楊喬淞(成都市公安局道路交通事故物證鑒定所,四川 成都 610213)
應用化學專業(yè)與常見的理科類專業(yè)存在一定差別,在教學過程中更加注重對學生實踐能力的培養(yǎng),要求學生在實踐中提升自我,探求新知,也因此實驗教學環(huán)節(jié)是應用化學專業(yè)的主要教學模式,學生實驗能力的高低直接影響著學生后續(xù)的學習和成長。然而在實際教學過程中,部分高校學生在進入高校之前所接受的理科專業(yè)課程以理論為主、實驗為輔,缺少類似應用化學專業(yè)的實踐學習經驗,這也導致許多學生難以適應應用化學專業(yè)的教學模式,影響學習質量。為此教師在授課中需要根據(jù)實際情況,分析當前實驗教學存在的問題,從問題入手改進教學質量,幫助學生參與到實驗教學過程中,提升自身綜合能力。
應用化學專業(yè)需要學生掌握一定的實驗操作技巧,能夠根據(jù)自己的想法和要求對實驗流程進行改
進,保證實驗結果的準確性。然而在實際教學過程中實驗相關的內容以無機化學、分析化學、有機化學為基礎,實驗內容相對單一,且重復性較強,對于學生來說缺少創(chuàng)新思考的空間,在實驗教學過程中只能一味地跟隨教師的思路重復進行操作,導致實驗教學法的優(yōu)勢無法充分發(fā)揮出來,所學的知識內容枯燥性較強,難以滿足學生的求知欲和探索欲[1]。
應用化學專業(yè)在教學過程中使用器材進行實驗操作,然而由于高校的條件有限,在實驗場地和實驗器材上的投資力度較為有限,因器材的限制,教師在課堂上帶領學生一同操作的實驗類型相對有限,且受限于教學目標和課堂時間,通常實驗教學選擇的實驗內容以理論驗證型為主,實驗類型和實驗器材的共同限制著應用化學專業(yè)進行實驗教學改革的步伐。
當前應用化學專業(yè)主要教學流程通常由三部分組成:第一部分教師安排預習任務,引導學生自主預習教科書中的內容,圍繞實驗目標思考實驗操作過程中的關鍵環(huán)節(jié),結合實驗步驟思考其中的化學知識與實驗原理;第二部分教師圍繞實驗模型進行系統(tǒng)講解,在講解完成后要求學生提出問題,教師予以解答;第三部分為動手實操環(huán)節(jié),在實驗操作過程中學生按照教師講解的方法和操作要求進行動手操作,教師負責進行檢查和指導,對遇到問題的學生提供幫助,對其操作中存在問題的環(huán)節(jié)及時指出并進行講解,避免學生陷入錯誤操作。
這種實驗教學方式看似合理,兼顧了教學效率和學生的成長,但實際在整個教學過程中學生的學習主體地位未能得到充分重視,對學生的教學評價更多集中于學生填寫的化學實驗報告,忽視了學生在實驗中的參與感,學生的知識能力難以在實驗過程中獲得創(chuàng)新發(fā)展,無法激發(fā)學生對應用化學專業(yè)的學習興趣[2]。
化學專業(yè)學科與人們的生產生活實踐密切相關。然而在應用化學專業(yè)教學中,所講的知識內容集中于理論知識方面,未能真正與實際的生產生活環(huán)境聯(lián)系在一起,學生在學習過程中被抽象的理論知識困擾,缺少明確的目標感和方向感。且學生學習應用化學的過程中缺少必要的興趣支撐,導致學習效率下降,學生的學習質量難以得到有效保障。
實驗教學與傳統(tǒng)的理論教學不同,在評價過程中需要從學生的實驗設計的創(chuàng)新性、完整性、實驗目標是否實現(xiàn)、實驗操作流程是否正確和實驗當中的理論知識應用準確性入手,建立起綜合性多維度的實驗教學評價模式,幫助學生認識到自己在當前的學習階段中面臨的問題,為其后續(xù)的學習打下良好基礎。然而當前階段教學評價模式較簡單,教學評價重點集中在學生對實驗教學中的理論知識和實驗操作流程的掌握程度,評價內容無法真正體現(xiàn)出學生的能力是否獲得了成長,這也在一定程度上影響著學生實驗技能的提升效率[3]。
