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基礎化學(xué)實(shí)驗開(kāi)放教學(xué)的探索
隨著(zhù)我國高等教育制度的不斷改革和就業(yè)競爭的日趨激烈,用人單位已從單純的學(xué)歷要求,轉向對學(xué)生動(dòng)手能力和綜合能力的考查。能力來(lái)源于實(shí)踐,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節對于培養學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力尤為重要,而實(shí)驗教學(xué)是高校教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分。如何利用實(shí)驗教學(xué),提高學(xué)生觀(guān)察、分析和解決問(wèn)題的能力,培養學(xué)生嚴謹的學(xué)術(shù)作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng )新精神,已經(jīng)成為高校實(shí)驗教學(xué)改革的重要目標。開(kāi)放實(shí)驗是現代高等教育實(shí)踐教學(xué)改革的趨勢。近年來(lái),我�；瘜W(xué)實(shí)驗教學(xué)中心在對林業(yè)院�；A化學(xué)實(shí)驗課調查的基礎上,分析了實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題,利用現有資源對林業(yè)院�；A化學(xué)實(shí)驗開(kāi)放教學(xué)模式進(jìn)行了一些探索,并取得了一定成效。
1 基礎化學(xué)實(shí)驗課的現狀與問(wèn)題
基礎化學(xué)實(shí)驗是化學(xué)學(xué)科的重要組成部分,它既配合了化學(xué)理論的教學(xué),又有相對的獨立性和系統性,對學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識、實(shí)驗技能和創(chuàng )新能力的培養具有重要作用�；瘜W(xué)學(xué)科是林業(yè)學(xué)科專(zhuān)業(yè)發(fā)展的基礎平臺,調查表明,目前林業(yè)高等院校的基礎化學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在著(zhù)如下問(wèn)題:(1)多數化學(xué)實(shí)驗課程處于輔助和從屬地位,依附于理論教學(xué),難以適應當今人才培養的要求。(2)開(kāi)設的實(shí)驗內容與林業(yè)院校各專(zhuān)業(yè)結合不夠緊密,實(shí)用性不強,沒(méi)能貼近社會(huì )與生活,很少聯(lián)系現代生產(chǎn)實(shí)際。 (3)教師講實(shí)驗目的、實(shí)驗步驟,學(xué)生按照實(shí)驗指導書(shū)或教師給出的實(shí)驗步驟進(jìn)行實(shí)驗,操作機械。(4)大多數學(xué)生為低年級學(xué)生,在動(dòng)手、獨立分析問(wèn)題、靈活運用所學(xué)知識等方面的能力較欠缺,僅靠課堂內實(shí)踐遠遠不夠。
在這種相對封閉的實(shí)驗模式中,學(xué)生課外進(jìn)行實(shí)踐能力的訓練沒(méi)有得到充分引導;學(xué)生實(shí)驗處于被動(dòng)狀態(tài),很少創(chuàng )造性地改變實(shí)驗步驟或對實(shí)驗條件進(jìn)行多種嘗試; 實(shí)驗內容缺乏吸引力,挫傷了學(xué)生的實(shí)驗積極性和主動(dòng)性,限制了學(xué)生的求知熱情和創(chuàng )造性思維的發(fā)揮。因此,改革教學(xué)方式勢在必行。
2 建立基礎化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)模式
開(kāi)放實(shí)驗是上課時(shí)間和內容在一定范圍內可由學(xué)生自行選擇的一種教學(xué)方式。開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情,培養學(xué)生的創(chuàng )新精神和實(shí)驗能力,還可以提高實(shí)驗室及儀器設備的使用率,發(fā)揮實(shí)驗教學(xué)資源的效益。我�；瘜W(xué)實(shí)驗教學(xué)中心承擔了林學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎化學(xué)實(shí)驗教學(xué),結合學(xué)�；A化學(xué)實(shí)驗室的設施條件,針對非化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生,開(kāi)展了開(kāi)放化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的嘗試,給學(xué)生提供自由探索和發(fā)展的空間,建立有利于培養學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力的實(shí)驗教學(xué)體系�？偨Y實(shí)踐工作,我們主要做了以下幾方面改革。
