大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗模塊化改革初探論文
【摘要】文章研究以基礎化學(xué)實(shí)驗為切入點(diǎn),在課程體系、教學(xué)方法以及管理體制上進(jìn)行改革。提出模塊化實(shí)驗方法,探討應用大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的可行性和實(shí)用性,旨在使學(xué)生更好地理解和掌握基礎化學(xué)實(shí)驗技術(shù)和提高實(shí)際動(dòng)手能力。
【關(guān)鍵詞】大學(xué)化學(xué) 模塊化 實(shí)驗教學(xué)
大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗是大學(xué)化學(xué)化工和近化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)主干基礎實(shí)驗課程,我國大多數高校的化學(xué)實(shí)驗教學(xué)是圍繞著(zhù)傳統的四大化學(xué)(無(wú)機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)) 的理論教學(xué)展開(kāi)的,其實(shí)驗教學(xué)的管理職責分屬于相應的教研室。
這種以化學(xué)二級學(xué)科為基礎、四大化學(xué)實(shí)驗為支柱發(fā)展起來(lái)的實(shí)驗教學(xué)體系,在系統的嚴謹性、內容的成熟度以及與化學(xué)原理的課堂教學(xué)聯(lián)系緊密上表現出突出的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗課程教學(xué)具有跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)、面廣量大的特點(diǎn)。根據這一特點(diǎn),建立了“模塊化、多層次”的實(shí)驗教學(xué)新體系,按照實(shí)驗教學(xué)“整體性、基礎性、綜合性、創(chuàng )新性”的要求,對大學(xué)化學(xué)實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行一體化設計,將傳統的無(wú)機化學(xué)實(shí)驗、分析化學(xué)實(shí)驗、有機化學(xué)實(shí)驗和物理化學(xué)實(shí)驗在一級學(xué)科層面上進(jìn)行整合,加強學(xué)科間的交叉和融合,通過(guò)強化基礎訓練,優(yōu)化基本實(shí)驗內容,適當設置綜合性、設計性實(shí)驗,使學(xué)生熟練掌握基本實(shí)驗操作和實(shí)驗技能,并在此基礎上通過(guò)文獻查閱、實(shí)驗設計、方案實(shí)施、結果分析、報告總結等過(guò)程了解化學(xué)學(xué)科從事科學(xué)研究的一般方法,培養學(xué)生初步的科研能力,實(shí)驗基本操作規范程度提高,對教師目前從事的科研也十分感興趣,大部分學(xué)生加入導師的科研工作,就是新生在假期也留校跟隨導師開(kāi)始最基本的科研訓練了。與此同時(shí),導師對學(xué)生在畢業(yè)論文中表現出的實(shí)驗能力也給予了肯定。由此可見(jiàn)。新的模塊化實(shí)驗體系對促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗興趣。培養科研 ,能力,提高本科教學(xué)質(zhì)量等起了十分積極的作用。
1 大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗的現實(shí)情況
(1)實(shí)驗內容上安排不合理,不能反映出時(shí)代要求。以四大化學(xué)為平臺開(kāi)設的實(shí)驗中,一些基礎實(shí)驗和基本操作分散在各門(mén)實(shí)驗課中,造成同類(lèi)型的實(shí)驗內容的重復現象。而對于教學(xué)所需要熟練掌握的基本操作訓練的實(shí)驗數目又不足。在這種體系下的實(shí)驗教學(xué)內容大多依附于課堂理論教學(xué)的驗證性實(shí)驗和經(jīng)典實(shí)驗,而能夠反映學(xué)科前沿性的內容以及有利于學(xué)生創(chuàng )造性思維培養的研究性、設計性實(shí)驗少。
