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关键词:师范生;化学实验技能;实验教学能力
1研究的必要性
高等师范院校承担着为基础教育培养具有专业知识和教学技能的年轻教师的职责,同时还被新时代赋予了教师职后培训的新使命,需要承担“国培”、“省培”等很多项目的实施.做好这些工作,需要高等师范院校密切了解基础教育.化学学科具有“以实验为基础”的学科特点,化学实验教学在中学、大学均具有独特而不容忽视的作用.近年来,许多师范院校的相关研究显示:种种改革举措的实施对提升高师生化学实验综合能力效果并不显著.加强实验教学研究和深化实验教学改革是提高高校化学实验教学质量、增强人才培养效果的基础[1-2].顾明远先生也曾提出:“当前教育中最突出的问题是大学和中学的衔接”[3].回顾新课程改革,中学化学在课程功能、结构、内容、实施等方面均有重大创新和突破,尤其是实验的内涵日渐丰富.课程改革直接对中学化学教师提出了更高的要求,势必对高师院校化学专业的教学改革产生深刻的影响.学习的终极目标应是“学以致用”,但高考制度改革和招生规模盲目扩大及其他一些因素,导致高师生的化学实验技能仍为薄弱,尤其与中学教师所需要的实验教学能力并不相符合.因此,研究大学与中学在化学课程尤其是实验上的衔接有着现实意义.
2化学实验教学现状分析
2.1高中化学实验设置及实施现状
现行的高中化学教材无论人教版、苏教版和鲁科版,一方面沿袭将实验分散于对应专题的一贯做法,如人教版、苏教版和鲁科版化学1和化学2各种类别的实验总数分别高达58、96、107个之多[4].另一方面,均按照高中化学课程标准的要求,单独设置《实验化学》选修模块.这些设置既突出“实验是化学的核心”学科思想,又以系统化循序渐进的方式促进学生对化学实验的深化认识.当前高考对实验的考核仅以选择题和实验问答题形式考核基础内容,甚少涉及实验方案的设计和优化,同时因教学时间、设备、师资配置等多方面原因,中学化学实验教学中很大程度依旧呈现“带学生观看实验视频、老师讲实验、学生背实验”的旧面貌,教材设置的实验虽多,但很多实验只看视频或教师讲解实验并不直接操作,学生印象不深,实验能力并不能提高.因此纵然课程设置再科学合理,化学实验再增强了灵活性,但皆因缺乏对化学实验能力的评价,学生实验操作技能不行,综合实验技能更谈不上.
2.2高师化学实验设置和实施教学现状
高师实验课程体系在设置、内容、开课时间上过多依附于理论课程,过分强调课程的独立性,对不同课程之间的衔接和结合重视不够;实验技能的训练则单纯依附教师,方式过于单调,实验活动形式单一;理论课数量多于实验课,学生缺乏足够的操作训练;部分实验内容陈旧或重复出现,实验手段缺乏时代气息;按部就班的实验报告册,诱导学生滋生懒惰情绪,扼杀了学生在实验设计和优化方面的求知欲;高师实验室拥有先进的化学实验设备,但局限于课本上的演示或验证性实验,没有发挥其应有功能,导致未来的中学教学陷入“两难境地”—-学的无用,用的未学.调查发现高中教材中出现的先进仪器如红外光谱仪、X-射线衍射仪、元素分析仪、核磁共振仪、反渗透膜、熔点仪、数字密度计等,中学老师自己都不认识、不清楚.同时,与中学构建校本课程的现状相比,高师的统编教材教材建设相对滞后,实验内容与中学化学实验的联系更是极为薄弱,未能体现培养“化学教师”这一根本目标和师范特色.
3实验教学优化改革
无机化学实验是高师生接触到的第一门与中学化学实验密切相关的专业课程,是中学与大学化学的衔接课程,是学生规范实验操作、培养实验创新能力的基础课程,是学好化学实验的关键.目前的无机化学教材内容详尽丰富,覆盖面全,但与现行中学化学实验内容相比,仍有较大出入[5].因此,紧密结合中学化学相关实验内容和教学模式开展高师无机化学实验改革很有必要[6].
3.1做好学情及教学分析
当前师范类化学专业的学生,高中时选学的是理化生综合,而大学里不仅要学习多门化学专业知识,还要学习化学教学论.未来的中学化学教师工作要求他们要将两者完美结合.通过调查与访谈,大一新生多数觉得无论是实验教学内容设置、教学模式、教学手段、考核方式等与高中都大相径庭,适应困难.同时,高师院校配备的实验老师基本上都是学科的专业老师,在实验教学上比较侧重基本知识的传授和验证实验的结果,直接把实验步骤给出,原理一讲,学生只管做实验,得结论;缺乏教学理念,对需要创设什么样的实验教学情境,学生喜欢什么,这个实验有什么用,可以采用什么不同的实验方式和实验活动,缺少思考;缺乏实验过程的引导,对实验现象的记录、分析、处理方法,教师引导较少.从实验能力上看,大学教师老是抱怨现在的大学生实验态度、基本操作、观察记录能力、实验报告书写等能力表现差,其实说到底,大学实验老师并不了解新课改及高考环境下学生在化学实验上达到何种水平,忽视了两阶段化学实验间的种种“脱节”.这些事实同时影响着大学化学实验教学质量和学生综合实验能力的提升.究其原因,中高考制度改革、大学扩招难逃其责;而两阶段从课程设置、学习方式到老师教学方法上均差别迥异,无形中延长了新生的适应期.因此,深入了解新生之前的学习背景、学习能力、基础知识、实验能力、兴趣等,制定相应的措施是帮助高师生更好更快地适应大学化学实验学习的根本.
