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关键词:应用化学;教学现状;教学改革
引言:对于应用化学就是指将化学知识渗透到其他的科目中从而形成的一门应用科学。总的来说它是理工和化学工程专业的结合体,是这几个专业的综合体现,所以从原理上来说还是属于理科专业。所以,对于应用化学专业的学生来说,实践教学是培养学生能力和提高学生综合素质的重要部分,同时也是教学体系的重要组成部分,加强该部分的教学就显得极其重要。实践教学既是对理论进行巩固的最好环节,也是训练学生解决问题和动手操作的最佳时机,而且在教学中还能不断激发学生自主创新能力,为该专业训练出更多的人才。
一、应用化学专业实践教学现状
从以往的教学来看,在应用化学教学中,人们已经习惯性的将理论教学和实践相结合了,同时过去的教学也证明了这一做法的科学性和可行性。因为实践教学实质是对课堂理论的一大补充和丰富过程。但是从现在的社会来看,我们仅仅依靠传统的实践教学模式是不可行的,无论是教学形式上还是内容上,传统的教学都与当下人才的培养观念和目标不相容,不仅不可以更多的培养出好的人才,还会使得一些人丧失学习的兴趣。大量的问题在我们的教学体系中暴露出来,所以我们更加要进行相应的改革。具体的来说,存在于我们当下实践教学中的问题有:①一些教学内容太偏重验证,反而对学生专业和未来的就业问题忽略了,而且与实际不相关;②教学形式上太过单一,没有开设相应的针对学生解决问题能力的课程,对于学生专业问题分析能力过于忽略,达不到训练能力的效果;③名义上是实践教学,但是实际上课外的内容太少,学生自己动手的机会也少,而且学生大多是单独进行学习,没有团队方面的培养;④对考试成绩的过度重视使得学生对教学内容丧失兴趣,没有学习的动力;⑤实习只注重最后的考核成绩,使得学生丧失活动的积极性,导致实习的目的达不到;⑥毕业论文的设计也缺乏工程设计和一些必须的技术分析内容,忽略了实践教学的分量,而一些理论化的东西所占的比重太多,与实际脱钩。以上这些就是目前我们应用化学专业存在的问题,基于这些问题我们必须对教学内容进行改革方向的探讨,对教学模式和教学方法进行改进,这样才能更好的实现本科应用化学专业人才的培养目标,为应用化学专业培养更多的实践型人才。[1]
二、应用化学实践教学改革的思路和具体改进方法
(一)应用化学实践教学的改革思路
因为传统的教学对于人才的培养是基于厚基础、宽口径以及重实践的原则来进行的,但是结合实际来看,并没有突出重实践的目的,由于涉及到扩招和实践基地等问题,我们根本无法真正的展开实践教学。所以,在制定新的人才培养方案时,一定要本着符合应用化学专业人才培养的宗旨,还要顺应科学的发展需求,做到满足学生综合素质的要求。[2]
(二)应用化学专业实践教学改革的具体做法
1.紧密结合实践教学内容和科学实践
我们在实践教学中要抓核心并且突出重点,紧密的将实践教学内容和科学研究相结合起来,然后借助一些科研方面的训练手段,不断的提升学生探求新知识的能力和创新的思想,这样一来可以不断增进大家的创新意识,提高创新能力。同时在将实践教学与科研相结合时,可以将一个大的科研项目分解为若干个小的项目来进行研究分析,可以进一步引伸到本科实践教学中,达到训练的目的,又可以丰富大家的见闻以及问题的认知能力。
2.加强实验教学
实验教学是实践教学的主要手段,所以这也是实践教学的实现途径,所以对于它的强化很有必要。针对一些基本的实验操作要进行反复的操作从而达到规范以及运用自如的程度,相对的一些比较经典的验证性实验就要求学生实验时仔细研究,抛弃传统的思维观念,这样对于一些存在于学科交叉处的知识能够更好的理解,同时对于一些新原理和新技术能够更容易的接受并且能够敢于挑战新的研究,这对于学生的创新思维的培养也有帮助。在试验教学中,研究型的实验就不太需要一致的实验结果,它注重的是研究分析的过程,它的目的是通过学生自主完成一个实验来对学生动手操作能力的培养和考核。总的来说,所有的实验过程基本都遵循从预习到设计再到实验总结的过程,中间涉及到老师和同学各自的总结和讲解,而最重要的也是实际操作部分,这也是加强实验教学的目的。[3]
3.利用实习增强实践能力
专业实习是学生将理论运用于实践的有效途径,也是将理论和实际运用相结合的重要过程,也是作为提升学生创新能力的必要环节。实习过程就是一个将知识从虚到实的转化过程,通过实践可以锻炼学生对实际问题的解决能力和树立正确的就业观,对于将来的就业有很大的帮助。对于实习首先要考虑的就是实习基地的问题,毕竟是完成实践的载体,对于实践基地的选择一定要保证能更大程度的让学生接触生产实际,达到体验的目的。接着便是规划好实践的内容,要保证在实践过程中学生有事可做,而不是每次都只是观赏者,同时还要在实习中穿插各种讲座,对于实习内容作阶段性的总结,这也可以强化实际操作中学到的内容,还可以对于一些不常见的问题进行补充教学,使得学生对整个生产过程都完全了解,达到真正体验实际生产过程的目的。只要认真的实施实习过程,就可以使实习收到效果,达到预期的目标,而学生的能力也能在实践中得以提升。
4.针对实践能力的提升开设专业职业教育课程
