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一、分清实验的类型
化学实验分为定性实验和定量实验两种,定性实验就是根据某种物质的性质鉴定该物质的存在与否。定量实验是测定某种物质的各种成分的含量。在整个高中化学的教学中,定性实验比较多,像制取某种物质,物质鉴别、鉴定、推断,物质性质检验,实验操作顺序或装置排列顺序的连接,分离混合物或从混合物中提取某物质。定性要求能排除其他的干扰并有明显的现象;定量实验遇到的比较少,主要像测定物质的纯度,确定物质的组成(某化合物的定量组成、混合物中各组分的质量分数),测定化学反应中的能量变化,测定某些中学化学常用计量(某元素的相对原子质量、阿伏加德罗常数等),定量实验要求准确地测定物质的量。
二、定性实验和定量实验设计的基本步骤
1.提出实验研究课题(实验目的)。实验目的要求是实验的出发点和归宿,因此在实验设计前,必须对实验的目的要求相当明确。
2.确定实验原理。要求在明确实验目的的基础上,综合运用学过的知识,通过类比、迁移、分析,主要是从原理合理、操作简单、原料易得且利用率高、无污染而确定(选择或拟出)实验原理的。
3.选择实验用品。根据实验的目的和原理,以及反应物和生成物的性质、反应条件等,合理选择实验所需的仪器和药品。
4.设计装置步骤。根据实验目的和原理,以及选用的实验仪器和用品,设计合理的实验装置和实验操作步骤,并绘制或识别相应的实验装置图。
5.观察现象和数据。根据实验目的原理和过程,预测实验将观察到的现象,以及实现实验目的将要记录哪些数据等。
6.分析得出结论。根据实验观察的现象和数据,通过分析、计算、图表、推理等处理,得出正确的实验结论。
7.对实验方案作出评价。根据题目所要求的实验目的,对实验所采取的原理、实验装置、实验现象、实验过程、实验结果等作出优与劣、好与坏等的分析和评判,并在评价的基础上作出改进。
三、实验设计必须遵循的原则
1.科学性原则。这是实验设计的首要原则。它指设计实验原理、操作顺序、操作方法等时,必须与化学理论知识以及化学实验方法论相一致。如验证卤代烃中的卤素原子,不能直接加入硝酸银溶液,因为卤代烃中的卤素原子不是可以自由移动的离子,故必须先加入强碱水溶液或强碱的醇溶液使卤素原子变成卤素离子,再加入稀硝酸中和过量的碱,最后加入硝酸银溶液看沉淀的颜色。
2.可行性原则。可行性原则是指设计实验时,所运用的实验原理在实施时切实可行,而且所选用的化学药品、仪器、设备、实验方法等在现行的条件下能够满足。
3.简约性原则。这是指化学实验的设计要尽可能地采用简单的装置或方法,用较少的步骤及实验药品,在较短的时间内来完成实验的原则。
4.安全性原则。这是指实验设计时应尽量避免使用有毒药品或具有一定危险性的实验操作。如需要点燃可燃性气体应先检验气体的纯度再点燃,防治发生爆炸;需要用到有毒气体的反应,最后一定要进行尾气处理:可燃性气体的点燃,氯气可用氢氧化钠溶液吸收。
四、实验操作的一般步骤
1.连接组装仪器,按照从下到上,从左到右的顺序。
2.检验装置的气密性,先使仪器和大气不再直接相通,然后形成气压差,再根据现象能保持压差的,气密性良好。
3.装入药品进行实验。这一步需要认真观察现象,需要测量数据的要进行几次求平均值以减少误差。
4.拆卸装置,需要注意防止发生倒吸,像用排水制备气体的装置需要先从水中撤出导气管再撤酒精灯。
关键词:药物化学实验;教学改革;质量和效率
药物化学实验是在无机、有机及其他相关化学实验的基础上建立起来的,属于药物化学教学的重要内容。通过药物化学实验教学,帮助学生掌握基本的药物合成操作技能,并能够合成符合药典要求的药品。在药物化学实验教学当中,学生通过理论知识的学习,设计反应路线,从而合成目标产物。同时积极分析实验的结果,通过药物化学实验教学提高学生的动手能力。药物化学实验教学当中,学生的主观能动性、创新意识均具有重要的作用。我院对以往的教学经验进行总结,对药物化学实验的教学模式进行改革。