3.2促进实验教师教学观念转变
戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求是既传授化学知识和技能,又训练科学方法和思维,同时培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力因素皆得到发展,故化学实验是全面化学教育的一种最有效的教学形式[7]”.大学教育以自学为主,但学生始终需要教师适当的指导.当前高等师范化学教育多侧重于个人实验操作技能熟练程度的培养,而中学老师需要的是实验教学技能的应用,两者有显著差异.因此,应进一步转变大学实验教师的教学思想,在重视实验操作技能的同时,结合教学论在学生实验过程中融入实验的教学功能.实验老师应明确高师生是未来中学教师的主力军,实验教学着眼于未来,保证在未来的中学教学中真正做到学以致用.化学教师应树立强烈的课程资源利用和开发的意识和责任感,利用一切可利用的实验教学资源,丰富课堂教学信息,同时促进自身的专业化发展.
3.3调整并规范实验教学体系
高等教育服务于社会,师范教育提高学生对未来中学教学工作的适应性,科学合理的实验课程体系至关重要.我们提出“三层一线”实验教学体系,即化学实验基础、综合提高实验和专业研究实验3个层次,以培养学生实践动手能力和创新意识为主线;化学专业实验课设置应多于理论课;多角度强化学生的实验技能,努力使实验体系和内容趋于科学和完善.
3.3.1重视基本操作实验
无机化学实验的重点是熟练而规范的操作,这是后续化学课程顺利进行及提高实验技能的保障.传统的“典型示范、动作分解、反复练习和及时纠错”的规范化操作意识及基本训练应确保,保障大型实验仪器的选择、组装和系列实验的操作都能准确有序,为实验创新能力发展奠定基础.影响实验教学效果重要的因素是实验内容和实验方法,实验内容应该具有先进性和综合性,实验方法则应以新技术、新方法和新手段为主[8-9].科技发展的今天,如何更好地利用网络及多媒体技术值得探讨.目前我们采取的方法有:实验教师指导学生实验课前仔细观摩“化学实验基本操作”相关视频,并自行整理要点儿,初步熟悉基本操作;鼓励学生录制个人实验视频,课下反复播放寻找失误之处,并借助重复练习来矫正;鼓励学生交流优秀实验视频,方便日后在中学教学中使用;充分发挥学生的主体作用,从学生中征集“规范实验操作”的策略和方案.
3.3.2引导学生创新实验
高考对实验的考核除了仪器应用相关的基础操作,主要是实验的纠错、改进、设计和评价,对教师而言自主创新和设计新实验的能力必不可缺.在加强基本技能训练的同时,自主增加设计性明显的综合实验,并削减重复性、验证性实验,是培养创新意识的好方法.传统的实验教学模式多为“课前仓促预习、课堂照本实验、课后教师评阅”,“注入式”教学,危害极大.河北工业大学提出的无机实验课教学模式[10](见图1),体现了探究式教学理念,凸显了学生的主体地位和教师的引导作用,实验过程均由学生自行设计实验方案并操作检验,教师负责组织、指导、建议、评价并汇总,值得借鉴.
3.3.3规范实验技能考核
常规的实验评价机制过多侧重基础知识的书面考核和基本操作的规范考核,缺乏最重要的“实验过程跟踪评价”.实验能力的评价问题通过综合评定实验成绩的机制可得以解决,即兼顾多种成绩但调整其比重,如笔试成绩15%、平时实验成绩55%(其中预习30%)、期末实验操作成绩30%,督促学生重视实验过程.
4完善实验教学方法
新课程对中学教师培养提出了新要求,只有教师自身具备探究能力和创新精神,才能在实施教学过程中达到新课程目标.教师运用扎实的化学学科知识和娴熟的实验技能,结合一定的实验策略,运用观察、操作和思维三种相互影响和交叉的心理活动,去解决某个特定的化学实验问题,提高实验教学能力.同时,采取与中学老师互动讨论学习的方式,如开学初邀请优秀的化学老师给新生讲解高中化学实验考试、实验教学的要点;定期请中学老师参与学生实验课,给学生做演示实验和常见的改进实验,指导学生注意事项;带领学生参与中学化学实验课,观察中学生在实验中易出现的问题.通过这些措施,熟悉中学实验教学环境,提升实验操作和教学技能.
5结语
大学教育是中学教育的延续,中学是师范生的回归之处.中学实验教学水平影响着高师化学新生基本实验技能,而高师生毕业时的实验技能会在中学化学教学起决定作用.随着新课程改革的深入,对中学化学老师的实验教学能力要求越来越高;高等师范的教学改革也在深入进行,研究两个阶段教学工作的衔接,对提高师范教育质量将会产生重要作用.
