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基礎(chǔ)化學(xué)實驗開放教學(xué)的探索
隨著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(zhuǎn)向?qū)W(xué)生動手能力和綜合能力的考查。能力來源于實踐,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力尤為重要,而實驗教學(xué)是高校教學(xué)體系和實踐教學(xué)的重要組成部分。如何利用實驗教學(xué),提高學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)、實事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神,已經(jīng)成為高校實驗教學(xué)改革的重要目標。開放實驗是現(xiàn)代高等教育實踐教學(xué)改革的趨勢。近年來,我�；瘜W(xué)實驗教學(xué)中心在對林業(yè)院�；A(chǔ)化學(xué)實驗課調(diào)查的基礎(chǔ)上,分析了實驗教學(xué)存在的問題,利用現(xiàn)有資源對林業(yè)院校基礎(chǔ)化學(xué)實驗開放教學(xué)模式進行了一些探索,并取得了一定成效。
1 基礎(chǔ)化學(xué)實驗課的現(xiàn)狀與問題
基礎(chǔ)化學(xué)實驗是化學(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(tǒng)性,對學(xué)生專業(yè)知識、實驗技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用�；瘜W(xué)學(xué)科是林業(yè)學(xué)科專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)平臺,調(diào)查表明,目前林業(yè)高等院校的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)存在著如下問題:(1)多數(shù)化學(xué)實驗課程處于輔助和從屬地位,依附于理論教學(xué),難以適應(yīng)當(dāng)今人才培養(yǎng)的要求。(2)開設(shè)的實驗內(nèi)容與林業(yè)院校各專業(yè)結(jié)合不夠緊密,實用性不強,沒能貼近社會與生活,很少聯(lián)系現(xiàn)代生產(chǎn)實際。 (3)教師講實驗?zāi)康�、實驗步驟,學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書或教師給出的實驗步驟進行實驗,操作機械。(4)大多數(shù)學(xué)生為低年級學(xué)生,在動手、獨立分析問題、靈活運用所學(xué)知識等方面的能力較欠缺,僅靠課堂內(nèi)實踐遠遠不夠。
在這種相對封閉的實驗?zāi)Ｊ街?學(xué)生課外進行實踐能力的訓(xùn)練沒有得到充分引導(dǎo);學(xué)生實驗處于被動狀態(tài),很少創(chuàng)造性地改變實驗步驟或?qū)嶒灄l件進行多種嘗試; 實驗內(nèi)容缺乏吸引力,挫傷了學(xué)生的實驗積極性和主動性,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(chǔ)化學(xué)開放實驗教學(xué)模式
開放實驗是上課時間和內(nèi)容在一定范圍內(nèi)可由學(xué)生自行選擇的一種教學(xué)方式。開放式實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實驗?zāi)芰?還可以提高實驗室及儀器設(shè)備的使用率,發(fā)揮實驗教學(xué)資源的效益。我�；瘜W(xué)實驗教學(xué)中心承擔(dān)了林學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等非化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué),結(jié)合學(xué)�；A(chǔ)化學(xué)實驗室的設(shè)施條件,針對非化學(xué)專業(yè)學(xué)生,開展了開放化學(xué)實驗教學(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(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)體系�？偨Y(jié)實踐工作,我們主要做了以下幾方面改革。
2.1 確定化學(xué)實驗的開放教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,在制定化學(xué)實驗教學(xué)大綱時,考慮將基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新培養(yǎng)相結(jié)合、必要實驗和開放實驗相結(jié)合的教學(xué)模式。必要實驗項目主要是讓學(xué)生掌握基本的實驗技能。開放實驗教學(xué)內(nèi)容選擇綜合設(shè)計性實驗,具有科學(xué)性、先進性和實用性的特點,并且具有一定創(chuàng)新性和綜合性。鼓勵學(xué)生自主開展實驗,由教師設(shè)計出貼近生活和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實際、與林業(yè)專業(yè)有一定聯(lián)系的實驗內(nèi)容,涉及的化學(xué)知識和實驗技能面較廣,能引起學(xué)生的興趣。每門基礎(chǔ)化學(xué)實驗課都開設(shè) 2~4個可供開放教學(xué)的實驗項目,如無機化學(xué)實驗:測定物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)熱、海帶中碘的提取;分析化學(xué)實驗: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)實驗:固體在溶液中的吸附測定、溶膠的制備凈化和穩(wěn)定性測定。同時,學(xué)生也可自主選題,確定一些感興趣的實驗項目進行開放實驗。
2.2 確定化學(xué)實驗開放教學(xué)的方法
