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摘 要:总结了化学专业综合化学实验的现状与存在问题,根据教学实践的体会,提出了应突出综合性与创新性的教学特点,分阶段、分层次推行综合化学实验教学,构建立体化教学模式的改革设想。
关键词:综合化学实验 改革 创新
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)12(b)-0009-01
化学是一门以实验为基础的学科,实验教学是化学教学工作的重要组成部分。较强的实验能力是新世纪合格化学人才所必须具有的一种重要能力。培养具有创新思维的高素质人才是二十一世纪高等教育的首要目标,然而没有创新的教学模式和全新的教学内容,要培养具有创新思维的高素质专业人才是不可想象的。综合化学实验正是应这种要求而开设的一门课程。它是在学生具有一定基础知识和基本技能的基础上,运用多门课程的综合知识,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合性实验。综合化学实验以培养学生的动手能力、科研能力以及创新能力为目标,这就要求我们不但要对其实验内容、实验时数、实验教法以及开设时间进行科学设置,更要重视现代化教学手段以及立体化教学模式的建设,这对提高学生的综合素质与创新能力尤为关键。河南大学化学化工学院对化学专业开设综合化学实验已有五年了,从教学效果上看,通过本课程的学习确实能够提高学生解决问题的能力、科研能力和创新意识,这在后续的科研训练和研究生阶段表现的尤为突出。但是,目前该课程的内容和教学模式还存在一定的不足,下面根据我们开设综合化学实验情况体会谈几点课程改革的建议。
1 课程内容的现状与问题
1.1 目前综合化学实验的内容和教学方法
综合化学实验的开设之初,我院组织无机化学、有机化学、物理化学、分析化学以及精细化工专业的相关老师,根据已有设备情况结合指导老师的教学和科研,共同精选了十个具有特色的实验来开设。实验内容的选取上全面考虑学生知识结构的完善和创新能力的培养,突出综合性与学科交叉性,同时充分利用已有的大型设备。如十二钨磷酸的制备和表征实验中,要求学生通过文献查阅了解十二钨磷酸的结构、光谱特征和制备方法,设计实验步骤,制备过程中要会使用磁力搅拌仪器、恒温水浴和真空循环水泵等仪器,熟练应用抽滤和重结晶的实验技术,最后还要对产品进行热重、红外光谱和紫外光谱表征并对结果进行分析。这样锻炼了对所学知识和技能的综合应用能力,并且接触到了大型设备的应用,拓宽了眼界。教学模式主要采用传统的实验教学方法,十个实验分别由相关二级学科的老师承担,每个实验具有相对的独立性。
1.2 综合化学实验存在的问题
综合化学虽然在培养学生动手能力和创新意识方面发挥了一定的作用,但是随着学院仪器设备的不断改善和学科建设的发展,现行的内容和教学模式的缺点和不足逐渐凸显出来。首先,实验内容普遍偏旧,缺乏与学科前沿的关联。,考虑到仪器设备条件的限制,开设实验之初选择的实验都是便于操作的已有的非常成熟的实验,一些和学科前沿相联系的交叉学科实验未能包含在内,实验内容体系不能体现综合性与创新性的课程特点。其次,现行教学模式缺乏创新性,综合化学实验只在第七学期开设,通过学生正常上课时间的安排,两人一组,在教师指导下完成实验,一个实验大约6小时,这种教学模式沿袭了传统的基础实验教学模式;另外,第七学期也面临着研究生入学考试的压力,很大程度上削弱一部分学生参与实验的积极性。因此,综合化学实验的课程教学从教学内容和教学方法有必要进行系统的改革与建设。
2 综合化学课程改革的设想
综合化学实验的改革应突出综合性与创新性的教学特点,全面考虑知识结构的完善、学科交叉以及培养目标,结合指导老师的教学和科研调整教学内容;同时注重教学方法与模式的改革,运用多种教学手段,分阶段、分层次推行综合化学实验教学的立体化教学模式。
2.1 教学内容的调整与拓展
