張樹(shù)永張劍榮陳六平
(1山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,濟(jì)南 250100;2南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,南京 210093;3中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,廣州 510275)
化學(xué)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的進(jìn)展、趨勢(shì)與重點(diǎn)
張樹(shù)永1,*張劍榮2陳六平3
(1山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,濟(jì)南250100;2南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,南京210093;3中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,廣州510275)
綜述了過(guò)去近20年我國(guó)化學(xué)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要內(nèi)容和取得的主要成績(jī),分析了當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題和挑戰(zhàn),采用目標(biāo)導(dǎo)向的方式,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、管理模式的改革趨勢(shì)進(jìn)行了分析,提出了改革的要求和思路。對(duì)今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。
化學(xué)類專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革;目標(biāo)導(dǎo)向
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的基礎(chǔ)作用,是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、科研素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展能力的重要依托。在過(guò)去的近20年中,我國(guó)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了巨大進(jìn)步,但與國(guó)際先進(jìn)水平的差距仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論課教學(xué)。因此,我們需要在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以問(wèn)題為導(dǎo)向,以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、以教學(xué)效果為導(dǎo)向,以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育為契機(jī),對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行深入思考、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和綜合改革。
1999年,世界銀行貸款啟動(dòng)的“高等教育發(fā)展項(xiàng)目”是我國(guó)新時(shí)期化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革啟動(dòng)的標(biāo)志。通過(guò)實(shí)施該項(xiàng)目,在改善基礎(chǔ)課教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的同時(shí),提高了師資隊(duì)伍水平,推動(dòng)了教材建設(shè)和教學(xué)改革?!靶率兰o(jì)高等教育教學(xué)改革工程”啟動(dòng)了“實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”制訂工作,并于2003年底完成,隨后啟動(dòng)了國(guó)家級(jí)—省級(jí)—校級(jí)三級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)。
1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)
從2004年開(kāi)始,通過(guò)連續(xù)兩個(gè)五年計(jì)劃的大力推進(jìn),我國(guó)在33個(gè)學(xué)科建設(shè)了901個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和300個(gè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。其中,化學(xué)和化工類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心有65個(gè),虛擬仿真中心有27個(gè),數(shù)量在各學(xué)科中名列前茅,表明化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與建設(shè)走在了各學(xué)科的前列。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)和運(yùn)行給我國(guó)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了系統(tǒng)化、深層次變革,主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課、實(shí)驗(yàn)管理體制機(jī)制改革、基礎(chǔ)性—綜合性—?jiǎng)?chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立、實(shí)驗(yàn)室條件建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度、教學(xué)技術(shù)和教學(xué)方法改革,并伴隨著一大批新版教材的編寫(xiě)和使用。隨著高校擴(kuò)建和資金投入的增加,我國(guó)高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件發(fā)生了根本性改觀。目前,多數(shù)本科院校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室面積、實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本條件已經(jīng)接近甚至趕超國(guó)外高校。
1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)
