作者简介:李艳青(1980-),女,河北满城人,华北电力大学科技学院,讲师;许佩瑶(1965-),女,河北保定人,华北电力大学环境科学与工程学院,教授。(河北保定071000)
化学是实践性很强的学科,实验教学在化学教学中占据举足轻重的地位,是一种特殊形式的教学活动。它和理论课内容环环相扣,有助于学生及时理解消化理论课的内容,并增加学生学习的兴趣,具有其他教育活动所不可取代的功能,是培养学生创新能力教育中最重要的一个环节。
一、无机化学实验教学的现状及存在的问题
目前存在的主要问题如下:
(1)实验学时少:目前“无机化学实验A”仅能开设12个实验,主要是基本理论验证实验和常见元素性质实验,制备、分离、鉴定等综合性较强的实验较少;“无机化学实验B”只能开设9~10个实验,元素部分的实验基本无法开出,远远不能满足学生的求知需要。
(2)实验教材内容陈旧:所用的教材是2000年自编的讲义,采取“示范型”的编写方式,形式呆板,缺乏对实验理论、方法、特点的系统介绍,使实验教材停留在实验操作指导的水平上,学生在实验中基本上是“照方抓药”,处于被动状态,不能很好地达到培养实验能力的目的。
(4)考核方式不科学:目前在实验成绩的评定上,主要依据实验报告和学生实验操作的情况。由于有部分学生无故旷课,甚至相互抄袭实验报告,或是照着实验书通篇抄写,造成实验成绩评定不能全面反映学生实验能力的高低,使得学生在思想上产生了重理论轻实验、重实验操作轻实验设计、重实验结果轻实验结果分析论证的倾向。
无机化学实验教学改革的目的是建立一个无机化学实验教学的新模式,使无机化学实验具有教学内容前瞻性、教学方法创新性、教学手段现代性的特点,积极促进无机化学实验课教学质量的提高。对无机化学实验的教学体系进行改革,完善教学内容,改革教学方法和考核方法,引入网络教学手段以弥补学时不足,对于提高无机化学实验的教学效果,培养学生独立观察、分析实验现象和作出结论的能力以及科学工作方法显得尤为必要。
二、无机化学实验教学体系的改革
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位,是学生化学实验教育的第一门实验教学课程,学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。[2]华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法,找出存在的问题,以学校培养创新人才的教学目标为宗旨,对课程体系进行全面改革,并在实际教学实践中验证改革的效果。
1.课程体系的定位
2.教学内容改革和教材编写
三、实验教学方法改革
实验教学方法的改革是改革的中心。如何在短短几十个学时中达到培养学生进行化学科学研究的能力的目的是改革要解决的主要问题。
首先,根据“三大实验模块”各自的训练目的循序渐进地采用“指导”、“启发”和“探讨”三个阶段的教学方式。在一般实验中,以“指导”为主,训练学生对实验设备、实验操作方法和化学基本原理的熟悉、掌握。在综合性实验中,启发学生如何发现问题,如何一步步地解决问题。在设计性型实验中,由学生自行拟订方案,动手实验,教学方法以探讨为主,鼓励学生充分发挥创造力和想象力,运用各方面的知识自行设计实验方案,自已探索,独立解决问题。
四、实验教学过程管理改革
加强实验教学各环节的规范化管理,确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节,对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告,实验时首先提问学生实验有关的操作和现象,讲解时只给学生讲解一些注意事项,实验过程中及时指出学生操作中的问题,并对学生的操作进行打分,对每一步的内容与指标尽量做到量化,使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。[5]
五、改革实验考核方式,提高学生的学习积极性
建立一套有利于学生创新能力培养的实验考核方式,从措施上保证学生在实验中主动预习,主动动手,自觉提高。考核结果采用平时成绩、实验报告成绩、考核成绩相结合的方式。平时成绩主要包括出勤率、实验态度、课堂应答能力、实验操作技能等,由教师按5分制记录在册;实验报告成绩包括实验预习、实验记录、实验完成情况和实验结果的准确性及对实验结果的讨论和分析等,由老师批改实验报告给出;考核成绩拟建立实验考核试题库,根据教学目的分别采用抽签选题、现场口试、方案答辩、实验报告答辩和实验操作检查等方式,对学生的基础知识、实践能力和创新能力进行综合考核。
无机化学实验课程改革在华北电力大学2010、2011级应化、环工、环科各专业进行了实施,综合考核结果表明,学生的实验基本技能和分析解决实际问题的能力水平明显高于往届。与此同时,追踪调查发现,学生在后来其他化学实验课表现出基本操作规范、熟练,具有较高的动手能力、独立思考能力和良好的实验素质,教学改革取得了较好的效果。
参考文献:
[1]杨有为,魏建德,胡玉才.对无机化学实验教学改革的探索研究[J].化工时刊,2008,22(3):76-77.
