徐懷春,茍 麗,周云波
(文山學(xué)院生化系,云南文山663000)
化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)專業(yè)和相關(guān)專業(yè)教育教學(xué)的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅可以鞏固學(xué)生在課堂所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論,訓(xùn)練基本的實(shí)驗(yàn)操作技能,形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,而且能較好地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維習(xí)慣,提高學(xué)生分析、比較、概括、綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科研訓(xùn)練的有效手段。
提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的永恒主題。
無論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課,均應(yīng)本著理論夠用,?;A(chǔ),重應(yīng)用,重學(xué)生能力培養(yǎng)的原則,堅(jiān)持高校性、地方性、專業(yè)性、應(yīng)用性、綜合創(chuàng)新性五位一體,整體設(shè)計(jì),獨(dú)立實(shí)施。①
根據(jù)不同的專業(yè)要求,制定可行的教學(xué)大綱。文山學(xué)院生化系有化學(xué)本專科專業(yè)、食品科學(xué)與工程本專科專業(yè)、生物學(xué)本??茖I(yè)、礦物加工專科專業(yè)、綜合理科專業(yè)等?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)涉及的有理科及工科專業(yè)、有師范與非師范專業(yè),要求比較復(fù)雜。
實(shí)驗(yàn)堅(jiān)持“理論夠用,?;A(chǔ),重應(yīng)用,重學(xué)生能力培養(yǎng)”的思路制定可行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。
無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),分析化學(xué)實(shí)驗(yàn),物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)被稱為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的四大支柱。
無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)在于打牢基礎(chǔ),培養(yǎng)習(xí)慣,初步培養(yǎng)化學(xué)思維方式方法。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)在于養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和初步開展學(xué)生生產(chǎn)科研訓(xùn)練。
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和踏實(shí)的作風(fēng),樹立量的準(zhǔn)確概念和生產(chǎn)技術(shù)訓(xùn)練。
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)側(cè)重點(diǎn)在于思維方式方法的培養(yǎng),技術(shù)訓(xùn)練及生產(chǎn)應(yīng)用研究。
同一課程,不同的專業(yè)要求與側(cè)重點(diǎn)也不一樣。
師范類的專業(yè),側(cè)重于基本操作與方法訓(xùn)練,而應(yīng)用類的工科專業(yè)側(cè)重應(yīng)用訓(xùn)練。
1.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇的靈活性
根據(jù)不同的專業(yè)設(shè)計(jì)所需的實(shí)驗(yàn)。制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí),多設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn),讓相關(guān)教師選擇時(shí)有較大的靈活性,有利于執(zhí)行。1.3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇的創(chuàng)新性
在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法上重視創(chuàng)新。
如根據(jù)辦學(xué)需要增設(shè)內(nèi)容。文山學(xué)院辦學(xué)目標(biāo)就是為當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)教育、經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)人才和提供技術(shù)支持。所以,生化系結(jié)合專業(yè)實(shí)際增設(shè)相應(yīng)的內(nèi)容。
在選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與項(xiàng)目時(shí),要求各實(shí)驗(yàn)教師不僅要考慮專業(yè)所需,還要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的需求以及學(xué)生就業(yè)所需,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇要具有創(chuàng)新性。如在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中開設(shè)文山州礦產(chǎn)品綜合開發(fā)利用等實(shí)驗(yàn);在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,訓(xùn)練天然產(chǎn)物的提取時(shí),內(nèi)容選擇三七皂甙的提取、野蕎麥花中蘆丁的提取、染飯花(山藍(lán))及九頭獅子草(爵床科九頭獅子草)等色素的提取等實(shí)驗(yàn);在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,內(nèi)容則選擇文山州典型礦物分析等實(shí)驗(yàn)。
從實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、開設(shè)、收整等各個(gè)環(huán)節(jié)重視安全教育。如藥品的規(guī)范保管,實(shí)驗(yàn)室的安全管理做到有章可循,管理規(guī)范。這為教學(xué)、科研奠定了一定的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)范管理無小事。
細(xì)節(jié)決定成敗,養(yǎng)成教育是人的素質(zhì)教育的主要內(nèi)容。文山學(xué)院在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中歷來重視養(yǎng)成教育,為學(xué)生將來能較好地適應(yīng)社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。良好的養(yǎng)成教育包括良好的行為習(xí)慣、良好的思維習(xí)慣、良好的合作精神等。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)都能很好培養(yǎng)學(xué)生的能力。因此,必須重視各環(huán)節(jié)的教學(xué)。
