崔京珍
(湖南文理學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,湖南 常德 415000)
非化學(xué)專業(yè)大一基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革
崔京珍
(湖南文理學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,湖南 常德 415000)
針對生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)、食品科學(xué)與工程、動物科學(xué)、水產(chǎn)科學(xué)等非化學(xué)專業(yè)新生動手能力差、實踐基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)化學(xué)積極性不高的問題,在建立新的實驗教學(xué)體系的基礎(chǔ)上,提出以下4點改革措施:選擇合適的教材,精簡、優(yōu)化、重組實驗內(nèi)容;注重基本實驗技能的培養(yǎng);養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和培養(yǎng)科學(xué)的思維方式;建立全面靈活科學(xué)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗考核體系。實踐表明,基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革的開展,對提高學(xué)生實踐能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力有積極的推動作用,同時能提升教師實踐課程的教學(xué)質(zhì)量。
大一;非化學(xué)專業(yè);基礎(chǔ)化學(xué)實驗;教學(xué)改革
基礎(chǔ)化學(xué)實驗是進入大學(xué)的第一門公共基礎(chǔ)實驗課程,是動物、水產(chǎn)、食品、農(nóng)學(xué)、生物科學(xué)等各類非化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)工作的重要組成部分,在培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、分析問題能力、科學(xué)的思維方式和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、良好的實驗習(xí)慣等方面起著不可替代的作用,也是培養(yǎng)學(xué)生研究能力和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑,能為其后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)[1-2]。但是,對于深受應(yīng)試教育影響的非化學(xué)專業(yè)大一學(xué)生來說,動手能力差、實踐基礎(chǔ)薄弱、機械被動接受化學(xué)教育、無法及時感知化學(xué)基礎(chǔ)實驗課對專業(yè)課學(xué)習(xí)的重要性,通常認為化學(xué)理論課學(xué)時多、難度大,僅為考試而學(xué)化學(xué)[3]。針對這些非化學(xué)類專業(yè)大一學(xué)生出現(xiàn)的問題,依據(jù)專業(yè)特色和現(xiàn)有的實驗教學(xué)條件及基礎(chǔ),湖南文理學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院提出,在借鑒傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)實驗課教學(xué)模式基礎(chǔ)上,對基礎(chǔ)化學(xué)實驗實施重組和融合,避免重復(fù),增加探索綜合性實驗,完善考核方式,重點培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗知識和技能、養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,端正學(xué)風(fēng),同時改變基礎(chǔ)化學(xué)實驗從屬于理論課教學(xué)的認識誤區(qū)。
基礎(chǔ)化學(xué)實驗課是大一新生進入大學(xué)的第一門實驗課,由于高中階段學(xué)生很少動手做實驗,實驗基礎(chǔ)多停留在應(yīng)試水平,進入大學(xué)后,理論課課時多、壓力大,對實驗課的重視程度不足[4]。主要有以下4點表現(xiàn):1)非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生不知道學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)實驗的原因,被動接受老師安排的實驗,并且重理論輕實驗,以考試及格為第一要求;2)不了解化學(xué)實驗室及實驗室規(guī)則,很多學(xué)生甚至是第一次進實驗室,實踐操作幾乎是零基礎(chǔ);3)不清楚什么是化學(xué)實驗,缺乏主動學(xué)習(xí)操作的過程,只是簡單、機械模仿老師操作,以實驗現(xiàn)象與理論結(jié)果一致及出現(xiàn)預(yù)期實驗數(shù)據(jù)來衡量實驗的成敗,并期望獲得高分;4)不主動思考,幾次實驗課后,對實驗課程失去興趣,甚至厭倦,用敷衍的態(tài)度對待實驗課,造成個人基礎(chǔ)實驗技能得不到提高,影響以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)。