改變傳統(tǒng)的課時限制和進出實驗室的時間規(guī)定,采用課堂時間與業(yè)余時間相結(jié)合,向?qū)W生開放實驗。實行半開放的模式,在實驗時間上,不是完全由學(xué)生決定,而是提供學(xué)生可選擇的時間段。充分運用校園網(wǎng)絡(luò)資源,將化學(xué)實驗開放教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合,把實驗電子課件、參考教案、實驗裝置照片、基本操作電教片等在網(wǎng)上發(fā)布,學(xué)生可根據(jù)需要選擇網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),幫助學(xué)生了解實驗內(nèi)容,示范正確規(guī)范的實驗操作,提醒重要的注意事項。
實施開放實驗教學(xué)以學(xué)生為主,教師為輔。以植物色素的提取分離實驗為例,我們提前一個月布置課程任務(wù),讓學(xué)生查閱文獻,在滿足科學(xué)性和可操作性的條件下, 根據(jù)資料自主設(shè)計實驗方案,寫出實驗預(yù)習(xí)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驗原理、具體操作步驟、實驗注意事項等都進行了詳細的分析討論。在討論中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對這樣的實驗?zāi)Ｊ脚d趣很高,積極查找資料,提出了各種實驗方案。如在材料的選擇上,有樹葉、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,感覺思路更清晰,能有目的開展實驗。討論后,學(xué)生向教師預(yù)約實驗時間,實行課內(nèi)學(xué)時有限開放實驗,提供幾個不同的時間段,學(xué)生自主完成實驗。在實驗過程中, 要求學(xué)生積極思考,認真操作,把實驗中的每個重要步驟及出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象用相機拍攝下來,作為原始的實驗記錄。實驗結(jié)束后,要求學(xué)生撰寫實驗報告做PPT文檔,并進行匯報交流,鼓勵有創(chuàng)新成果的學(xué)生發(fā)表論文。通過綜合設(shè)計實驗,開放實驗教學(xué),使學(xué)生真正得到創(chuàng)新性的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們的科研素質(zhì)。
2.3 明確化學(xué)實驗開放教學(xué)的考核方法
化學(xué)實驗開放教學(xué),學(xué)生所做實驗項目內(nèi)容不同,操作難易程度和要求不同,所以單一的考核方式不能全面、客觀地反映學(xué)生對化學(xué)實驗的掌握情況。在考核上,綜合學(xué)生必做實驗和開放實驗兩方面的表現(xiàn),進行評定。對必做實驗項目采取現(xiàn)場抽簽進行實驗,考核基本實驗技能,并以筆試考核學(xué)生對基本實驗理論的掌握;對于開放實驗,主要在文獻資料的查閱、實驗方案的設(shè)計、討論課的表現(xiàn)、實驗操作的規(guī)范及實驗結(jié)果的有效性等方面對學(xué)生進行評價,這種做法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,對調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性,樹立良好的學(xué)風(fēng)起到了積極作用。
3 建設(shè)實驗教學(xué)環(huán)境,保障開放實驗教學(xué)的正常進行
林業(yè)院校基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)涉及的專業(yè)和班級多,使用的儀器設(shè)備和實驗試劑復(fù)雜,實行開放實驗教學(xué),必將對實驗室的管理和教師素質(zhì)提出巨大的挑戰(zhàn),必須建設(shè)合理的實驗教學(xué)環(huán)境,保障開放實驗教學(xué)的順利進行。在實驗室使用上,優(yōu)化配置,合理安排各類實驗室的使用,提高實驗室資源利用率。根據(jù)教學(xué)計劃的要求,針對大一、大二的學(xué)生,把每門基礎(chǔ)化學(xué)實驗安排在學(xué)年的不同學(xué)期,無機化學(xué)實驗和物理化學(xué)實驗主要安排在上學(xué)期,有機化學(xué)實驗和分析化學(xué)實驗安排在下學(xué)期,各類實驗室可以打通使用,以緩解開放實驗室的緊缺。建立健全各項管理制度,規(guī)范實驗室的開放和儀器設(shè)備的管理,嚴格遵守實驗室的有關(guān)安全管理規(guī)定。實驗開放教學(xué)開設(shè)后,實驗室每天接納的學(xué)生人數(shù)增多,儀器設(shè)備滿負荷運轉(zhuǎn),實驗技術(shù)人員應(yīng)加強對儀器設(shè)備的日常維護,確保開放實驗教學(xué)的順利開展。指導(dǎo)教師應(yīng)加強對學(xué)生實驗素質(zhì)、技能和嚴謹治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生愛護儀器設(shè)備,對化學(xué)試劑要注重節(jié)約和環(huán)保。規(guī)定學(xué)生每次實驗結(jié)束后,要清點儀器設(shè)備并按規(guī)定放好,及時歸還借用的物品,填寫儀器使用記錄,經(jīng)實驗教師或技術(shù)人員簽字后方能離開實驗室。
高素質(zhì)的實驗教師隊伍是基礎(chǔ)化學(xué)開放實驗教學(xué)得以實現(xiàn)的根本保證。要增強教師和實驗技術(shù)人員的工作責(zé)任心,鼓勵他們愛崗敬業(yè)。實驗室的開放不應(yīng)僅是部分實驗裝置和實驗時間的開放,更重要的是教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教與學(xué)觀念意識上的開放,教師和實驗人員必須有扎實的基礎(chǔ)知識和實踐技能, 并在指導(dǎo)學(xué)生實驗過程中不斷充實和提高自己,增強應(yīng)變能力。
4 結(jié)束語
對基礎(chǔ)化學(xué)實驗實行開放式教學(xué),改變了傳統(tǒng)的以教師為中心、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,以學(xué)生為本進行教學(xué)活動,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和自我發(fā)展的創(chuàng)新能力, 使其終生受益。基礎(chǔ)化學(xué)開放實驗教學(xué)仍然是一個需要研究的課題,在今后的教學(xué)中還應(yīng)不斷探索,促進實驗室的進一步開放,給學(xué)生創(chuàng)造自主探索的環(huán)境和條件。
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