就本科教学来讲,重点是保证各个教学环节都围绕实践教学的中心,并且能够相互贯通。结合以往的经验,我们在强化学生实践能力方面的做法是将实践教学贯穿整个大学阶段,从大一到大四,从始而终,这也是很好的经验,而现在我们需要做的就是在其中加入职业教育课程,这样一来既不违背以往全程进行实践教学的理念,还可以使学生更加明确实践能力的重要性。我们可以在实践教学中开设职业教育的课程,比如《分析检测实验室认证与管理》、《综合实验技能》以及《化工安全与环保》等课程,这些课程的开设可以让学生更加清醒的认识到未来的就业方向,也更加清楚自己需要掌握的知识。[4]
三、总结
对于学生创新能力的开发和培养已经随着教育的深入变成了大学教学的主要部分。要想提高应用化学办学水准,只是注重基础知识理论和基本技能是远远不够的,必须加强实践教学,对应用的理念进行深化,在实践中锻炼实践能力和创新能力,这样对于综合素质的提升很有帮助,而且对于应用化学领域复合型人才的培养有很大的促进作用。
参考文献:
[1]邹建陵;匡云飞;冯泳兰;张少华;应用化学专业实践教学模式探索[J]2012(12)
[2]陈燕勤;杜光明;吴国莲;应用化学专业实践教学的改革与实践研究[J]201(08)
一、化学学科在与我校重要董事单位———中国工程物理研究院合作中的特殊地位和作用
地处绵阳的我校董事单位中国工程物理研究院在国防化学上有一流的人才和设备,因此我们可以联合开办国防应用化学方向,即与国防建设有关的含能材料(炸药)即硝基化合物化学,放射废物治理及放射分析方向,以满足西部大量的军工企事业单位对这些方向人才的需求(注:我国仅北京理工大和南京理工大在开设该方向专业,但毕业生不愿到西部特别是一般离城市较远的军工企事业单位工作,造成这些单位人才严重短缺,急需西部高校培养输送该方向的专业人才);我们已经和中国工程物理研究院核物理与核化学研究所,中国工程物理研究院化工材料研究所签定了正式的联合培养这些方向的应用化学高级人才的协议,并得到了积极和热情的响应,他们非常愿意并决心和我们一起将该专业办成全国一流的特色专业;我们已与工程物理研究院联合申报成功应用化学本科、分析化学硕士点办学资格。近年来我校与中国工程物理研究院开展了多项有关放射废渣固化处理等方面的研究合作,获得了多个中国工程物理研究院研究基金,并取得了重要的科研成果。特别值得一提的是四川省人民政府委派原中国工程物理研究院楚士晋教授出任我校副校长后,双方的合作达到了水融的程度,值得一提的是楚校长所研究的学科就是国防应用化学,因此一定能发挥地处绵阳的我校董事单位的巨大学科优势联合办学,将这个专业方向发展成全国有名的有特色的重点专业。
二、我校化学学科的现状
1.学科情况
化学教研室及现在的化学研究所,是我校最老的教研室之一,多年来承担全校基础化学教学任务,科研方向主要围绕材料学科开展。从1995年起共申报8次应用化学本科办学资格,直到最后一次于2002年申报成功,现有应用化学和分析化学两个硕士点,2004年度已申报无机化学硕士点,现有教授6人,副教授10人,讲师10人,绝大部分具有硕士以上的学历,为适应学科发展的需要,正按计划引进高水平人员。
2.实验室建设情况
化学实验室分为化学基础实验室和应用化学专业实验室,共计1200平米左右,现有的基础实验室已不能满足需要,新化学基础实验室共3000平米正在新区兴建;应用化学专业实验室于2003年度批准立项,一期投资50万,能完成部分教学和科研工作,但对我校教学和科研有重大影响的大型高技术测试设备如液相色谱、气相色谱、红外光谱、ICP光谱仪等还没有到位,精细化工实验室还未建设。
3.科研情况
多年来在生物大分子分子光谱学、纳米材料、工业废渣利用、化学建材等方面开展研究和开发,200多篇,被SCI摘录10余篇,有数项科研成果已转化生产,为有关企业创造了可观的经济效益,成绩突出。
三、适应我校发展的化学学科建设设想
1.化学学科建设
应明确化学学科在我校的地位和作用,如前所述,化学学科是我校理工学科的知识结构组成部分,更是材料、生物和环境的基础和支撑,本身又有广阔发展前景,是我校必须重点发展的学科,要让各级领导高度重视。多年来由于多种原因,化学学科的发展和建设欠帐较多,已不能跟上学校的发展,更谈不上毕业学生或对外技术服务和产品开发在社会上的影响。学校的大发展同样为化学学科的发展带来了责任和巨大的发展机会,理清我们的思绪,明确任务,制订好计划,踏踏实实,埋头苦干,化学学科一定会对学校的发展贡献更多的成绩。在化学基础教学和学科发展方向方面,应做好基础化学课的教学,在学科发展和意见方向上,应研究材料化学、生物化学和环境化学,研究这些学科中的化学问题,对相临学科确实起到基础和支撑作用,并积极开展与这些学科的合作,相辅相存,资源共享,共同发展。在应用化学发展方面,办好应用化学的三个方向即应用分析、精细化工和国防化学。应用分析又称为工业和科研的“眼睛”,应把发展方向定为与我校相临学科紧密相关的材料分析、生物医药分析、环境分析和国防化学分析;精细化工方向应跟上国民经济发展,坚持在高新的新型化学建材、生物化工、药物合成等方向上;国防应用化学应与中国工程物理研究院签好协议,充分利用董事单位一流的设备和人才,把这个方向办成全国有名的专业。研究生发展方面,在已有的应用化学和分析化学硕士点基础上,再申请无机化学和有机化学硕士点,争取在不远的将来与中国工程物理研究院联合申报应用化学博士点。研究生论文研究应围绕材料化学、生物化学、环境化学、国防化学、分析测试、精细化工等方向开展工作,逐步的形成稳定的研究方向和特色,深刻体会联合办学的“西南科技大学模式”的含义,充分利用各种有利因素,实现化学学科的跨越式发展。
2.实验室建设