[2]王利勇,韩媛媛,丁士文,等.大学无机化学实验教学改革的思考[J].实验室科学,2008,(3):28-29.
双语教学的英文是“Bilingualeducation”,定义:Theuseofasecondorforeignlanguageinschoolfortheteachingofcontactsubjects。就目前国内高校开展的双语教学而言,所谓双语教学是指在课堂教学进行过程中使用母语的同时使用第二语言或外语(英语)作为教学媒介语言对学科内容进行教育传授的过程。其目的是培养学生的专业外语水平和使用两种语言掌握科学概念、理论、方法的能力,及通过外语媒介学习思考国际前沿的学科知识[1]。化学是一门实验科学,其实验教学作为理论教学的必要补充在医药类高校的学生教育中占有非常重要的地位。无机化学实验是化学实验的基础,是中国药科大学药学专业学生学习的第一门专业基础必修实验课。无机化学实验双语教学可以为药学专业学生开展后续学习和科学研究下打良好基础,也为我校其它实验课程推广双语教学打下坚实的基础。开展无机化学实验双语教学符合培养具有专业素质和能力的新世纪创新型人才的要求[2-4]。
1无机化学实验双语教学的定位
结合中国药科大学无机化学实验教学大纲和双语教学要求,无机化学实验双语教学的主要目的除了要达到传统无机化学实验课要求学生熟悉实验的基本知识,掌握规范的实验操作和技能,锻炼提高动手能力和分析解决问题的能力这一教学目的外;还要求学生能够运用专业英语来掌握科学概念、理论、方法,培养学生的专业英语水平。
2无机化学实验开展双语教学的优势
3我校无机化学实验双语教学的探索与实践
3.1无机化学实验双语教学存在的问题
3.2无机化学实验双语教学对策的探索
3.3我校无机化学实验双语教学的实施
4结语
无机化学实验是药学专业重要的基础实验课,根据我校药学专业特色和师生实际水平,制定了无机化学实验课程双语教学的教学大纲、操作规范、教学要求等教学文件,编撰出版了正式的无机化学实验双语教材,制作了实验多媒体课件(包括PPT,视频录像动画等),印刷了全英文实验报告册,建立了科学的无机化学实验双语教学考核方法。通过对其双语教学的系统研究和实践探索,建立完善了无机化学实验课程双语教学实践教学体系。通过无机实验双语教学,学生不仅可以掌握扎实的实验技能,还可以掌握专业英语的应用能力,提高了我校学生的素质,为学生就业和进一步深造奠定基础。
参考文献
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[5]姚秀琼.双语教学在无机化学实验教学中的应用[J].中医药导报,2005,11(9):86-88.
[6]许贯虹,杨旭曙,何广武,等.药学专业无机化学双语教学的误区、困境与对策[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010,12(6):649-651.
[7]刘弋潞,胡晓洪,卢维奇.物理化学实验开展英汉双语教学初探[J].广东化工,2004,(Z1):65-67.
无机化学是华北电力大学应用化学、能源化工、环境工程、环境科学等专业的重要专业基础课程,它紧承高中化学,不仅是各专业课的基础,同时也是其他化学基础课的基础。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分,是学生入学后的第一门化学实验课程,对于学生理解掌握无机化学课程的基本原理、培养动手能力和创新思维能力起着至关重要的作用。其基本教学目标可归纳为三个方面:训练学生良好的实验室工作习惯和素养;训练学生的基本实验操作技术和技能;培养学生具有独立进行实验研究工作的初步能力。而在华北电力大学无机化学实验的教学中,原教学体系已经不能满足培养学生创新能力的要求,因此对原课程教学体系及教学方法进行改革变得尤为必要。
(3)实验教学方法比较单一:在实验教学中,仍局限在“验证理论”或“仪器的使用和操作方法训练”的模式上,沿用几十年不变的学生预习,教师课堂讲解,学生按实验步骤操作,课后完成实验报告的老一套做法,使实验课落后于科技的发展和时代的要求,制约了实验教学水平的提高以及学生实验能力和素质的培养。
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位,是学生化学实验教育的第一门实验教学课程,学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法,找出存在的问题,以学校培养创新人才的教学目标为宗旨,对课程体系进行全面改革,并在实际教学实践中验证改革的效果。