改革之前,我國(guó)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要依附于理論課,實(shí)驗(yàn)安排的順序就是五大化學(xué)的教學(xué)順序,實(shí)驗(yàn)的作用除了學(xué)習(xí)基本操作、訓(xùn)練動(dòng)手能力外,主要是驗(yàn)證理論課內(nèi)容或者加深對(duì)理論的理解。普遍存在實(shí)驗(yàn)課時(shí)少,實(shí)驗(yàn)安排未考慮實(shí)驗(yàn)技能形成規(guī)律,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較單一,缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性,未體現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求等問(wèn)題[1,2]。這也是我們改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的原因。各高校經(jīng)過(guò)積極探索之后,形成了2種新的實(shí)驗(yàn)安排模式(表1)。
表1給出的是比較典型的設(shè)計(jì),各學(xué)校會(huì)多少有所不同。其中,“延伸設(shè)計(jì)體系”與“五大化學(xué)體系”前段類似,只是通過(guò)延長(zhǎng)體系增加了綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn);而“一體化體系”則完全打破二級(jí)學(xué)科界限,按照實(shí)驗(yàn)技能形成規(guī)律安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
表1 我國(guó)當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[3,4]
1.3實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)
為了適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的需要,自2001年以來(lái),我國(guó)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)繁榮期。在大量修訂再版原有實(shí)驗(yàn)教材的同時(shí),很多高校都啟動(dòng)了教材新編工作。以新體系建立后才開(kāi)始編寫(xiě)的《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》為例,以2001年南京大學(xué)等四校合編出版的《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》為起點(diǎn),到2016年,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),各高校編寫(xiě)出版的《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》指導(dǎo)書(shū)已經(jīng)多達(dá)41種。其中,僅2009年一年就出版了9種。由于創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的特殊性,很難獨(dú)立編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),將綜合實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)合并編寫(xiě)出版的教材也有7種。另外,由于安全環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),近年來(lái)南京大學(xué)和北京大學(xué)分別出版了《高等學(xué)?;瘜W(xué)化工實(shí)驗(yàn)室安全教程》和《化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)教程》等。
為了發(fā)揮國(guó)家級(jí)和省級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心對(duì)區(qū)域內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教學(xué)建設(shè)的帶動(dòng)作用,不少國(guó)家級(jí)或省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心牽頭組織區(qū)域內(nèi)高校,聯(lián)合編寫(xiě)和使用教材。如南京大學(xué)組織江蘇省高校聯(lián)合編寫(xiě)的“高等學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革規(guī)劃教材”共有12本,是目前國(guó)內(nèi)體系最龐大的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)。
1.4大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽
5月,中國(guó)水務(wù)公司積極推動(dòng)旗下上市公司錢(qián)江水利開(kāi)展了非公開(kāi)發(fā)行募投項(xiàng)目。錢(qián)江水利自2000年首發(fā)上市后,主要通過(guò)銀行貸款、發(fā)行債券等債務(wù)工具籌集發(fā)展所需資金。正處于發(fā)展關(guān)鍵階段的錢(qián)江水利,資本支出規(guī)模較大,依靠自有資金積累及銀行貸款難以完全滿足項(xiàng)目資金需求。而通過(guò)非公開(kāi)發(fā)行,可以拓寬融資渠道,募集資金滿足項(xiàng)目建設(shè)需要,為公司實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展提供有力保障。募投項(xiàng)目投產(chǎn)后,公司的供水規(guī)模將顯著擴(kuò)大,核心競(jìng)爭(zhēng)力將迅速提升。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽是展示教學(xué)改革與建設(shè)成果,交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的重要平臺(tái)。目前,全國(guó)性的化學(xué)競(jìng)賽主要有2個(gè),即“全國(guó)大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng)賽”和“全國(guó)高等師范院校大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng)賽”。前者由教育部高等學(xué)?;瘜W(xué)教育研究中心主辦,從1998年開(kāi)始每2年舉行一次,主要邀請(qǐng)國(guó)家級(jí)基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才培養(yǎng)基地、國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心參加,已成功舉辦10屆。后者由教育部化學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)高師協(xié)作組主辦,主要邀請(qǐng)教育部直屬和地方重點(diǎn)師范大學(xué)參加,從2009年開(kāi)始每2年舉辦一次。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前還有浙江、湖南、山東等15個(gè)省區(qū)舉辦了區(qū)域化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽活動(dòng),個(gè)別地區(qū)如重慶和上海還舉辦了跨區(qū)競(jìng)賽。這些競(jìng)賽絕大多數(shù)都是技能競(jìng)賽,個(gè)別競(jìng)賽如北京市競(jìng)賽為創(chuàng)新競(jìng)賽。
