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基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)的探索
隨著我國(guó)高等教育制度的不斷改革和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)手能力和綜合能力的考查。能力來(lái)源于實(shí)踐,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力尤為重要,而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分。如何利用實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神,已經(jīng)成為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要目標(biāo)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代高等教育實(shí)踐教學(xué)改革的趨勢(shì)。近年來(lái),我�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在對(duì)林業(yè)院�；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課調(diào)查的基礎(chǔ)上,分析了實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題,利用現(xiàn)有資源對(duì)林業(yè)院�；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)模式進(jìn)行了一些探索,并取得了一定成效。
1 基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)狀與問(wèn)題
基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)的獨(dú)立性和系統(tǒng)性,對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。化學(xué)學(xué)科是林業(yè)學(xué)科專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)平臺(tái),調(diào)查表明,目前林業(yè)高等院校的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著如下問(wèn)題:(1)多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與林業(yè)院校各專業(yè)結(jié)合不夠緊密,實(shí)用性不強(qiáng),沒(méi)能貼近社會(huì)與生活,很少聯(lián)系現(xiàn)代生產(chǎn)實(shí)際。 (3)教師講實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或教師給出的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),操作機(jī)械。(4)大多數(shù)學(xué)生為低年級(jí)學(xué)生,在動(dòng)手、獨(dú)立分析問(wèn)題、靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)等方面的能力較欠缺,僅靠課堂內(nèi)實(shí)踐遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
在這種相對(duì)封閉的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街?學(xué)生課外進(jìn)行實(shí)踐能力的訓(xùn)練沒(méi)有得到充分引導(dǎo);學(xué)生實(shí)驗(yàn)處于被動(dòng)狀態(tài),很少創(chuàng)造性地改變實(shí)驗(yàn)步驟或?qū)?shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多種嘗試; 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏吸引力,挫傷了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和主動(dòng)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(shì)在必行。
2 建立基礎(chǔ)化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是上課時(shí)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(kāi)放式實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰?還可以提高實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備的使用率,發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的效益。我�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué),結(jié)合學(xué)�；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施條件,針對(duì)非化學(xué)專業(yè)學(xué)生,開(kāi)展了開(kāi)放化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。總結(jié)實(shí)踐工作,我們主要做了以下幾方面改革。
2.1 確定化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)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(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí),考慮將基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新培養(yǎng)相結(jié)合、必要實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式。必要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),具有科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性的特點(diǎn),并且具有一定創(chuàng)新性和綜合性。鼓勵(lì)學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn),由教師設(shè)計(jì)出貼近生活和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、與林業(yè)專業(yè)有一定聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,涉及的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能面較廣,能引起學(xué)生的興趣。每門基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課都開(kāi)設(shè) 2~4個(gè)可供開(kāi)放教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn):測(cè)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(shí)驗(yàn):食醋酸度的測(cè)定、雞蛋殼中鈣含量測(cè)定、水的硬度測(cè)定、土壤中有機(jī)碳含量測(cè)定;有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn):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(shí)驗(yàn):固體在溶液中的吸附測(cè)定、溶膠的制備凈化和穩(wěn)定性測(cè)定。同時(shí),學(xué)生也可自主選題,確定一些感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。
2.2 確定化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)的方法
改變傳統(tǒng)的課時(shí)限制和進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間規(guī)定,采用課堂時(shí)間與業(yè)余時(shí)間相結(jié)合,向?qū)W生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。實(shí)行半開(kāi)放的模式,在實(shí)驗(yàn)時(shí)間上,不是完全由學(xué)生決定,而是提供學(xué)生可選擇的時(shí)間段。充分運(yùn)用校園網(wǎng)絡(luò)資源,將化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合,把實(shí)驗(yàn)電子課件、參考教案、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容,示范正確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作,提醒重要的注意事項(xiàng)。