按照综合化学实验的教学内容应具有复合性、探索性、广泛性、层次性的原则,结合实验方法的多样性,实验手段的多元性,设置课程内容,主要从以下方面考虑:(1) 兼顾基本理论知识与新知识、新成果的融合,体现课程内容的与时俱进。要把前沿性的内容和技术引入到实验中,提高学生的学习兴趣,扩大知识面。(2)体现综合实验能力的分阶段、分层次培养。打破传统的一学期一门课的教学方法,根据不同年级学生的知识结构特点设置内容,使得对学生的综合能力的培养涵盖更多的大学学习阶段。(3)变小综合实验为大综合实验。小综合实验一般一次完成,学时短,涵盖内容较少。而大综合实验可分多次完成,可以涉及更多学科,每一个实验就是一个完整的科学探索过程。(4)结合教师的科研设置内容,突出前沿性研究与教学过程的密切结合,充分利用学院新购置的大型仪器,与现实的科学研究接轨。(5)选择与实际生产过程紧密联系的内容,展现社会经济发展中化学的强大实用性。依此调整综合化学实验的教学内容更能体现综合性、前沿性、实用性与多学科性。
2.2 教学方法与模式的改革
综合化学实验以培养学生的动手能力和创新意识为目的,这就要其教学方法和模式应不同于基础实验,应对其教学方法与模式进行系统的改革,形成多层次、立体化教学模式,提高学生的学习兴趣,拓宽学习思路,主要方法包括:(1)将实验内容分为必修与选修两部分,既完成对学生综合实验能力的训练,又结合兴趣加强学生学习的主动性,显著提高对学生探索能力与创新能力的培养。(2)在不同年级开设综合化学实验,实现多层次教学,更有利于激发低年级学生的化学专业学习兴趣、稳固专业思想。(3)采用学生选题—查阅文献—设计实验方案—独立操作—撰写小论文的模式,让学生在规定时间内,充分利用课堂、课余时间,进行化学实验的系统训练,为毕业论文设计打下良好基础。(4)加强团队型的实验教学内容,让学生自主结合为实验团队,发挥学生的交往潜能,培养学生沟通交流能力和团队协作精神,为大学生创新性实验计划以及挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛活动提供前期积累。(5)采用现代化教学手段,运用多媒体技术实现相关内容的课件制作,运用动画等手段直接、明了的表达内容,更有利于提高学生学习的兴趣。
3 展望
综合化学实验是现代化学教育为适应时代发展要求而开设的一门课程,需要各相关专业的教师共同努力,在实践过程中不断改革,建立科学系统的综合化学课程体系。目前,我校正在对大学本科培养方案进行修订,我们借助这一契机,加快综合化学实验教学内容和模式的系统改革,使其更好地满足培养二十一世纪创新型化学人才的需要。
参考文献
[1] 刘知新.化学实验论[M].南宁:广西教育出版社,1996.
[2] 岳宏望,朱团.化学实验教学中创新能力的培养.科技创新导报[J],2011,(24):166.
①课题来源:河南大学第十一批教学改革研究项目。
关键词:综合化学实验 改革 创新
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)12(b)-0009-01
化学是一门以实验为基础的学科,实验教学是化学教学工作的重要组成部分。较强的实验能力是新世纪合格化学人才所必须具有的一种重要能力。培养具有创新思维的高素质人才是二十一世纪高等教育的首要目标,然而没有创新的教学模式和全新的教学内容,要培养具有创新思维的高素质专业人才是不可想象的。综合化学实验正是应这种要求而开设的一门课程。它是在学生具有一定基础知识和基本技能的基础上,运用多门课程的综合知识,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合性实验。综合化学实验以培养学生的动手能力、科研能力以及创新能力为目标,这就要求我们不但要对其实验内容、实验时数、实验教法以及开设时间进行科学设置,更要重视现代化教学手段以及立体化教学模式的建设,这对提高学生的综合素质与创新能力尤为关键。河南大学化学化工学院对化学专业开设综合化学实验已有五年了,从教学效果上看,通过本课程的学习确实能够提高学生解决问题的能力、科研能力和创新意识,这在后续的科研训练和研究生阶段表现的尤为突出。但是,目前该课程的内容和教学模式还存在一定的不足,下面根据我们开设综合化学实验情况体会谈几点课程改革的建议。
1 课程内容的现状与问题
1.1 目前综合化学实验的内容和教学方法
综合化学实验的开设之初,我院组织无机化学、有机化学、物理化学、分析化学以及精细化工专业的相关老师,根据已有设备情况结合指导老师的教学和科研,共同精选了十个具有特色的实验来开设。实验内容的选取上全面考虑学生知识结构的完善和创新能力的培养,突出综合性与学科交叉性,同时充分利用已有的大型设备。如十二钨磷酸的制备和表征实验中,要求学生通过文献查阅了解十二钨磷酸的结构、光谱特征和制备方法,设计实验步骤,制备过程中要会使用磁力搅拌仪器、恒温水浴和真空循环水泵等仪器,熟练应用抽滤和重结晶的实验技术,最后还要对产品进行热重、红外光谱和紫外光谱表征并对结果进行分析。这样锻炼了对所学知识和技能的综合应用能力,并且接触到了大型设备的应用,拓宽了眼界。教学模式主要采用传统的实验教学方法,十个实验分别由相关二级学科的老师承担,每个实验具有相对的独立性。