目前非化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程的教學(xué)也存在以下兩點不足:1)課程任務(wù)仍停留在傳授知識、驗證理論、培養(yǎng)基本實驗技能方面,在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究意識和實踐創(chuàng)新能力方面還有明顯不足,甚至比較薄弱;2)實驗教學(xué)方法仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,無論何種實驗類型,教師首先從實驗?zāi)康?、原理、試劑儀器、方法步驟、結(jié)果處理等方面講解示范,然后學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書和教師講解的實驗方法和步驟,在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗,撰寫實驗報告,完成實驗課的學(xué)習(xí)。這樣,教師仍處于主動傳授知識的角色,學(xué)生被動機械地接受實驗的訓(xùn)練,無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,不利于基本實驗技能的培養(yǎng),更談不上科學(xué)思維方法、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
針對上述非化學(xué)專業(yè)大一基礎(chǔ)化學(xué)實驗的問題,我們提出第一學(xué)期主要訓(xùn)練學(xué)生的基本實驗操作技能,熟練操作、進行簡單化合物分離提純實驗,培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣。第二學(xué)期主要學(xué)習(xí)滴定、合成和適合專業(yè)特點的綜合性實驗,并將實驗與應(yīng)用和科學(xué)研究相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度、綜合應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)新能力。培養(yǎng)模式循序漸進、由淺入深、由基礎(chǔ)到專業(yè),不斷提高。
2.1 選擇合適的教材,精簡、優(yōu)化、重組實驗內(nèi)容
盡管高?;A(chǔ)化學(xué)課程在不斷地推進改革,但由于各高校實際情況不同,改革成效差異較大。非化學(xué)專業(yè)大一新生入校后,在第一個學(xué)期仍要同時學(xué)習(xí)無機及分析化學(xué)和有機化學(xué)兩門理論課及兩門實驗課,化學(xué)課程的學(xué)習(xí)任務(wù)過于集中繁重,不及格率相對較高,這也是學(xué)生厭倦化學(xué)的重要原因。
針對上述問題,我們首先要改革培養(yǎng)方案,更新教學(xué)內(nèi)容,精選教材,將非化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)課,根據(jù)各自專業(yè)特點,建立新的實驗教學(xué)體系,具體措施有以下3點。1)根據(jù)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展及各相關(guān)學(xué)科和專業(yè)對化學(xué)實驗教學(xué)的要求,以能力培養(yǎng)為核心,結(jié)合理論教學(xué),優(yōu)化和重組傳統(tǒng)4大化學(xué)(無機、有機、分析和物理化學(xué)),整合為基礎(chǔ)化學(xué)和基礎(chǔ)化學(xué)實驗,基礎(chǔ)化學(xué)實驗主要包括普通化學(xué)、分析化學(xué)和有機化學(xué)實驗[2,5]。將無機及分析化學(xué)和實驗調(diào)整在新生入學(xué)第一學(xué)期學(xué)習(xí),有機化學(xué)及實驗調(diào)整在第二個學(xué)期學(xué)習(xí),在實驗課時有限的情況下,加以整合,改變原有實驗課各自獨立設(shè)課[6],實驗內(nèi)容分割,實驗項目重復(fù)開出,實驗效率低的狀況,如無機實驗和有機實驗室的一般知識,無機實驗與分析實驗中的滴定操作,無機實驗與有機實驗中的蒸餾回流操作等[7]。2)注重實驗內(nèi)容的更新,在實驗內(nèi)容的選擇和設(shè)計上,注重化學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物科學(xué)、動物科學(xué)、水產(chǎn)、食品科學(xué)與工程等專業(yè)的交叉融合,減少適合化工類專業(yè)的相關(guān)合成實驗的內(nèi)容。3)確立多層次實驗教學(xué)新體系,首先是加強基礎(chǔ)實驗知識和技能的實驗教學(xué),其次是綜合性實驗內(nèi)容,適當(dāng)增加研究性實驗教學(xué)內(nèi)容,按學(xué)習(xí)規(guī)律由簡到難,循序漸進,增強學(xué)生的主動性和對基礎(chǔ)化學(xué)實驗課的興趣。
