化学实验课程体系改革探讨

邓仕英,赖 艳,李克华 (长江大学工程技术学院,湖北荆州434020)

化学实验教学是化学教学的重要组成部分,通过实验教学可以帮助学生感受、理解知识的产生和发展过程,学习和掌握必要的操作技术、研究方法,培养学生的科学精神和创造性思维习惯,以及收集、处理信息和分析问题、解决问题的能力,激发学生的创新热情。如何通过化学教学,特别是化学实验教学将学生的知识与能力、知识与素质统一起来,是一个值得研究的课题[1～4]。笔者结合化学实验教学的具体情况,提出了化学实验课程体系改革的思路。

1 化学课程设置现状

对于化学化工类专业来说,化学课是一门重要的基础课。学院设置的课程为:无机及分析化学 (理论课80学时,实验课80学时,有机化学 (理论课64学时,实验课64学时,物理化学课 (理论课 88学时,实验课40学时),各门课程自成体系。相应的实验课附属于理论课,配有专门的实验室和实验教师。实验教学和理论教学分属不同教师担任。相关理论和实验教学通常采用各高校通用教材。学生一般在第2、第3学期开设无机及分析化学课,有机化学和物理化学一般安排在第3、第4学期,实验教学一般在理论课开设期间同时完成。近年来,我院在化学教学方面进行了一定程度的改革,取得了一些成效,但是仍然还存在不少问题。

1)实验课程体系的设置不够合理 目前,各门化学实验课分别附属于不同的理论课,相互间自成体系,缺乏协调,造成有些实验内容重复。尽管实验教学总学时数较多,但被分散使用,重点不够突出。验证性实验、综合性实验与设计性实验的比例尚需进一步优化。

2)实验教学模式单一 我院目前的化学实验教学一般都是实验前老师将实验内容讲解一遍,然后就放手让学生操作,学生只要根据实验教材按步操作便可应付了事。前几年,实验教学基本在长江大学校本部完成,实验装备优良,教师认真负责,实验教学质量能够得到保证,但对三本学生完全沿用了二本的教学内容和教学模式,不能完全适应三本学生的特点。

2 改革策略

1)制定新的教学大纲并建立新的教学体系 根据国内外实验教学发展的形势和兄弟院校的改革经验,笔者认为应当重新制定新的实验教学大纲并建立新的教学体系。新的教学大纲应包括基本操作、合成、分离、分析、性质等部分,并符合我院生源特点、办学特色要求等。另外,在培养模式和目标要求上不能搞一刀切,根据学生能力差异,给他们各自发挥的空间。

要达到新的实验教学目标和教学大纲要求,需要对无机及分析化学、有机化学、物理化学实验教学作全面的调整。首先将4门理论课原有的附属实验课整合后单独设置为一门必修课程,可定名为 《基础化学实验》。《基础化学实验》是以实验操作为主的基础实验课程,由传统的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验组合而成。它既是一门独立的课程,又与相应的理论课有紧密的联系。在整个实验课程新体系中,力争打破化学实验教学中的传统4大化学课程界限,更好地体现学科渗透的特点,以加强化学实验的基本操作、基本技能为主线,合理筛选和整合教学内容,减少重复,增强实效,建立实验教学体系的平台框架:①本着基础、提高、创新的原则,根据实验性质、对象及培养目标,将实验内容划分为基础、提高及综合设计性实验3个层次[4];②提高实验教学的内涵和质量,实验内容充分体现基础性、应用性、交叉性和研究性,以物质制备 (纯化)-分析鉴定-性质及性能测试为主线构建实验内容,减少原设课程不必要的重复,提高学生对基础化学的学习兴趣和独立获取知识的能力;③开展绿色化学教育,保护环境。不使用有毒、有害的化学试剂,减少产生化学废物,使绿色化学成为化学实验改革的重要组成部分;④增加综合性、设计性实验内容的比例,并对此类实验项目进行筛选,实验内容主要依托教师的科研课题,以反映专业前沿和体现专业特色为目标,让学生自己设计制备路线,自己选择分析鉴定方法,完成实验,为学生建立一个培养创新意识和实验能力、提高综合素质的平台。

2)优选化学实验教学内容 选定合适的实验教学内容,并进行合理的编排。对基础化学实验(一),在兼顾理论课程教学需要的基础上,让学生进行基本操作技能训练和化学分析实验;对基础化学实验 (二),主要进行无机物和有机物的制备实验;对基础化学实验 (三),主要进行物性参数测试和结构表征实验。此外,实验教师还可以结合自己的科研项目,引导学生参与自己的科研工作,培养学生的实际科研能力。在实验内容的具体编排与分布上,要注意验证性实验与设计实验的结合,经典实验内容与特色实验内容的结合,实验操作技能训练和科研思维模式训练的结合。

在加强基本操作、基本技能训练的同时,重视实验技术的提高,注意增加实用性、综合性、开创性实验的比重,并增设一些反映科学前沿和最新科研成果的新实验,使实验内容紧密结合社会的实际需求、教师的科研前沿,鼓励学生通过查阅文献资料,独立完成,以培养学生的创新能力和动手能力。把传统教学中以 “教”为中心的传授式教学模式转变为以 “学”为中心的探索性学习模式。

3)改进实验教学方法,增强学生的学习兴趣 好的教学方法能更有效地完成教学目标,教师在实验教学中要遵循由简单到复杂、由单元训练到综合训练、由成熟的组合式技能训练到综合性设计性实验的多层次训练方式,要抓好课前的预习,实验操作要严格规范,还要多运用现代化教学手段,逐步把部分实验项目实现微机模拟化,在课堂讲授和指导中要积极营造活跃的课堂教学氛围,充分调动学生实验的积极性,可以先讲后做,也可以先做后讲,或边讲边练,还可以让学生来讲解。鼓励学生不要惧怕实验的失败,善于用多种方法或改变条件去探索实验。对实验结果要善于分析,从失败中找出问题。要多想、多问、多学,敢于从实际出发,开拓创新。另外,可考虑成立专门的开放实验室,由科研能力较强的教师负责管理,供学有余力或有兴趣的学生进行实验探索,培养拔尖人才。

3 结 语

总之,新的化学实验课程体系在内容上彻底打破了二级学科的限制,按一级学科设课,注重学科探究能力的培养,将原来的专业方向实验课在内容选择上力求反映现代化学研究的新成果和发展趋势,以物质的组成、结构和反应为主线,重视反映化学、技术与社会的相互联系,构建基础-综合-设计3层次实验体系,切实提高人才培养质量。

[1]许剑平.基础化学实验课课程体系改革初探 [J].抚州师专学报,2002,21(2):30～32.

[2]陈红军,杨铃.我校化学实验课教学改革的探索和思考 [J].高等理科教育,2003,(2):101～104.

[3]曹庆林.基础化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004,23(4):7～9.

[4]李克华,李爱国,童金强,等.实验教学改革与学生创新能力培养 [J].长江大学学报 (自然科学版),2009,16(2):399～400.