以化學(xué)教育專業(yè)為例,學(xué)生成績?cè)u(píng)定,平時(shí)占70%,期末考試占30%,其中平時(shí)成績的70%,又按每個(gè)實(shí)驗(yàn)5分來評(píng)定,這5分包括了預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。
其它相關(guān)專業(yè)也如此執(zhí)行。
這對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)、能力培養(yǎng)是十分有效的。
在開設(shè)實(shí)驗(yàn)前,必須制定整個(gè)學(xué)期甚至是整個(gè)學(xué)年的開設(shè)計(jì)劃。
在開設(shè)每個(gè)實(shí)驗(yàn)前,教師必須做到準(zhǔn)備充分。即做到實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)試劑準(zhǔn)備充分,認(rèn)真完成預(yù)備試驗(yàn)—找出影響實(shí)驗(yàn)完成的各種因素,探索實(shí)驗(yàn)成功的條件,做到實(shí)驗(yàn)安全、可靠,重現(xiàn)性好。
這是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要保證,也是教師提高教育教學(xué)水平的有效途徑。
對(duì)于學(xué)生,要求做好預(yù)習(xí)。教師必須提前一周把實(shí)驗(yàn)開設(shè)告知學(xué)生。學(xué)生必須認(rèn)真閱讀有關(guān)實(shí)驗(yàn)教材和參考資料,查閱相關(guān)文獻(xiàn),明確該實(shí)驗(yàn)的目的要求和內(nèi)容,可能遇到的各種各樣的問題,實(shí)驗(yàn)操作方法及有關(guān)注意事項(xiàng),寫出簡潔的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。做到胸有成竹,不預(yù)習(xí)者不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,杜絕學(xué)生因不預(yù)習(xí)而導(dǎo)致照方抓藥而達(dá)不到實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的目的要求。
這為實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)。
2.2.1 實(shí)驗(yàn)講解要精
實(shí)驗(yàn)教師主要講實(shí)驗(yàn)的原理,引導(dǎo)學(xué)生分析影響試驗(yàn)成敗的各種因素,強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng)。
2.2.2 規(guī)范示范
對(duì)于學(xué)生未接觸過的基本操作,實(shí)驗(yàn)原理、儀器安裝等,教師應(yīng)規(guī)范示范。這是養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的開端。
規(guī)范示范,精講多練是實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須遵循的原則。
文山學(xué)院生化系現(xiàn)有具有實(shí)驗(yàn)的專業(yè)多達(dá)13個(gè),教師相對(duì)較少,而且年輕教師較多,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏。主要通過如下方法強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔導(dǎo)。
2.3.1 強(qiáng)化對(duì)年青教師的培養(yǎng)
對(duì)新分到生化系從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師,均采取傳、幫、帶的辦法進(jìn)行培養(yǎng),取得較好的效果。年青教師均能很快地適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,其理論水平、分析問題解決問題的能力、動(dòng)手操作能力也較快提高。
2.3.2 強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的輔導(dǎo)
要求教師強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)糾正,認(rèn)真輔導(dǎo)。這是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的根本保證。
無論是老教師,還是年輕教師,均必須在認(rèn)真完成預(yù)備實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)探索,尋找實(shí)驗(yàn)成敗的因素,為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。這是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。
實(shí)驗(yàn)教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告全批全改。教師必須認(rèn)真總結(jié),及時(shí)糾正,以提升教育教學(xué)質(zhì)量。
對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)均采取過程評(píng)價(jià),而且做到科學(xué)公平。
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)必須堅(jiān)持不懈。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種分析器,引導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行每一步操作時(shí),認(rèn)真思考它的要領(lǐng)、目的以及可能發(fā)生的現(xiàn)象等,并仔細(xì)地觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析、比較,理論聯(lián)系實(shí)際,得出結(jié)論。不能照方抓藥,不動(dòng)腦筋。教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)要勤,要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、并糾正問題,才能培養(yǎng)好學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。
觀察是人們認(rèn)識(shí)客觀世界本質(zhì)的橋梁,是發(fā)現(xiàn)真理的途徑。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要認(rèn)真引導(dǎo),學(xué)生要認(rèn)真操作,仔細(xì)觀察并翔實(shí)記錄相關(guān)現(xiàn)象;遇到反?,F(xiàn)象或疑難問題時(shí),引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真思考,幫助學(xué)生解決問題。
教師可在保證安全的前提下,故意設(shè)計(jì)一定的條件,使學(xué)生實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)反?,F(xiàn)象,讓學(xué)生去觀察、分析。如苯比較穩(wěn)定,不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng),但試驗(yàn)中,酸性高錳酸鉀溶液中加入笨,水浴加熱時(shí),紫紅色會(huì)退去。為什么?