加强实验教学各环节的规范化管理,确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节,对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告,实验时首先提问学生实验有关的操作和现象,讲解时只给学生讲解一些注意事项,实验过程中及时指出学生操作中的问题,并对学生的操作进行打分,对每一步的内容与指标尽量做到量化,使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。
作为高等教育的重大改革,部分地方高校向应用技术型高校转型势在必行。目前,高校转型的关键问题是学生如何掌握扎实的专业技术、获得良好的就业前景。无机化学教育家戴安邦教授说“化学实验课是实施全面的化学教育最有效的教学形式。”[1-3]化学化工专业实践性教学环节的重要组成部分是实验教学。加强实验教学不仅可以培养学生实验动手能力,还可以培养学生的创新思维和创新能力,使实验教学在培养人才中的作用得到充分的发挥。无机化学实验是惠州学院化学工程系和生物科学系专业新生的一门基础必修课,是学好其他化学课程的前提和基础,在教学计划中有非常重要的地位。无机化学实验的教学目标就是使学生掌握无机化学实验的基本操作技能、元素和化合物的基本知识和基本理论。培养学生具有实事求是的科学态度和良好的科学习惯及科学思维,为培养学生初步的科研能力打下基础。
1完善实验课程体系
惠州学院化学工程系无机实验主要分为化工专业、应化师范专业的基础实验及应化师范专业的综合实验。化工专业安排在大一上学期完成,应化师范专业的无机基础实验安排在大一学年进行,无机综合实验安排在大三进行。化学工程系不同专业的实验项目及类型是化学工程系现阶段的实验项目,在2010年时化学工程系针对无机实验作了实验课程的改革。首先,从实验的课时上进行删减,化工专业由原来的42学时调整为36学时,师范应化专业由原来的2学期72学时调整为60学时。其次,实验类型的改革,减少验证性实验,增加设计综合型实验,如删除了“氧硫”“铁钴镍”等性质实验。再者,老旧实验内容的改革,比如“台称和分析使用及操作技能测试”;此外,有毒有害的实验改革,如“锡、铅、锑、铋”“锌、镉、汞”;最后,增加2个微型实验。
2更新优化实验教学内容
2.1删减陈旧、有毒有害内容,增加前沿领域实验
化学工程系自2010年来对无机化学实验进行改革。首先,删除一部分老旧的实验,因为实验课的内容必须跟得上时代与科技发展需要。其次,删除一些有毒有害的实验,因为这些实验对环境有污染,对师生身心健康发展也是不利的。最后,增加一些化学前沿的新实验,以及介绍和了解国内外社会化学的新仪器和新技术。因此,无机课题组删除“台称和分析使用及操作技能测试”实验,因为现在的电子天平能够精确到小数点后4位,相比于多年前的分析天平,不但操作大大简化,而且精度更高。
2.2部分无机化学实验的微型化
改革后增加硫酸铜合成和过氧化钙合成2个微型实验,微型化学实验是国内外最近几年新发展的一种实验形式。相对于传统实验,微型实验使用的化学试剂比较少,减少污染,提高课堂质量。微型实验的试剂用量小,产物也少,可大幅度地减少实验室空气和水体排放污染,有益于师生的健康。仪器基本上可以做到人手一套,能实现人人动手的目标。学生通过自制仪器动手做实验,既训练了动手能力,培养了创新思维,同时提高了参与意识及动手操作能力。
2.3补充设计研究型实验,培养学生的创新精神
验证性实验项目主要涉及到元素性质方面,加深认识从学生的理论认识到实践层面,从现象到本质的项目。改革前化学工程系的实验项目中验证型占多数,考虑到验证性实验的局限性和教学方式的固化模式,针对这种状况,通过改革合理调整、精简了4个验证型的性质实验。无机化学实验还补充了“三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备、组成及表征”和“铬(Ⅲ)配合物的制备和分裂能的测定”2个“设计型”实验项目,该实验包含反应制备称量、真空抽滤、热过滤、水浴加热、蒸发、结晶和分光光度计仪器分析等一系列化学实验的基本操作及数据处理,使学生的综合能力得到较全面的训练和提高。
3改进实验教学方法
4科学合理考核实验成绩
科学合理地考核实验成绩首先就是将实验课独立出来,不能和理论课一起考核,以前大多数都是理论课占70%、实验课占30%的模式,改革考核方式就是无机实验课作为一门课,1.5学分,每学期单独考核。实验成绩不应当是单一的成绩,建议实验成绩=预习报告(30%)+实验操作(40%)+实验报告(30%),这样多样化的考核才能够真实地考察学生的实验动手能力和创新能力。
5结语