1.2 综合化学实验存在的问题
综合化学虽然在培养学生动手能力和创新意识方面发挥了一定的作用,但是随着学院仪器设备的不断改善和学科建设的发展,现行的内容和教学模式的缺点和不足逐渐凸显出来。首先,实验内容普遍偏旧,缺乏与学科前沿的关联。,考虑到仪器设备条件的限制,开设实验之初选择的实验都是便于操作的已有的非常成熟的实验,一些和学科前沿相联系的交叉学科实验未能包含在内,实验内容体系不能体现综合性与创新性的课程特点。其次,现行教学模式缺乏创新性,综合化学实验只在第七学期开设,通过学生正常上课时间的安排,两人一组,在教师指导下完成实验,一个实验大约6小时,这种教学模式沿袭了传统的基础实验教学模式;另外,第七学期也面临着研究生入学考试的压力,很大程度上削弱一部分学生参与实验的积极性。因此,综合化学实验的课程教学从教学内容和教学方法有必要进行系统的改革与建设。
2 综合化学课程改革的设想
综合化学实验的改革应突出综合性与创新性的教学特点,全面考虑知识结构的完善、学科交叉以及培养目标,结合指导老师的教学和科研调整教学内容;同时注重教学方法与模式的改革,运用多种教学手段,分阶段、分层次推行综合化学实验教学的立体化教学模式。
2.1 教学内容的调整与拓展
按照综合化学实验的教学内容应具有复合性、探索性、广泛性、层次性的原则,结合实验方法的多样性,实验手段的多元性,设置课程内容,主要从以下方面考虑:(1) 兼顾基本理论知识与新知识、新成果的融合,体现课程内容的与时俱进。要把前沿性的内容和技术引入到实验中,提高学生的学习兴趣,扩大知识面。(2)体现综合实验能力的分阶段、分层次培养。打破传统的一学期一门课的教学方法,根据不同年级学生的知识结构特点设置内容,使得对学生的综合能力的培养涵盖更多的大学学习阶段。(3)变小综合实验为大综合实验。小综合实验一般一次完成,学时短,涵盖内容较少。而大综合实验可分多次完成,可以涉及更多学科,每一个实验就是一个完整的科学探索过程。(4)结合教师的科研设置内容,突出前沿性研究与教学过程的密切结合,充分利用学院新购置的大型仪器,与现实的科学研究接轨。(5)选择与实际生产过程紧密联系的内容,展现社会经济发展中化学的强大实用性。依此调整综合化学实验的教学内容更能体现综合性、前沿性、实用性与多学科性。
2.2 教学方法与模式的改革
综合化学实验以培养学生的动手能力和创新意识为目的,这就要其教学方法和模式应不同于基础实验,应对其教学方法与模式进行系统的改革,形成多层次、立体化教学模式,提高学生的学习兴趣,拓宽学习思路,主要方法包括:(1)将实验内容分为必修与选修两部分,既完成对学生综合实验能力的训练,又结合兴趣加强学生学习的主动性,显著提高对学生探索能力与创新能力的培养。(2)在不同年级开设综合化学实验,实现多层次教学,更有利于激发低年级学生的化学专业学习兴趣、稳固专业思想。(3)采用学生选题—查阅文献—设计实验方案—独立操作—撰写小论文的模式,让学生在规定时间内,充分利用课堂、课余时间,进行化学实验的系统训练,为毕业论文设计打下良好基础。(4)加强团队型的实验教学内容,让学生自主结合为实验团队,发挥学生的交往潜能,培养学生沟通交流能力和团队协作精神,为大学生创新性实验计划以及挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛活动提供前期积累。(5)采用现代化教学手段,运用多媒体技术实现相关内容的课件制作,运用动画等手段直接、明了的表达内容,更有利于提高学生学习的兴趣。
3 展望
综合化学实验是现代化学教育为适应时代发展要求而开设的一门课程,需要各相关专业的教师共同努力,在实践过程中不断改革,建立科学系统的综合化学课程体系。目前,我校正在对大学本科培养方案进行修订,我们借助这一契机,加快综合化学实验教学内容和模式的系统改革,使其更好地满足培养二十一世纪创新型化学人才的需要。
参考文献
[1] 刘知新.化学实验论[M].南宁:广西教育出版社,1996.
[2] 岳宏望,朱团.化学实验教学中创新能力的培养.科技创新导报[J],2011,(24):166.
①课题来源:河南大学第十一批教学改革研究项目。