基础化学实验室:原有的基础化学实验室已不能满足我校基础化学教学的需要,经努力申报,已获批准在新区划拨了3000平方,具有相当水平的实验室规划和建设方案已初步完成,基础化学实验室建设工作按计划于2005年建成。应用分析实验室:2003年度,申请获批的应用化学专业实验室已投资50余万,初步建成能开出部分仪器分析和生物分离与分析的应用分析实验室,但一些对全校教学科研有重大影响的大型分析测试设备还没有,这对提高我校教学科研水平和提升学校的档次很不利。由于学校的资金有限,现阶段不太可能购买,因此应与地处绵阳的拥有这些设备的中国工程物理研究院、绵阳卫生防疫站、绵阳水务集团水质中心联系合作,实现资源共享,以保证我们的本科和研究生教育水平和条件,并在科研和社会服务上做出更多更好的成绩。精细化工实验室:精细化工属高科技产业,在未来的经济发展中贡献巨大,绵阳千亿工程计划中,计划精细化工将贡献50亿/年,而目前仅10余亿元/年,这说明精细化工的前景,精细化工实验室的建立将使该方向学生就业分配和我校在该行业的地位作用及对社会经济的贡献创造必要的条件。目前该实验室还未建设,绵阳计经委有意出资30~50万在绵阳选单位共建绵阳精细化工研发中心,我校是最有希望获批的单位,如我校再配套30~50万,那么一个具有相当水平的精细化工研发中心就会在我校建成。同时应建立有关的实验基地,加大与企业的联系和合作,按“产、学、研”的发展模式获得跨越式的发展。国防化学实验室:国防应用化学含核材料与放射分析、炸药合成与分析、燃烧化学等,我校没有也不可能有能力建设该方向的实验室,但我们已和联合办学单位———中国工程物理研究院谈好,由他们出设备和师资来完成该方向学生的专业课和毕业论文教学和科研工作,相信该专业由于有中国工程物理研究院一流的设备和师资会办成全国有名的我校亮点专业。校外联合共建实验室:前已述及,由于学校建设资金有限,短时间内不可能全部投资建设上述实验室,这就要求我们应利用联合共建单位和其他单位的人力和物力,通过联合共建实验室、建立实习单位、聘用相关人才和有偿服务的形式以较小的投入获得教学和科研上较大的收获,并与他们一起实现双赢,共同发展。
3.化学师资队伍建设
化学目前的师资力量仅能维持教学任务,研究条件仅能基本满足少数教师的科研,形成少数学科梯队,大部分教师没有固定的研究场所和条件,而是跟随其他学科有关教师做一些辅助型研究;学科内部沟通、配合交流和学术气氛还有待提高。面对越来越大的任务,要求我们引进高水平的学科和学术带头人,并以实验室和各类研究课题申报和开展为突破口,形成学科和学术带头人领导的中青年教师和研究生参加的数个学科梯队和群体,充分发挥中国工程物理研究院等合作单位和外聘教授的作用,在短时间内形成化学学科高水平队伍和优良的学术气氛,在产、学、研多方面做出突出的贡献。
四、适应我校发展的教学改革研究
关键词:分析化学;化学;实验
1分析化学实验在应用化学专业中的现状分析
作为应用化学专业学生必要的实践锻炼环节———分析化学实验的开设非常有助于促进学生去掌握分析化学相关的基础理论知识,同时相关的基本操作实操训练能有效的提高学生的操作技能,让学生建立起定性和定量的概念。整个过程的训练对于学生严谨、认真、实事求是的科学态度的培养起着非常关键的作用。此外,解决问题、分析问题的能力通过分析化学实验的学习也可以大大的提高,在培养创新型、应用型人才的道路上至关重要。因此,对分析化学实验的发展和探索实际意义重大,尤其是在把握分析化学实验质量和发展方向方面[1]。作为重要的实践环节分析化学实验致力于培养学生具有定量分析的能力,因此分析化学实验的实践环节在内容的安排上显得尤为重要[2]。现有分析化学实验内容上的安排仍然是验证性实验为主,主要是关于滴定分析的一些基本操作练习、验证滴定知识点以及相关的综合性实验。从整体内容上来看实验内容和分析方法上相对单一,每个实验的相关性较少,且相对孤立。综合性实验仍然存在“照方抓药”的操作程序,缺乏对学生科学性思考的有效训练、独立思考能力的培养以及创造性思维的激发。此外,学生对“量”的概念认识不清、把握不准,尤其在滴定终点对终点判断不准确,常常出现滴定终点滴过的情况。针对上述存在的问题,我们对分析化学实验在内容上进行了深化改革,对在实验中出现的问题进行了深刻的分析和思考,提出了分析化学实验应该从实践的内容安排上、方法多样性上、难度维度方面进行调整,其目的就是提高学生对分析化学实验的认知从而提高应用化学专业学生的实操能力,为应用化学专业的学生在未来从事煤化工、医药、新能源领域的工作提供良好的平台[3]。
2分析化学实验方案探索
2.1实验内容环节
我校应用化学专业主要是为内蒙古煤化工、新能源行业培养分析测试方面的人才,为了符合应用化学专业人才培养方案,在分析化学实验实践内容上紧密联系行业的实际需求,更加注重传统实践内容和行业发展现状相结合,加强了交叉学科间知识的相互结合与渗透[4]。实验内容主要是由简到难层层递进的方式进行展开,设置了分析化学实验的基本操作、验证型实验以及提高创新型设计实验,具体实验安排见表1。2.1.1基本操作实验部分在基本操作实验部分首先开设了天平的使用,了解了天平的结构原理,练习了三种称量方法以及天平使用的规则。其次,巩固了滴定分析仪器滴定管的使用,滴定管在使用前需要做的准备,标准溶液装入滴定管操作步骤以及如何正确的读数。此外,为了进一步加强基本操作能力增加了容量瓶、移液管、吸量管的使用,通过上述练习的设置更加注重实验操作规范化的训练。