2.1 確定化學(xué)實(shí)驗的開(kāi)放教學(xué)內容
根據各專(zhuān)業(yè)的人才培養方案,在制定化學(xué)實(shí)驗教學(xué)大綱時(shí),考慮將基礎訓練和創(chuàng )新培養相結合、必要實(shí)驗和開(kāi)放實(shí)驗相結合的教學(xué)模式。必要實(shí)驗項目主要是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗技能。開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)內容選擇綜合設計性實(shí)驗,具有科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性的特點(diǎn),并且具有一定創(chuàng )新性和綜合性。鼓勵學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗,由教師設計出貼近生活和現代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、與林業(yè)專(zhuān)業(yè)有一定聯(lián)系的實(shí)驗內容,涉及的化學(xué)知識和實(shí)驗技能面較廣,能引起學(xué)生的興趣。每門(mén)基礎化學(xué)實(shí)驗課都開(kāi)設 2~4個(gè)可供開(kāi)放教學(xué)的實(shí)驗項目,如無(wú)機化學(xué)實(shí)驗:測定物質(zhì)的化學(xué)反應熱、海帶中碘的提取;分析化學(xué)實(shí)驗:食醋酸度的測定、雞蛋殼中鈣含量測定、水的硬度測定、土壤中有機碳含量測定;有機化學(xué)實(shí)驗:油脂的提取及鑒定、植物揮發(fā)性油的提取、色素的提取和分離;物理化學(xué)實(shí)驗:固體在溶液中的吸附測定、溶膠的制備凈化和穩定性測定。同時(shí),學(xué)生也可自主選題,確定一些感興趣的實(shí)驗項目進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗。
2.2 確定化學(xué)實(shí)驗開(kāi)放教學(xué)的方法
改變傳統的課時(shí)限制和進(jìn)出實(shí)驗室的時(shí)間規定,采用課堂時(shí)間與業(yè)余時(shí)間相結合,向學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗。實(shí)行半開(kāi)放的模式,在實(shí)驗時(shí)間上,不是完全由學(xué)生決定,而是提供學(xué)生可選擇的時(shí)間段。充分運用校園網(wǎng)絡(luò )資源,將化學(xué)實(shí)驗開(kāi)放教學(xué)與網(wǎng)絡(luò )學(xué)習相結合,把實(shí)驗電子課件、參考教案、實(shí)驗裝置照片、基本操作電教片等在網(wǎng)上發(fā)布,學(xué)生可根據需要選擇網(wǎng)絡(luò )學(xué)習,幫助學(xué)生了解實(shí)驗內容,示范正確規范的實(shí)驗操作,提醒重要的注意事項。
實(shí)施開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)以學(xué)生為主,教師為輔。以植物色素的提取分離實(shí)驗為例,我們提前一個(gè)月布置課程任務(wù),讓學(xué)生查閱文獻,在滿(mǎn)足科學(xué)性和可操作性的條件下, 根據資料自主設計實(shí)驗方案,寫(xiě)出實(shí)驗預習報告。由教師組織班級學(xué)生集體討論,對每種方法涉及的實(shí)驗原理、具體操作步驟、實(shí)驗注意事項等都進(jìn)行了詳細的分析討論。在討論中,發(fā)現學(xué)生對這樣的實(shí)驗模式興趣很高,積極查找資料,提出了各種實(shí)驗方案。如在材料的選擇上,有樹(shù)葉、菜葉或花瓣;提取中采用了常溫研磨法、直接溶劑萃取法、加熱攪拌溶劑萃取法等;分離上采用了柱層析法、薄層層析法;分析上采用了分光光度法分析、紫外光譜法。學(xué)生普遍反映,經(jīng)討論分析,感覺(jué)思路更清晰,能有目的開(kāi)展實(shí)驗。討論后,學(xué)生向教師預約實(shí)驗時(shí)間,實(shí)行課內學(xué)時(shí)有限開(kāi)放實(shí)驗,提供幾個(gè)不同的時(shí)間段,學(xué)生自主完成實(shí)驗。在實(shí)驗過(guò)程中, 要求學(xué)生積極思考,認真操作,把實(shí)驗中的每個(gè)重要步驟及出現的實(shí)驗現象用相機拍攝下來(lái),作為原始的實(shí)驗記錄。實(shí)驗結束后,要求學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗報告做PPT文檔,并進(jìn)行匯報交流,鼓勵有創(chuàng )新成果的學(xué)生發(fā)表論文。通過(guò)綜合設計實(shí)驗,開(kāi)放實(shí)驗教學(xué),使學(xué)生真正得到創(chuàng )新性的訓練,培養他們的科研素質(zhì)。
2.3 明確化學(xué)實(shí)驗開(kāi)放教學(xué)的考核方法