1加强实验新技术的训练
现代药物产业的发展速度很快,实验新技术和新方法不断出现,在药化实验教学当中,有必要采用新的实验技术方法与仪器设备。在实验教学当中增加无水无氧操作技术、微波实验等内容。其中无水无氧操作技术在药物化学中有着广泛的应用,高真空线操作技术、手套箱操作技术和Schlenk操作技术是无水无氧操作技术的三种主要类型。其中以Schlenk操作的安全性更高,更加简单有效,且较低的操作成本对于本科药物化学实验教学更加适用。在实验教学中增加产品化学结构解析的内容,教会学生使用各种仪器,掌握MS、NMR、UV、IR等分析化合物结构的方法,提高药物化学实验教学的质量和水平。加强实验新技术训练的同时,还需要引进新的设备,调动学生在实验学习中的主观能动性,丰富化学实验教学的内容,开拓学生的教学思路。
2加强设计性实验训练
传统采用既定实验方法和步骤进行验证性实验的教学训练对学生的吸引力有限,导致学生的积极性、主动性和创新性难以提高。在药物化学的实验性教学当中,学生根据设定题目,查阅相关文献并结合自身具备的理论知识,对化学实验教学的方案进行设计,对实验的步骤进行安排。同时,教师对学生的实验方案进行指导,确定最终的实验方案并付诸实施。这种设计性实验训练的方式将学生由被动地接受变成了主动的探索,有利于学生综合能力的培养。另外,设计性实验教学需要教师不断提高自身的教学水平和专业能力,及时准确解决学生在实验设计当中出现的各种问题,帮助学生顺利完成药物化学实验的教学内容。例如,在氯霉素合成实验当中,同学查文献总结氯霉素的合成路线,与指导教师一起从原料来源、成本、仪器设备以及路线长短、文献反应收率等几个方面,对每一种合成路线进行探讨,并选择最终可行的实验路线。教师在此过程中与学生一起探讨,并提出相应的建议。设计性实验的教学成果显著,它不仅培养了学生分析和解决问题的能力,还丰富了学生的实时系统,促进学生掌握了基本的实验操作方法与技能。
3药物化学实验与有机化学实验相融合
在教学内容、实验所用仪器设备、技术方面,有机化学实验与药物化学实验具有较大的相似性。将二者在实验教学中有机结合起来能够有效将实验各部分的比例以及各部分之间的关系进行重新配置,实现教学资源的有效利用。例如,可以将药物化学实验中药学基本实验操作的内容与有机化学实验的基本操作相融合。将《有机化学实验》与《药用实验合成化学》的教材内容进行融合、调整,并重新组合成一下3个板块:有机化学实验的一般知识、基本操作、有机化合物的合成实验;合成药物化学实验;天然药物化学实验。在教学中按照以上三大板块实现对学生从基础到专业的实验教学,提高实验教学的效率。
4做好药物化学实验评估
完善合理的药物化学评估制度是化学实验教学的重要内容。在教学当中,教师需对学生的实验记录进行检查,要求实验记录应如实反映实验过程,详细记录实验操作。例如时间、温度、加料方式等细节内容;颜色、溶解、沉淀、产生气体等现象内容;TLC薄层色谱图、重结晶、溶剂、体积、温度、活性炭、蒸馏等后期处理操作、产品收率及性质表征等。学生在实验结束后需要将实验记录和产品上交老师,由教师进行查对。同时,根据药物化学实验,教师和学生随堂展开讨论,针对学生提出或存在的问题进行指导。通过化学实验评估增进教师与学生之间的互动,促进学生养成良好的科研习惯。此外,针对学生实验得到的产品,教师应进行收集储存,并对实验产品进行分类处理,列出详细的清单。随后将清单记录到实验中心,为需要的专业教学提供帮助。同时,对实验考核的方式进行改革,增加对基本操作内容的考核;采用开放性实验考核的方式,对实验报告的相关内容进行考核;坚持多样性的考核方式,对学生的基本操作能力与综合实验能力进行考察。通过全面的考核提高对药物化学实验的评估的科学性。
5改善教学手段和方法