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié),去偽存真,得出規(guī)律,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、文章是教師、學(xué)生和自然科學(xué)研究工作者應(yīng)具備的能力。
通過規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫訓(xùn)練來進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生能力。
教師必須嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,認(rèn)真組織教學(xué)。而且努力做好知識(shí)遷移轉(zhuǎn)化工作,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力。
如在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師可結(jié)合本地礦產(chǎn)資源較豐富的條件設(shè)計(jì),從冶煉廢礦渣中制備五水硫酸銅等實(shí)驗(yàn)。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師可設(shè)計(jì)從野生八角中提取蒙草酸。
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師可設(shè)計(jì)銅礦、銻礦、精鉛礦、鎢礦的成分分析測量等。
食品加工實(shí)驗(yàn)中,教師可設(shè)計(jì)民族風(fēng)味食品的開發(fā)研究等。
通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),不但培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析問題、解決問題的能力,而且還拓寬學(xué)生的視野,也幫助教師完成了科研課題申報(bào)的前期準(zhǔn)備工作。
每位實(shí)驗(yàn)教師可以結(jié)合自己的教學(xué)科研設(shè)計(jì)一定的小課題讓學(xué)生利用課余時(shí)間完成。這可以彌補(bǔ)沒有開放實(shí)驗(yàn)室的不足,有可培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
有條件時(shí),讓學(xué)生到企業(yè)、野外等參加一定的生產(chǎn)勞動(dòng)、見習(xí)實(shí)習(xí)以強(qiáng)化能力培養(yǎng)。
教師把學(xué)生分成幾個(gè)小組,讓他們控制一定的實(shí)驗(yàn)條件或采取不同的方法完成同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
如有機(jī)合成,天然產(chǎn)物的提取等實(shí)驗(yàn),教師可根據(jù)正交試驗(yàn)的要求來設(shè)計(jì)、探索實(shí)驗(yàn)條件和最佳工藝路線等。學(xué)生思路打開了,通過交流產(chǎn)生了智慧。
如要求教師力所能及地修理使用準(zhǔn)備報(bào)廢的儀器,從而灌輸節(jié)約的思想。
通過采用本地易獲得的實(shí)驗(yàn)材料來代替昂貴的實(shí)驗(yàn)試劑,實(shí)驗(yàn)微型化、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)創(chuàng)新等培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
教書是手段,育人是根本。實(shí)驗(yàn)課不僅要向?qū)W生傳授知識(shí)和技能,同時(shí)還要對(duì)學(xué)生進(jìn)行作風(fēng)、品德、意志、紀(jì)律、合作、安全等教育,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、一絲不茍的治學(xué)方略,養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,完成培養(yǎng)合格人才的任務(wù)。
實(shí)驗(yàn)教材只是讓學(xué)生閱讀的主要教學(xué)參考資料。大學(xué)大在大師、大智慧。學(xué)生學(xué)習(xí)的應(yīng)該是教師的智慧、教師的治學(xué)態(tài)度、教師分析問題、解決問題的思路和方法、教師的ideal。
學(xué)習(xí)使人智慧、動(dòng)手使人靈巧、寫作使人聰明、智慧。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀大量相關(guān)的材料來豐富自己的知識(shí)。
教師必須充分利用一切可以利用的資源,特別是利用多媒體的輔助教學(xué)手段給學(xué)生提供更多的信息、更多思考問題的思路、更多解決問題的方法。
教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體需要,在嚴(yán)格執(zhí)行教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上靈活使用教材。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須滲透環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)教育?;瘜W(xué)家不僅能帶來物質(zhì)和能量的財(cái)富,同時(shí)也應(yīng)該成為環(huán)境保護(hù)的友好使者。如講農(nóng)藥及相關(guān)有機(jī)物合成時(shí),可結(jié)合文山學(xué)院生化系開發(fā)氨基酸金屬螯和物來補(bǔ)充,還必須補(bǔ)充生物防治、基因科技繁殖等綜合防治。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),除考慮學(xué)校教學(xué)條件、學(xué)生能力、專業(yè)要求及能力培養(yǎng)外,還要考慮滲透環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)的需要。如選擇氧化劑時(shí),進(jìn)可能不選重鉻酸鉀,而選擇次氯酸或高錳酸鉀。②
利用學(xué)生做公共清潔的機(jī)會(huì)教會(huì)學(xué)生如何處理實(shí)驗(yàn)廢棄物,滲透資源的綜合利用及環(huán)境保護(hù)意識(shí)。這是課堂教學(xué)的延伸。
在進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要強(qiáng)化化學(xué)知識(shí)來源于生活,化學(xué)知識(shí)服務(wù)于生活的基本理念。既可以理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的,還能培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。
如設(shè)計(jì)烷烴、烯烴、芳香烴實(shí)驗(yàn)時(shí),要補(bǔ)充日常燃料的內(nèi)容,滲透低碳、環(huán)保的生化理念與實(shí)踐。
設(shè)計(jì)類脂類化合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該補(bǔ)充講解中國人食用油脂、營養(yǎng)均衡的問題,補(bǔ)充講解如何通過食物來補(bǔ)充各種維生素的問題。補(bǔ)充講解通過高級(jí)烷烴氧化值得相應(yīng)的高級(jí)脂肪酸來制備肥皂,解決與生活爭油脂的問題。
設(shè)計(jì)糖類、蛋白質(zhì)、核酸等實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該補(bǔ)充糖尿病的發(fā)病的原因、治療的原則等,補(bǔ)充如何食補(bǔ)各種營養(yǎng)物質(zhì)等。還原化學(xué)的本來。
設(shè)計(jì)綜合類實(shí)驗(yàn)時(shí),要考慮資源的綜合利用、可持續(xù)利用。[1]
教學(xué)有法、無定法、貴在得法。
教師應(yīng)根據(jù)不同的專業(yè)、不同的實(shí)驗(yàn)、不同年級(jí)的學(xué)生實(shí)際選擇不同的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。
多媒體只是教學(xué)的一種輔助手段。在教學(xué)中,利用多媒體盡可能地提供更多的思路、方法、信息,補(bǔ)充傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不能完成的內(nèi)容,解決可能帶來的安全問題。
如瓦爾登翻轉(zhuǎn)的教學(xué),各種基團(tuán)的轉(zhuǎn)化,各種反應(yīng)的可能機(jī)理等,通過多媒體演示效果就比較好。瓦斯爆炸若用多媒體演示,不但效果震撼,而且安全。[2]
根據(jù)不同專業(yè)需要制定相應(yīng)的課程目標(biāo)、組織有能力的實(shí)驗(yàn)課程組編寫出實(shí)用的教材。
通過強(qiáng)化校際合作、院所合作、學(xué)科學(xué)術(shù)活動(dòng)等多途徑培養(yǎng)教師,提高教師的學(xué)術(shù)、科研水平,從而提高實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)質(zhì)量。
應(yīng)加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地規(guī)范建設(shè)的投入,保證實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的需要。
注 釋:
① 文山學(xué)院生化系各專業(yè)的教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃。
② 高占先.《有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)精品課程》輔導(dǎo),2010年9月,全國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心,http://www.enetedu.com。
[1]徐懷春,機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究[J].價(jià)值工程,2010,(12):226.
[2]徐懷春,解成駿.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)教學(xué)研究[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(增),2009,(1):148 -151.