馬雪慧,司擁軍
(開封教育學(xué)院,河南 開封 475004)
我國的高職教育已進(jìn)入以質(zhì)量和特色求生存、求發(fā)展的關(guān)鍵時期。 2006 年11 月16 日,中華人民共和國教育部頒發(fā)了《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》,明確指出,要加大課程建設(shè)與改革的力度,增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)能力。 高職高專人才培養(yǎng)模式對無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)提出了改革的要求,要求以應(yīng)用為主旨和特征,構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容和課程體系,使其能夠反映當(dāng)前科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平和職業(yè)崗位資格要求,有創(chuàng)新、有特色。
無機(jī)化學(xué)實驗課程在高職高專人才培養(yǎng)方面有著不可替代的特殊作用。 著名化學(xué)家戴安邦教授認(rèn)為:“實驗教學(xué)是實施全面化學(xué)教育的有效形式,是課堂講授所不能代替的。 通過化學(xué)實驗教學(xué),不僅要傳授化學(xué)知識,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和科學(xué)素質(zhì)?!盵1]在整個大學(xué)實驗教學(xué)中,無機(jī)化學(xué)實驗占有很重要的地位,它不僅與無機(jī)化學(xué)理論聯(lián)系緊密,而且是后續(xù)實驗課的基礎(chǔ)。 然而,高職高專院校培養(yǎng)的是“應(yīng)用型人才”,針對其專業(yè)特點以及人才培養(yǎng)的目標(biāo)和規(guī)格,在實驗教學(xué)中,應(yīng)不斷更新實驗內(nèi)容,改革實驗教學(xué)方法,努力改善實驗條件,充分發(fā)揮實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、探究能力、創(chuàng)造能力方面的特殊功效。 近兩年來,我們借鑒了其他高校實驗課程改革的經(jīng)驗,結(jié)合高職高專類院校人才培養(yǎng)的目標(biāo)和特點,針對傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實驗課所反映出的種種弊端,對高職高專無機(jī)化學(xué)實驗課程改革進(jìn)行了探討,從教學(xué)理念、課程體系、教學(xué)方法、評價方法、管理制度等方面提出了無機(jī)化學(xué)實驗改革的具體措施。
在無機(jī)化學(xué)實驗課程教學(xué)中,應(yīng)始終貫徹綠色化學(xué)的理念[2]。 根據(jù)實驗?zāi)康?,在能達(dá)到同樣教學(xué)效果的前提下,應(yīng)盡量用低毒或無毒化學(xué)試劑替代有毒化學(xué)試劑,減少有毒物質(zhì)的使用和排放。 一些產(chǎn)生有毒氣體的實驗,通常都在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,應(yīng)盡可能設(shè)計成封閉式實驗,并將尾氣吸收或處理掉,改善實驗條件。 還要注意回收利用實驗廢液。 無機(jī)化學(xué)實驗的廢液主要是酸、堿及含汞、鉛、鎘、砷、氰等的化合物。 以往實驗后,都將其傾入廢液池,對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,現(xiàn)在應(yīng)采用酸堿中和法,盡量讓重金屬生成、沉淀,或加氧化劑和配合劑,將CN-離子等轉(zhuǎn)化。 對鉻廢液,用鐵氧化還原法處理效果良好,可以有效回收利用實驗產(chǎn)物或廢液。 這些都是實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的途徑。