参考文献
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关键词:化学实验;创新能力;多媒体教学;自主学习
培养具有创新思维、创新能力的化学人才是新时期国家发展战略的客观要求,也是高等学校化学教育的重要任务。竞争激烈的当今,培养学生的自主创新能力及实践能力,是当代教育工作者所需要重视的问题。培养学生的创新意识、创新能力和创新精神,提高学生的综合素质,是高等学校实验教学改革工程中的重点和难点[1]。化学是一门以实验为基础的学科。而化学实验则是科学探究和认知的理论来源,是化学学科的灵魂。学生通过实验不仅可以获得直观信息而且可以更直接的认识化学世界。让学生逐渐认识化学规律、形成化学概念、丰富和理解化学知识、提高化学综合素养。更重要的是培养学生创新思维和动手能力的最好的方法就是激发学生的探索精神让他们积极主动参与实验[2]。
1大学化学实验教学的现状
多媒体实验教学的目的是打破传统的授课方式,传统的实验教学都是学生按照实验指导书“照方抓药”。学生为了完成任务拿到学分往往只注重实验结果而忽略了实验现象领悟不到实验的精髓。“授人以鱼不如授人以渔”开展化学实验课的目的不仅要传授学生化学知识和技能,还要训练他们的科学思维和创新能力,同时培养科学精神。然而,在本科化学实验实际教学中,会受许多客观条件和人为因素的限制,实验教学方面依然存在着一些问题[3]。
1.1照本宣科“填鸭式”教学
传统的实验教学几乎把实验所用的药品、仪器、实验操作步骤都一一给出,完全把老师和书本的思想灌输给了学生。学生只要照方抓药就可以,毫无创造性可言。这种教学方式难以激发学生的实验兴趣,即使做完实验也不会有什么收获,更谈不上培养学生的创新思维创新能力。从根本上体现不出实验的真正价值。
1.2考核单一学生重视度不够
传统的化学实验课程主要以理论教学为主,成绩是考核学生的主要依据。实验操作部分占比重并不大,致使很多学生认为实验课不重要[4],做实验也是马马虎虎应付了事,甚至为了应付期末更改或者抄袭别人数据。这种不严谨的实验态度不仅学不到知识而且在实验过程中还可能会造成实验事故。
1.3课时限制复杂实验无法完成
众所周知,完成复杂的实验需要几个小时甚至更长的时间,这样的实验完全按照课堂时间安排是根本完成不了的。而且每个化学实验开始前都需要做前期准备,例如查阅资料,领取实验相关药品清洗实验仪器等这些不起眼的细节都有可能导致实验不能进行甚至实验失败。然而,大学生需要学习的课程是综合性的多学科的,因此,学生没有足够的时间去完成一个完整的复杂的实验。
2化学实验改革策略
2.1学生为主体的多媒体教学
多媒体教学有许多优点,如(1)可以有效地缩短教学时间,提高记忆效率,最大限度地调动学生集中注意力。化学实验多媒体演示教学,使授课方式变得更方便、快捷、节省出更多的时间让学生思考并准备实验所需药品。从而提高教学效率,培养学生创新思维。(2)综合运用文字、图片、动画和视频等资料进行教学活动,尤其是图片,动画和视频更生动直观更形象。(3)活跃课堂气氛,加深巩固教学内容,让学生学到知识的同时感到快乐,寓学于乐。因此,化学实验采用视频演示可以更形象快捷展示实验流程及应注意的事项,给学生留下的印象更深。
在多媒体教学实施过程中,采用启发式教学,老师提前录好实验步骤和仪器正确操作方式的视频包括实验过程中应注意的事项。学生提前通过视频充分预习掌握实验原理熟悉实验流程。课堂上采用多媒体播放视频授课,不仅生动形象还可以调动学生的实验积极性。实验过程中可以重复播放视频学习也可以直接向实验指导老师请教。整个实验操作让学生独立完成,认真观察实验现象,对实验过程中遇到问题可以提出自己的疑问和建议,例如,实验中的危险药品或者昂贵试剂是否可以用其他的代替,是否可以摸索改变实验条件,得到更理想的实验结果等。这样的教学可以充分体现学生的主体性,培养学生的创新思维,激发学生的学习兴趣和积极主动性,从而提高学生的化学综合素养。
2.2多层次考核实验成绩
为了培养学生独立思考动手能力,让学生真正喜欢化学,了解这个充满神奇的学科。考核的方式采取多元化。(1)实验预习的考核:学生课前交预习报告,老师检查之后,进行提问,没有提前做实验预习的学生不允许做实验。(2)实验操作过程的考核:实验结束指导教师对每个学生实验操作的规范性进行打分并做讲解。让学生养成良好的实验习惯。(3)实验结果与讨论:实验数据是否合理,数据处理是否准确。思考题解析是否透彻明了等。为了考核学生对实验的理解程度老师也可以提出一些实验相关的问题让学生思。例如《大学基础化学实验》课本中“水的总硬度及钙镁含量的测定”的原理是配位滴定法[5]。在完成这个实验后老师可以提出一个类似问题:鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,那么可以用什么方法来测定呢?