2.1.2验证型实验部分验证型实验开设了5个实验主要涉及到四大滴定方法,在实验的设置上由简单的酸碱滴定有机酸摩尔质量的测定逐渐增加难度,有机酸摩尔质量的测定主要考察的是学生对酸碱滴定相关知识的掌握,在学生实际做实验的过程中往往会出现在滴定操作不规范,在滴定终点“一滴”和“半滴”操作掌握不好,从而造成终点滴定过量最终误差增大。针对在实验过程出现的上述的情况,在新的内容中进行了优化和改进,首先是设置了有机酸摩尔质量的测定实验,让学生对滴定规范操作进行基本训练,让学生对终点判断有所初步认知。其次,为了提高操作技能安排了双指示剂法测定混合碱的实验,第一步用酚酞作为指示剂,在滴定终点溶液颜色由紫红色变为微红色作为第一个等当点,整个滴定过程中要求学生按操作规范进行滴定,滴定终点的判断要准确无误,然后在上述的同一份溶液中加入甲基橙作为第二种指示剂,由于第一个等当点的颜色为微红色,再加入甲基橙后溶液颜色的叠加会使溶液颜色呈现不完全是甲基橙的颜色,要求学生注意观察此时溶液颜色并做好记录,双指示剂实验的开设非常有助于学生对滴定终点的判断,而且加强了滴定操作规范化。在上述酸碱滴定实验中,学生的操作技能可以得到充分锻炼的基础上,通过自来水水硬度检测的实验让学生掌握钙指示剂的应用条件同时进一步练习容量瓶、移液管的使用。水硬度的测定其本质是Ca2+、Mg2+离子与EDTA发生了一个络合反应。通过这个实验加强认知分析化学理论知识,深化分析化学理论知识的掌握,学生学习掌握知识的能力可以得到充分培养[5]。在间接碘量法测定硫酸铜溶液中铜含量的实验中,由于体系发生一系列的氧化还原反应存在多种颜色物质的混合,造成溶液颜色叠加致使学生在观察溶液颜色变化存在很大的偏差,基于这一实际情况在实验过程中要提前做实验演示,让学生对颜色叠加产生的变化可以直观的观察到,以标准样品颜色作为基准可以大大提高学生的实验成功率。2.1.3设计型实验部分团队合作设计型实验主要是让学生以小组的形式通过已经学习到的分析化学理论知识,并结合文献资料进行归纳总结,最后通过对所学到的理论知识的综合运用以及查阅相关资料来解决实际中遇到的问题[6-7]。在完成上述基本实验操作试验的训练后,以HCl-NH4Cl混合液中各组分浓度的测定实验作为设计型实验,设计这个实验的方案首先需要了解HCl和NH4Cl的性质,盐酸是一个一元强酸而NH4Cl是一元弱酸,基于上述的性质当它们作为混合物时可以进行分步骤滴定。在了解上述的内容后还要通过查阅相关资料确定NH4Cl能不能直接用氢氧化钠直接滴定,针对这一问题需要学生具体确定一元弱酸的滴定方法。通过整个设计实验学生的研究探索精神的激发,知识的连贯性和相关性也得以加强,有益于独立思考的能力的培养以及创新性的思维模式和团队合作精神的培养。
2.2改进实验实施方法,提高实验操作质量
传统分析化学实验实施方法主要以板书讲授的形式,学生根据老师讲授的内容进行实际操作和演练,在整个过程中学生对实验过程“量”的概念不够直观,对反应终点的判断不够准确,同时机械性的操作、单调的流程也不能激发学生的探索兴趣和创新意识,在一定程度上不能提高学生想象力,从而使学生始终处于被动接受学习的状态[8-9]。分析化学实验实践环节的核心是把握量的概念,减少人为误差,提高测定结果的准确度,为了做到上述这点需要改进传统的实验模式,譬如:在实验的预习阶段引入虚拟仿真环节,学生预习实验阶段可采用可视化的计算机模拟技术———用各种分析实验的滴定仪器模拟实际操作中的实验仪器设备,再按照实验步骤在虚拟实验平台上组装成一套完整的与实操实验相符的虚拟实验装置,并在此虚拟平台上按照步骤完成具体的实验操作[10]。学生在此虚拟的分析化学实验环境中体会到真实做实验的感觉,并操作虚拟的分析仪器设备来完成整个分析实验,可以非常直观的感受实验过程、观察实验发生的现象,对滴定终点的颜色判断更加直观从而建立学生定量的概念。
2.3制定科学的考核评价体系
科学的考核评价体系非常有利于了解学生学习的真实情况,真实反映出的情况有助于分析化学实验实施环节的进步并不断提高实验的成功率。在传统环节中分析化学实验更加注重实验操作的环节,实验预习和实验结束对实验反思的环节有时候会忽略。因此,常常会出现实验课程结束后学生对所做实验印象不深,甚至对实验现象记错的情况。针对这一问题在实验考核部分在重视实验操作的前提下也应该加强实验预习和实验报告的部分。每个实验开课前学生都要按照要求书写实验预习报告,实验预习报告中要写明反应原理,实验步骤部分要做流程图,分步骤的流程图(框架图)可以帮助学生对机理的理解。在实验操作环节要细化打分细则,对于关键操作步骤要设置打分点,譬如:指示剂滴加的量,滴定速度,滴定手法,读数是否正确,终点“半滴”操作是否正确等方面,目的在于提高学生对滴定关键操作步骤的重视度。此外,对每一组学生数据记录要进行规范要求,养成良好科学的记录实验数据的习惯。实验结束后要求学生撰写实验报告,对实验的数据要进行处理,还要对实验进行总结,并让学生对实验失败进行反思找出导致实验出现差错的原因,并进行分析如何可以规避。通过上述科学的考核评价体系可以提高学生的实验热情、督促学生对分析化学实验的热爱,同时也可以能及时了解到学生学习情况的反馈。
2.4实施效果分析
分析化学实验探索与研究方案对实验内容,实验预习用虚拟仿真平台和预习报告相结合方式,实验考核,实验报告加强反思和数据处理等几个方面对学生做了调研统计,对学生知识度掌握的情况以及满意度都做了回访(表2),同时调研了此次研究方案对学生参与到科研工作、大学生创新创业工作的帮助。从表2中可以看出,分析化学实验新方案实施后,学生在知识点构建满意度、实验动手能力,参与科研工作以及参与创新项目较之前都明显提高。