引进现代化的多媒体技术,并发挥其在药物化学实验中的积极作用。通过现代化的多媒体技术将抽象化的实验原理直观地展示出来,将实验所需要的器材、所需要的实验周期等通过具体的图像、视频资料等展示出来,使学生能够对实验的诸多内容进行直观的了解。也可用过计算机制作出实验仿真课件,逼真演示和人机互动的模拟实验,帮助学生由被动的接受转变为主动的学习。以先进教育理念为指导培养学生的综合素质,利用现代化的教学手段和方法,培养学生的创新能力和实验操作能力。在采用现代化实验教学方法的同时,引入新的试验方法、技术等,不断增加、完善实验教学的内容,提高药物化学实验教学的效率和质量。
6小结
综上所述,药物化学实验教学需要教师在教学活动中充分利用新技术、新方法,结合药物实验教学与有机实验教学的共同点,改进实验教学的方法。同时,对实验教学的评价方式进行改善,采用设计性实验提高学生进行实验操作的积极性,从而促进药物化学实验教学质量的提高。
作者:黄小莹 单位:河南化工职业学院
参考文献:
【关键词】高考复习;化学实验;应对策略
化学实验题最能考查学生的思维、表达、探究等各方面的综合能力。2009年高考课改卷更加注重对化学实验的考查,突出了实验在学科中的地位。新课改2009年高考化学大纲强调了对实验能力和实践能力的考查,这将更有利于推进中学素质教育的实施。
结合近几年的高考实验试题特点以及发展趋势,本文就高考化学实验专题复习提出一些建议。
一、准确掌握化学实验基本技能
高考化学实验题中既有常见仪器的规格和使用,又有正确操作的了解和错误操作的辨别,着重考查考生的实验基本操作技能。
1.熟悉常用仪器。
熟练掌握化学实验中常用仪器的结构、用途是提高实验答题能力的必备的基础。在复习时,建议让学生接触感受这些常用仪器,掌握这些常有仪器的名称,结构,规格,用法及用途。
2.掌握基本操作。
基本的实验操作有药品的取用、仪器的洗涤、试纸的使用、试剂的存放、物质的分离和提纯、物质的检验与鉴别等。对化学实验基本操作的复习,最好让学生亲自动手做。设置不同的实验情景,积极疏导,大胆动手,多向思考,仔细观察,认真记录,做好实验基本操作。有助于全面提高学生的基础实验能力。
二、认真分析课本实验基本原理
近几年高考实验试题倾向于回归教材,体现了来源于教材又高于教材的特点。问题多围绕教材实验展开,如基本操作,变换原理,方法,角度等进行命题,增强教材实验的开发、迁移、考查学生对实验的掌握情况。这就要求学生在复习实验时要多问是什么(即实验目的)?(即实验原理)为什么?怎么做(即实验步骤)?不这样会产生什么结果(即实验拓展)?尤其要重视课本实验,认真做好课本上的演示实验和学生实验,认真分析实验原理,掌握典型的实验装置和原理,并进行相应的挖掘和提升。
三、注意培养创新意识和能力
应用性和开放性试题已成为高考试题的新热点,其重点在于考查学生的创新精神。复习时要在实验原理、实验目的、实验步骤、实验方案以及实验方案的评价上做文章。教师应引导学生改进、完善、拓展教材实验,增强实验的探索性、综合性,使之更贴近对实际问题的解决,培养学生的创新能力。
“在化学科学的研究中,科学、合理、周密、巧妙的实验设计,往往能导致化学科学的重大发现。”化学实验设计也成为对学生各项能力进行综合测试最好的方法,近年高考实验方案设计题受到命题专家的青睐,逐渐成为考查的重点。[2]实验设计是指实验者在实施实验之前,依据一定的实验目的和要求,运用有关的知识与技能,对实验的仪器、装置、步骤和方法等在头脑中所进行的一种规划。在复习过程中,教师要引导学生综合运用所学知识,帮助其认识实验设计的基本原理,了解实验设计的一般思路和方法,再评价和优化,以提高学生的实验设计水平,强化创新能力。
四、加强习题选编、训练和讲评
综合实验题属于能力考查题,能有效地考查学生的观察能力、思维能力、实验能力。其命题思路是依据化学实验本身具有很强的包容性和兼容性的特点,将化学实验的考查与化学其他板块的知识甚至是其他学科的知识、方法等有机地结合,实现学科知识的综合考查,考查的内容可以是元素及其化合物的有关知识,也可以是化学基本原理的有关知识,同时包括实验基本原理和基本技能。在复习过程中,教师要通过精心研究、分析、比较、筛选,把一些有针对性和代表性的典型习题进行整理,有计划、分阶段地进行训练。让学生了解这些试题的主要类型、功能和特点,掌握典型题目的解题思路、方法、技巧、步骤及注意事项,进行强化训练,增强他们的题型意识。要学生明白高考实验考什么、怎样考、只有学生对实验题的功能,考查范围、考查特点弄清楚、才能理顺解答实验题的思路。引导学生在分析典型综合实验题的过程中积累经验,达到知识与能力相结合,真正提高实战能力。