微型化學(xué)實驗是綠色化學(xué)實驗的一種方法[3]。它具有節(jié)約試劑、減少環(huán)境污染、反應(yīng)快速、安全等特點。由于微型化實驗的成套儀器較貴,對于一般的高職高專院校來說,要完全實現(xiàn)無機(jī)化學(xué)實驗的微型化,還存在一定的困難,但在可能的實驗條件下,應(yīng)通過實驗裝置改造,使之趨于微型化。 對于大多數(shù)藥品制備及測定實驗而言,應(yīng)盡可能實現(xiàn)小型化,這樣不僅能減少用量、縮短實驗時間,而且還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。 對于有些合成產(chǎn)品實驗,因用量太少,無法進(jìn)行后續(xù)實驗,則仍采用常規(guī)實驗方法。
串聯(lián)實驗是綠色化學(xué)實驗的一項措施。 即通過調(diào)整實驗教學(xué)計劃,合理安排實驗項目和次序,充分利用相關(guān)反應(yīng),盡可能使第一反應(yīng)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)橄乱粋€實驗的反應(yīng)物,實現(xiàn)實驗的連續(xù)性。 它可以在一定程度上減輕對環(huán)境的污染,實現(xiàn)無機(jī)化學(xué)的綠色化。 例如,在鐵合成硫酸亞鐵的實驗后,緊接著安排由硫酸亞鐵制備凈水劑,并在現(xiàn)場把凈水劑用于生活實際,進(jìn)行環(huán)保教育。 學(xué)生用自己的產(chǎn)品制備出新產(chǎn)品,體驗到成功的喜悅,既增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣,提高了環(huán)保意識,也強(qiáng)化了綜合能力訓(xùn)練。
目前,中小學(xué)教材中已經(jīng)增加了雙語教學(xué)的內(nèi)容,不僅在附錄上列出了常見元素的中英文對照,而且在課文中也涉及相關(guān)的專業(yè)英文詞匯。 所以,無機(jī)化學(xué)實驗課程的教學(xué),應(yīng)該增加雙語教學(xué)的內(nèi)容。 為了緊扣新課標(biāo),在日常教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)有意識的向?qū)W生講授一些化學(xué)專業(yè)英文詞匯的用法、簡單化學(xué)用語的英語表達(dá), 以及化學(xué)英文句子的表述等。這樣即能讓學(xué)生深入了解了元素符號、專業(yè)代號的來源,又能引起學(xué)生的雙語教學(xué)意識。 這樣由少到多、逐步積累,讓學(xué)生能利用這些英文詞匯,查找相關(guān)文獻(xiàn)資料,獲得更廣泛的專業(yè)知識。
課程體系改革是化學(xué)實驗教學(xué)改革的核心,精選和確定較好的實驗內(nèi)容,并按教學(xué)規(guī)律、知識層次進(jìn)行科學(xué)組織,是搞好實驗教學(xué)的基礎(chǔ)。 不過,化學(xué)實驗教學(xué)的立足點必須從單純的驗證知識、傳授技能轉(zhuǎn)化為技能和素質(zhì)的綜合培養(yǎng)和訓(xùn)練,鼓勵學(xué)生發(fā)展個性、自主創(chuàng)新,構(gòu)建包括學(xué)生自主學(xué)習(xí)、多元化、開放式、探究式四個層次的化學(xué)實驗教學(xué)新體系。
著重傳授實驗基本知識、訓(xùn)練基本操作,旨在使學(xué)生掌握基本技能。 應(yīng)從無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實驗中精選一些具有代表性的實驗內(nèi)容,通過實驗,使學(xué)生的操作規(guī)范化、熟練化、標(biāo)準(zhǔn)化,培養(yǎng)學(xué)生求準(zhǔn)、求實、求真、創(chuàng)新的實驗素質(zhì)。
由制備與合成、分析測試、性質(zhì)表征等部分組成,旨在使學(xué)生掌握無機(jī)物的合成原理、技術(shù)及相關(guān)儀器、設(shè)備的安裝與操作方法、樣品的分析技能和數(shù)據(jù)處理方法。 應(yīng)突出教學(xué)對象的主動性和獨立性,提倡教學(xué)過程的個性化和多樣化。
在熟練掌握實驗的基本技能和基本操作規(guī)程的基礎(chǔ)上,以培養(yǎng)學(xué)生智能為主,突出綜合性和先進(jìn)性,集應(yīng)用性、研究性、技能性、多學(xué)科交叉滲透為一體,融物質(zhì)的合成與制備、復(fù)雜樣品的分離、提純與分析測試、結(jié)構(gòu)鑒定、性質(zhì)表征、應(yīng)用研究為一體。應(yīng)注重實驗的探究性,增加設(shè)計性和思考性,減少按方配藥式的操作步驟,積極引導(dǎo)學(xué)生將知識、技能向應(yīng)用能力轉(zhuǎn)化。