(2)實(shí)驗課程自身的教學(xué)作用得不到發(fā)揮。由于實(shí)驗課程是依照理論課程體系設置的, 在具體安排上需要盡量保證與理論課程設置的一致性, 因此實(shí)驗課程變得成為了課堂教學(xué)的補充成分, 而其本身的規律和特點(diǎn)沒(méi)有被關(guān)注,也就很難充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗自身的教學(xué)作用。
(3)實(shí)驗教學(xué)方法單一,培養的是“照方抓藥”的藥劑師型化學(xué)人才。實(shí)驗教學(xué)中多采用“抱著(zhù)走” 的教學(xué)方法,實(shí)驗講義和實(shí)驗用品講解得越來(lái)越詳盡, 學(xué)生“照方抓藥”進(jìn)行操作, 造成學(xué)習主動(dòng)性被抹煞,創(chuàng )新思維和開(kāi)拓進(jìn)取的精神得不到培養。
(4)實(shí)驗教學(xué)管理體制問(wèn)題重重。這種由教研室分管的實(shí)驗教學(xué)管理體制,各自都要求體系的完整,忽視了當前化學(xué)和其他學(xué)科之間或化學(xué)學(xué)科內部各二級學(xué)科之間相互交叉滲透的特點(diǎn), 也無(wú)法從化學(xué)學(xué)科發(fā)展的總趨勢對教學(xué)實(shí)驗的改革作通盤(pán)考慮。同時(shí)實(shí)驗管理上自成一體, 造成了過(guò)多的課時(shí)浪費在了不同實(shí)驗課的技能訓練的低層次循環(huán)上。
隨著(zhù)新興的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科以及新技術(shù)、新方法的不斷涌現,化學(xué)作為自然科學(xué)中的一個(gè)中心環(huán)節,也正在與其它領(lǐng)域發(fā)生相互滲透和交叉,這促使化學(xué)實(shí)驗在教學(xué)內容、課程體系上必須進(jìn)行大的變革,以跟上時(shí)代不斷發(fā)展的步伐�，F在的化學(xué)實(shí)驗已逐漸從原來(lái)所依附的理論課程中獨立出來(lái), 和化學(xué)理論共同成為現代化學(xué)教學(xué)的兩大支柱。因此,我們必須認真研究化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的特點(diǎn)和作用,并與當今時(shí)代發(fā)展的特點(diǎn)相結合,研究化學(xué)實(shí)驗教學(xué)面向21世紀新的教學(xué)模式,研究新模式下化學(xué)實(shí)驗的教學(xué)內容和課程體系。
2 大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗模塊化改革的意義
大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗模塊化改革,適應本學(xué)科發(fā)展的趨勢和要求,是化學(xué)實(shí)驗教學(xué)內容、課程體系改革的基礎�？稍O計出科學(xué)合理的化學(xué)實(shí)驗管理體制、實(shí)驗教學(xué)運行模式,完成教學(xué)內容、課程體系的更新任務(wù),避免實(shí)驗教學(xué)中的基本技能在多個(gè)實(shí)驗課中重復開(kāi)設的情況,真正發(fā)揮實(shí)驗教學(xué)在素質(zhì)培養中的作用,提高學(xué)生對基本操作技能的認識和掌握程度,提高實(shí)驗教學(xué)的水平和質(zhì)量。在基礎化學(xué)實(shí)驗的綜合實(shí)驗模塊,可將教師科研項目滲透到綜合實(shí)驗,建立校內學(xué)生實(shí)踐基地,增加實(shí)驗教學(xué)的實(shí)戰性,突出地方資源特色,激發(fā)學(xué)生興趣,培養和提高學(xué)生綜合運用知識解決實(shí)際問(wèn)題能力。整個(gè)教學(xué)過(guò)程以及各個(gè)模塊教學(xué)內容之間均實(shí)行循序漸進(jìn)的進(jìn)階式教學(xué),避免理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)脫節與重復現象,培養學(xué)生具有扎實(shí)的基本操作技能和較強的實(shí)際動(dòng)手能力,逐步實(shí)現理論課與實(shí)驗課開(kāi)設的合理銜接。