通過優(yōu)化重組精選實驗內(nèi)容,精選合適的教材,理清教學(xué)思路,使基礎(chǔ)化學(xué)實驗由難變易,并且與非化學(xué)專業(yè)、科研和社會應(yīng)用相結(jié)合,在學(xué)生掌握基本實驗知識和技能的同時,形成正確的學(xué)習(xí)觀念和科學(xué)的思維方式。
2.2 注重基本實驗技能的培養(yǎng)
大學(xué)一年級基礎(chǔ)化學(xué)實驗的基本實驗技能包括:基本儀器的操作技能、保證實驗室安全的技能、分析與表達基本數(shù)據(jù)的技能、規(guī)范實驗記錄技能等[4]?;緦嶒灱寄艿恼莆占傲己玫膶嶒灹?xí)慣的形成并非一日之功,需要連續(xù)不斷的強化訓(xùn)練。通過系統(tǒng)學(xué)習(xí),由簡到繁,循序漸進,反復(fù)練習(xí)。
1)將實驗預(yù)習(xí)及實驗準備列入實驗內(nèi)容。將學(xué)生分成小組,實驗前,輪流到實驗室準備實驗,全面了解實驗過程、培養(yǎng)高度責(zé)任感和正確學(xué)習(xí)觀,同時提高學(xué)生動手能力。
2)基本實驗技能和基本儀器操作技能的培養(yǎng)。基本的實驗技能和操作,一方面要堅持傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容,如玻璃儀器洗滌、物質(zhì)稱量(電子天平的應(yīng)用)、溶液配制、滴定操作、物質(zhì)分離提純、電導(dǎo)儀及分光光度計的使用等;另一方面要結(jié)合多媒體教學(xué),從玻璃儀器的清點和清洗開始,教師示范常見的儀器后,可通過多媒體展示一些不常見、少開的、危險及有毒害、貴重的儀器及試劑操作,通過視頻、圖片、動畫更形象生動地展示操作技能,增強基礎(chǔ)實驗操作的趣味性,擴大學(xué)生視野,提高學(xué)生觀察能力和應(yīng)變能力。
3)實驗數(shù)據(jù)的記錄、分析和實驗報告的填寫。實驗數(shù)據(jù)分析能力是考查學(xué)生綜合運用知識能力和嚴謹學(xué)習(xí)態(tài)度的重要指標。在實驗過程中將實驗原始數(shù)據(jù)記入實驗報告中,教師指導(dǎo)檢查后方可結(jié)束實驗,保證數(shù)據(jù)的客觀真實性。要求學(xué)生獨立完成實驗報告,不得抄襲,改變以往實驗報告千篇一律的狀況。允許學(xué)生在實驗過程中出錯,不能以實驗數(shù)據(jù)與預(yù)期結(jié)果的一致程度衡量學(xué)生實驗成敗的標準,客觀看待實驗結(jié)果的不理想。如果實驗結(jié)果不理想,要求學(xué)生分析原因,獲得分析問題的能力也能得到好的成績。
4)實驗室衛(wèi)生、安全和實驗室規(guī)則。實驗室規(guī)則、實驗室衛(wèi)生及安全狀況是學(xué)生掌握基本實驗技能和培養(yǎng)良好實驗習(xí)慣的重要標準之一。以科學(xué)的管理制度來規(guī)范實驗室的一切活動,使學(xué)生在實驗過程中建立起規(guī)則意識。如分組做實驗室衛(wèi)生必須覆蓋所有同學(xué),沒有特例。值日生徹底做衛(wèi)生,這是實驗室制度而不能主觀判斷其是否該做。平時實驗要特別注重和強調(diào)實驗室水、電各方面的安全,全部責(zé)任到人。這些技能都要納入考核制度中。
2.3 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)
在實驗教學(xué)中,逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研意識,要讓學(xué)生按照科學(xué)家認識世界的方法學(xué)習(xí)、思考、判斷和解決問題。培養(yǎng)科學(xué)的思維和態(tài)度要從細節(jié)和小處著眼。
1)正確對待實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果。實事求是地記錄實驗結(jié)果和處理實驗數(shù)據(jù),實驗記錄必須規(guī)范,不可修改實驗原始數(shù)據(jù)和抄襲他人實驗數(shù)據(jù)。允許實驗失敗,不丟棄、不放置失敗的實驗結(jié)果,重視實驗報告中的結(jié)果,培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的探索方法及解決問題的途徑和能力。
2)安排綜合性實驗。綜合性實驗不是實驗方法的簡單搬遷,而是將非化學(xué)專業(yè)的專業(yè)特點和四大化學(xué)的基本實驗技能融匯到綜合性實驗當(dāng)中,通過實驗方法和內(nèi)容的融合,提高學(xué)生綜合運用知識的能力[8]。如農(nóng)學(xué)、食品科學(xué)增加了天然物質(zhì)茶葉中咖啡因,天然色素的分離提純實驗,生物科學(xué)增加生物分子含量測定等實驗。
3)適當(dāng)引入基礎(chǔ)化學(xué)實驗課的研究性教學(xué)[9]。實驗內(nèi)容注重與專業(yè)、科研和社會應(yīng)用實踐相結(jié)合。如在學(xué)生學(xué)習(xí)了普通蒸餾和索式提取的基礎(chǔ)上,結(jié)合教師的科研課題,將其轉(zhuǎn)化為實驗項目,增加揮發(fā)油提取器提取植物精油的實驗,維生素C的測定、檸檬油的提取等實驗,增強了實驗的趣味性,提出問題、分析問題、解決問題都以學(xué)生為主體,調(diào)動學(xué)生的積極性,同時樹立了學(xué)生的科研意識和科學(xué)態(tài)度,將科學(xué)研究、實際應(yīng)用與教學(xué)緊密結(jié)合。