论文关键词:无机化学实验;教学改革;实验教学
化学是实践性很强的学科,实验教学在化学教学中占据举足轻重的地位,是一种特殊形式的教学活动。它和理论课内容环环相扣,有助于学生及时理解消化理论课的内容,并增加学生学习的兴趣,具有其他教育活动所不可取代的功能,是培养学生创新能力教育中最重要的一个环节。
无机化学是华北电力大学应用化学、能源化工、环境工程、环境科学等专业的重要专业基础课程,它紧承高中化学,不仅是各专业课的基础,同时也是其他化学基础课的基础。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分,是学生入学后的第一门化学实验课程,对于学生理解掌握无机化学课程的基本原理、培养动手能力和创新思维能力起着至关重要的作用。其基本教学目标可归纳为三个方面:训练学生良好的实验室工作习惯和素养;训练学生的基本实验操作技术和技能;培养学生具有独立进行实验研究工作的初步能力。而在华北电力大学无机化学实验的教学中,原教学体系已经不能满足培养学生创新能力的要求,因此对原课程教学体系及教学方法进行改革变得尤为必要。
一、无机化学实验教学的现状及存在的问题
现华北电力大学应用化学和能源化工专业设立了“无机化学实验A”课程,学时32;环境工程和环境科学专业设立“无机化学实验B”课程,24学时。与其他“211”院校的对应专业相比,华北电力大学的无机化学实验学时明显偏少,如果仍延续传统的理论验证实验模式,无法达到教学目标的要求。所以如何在有限的时间内为学生提供符合学习规律、具有先进性、适合于本科生使用的无机化学实验教学体系是亟待解决的问题。
目前存在的主要问题如下:
(1)实验学时少:目前“无机化学实验A”仅能开设12个实验,主要是基本理论验证实验和常见元素性质实验,制备、分离、鉴定等综合性较强的实验较少;“无机化学实验B”只能开设9~10个实验,元素部分的实验基本无法开出,远远不能满足学生的求知需要。
(2)实验教材内容陈旧:所用的教材是2000年自编的讲义,采取“示范型”的编写方式,形式呆板,缺乏对实验理论、方法、特点的系统介绍,使实验教材停留在实验操作指导的水平上,学生在实验中基本上是“照方抓药”,处于被动状态,不能很好地达到培养实验能力的目的。
(3)实验教学方法比较单一:在实验教学中,仍局限在“验证理论”或“仪器的使用和操作方法训练”的模式上,沿用几十年不变的学生预习,教师课堂讲解,学生按实验步骤操作,课后完成实验报告的老一套做法,使实验课落后于科技的发展和时代的要求,制约了实验教学水平的提高以及学生实验能力和素质的培养。
(4)考核方式不科学:目前在实验成绩的评定上,主要依据实验报告和学生实验操作的情况。由于有部分学生无故旷课,甚至相互抄袭实验报告,或是照着实验书通篇抄写,造成实验成绩评定不能全面反映学生实验能力的高低,使得学生在思想上产生了重理论轻实验、重实验操作轻实验设计、重实验结果轻实验结果分析论证的倾向。
无机化学实验教学改革的目的是建立一个无机化学实验教学的新模式,使无机化学实验具有教学内容前瞻性、教学方法创新性、教学手段现代性的特点,积极促进无机化学实验课教学质量的提高。对无机化学实验的教学体系进行改革,完善教学内容,改革教学方法和考核方法,引入网络教学手段以弥补学时不足,对于提高无机化学实验的教学效果,培养学生独立观察、分析实验现象和作出结论的能力以及科学工作方法显得尤为必要。
二、无机化学实验教学体系的改革