模塊化教學(xué)法(MrS)是20世紀70年代初由國際勞工組織研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的以現場(chǎng)教學(xué)為主,以技能培訓為核心的一種教學(xué)模式。臧大進(jìn)、嚴宏鳳[1]等認為,隨著(zhù)教育體制改革的不斷深人,模塊化教學(xué)的思想已為職教界普遍接受,如何真正搞好模塊化教學(xué),主要涉及思想認識、教材問(wèn)題、實(shí)驗內容和實(shí)驗場(chǎng)地以及教師和學(xué)生的綜合素質(zhì)。毛祥慶[2]把模塊化教學(xué)用于物理實(shí)驗教學(xué)中,提出多層次的功能模塊實(shí)驗,從深度和廣度上使學(xué)生開(kāi)闊了眼界,拓寬了思路,為深入綜合分析討論,提供了大量素材,因而能逐步訓練學(xué)生按規范撰寫(xiě)科技報告、學(xué)術(shù)論文。此外,劉德汞、馬萬(wàn)山[3]在高師化學(xué)實(shí)驗課程研究中發(fā)現實(shí)驗課程不僅在課程設置上依附于理論課程,在實(shí)驗內容和時(shí)間上也嚴重依附于理論課程,由此提出了打破附屬、構筑基礎、精選內容、形成梯度地調整實(shí)驗課程體系。陸泉芳、俞潔[4]在分析當前化學(xué)實(shí)驗教學(xué)現狀的基礎上,構建了實(shí)驗課程改革的新體系,提出了打破二級學(xué)科的限制、整體規劃化學(xué)實(shí)驗的新思路,建立按照基礎化學(xué)實(shí)驗、綜合化學(xué)實(shí)驗、現代化學(xué)實(shí)驗三階段,每個(gè)階段又分為基礎訓練實(shí)驗、綜合訓練實(shí)驗和應用性、設計性實(shí)驗三個(gè)層次的“一體化、三階段、三層次”設立實(shí)驗課程的新方案。李榮華[5][6]丁愛(ài)琴[7]等也在模塊化實(shí)驗教學(xué)改革方面進(jìn)行積極的探索。
綜上所述,大學(xué)基礎化學(xué)實(shí)驗模塊化改革研究在我國已有一定的理論基礎,但缺乏一套成熟有效的教學(xué)管理體制和科學(xué)合理的教材。對于我們這一剛升本成功的學(xué)院來(lái)說(shuō),如何在新形勢下著(zhù)力開(kāi)展基礎化學(xué)實(shí)驗研究更是具備了研究的必要性和重要性。
3 主要內容及改革目標
基礎化學(xué)實(shí)驗作為化學(xué)學(xué)科的基礎和核心,既有別于理論教學(xué),又與其有著(zhù)緊密聯(lián)系,所以實(shí)驗教學(xué)要想充分發(fā)揮其功效,就必須在大的化學(xué)系統中整體考慮其內容的設置。為此,我們依據模塊化教學(xué)理論,以人才培養方案制訂和落實(shí)為出發(fā)點(diǎn),對基礎化學(xué)實(shí)驗課程進(jìn)行模塊化改革,建立了基礎化學(xué)模塊化教學(xué)課程體系、教學(xué)方法和管理體制,構建實(shí)驗教學(xué)資料、教學(xué)管理、評價(jià)與反饋的信息系統。需要再通過(guò)對課題研究的方案進(jìn)行論證、細化;在綜合分析國內外實(shí)驗教學(xué)改革的文獻資料基礎上,結合本單位實(shí)際,對相關(guān)的研究成果進(jìn)行選擇吸收與轉化;并組織專(zhuān)家進(jìn)行論證,提出全新的基礎化學(xué)實(shí)驗課程體系和實(shí)驗教學(xué)大綱。
3.1 課程體系的改革
化學(xué)基礎實(shí)驗室主要承擔無(wú)機實(shí)驗、有機實(shí)驗、分析實(shí)驗、物化實(shí)驗、儀器分析實(shí)驗等5門(mén)基礎課程的實(shí)驗。實(shí)驗開(kāi)出的類(lèi)型,絕大部分為驗證性實(shí)驗,綜合性實(shí)驗數量少,設計性實(shí)驗根本沒(méi)有。為此,在實(shí)驗課程內容上,首先要樹(shù)立這種意識:化學(xué)實(shí)驗教學(xué)與同期講授的理論課程應該是既相對獨立又相互支撐的關(guān)系,理論課程體系以化學(xué)原理為主線(xiàn),實(shí)驗課程體系則以實(shí)驗技術(shù)要素為主線(xiàn)進(jìn)行規劃。其次在內容編排上,需要更新和改進(jìn)基礎化學(xué)實(shí)驗教學(xué)內容,適當減少驗證性實(shí)驗,增加反映科學(xué)發(fā)展前沿的新的綜合性和設計性實(shí)驗,有利于學(xué)生創(chuàng )新精神的培養和綜合素質(zhì)的提高。