2.3加大开放实验室的力度
实验是化学知识创新的源头,化学人才培养的基地。为了让学生避免受到课时的限制,采取课外开放实验室措施。这样对化学有浓烈学习兴趣又有潜质的学生可以提前向学院和实验指导老师提出申请预约实验室,使用时做好药品仪器使用时间等记录,这样对实验感兴趣的学生就可以不受时间限制,利用课余时间或者假期进行实验操作。提高自身创新能力实验水平。
结束语
综上所述,多媒体教学模式是一种长效机制,在学生和教师之间建立一个互相交流促进的平台。学生对实验操作或者注意事项有所困惑时可以调出视频重新播放学习,加深印象。教师在学生动手实验过程中观察了解学生的特点特长,因材施教。多媒体教学让学生学习了解化学基础知识的同时激发学生观察分析解决问题的能力。提高实验操作技能,培养实验爱好,开发创新思维,综合提高学生化学素养,为以后的科研道路打下良好的基础。
参考文献
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关键词:大学化学实验;创新教育;国家精品课程;实验教学示范中心
实践教学是创新人才培养的重要环节。教育部在“质量工程”相关文件中明确指出,要“大力加强实验、实践教学改革,重点建设500个左右实验教学示范中心,推进高校实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新”。
北京化工大学是教育部直属的全国重点大学,同时也是国家“211工程”重点建设大学。大学化学实验作为我校化学、化工、制药和材料类专业本科学生的化学基础课程以及机电信息类专业通识教育课程,不仅起到传授知识、验证理论和训练技能的作用,更重要的是作为创新教育的平台,在创新人才培养中发挥重要作用。长期以来,学校十分重视实验教学,强调实验教学对提高学生的综合素质、培养学生创新与实践能力的特殊作用。将工科基础课程化学教学基地建设、精品课程建设以及实验教学示范中心建设相结合,以高水平的师资队伍、先进的实验条件、科学的实验教学体系、现代化的教学模式、丰富的第二课堂活动、良好的管理体制和运行机制为保障,贯彻“在学习中研究,在研究中学习”的理念,实行课内教学与课外训练相结合,教师导学与学生自学相结合,系统性学习与研究性训练相结合,多方位、多渠道、多形式地融传授知识、培养能力和提高素质为一体,为创新人才培养营造了良好环境。
一、以科学的实验教学体系和现代化的教学模式为学生提供优质的第一课堂创新教育
1、 构建科学的实验教学体系,对学生进行全面系统的培养 在深入研究化学素质及实践能力在人才培养中的地位和作用的基础上,从面向21世纪对人才的化学知识结构、能力结构和基本素质的要求出发,构建人才培养中相应的化学实验教学框架,针对不同的人才培养要求,为不同类型的专业提供不同深度和广度的化学实验课程。打破化学二级学科的壁垒以及实验教学依附理论课教学的传统框架,使之成为独立的、具有自身规律和理论方法及手段的教学体系,形成了一门新的课程―“大学化学实验”,以化学研究为主线,按照“化合物制备一分离一成分分析一结构鉴定一性质测试”来组织实验教学内容。在学习知识的同时,强化各种科学实验的方法(热力学研究方法、电化学研究方法、化学动力学研究方法等)在科学探索过程中的作用,培养学生的科学素养和创新能力。并以研究方法命名实验室,如物性测定实验室、无机合成与分析实验室、有机合成实验室、仪器分析实验室、热力学方法实验室、动力学方法实验室、电化学实验室、表面化学实验室等,使学生掌握化学研究的基本思路、基本技能等系统性知识,培养学生从事科学研究的能力。
2、实现以学生自我训练为主的教学模式,培养学生的综合实践能力
建立循序渐进的三层次实验教学模式,即“基础训练实验一综合实验一设计实验”,实验内容由浅入深,由简单到综合,充分调动学生学习的主动性。学生通过“基础训练实验”教学掌握基本实验操作方法,能够正确地使用仪器设备,准确地采集实验数据,具备正确观察、记录、处理数据和表达实验结果的能力,学会化学实验的基本方法,为综合实验奠定坚实的基础。通过“综合实验”,使学生掌握化学研究的一般方法,培养学生分析判断、逻辑推理、做出结论的能力,并养成良好的科学素质。在“设计实验”阶段,学生通过查阅手册、工具书及其他信息源获得信息,正确选择实验方法、实验条件、仪器和试剂等,培养解决实际问题的能力。在基础训练实验、综合实验和设计实验中,力求反映工科特色,努力联系工程、社会和生活实际,以实验特有的应用性和创造性激发学生的想象力和创造力,培养学生从事科学研究的能力和综合实践能力。
3、教学与科研相结合,使实验内容紧跟学科发展,实验手段和方法不断改进和创新