隨著經(jīng)濟(jì)地位、科技實(shí)力、政治影響力的不斷提升,我國(guó)已經(jīng)從改革開(kāi)放初期的跟蹤、學(xué)習(xí)、吸收、再創(chuàng)新逐步過(guò)渡到創(chuàng)新和引領(lǐng),需要一大批拔尖創(chuàng)新人才和高水平專業(yè)人才來(lái)引領(lǐng)我國(guó)的科技發(fā)展,支撐創(chuàng)新型國(guó)家和科技強(qiáng)國(guó)的建設(shè)。人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌、畢業(yè)生參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也將成為新時(shí)期人才培養(yǎng)的新常態(tài)。這必然對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提出新的更高要求。
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
《化學(xué)類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)化學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)的業(yè)務(wù)知識(shí)與能力提出了明確要求[5]。教育部評(píng)估中心制訂的《化學(xué)類專業(yè)(理科)學(xué)生學(xué)習(xí)成果要求》,進(jìn)一步明確了化學(xué)類專業(yè)的畢業(yè)要求。這兩個(gè)文件對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求可歸納為:掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能;具有化學(xué)研究或化學(xué)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)能力,并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí);具有安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念;能夠利用計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)獲取、處理和運(yùn)用化學(xué)及相關(guān)學(xué)科信息;具有文字與口頭表達(dá)、交流能力;具有協(xié)調(diào)與團(tuán)隊(duì)合作能力;具有適應(yīng)未來(lái)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能力。
2.2目標(biāo)導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析
按照基于產(chǎn)出/目標(biāo)的教育理念(Outcome/Objective-Based Education,OBE),實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式設(shè)置必須以滿足上述基本要求作為落腳點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn),并利用矩陣設(shè)計(jì)理念,將知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)要求落實(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中(表2)[6]。
從表2可以看出,改革之前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要關(guān)注“三基”教學(xué),存在學(xué)科割裂、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、綜合性和挑戰(zhàn)性差、要求不高,容易導(dǎo)致“照方抓藥”式教學(xué)等弊端[1,2,7,8]。而改革之后,隨著綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的引入,以及在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中引入科學(xué)軟件(如Origin,Excel,Matlab,Maple,Guassian,ChemDraw,ChemWindow等),在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中引入模擬和仿真輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,使學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和技能解決復(fù)雜問(wèn)題的能力顯著增強(qiáng)[9-12]。
2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)
從表2可以看出,我國(guó)目前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在不少問(wèn)題和短板。如何解決這些問(wèn)題和短板,就成為未來(lái)5-10年我國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)。
(1)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)從傳授知識(shí)和技能過(guò)渡到能力與素質(zhì)的養(yǎng)成是一種根本性的變化[3,6,14]。理念轉(zhuǎn)變的過(guò)程往往艱難而漫長(zhǎng),需要教學(xué)管理人員、教師和學(xué)生共同努力。在加強(qiáng)宣傳和引導(dǎo)的同時(shí),需要先從點(diǎn)上突破,而后通過(guò)示范帶動(dòng)進(jìn)行推廣,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)教材及時(shí)固化改革成果。對(duì)于培養(yǎng)基礎(chǔ)研究型人才的高校,應(yīng)將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)納入培養(yǎng)要求;對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的學(xué)校,應(yīng)該將產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)等納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)避免片面強(qiáng)調(diào)成功率,否則會(huì)導(dǎo)致教師指導(dǎo)過(guò)多、過(guò)細(xì),學(xué)生畏手畏腳的問(wèn)題,不利于科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[15]。要求教師由講授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者,有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生自主思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并通過(guò)小組討論、方案展示等方式,讓學(xué)生表達(dá)自己的看法和意見(jiàn),激發(fā)學(xué)生的興趣和主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究、勇于創(chuàng)新的精神[16]。