化學(xué)實(shí)驗開(kāi)放教學(xué),學(xué)生所做實(shí)驗項目?jì)热莶煌?操作難易程度和要求不同,所以單一的考核方式不能全面、客觀(guān)地反映學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗的掌握情況。在考核上,綜合學(xué)生必做實(shí)驗和開(kāi)放實(shí)驗兩方面的表現,進(jìn)行評定。對必做實(shí)驗項目采取現場(chǎng)抽簽進(jìn)行實(shí)驗,考核基本實(shí)驗技能,并以筆試考核學(xué)生對基本實(shí)驗理論的掌握;對于開(kāi)放實(shí)驗,主要在文獻資料的查閱、實(shí)驗方案的設計、討論課的表現、實(shí)驗操作的規范及實(shí)驗結果的有效性等方面對學(xué)生進(jìn)行評價(jià),這種做法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習熱情,對調動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)起到了積極作用。
3 建設實(shí)驗教學(xué)環(huán)境,保障開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)的正常進(jìn)行
林業(yè)院�；A化學(xué)實(shí)驗教學(xué)涉及的專(zhuān)業(yè)和班級多,使用的儀器設備和實(shí)驗試劑復雜,實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗教學(xué),必將對實(shí)驗室的管理和教師素質(zhì)提出巨大的挑戰,必須建設合理的實(shí)驗教學(xué)環(huán)境,保障開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)的順利進(jìn)行。在實(shí)驗室使用上,優(yōu)化配置,合理安排各類(lèi)實(shí)驗室的使用,提高實(shí)驗室資源利用率。根據教學(xué)計劃的要求,針對大一、大二的學(xué)生,把每門(mén)基礎化學(xué)實(shí)驗安排在學(xué)年的不同學(xué)期,無(wú)機化學(xué)實(shí)驗和物理化學(xué)實(shí)驗主要安排在上學(xué)期,有機化學(xué)實(shí)驗和分析化學(xué)實(shí)驗安排在下學(xué)期,各類(lèi)實(shí)驗室可以打通使用,以緩解開(kāi)放實(shí)驗室的緊缺。建立健全各項管理制度,規范實(shí)驗室的開(kāi)放和儀器設備的管理,嚴格遵守實(shí)驗室的有關(guān)安全管理規定。實(shí)驗開(kāi)放教學(xué)開(kāi)設后,實(shí)驗室每天接納的學(xué)生人數增多,儀器設備滿(mǎn)負荷運轉,實(shí)驗技術(shù)人員應加強對儀器設備的日常維護,確保開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)的順利開(kāi)展。指導教師應加強對學(xué)生實(shí)驗素質(zhì)、技能和嚴謹治學(xué)態(tài)度的培養,引導學(xué)生愛(ài)護儀器設備,對化學(xué)試劑要注重節約和環(huán)保。規定學(xué)生每次實(shí)驗結束后,要清點(diǎn)儀器設備并按規定放好,及時(shí)歸還借用的物品,填寫(xiě)儀器使用記錄,經(jīng)實(shí)驗教師或技術(shù)人員簽字后方能離開(kāi)實(shí)驗室。
高素質(zhì)的實(shí)驗教師隊伍是基礎化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)得以實(shí)現的根本保證。要增強教師和實(shí)驗技術(shù)人員的工作責任心,鼓勵他們愛(ài)崗敬業(yè)。實(shí)驗室的開(kāi)放不應僅是部分實(shí)驗裝置和實(shí)驗時(shí)間的開(kāi)放,更重要的是教學(xué)方法、教學(xué)內容、教與學(xué)觀(guān)念意識上的開(kāi)放,教師和實(shí)驗人員必須有扎實(shí)的基礎知識和實(shí)踐技能, 并在指導學(xué)生實(shí)驗過(guò)程中不斷充實(shí)和提高自己,增強應變能力。
4 結束語(yǔ)
對基礎化學(xué)實(shí)驗實(shí)行開(kāi)放式教學(xué),改變了傳統的以教師為中心、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習的教學(xué)模式,以學(xué)生為本進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),培養學(xué)生的科學(xué)素養和自我發(fā)展的創(chuàng )新能力, 使其終生受益�；A化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗教學(xué)仍然是一個(gè)需要研究的課題,在今后的教學(xué)中還應不斷探索,促進(jìn)實(shí)驗室的進(jìn)一步開(kāi)放,給學(xué)生創(chuàng )造自主探索的環(huán)境和條件。
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