3结语
通过分析化学实验方案在实验内容、方法上的探索与研究,对学生的独立思考能力可以得到很好的锻炼,同时有助于学生对分析化学实验理论知识的理解与掌握,对分析化学中量的概念的建立很有帮助。通过分析化学实验方案实施更是锻炼了学生解决问题、分析问题的能力,特别易于学生观察实验现象敏锐力的提高、突发事件的处理能力以及科技的创新意识的建立,从而进一步提高应用化学专业在煤化工行业中的竞争力。
参考文献
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【关键词】化学 实践教学基地 现状 措施
【Abstract】The practice teaching bases current situation of chemistry specialty were analyzed, and main problems were put forward. The further reform and development measures were proposed, including: perfecting the system and increasing the input of funds, the establishment of a comprehensive practice teaching bases, establishing the practice teaching bases utilizing alumni resources, the construction of school-enterprise cooperation courses, the establishment of internal training workshop, construction of the practice teaching team with "double-qualified" characteristics.
【Key Words】chemistry; practice teaching base; status quo; Measures
化学类专业如材料化学、应用化学等培养具备化学基础知识、基本理论和基本技能,受到应用研究、技术开发和工艺设计等初步训练,具有创新精神和实践能力,能胜任化学化工类企业材料科学、精细化学品合成、化工产品开发生产、质量检测与分析和生产技术管理等方面工作的高素质应用型人才。该类专业是实践性很强的专业,要学生更好地掌握专业知识,必须到现场实习和实训,从而培养学生的实践操作技能和创新思维能力。所以,建立长期稳定的校外实践教学基地是实现化学类专业培养目标不可缺少的部分,研究如何建立和巩固实践教学基地对应用化学专业具有非常重要的意义。
1 化学类专业实践教学基地建设的现状分析
1.1 实习单位接受学生实践的意愿下降
由于化学类专业的实践环节涉及到易燃易爆、腐蚀性或剧毒性药品的使用,存在一定程度的危险性,企业考虑到安全、生产、管理等方面的原因,特别是安全生产的压力下,不愿意主动接收学生实习。而学生由于缺乏经验,不规范操作的确时有发生,存在一定的安全隐患。企业出于安全生产的角度考虑,务必把学生实习当成企业正常生产的干扰因素,一旦出现安全问题,企业往往要停产整顿,指导老师也要受到处分。所以很多化工企业不愿意和学校建立稳固的实践教学基地,在多一事不如少一事的想法下,化工企业单位不愿意主动接受学生到企业进行实践。
1.2 实习和实训的效果不理想
学生到了企业实习和实训后,虽然实习的总时间为两到三个月,但真正有效的实习时间较短。到企业后,首先要进行企业的安全教育,接下来要熟悉企业的工艺流程,操作规范。由于进入角色慢,学生刚了解该企业的相关工艺流程,实习就该结束了。部分实习单位考虑到产品质量和生产安全等问题,很多工段都不允许学生进入。因此学生在企业实际动手操作的时间短,实习和实训的效果不够理想。
1.3 实习中指导教师经验存在不足
在实习过程中,指导教师不仅要掌握理论教学,也要对企业的实际生产情况有较充分的了解,并且有较丰富的现场实践经验。目前,在每个实习点,除企业的技术人员担任学生的指导教师外,学校还会派出指导教师负责该实习点的工作。企业的技术人员由于对学生的理论知识掌握程度了解不足,在介绍企业的相关工艺流程时,会出现和学校教育的脱节,不利于学生的理解掌握;而校方指导教师大多为年轻教师,这些教师基本都来自高校和科研机构,虽然具备较高的理论水平和科研能力,但在企业培训和工作的经历较为欠缺,给实训、实习教学指导和产学研深度合作办学带来一些问题。因此,教师的实践指导能力还比较欠缺。
1.4 实习经费问题明显
随着经济的发展,学生到企业实习和实训所需的交通费、住宿费、指导费都在不断提高,尽管现在实习的经费标准相比原来有所提高,但是随着物价上涨,学校补贴学生的经费远远满足不了实习的需要,导致了实习受到了较大的限制。除了学校补贴的经费,其他的费用完全由学生自己负担,而学生的经济承受能力有限,如果缩短实习的时间,教学质量会受到影响,只有根据情况调整实习的经费标准才能解决这个问题。
2 化学类专业实践教学基地建设的举措探讨
2.1 完善实践教学基地建设的制度和加大建设经费的投入