通过多年的改革与实践,惠州学院化学工程系的无机化学实验教学取得了一定的成效。一方面,学生能够养成严谨的实事求是的科学态度,树立勇于开拓的创新意识,全面提高综合素质,为以后实际工作和科研工作打下坚实的基础;另一方面,教师要不断调整自己的知识结构,加强理论知识与实践经验,增加前沿知识与科学进步同步,为地方高校的无机化学实验的改革作出不懈的努力,使培养出来的大学生更加适应地方企事业单位的人才发展需要。
作者:谢飞燕刁贵强郑晓丹单位:惠州学院化学工程系
1化学实验考核改革的必要性[1~5]
过去,传统的化学实验成绩基本上是根据学生的实验报告给定的,报告反映了学生实验的部分情况,但难以反映出全部情况,特别是实验操作技能方面的情况。仅凭实验报告,无法看出学生实验操作是否规范正确,更看不出学生操作技能的高低与熟练程度。学生只重视写实验报告造成的另一个不良后果,是对实验产生厌烦情绪和草率应付的态度。这种情绪和态度,对学生良好实验素质和严谨科学态度的培养与形成是非常不利的。为改变评价学生实验成绩不够全面,激发学生对化学实验的兴趣,强化对学生实验操作能力和创新能力的培养,很有必要对实验考核进行改革。
2化学实验考核办法的改革构想
我们以无机化学实验为试点,从以下几个方面对实验的考核进行了思考。
2.1完善实验成绩的评定标准改变单一地依据实验报告评定实验成绩的方式,改为从实验基础理论、实验操作、实验报告、实验创新、实验纪律等几个方面进行考评,每个方面要制定若干具体的量化条件,使实验考核更加全面、真实、准确。
2.2进行实验基础理论的闭卷考试目的是突出化学实验的一个重要教学目标,那就是通过化学实验的学习,使学生掌握化学实验的基本知识及化学实验基本操作技能;掌握化合物的一般分离和制备方法;使学生加深对化学中基本概念、基本理论、元素及其化合物的性质和反应性能的理解。
2.3重视实验纪律和实验行为的规范化把实验纪律和实验行为的规范化纳入到考核范围中,以促进学生良好实验行为和习惯的养成。
2.4重视实验报告的完成质量一份好的实验报告是实验完成质量的具体体现。实验报告反映了学生是否细致观察和记录现象,是否学会归纳、综合、正确的处理数据和分析实验以及用语言表达实验结果的能力。
2.5强化对实验操作能力的考核化学实验属于实验技能课。培养实事求是的科学态度和认真细致的工作作风,为将来从事教学、科研等实际工作打下坚实的基础,是培养学生的最终目标。
2.6增大对创新行为的评定和赋分量意在鼓励学生的创新精神,培养他们的创新能力。
3化学实验考核改革的实践内容
无机化学实验内容除基本理论的验证外,还有无机制备、探索科研方向的综合性实验。那么如何准确测量和评价学生对无机化学实验掌握的程度以及动手能力、观测能力、查阅资料能力、思维能力、表达能力和分析问题解决问题能力的高低呢近几年我们对无机化学实验考核办法进行了积极的探索与实践,形成了形式多样化的考核模式,经过几届学生的教学实践,达到了比较理想的教学效果。
3.1实行实验单独考核为了使实验教学达到预期的目标,正确的考核方式是一个关键。无机化学实验的考核依据学生的实验态度、实验纪律、实验理论基础知识,实验操作的规范性、数据处理的能力以及报告完成的质量进行综合评分,成绩按百分制计分。使学生意识到无机实验是一门单独的专业课程,并不是无机化学的附属课,这样就可以引起学生思想上的足够重视,有利于学生加强对实验的学习。
3.2无机化学实验考核改革的几种模式的探索研究与实践
3.2.1“实验知识问答+基本实验操作+单独操作制备实验”模式2003~2004学年第1学期我们对2003级《无机化学实验》的考试进行了该模式的实践。此次考试考查内容分两部分:①实验知识问答、基本实验操作。满分为80分。②每人一组,单独操作制备实验《硫酸亚铁铵的制备》。满分为20分。
具体做法是:①在实验室中我们选取了不同的试题对每个学生进行了实验基本知识提问,并要求每个学生进行一项基本操作,据此打出分数;②《硫酸亚铁铵的制备》实验过程中,根据学生的操作情况和产品的质量、纯度进行打分。两项总分为最终分数。由于事先对该次考试的模式给同学们进行了说明,学生们积极性很高,课下进行了积极的操作演练,考试结果令人满意。
3.2.2“平时基本操作+制备实验+设计实验(文献资料查阅)”模式2003~2004学年第2学期我们对2003级《无机化学实验》的考试进行了该模式的实践。①平时基本操作表现占30%,我们根据平时实验报告、实验出勤率、每个实验中的表现记分;②高锰酸钾的制备实验占20%,实验在同一制备原理下,按组给出不同的反应物配比,根据制备出高锰酸钾的产率、品质给出成绩;③设计实验无机材料的新制备方法。要求每位同学通过各种渠道(图书馆、系资料室、网络)查阅文献。
