摘要:以物質(zhì)制備(純化)—分析表征—性質(zhì)及性能測試為主線,構(gòu)建實驗化學(xué)課程新體系。按化學(xué)一級學(xué)科分別設(shè)置制備實驗室、分析實驗室、測試實驗室和創(chuàng)新實驗室,構(gòu)建基礎(chǔ)—提高—設(shè)計創(chuàng)新三層次實驗體系,改革實驗教學(xué)內(nèi)容,注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng),切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。新的化學(xué)實驗室設(shè)置方案具有首創(chuàng)性。
關(guān)鍵詞:實驗教學(xué) 實驗室設(shè)置 課程體系 實驗化學(xué)
中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(b)-0000-00
高校教學(xué)實驗室在提高學(xué)生綜合素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面具有十分重要的地位和作用[1,2]。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科, 如何構(gòu)建一個科學(xué)、規(guī)范、和諧的現(xiàn)代化的化學(xué)實驗室, 為培養(yǎng)人才服務(wù), 是高校化學(xué)教育工作者研究的重要課題, 也是化學(xué)實驗教學(xué)改革的重點。近年來, 長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院在完善管理制度的基礎(chǔ)上, 從化學(xué)實驗課程體系、實驗室設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容改革等方面進行了有益的探索與嘗試, 收到了較好的效果。
1 優(yōu)化實驗教學(xué)體系,科學(xué)設(shè)置實驗室
目前, 許多高校的化學(xué)類專業(yè)都把四大化學(xué)實驗合并, 建立了一級學(xué)科的大學(xué)化學(xué)實驗[3,4], 鼓勵優(yōu)秀的教師到實驗中心作專職實驗指導(dǎo)教師。我院從2009年開始,將原來獨立設(shè)課的《無機及分析化學(xué)實驗》、《有機化學(xué)實驗》、《物理化學(xué)實驗》等課程作全面的調(diào)整,統(tǒng)一整合為一門課程《實驗化學(xué)》。按化學(xué)一級學(xué)科,以物質(zhì)制備(純化)—分析表征—性質(zhì)及性能測試為主線構(gòu)建實驗體系,減少原設(shè)課程不必要的重復(fù),提高學(xué)生對化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)興趣和獨立獲取知識的能力。
據(jù)調(diào)查,國內(nèi)高?;瘜W(xué)實驗室的設(shè)置一般是根據(jù)化學(xué)二級學(xué)科的名稱來定的,如無機化學(xué)實驗室、有機化學(xué)實驗室、分析化學(xué)實驗室、物理化學(xué)實驗室等,這本身就與新的化學(xué)實驗體系相矛盾。為此,我們利用新建化學(xué)實驗室的契機,大膽改革,將新的化學(xué)實驗室分別命名為:制備實驗室、分析實驗室、測試實驗室和創(chuàng)新實驗室,以滿足新的化學(xué)實驗教學(xué)體系的要求。制備實驗室主要開設(shè)物質(zhì)制備實驗,以有機合成實驗為主,也包括一些無機制備實驗,如微波法合成磷酸鋅、聚硅酸鐵的制備等;分析實驗室主要開設(shè)分析、表征實驗,以無機及分析化學(xué)實驗為主,也包括儀器分析和有機分析實驗內(nèi)容;測試實驗室主要開設(shè)物性參數(shù)測試實驗,主要為物理化學(xué)實驗內(nèi)容,也包括一些無機化學(xué)實驗和性能測試實驗,如聚硅酸鐵的絮凝性能評價等。創(chuàng)新實驗室則主要依托教師的科研項目和大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目,開設(shè)研究性實驗。
2 以人為本,構(gòu)建三層次實驗教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)觀念是實驗室建設(shè)的先導(dǎo)。通過多次調(diào)研和交流, 樹立了以人為本,著重培養(yǎng)能力、全面提高素質(zhì)和以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實驗教學(xué)觀念[5]。在確定新的實驗教學(xué)體系和實驗室設(shè)置方案的基礎(chǔ)上,精心選取具有層次特征明顯的實驗教學(xué)內(nèi)容,以利于各實驗室教學(xué)工作的順利開展。