建设校外实践基地,单纯依靠带队教师的热情和能力是不够的,需要从制度上来保证。可以考虑校外实践教学基地以申请立项的形式进行建设,由学校负责实践教学基地的立项审批、经费预算及配套。包括教师的培训、学生的管理、文件的制定及实践教学基地的建设与管理评估,同时学校应该提供实践基地建设与管理的经费支持。根据实习基地建设的需要,安排一定数量的实践基地建设经费,保证建设经费的专款专用。
2.2 建立产、学、研相结合的综合性实践教学基地
通过校企之间建立的实践教学基地,学校可以利用化工企业在实践方面的优势和企业的现场设备及条件,实行学校老师和企方技术人员共同指导学生实习的办法,化工企业在生产过程中存在的一些技术方面的问题和困难,可以作为学生的选题和研究方向,这样一来,可以提升学生的理论水平、创新思维和实际动手能力。带队到化工企业实习和实训的老师,既提高了自己的科研水平和工程能力,也使其理论和实践教学能力得到提高,且密切了校企关系。在发现企业有技术方面需要改进或者难题时,可以将其转换为校企合作的科研课题,结合自身的科研成果,获得企业的立项和经费的支持;也可以和企业合作,联合向政府申报课题,而且校企合作课题获得的科研成果也可以申报专利和奖励,实现校企双方共赢。
2.3 利用校友资源建立实践教学基地
化学专业是我校建校时就有的老牌专业,培养了一大批化学界的杰出校友和工程技术人员,具有丰富的校友资源。校友们对母校有着深厚的感情,会帮助学校与企业进行有效的沟通,为建立实践教学基地创造条件。
2.4 构建校企合作“嵌入式”课程
针对目前学校开设课程和化工企业需求在一定程度上脱节的问题,我们拟结合精细化工、质量检验专业特点和企业实际,将部分有代表性的实用性专业课程,如“医药中间体合成”、“液晶材料制备”、“油品分析与检测”、“人体血液微量元素分析”等“嵌入”人才培养体系,由我校教师和企业工程师共同授课,实现与企业需求的对接。
2.5 建立校内实训车间
为解决学生进入实习单位后,不熟悉实习单位的设备情况,操作不熟练,进入角色慢的问题,在校内建立化工实训车间。本实训车间完全按照化工企业实际生产情况建设,设备均是生产中实际应用的设备,包括化工生产中常用的泵、储罐、换热器、反应釜、精馏塔等,还有各种阀门及管件,化工企业常用的仪表,各种化工设备维修、管道加工、拆装检修工具。通过实训使学生了解化工生产中常用机器、设备的结构、工作原理;掌握常用化工管道、管件拆装技能;掌握泵、储罐、换热器、反应釜、精馏塔等化工设备的操作;掌握绘制工艺流程图、设备布置图、管路配置图的技能;掌握化工企业安全生产的基本知识。通过实训车间的培训,学生可以掌握化工企业的基本操作技能,满足化工企业相关岗位的要求,学生到企业后可很快进入相关岗位实习。
2.6 建设具“双师型”特色的实践指导教学团队
针对实习中指导教师经验不足的问题,应以培养“双师型”教师为目标,通过国内外研修、企业实践等途径,建设一支具备较高的专业理论水平与熟练的专业技能双重素养的教师队伍。要建立完善的校企保障机制,为“双师型”教师的培养提供条件和支持,在此机制下,轮流指派教师深入工厂企业顶岗实践;同时在企业聘请具有丰富的产品研发、生产和管理经验的工程技术人员参与教学与实训工作,形成“教师下到企业去、工程师请进学校来”的校企互动的师资机制,力争建设一支高水平的、具有“双师型”特色的省级应用化学实践指导教学团队,更好的指导学生实践。
关键词:应用意识;培养;分析
文章编号:1008-0546(2013)12-0059-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.12.025
高中化学课程标准强调:“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系;引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响,理解科学、技术与社会的相互作用。”培养学生的化学应用意识是新课程化学基本理念之一,为了了解目前高中生化学应用意识培养的现状和存在的问题,笔者选取所在学校的部分高二、高三(选测物化)学生和市直学校的部分化学教师进行调查,并对调查结果加以整理,为学生化学应用意识的培养寻求有效的教学策略。
一 、调查内容及方式
学生问卷调查表主要从三个方面调查: (1)高中生对化学的态度以及对化学的社会价值认识。(2)教材及教师对化学应用的关注。通过调查了解学生对化学教师及教材中关于化学应用内容的认可程度,从而为培养学生的化学应用意识而采取针对性的教学策略。(3)高中生化学应用的现状。主要调查的是学生在对待化学与社会、生活等相关的问题时的态度倾向及行动结果,以窥探学生化学应用意识的水平。
教师问卷调查表主要从四个方面调查:(1)教师对自身及学生化学应用意识的评价。(2)教师对培养学生化学应用意识的态度。(3)教师培养学生化学应用意识的教学现状。(4)教师对高中生化学应用意识的理解及建议。
教师与学生均采用问卷及访谈调查,调查中部分内容相仿,以便比较;访谈采用个别交谈方式。
二、学生问卷调查及访谈的结果及分析
1. 学生对化学的态度及化学价值的认识(表1)
(1)你对化学的态度是
A.很喜欢 B.喜欢 C.一般 D.不喜欢
(2)你对平时化学成绩的自我评价
A.好 B.较好 C.一般 D.差
(3)你认为学习化学的主要目的
A.将来找工作的需要 B.思维训练
C.考大学的需要 D.社会生活离不开化学
(4)你了解化学在现实生活中的应用价值吗?