在这一次的无机实验考核过程中,我们除了继续加大对学生操作能力的考查外,第1次尝试了文献资料的查阅工作。同学们积极性很高,通过各种渠道查阅目前最新的无机合成资料,培养了同学们进行科研的意识,收集文献资料、整理文献资料的能力得到了锻炼,初步形成同学们做科研的基本思路,对同学们以后进行毕业论文的设计打下了良好的基础,同时也为实验教师提供了丰富的第一手材料,师生收益都很大。
3.2.3“元素实验设计操作考试+实验理论闭卷考试+平时实验操作表现”模式2005~2006学年第2学期我们对2005级化学专业《无机化学实验》的考试进行了该模式的实践。第2学期的实验侧重点主要是无机化学元素验证实验,涉及到的实验基本操作较少。以前考查的重点为无机元素实验理论,方式为闭卷考试,我们一直在思索如何进行元素实验的设计与操作考试,本次考试,我们进行了大胆的尝试。
本次实验考试分基本操作考试,试卷考试两部分。成绩按三部分计算,基本操作考试占总成绩的30%,试卷考试占总成绩的60%,平时实验操作表现占总成绩的10%。平时成绩根据实验报告、实验出勤率、每个实验中的表现记分。
实验理论闭卷考试的试题强调了对实验过程、实验原理的分析,突出考查学生的探究过程,增加了设计性、开放性实验内容,重视学生的创新意识,要求进行实验结果叙述,不仅较好地考查考生的语言表达能力和说明问题的能力以及综合设计能力,而且考查了学生的观察能力、分析能力、实验设计能力和实验评价能力。
这是一种透明考核方式,是教师考核与学生自我评定的一种结合。教师在巡视、指导学生实验时,通过直接观察,记录学生实验操作的过程,考查其操作水平,对学生所做实验进行考核。同时学生也会不自觉地根据评定标准,对自己的实验情况进行评定。教师的考核与学生的自我评定结合起来,就形成了每个学生的实验考核成绩。这样的考核方式,体现了对学生的尊重,避免了教师单方考核的偏差。他们了解标准,掌握尺度,实验中就可以自觉地用标准要求自己,改进不正确的操作习惯和实验行为,从而提高自己的实验技能与水平,增强了学生的参与意识,提高了其实验兴趣。
考试之后学生都深刻认识到,只有平时认真对待每一次实验,亲自动手操作,期末考核时才能做到得心应手,运用自如。通过以上方式的考核,不仅全面考查了学生的实验能力,也使学生看到了自己的不足,考核后学生仍可在教师的帮助下,进一步练习操作,学习设计,弥补不足,提高其实验能力。
4化学实验考核改革的效果
通过这几年的无机化学实验考核办法的改革与实践,我们收到了良好的教学效果。
运用改革后的实验考核方法,我们首先了解了实验任课教师的实验素质、实验教学水平、对学生的组织指导等情况。教师通过实验考核提供的反馈信息,为实验教学中的因材施教提供了有效的参考资料,也更明确自己在实验教学中的长处和不足,从而不断提高教学质量。
新的实验考核方法促进了学生严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的科学方法的养成。化学实验考核改革以后,学生更认真对待每一次实验,能够通过实验对问题作出较合理的解决。在实验中,无论是仪器的使用和装配,药品的取用和添加,还是操作方法和步骤,现象和数据的记录等,学生都能够做到严肃认真、一丝不苟、实事求是,特别是当因仪器刷洗不净、药品用量不当、溶液浓度不准,或操作不规范、反应温度控制不当,而导致实验失败或观察到的现象及所记录的数据与预期的结果有出入时,学生都能够尊重事实,不臆造或修改实验结果,并认真分析,查明原因,重新操作,有的学生还改进实验设计。这样就逐步掌握了科学的思维方法和实验方法,培养了学生勇于探索的毅力和自信心,提高了学生的科研素养。
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1当前无机化学实验教学中存在的问题
1.1学生学习现状和需求分析
1.2实验教学模式单一
我校仍采用传统的实验教学模式,即课前预习、“先讲后做”、实验操作和实验报告,学生多数是按照教材中描述的实验步骤逐步完成实验,对于实验的设计缺少思考,为了实验而实验。虽然能够完成培养计划中大纲设置的教学任务,但教学效果并不理想。教学实践别注重对学生主观能动性和创造性思维和能力的培养,在调研学生的后期学习和发展中虽然看到了一定的成效,比如一些就读于其他高校的硕士研究生受到导师的好评,但仍存在教学模式较为单一的问题,在一定程度上不能适应学生的个性发展。因此,我们需要从教学方法上进行革新。
1.3实验课考核制度不合理