依托我校化学和应用化学学科优势,实现科研成果、科研方法、科研思维进课堂,不断将教师的科研成果转化为化学综合与研究型实验,更新实验内容,提高实验教学的起点,使学生尽早接触学科前沿,体会“发现一思考一创新”的创造规律。例如:将教师的纵向科研课题“脉冲色谱法研究分子筛催化剂催化异丙苯裂解反应动力学”中的反应物转化率、反应速率常数、反应表观活化能的测定,转化为综合设计型实验;教师在研究新型插层结构功能材料(新型的催化材料)中将“镁铝水滑石清洁合成、组成分析及其晶体结构表征”转化为设计型实验。化学实验引进了科研的新实验手段、方法,让学生尽可能地使用和掌握现代化的大型仪器,培养学生从事科学研究的能力。同时自行研制实验装置用于实验教学,如利用自制溶剂浮选装置,将教师的科学研究成果转化为“溶剂浮选吸光光度法测定痕量铜”的实验。
4、实施开放式实验教学,使学生得到全方位的科学研究的思维方式和研究方法的训练
开放式实验教学是对传统的教学方式的改革,为了激发学生学习的积极性和开创精神,培养学生的创新思维和创新能力,我们进行了开放式综合设计型实验的探索与实践。主要分五个阶段:(1)教师给出实验题目;(2)学生通过自学、自查文献,独立设计实验方案;(3)经教师审批后,学生独立完成实验:(4)总结归纳实验规律,以论文形式完成实验报告;(5)举行小型报告会。
开放式设计实验的选题来源于教师的科研课题和各类文献资料,并与实际生活密切相关,激发了学生解决实际问题的兴趣,使学生们对基础化学实验在各个方面的应用有了更广泛的了解。由于开放式实验教学,教师只给出题目,需要由学生自拟实验方案,学生必须通过到阅览室或图书馆查阅有关文献和参考书籍来制订初步的实验方案,从而培养了学生利用文献工具书的能力,并通过查阅文献资料,拓展了学生的知识面,开阔了眼界。时间的开放和选题的开放较之固定时间、固定题目的传统教学方式给学生以更大的自主学习空间。在开放式综合设计性实验的全过程中,教师导学与学生自学相结合,充分发挥了教师的主导作用和学生的主体作用,调动了学生从事化学实验的积极性和主动性,在锻炼学生独立动手能力、独立观察能力、独立分析能力和表达能力的同时,使学生得到全面的科学研究训练,学到了科学研究的思维方式和科学研究的方法,从能力培养上跃上了高的层次,所受的锻炼发生了质的变化。
二、以多形式的第二课堂实践活动,实现以学生为主体的自主学习,鼓励学生的个性发展
1、课外开放实验室,为学生的个性发展和创新意识的培育提供孵化器
学生在自主实践中更容易掌握知识,训练技能,激发创造意识,培养创新能力。开放化学实验室为学生提供了开放式、自主性、探索性学习的平台,体现了实验内容的
开放与自主、实验时间的开放与自主、实验空间的开放与自主,激发学生自主性、研究性学习的热情,为学生较早参加科研和创新活动创造有利条件。除课内开设开放式设计实验外,还鼓励和引导学生自选课题进行实验,使学生在进行系统的知识学习的同时,从事个性化的研究训练。
近年来,以学生为主体的北京化工大学化学创新协会(BUCT Chemistry Association)的各种科研兴趣小组,包括生物小组、环境保护科研小组、材料合成小组、化学品安全预警及防护研究小组等,在化学实验中心开展与化学相关的科学研究活动。由化学教学实验中心提供一定研究经费及实验室,并由化学教师作课外研究指导教师,为对化学感兴趣的学生提供广阔的天地,扩大学生的知识领域,掌握从事化学科学研究的基本科研技能。例如我校大学生科技协会中的植物生化研究小组的学生针对感兴趣的植物化学,自选研究课题,提出了“青蒿素提取鉴定”、“三萜皂甙颜色反应”、“番茄碱提取”、“荆条油蒸馏”、“甲壳素提取”等研究题目,提交开题报告(包括实验题目、实验内容、所需仪器和试剂、实验方案等),经教师修改认定后,自选时间,在化学教学实验中心完成课题。研究课题的选定、实验方案的制订以及实验过程中问题的解决,均由学生独立思考、独立完成,充分发挥学生自主管理、自主学习的潜力。教师给予适当的指导,实现教师导学与学生自学相结合,在学习中研究、在研究中学习,培养学生乐于观察、勤于思考、追求新知、勇于创新的精神。
2、在科研中教学,使学生尽早接受高层次科研训练
鼓励学有余力的同学参与大学生科研训练计划,利用业余时间或假期参加科研活动,进入教师的科研课题组,使学生及早接触先进的前沿科学技术,感受本学科最新的学术思想、学术概念、研究方法与分析手段,从而激发学生的求知欲,有利于开发学生的创新能力,培养基础扎实、知识面宽、能力强、科学素质高的创新性人才。在教师的系统指导下,学生的创造能力得到充分发挥,学生的科技作品多次在全国大学生“挑战杯”学术科技竞赛中获奖。
第二课堂活动不仅使参与实验的学生受到综合训练,也为实验教学增添新内容,为专业课的学习和毕业环节打下坚实基础。
3、开展实验竞赛,营造创新人才培养氛围,激发学生求知与创新的热情