A.有广泛应用价值 B.了解一些 C.不清楚
分析:仅有20.5%的学生表示很喜欢或喜欢化学,18%的学生自我评价化学成绩好或较好,调查发现学生对化学的态度和自我成绩评价基本是一致的。兴趣是最好的学习动力,教学中要充分利用一切可以调动的因素来激发学生的兴趣,发挥学生的主体性。48.4%的学生表示学习化学的主要目的是上大学的需要,表明学生本身也存在应试的压力,仅有11.5%的学生表示了解化学在社会生活中有广泛应用价值,说明目前的化学教学并没有使多数学生体会到化学教育的真正价值,导致学生不能形成良好的学习内驱力,影响了学习的兴趣。
2. 教师及教材对化学应用的关注度(表2)
(5)你认为教材中关于化学应用的例子
A.太多 B.较多 C.适当 D.较少
(6)教师在课堂上进行化学应用知识的教学时,你觉得
A.很感兴趣 B.有点兴趣 C.没兴趣
(7)你认为化学教师在课堂上对化学应用方面的关注
A.很多B.较多C.适当.D较少或没有
分析:47.1%的学生表示对于教师在课堂上讲一些化学应用方面的知识很感兴趣,33.7%的学生认为教师对于化学应用的关注较少或没有,37.3%的学生认为教材中关于化学应用例子较少。其实新课程改革后教材作了很大程度的修改,适当增加科学视野、资料卡片、实践活动等板块,内容还是比较丰富的,通过访谈调查到部分教师其实并没有很好的利用教材的教学资源,造成部分学生认为教材对化学应用的较少。一方面是学生对化学应用方面知识的兴趣,一方面是教师对化学应用意识培养的漠视,教师必须改变观念,切实把握好新课程理念,善于开发利用各种新课程资源并进行整合优化,提高教学的有效性,满足学生的需要。
3.学生化学应用意识的现状(表3和表4)
(8)你对社会生活中的化学问题有兴趣吗?
A.很有兴趣 B.比较有兴趣 C.没兴趣
(9)你会用化学语言解释周围出现的化学现象吗?
A.总是 B.经常 C.有时 D.很少或从不
(10)你应用所学化学知识来思考和解决生活中的问题吗?
A.总是 B.经常 C.有时 D.很少或从不
(11)当你对学习化学知识时,会在生活中寻找例子吗?
A.总是 B.经常 C.有时 D.很少或从不
(12)你希望学校组织化学实践活动(如参观、调查)吗?
A.非常希望 B.无所谓 C.有时间就去
(13)你对于以“科学、技术与社会”为背景的化学信息题的态度是
A.非常喜欢 B.喜欢 C.不喜欢 D.非常害怕
原因是 。
分析:89.7%的学生表示对生活中的化学问题很有或比较有兴趣,仅有18.9%的学生表示总是或经常应用化学解释或解决生活中的化学问题,学生对生活中化学的兴趣与其应用化学的频率有很大的差异性,一方面说明学生的化学应用意识比较薄弱,另一方面与教师一味追求纯粹的化学知识,不重视学生应用意识的培养有一定关系。
68%的学生表示非常希望参加学校组织的化学实践活动,11%的学生表示有时间就去,由此可见高中生对于开展实践活动是比较积极和主动的,渴望通过实践活动开阔视野,锻炼自己,这也启发教师可在教学中选择具有可行性的实践活动,如开展社区宣传活动、参观环保局和化工厂、开展研究性学习等,提高学生的参与意识,增强学以致用的主动性。
42 %的学生表示非常喜欢或喜欢以“科学-技术-社会”为背景的信息题,36.5%的学生表示不喜欢,甚至还有21.7 % 的学生表示非常害怕,从题后学生解释的内容来看表示喜欢的原因主要是认为信息题新颖,不枯燥,有挑战性,又能开阔眼界,而表示不喜欢和害怕的学生则主要认为看不懂题意,实际情景复杂,学的化学知识和实际问题差距较大等。在平时的化学教学中教师要善于引导学生把化学知识和实际问题联系起来,积极创设以“科学-技术-社会”为背景的情境,使学生在真实的问题中应用化学知识,解决化学问题,让更多的学生爱上化学,而不是害怕化学。
(14)目前,家庭装饰已成为一种时尚。随着装饰材料进入百姓家庭,新装修居室中常会缓慢释放出来污染物,进而影响人体健康。这些污染物中最常见的是
A.CO和SO2 B.O3和Cl2
C.SO2和NO2 D.甲醛和苯
如何室内存在污染,可采取哪些措施____。
(15)现代以石油化工为基础的三大合成材料是
①合成氨 ②塑料 ③医药 ④合成橡胶
⑤合成尿素 ⑥合成纤维 ⑦合成洗涤剂
A.②④⑦ B.②④⑥ C.①③⑤ D.④⑤⑥
塑料造成白色污染的原因______________。
(16)随着人们对事物认识的不断发展,废电池集中进行处理在某些地方得到实施,其主要目的是
A.回收电池中的石墨电极
B.充分利用电池外壳的金属
C.防止电池中汞、镉、铅等重金属离子污染土壤和水源
D.不使电池中渗出的电解质溶液腐蚀其他物品
你是如何处理废旧电池的_______________。