著重培養(yǎng)學(xué)生各種實驗技能和操作能力,實驗方法和路線的設(shè)計能力,實驗結(jié)果與分析、處理和表達(dá)能力等。 突出體現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),對學(xué)生進(jìn)行全面、綜合的應(yīng)用技能訓(xùn)練,使教、學(xué)、做融為一體。
傳統(tǒng)的實驗課教學(xué),往往是由教師課前準(zhǔn)備好實驗試劑、儀器,上課詳細(xì)講解原理、步驟、注意事項,再由學(xué)生按部就班地做。 這樣學(xué)生就處于被動地位,失去了自主學(xué)習(xí)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的機(jī)會。 應(yīng)當(dāng)改變這種陳舊的教學(xué)模式。目前,除了常規(guī)的講授法、啟發(fā)式教學(xué)法、演示法、練習(xí)法、實驗法等教學(xué)方法以外,新的教學(xué)方法的不斷涌現(xiàn)。 在無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中引入新的教學(xué)方法,推進(jìn)教學(xué)模式改革,有利于培養(yǎng)具有較強(qiáng)應(yīng)用能力的高素質(zhì)人才。
英國哲學(xué)家波蘭尼在《個體知識》一書中最早提出默會知識的概念和理論。 波蘭尼把人類大腦中的知識分為兩類: 明確知識和默會知識。 所謂明確知識,就是指可以言傳、可以用文字表述的知識。 而默會知識則是人們通過身體的感官或理性的直覺而獲得的知識,是從自然界、社會生活中生成的活性知識,是不能系統(tǒng)表述的那部分知識,是一種經(jīng)常使用卻又不能通過語言文字符號予以清晰表達(dá)或直接傳遞的知識[4]。 對于默會知識的傳承,最有效的方式就是師徒式教學(xué)法。
無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)過程正是很好的化學(xué)默會知識的學(xué)習(xí)環(huán)境,能讓學(xué)生獲得更多的默會知識。 這些知識也是實驗實訓(xùn)課程應(yīng)當(dāng)傳授給學(xué)生的主要知識。因此,無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)大力開展師徒式教學(xué)法。 在教學(xué)中,不能單獨依靠教師的講授,忽視學(xué)生的獨特個性,而必須要求教師“以人為本”,尊重學(xué)生主體,注重調(diào)動其已有的默會知識的全部積累,以融會貫通為主,輔以必要的方法引領(lǐng),讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中揣摩、體驗、內(nèi)化,進(jìn)而提高能力。 基于這種思考,我們將學(xué)生2~3 人分為一個實驗小組,教師深入每一組學(xué)生中, 手把手地指導(dǎo)和規(guī)范他們的操作方法,做示范,言傳身教,讓學(xué)生體會規(guī)范的實驗操作, 幫助學(xué)生加深理解其內(nèi)涵, 鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。 這樣的教學(xué)方法收到了良好的教學(xué)效果。 同學(xué)們對實驗教學(xué)的認(rèn)識以及實際動手操作能力都得到極大的提高。
在長期的教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn),有許多正常的實驗操作, 學(xué)生們經(jīng)過多次練習(xí)也達(dá)不到好的效果,而偶然一次沒有按操作步驟做,造成了一定的錯誤后果,反而使學(xué)生記憶深刻而長久。 由此,我們提出了體驗錯誤教學(xué)法。