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位,是学生化学实验教育的第一门实验教学课程,学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法,找出存在的问题,以学校培养创新人才的教学目标为宗旨,对课程体系进行全面改革,并在实际教学实践中验证改革的效果。
1.课程体系的定位
通过调研工作分析比较国内知名综合性大学、行业大学应用化学和环境专业无机化学实验设立情况。调研结果显示,国内大学无机化学实验或单独设课、与分析化学实验合并设立“无机及分析化学实验”或四大化学统一设立“大学化学实验”课程,但无机实验部分的内容80%左右相同,20%为各校根据自身特点设立的实验,如化工大学的无机制备、地质大学的岩层分析,农业大学的土壤性质等;同时和后续课程教师沟通,了解后续课程对化学实验技能的要求。通过研究讨论对我院各专业无机化学实验课程教学体系有了比较明确的定位:即夯实基础,注重特色。也就是在课程体系中确定70%左右的内容为无机化学基本理论和基本知识实验,30%左右为与专业特色相关的实验。
2.教学内容改革和教材编写
将实验内容分为三个模块,分别为“一般理论验证及基本操作训练实验”、“元素性质实验”、“综合性和设计性实验”。每个模块的训练目的不同。根据华北电力大学化学和环境专业各自的特点分别编写适合的教材。在编写中注意筛选、精简、删除、合并教材实验内容,突出电力特色,如对化学专业增加“去离子水的制备和水质检验”;对环境专业,增加“电厂化学车间酸碱废水性质及处理”等与专业相关的实验内容,增加学生的学习兴趣。同时提高综合型设计性实验在整个实验课程中的比重,对原设计性实验进行修改,以期更适应学生的认知水平,在每个验证实验中也增加如混合离子的分离鉴定等设计性小实验,兼顾学生基本操作能力训练和学生创新思维能力的培养。
三、实验教学方法改革
实验教学方法的改革是改革的中心。如何在短短几十个学时中达到培养学生进行化学科学研究的能力的目的是改革要解决的主要问题。
首先,根据“三大实验模块”各自的训练目的循序渐进地采用“指导”、“启发”和“探讨”三个阶段的教学方式。在一般实验中,以“指导”为主,训练学生对实验设备、实验操作方法和化学基本原理的熟悉、掌握。在综合性实验中,启发学生如何发现问题,如何一步步地解决问题。在设计性型实验中,由学生自行拟订方案,动手实验,教学方法以探讨为主,鼓励学生充分发挥创造力和想象力,运用各方面的知识自行设计实验方案,自已探索,独立解决问题。
其次,充分利用多媒体课件、网络教学等教学资源。由于课时限制,无机化学实验很多内容都无法让学生在实验室完成。实行实验室开放制度、建立实验网络平台是解决这一问题的有效手段。无机化学实验仪器和设备主要是玻璃仪器,不需要特殊维护,开放实验室几乎不需要额外的费用,可为基础好的、学有余力的学生提供课外学习和小型研究的场所;建立实验室网络平台,将无机化学课程中涉及到的各种物质图片和由于学时限制无法开出的实验制成视频上网,学生利用课余时间可以在网上观看学习。不仅可以使实验内容更加丰富,省时省力,激发学生的学习兴趣,产生较好的教学效果,还可以培养学生驾驭现代教育信息技术的能力。
四、实验教学过程管理改革
加强实验教学各环节的规范化管理,确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节,对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告,实验时首先提问学生实验有关的操作和现象,讲解时只给学生讲解一些注意事项,实验过程中及时指出学生操作中的问题,并对学生的操作进行打分,对每一步的内容与指标尽量做到量化,使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。
五、改革实验考核方式,提高学生的学习积极性
基础化学实验教学是部分工科院系人才培养的关键环节,基础化学实验教学为专业发展和人才培养提供了重要的依托与支撑。依照《教育部高等学校基础课实验教学示范中心建设标准》和《山东省高等学校实验教学示范中心建设指南》,制定本规划。