化学实验竞赛对于巩固学生的基础理论知识、强化实验技能、培养学生的竞争意识、训练学生思维的敏捷性起到积极的促进作用。每年举行一次全校规模的大学化学实验竞赛,既活跃了创新人才培养氛围,又促进了实验教学的不断改进和提高,受到了学生的欢迎。同时还组织学生参加全国大学生化学实验竞赛,与综合型院校学生同台竞技,2002年获该项竞赛的全国二等奖一项、三等奖两项,2004年和2006年各获三等奖三项。
三、以优秀的师资和现代化的实验室,为培养学生的创新能力提供环境
1、建设一支学术思想活跃、勇于创新、乐于奉献的高水平师资队伍
建设研究型师资队伍是提高教学水平、促进学科发展的关键。拥有一批具有活跃学术思想,具备快速跟踪、吸纳、综合反映学科前沿和高新技术信息能力的教师,才能营造出活跃的学术氛围,才能启迪学生活跃的学习思路,培养创造性人才。
在师资队伍建设过程中,鼓励教师从事科学研究、出国进修、攻读高层次学位,不断提高学术水平,并将科研的成果及学科前沿的知识不断地融入到教学内容中,把化学学科领域发展的新动向、新趋势以及生产实践应用的知识渗透到教学过程中,既丰富了教学内容,扩大了学生的知识面,又提高了学生的学习积极性,培养了科研的兴趣。目前已形成一支以教学名师为核心、以具有丰富教学经验的老教师和中青年学科带头人为骨干、学历层次高、学缘结构合理、勇于创新、乐于奉献的教师队伍,为创新教育提供了师资保障。
2、建立仪器设备先进、学生受益面大的实验室
化学教学实验中心以国内工科一流化学实验室为目标逐步实现实验仪器的现代化。在化学教学实验中心建设过程中,根据化学实验研究方法的不同,建立了一批各具特色的实验室,添置和更新了一大批先进实验仪器,让学生真正了解和掌握现代化仪器在化学测试、科学研究和生产实践中的应用。在以后走向工作岗位后,能够学以致用。
3、建成多媒体实验室和多功能室,为学生获取最新化学信息提供良好的学习环境
为了努力探索和实践将现代化教学方式和手段应用于实验教学中,我们开发和研制了适合我校实验教学特点的集实验原理、实验流程、实验演示、实验结果数值计算、误差分析及实验综合思考为一体的多媒体教学软件。配备微机50台,各种化学手册等图书百余册,为学生查阅网上信息、各种化学数据、开展读书报告会等提供了物质基础。
四、以科学的管理体制为实现创新人才培养提供保障
1、建立了校院两级的制度化、规范化的实验教学质量保障体系
学校建立巡视员制度,对实验教学过程及实验中心运行情况进行定期或随机检查,并及时反馈意见,促进实验教师队伍的素质和实验教学效果不断提高。学院一直坚持同行听课制度,实验中心主任和课程负责人都要定期随堂听课,了解教师指导实验情况、技术人员准备实验的情况,听取学生对实验教学管理、对实验教师的意见。实验教师也互相听课,互相学习,共同提高。学校建立网上学生评教系统,学生在学期末可以通过该系统对任课教师的教学情况进行评价,教师可以通过网络了解本人的教学效果。
2、建立完善的仪器设备管理规章制度和健全的安全管理制度
化学教学实验中心制订了仪器设备和实验室等方面的管理规章制度以及各类人员岗位职责,包括《化学教学实验中心试剂管理办法》、《化学教学实验中心大型和精密仪器管理办法》、《化学教学实验中心常规仪器设备管理办法》、《化学教学实验中心实验准备和保障人员岗位职责》、《化学教学实验中心实验指导教师岗位职责》、《北京化工大学实验室开放管理暂行规定》、《北京化工大学实验室开放基金管理办法》等,并应用现代化管理手段以促进实验教学现代化管理,有效地保障实验教学安全、顺利的进行。实验仪器不仅面向学生进行课内外教学和开放,同时面向教师开放,提高设备利用率,发挥实验室整体效益,更好地为教学科研服务。
3、建立激励机制,鼓励高水平教师投入实验教学中
建立良好的激励机制,吸引高水平的理论课教师投入实验教学,并吸收高水平专业技术人员参与实验教学。建立新实验开发项目基金,鼓励教师将科研成果转化为研究型实验,不断更新实验内容。积极引导教师指导大学生科研训练计划、大学生创新协会的科研活动以及各种学科竞赛,充分发挥教师在创新人才培养中的主导作用。
五、结语
关键词:模块化;大学化学实验;教学模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)05-0251-02
随着素质教育的整体推进,以及培养学生的科学素质、实践动手能力、创新能力在学科层面的有效实施和落实,学生的实践动手能力、创新能力已经成为培养高素质应用型人才的重要目标。因此,实践类课程的重要性越来越受到高等教育的关注。化学实验中心作为我校实践教学的重要基地,向全校化学工程、石油工程及机械制造等22个与化学相关的专业开设大学化学实验课程,对我校学生实践动手能力、创新能力的培养起着至关重要的作用。
一、大学化学实验当前存在的问题和改革思路
大学化学实验是无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等基础类化学实验和多门化学化工专业实验课程的统称。大学化学实验具有跨学科、跨专业、面广量大的特点。通过大学化学实验,一方面,能够加深学生对实验原理、性质和应用等知识的理解和记忆,使学生能够对化学现象获得感性认识,进而补充大学化学理论教学;另一方面,能够激发学生的学习兴趣,激励学生的学习主动性,培养学生的实践动手能力、创新能力,提高学生的综合素质。但是,目前的大学化学实验大多依附于理论教学,这种依附于理论教学的实验教学,其实验内容较为枯燥,多为验证性实验,无法调动学生自主学习的积极性,抑制了学生创造力的发挥。
针对这一现象,必须转变实验教学观念,深化大学化学实验教学内容改革,打破原有传统的大学化学实验教学模式。我们提出了“模块化”教学模式改革的设想,力求通过“模块化”方式将原有的实验教学内容进行整合,合理地设置符合实际的新实验项目,将大学化学实验划分为“基本操作实验”、“综合性化学实验”及“探究性化学实验”三个模块。其中,“基本操作实验”重点关注学生基本实验技术的培养,以验证性实验为主;“综合性化学实验”则结合前面所学的知识,渐进式地融合多元的化学知识,以综合实验为主;“探究性化学实验”则是提供实验条件,学生结合所学知识,查阅文献,自主设计实验方法和路线实现实验目标,以设计性化学实验为主。在此基础上,再建立成熟有效的教学管理体制、深化实验课程考试改革、加大实验室开放力度、促进实验室与学生科技活动相结合、构建化学实验中心对外交流的平台,实现化学实验中心信息的开放和交流。
二、简析国内外“模块化”教学模式研究现状
比较国外多所著名高校的教学模式,无论是通才式的美国教育还是专才式的德国教育,他们的共同特点是以学生为中心的形式来组织教学,而我国的教育多数都过于模式化,没有充分考虑到学生在教学活动中的主体地位,使得教学活动过于枯燥,缺乏灵活性和趣味性。在目前高校要培养具有创新能力的应用型人才的培养目标下,这种教学模式必须要进行不断地改革。随着教育体制改革的不断深人,模块化教学的思想已为职教界普遍接受。目前,“模块化”教学应用于化学实验课程还处于研究和探索阶段,已有了一定的理论基础,但缺乏一套成熟有效的教学体系和运行机制。因此,如何在新形势下着力开展大学化学实验研究已经具备了研究的必要性和重要性。
三、“模块化”教学模式改革
教学模式是整个教学体系的一个重要组成,所以在教学模式改革中,相关的教学内容、教学方法及考核体系等都要进行改革和调整,以下是“模块化”教学模式改革中具体的改革内容和实施手段。
1.深化大学化学实验教学内容改革,构建“模块化”实验教学模式。依据“模块化”教学理论,深化大学化学实验教学内容改革,将大学化学实验内容划分为“基本操作实验”、“综合性化学实验”及“探究性化学实验”三个模块,每个教学模块都涵盖一定量的教学知识点,并且具有各自的教学重点。将原有的实验教学内容进行合理地划分、归类和综合,合理地设置符合实际的新实验项目。在教学过程中,“基本操作实验”模块是学生必选的内容,因为它是其他模块学习的基础,而对于“综合性化学实验”模块和“探究性化学实验”模块,学生可以根据自身的兴趣,自主选择自己感兴趣的实验,这样能够充分调动学生的学习积极性并充分发挥其自身的创造力。
2.深化大学化学实验考试改革,制订完整科学的实验成绩考核体系。以往的化学实验考核一般都是根据学生的实验报告成绩及实验课堂上的表现及操作技能进行打分的,但这种实验成绩评定受到主观因素影响比较多,不够科学和合理,尤其是进行“模块化”改革后,学生可自主选择自己感兴趣的实验内容,但是实验项目的难易程度不可能完全相同,所以在实验成绩评定上会有一定的难度,所以我们根据实验内容实际,制订了一套完整科学的、适合“模块化”教学改革的大学化学实验成绩考核体系,对学生的成绩给出了公正的评定。
3.促进学生个性和创造性发展,深化“模块化”实验教学方法改革。新的实验体系的建立,对于实验教学提出了更高的要求,采取什么样的实验教学方法来提高学生的实验技能,培养学生的实践动手能力、创新能力成为亟待解决的当务之急。在大学化学实验教学中采用多种教学方法,对于充分发挥学生自主性,培养学生创造能力有着非常重要的作用。基于此,需要在大学化学实验“模块化”教学实践中进行不断地尝试,在新的实验体系下根据大学化学实验课程中实验模块各自的特点进行实验教学方法的改革,做到因人施教、因课施教。
4.加强开放实验室的建设与管理,加大实验室的开放力度。在“模块化”改革中,第三个模块为“探究性化学实验”,此模块是学生自主实验阶段,此阶段要求实验室的极大开放,为学生实验提供场地和实验条件,所以为保证“模块化”教学模式改革的顺利进行,必须加强实验的开放,但此时必须有相应的实验室开放管理体制与之配套。加强开放实验室的建设与管理的主要措施包括:建立健全实验室开放管理制度;开辟实验室开放的多种形式;建立和完善实验室开放体系;建设与大学生科技创新活动相结合的大学生创新实验室。
