吳 宇,司玉軍,鄭興文,王 軍
(四川輕化工大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,四川 自貢 643000)
無機化學(xué)實驗是我?;瘜W(xué)類學(xué)生進入大學(xué)階段學(xué)習后接觸到的第一門實驗課程,它不僅僅是化學(xué)實驗的重要分支,也是學(xué)生學(xué)習其它化學(xué)實驗課程的重要基礎(chǔ)。其教學(xué)目的一方面要培養(yǎng)學(xué)生的“化學(xué)”思維能力和“化學(xué)”實踐動手能力,驗證和鞏固無機化學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本理論,掌握實驗基本操作與技能;另一方面,要培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度,細致觀察實驗現(xiàn)象,正確記錄與處理實驗數(shù)據(jù),以及獨立思考、獨立分析與解決問題的能力。因此,無機化學(xué)實驗是化學(xué)專業(yè)實踐課程體系中十分重要的基礎(chǔ)實踐課程[1]。當今世界范圍內(nèi),國家與國家的競爭最終比較的是人才的創(chuàng)新能力,習近平書記將“創(chuàng)新”視為影響中國未來發(fā)展的關(guān)鍵要素[2]。實驗教學(xué)作為大學(xué)教學(xué)活動的重要有機組成部分,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力方面占有重要地位[3]。
深入分析我?;瘜W(xué)專業(yè)近年來的無機化學(xué)實驗教學(xué)情況,雖然化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在近兩年的四川省大學(xué)生化學(xué)實驗大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中均取得了可喜的成績,但必須清醒的認識到,現(xiàn)有的無機化學(xué)實驗課程在實驗教學(xué)內(nèi)容的選取和安排、教學(xué)手段的改進以及考核標準的科學(xué)性等方面與人才培養(yǎng)目標還有一定的差距,因此,進行教學(xué)改革是非常有必要的。本文在分析現(xiàn)有無機化學(xué)實驗課程存在的不足之處的基礎(chǔ)上,針對性的從實驗教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)模式的優(yōu)化以及考核方式的完善等方面提出改革具體措施,實現(xiàn)切實提高教學(xué)質(zhì)量以及培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新思維習慣和創(chuàng)新能力的教學(xué)目標。
(1)實驗教學(xué)內(nèi)容選取上偏重于“三基”實驗,不利于學(xué)生創(chuàng)新意識和綜合能力的培養(yǎng)。我校無機化學(xué)實驗課程規(guī)劃課時是64學(xué)時,分為兩學(xué)期,其中基礎(chǔ)性實驗有10個,包括溶液的配置和滴定操作練習、氣體常數(shù)的測定、氯化鈉的提純、氧化還原反應(yīng)與氧化還原平衡、弱酸pKa常數(shù)的測定等;綜合性實驗有4個,包括硫酸亞鐵銨的制備、營養(yǎng)藥葡萄糖酸鋅的制備、由雞蛋殼制備丙酸鈣、硫代硫酸鈉的制備等。從以上教學(xué)內(nèi)容的安排可以看出,驗證型的基礎(chǔ)實驗所占比重偏大,而且缺乏研究性實驗的安排。
(2)現(xiàn)有的“滿堂灌”教學(xué)模式無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習主動性,不利于創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。囿于教學(xué)設(shè)備、實驗操作特點和安全因素考慮等多方面的制約,現(xiàn)有的無機化學(xué)實驗教學(xué)模式為任課教師將實驗?zāi)康暮驮斫Y(jié)合板書詳細敘述一遍,然后演示并講解實驗中會用到的儀器和具體實驗操作,最后強調(diào)實驗過程中應(yīng)注意的關(guān)鍵要素和安全問題。這種以教師為中心,固定且僵化的教學(xué)模式無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習主動性[4],而且一個教學(xué)班通常都有30多人,不可避免地存在部分學(xué)生無法清楚的觀察到教師實驗操作的情況,也存在學(xué)生開小差而教師無法及時制止的情形,這樣,既影響到了教學(xué)效果,也造成了一些安全隱患。
(3)現(xiàn)有的無機化學(xué)實驗考核方式過于單一。無機化學(xué)實驗的最終成績由學(xué)生的考勤、實驗操作和實驗報告按照一定權(quán)重加合構(gòu)成。由于沒有考試環(huán)節(jié),部分學(xué)生思想上重視不夠,無論是課前預(yù)習,還是聽講、實驗過程,存在“混日子”的現(xiàn)象。對于實驗報告,有些同學(xué)雖然操作技能不到位,實驗做的一般,但只要用心寫好報告,也能得到一個不錯的成績。雖然任課教師會在實驗過程中一直巡視并記錄學(xué)生的實驗操作,并給出實驗操作成績,但現(xiàn)實情況是,對于一個人數(shù)超過30人的教學(xué)班,教師極有可能在檢查記錄并指導(dǎo)某些學(xué)生的操作時,而無法觀察到其余部分學(xué)生的實驗錯誤操作, 這樣一來,既無法鍛煉學(xué)生扎實正確的實驗技能,也不利于實驗成績的公平評定。
