鄭 勇,鄭永軍,彭聰虎,牛永生,杜 慧
(安陽工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,河南 安陽 455000)
化學(xué)工業(yè)是我國經(jīng)濟和社會的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一,人民生活水平的提高離不開化工行業(yè)的有力支撐。近年來,化工領(lǐng)域普遍面臨著技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境保護和脫困增效的問題。在此背景下,加強化工專業(yè)的建設(shè),提高人才的技術(shù)水平和應(yīng)用能力是解決問題的重要途徑[1]。地方工科院校承擔(dān)著培養(yǎng)應(yīng)用型化工人才的重任,需要大力做好化工專業(yè)的教學(xué)工作。
在化工專業(yè)的教學(xué)過程中,無機化學(xué)實驗是其中的重要環(huán)節(jié)和組成部分,也是廣大工科院校開設(shè)的本科必修基礎(chǔ)課程之一[2]。該課程旨在無機化學(xué)理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,使學(xué)生掌握常見元素和化合物的基本性質(zhì)、制備與提純方法,學(xué)會溶液的配制和儀器的使用[3-4]。通過實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生思考、分析和解決專業(yè)問題的能力,形成實事求是、嚴謹認真的科研態(tài)度,提高操作技能和創(chuàng)新能力。作為入校后的第一門實驗課程,無機化學(xué)實驗的開展對后續(xù)專業(yè)課的教學(xué)和實踐具有較大的影響作用,受到了普遍的重視[5]。
與理論課相比,無機化學(xué)實驗課的教學(xué)方式較為具體、直接,大部分學(xué)生對實驗操作和反應(yīng)現(xiàn)象很感興趣,學(xué)習(xí)的積極性較高。教師在講授過程中,學(xué)生一般能夠集中注意力聽講,師生之間互動性較強。然而,該課程的教學(xué)仍然存在一些問題。例如,許多學(xué)生在化工專業(yè)上的知識儲備不足,入校后的短時間內(nèi)難以對實驗原理進行深入地理解,不利于獨立分析和解決問題。部分學(xué)生的動手能力和安全意識不強,在實驗操作中出現(xiàn)了較多的人為失誤。同時,實驗小組之間的協(xié)作和組織水平不高,缺乏一定的團隊合作精神。
另一方面,有關(guān)實驗內(nèi)容和教學(xué)資料還不夠豐富,可供學(xué)生參考的學(xué)習(xí)資源有限,影響了學(xué)習(xí)效率。課程考核方式側(cè)重于出勤、實驗操作和報告撰寫,對科研創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的評價不足,不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。其次,授課過程主要為教師講授和演示,教學(xué)方法和手段有待進一步充實、完善。
以本校為例,無機化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容主要包括酒精噴燈的使用和簡單玻璃工操作、從天然芒硝制取無水硫酸鈉、氯化鈉的提純、氯化銨生成焓的測定、醋酸解離常數(shù)的測定、化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的測定、配合物與沉淀等。這些內(nèi)容基本涵蓋了熱力學(xué)、動力學(xué)、酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)等無機化學(xué)理論的關(guān)鍵部分,重點在于培養(yǎng)學(xué)生的基本操作和實驗方法。鑒于上述現(xiàn)狀與問題,在教學(xué)中加入了安全教育、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、大型儀器測試等實驗相關(guān)的內(nèi)容。另一方面,對已有的課程內(nèi)容進行了優(yōu)化調(diào)整,進一步加強了實驗原理和結(jié)果分析的講授。在此基礎(chǔ)上,提高了學(xué)生的安全和環(huán)保意識,加深了對反應(yīng)原理的理解,更好地培養(yǎng)了獨立思考和解決科學(xué)問題能力。同時,開拓了學(xué)生的專業(yè)視野,了解到更多新型的測試方法和設(shè)備,有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法主要為教師講授和演示,形式比較單一。為了進一步調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性,錄制了系統(tǒng)的實驗教學(xué)和儀器操作視頻,使實驗過程更加清晰、易懂。另外,借助網(wǎng)絡(luò)和電腦程序,研發(fā)了實驗室安全理論知識測試系統(tǒng),學(xué)生通過電腦和手機即可進行相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。以上方法不僅提高了教學(xué)效率,而且便于學(xué)生充分利用課余時間進行學(xué)習(xí),增強了課程的趣味性。
同時,在課程中融入探究式和案例式教學(xué)方法,讓學(xué)生針對實例進行主動地研究和探索,在獨立思考中培養(yǎng)創(chuàng)新性思維,發(fā)現(xiàn)并建立解決問題的方法。在此基礎(chǔ)上,促進實驗小組學(xué)生之間的交流合作,激發(fā)思維碰撞、互相學(xué)習(xí)和協(xié)作意識,共同承擔(dān)并完成實驗研究任務(wù)。通過上述方法,強調(diào)學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位,注重學(xué)生的自我成長和素質(zhì)教育,更好地滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。
在以往的教學(xué)中,通常采用課堂考勤、實驗操作和實驗報告的形式對成績進行評價和認定。從培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才的角度出發(fā),對課程的考核方式進行了優(yōu)化和改革。首先,增強了學(xué)生獨立分析和解決實驗問題的考察力度,把專業(yè)能力的提升和創(chuàng)造性思想作為成績認定的重要因素之一。其次,將實驗室安全理論測試情況納入成績的評價范圍,以此讓學(xué)生充分認識到實驗安全的重要性,在學(xué)習(xí)和測試過程中更加深入了解有關(guān)安全守則、防護知識、危險品和廢棄物的處理等。另外,對在省市級以上大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽中獲得榮譽、以及發(fā)表學(xué)術(shù)論文等科研成果的學(xué)生給予加分獎勵。通過以上方法,更加全面、科學(xué)地評判學(xué)生在實驗課程上的學(xué)習(xí)情況,鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新、開拓進取。
本文從工科院校無機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在問題出發(fā),首先對課程內(nèi)容進行了優(yōu)化調(diào)整。同時,嘗試了探究式和案例式教學(xué),并利用網(wǎng)絡(luò)、視頻和軟件等媒介進一步豐富了教學(xué)方法。在此基礎(chǔ)上,將創(chuàng)新能力、實驗安全理論測試和科研成果作為成績評價的重要因素,完善了考核方式體系。通過這些工作,提高了教學(xué)效率,增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力,促進了化工專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)與成長。未來,還需要繼續(xù)順應(yīng)社會和經(jīng)濟發(fā)展的趨勢,加大課程的改革力度,為化工領(lǐng)域的進步提供更好的人才和技術(shù)支撐。