4)增開現(xiàn)代儀器分析內(nèi)容?,F(xiàn)代科技發(fā)展較快,實驗手段和實驗儀器更新較快,現(xiàn)代儀器分析在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中的地位越來越重要。為滿足部分優(yōu)秀學(xué)生對現(xiàn)代化學(xué)前沿知識的需求,同時滿足學(xué)生對非化學(xué)專業(yè)科研課題的好奇心,我們將現(xiàn)代儀器分析手段與教師的科研課題相結(jié)合設(shè)計實驗,增開紫外-可見光譜、紅外光譜、高效液相色譜、氣相色譜、原子吸收等儀器的操作實驗,使科學(xué)研究走進學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)實驗課堂。
2.4 建立全面靈活科學(xué)實用的基礎(chǔ)化學(xué)實驗考核體系
客觀、合理的基礎(chǔ)化學(xué)實驗考核體系是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的重要向?qū)?,能促進學(xué)生學(xué)習(xí)和工作態(tài)度的轉(zhuǎn)化,提高學(xué)生實驗操作的規(guī)范性及對實驗原理的理解,有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,也有助于教師分析教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題,督促學(xué)生自我檢查,正確評價教學(xué)效果[10]??己诉^程中,將實驗預(yù)習(xí)、實驗準備、實驗操作、實驗習(xí)慣、上課回答問題、實驗報告、實驗室衛(wèi)生、實驗課平時成績和期末考試成績等,全方位納入考核體系。實驗課與理論課成績各占50,改變傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)不考核實驗課及一卷定乾坤的考核方式[11]。實驗課考試內(nèi)容有以下3個方面。
1)實驗課平時成績:包括實驗預(yù)習(xí)、實驗準備、實驗操作、實驗室衛(wèi)生、實驗習(xí)慣、實驗報告,這部分成績在平時實驗報告的批改中批閱出來,要求教師上課加強督促與互動、檢查和提問、實驗準備內(nèi)容,嚴格要求每次實驗課的考核,做現(xiàn)場評分,實驗報告做非現(xiàn)場評分并繪制表格將每部分成績及時反饋給學(xué)生,明確加分與扣分原因。在上新實驗課前,老師要當(dāng)堂總結(jié)、講評,表揚優(yōu)秀學(xué)生,形成競爭機制。這部分成績占實驗課成績的70。
2)綜合性實驗成績:主要選擇與本專業(yè)相關(guān)的、融合專業(yè)基礎(chǔ)操作及四大化學(xué)基本操作的實驗,主要考查學(xué)生基本技能操作是否規(guī)范、分析問題、解決問題、綜合實踐能力和主動學(xué)習(xí)運用知識的能力,需要提前一周告知學(xué)生實驗題目,以便學(xué)生提前查閱文獻,做好準備,這部分成績占實驗成績的20?。
3)實驗課卷面成績:主要考查實驗室安全常識、實驗室規(guī)則、簡單實驗原理的了解和掌握。主要以選擇、判斷、連線、圖片形式考核,提高卷面考試的趣味性,主要考查學(xué)生的實踐能力,不在形式上給學(xué)生造成壓力。這部分成績占實驗成績的10。
基礎(chǔ)化學(xué)實驗是非化學(xué)專業(yè)大一學(xué)生進入大學(xué)的第一門基礎(chǔ)實驗課程,基礎(chǔ)化學(xué)實驗課的改革增強了化學(xué)實驗的相對獨立性,改變其過去從屬于理論課教學(xué)的認識誤區(qū),突出了非化學(xué)專業(yè)的特點,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、端正學(xué)習(xí)態(tài)度,提高學(xué)生基礎(chǔ)實驗的操作技能和熟練程度、培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣和綜合應(yīng)用知識的能力。學(xué)生以科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度對待實驗,具備了獨立解決問題的能力和創(chuàng)新能力,為其以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ),同時充分利用了實驗室的設(shè)備和資源,提高了教學(xué)效果。在以后的改革過程中,我們將繼續(xù)加大基礎(chǔ)化學(xué)實驗的投入,加強師資隊伍建設(shè)和結(jié)構(gòu)調(diào)整,增加基礎(chǔ)實驗課的公共開放平臺,使學(xué)生有更多機會自主進行實驗操作,注重其科學(xué)的思維方式、科學(xué)研究的態(tài)度和獨立創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
[1]楊新斌,戚群,陳朝暉.非化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗研究性教學(xué)的探索與實踐[J].教師教育學(xué)報,2013,11(9):168-171.
[2]倪春林,周家容,羅志剛,等.農(nóng)科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)中研究性實驗的探索[J].設(shè)計藝術(shù)研究,2010,29(1): 108-110.
[3]楊守潔.基礎(chǔ)化學(xué)實驗緒論課教學(xué)探討與實踐[J].廣州化工,2014(20):237-238.
[4]黎紅梅,劉靜,王險峰.大一基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)實踐與總結(jié)[J].大學(xué)化學(xué),2011,26(5):39-42.
[5]丁維嘉,羅志剛.《基礎(chǔ)化學(xué)實驗》教學(xué)提高學(xué)生預(yù)習(xí)效果的幾點體會[J].廣東化工,2011,38(7): 193-193.
[6]曹慶林,楊善中,王華林,等.基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2004,23(4):7-9.
[7]胡擁軍,雷存喜,龍立平,等.地方院校基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2009,7(6):81-83.
[8]王迎春,歐陽玉祝,李志平.基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2010,8(2): 120-122.
[9]唐仕明.基礎(chǔ)化學(xué)實驗開放研究式教學(xué)可行性分析[J].廣東化工,2011,38(5):273-274.
[10]周立亞,龔福忠,秦偉,等.基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程建設(shè)及實驗教學(xué)改革[J].實驗技術(shù)與管理,2009,26(3): 148-149.
[11]殷煥順,王日為,錢萍,等.改革基礎(chǔ)化學(xué)實驗提高學(xué)生綜合素質(zhì)[J].實驗室研究與探索,2007,26(10):76-79.
Reform in Basic Chemical Experimental Teaching for the Freshman of Non-chemistry Specialty
CUI Jingzhen
(College of Life Science,Hunan University of Arts and Science,Changde 415000,China)
According to the present situation and problem of freshman in bioscience,agronomy,food science and engineering,animal science,fisheries science and other non-chemical specialty,which was poor ability,practical foundation was weak,and studying chemistry was not enthusiastic.Based on the establishment of a new experimental teaching system,four reform measures were proposed as following:selecting appropriate materials,optimizing and restructuring experiment content;focusing on training of basic experimental skill;developing good experiment habits and cultivate scientific way of thinking;establishing a comprehensive,flexible and scientific evaluation system of basic chemistry experiment.The practice showed that it plays a positive role in promoting students’practical abilities,scientific thinking and innovative ability to carry out basic chemistry experiment teaching reform,at the same time teaching quality of practical courses was improved.
freshman;non-chemistry specialty;basic chemical experiment;teaching reform
G642.4
A
10.3969/j.issn.1672-4550.2016.05.041
2015-06-18;修改日期:2016-09-04
校級教研教改項目(405/J33016038)。
崔京珍(1981-),女,博士,講師,主要從事植物營養(yǎng)與生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)化學(xué)方面的教學(xué)和科研。