分析化学实验教学中培养学生创新能力初探

朱小红

(合肥师范学院化学化工系,安徽合肥230061)

分析化学实验教学中培养学生创新能力初探

朱小红

(合肥师范学院化学化工系,安徽合肥230061)

本文着重介绍了在分析化学实验教学中通过更新教学内容,改革教学方式,加强考核评价等手段,调动学生的实验积极性,培养学生创新意识和创新能力。

分析化学实验;创新能力

随着现代科学技术的迅速发展及知识经济时代的到来,社会需要高素质创造性人才。创新,是一个民族进步的灵魂,是社会发展的动力,而培养高素质的创造性人才,是摆在我们教育工作者面前的重要历史使命。同时,更是目前大学素质教育义不容辞的责任[1]。高素质创造性人才不仅要具备扎实的基础理论功底和一定的专业知识,还必须具有较强的动手操作、综合分析和创新能力,而这些能力均需要通过实验实践环节来培养。分析化学具有悠久的历史,在工农业生产、科学研究、医药卫生等各个方面都具有非常重要的作用,是很多专业所必需的一门基础课程,分析化学广泛吸取了当代科学技术的最新成就,成为当代最具活力的学科之一[2]。作为一门实验性很强的学科,在分析化学教学过程中,实验课程占有相当大的比例,是分析化学教学的核心。在全面开展素质教育的今天,加强分析化学实验教学具有十分重要的意义。分析化学实验课应该成为培养学生创新能力的重要环节,作为教师可从分析化学实验教学的各个方面着手培养学生的创新素质和创新能力。

1 实验教学方法改进,注重学生能力的培养

分析化学实验教学模式多采用“注入式”传统教学方法,常常是教师从实验目的、原理、仪器的使用到实验的方法步骤“一包到底”。学生只需按实验讲义上的步骤完成操作即可[3]。这样的实验课,操作机械,内容单调,学生始终处于被动状态,对教师产生强烈的依赖心理,激发不了学生的兴趣和创新欲望,不利于对学生创新思维和创新意识的培养,因此要采用科学的教学方法及教学技术,提高学生的学习兴趣[4]。

1.1 充分发挥计算机和网络技术优势。

在学期实验开展初,让学生通过课件观看玻璃仪器的洗涤、分析天平的使用、滴定管、移液管、容量瓶的校准及使用等基本操作技能。由于上述基本操作是学生在整个分析化学实验中能得出准确分析结果的保证,因此操作必须规范、严谨。借助多媒体教学方式将规范的操作等程序以直观的形式演示,使得分析化学实验教学变得生动、形象、立体、活泼,寓教于乐。在多媒体教学中学生更加深刻的理解这些枯燥的操作技能,这样实验时学生做起来就会得心应手,激发了学生的学习兴趣,大大提高了实验效率,提高了实验教学质量。而软件良好的交互性和操作界面也为计算机模拟化学实验的教学提供了方便和条件,学生可利用模拟实验进行实验预习和操作练习,点击在线播放,可观看完整的实验过程,对于不清楚的过程,可反复观看。这种动态的学习过程,正是网络课程的最大优势,其效果是使用传统教材无法达到的。

1.2 建立面向问题的问题式实验教学模式

在实验中,要把教师由实验教学中的主导者转变为实验教学的指导者,学生由被动接受者转变为学习的主体,这样可使同样的实验内容得到不同的教学效果。在分析化学实验教学中,要改变原来的教师讲解——学生操作模式,以教师提问——学生回答为主[5]。对于基础性实验可以从实验目的、实验原理、溶液配制、规范称量、试剂运用、等方面提出问题,使学生养成科学的思维习惯和创新意识,在综合设计实验中提出“做什么-怎么做-是什么-为什么”的问题,以培养学生的分析问题、解决问题的综合能力。教师针对不同的实验,不失时机地提出一些具体问题,启发学生去思考,让学生带着任务做实验,通过观察、思考来完成这些任务,得出相应的结论。教师不用“注入式”把知识灌输给学生,而是让学生在探索中求知,这样有利于培养学生的独立性、主动性、坚韧性和实事求是的科学态度,加深了学生对理论知识的理解与掌握,逐步培养了学生分析解决问题的能力。同时也使学生认识到自身知识的不足和局限,促使学生进一步深入学习理论知识,有利于其创新精神的形成与发展。

2 优化实验教学内容,全面提高学生的创新素质

分析化学是一门应用性和实践性很强的科学,学生对化学知识的理解和掌握可以通过实验的设计和具体实施进行检验。为了更好的培养学生的动手操作能力、分析和解决问题的能力,必须对实验教学内容进行改革。

2.1 筛选基础实验,减少验证性实验,增加设计性实验和综合性实验

基础实验包括基本操作和基本分析方法的典型实验,要求学生掌握基本操作技术,熟悉化学实验常用的仪器,学会化学实验的基本方法,成为创新性人才的培养的必要载体。这类实验是基础,必须高度重视。但要压缩验证性实验的比例,并改经典验证型的内容为应用型的内容,所以测定样品尽量选择与工农业生产、日常生活密切相关的实际试样让学生测定,以增强实验的实用性,增添学以致用的气氛。教学过程中教师要注重学生实验的兴趣、引导学生认真观察实验现象,启发学生用分析化学的理论解释实验中的问题,提高学生对关键实验步骤所涉及的理论问题的辨析能力。用实验的方法解释学生的疑问,将理论的思考留给学生。通过实验,让学生学会实验现象的观察,培养学生发现问题,分析问题和解决问题的能力,使实验过程成为一种积极、主动的探索创新过程。