(2)提高綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)比例和效果。表2顯示,綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在學(xué)生能力和素質(zhì)養(yǎng)成中占據(jù)重要地位,因此,有必要進(jìn)一步提高該類實(shí)驗(yàn)所占的比例。目前很多高校對(duì)于綜合、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵尚不清晰,用舊理念、舊方法做綜合、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象比較普遍[3,8,14]。而要發(fā)揮綜合、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的效果,必須以增強(qiáng)學(xué)生的自主性為前提,強(qiáng)調(diào)題目的挑戰(zhàn)性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主思考、自主設(shè)計(jì)、共同研討修改、自主完成、自主總結(jié)評(píng)價(jià)[14,16]的教學(xué)模式。
(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化。目前,我國(guó)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在內(nèi)容陳舊、過(guò)程簡(jiǎn)單,與科研、生產(chǎn)、生活脫節(jié),缺乏設(shè)計(jì)性、挑戰(zhàn)性等問(wèn)題,亟待改革[1,2,7]。一些內(nèi)容包括玻璃加工、滴定實(shí)驗(yàn)[2]、簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)和有機(jī)合成等等,占據(jù)大量篇幅和時(shí)間,阻礙了新方法、新技術(shù)的引入。因此,對(duì)陳舊內(nèi)容進(jìn)行合并、精簡(jiǎn)、淘汰[17],要將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置與區(qū)域經(jīng)濟(jì)、日常生活、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、崗位技能、科研開(kāi)發(fā)相結(jié)合[14,19],使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前沿化、系統(tǒng)化(表3),同時(shí)應(yīng)該增加安全、環(huán)保、綠色設(shè)計(jì)等內(nèi)容。對(duì)一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn),則可以通過(guò)引入變量,使之具有一定的探究性,安排學(xué)生獨(dú)立或者集體進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,也能取得良好效果[17]。
表3中打“#”的內(nèi)容是建議縮減甚至刪除的內(nèi)容。這些內(nèi)容多數(shù)比較淺顯,或者學(xué)生在中學(xué)即已接觸;打“*”的內(nèi)容是建議引入的,方法比較新穎且容易實(shí)現(xiàn);打“$”的內(nèi)容往往裝備復(fù)雜、技術(shù)困難,難以在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成,是建議課外了解的內(nèi)容。
表3 大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)化、前沿化舉例
(4)信息化下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。強(qiáng)化學(xué)生的信息意識(shí),使學(xué)生掌握各種常見(jiàn)軟件的應(yīng)用,提高科學(xué)處理數(shù)據(jù)和信息的能力[9-11];建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息資源,建立線上線下相結(jié)合(O2O)的教學(xué)模式,推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的翻轉(zhuǎn),是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果的重要途徑[16,20]。對(duì)于那些在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室難以完成的實(shí)驗(yàn)(表3中帶$的內(nèi)容),應(yīng)該采用多媒體和網(wǎng)絡(luò)資源方式,通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)、多媒體課件、教學(xué)錄像等資源進(jìn)行了解。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,也可以通過(guò)布置作業(yè)讓學(xué)生自學(xué)課程網(wǎng)站資源[19],讓學(xué)生通過(guò)課前學(xué)習(xí)充分了解并通過(guò)某種測(cè)試再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作,一方面可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,另一方面也可以了解學(xué)生存在的問(wèn)題[21],開(kāi)展針對(duì)性教學(xué)。對(duì)于一些沒(méi)有危險(xiǎn)的基本操作(如加熱、滴定、過(guò)濾等),不妨讓學(xué)生通過(guò)線上學(xué)習(xí)的方式自己掌握,這樣課內(nèi)就可以直接安排高層次、綜合性實(shí)驗(yàn),既可考查學(xué)生掌握情況,又可提高教學(xué)層次和效果。
(5)大力改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)育人作用的關(guān)鍵。目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué),基本上采取的是教師講內(nèi)容、做示范,學(xué)生聽(tīng)講、跟做和模仿的方式,學(xué)生往往未對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行深入思考,只是模仿和被動(dòng)地接受,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、自主思考、自主操作,這是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以引發(fā)興趣、難以發(fā)揮效果的重要原因[8]。提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)程度和要求,使學(xué)生養(yǎng)成深入、系統(tǒng)思考的習(xí)慣,革新教學(xué)方法,以學(xué)生為中心,基于學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),從“手把手”到教師指導(dǎo)下的自主學(xué)習(xí),變教師講授為學(xué)生的主動(dòng)探究[14],采用問(wèn)題式教學(xué)法(PBL)[22]、探究式教學(xué)法[23]、協(xié)作式教學(xué)法[13]、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法[16,20]等,加強(qiáng)師生、生生的討論和互動(dòng),把學(xué)生變成實(shí)驗(yàn)的主體,加強(qiáng)交流與分享,是提升教學(xué)效果的前提。