應用化學專業(yè)實驗教學模式在教學內容上應做到基礎知識與進階知識并重,落實培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的要求,在教學過程中強化對學生基礎能力的培養(yǎng),幫助學生搭建起完整的實驗教學結構框架,為后續(xù)進階能力的培養(yǎng)打下良好基礎,以循序漸進的方式提升學生的綜合能力[4]。
為此,在應用化學實驗教學體系組建過程中,教職人員首先應從實驗教學目標入手,在實驗過程中培養(yǎng)學生的基礎應用化學知識、基本實驗操作能力和多元化思維能力,讓學生能夠在實驗操作過程中養(yǎng)成自我反思、自主優(yōu)化的能力,為后續(xù)進階類型的實驗教學模式的展開打下良好基礎。
在應用化學專業(yè)開始階段的學習內容更多的是學習現(xiàn)有的化學理論知識,為后續(xù)參與實驗活動打下良好基礎。在經過初期的知識積累階段后,為提升學生的學習興趣和強化學生的學習積極性,教師在授課中可以將實驗教學與科研項目結合在一起,讓學生直接參與到研究活動中,在研究過程中充分發(fā)揮自己的專業(yè)能力,參與到實驗設計和實驗操作過程中,體驗化學專業(yè)知識對改變現(xiàn)實生活的重要性,為學生后續(xù)的成長發(fā)展打下良好基礎[5]。
為了達成這一目標,教師可以將自己的學術研究指標與實驗教學課程結合在一起,綜合以往研究過程中參與的實驗流程,引導學生思考科研項目當中的問題,嘗試結合研究目標思考設計實驗具體流程細節(jié),提升學生的綜合能力,為今后實驗教學課程內容提供必要的題材。此外,教師可以根據(jù)自身研究項目的具體情況,將一些具有代表性、能力訓練強度較大的科研項目當中的部分實驗環(huán)節(jié)提取出來,引導學生進行實驗設計,在設計過程中提升學生對科研項目的理解和掌握能力,為其今后的成長打下良好基礎。這種教學方式的優(yōu)勢在于學生通過借助教師的指導和教師以往實驗研究報告的結果,對自己的設計方式進行驗證和參考,保證研究結果的準確性[6]。
為了更好地讓應用化學專業(yè)與實際生活應用結合在一起,教師可以在工作中借助高校的優(yōu)勢資源與校外企業(yè)進行合作,在合作過程中創(chuàng)建科研基地,學校根據(jù)企業(yè)提供的科研項目和科研要求,解決企業(yè)生產經營過程中遇到的問題,為學生的成長奠定良好基礎。
各類國際性的比賽研究項目也可以作為教師開展研究工作的重點內容,教師可以將以往國際比賽的題目公布到班級當中。如研制高效節(jié)能蒸餾水發(fā)生器,要求學生自行組隊利用實驗室的設備和器材完成研究工作,將自己的實驗過程、結果以及最終實驗報告提交給教師,再由教師對獲獎人員的設計成果進行講解,引導學生自行對比自己的實驗質量與他人的實驗質量,在對比過程中激發(fā)學生的前進動力,使其能夠更加積極主動地參與到實驗教學過程中,積極進行研究訓練,促使學生得到進一步成長。