综合设计实验一方面是学生基本技能训练的全面考核,另一方面也是培养学生的创新能力,消化提升所学知识的重要环节。综合设计性实验以培养和考核学生运用基本知识分析、解决问题的综合能力为目标,题目要求是教材中没有的、尽量覆盖几种基本分析方法,且难度适中、能为学生留有自行设计空间,如柑橘中维生素C含量的测定、茶叶中微量元素的鉴定与分析、饼干中碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定、葡萄糖注射液中葡萄糖含量的测定、蛋壳中碳酸钙含量的测定、胃舒品药片中Al2O3和MgO含量的测定等。在设计性实验中,老师只用提出实验目的和要求,把实验的主动权交给学生,学生自己设计实验方案,内容包括方法、原理、使用仪器、药品及测定条件等,充分发挥学生的主体作用,培养学生对实验的兴趣,允许学生在探索中犯错误,允许学生标新立异,尝试多种实验方法,启发培养学生运用分析化学及实验的基本理论和方法分析解决问题的能力。这些实验极大地丰富了学生的化学知识,增强了化学学习的热情和信心,使学生分析解决问题、科学研究的能力在化学实践中不断得到锻炼和提高,提高了实验教学的效果和质量。当学生经过“研读课题-设计方案-组合装置-观察现象-科学思考-得出结论”等一系列过程之后,学生不仅获得了一定化学知识,更重要的是初步掌握了科研的方法,体验到探索真理和创新实践的乐趣,从而培养学生的创新能力。

2.2 前沿知识的引入

分析化学涉及的内容广泛,随着科学技术的进步,新仪器、新方法层出不穷,新知识不断增加、更新。在实验教学过程中必须突出重点,少而精地适当引入分析化学实验的前沿知识,介绍新理论、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。教师应该结合学科前沿课题开展符合本校实际的实践活动,增加分析化学实验所包含的科学技术含量及时代气息,提高学生对分析化学实验的兴趣,这样有利于开阔学生的视野,提高他们从事创新活动和探索科学的信心。

3 完善实验考核制度,促进能力发展

实验考核是研讨教学规律,检查教学质量,改革教学内容及方法的重要依据,是实验教学成功的有力保障。科学的的考核方式不仅能检验学生对知识的掌握程度和实际操作能力,更是促进学生认真做好实验、提高分析和解决问题的能力、培养创新能力的有效手段,同时也能提高学生学习的积极性。实验考核应以“重在过程,不唯结果”为指导思想,根据学生的实验态度、实验操作技能的掌握程度、设计实验创新性和实验报告结果的准确度、精密度以及对实验中出现的问题和实验结果的讨论等,对学生进行全面考核。

为了能给学生一个公正的评价,教师应在实验前检查预习报告,并按预习效果打分,在实验操作过程中随时观察学生的基本操作是否规范并及时加以改正,使学生的技能得到最大限度的训练,同时注意培养学生严谨求实的科学态度,要求学生如实记录实验数据,规范实验报告的书写。实验报告是对实验结果的科学分析与总结,既能反映学生对理论知识的掌握程度和运用能力,又能反映学生的综合分析能力、动手操作能力、耐心细致的工作作风及实事求是的优良态度,还是学生分析问题、解决问题能力的最终体现。对于实验报告,教师除了提供一般的格式及提出报告的目的、要求外,要鼓励学生提出自己的见解,如:实验方法的改进、实验收获畅谈等。每个实验者只要用心观察,必然会有与别人不同的经验,隔一段时间再做一遍也会有新的体验,把这些体验和心得如实书写在实验报告中,这样才能反应出学生活跃的思维和独立思考问题的能力,通过实验后的分析总结并写出实验报告,使学生思维产生质的飞跃,从而获得新知。此外,在通过对学生设计实验能力的考察,可进一步评价学生的科学思维能力、知识综合运用能力及创新能力。

总之,在科学的道路上,没有创新就没有进步,没有创新就没有发展。作为重要的实践教学平台,通过分析化学实验课程的学习,可以使学生掌握一些基本的分析方法,突出“量”的概念,可以加强学生的基本操作训练,养成严谨求实的科学态度和认真细致进行科学实验的良好习惯,进而提高分析问题、解决问题的能力,分析化学实验在培养学生的创新精神,提高学生的综合素质等方面起着不可替代的作用。

[1] 张慧欣,王强.创新性人才培养与教学创新[J].辽宁教育研究, 2007,4(9):110-112.

[2] 汪尔康.分析化学新进展[M].北京:北京科学出版社,2002.

[3] 莫运春,许金生,冯泳兰,等.分析化学实验教学模式的优化与实践[J].大学化学,2006,21(1):24-26.

[4] 冯晓苗.分析化学实验教学改革与大学生创新能力的培养[J].中国电力教育:下半月,2009(9):130-131.

[5] 杜娟.问题式实验教学与创新能力的培养[J].高等函授学报:自然科学版,2007,20(2):11-13.

Developing Students’Innovative Ability in the Analytical Chemistry Experiment Teaching

ZHU Xiao-hong

(Department of Chemistry&Chemical Engineering,Hef ei Normal University,Hef ei230061,China)

How to carry out the cultivation of the innovation faculty in the analytical chemistry teaching was emphasized in this paper.From the perspective of student creativity awareness,this paper discuses the reform of teaching analytical chemistry experiment from the aspects of teaching content,teaching methods, and academic evaluation.

experiment of analytical chemistry;innovative ability

G642.423

B

1674-2273(2010)06-0089-03

2010-04-20

朱小红(1978-),女,安徽安庆人,合肥师范学院化学化工系教师。研究方向:电分析化学。