課程體系在改革目標上,要徹底打破原有的以二級學(xué)科為中心的課程結構,�；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)舊的分割式實(shí)驗課程體系和教學(xué)模式,淡化二級學(xué)科,將無(wú)機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等實(shí)驗融為一體,根據《化學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)基本內容》和高素質(zhì)人才培養的要求,制定并實(shí)施新的實(shí)驗模塊教學(xué)體系。新體系由“化學(xué)實(shí)驗基本技能”、“元素與化合物的定性和鑒別”、“基本化學(xué)合成與制備”、“物理量和參數的測定”、“定量和儀器分析”和“綜合化學(xué)實(shí)驗”六大模塊組成,從基本的化學(xué)實(shí)驗技能的訓練出發(fā)到有設計性、有目的的綜合化學(xué)實(shí)驗。體現多模塊、多層次、一體化的安排,實(shí)現學(xué)科綜合,知識與能力的綜合。
3.1.1 新的實(shí)驗教學(xué)大綱和課程體系的出臺:
需要再通過(guò)對大學(xué)基礎實(shí)驗研究的方案進(jìn)行論證、細化;在綜合分析國內外實(shí)驗教學(xué)改革的文獻資料基礎上,結合本單位實(shí)際,對相關(guān)的研究成果進(jìn)行選擇吸收與轉化;并組織專(zhuān)家進(jìn)行論證,提出全新的基礎化學(xué)實(shí)驗課程體系和實(shí)驗教學(xué)大綱。
3.1.2 新實(shí)驗教學(xué)體系所涉及的實(shí)驗室功能的重新定位,實(shí)驗室的布局和結構的相應改變:
將原有的實(shí)驗室合并,成立實(shí)驗教學(xué)中心,培養專(zhuān)職實(shí)驗教師和管理人員,鼓勵有責任心有經(jīng)驗的教師從事實(shí)驗教學(xué),大力提倡把實(shí)驗教學(xué)研究作為一項重要的研究課題,把教師的科研和實(shí)驗教學(xué)有機的結合起來(lái)。
3.1.3 一種長(cháng)效的能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)習的評價(jià)機制:
這種評價(jià)過(guò)程需要鼓勵學(xué)生參與,開(kāi)展自我評估、小組學(xué)習時(shí)的同伴評估,以及開(kāi)展學(xué)生自我展示等活動(dòng),同時(shí)引入更多的形成性反饋機制,以增強學(xué)生自我評價(jià)與相互評價(jià)的能力。這種評價(jià)機制還需要關(guān)注與評價(jià)相關(guān)的學(xué)習過(guò)程,弱化由評價(jià)帶來(lái)的學(xué)生焦慮心理,以及通過(guò)形成性評價(jià)與結果性評價(jià)分離的辦法來(lái)提供形成性反饋信息。
3.2 實(shí)驗教學(xué)方法的改革
新的實(shí)驗體系的建立,對我們的實(shí)驗教學(xué)提出了更高的要求,采取什么樣的實(shí)驗教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗技能,培養學(xué)生的創(chuàng )新思維成為亟待解決的當務(wù)之急�；谝陨系恼J識,我們在實(shí)驗教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了不斷的嘗試,根據新實(shí)驗體系下的不同實(shí)驗模塊各自的特點(diǎn)而采取不同的教學(xué)方法著(zhù)手進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)方法的改革
在實(shí)驗教學(xué)中采用多種教學(xué)方法,充分發(fā)揮學(xué)生自主性,對培養學(xué)生創(chuàng )造能力有著(zhù)非常重要作用。在新實(shí)驗體系下的我們可依據不同實(shí)驗模塊各自的特點(diǎn)而采取不同的教學(xué)方法,從而著(zhù)手進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)方法的改革。
3.2.1 各個(gè)實(shí)驗模塊中的淺層知識問(wèn)題,通過(guò)指導學(xué)生收集、查閱資料,自己解決。
課堂實(shí)驗教學(xué)中常常會(huì )有一些與本節知識有關(guān),即本節知識的生長(cháng)點(diǎn),但這些知識又不屬于本節必須掌握的內容。為緊扣本次課實(shí)驗的主題,使知識緊湊,可指導學(xué)生自己查找相關(guān)資料進(jìn)行閱讀、分析,以成為本節實(shí)驗課的延續和深化。這樣做學(xué)生逐漸養成不斷探究化學(xué)奧秘的習慣。
