,在实验中学生可以不断地研究和探索,最终,设计实验的全过程以论文格式书写,锻炼学生的写作能力.通过学生对不同实验方法的提出、实施、总结和反思,不仅增强了师生之间的互动交流,而且拓展了学生对实验方法的多元化认识,形成科学的创新知识结构,有助于科技创新意识、综合应用知识和综合分析问题能力的培育.综合性实验和设计性实验对学生各方面能力的要求较高,所以授课教师在选择实验课题时应贴近生活实际,更加注重应用性,如葡萄糖注射液中葡萄糖含量的测定、生活用水水质测定、食用糖的全分析等.此外,实验教学内容还可以增加选做课题,主要针对知识掌握较扎实、能力较强的学生设定,因材施教,使学生的潜能得到最大发挥.
建议本课程开设的实验项目中应加强基础性实验,精选验证性实验,适当开设综合性实验和设计性实验,增加选做实验,避免以往的重复性、机械性实验,优化教学内容,既规范基本操作、拓展理论知识,又提高了学生的综合运用能力,锻炼发散思维,建立科学的创新知识结构.
3 制定合理的考核制度,培养创新精神
传统的实验考核方法通常以学生的实验报告为标准,这就导致部分学生不注重实验过程,只关心实验数据是否符合理论的标准,甚至有些学生会涂改数据来掩盖实验中出现的错误,学生之间的实验报告也会出现抄袭现象,这种单一的考核方式使学生上课的积极性减退,对课程内容敷衍了事,偏离了分析化学实验课程的真正意义,不能全面衡量学生的综合能力,更不能有效提高学生的动手能力和创新能力[6].
合理的考核制度应贯穿整个分析化学实验教学过程中,可划分为实验预习考核(占20%)、课上实验考核(占50%)、期末实验操作考核(占20%)、实验报告册(实验论文报告)考核(占10%)4部分.
首先,实验预习并不是简单地抄写实验原理、所需仪器药品和实验步骤,考核采取题库抽题测验,教师在课前建立预习题库,学生在计算机上随机抽取10题进行考核,并记录得分,不仅使学生端正学习态度,还为实验有效的开展打下良好的基础;
其次,课上实验考核,教师需要将本节课的实验操作规范打印发放,同时需要教师勤于观察监督,对出现操作错误的同学给予适当的扣分,以提高学生的动手操作能力.同时,学生在课上结束实验后就进行数据的简单处理,处理后由教师考核盖戳,课后粘贴至实验报告册,以避免课上学生数据记录混乱、课后学生对实验数据造假的情况,也提高了学习效率,实验结束后再根据仪器是否清洗干净、实验台是否整洁进行评测,课后建立学生易错操作手册;
再次,期末实验操作考核,由教师给出考试大纲,学生随机抽取实验操作题目,在规定时间内自选药品仪器独立完成实验全过程,并回答教师提出的3个相关问题,完成后教师给出标准答案、指出错误操作并打分,期末实验操作考核是学生日常学习的积累,能使学生更高效地掌握实验操作要领;
最后,实验报告册(实验论文报告)考核,根据学生上交报告的完整程度、数据处理情况、误差分析及思考题进行评分,设计性实验主要以论文报告形式上交,根据内容的完整性、深度、创新性等进行评分,即增加创新能力评价.建立合理科学的考核制度使学生认识到实验课的重要性,也符合现代“自主探究式”的教学理念,调动了学生的积极性,全面体现了学生的实践能力、独立思考能力,培养了学生的创新精神和创新能力.
4 开展校企合作,协同创新
目前,多数高职院校的实验教学计划、教学内容与企业岗位要求脱节,与学生创新创业对接脱节[7,8],教育与社会的跨界融合应是我国高职教育的发展方向,高职院校与企业、科研单位积极开展校企合作,不仅拓宽了实验教学空间,还能够促进专业教育与创新教育的有机融合,将高职生培养成创新人才,以服务社会需求为导向,达到实用性与实效性的目的.
首先,开展校企合作后,高职院校教师可以广泛深入调查企业对分析化学专业学生的实验技能要求并进行学习,这样教师在实验教学上可以直接从生产企业或质检部门引入分析检测案例,校企合作为教师实验教学提供材料、职业技能要求等,使教师更好地运用案例教学法进行知识的分享.同时,高职院校的教师和企业可共同组建分析化学实验的指导小组,定时互相学习探讨,在师资方面增强了实践教学的经验,为培养学生的创新能力打下坚实的基础.
其次,教师应多利用现代远程教育技术,将企业的生产场景同步展现在分析化学实验课堂上,使学生不出校门就能了解企业的现实生产情况,在教师教学和学生实验过程中做到有的放矢.
再次,开展校企合作后,双方可以共同开发具有创新特色的分析化学实验课程,共同推动实验教学内容和教学方法的改革,以提升学生学习本门课程的兴趣.
最后,大力开展校企合作,为学生进入企业实习就业提供了有效途径,这种较直接的产教联合方式为学生培养创新意识和创新能力提供了物质环境,使学生贴近企业生产实际,能够充分锻炼学生的个人能力,并能及时反思自身在知识和实践方面的缺陷,从而提升个人的综合能力和创新能力.
高职院校应积极寻求企业合作,为分析化学专业学生人才培养、实习就业、科研转化提供更多机会,学生在进入企业后,必会认识到在校所学知识和工作要求的差距,这就迫使学生在此期间进行主动探究和积极创新来弥补这种差距,真正达到行业岗位的需求标准,从而将创新教育恰当地融入到人才培养的过程中.
5 结语
分析化学实验是化学化工、环境、药学等专业教育的重要组成部分,不仅可以提高学生的基本操作技能,还可以潜移默化地培养学生的创新意识和创新能力.高职生往往具有较强的创新热情,但缺少创新的信心[9],这就需要实验授课教师与时俱进,不断更新教育理念,改变教学方式,优化教学内容以激发学生的求知欲和学习激情,探索合适的创新教育模式.同时,高职生的创新实践实训机会较少,创新意识淡薄,高职院校要大力开展校企合作,为创新人才的培养提供良好的环境,授课教师要建立科学的考核制度,为企业培养出更加优秀的分析检测人才.
[1] 刘畅.高职院校创新创业教育路径探索[J].职教论坛,2017(3):36-39.
[2] 武汉大学.分析化学实验[M].4版.北京:高等教育出版社,1999.
[3] 郑克岩.分析化学实验教学模式的优化与实践[J].当代教育实践与教学研究,2016(5):188.
[4] 金礼舒.高职生创新能力培养与开发研究[J].职教通讯,2015(20):29-30.
[5] 冯巧婷.高职实验教学提升学生创新能力的策略[J].河南农业,2016(5):31-32.
[6] 宿艳,吴硕,崔丽,等.改革分析化学实验考核方法提高学生的基本操作技能[J].实验室科学,2015,18(2):32-234.
[7] 袁霖,欧光川,袁先友,等.高校转型、校企合作背景下仪器分析实验教学改革思考及探索[J].山东化工,2015,44(21):115-116.
[8] 党素芳.高职院校“订单式”人才培养模式研究[D].成都:四川师范大学,2014.
[9] 郑玉霞,朱海燕,郑志刚,等.提高高职院校学生实验创新能力的探讨[J].教育教学论坛,2015(15):231-232.