一、基础化学实验教学改革的必要性和可行性
目前工科高校基础化学实验教学严重制约着工程专业的发展。难以满足目前的应用型人才培养需求。确立以实验室建设为重点,通过资源优化配置、重新整合,创建以基础化学实验教学中心为核心的实验平台资源系统已成为工科高校专业发展的迫切要求。
实验资源和实验教学改革也是高校“大工科”体系的重要组成部分,可以实现资源共享,共同发展。通过深化实验教学改革,优化实验教学体系,以现代化实验条件和教学手段的建设为基础,探索实验教学在培养人才创新能力、实践能力和开拓意识等方面的作用,全面推进素质教育。需要创新管理运行机制,建设满足现代化实验教学需要的高素质实验教学师资队伍,全面提高实验教学水平和实验室效益,满足新时期实施素质教育和培养创新人才的需要。
二、基础化学实验教学改革建设实施方法
1、基础化学实验教学体系改革
基础化学实验教学是整个工程专业教学改革的重要组成部分,是基础化学教学的核心任务之一,提高学生的综合素质,尤其是创新能力的培养是化学实验教学的主要教学目标。面对新知识、新技术的出现,化学实验教学必须从培养学生获取知识能力出发,重视素质和技能的培养,拓宽多学科知识领域,形成一个科学的、优化的基础化学实验课程体系。
现有基础化学实验教学体系为:工程类专业一、二年级的基础化学实验均不是独立授课,而是附属在相应的二级学科的理论课程中。传统的实验课附属于理论教学,倒置了理论与实践的关系,是在传统教学中束缚学生能力提高和素质培养的瓶颈,要改革必须根据实验课程的内在联系综合考虑,形成自身相对完整、独立的科学体系。实现理论课与实验课的有机结合、加强基础化学实验课程和实验网络课程建设势在必行。建立适应学科特点、以能力培养为主线、分层次、多模块的完整的基础化学实验教学课程体系。
2.基础化学实验教学内容
目前基础化学实验教学内容是按照工科专业的无机化学、分析化学、有机化学、物理化学实验等各类实验教学大纲中所规定的实验项目进行,但是目前不能完全满足专业和规模扩张的需要。相当数量的选开实验、高分子化学、仪器分析等专业方向和毕业设计(论文)的实验不能满足要求,尤其是缺少专业教学指导委员会所要求的常用和选用的大型精密仪器,一些综合性研究性实验项目不能开出。而通过基础化学实验教学改革,将进一步提高和完善实验室的实验教学条件,努力使实验教学中心能够达到高质量完成培养计划所制定的各门实验课程、各个层次、各个模块的实验项目的要求。
实验项目的设置要科学合理,包含基本实验、提高型实验(综合性、设计性、应用性等)、研究创新型实验。适当增加实验课程学时数,增加能够训练和培养学生综合能力和创新能力的综合性设计性实验数量。基础化学实验课程新体系应以培养学生科学思维和创新能力为中心,提高综合素质。预计将基础化学实验教学大部分在同一平台模块化,分层次实验教学符合培养目标要求和保证教学质量。根据基础化学实验课程的内在联系,根据学生实验技能形成和综合素质、创新能力发展的规律,打破专业课程之间的界限,建立一个符合要求的独立、完整的实验教学新体系。基础化学实验教学改革按照分层教学的方法实施如下:
第一层次是基础实验,包括材料类与化学类(无机、分析和有机等)基础实验的单元操作练习、基本操作训练和一些小型实验。基础实验使学生掌握基本操作技术、熟悉实验仪器、学会实验方法,为综合实验准备条件、打好基础。目前国内外教学改革无一例外的将基础实验教学从基础课教学中独立出来,并将其系统化。实验课要与理论教学相辅相成、互为补充自成体系。通过将基础理论知识贯穿于各个实验内容之中,完成对学生的基本理论、知识、技能的训练。
第二层次是提高型实验(综合性、设计性、应用性等),通过基本实验的训练,学生已掌握基本的实验操作方法,学会了使用仪器及准确获取实验数据,尤其是对实验数据的处理及实验结果的表达已有了正确的认识。在此基础上对工科专业大二、大三学生开设综合性实验。以培养学生综合运用知识的能力。通过综合实验,学生不仅可以获得技能知识,而且受到科学研究的初步训练,培养科学思维能力。