现行的考核制度基本是实验报告和其他(实验操作、记录等)分别占70%和30%。实验报告质量不高,存在“抄袭”现象。因此,为了更加全面、公平合理的评估每个学生的综合实验能力,建立合理的考核制度也是尤为重要的。综上所述,需对我校的无机化学实验教学进行深入改革,使其迈入创新无机化学实验新教学阶段,进一步提升我校本科教学质量和人才培养质量。如何提高新时代学生学习的投入性和创造性,以及如何使实验教学适应新时期人才培养的要求,实现知识传授、能力培养和素质提高的紧密结合,是我校实验教学改革的核心问题。我们在教学改革中秉持以“学生的学习和发展为中心”的教育理念[1-2],优化教学过程。在实验教学模式改革过程中,充分引导学生主动思考,提高学生实验学习能力,加强学生参与实验和反思实验能力的训练,这些对于学生的科学素养、创新思维的培养都十分关键。因此,本论文针对原实验教学过程中出现的问题和不足,根据本课程的特点,反思改革思路,以学生成长为核心,尝试改进教学模式和教学手段,以提高教学质量和学生的实践创新能力,并在无机化学实验教学实践中探索出一套新方法和新对策。
2无机化学实验教学的具体改革内容
我校无机化学实验教学内容进行了整改,引入综合性和设计性实验,但在基础无机化学实验中合成和制备实验还相对较少,不利于培养学生的独立能力和创新能力。在现有实验教学内容的基础上,更新和整合验证性实验。加强教学与科研的结合,增加一些相对成熟的本校最新的无机化学领域实验成果。
2.2改革实验教学模式
2.3改革无机化学实验考核评价方式
我校无机化学实验的考核方式是以实验报告和实验操作、课堂表现、预习报告、出勤等来确定学生的最终成绩。实验成绩百分制为:实验报告成绩(70分)、实验操作成绩(20分)和其他成绩(10分)。这种考核方式虽然看似公平合理,但有部分同学存在抄袭数据现象,造成用心做实验的同学未必能得到高分,而敷衍做实验的同学可能会有较高的分值。不能真实反映每位同学的实验综合能力和实验态度。因此,改革实验课期末成绩的百分制组成,探索精细合理的考核内容,具体包含五部分:预习成绩(20%)、实验成绩(50%)、学期实验总结(10%)、笔试成绩(10%)、其他(10%)。每个实验结束后,立刻上交本次实验结果,老师详细记录或存档保存,避免相互抄袭。增加学期实验总结的目的是促进学生对所做实验进行整体梳理,对基本操作加深印象,提高综合应用的能力。选用多元化考核方法,加强过程性考核已被广泛推广[11-12]。此外,我们在教学改革中,为普遍提高学生学习效果和多元化选拔培养优秀学生,探索建立了互动答疑和课程竞赛等环节。
化学是一门非常重要的自然科学,也是一门以实验为基础的学科,实验可以说是化学的灵魂。无机化学实验既是一门独立的课程,又与相应的理论课无机化学有着紧密的联系。如何通过改进实验教学内容和教学方法,在帮助学生更好的理解和掌握理论知识的同时,培养学生的主观能动性和创新意识,养成精准、细致的操作习惯,真正提高学生动手能力和独立分析能力,学习运用无机化学知识解决实际问题的方法等等,是无机化学实验课程改革的前沿问题之一。
一、改变传统教学方法局限性,提高学生实验技能
1.合理安排实验顺序,规范操作方法,切实提高学生实验基本功。无机化学实验是新生入校后学习的第一门基础化学实验课程。由于大多数学生在中学阶段很少真正的进入实验室进行实际操作,学生的水平参差不齐。因此,可以从学生第一次进入实验室开始,就对其进行常用实验仪器的介绍和实验基本操作训练。可以使学生对无机化学实验这门课程有循序渐进的了解,又能使他们在实验的过程中熟练规范操作,真正提高学生的动手能力。教师应该着重培养学生认真的实验态度,并且要反复强调实验者应严格遵守实验操作规范。在每个实验开始之前,教师要亲自示范学生容易出现错误的操作,讲解操作的注意事项和方法要点,先演示后练习,讲练结合。操作示范时老师要做到动作熟练、规范、清晰直观,这将对学生起到正确的引导作用。然后让学生反复练习,老师在一旁指导纠正。教师还应教育学生养成良好的操作习惯,要求学生在每次完成实验后及时整理实验台,对实验的废弃物进行妥善处理,保持实验室整洁有序。这样能让学生养成细致、整洁、精准的操作习惯,具备绿色环保的实验意识,进而提高学生实验的综合能力。
二、改进实验教学方法,注重培养学生的各种能力
1.增设开放设计性实验,培养学生的创新能力。学生在教师指导下,选做一定数量的创新性实验,进行新实验项目的开发。这样的过程使学生通过实验去发现和研究解决问题的方法。学生在实验的准备阶段要充分查阅文献,设计合理的实验方案,进行自主设计探究,教师对方案进行检查,在检查无危险后,由学生独立协作开展实验。学生根据自己设计的实验进行操作后就会发现不同的方案可以得出不同的结论。对于学生在实验中遇到的问题,教师不直接的提出解决方法,而是鼓励学生自己探索,寻找问题的答案。在实验完成后,还应要求学生写出实验总结与工作体会。创新性实验项目的开设能充分调动学生的主观能动性,为学生发展自身创造性提供广阔的空间,这将显著提高学生的思维灵活性,激发学生创新能力。