為更好地突出學生在應用化學專業(yè)綜合性實驗教學過程中的主體地位,教師在授課過程中應強調學生的自主性,讓學生能夠根據(jù)自己所學知識內容和強項開展實驗活動,讓全面化學教育能夠得到展開。為此教師在實驗教學的作業(yè)環(huán)節(jié),可以允許學生自主尋找研究課題,選擇研究方向,在研究過程中充分發(fā)揮自主能力,從確定研究方向入手,圍繞實驗目標設計實驗流程,利用實驗室設備進行實驗研究,記錄實驗數(shù)據(jù),分析整理實驗數(shù)據(jù),出具實驗報告。在自主完成整個實驗過程后,學生可以將整理的數(shù)據(jù)資料與實驗報告提交給教師,教師根據(jù)學生的實驗結果對其學習成績進行打分,幫助他們認識到實驗成功或是失敗的原因,引導他們分析思考如何對實驗流程進行優(yōu)化與改進,實驗過程中存在哪些問題,并給予一定的學分獎勵。同時可以給予一定的實驗室使用權限,鼓勵學生自行利用課余時間進行實驗,并根據(jù)科研實驗結果給予學生一定的正向反饋,為良好的科研氛圍的形成打下良好基礎[7]。
此外,為進一步提升學生的參與應用化學學習的興趣,教師可以充分利用競爭與協(xié)作這兩類教學要素,與學校進行交流,集合優(yōu)勢資源在校內建設工科化學實驗教學基地,在基地中定期組織化學實驗競賽。學生可以自行組建研究小組,準備研究方向和實驗選題,自由參與競賽,在競賽過程中將知識實踐與探索研究相結合,將課內知識與課外知識結合在一起,鼓勵學生自由進行科學研究活動,在研究過程中充分發(fā)揮自己的個性和特長,適應小組合作的研究模式,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新研究意識和科學素養(yǎng),為學生創(chuàng)建一個自由的學習成長環(huán)境。同時也在比拼競賽的過程中將應用化學的優(yōu)勢充分展示出來,強化學生的學習動力。
教師在學生成績評價的過程中,應注意評價活動對學生成長發(fā)展能夠起到的指導作用,在評價過程中采取實驗全過程評價的方式來考核學生的學習成果,并將能力評價環(huán)節(jié)引入其中,科學全面地評價學生的學習成長情況,為后續(xù)教學內容的制定提供必要的參考資料。
例如,基礎實驗環(huán)節(jié)是后續(xù)實驗教學高質量展開的知識積累環(huán)節(jié),因此教師應按照重視程度決定分數(shù)占比,鼓勵學生積極學習。通常情況下實驗預習分數(shù)占比應為30%,實驗操作過程為50%,實驗報告為20%,這種分數(shù)占比方式要求學生在今后的學習中重視實操環(huán)節(jié)和理論知識學習預習,為后續(xù)學習進程的展開做好積累。
綜合性實驗要求學生根據(jù)教師給定的題目和實驗方式自行完成實驗設計和實驗操作環(huán)節(jié),以視頻加文字的方式將自己的實驗操作流程直觀展示給教師。教師可以對學生的實驗設計質量、實驗完成結果和提交的實驗總結報告進行打分,進一步提升學生的自主研究和實驗操作能力。
研究性設計實驗要求學生自主完成自主選題、設計再到實操和實驗設備準備的一系列流程,最終要以研究論文的方式將實驗結果提交給教師。教師可以根據(jù)論文質量和答辯結果確定學生的能力水平,根據(jù)其專業(yè)素養(yǎng)為其今后的發(fā)展指明方向。
在整個實驗考核過程中,教師在評價過程中除了制定分數(shù)外,更要注意到學生的成長。教師可以利用批語和一對一談話的方式引導學生對比自己之前的學習成果,幫助他們正確看待自己的成長,鼓勵他們以更加積極主動的態(tài)度參與實驗教學,保證教學質量。
綜上所述,在應用化學實驗教學模式改革過程中,教師需要從高校學生的知識水平、思維能力和成長方向入手,針對現(xiàn)有教學模式當中的問題對教學模式進行改革,結合社會發(fā)展需求和應用化學實踐性強、應用面廣闊的特點,建立起具有較強國際競爭力和科學研究能力的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式,為國家科研能力的提升打下良好基礎。