(1)圍繞課程教學(xué)目標,合理優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。如前所述,現(xiàn)有無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新型實驗的安排,這樣既不利于提高學(xué)生的學(xué)習興趣,也不利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和提升教學(xué)質(zhì)量。任課教師完全可以結(jié)合自己的研究方向,選取一些和環(huán)保、新材料等學(xué)生感興趣的具體研究課題,將基本的研究方法和研究手段給學(xué)生做下介紹,然后指定學(xué)生查閱一定數(shù)量的相關(guān)科研文獻,在此基礎(chǔ)上,要求學(xué)生獨立提出實驗方案,完成實驗,對結(jié)果進行分析,形成研究報告。整個實驗過程,自始至終,要求學(xué)生以小組為單位,獨立完成。比如,筆者計劃將溶膠-凝膠法制備納米二氧化鈦及其光催化降解羅丹明B以及水熱法制備金屬有機框架化合物及其熒光傳感檢測Fe3+等研究課題作為新的無機化學(xué)實驗內(nèi)容引入到教學(xué)內(nèi)容中去,以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和團隊合作意識、激發(fā)科研興趣和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
(2)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型的教學(xué)模式,伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和計算機技術(shù)在教育領(lǐng)域的運用,正受到越來越多的關(guān)注與應(yīng)用,并取得了良好的效果[5]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式重構(gòu)了傳統(tǒng)的學(xué)習過程,信息傳遞環(huán)節(jié)在課前由學(xué)生通過學(xué)習短視頻的方式完成,更為核心的吸收內(nèi)化環(huán)節(jié)則在課堂上通過教師與學(xué)生的互動來實現(xiàn)。這種新型的教學(xué)模式便于教師及時的針對性的解決學(xué)生學(xué)習過程中存在的問題,同時師生之間和生生之間的互動交流也更有利于學(xué)生對知識的深刻理解和吸收運用。具體來說,任課教師所在的教研室同事通力合作,將無機化學(xué)實驗課程中的難點或重點教學(xué)內(nèi)容分解到位,逐一錄制成視頻,發(fā)布到校園網(wǎng)上。接下來在課前要求學(xué)生認真學(xué)習和領(lǐng)會,課堂上教師組織學(xué)生進行討論,對實驗原理、實驗步驟和注意事項進行詳細講解。學(xué)生的討論發(fā)言作為成績評定的一環(huán),以此激發(fā)學(xué)生的重視程度和討論積極性??梢灶A(yù)見,在無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,在增強了學(xué)生學(xué)習參與性和主動性的同時,也必將切實提升教學(xué)質(zhì)量。
(3)完善成績考核方式。本著激發(fā)學(xué)生的主觀能動性和提高教學(xué)效果的目的,筆者對無機化學(xué)實驗成績的評定標準進行了完善細化。具體而言,總成績由平時成績和期末考試成績共同構(gòu)成。其中期末考試成績占總成績的25%,考試內(nèi)容為一項創(chuàng)新性實驗課題,教師提前3周告之學(xué)生,查閱文獻、設(shè)計實驗方案、數(shù)據(jù)分析和處理、形成實驗報告、做口頭匯報展示,整個過程全部由學(xué)生獨立完成。為保證考試的公平性,具體做哪一個實驗,考試前抽簽決定。平時成績占總成績75%,由討論發(fā)言表現(xiàn)、考勤、預(yù)習報告、實驗操作、實驗習慣、實驗報告構(gòu)成。采取考試與平時成績相結(jié)合的方式評定總成績,一方面激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習主觀能動性和學(xué)習興趣,另一方面實現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標。
本文針對我校當前無機化學(xué)實驗課程教學(xué)過程中存在的不足,從將來源于任課教師科研的研究型課題引入到教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)中引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式以及科學(xué)地完善實驗成績考核方式等方面提出了針對性的改進和完善措施,可以有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì),并切實提高教學(xué)質(zhì)量。