2.鼓励学生对异常现象进行探索,培养学生观察思考能力。在实验课上,要求每一位学生都能集中注意力,仔细观察实验现象,特别是要对那些与预期不相同的现象进行更深入地分析。首先,应该重复实验,验证该异常现象能否出现重现性。大部分同学通常是因为加错试剂而导致出现异常现象;而其他可能导致异常现象的原因主要还有,器皿不洁净、试剂变质或者反应温度控制不当等。可以通过对照实验或改变实验条件找出异常现象的原因,进而使学生认识到每个实验现象的出现都是有原因的,不要轻易忽略任何一个异常现象。
在实验过程中出现异常现象是教学的好时机,通常学生会对自己学到的理论知识产生怀疑,如果有正确的引导不仅可以加强他们的观察能力,而且在思考的过程中可以促进他们对理论知识的认识更加深刻,取得事半功倍的教学效果。
综上所述,通过化学实验教学内容、教学方法和考核方式的改革,可以提高学生独立分析和解决问题的能力,培养学生的创新意识,使学生真正掌握实验理论知识和实验操作技能,从而达到综合能力的整体提升。进而体现教育的以人为本的课程教学改革特点,切实提高无机化学实验的教学质量和效果。为当今社会培养勤于动手、善于创新的高素质人才。
[1]蔡秀兰,刘云军.大学无机化学实验教学探索[J].科教文汇,2010,(5):108-109.
[2]陈晓燕.浅谈无机化学实验改革[J].科教文汇,2010,(4):116-117.
[3]李文先.无机化学实验教学方法的改革初探[J].实验室科学,2009,(6):28-29.
[4]古元梓,孙家娟,马占营,等.关于无机化学实验教学的几点体会[J].新西部,2010,(6):205.
[5]李勇,曹可名,严敏.无机化学实验教学改革探索与实践[J].化学试剂,2009,(12):1049-1050.
一、无机化学实验原教学过程中存在的问题
二、大学无机化学实验教学改革与学生创新能力培养
三、结语
本文分析我校无机化学实验教学中存在的问题,从教学内容调整、教学方法、教学资源共享、教学手段及考核模式等方面提出了一些思路和方法,并在2017级制药工程、药学、食品科学与工程3个班建立无机化学实验教学改革试点,进行了教学改革实践,明显激发了学生的学习兴趣,提高了学生自主创新能力,达到了预期的效果。但无机化学实验教学涉及教学过程的各个方面,不可能一蹴而就,还需要不断提高一线实验教师的教学能力和综合素质,把注重学生的创新能力培养作为实验教学的重要任务,这样才能满足新时期社会对人才素质培养的要求。
[1]常慧,宁满侠.有机化学实验教学改革研究与高素质人才培育[J].实验室科学,2007,(2):48-50.
无机化学实验是针对高等师范院校化学教育专业的学生开设的一门专业必修课程。通过该课程的学习不仅能够巩固和深化无机化学课程所学的基础理论知识,更重要的是让刚进入大学学习的一年级新生摒弃中学时期形成的不良实验习惯,熟练掌握基本实验操作技能,培养严谨的科学态度和正确的科学研究方法,提升学生的实践动手能力与创新精神,为后续实验课程的学习打下良好的基础[1]。因此,无机化学实验课程的教学质量直接影响着高师院校所培养的中学化学师资的综合素质与能力。传统的无机化学实验教学模式已经与学科的快速发展、专业的培养目标严重脱节,极大地制约了创新人才培养的需求。如何优化整合课程教学内容、采用创新的教学方法与教学手段、改革课程考核的评价方式以有效地提升本课程的教学质量成为了培养高师院校学生的创新实践能力的关键。为提升无机化学实验课程的教学质量,本文作者在多年的无机化学实验课程的教学实践中进行了一些有益的尝试与探索。
一、优化课程教学内容,着力培养学生的创新能力
二、利用多媒体教学手段结合教师现场演示,有效提升课堂教学效果
三、改革课程考核的评价体系,重视学生实践动手能力的培养
四、逐步实现化学实验内容的“绿色化”,培养学生良好的环境保护意识
五、结语
近年来,我们在无机化学实验课程的教学过程中进行的一些有益的尝试与探索对于提升化学教育专业学生的创新实践能力已经起到了积极的作用,为后续课程的学习打下了坚实的基础。培养出的一些学生先后在全国师范生化学实验技能大赛以及广西高校大学生化学实验技能竞赛中取得优异的成绩;部分学生在进入老师的研究室开展研究工作时也表现出了良好的科研素养,在科学研究过程中取得了一些令人瞩目的成果。这些收获促使我们在今后的教学过程中进一步加强实验课的教学改革,追寻学科发展的脚步,利用更有效的手段与措施来发展学生的创新实践能力。
[1]朱妙琴,王祖浩.高师无机化学实验教学的改革与学生综合能力的培养J].化学教育,2002,(11):21-25.