第三层次是研究创新型实验,在全面开放式教学的前提下,完善“设计开放实验”,提高“研究创新型实验”的建设。提出必修实验与创新实验相结合的教学方法,满足不同层次学生的需求,为学生自我深造提供条件。本层次的实验面向研究能力强、成绩较好的本科生。为以后研究生实验教学打好基础。
3.基础化学实验教学改革方法和手段
基础化学实验教学改革要建立以学生为中心、学生自我训练为主的教学模式。实验安排由浅入深、由简单到综合,能充分培养学生对实验的兴趣,调动学生学习的主动性与积极性。基础实验原则上2人1组,提高型等实验4人一组,少数大型实验同组人数可适当增加。
更新实验教学理念,采取三层次实验梯度教学体系,适应不同教学要求。基本实验、提高型实验和研究创新型实验在三个层次上形成梯度,要求逐步提高,以培养学生自主学习的能力,最后达到自我训练目的。新的教学理念重在引导学生综合应用所学的知识,进行实验研究工作的训练,促进素质教育和能力培养。
4.基础化学实验教学改革考试与考核
建立和规范新型基础化学实验教学考试与考核模式,科学设置考核项目,为全面反映学生的学习情况和实验技能,各门基础实验考核分为平时考核、期末考核(部分实验又分为书面考核和操作技能考核),综合评定学生成绩。整个实验由学生独立完成,指导教师只在关键性问题进行提示,充分发挥学生主观能动性,培养学生独立解决问题和动手能力。
5.基础化学实验教学研究
根据学科发展和应用型人才培养需求,积极开展基础化学实验教学内容、实验教学方法、实验教学手段以及实验教学管理等方面的研究。及时把科研成果应用到实验教学中,转化为实验项目。从培养应用型人才的目标出发,加强对现有实验教学项目与内容的改革,整合实验项目,重点建设综合性、设计性和创新性实验项目,结合课程建设和实验教学分层次改革计划,做好实验项目可行性论证。
6.基础化学实验教材建设
基础化学实验教材要符合实验教学大纲要求,体现多样性和立体化,有广阔的覆盖面和足够的实验项目。积极开发计算机辅助实验教学软件和多媒体实验教学课件。基础化学实验教材内容应及时更新,既体现基础性,又反映实验教学改革与研究的最新成果;既体现学科内涵,又反映现代实验技术与方法。
7.基础化学实验教学队伍建设
基础化学实验教学队伍的层次、结构、数量要基本合理,鼓励高水平教师从事基础化学实验教学和实验教学改革,形成一支实验教学与理论教学互通,教学、科研相对稳定的实验教学队伍。建立健全实验教学管理人员培训制度,保证实验室队伍的实验教学水平不断提高,能够顺利完成培养计划所制定的各类实践环节的教学和各计划实验项目的开出。
8.基础化学实验教学环境与设施
基础化学实验教学要有与本学科相适应的现代化实验环境。实验室生均实际使用面积至少为2.5平方米;实验室房间高度不低于2.5米,地面防滑、耐磨,地面和墙面要耐腐蚀;实验台、柜、桌、椅符合规范标准;实验室通风、照明良好;水、电、气管道、网络走线布局安全、合理、符合国家规范;有符合国家规定的防火、防盗、防爆、防破坏基本设备和措施;易燃、易爆、有毒等物品要按国家有关规定合理存放,专人管理;有三废处理措施,符合环保要求。对不符合以上要求的实验室要进行改造,对要配置的大型和精密仪器设备要准备实验室场所和专门管理技术人员。实验室具备数字化、网络化、智能化条件,运行维护保障措施得力。
三、基础化学实验教学改革总结
基础化学实验教学改革要从观念上、教学内容上、教学方法上、师资队伍上进行深刻变革,以培养学生的综合素质、创新能力为主旨,开拓创新。依据学校和学科特点,整合实验教学资源,建设面向多学科、多专业的基础化学实验教学体系。建立健全一系列有效的人性化实验教学管理制度,有利于学生创新精神和实践能力的培养。建立网络化实验教学与实验室管理信息平台,实现网上辅助教学和网络化、智能化管理。建立有利于激励学生学习和提高能力的管理机制,有利于学生自主实验、个性化学习的实验环境。构建实验教学的科学评价机制和开放运行保障机制,保证基础化学实验教学质量。
作者简介: