舒群威杨敏建罗树常许子竞曾 造
(1.贵州工程应用技术学院化学工程学院,贵州 毕节 551700;2.贵州省化学化工实验教学示范中心,贵州 毕节 551700 )
基础化学实验教学改革的几点尝试
舒群威1,2杨敏建1,2罗树常1,2许子竞1,2曾 造1,2
(1.贵州工程应用技术学院化学工程学院,贵州 毕节 551700;2.贵州省化学化工实验教学示范中心,贵州 毕节 551700 )
通过分析贵州工程应用技术学院化学工程学院基础化学实验教学中存在的问题,结合新世纪应用型人才的培养目标,有针对性地在实验教学管理体制、教学模式、教学方法、成绩考核方法等方面提出了相应的改革对策,并取得了良好的教学效果。
基础化学实验;教学改革;教学方法;应用型人才
化学是以实验为基础的学科,许多化学理论和定律都来源于化学实验的归纳和总结;许多新的化学知识和理论的实际应用,也需要化学实验的探索和检验。所以,对于化学学科来说,化学实验是其灵魂和精髓。对于化学类专业学生来说,基础化学实验课是一门非常重要的专业基础课,能使学生巩固所学的理论知识,掌握基本的实验技能和方法,培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力,有利于学生的创新创业和可持续发展。
自2013年1月教育部启动“地方本科高校转型发展”战略以来,贵州工程应用技术学院化学工程学院积极响应国家的号召,率先投入转型发展的改革大潮中。首先明确了“以兴学育人为根本,以培养服务工业化、城镇化建设等需要的一线工程师和服务基础教育需要的一线教师”的办学目标;明确了“立足毕节、服务贵州、面向全国,不断深化产教融合、校企合作”的办学定位;明确了“深化教学改革、提升教学质量和办学水平”的工作重心。
在学院领导的大力支持下,针对贵州工程应用技术学院化学工程学院原有基础化学教学体系存在的不足,提出了基础化学实验教学改革的新思路。在基础化学实验教学改革的过程中,坚持“以人为本,服务社会”的教学理念,以培养学生的实验操作技能、创新意识和创新能力为目标,注重学生的个性发展。在实验教学内容、教学模式、教学方法、成绩考核方法等方面进行了一些教学改革,并取得了良好的教学效果。
实验教学改革以前,贵州工程应用技术学院化学工程学院的化学、应用化学、化学工程与工艺专业分别开设有无机、分析、有机及物理化学四门基础化学实验课程,而四门基础化学实验课程一直分别依附于各自的理论课程开设,缺乏课程之间的相互联系与交叉。而且,在基础化学实验教学管理体制、教学方法及成绩考核办法等方面还存在较大的不足。随着科技的迅猛发展、社会的不断变革和实验教学改革的不断深入,学院的基础化学实验教学的弊端更为突出,与培养满足服务地方高层次应用技术人才的需要还存在较大差距。
1.1 实验内容重复陈旧
改革以前的基础化学实验教学体系是分别依附于各自的理论课程而相互分割的教学体系,缺乏学科之间的交叉和实验内容之间的相互联系,这样就导致基础化学实验教学内容重复,浪费有效的教学资源和学生宝贵的学习时间,其原因是实验课程体系设置不合理造成的。例如:在无机、分析及有机基础实验中,酸碱滴定练习、电光分析天平的使用等内容重复出现;在有机和物化实验中,折射率的测定也重复出现等[1]。大部分实验内容较为陈旧,内容更新速度慢,与时代发展状况不相适应。学生感觉化学实验课枯燥乏味,所学许多知识到工作单位几乎用不到,用得上的许多知识又没学过。这使得学生负担过重、课时偏多,不利于学生学习兴趣的提高和科研素质的培养。
1.2 实验课内容安排不合理,与理论课脱节
实验教学改革前,贵州工程应用技术学院化学工程学院化学实验内容多从理论教学出发开设实验内容,而很少从整个学科的角度上来科学地、合理地、系统地安排实验。选取的实验内容多为一些基本操作技能训练、验证性和单一制备为主的实验,综合性、设计性的实验较少,贴近生活和工业应用水平的实验更少,探索性、创新性的实验更是无从谈起。且所选的大部分实验内容相对独立,前后实验缺乏连贯性、综合性。结果导致学生对实验不感兴趣,敷衍了事,难以达到培养学生实践动手能力和创新能力的目的。在化学实验教学中,经常会出现化学实验内容与理论课内容不同步。这样会导致学生对实验原理模糊不清,只是按照已有的实验步骤机械性操作,达不到培养学生分析问题和解决问题的能力。
1.3 教学模式单一,教学效果差
贵州工程应用技术学院化学工程学院以前化学实验所使用的教学方式多为“照方抓药”,即实验前由老师基本按照教材上的实验内容,详细讲解实验原理和方法,简单提醒实验中的关键操作步骤和实验中的注意事项;然后学生按照教材上的操作步骤和老师的要求,不允许学生有自己的想法和意见,按部就班地完成实验。由于所选实验内容往往是经典实验,实验员课前先把所需的药品和试剂给学生准备好,学生无需思考,很简单地按教材上的方法就能完成实验。结果,学生的想象力、独立分析问题和解决问题的能力和创新设计能力都得不到很好的培养。
1.4 实验的考核方式不合理
化学实验教学改革前,贵州工程应用技术学院化学工程学院实验教学考核成绩主要是根据实验报告获得,这就导致学生只重视实验报告的撰写,轻视实验过程,甚至出现篡改实验数据或抄袭他人的实验报告。但仍然能够通过考核,导致这种现象的直接原因是缺乏有效的实验考核方式。
针对上述问题,近三年来借鉴重点大学实验教学改革的成功经验,对实验教学内容、教学方式、考核办法等做了一定的教学尝试[2,3]。
2.1 实验室管理体制的改革
贵州工程应用技术学院化学工程学院实验室管理体制的改革始于省级化学化工实验教学示范中心的建立,将原来的四大化学基础实验教研室合并组建成基础化学实验中心。实验中心实行中心主任负责制,下设四个实验室工作小组,分别负责与四大化学相关的实验教学准备工作。实验教学任务、实验教学改革、实验经费的使用和设备的调配都由实验中心统一负责,实现了学院实验教学人员和科研教学设备的共享,克服了以前四大化学实验室设备重复购置和部分设备利用率低的问题。在省级示范中心建设的基础上,进一步完善了实验中心的规章制度、管理办法等。实验室管理体制的改革为基础化学实验教学和改革提供了坚实的基础和保证。
2.2 新课程体系的建立,优化实验内容
在科技迅猛发展的今天,为了适应贵州工程应用技术学院化学工程学院不同专业应用型人才培养和课程体系改革的需要,将四大基础化学实验课重组成基础化学实验,不在从属于基础理论课。新的基础化学实验包含了基础型、综合型和设计创新型实验内容,体现了从基础到应用、从基本技能到创新能力的培养,建立了“基础性实验-综合性实验-设计研究性实验”三模块实验课程新体系。基础实验部分主要是加强大学生基本实验技能的培养,所占的学时比例最大(约75%),其原因是规范学生基本操作和技能,如设备的使用、化合物的制备、分离提纯方法的应用、数据处理等[4,5]。综合性实验部分主要是强调学生思维能力、分析能力和创新能力的培养,占适当的学时比例(约15%)。相对基础实验,综合性实验过程比较复杂,以若干简单实验为基础,涉及化学的多个分支学科,解决具体的化学问题,如分析化学实验中混合碱的制备及分析。设计研究性实验部分主要是培养学生独立思考和创新科研能力,为创新潜质的发掘做准备,在整个基础化学实验中占有非常重要的地位。由教师提供必要的材料,学生自己查阅相关资料、设计实验方案、准备实验、完成实验,如分析化学实验蛋壳中钙镁含量的测定。值得注意的是综合实验和设计创新性实验要保持每年 10%的比例更新,其更新内容主要来自教师的科研项目或校企合作项目等,如煤矸石中微量元素的分析、废干电池的回收与利用等。
2.3 改革教学模式
在学生具备一定基础后,选择部分实验项目,学生自己备课、准备实验材料并讲解,老师提供指导和参考,目的是调动学生的积极性,增加实验的趣味性,让学生主动地完成实验,进一步提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。这种模式能够发挥学生的自主性,允许学生对已有的实验方案提出自己的观点和看法,甚至可以修改原有的实验方案。学生在讲解过程中,老师和学生可以提问,讨论问题;最后老师给予补充。还可以将多媒体引入实验教学中,提高教学效率,进一步激发学生的学习兴趣。
2.4 改革实验考核方法
实验考核是检验学生对基础知识和技能的掌握情况,也是检验教师教学能力和改进教学的重要手段[6]。所以,建立一种公正、合理、科学的实验考核方法,综合评价基础化学实验成绩是必要的。实验成绩主要包括:平时成绩(50%)、操作考试成绩(20%)、笔试成绩(30%)。平时成绩由预习报告、实验报告、课堂提问、回答问题、实验考勤、平时操作、实验室卫生等组成。在每一个实验结束后,教师及时对每位学生进行评分。操作技能考试采用抽签的方式选择已准备好的考试项目,老师随堂监考打分评定。笔试考试内容由实验理论知识、实验原理、实验方法、实验现象及注意事项等组成。通过这样的考核,学生的动手能力、思维能力、观察能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力明显增强。
贵州工程应用技术学院化学工程学院经过三年的基础化学实验教学改革和实践,逐步建立了新的实验室管理体制、教学模式、教学方法及考核方式等。实验教学改革效果显示,学生的学习兴趣、积极性大大增加,实践动手能力、分析和解决实际问题及创新科研能力都大大加强,说明学院的实践教学改革已取得一定成效。但如何使学院四个化学专业的基础实验教学日趋完善,如何更好地满足培养新世纪应用型人才的需要,仍需不断改革和实践。
[1] 许淼清,李国清,胡东红.基础化学实验教学改革走向[J].化学教育,2001(1):14-15.
[2] 曾造,王伟,李玉华,等.有机化学实验教学改革探索[J].毕节学院学报,2014(4):116-120.
[3] 罗树常,曾兵芳,陈健,等.酸碱滴定实验教学改革探索[J].课程教育研究(新教师教学),2014(13):110-111.
[4] 岳松,蒋珍菊,芮光伟,等.基础化学实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术,2006(3):45-47.
[5] 章书兰,黄焕利,罗崇健,等.工科基础化学实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理,2001(1):95-98.
[6] 蔡敬民,杜奕智,董强.基于过程监控的高校考试制度改革研究与实践[J].教书育人(高教论坛),2008(21):13-15.
Experiences of basic chemistry experiment teaching reform
Combined with the aim of training applied talents in the new century, the problems existing in the basic chemistry experiment teaching in our school are analyzed in this paper. Some improvement measures about laboratory management system,teaching mode, teaching method, method of performance appraisal, etc, are put forward and the teaching effect has been improved.
Basic chemistry experiment; teaching reform; teaching method; applied talents
G642.0; O6-3
Α
1008-1151(2016)06-0096-02
2016-05-11
贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目“基于应用型人才培养的大化工实验教学综合改革”;贵州工程应用技术学院教学改革与研究重点项目(JG2015004、JG2015009)。
舒群威(1979-),男,贵州工程应用技术学院化学工程学院讲师,博士,研究方向为纳米材料合成。