[2]北京师范大学无机化学教研室,等.无机化学实验(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2001.
[3]蒋毅民.无机化学实验[M].桂林:广西师范大学出版社,2013.
[4]宝金荣,朱晓伟,李文先.无机化学实验教学改革初探[J].实验室科学,2013,(2):49-51.
(一)教师做预备实验
化学是一门以实验为基础的科学,通过实验现象、结果的验证和思考可以促进化学理论知识的掌握和延伸。而许多实验现象由于环境、仪器、试剂、条件的差异会有所区别,这就要求教师每次实验前都要根据现有的实验条件进行预备实验。在预备实验的过程中,教师会及时发现实验中可能出现的问题,并提前查找原因,属于实验药品的问题更换药品,涉及到仪器的问题调整仪器。只有这样,在学生的正式实验过程中,才能避免实验现象只要与教科书不符,学生就慌乱而不会找原因的现象,积极正确引导学生应用课堂上学习的理论知识解释实验中所观察到的现象,将化学理论和实践较好地联系起来。
(二)学生写预习报告
二、实验课堂教学
(一)实验教学方式方法改革
无机化学实验教学以前一直釆用的方法是教师讲、学生做,即教师在实验课上把实验内容、操作注意事项及实验仪器的演示都给学生讲完,然后学生才开始动手做实验。这种教学方法不利于学生思考,极大地影响了学生创造思维的培养。因为学生只要跟着教师的思路及要求进行实验,基本上就能得到书中的现象或结果。
(二)实验过程中教师巡视指导
我院的本科生实验室一般最少能够容纳40人同时进行实验,由两名教师负责巡视指导,学生们动手做实验时如果遇到问题,就请指导教师过去帮忙分析,两位教师前后跑来跑去,这样容易造成某些时候实验室不是井然有序的状态,一些不喜欢做实验的学生极容易浑水摸鱼,不好好做实验,影响实验教学的整体效果。为了改善这种相对混乱的状态,无机化学实验课程教学改革后把巡视教师和学生固定分组,即每名教师在每学期的实验中巡视指导固定的学生(教务处规定学生人数少于20人)。这样改革的好处体现在:第一,教师巡视指导较方便,更容易发现学生操作过程中存在的错误,以便及时纠正,如:学生在进行“溶液的配制”实验时会涉及到使用移液管精确地取用液体的操作,很多学生第一次接触移液管,使用起来不熟练,甚至出现用大拇指堵移液管顶部的错误操作,教师发现后可及时纠正并让学生进行移液练习,直到操作规范为止;第二,对于所巡视指导的固定学生,教师对每次实验操作的考核打分也能够进行对比,分数相对客观公正;第三,教师指导固定的学生,空间范围相对较小,便于实验操作过程中的现象和结果的讨论。
实验教学改革后在教师的督促下学生们参与实验的积极性得到提高,动手能力也得到极大的增强,但是不同巡视指导教师对于实验操作的考核标准没有统一规定,容易存在教师间打分的差异,应该对每一个实验操作进行量化统一标准,每个指导教师均可根据统一标准给学生打分。
三、实验后总结
(一)学生总结及书写实验报告
无机化学实验结束时,教师应该带领所指导的学生进行本次实验的总结,要求学生对于实验原理及方法、实验内容、实验现象、实验仪器、实验注意事项等逐项进行总结,对于实验中存在的不确定的问题进行讨论,做到每名学生对实验整体内容较熟悉。课下书写本次实验的实验报告,教师根据实验报告的书写情况考核打分后及时记录,作为学生成绩考核的又一项内容。
学生对每次实验的总结在整个实验教学过程中是很重要且必要的,但由于实验结束后学生们心情比较兴奋,加之忙着打扫实验室卫生,因此实验总结环节在改革之初做得不够好,应该在后续的课程中继续加强。
(二)教师自我总结
无机化学实验每一次实验结束后,教师都应该认真总结实验中的经验或可取之处,并在下次实验的过程中继续发扬。对于实验过程中存在的教学方式方法、实验现象等方面的问题,要积极思考,探索改进的措施。要善于总结,加强总结,无论优点还是缺点,都必须认真思考,这样才能促进教学,教学改革才会更有意义。