自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣被稱為關(guān)鍵能力,決定著學(xué)生適應(yīng)未來(lái)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能力,必須著力加以培養(yǎng)。另外,加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的多參數(shù)設(shè)計(jì),協(xié)作完成較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)任務(wù),鍛煉學(xué)生綜合各種知識(shí)和原理進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的能力,做到數(shù)據(jù)共同分析和分享,是培養(yǎng)學(xué)生交流、協(xié)調(diào)能力,團(tuán)隊(duì)合作精神和集體榮譽(yù)感的有效方法。
近5年發(fā)表的有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革的論文有近1400篇,說(shuō)明各高校已經(jīng)意識(shí)到教學(xué)方法改革的重要性。
(6)改革實(shí)驗(yàn)考核模式。以往的實(shí)驗(yàn)考核往往過(guò)于強(qiáng)調(diào)分析測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)情況,忽視了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、綜合素質(zhì)的考核。雖然很多高校都設(shè)計(jì)了“注重過(guò)程,不惟結(jié)果”的考核改革,但往往也只是注重考核操作規(guī)范與熟練程度,對(duì)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和能力形成,對(duì)過(guò)程目標(biāo)和情感目標(biāo)的考核仍不到位[19]。此外,將安全、環(huán)保、學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范納入考核體系也是必要的。近年來(lái),通過(guò)引入CDIO模式[24],國(guó)際認(rèn)證理念[25]、OBE理念[1]進(jìn)行能力達(dá)成度考核的模式正在逐步引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核。
(7)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式改革。目前,我國(guó)高校的實(shí)驗(yàn)安排基本上還在采用固定內(nèi)容、固定時(shí)間、固定指導(dǎo)教師的方式,缺乏靈活性。該種安排與學(xué)分制、學(xué)生選修第二學(xué)位和輔修的要求不相吻合。國(guó)外的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要采用一周一個(gè)內(nèi)容,一天3-10個(gè)時(shí)段,學(xué)生提前預(yù)約實(shí)驗(yàn)的教學(xué)管理模式。國(guó)外的實(shí)驗(yàn)有50 min、110 min、230 min 3種時(shí)長(zhǎng),每天可以分別安排10、6、3個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)段,使學(xué)生能夠根據(jù)自己的情況自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間。而我們的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)6小時(shí),這表明一天只能安排下午-晚上1個(gè)時(shí)段,這給理論課教學(xué)安排帶來(lái)困難,且導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室利用效率低下,造成資源浪費(fèi)。
經(jīng)過(guò)過(guò)去近20年的改革和建設(shè),我國(guó)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、實(shí)驗(yàn)管理模式、教學(xué)內(nèi)容和方法發(fā)生了諸多意義深遠(yuǎn)的變革。新時(shí)期,我們需要進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo),以目標(biāo)為導(dǎo)向,對(duì)教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和綜合改革,使化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)中更好地發(fā)揮效果,助力創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)。
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Progresses,Tendency and Key Points of Chemistry Laboratory Teaching Reform for Chemistry Majors
ZHANG Shu-Yong1,*ZHANG Jian-Rong2CHEN Liu-Ping3
(1School of Chemistry and Chemical Engineering,Shandong University,Jinan 250100,P.R.China;
2School of Chemistry and Chemical Engineering,Nanjing University,Nanjing 210093,P.R.China;
3School of Chemistry and Chemical Engineering,Sun Yat-Sen University,Guangzhou 510275,P.R.China)
The important reforms and progresses of chemistry laboratory teaching in China during the past 20 years are summarized.The main problems and challenges for the present chemistry laboratory teaching are analyzed.Using the objective-orientated strategy,the reform tendency and main approaches for defining the teaching objective,teaching contents,teaching pedagogies,and administration regime are discussed.It is of theoretical significance for future reform in laboratory teaching for chemistry majors.
Chemistry majors;Laboratory teaching;Teaching reform;Objective-orientation
O6-3;G64
10.3866/PKU.DXHX201606015
,Email:syzhang@sdu.edu.cn