3.2.2 在“元素與化合物的定性和鑒別”模塊教學(xué)中,培養學(xué)生對實(shí)驗的觀(guān)察方法和分析能力的提高分析判斷能力。
在“元素與化合物的定性和鑒別”模塊教學(xué)中,要求教師在實(shí)驗指導上提出觀(guān)察的重點(diǎn),指出觀(guān)察的正確姿勢、動(dòng)作要領(lǐng)及判斷標準。要在每次的實(shí)驗中保證做到:事先做好充分的準備,實(shí)驗要求操作規范;對實(shí)驗中可能出現的問(wèn)題和學(xué)生感興趣的問(wèn)題一一列寫(xiě)在小黑板或紙上,實(shí)驗完成后讓學(xué)生解答,然后共同分析討論得出實(shí)驗結論,并將討論結果寫(xiě)在實(shí)驗記錄本上。同時(shí)提出1～2道課后實(shí)驗習題。變簡(jiǎn)單的實(shí)驗“觀(guān)看”過(guò)程為實(shí)驗“觀(guān)察”過(guò)程,以培養學(xué)生的觀(guān)察能力和分析判斷能力,打好創(chuàng )造的基礎。
3.2.3 在實(shí)驗模塊中具有一定難度的問(wèn)題,通過(guò)引導學(xué)生討論,使學(xué)生解決有爭議的、有難度的問(wèn)題,并能在這樣的探究中找到樂(lè )趣。
討論時(shí),教師要啟發(fā)學(xué)生層層深入地分析問(wèn)題,疏導思維障礙;糾正思維偏差等。討論,是培養學(xué)生探究能力的很好手段。各個(gè)實(shí)驗模塊內容相對獨立,我們上課前提出的問(wèn)題在學(xué)生討論時(shí),一般不會(huì )造成思維定勢,學(xué)生的思維不會(huì )受課本的限制,學(xué)生可根據已有的知識,想辦法解決,最大限度地發(fā)揮其創(chuàng )造潛能,調動(dòng)其探究積極性。
3.2.4 在“綜合實(shí)驗” 模塊,采取綜合啟發(fā)式教學(xué)法和學(xué)習動(dòng)機的激發(fā)方法,充分發(fā)揮學(xué)生的探究精神,使學(xué)生的認知活動(dòng)按自主探索方式,通過(guò)分析、推理設計實(shí)驗方案,再在教師的實(shí)驗指導下開(kāi)展。
綜合性實(shí)驗教學(xué)是主張讓學(xué)生自主地參與知識獲得的過(guò)程,掌握科學(xué)的研究方法,培養創(chuàng )新精神。教師選取一些靈活性、變通性大的問(wèn)題,積極創(chuàng )設情境,鼓勵學(xué)生發(fā)散思維,進(jìn)行多方位、多角度觀(guān)察、思考、探索、想象,從而提出多種設想和解決問(wèn)題的方案。
通過(guò)在新體系下的實(shí)驗教學(xué)方法改革,其預期目標主要體現在兩方面:教師方面,通過(guò)對不同模塊實(shí)驗的目的和具體任務(wù)的明確,以及在熟悉和深入了解教學(xué)內容的基礎上,教師可以根據教學(xué)思想和教學(xué)策略對實(shí)驗模塊中的內容進(jìn)行合理的調整和組織,然后選擇各階段適宜的教學(xué)方法并加以合成和整體優(yōu)化;學(xué)生方面,以期達到在這些實(shí)驗活動(dòng)中學(xué)生運用化學(xué)原理積極思維、逐步提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3.3 管理體制的改革不理
管理體制上,本次研究試圖在一級學(xué)科平臺上構建化學(xué)實(shí)驗管理體制,從一個(gè)高的層次來(lái)指導實(shí)驗教學(xué)工作,這也有利于實(shí)驗室的開(kāi)放,提高教育資源的利用率、有利于實(shí)驗儀器、藥品的采購和管理。
在一級學(xué)科平臺上構建化學(xué)實(shí)驗管理體制,該體制機構運行起來(lái)更加方便;從一個(gè)高的層次來(lái)指導實(shí)驗教學(xué)工作,不是削弱教學(xué)方面的功能,也不是單純加強實(shí)驗教學(xué)方面的功能,而是給理論教師創(chuàng )造了理論聯(lián)系實(shí)際的極好機會(huì ),給實(shí)驗技術(shù)人員創(chuàng )造了和教師相互學(xué)習理論相互促進(jìn),共同提高的極好機會(huì ),提高了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量;這個(gè)和諧的統一體的建立,將使辦學(xué)效率和效益大大提高。
參考文獻
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