本著基礎(chǔ)、提高、創(chuàng)新的原則,根據(jù)實驗性質(zhì)、對象及培養(yǎng)目標,將實驗內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)、提高及設(shè)計創(chuàng)新性實驗三個層次,從而使實驗教學(xué)內(nèi)容更具科學(xué)性、綜合性和前瞻性。其中基礎(chǔ)性實驗為驗證性實驗和基本技能訓(xùn)練實驗, 主要培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗的基本技能;提高性實驗主要包括:合成、分離、表征、物性參數(shù)測試等多元實驗??梢耘囵B(yǎng)學(xué)生綜合運用這一層次中所涉及的基本知識、基本技能, 并培養(yǎng)他們分析和解決復(fù)雜問題的能力。設(shè)計創(chuàng)新性實驗則是在基礎(chǔ)性、提高性實驗的基礎(chǔ)上由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案,在教師指導(dǎo)下,獨立完成實驗任務(wù)。既補充一些先進的、有代表性的實驗內(nèi)容, 又增加一些從科研成果轉(zhuǎn)化而來的新技術(shù)含量高的實驗。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,提高了學(xué)生的實驗興趣,又鍛煉培養(yǎng)了一批實驗教學(xué)骨干,他們除了對本實驗教學(xué)過程熟悉外,還需要了解整個實驗系統(tǒng)的思想內(nèi)容設(shè)置,了解高校實驗教學(xué)動態(tài),了解最新科技的化學(xué)本質(zhì)。要求以實驗為載體,最大限度地挖掘?qū)W生的知識潛力。 實驗內(nèi)容安排可以打破傳統(tǒng)的順序,按不同的實驗技能培養(yǎng)要求,按內(nèi)容分為若干階段,對實驗教學(xué)進行總體設(shè)計,對陳舊的知識進行更新,對重復(fù)的內(nèi)容進行重組,以達到提升實驗起點,優(yōu)化實驗教學(xué)的目的。
3 改革教學(xué)內(nèi)容, 注重能力培養(yǎng)
實驗教學(xué)改革的重點是實驗教材、內(nèi)容、方法和手段的更新。在精選實驗項目的同時, 對傳統(tǒng)實驗項目的內(nèi)容也進行一定的了改進, 改變實驗教材多年不變的做法, 注重內(nèi)容的整合, 刪除一些陳舊的內(nèi)容, 補充一些先進的、有代表性的實驗內(nèi)容, 增加一些從科研成果轉(zhuǎn)化來的技術(shù)含量高的實驗內(nèi)容,充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)和實驗手段, 增強實驗效果, 努力提高學(xué)生的實驗?zāi)芰途C合素質(zhì)。強調(diào)新內(nèi)容必須具有啟發(fā)性, 給學(xué)生留有一定的思維空間。如有機化學(xué)實驗中苯甲酸的制備, 我們在對甲苯用高錳酸鉀進行氧化的實驗中加入相轉(zhuǎn)移催化劑,使反應(yīng)時間由4~5小時縮短為1小時,并且增加微波加熱的對比實驗,大大加強了實驗效果,學(xué)生對相轉(zhuǎn)移催化劑的作用和微波加熱的效率有了更清晰的認識。此外,及時將教師的科研項目和成果引入實驗項目中,使學(xué)生了解科技的一些前沿知識,可讓學(xué)生進行其中部分實驗工作,這也是對教師能力較好的展示。經(jīng)過細心挑選,選擇了“咪唑啉季銨鹽表面活性劑的合成”、“醛酮胺縮合物的合成” 等源自教師的科研成果及科研項目的實驗內(nèi)容。實驗過程中學(xué)生始終保持很高的學(xué)習(xí)興趣,獨立創(chuàng)造欲望非常強烈,學(xué)生不斷要求增加這種實驗。增加該類實驗的作用與目的主要在于,同一實驗可同時運用幾種實驗方案和方法,達到同一目的并可制備出系列產(chǎn)品,使學(xué)生掌握化合物的結(jié)構(gòu)對性能的影響,促使學(xué)生從理論上分析,并用其指導(dǎo)實驗,提高了學(xué)生的求知欲和對實驗課的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生敢于創(chuàng)新的思想。
總之,新的實驗化學(xué)課程體系和實驗室設(shè)置方案徹底打破了二級學(xué)科的限制,按化學(xué)一級學(xué)科分別設(shè)置制備實驗室、分析實驗室、測試實驗室和創(chuàng)新實驗室,構(gòu)建基礎(chǔ)—提高—設(shè)計創(chuàng)新三層次實驗體系,改革實驗教學(xué)內(nèi)容,注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),切實提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。在2010年湖北省化學(xué)實驗技能竟能競賽中,長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院學(xué)子取得優(yōu)異成績,位居同類高校第一名。
參考文獻
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