體驗錯誤教學(xué)法主要包括兩個方面。 一方面,及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗教學(xué)中不小心出現(xiàn)的實驗錯誤,將其作為難得的鮮活的教學(xué)案例,不失時機(jī)地引導(dǎo)全體學(xué)生分析錯誤發(fā)生的原因、結(jié)果以及解決問題的方法。 另一方面,在做好保護(hù)的情況下,經(jīng)常設(shè)計一些讓學(xué)生體驗錯誤的教學(xué)過程,來增加學(xué)生的閱歷。 例如,在濃硫酸的稀釋中,要求只能把濃硫酸往水中傾倒,不能把水往濃硫酸里傾倒,以免酸液迸濺,造成燒傷。 在課堂上,我們讓學(xué)生帶上膠皮手套,用洗瓶向盛裝10 mL 濃硫酸的燒杯里擠入少量水,觀察酸液的迸濺。 這樣的實驗只做一次,就能讓學(xué)生們留下深刻記憶。 當(dāng)然,這樣做的前提是教師能夠控制其造成的危險,并事先做好保護(hù),保證安全。
在日常教學(xué)中,還有許多體驗錯誤教學(xué)法的應(yīng)用,例如炸裂試管、減壓抽濾倒吸、小型失火、微型爆炸等操作。 通過這些應(yīng)用實例,可以讓學(xué)生經(jīng)歷一次次精心設(shè)計的錯誤體驗過程,達(dá)到理解操作規(guī)程、掌握操作步驟及基本知識、提高處理突發(fā)事件的應(yīng)變能力的目的。
學(xué)生最終的實驗考核成績,應(yīng)根據(jù)每個實驗的平時成績和期末卷面成績綜合來定。 這樣可以激發(fā)學(xué)生平時學(xué)習(xí)的積極性,使他們高度重視每一個實驗。 平時成績的評定包括6 項內(nèi)容:(1)對于預(yù)習(xí)的評價;(2) 對實驗原理和基本知識理解和掌握程度的評價;(3)對實驗操作的評價;(4)對實驗結(jié)果的評價;(5)對實驗報告的書寫和完整性的評價;(6)對衛(wèi)生、紀(jì)律的評價。這種評價方法使學(xué)生不但注重學(xué)習(xí)的結(jié)果,而且注重學(xué)習(xí)的過程,可以有效避免一些學(xué)生平時不用功,臨時突擊復(fù)習(xí)、應(yīng)考現(xiàn)象的發(fā)生。
“開放實驗室”是高職院校實驗教學(xué)的一個發(fā)展趨勢,是我們今后努力的方向[5]。 因此,應(yīng)該改革現(xiàn)有的管理制度,創(chuàng)造開放條件,變實驗室以往僅供教師使用為學(xué)生隨時或定時使用,使學(xué)生將課堂實驗學(xué)習(xí)延伸至課外。 允許基礎(chǔ)差的同學(xué)從失敗中學(xué)習(xí); 允許基礎(chǔ)好的同學(xué)在完成基本實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上自選實驗項目,先由老師提出具體要求,再由學(xué)生獨立完成。 這樣做更有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,能夠有效挖掘?qū)W生的潛能,同時可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極態(tài)度,以及自主學(xué)習(xí)能力、探索能力、創(chuàng)新能力,全面提高學(xué)生的素質(zhì)。
加強(qiáng)高職高專實驗課程的教學(xué),給教師提出了更高的要求。在高職高專無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中,應(yīng)選擇具有基礎(chǔ)性和實用性的實驗內(nèi)容,以學(xué)生為主體,使學(xué)生充分發(fā)揮實踐動手能力、 探索能力和創(chuàng)新能力,成為合格的技術(shù)應(yīng)用型人才,從而滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對應(yīng)用型人才的需求。
[1] 戴安邦. 全面的化學(xué)教育和實驗室教學(xué) [J]. 大學(xué)化學(xué),1989(01):1-4.
[2] 白廣梅, 李英. 無機(jī)化學(xué)實驗的綠色化[J]. 實驗技術(shù)與管理, 2006(2):104-105.
[3] 李維峰, 張小華, 楊建軍, 等. 無機(jī)化學(xué)實驗微型化的研究[J]. 中醫(yī)教育, 2009(1):21-25.
[4] 邁克爾·波蘭尼. 個人知識[M]. 貴州: 貴州人民出版社,2000 年
[5] 劉素平, 劉素清. 高校實驗室開放初探 [J]. 陜西科技,2007(1):107-108.