5.加强化学实验中心网站建设,提供与外界进行信息交流的窗口。化学实验中心因为缺少自己的网站,致使学生对实验室信息了解甚少。为了便于学生的课程选择和学生间及学生与教师间就实验问题的探讨和交流,化学实验中心建设了自己独立的网站,为师生提供一个资源丰富、教师和学生沟通顺畅的网络平台,此项举措大大提高了实验的教学效果,使得教学不仅仅体现在课堂上。
关键词: 高中化学 大学无机化学 知识衔接
化学学科被分为不同深度展开不同阶段的教育,在各教学阶段的衔接必须引起人们的重视,然而,目前我国教育教学中高中化学和大学无机化学知识的衔接仍然存在一定的不足,导致学生化学知识的学习受到不良影响。化学知识在社会生产和人们生活中的应用广泛,因此,大学化学教学中教师需要结合高中化学课程的知识点有效开展教学,找出高中化学和大学化学知识的衔接点,其对学生知识水平的提高和人生的发展影响重大。
一、高中化学知识和大学无机化学知识的差异分析
(一)教学方式和目标的差异
随着新课程改革的实施,我国高中化学教学发生巨大变革,然而在教学实施过程中,其问题依然存在,例如高中化学教学中增加大量实验环节,但是某些经济落后的地区受限于有限的教学资源,实验课程的开展受到阻碍,教师通常采用黑板教学的方式将实验环节取代,从而使学生进入大学后,对化学实验的了解甚少。如此,高中化学知识和大学无机化学知识之间就出现衔接问题。首先,高中化学和大学无机化学知识在教学目标上存在区别。高中化学知识学习是为大学化学知识学习奠定基础,大学化学知识学习则是对化学知识进行深入研究,更好地满足工作的需要。所以,大学化学教学过程中,学生在掌握基础化学知识的同时,要具备一定的自主探索能力和创新能力。目前我国许多地区的高中化学教学在应试制度下的化学教学模式已经无法满足大学化学培养优秀人才的需求。
(二)教学内容的差异
高中化学主要是模块学习,各章节间基本上是彼此独立的,并且涉及的理论知识不多,而且为了应付高考,课程学习不全面。大学化学教学中,例如无机化学教学,其虽然包括一些实验环节,但主要以理论知识作为基础,理论知识的学习在课程学习中占据较大的比重,多达七成以上,而高中化学课程无法为大学的无机化学课程学习打下扎实的理论基础。
二、高中化学和大学无机化学知识的衔接策略
(一)高中阶段化学教学
高中化学教学过程中,教师应加深学生对高中化学的了解,明白高中化学学习是为大学无机化学学习打下基础,从而使学生的传统学习观念得到转变,使学生更好地了解化学学习将关系到今后大学学习中哪些专业,使学生树立明确的学习目标,促进高中化学知识和大学无机化学知识在思想层面上的有效衔接。高中化学教学在内容方面应注重“启后”,然而并非将大学化学内容的教学取代,而是基于新课改背景下,教师加强化学理论知识的教学,从而为学生大学化学学习奠定基础,从而使学生做好今后大学无机化学的学习的思想准备。
(二)大学阶段化学教学
首先,在保持教材不变的前提下,对教学内容进行合理调整。其中,需要结合学生专业的不同和知识需求的差异,理论根据化学类和医药类的区别从理论和应用两方面对无机化学和有机化学的内容进行调整。需要进行高中化学欠缺知识的完善,并将重复赘述和无关紧要的内容删除或跳过。也有一些知识在高中化学教学中有所提及,但是并未进行深入讲解,那么这些内容需要在大学无机化学教学中进行补充,从而使化学知识紧密衔接。其次,化学教师应使教材更加贴近学生的实际生活,以贴近实际的展现形式,促使学生的学习兴趣和积极性得到提高;教师需在教学中注重对学生的提问,通过提出问题进行化学教学活动的引导,实现学生自主思考习惯和创新能力的培养。教师在教学过程中应体现科学性和思想性,并且在课堂教学中合理引入高中化学知识。并且需在教学中引导学生正确处理高中化学和大学无机化学知识的衔接,在提高学生学习热情的同时,为学生开放化学实验室,为学生创造良好的化学研究条件,帮助学生在自主探索和合作交流中对化学的技能知识具有真正的了解和掌握,学会科学的研究方法,树立正确的研究态度,从而更好地进行化学学习并获取实践经验。教师在课堂上应充分体现学生的主体地位,促进学生主观能动性的发挥,将新知识及方法纳入学生已有的认知当中。
结语
我国教学改革一直重视高中化学和大学化学知识的衔接问题,因此,针对这一问题,在教育教学过程中,教师必须结合学生的现状及发展需求,寻找切实可行、行之有效的教学方法,积极促进高中学生和大学学生化学知识水平及素质能力的提高,从而更好地为社会经济建设进行优质人才的培养和输出,促进我国现代化建设的进一步发展。
参考文献:
[1]李玉娴,张欣.高中化学新课程与大学无机化学电化学的衔接[J].化学教育,2015,07:12-15.