實(shí)施開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為主,教師為輔。以植物色素的提取分離實(shí)驗(yàn)為例,我們提前一個(gè)月布置課程任務(wù),讓學(xué)生查閱文獻(xiàn),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(jì)實(shí)驗(yàn)方案,寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。由教師組織班級(jí)學(xué)生集體討論,對(duì)每種方法涉及的實(shí)驗(yàn)原理、具體操作步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等都進(jìn)行了詳細(xì)的分析討論。在討論中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ脚d趣很高,積極查找資料,提出了各種實(shí)驗(yàn)方案。如在材料的選擇上,有樹(shù)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(jué)思路更清晰,能有目的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。討論后,學(xué)生向教師預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,實(shí)行課內(nèi)學(xué)時(shí)有限開(kāi)放實(shí)驗(yàn),提供幾個(gè)不同的時(shí)間段,學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中, 要求學(xué)生積極思考,認(rèn)真操作,把實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)重要步驟及出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用相機(jī)拍攝下來(lái),作為原始的實(shí)驗(yàn)記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告做PPT文檔,并進(jìn)行匯報(bào)交流,鼓勵(lì)有創(chuàng)新成果的學(xué)生發(fā)表論文。通過(guò)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),開(kāi)放實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)的考核方法
化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué),學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?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(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的掌握情況。在考核上,綜合學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)兩方面的表現(xiàn),進(jìn)行評(píng)定。對(duì)必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取現(xiàn)場(chǎng)抽簽進(jìn)行實(shí)驗(yàn),考核基本實(shí)驗(yàn)技能,并以筆試考核學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)理論的掌握;對(duì)于開(kāi)放實(shí)驗(yàn),主要在文獻(xiàn)資料的查閱、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、討論課的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià),這種做法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,樹(shù)立良好的學(xué)風(fēng)起到了積極作用。
3 建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,保障開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常進(jìn)行
林業(yè)院校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及的專業(yè)和班級(jí)多,使用的儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)試劑復(fù)雜,實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué),必將對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,保障開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)室使用上,優(yōu)化配置,合理安排各類實(shí)驗(yàn)室的使用,提高實(shí)驗(yàn)室資源利用率。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃的要求,針對(duì)大一、大二的學(xué)生,把每門基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安排在學(xué)年的不同學(xué)期,無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要安排在上學(xué)期,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)安排在下學(xué)期,各類實(shí)驗(yàn)室可以打通使用,以緩解開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的緊缺。建立健全各項(xiàng)管理制度,規(guī)范實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放和儀器設(shè)備的管理,嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)安全管理規(guī)定。實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)開(kāi)設(shè)后,實(shí)驗(yàn)室每天接納的學(xué)生人數(shù)增多,儀器設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)儀器設(shè)備的日常維護(hù),確保開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展。指導(dǎo)教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、技能和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生愛(ài)護(hù)儀器設(shè)備,對(duì)化學(xué)試劑要注重節(jié)約和環(huán)保。規(guī)定學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要清點(diǎn)儀器設(shè)備并按規(guī)定放好,及時(shí)歸還借用的物品,填寫儀器使用記錄,經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師或技術(shù)人員簽字后方能離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。
高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是基礎(chǔ)化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)的根本保證。要增強(qiáng)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的工作責(zé)任心,鼓勵(lì)他們愛(ài)崗敬業(yè)。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放不應(yīng)僅是部分實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開(kāi)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(shí)上的開(kāi)放,教師和實(shí)驗(yàn)人員必須有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐技能, 并在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷充實(shí)和提高自己,增強(qiáng)應(yīng)變能力。
4 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)行開(kāi)放式教學(xué),改變了傳統(tǒng)的以教師為中心、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,以學(xué)生為本進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),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�；A(chǔ)化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是一個(gè)需要研究的課題,在今后的教學(xué)中還應(yīng)不斷探索,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的進(jìn)一步開(kāi)放,給學(xué)生創(chuàng)造自主探索的環(huán)境和條件。
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