分析:由于学生的化学应用意识有一定的隐蔽性,故14、15、16题主要是通过生活中的化学问题来窥探学生应用意识的水平。14题正确率为34.8%,说明大部分学生并不了解装潢材料带来的主要污染物,也不知道该采取哪些有效的措施来降低污染;从15题正确率为75.4%,但能说出废塑料引起白色污染原因的并不多,说明学生对化学的学习更多是表面的一些认识,并没有深层次的从化学原理真正理解这些化学现象和问题;16题正确率为78.7%,但在生活中能做到将废旧电池放入集中回收箱的学生却很少,说明学生知行并不统一,教学中要注重学生情感、态度、价值观的教育,树立学生可持续发展的意识,树立一种责任意识。
三、教师问卷及访谈的结果及分析
1. 教师对自身及学生化学应用意识的评价(表5)
(1)您认为您自身应用化学的意识
A.强 B.较强 C.一般 D.较弱
(2)您认为自己所教班级的学生解决化学实际问题的能力
A.强 B.较强 C.一般 D.差
仅有33%的教师认为自己的化学应用意识强或较强,几乎所有教师都认为所教学生解决实际问题的能力一般或差。教师还需不断提高自己的化学专业水平,完善自己的化学知识结构,加强充电学习,特别是化学在社会、科学、技术上的应用,增强自身的化学应用意识,做好学生的榜样。
2.教师对培养学生化学应用意识的态度(表6)
(3)您认为培养学生的化学应用意识
A.没有必要 B.很有必要 C.可有可无
(4)您认为现在所教授的教学内容是否符合高中学生的需要
A.是 B.否 C.有些符合,有些不符合
(5)您是否认为强调化学的应用就会以牺牲双基为代价
A. 是 B.否
(6)您在教学中介绍有关化学知识的应用内容时的目的
A.为了学生考试取得好成绩
B.按照教材上的安排
C.培养学生对化学的应用意识
(7)您认为教材中的化学应用内容所占的比例
A.太小 B.适中 C.较大
分析:几乎所有教师都认为培养学生的化学应用意识很有必要,13.3%的教师表示是为了学生考试取得好成绩,80%的教师是出于教材上的安排,说明部分教师并没有真正理解化学应用的教育价值,只是迫于教学或应试压力来安排部分化学应用的教学内容。6.7%的教师认为强调化学应用就会牺牲双基,通过调查这部分教师主要是认为化学应用会影响双基的教学时间,并没有认识到双基和化学应用是相辅相成的关系。
3.教师培养学生化学应用意识的教学现状(表7)
(8)(多选)您认为学生在做化学信息题时的主要困难有
A.基础不扎实 B.不熟悉信息背景
C.读不懂题 D. 应用能力差
E.自信心不足
(9)您开展化学实验的情况是
A.经常开展 B.有时开展
C.很少开展 D.几乎不开展
(10)您是否注重对学生“应用意识和能力”的培养
A.是 B.一般 C.否
(11)(多选)除了课堂教学外,您培养学生化学应用意识的方式
A.没有采取其他教学方式
B.开展有关化学应用的专题讲座
C.开展调查、参观实践活动
D.让学生自己发现生活中的化学问题
(12)您将现实生活中的问题与化学进行联系吗?
A.经常注意联系 B.很少联系
C.据教材内容而定 D.没想过
(13)您在教学中是否编制以“科学、技术与社会”为背景的化学信息题?
A.主动 B.一般 C.很少 D.采用成题
分析:仅有7%的教师经常开展实验活动,说明很多教师把本应生动有趣的化学实验变成了枯燥无味的纸上谈兵,通过个别访谈得知部分教师认为做实验比较浪费时间,还有些认为做实验比较麻烦,殊不知实验可以培养学生的观察能力,锻炼学生的思维能力,提高他们的实践能力和创造能力,也能培养严谨的科学态度,增强学生对化学的理解,更能激励学生学化学应用化学的兴趣,而这些仅靠教师的黑板实验或看书实验是无法达到的,只有真真切切“做的实验”才能发挥它的教育价值。
93%的教师据教材内容来定化学与生活的联系,除了课堂教学教师主要是让学生自己发现生活中化学问题,总体来说目前培养学生应用意识的教学活动比较单一,教师在行动上并没有敢于改革创新,更多沿用了传统的教学模式,轻视学生的实践活动的开展,访谈中部分教师表示心有余而力不足,高考化学难度加大、化学课时缩减、不知道如何处理新教材、如何有效组织教学都是他们普遍困惑的问题。
4. 教师对培养化学应用意识的理解及建议
教师谈到对化学应用意识的理解,有些回答“化学知识应该和生产、生活联系”,有些回答“能将化学知识应用到实际生活中”,有些回答“运用化学知识解决生产、生活问题的积极态度”,从结果来看教师对化学应用意识的内涵并不是很清楚,认识相对片面。谈到对培养化学应用意识的建议,有些希望学校能够支持开展一些课外活动,有些要求多观摩一些优质课,有些建议建立科学的评价体系,有些认为要深化课堂改革,从结果来看培养学生的化学应用意识作为教师也遇到了方方面面的阻力。
总之,从以上调查可以看出,目前高中生化学应用意识的培养还存在下列主要的问题:1.多数教师行动上对培养学生的“化学应用意识”重视还不够,并没有积极主动开展培养化学应用意识的教学活动;2.化学教学中仍是以考试为主的评价体系,评价标准单一,缺乏多元化,教师和学生都存在着应试的压力;3.部分教师自身的化学应用能力有待提升,需要不断提升自己的专业素养;4.新课程资源的开发和利用还不尽人意,如教材的有效使用、化学实验的开展、研究性学习等;5.学生的化学应用意识相对比较薄弱,还需要在教、学、做的统一过程中实现化学应用意识的培养。
参考文献