化學實驗課程體系改革探討

鄧仕英,賴 艷,李克華 (長江大學工程技術學院,湖北荊州434020)

化學實驗教學是化學教學的重要組成部分,通過實驗教學可以幫助學生感受、理解知識的產生和發展過程,學習和掌握必要的操作技術、研究方法,培養學生的科學精神和創造性思維習慣,以及收集、處理信息和分析問題、解決問題的能力,激發學生的創新熱情。如何通過化學教學,特別是化學實驗教學將學生的知識與能力、知識與素質統一起來,是一個值得研究的課題[1～4]。筆者結合化學實驗教學的具體情況,提出了化學實驗課程體系改革的思路。

1 化學課程設置現狀

對于化學化工類專業來說,化學課是一門重要的基礎課。學院設置的課程為:無機及分析化學 (理論課80學時,實驗課80學時,有機化學 (理論課64學時,實驗課64學時,物理化學課 (理論課 88學時,實驗課40學時),各門課程自成體系。相應的實驗課附屬于理論課,配有專門的實驗室和實驗教師。實驗教學和理論教學分屬不同教師擔任。相關理論和實驗教學通常采用各高校通用教材。學生一般在第2、第3學期開設無機及分析化學課,有機化學和物理化學一般安排在第3、第4學期,實驗教學一般在理論課開設期間同時完成。近年來,我院在化學教學方面進行了一定程度的改革,取得了一些成效,但是仍然還存在不少問題。

1)實驗課程體系的設置不夠合理 目前,各門化學實驗課分別附屬于不同的理論課,相互間自成體系,缺乏協調,造成有些實驗內容重復。盡管實驗教學總學時數較多,但被分散使用,重點不夠突出。驗證性實驗、綜合性實驗與設計性實驗的比例尚需進一步優化。

2)實驗教學模式單一 我院目前的化學實驗教學一般都是實驗前老師將實驗內容講解一遍,然后就放手讓學生操作,學生只要根據實驗教材按步操作便可應付了事。前幾年,實驗教學基本在長江大學校本部完成,實驗裝備優良,教師認真負責,實驗教學質量能夠得到保證,但對三本學生完全沿用了二本的教學內容和教學模式,不能完全適應三本學生的特點。

2 改革策略

1)制定新的教學大綱并建立新的教學體系 根據國內外實驗教學發展的形勢和兄弟院校的改革經驗,筆者認為應當重新制定新的實驗教學大綱并建立新的教學體系。新的教學大綱應包括基本操作、合成、分離、分析、性質等部分,并符合我院生源特點、辦學特色要求等。另外,在培養模式和目標要求上不能搞一刀切,根據學生能力差異,給他們各自發揮的空間。

要達到新的實驗教學目標和教學大綱要求,需要對無機及分析化學、有機化學、物理化學實驗教學作全面的調整。首先將4門理論課原有的附屬實驗課整合后單獨設置為一門必修課程,可定名為 《基礎化學實驗》。《基礎化學實驗》是以實驗操作為主的基礎實驗課程,由傳統的無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗和物理化學實驗組合而成。它既是一門獨立的課程,又與相應的理論課有緊密的聯系。在整個實驗課程新體系中,力爭打破化學實驗教學中的傳統4大化學課程界限,更好地體現學科滲透的特點,以加強化學實驗的基本操作、基本技能為主線,合理篩選和整合教學內容,減少重復,增強實效,建立實驗教學體系的平臺框架:①本著基礎、提高、創新的原則,根據實驗性質、對象及培養目標,將實驗內容劃分為基礎、提高及綜合設計性實驗3個層次[4];②提高實驗教學的內涵和質量,實驗內容充分體現基礎性、應用性、交叉性和研究性,以物質制備 (純化)-分析鑒定-性質及性能測試為主線構建實驗內容,減少原設課程不必要的重復,提高學生對基礎化學的學習興趣和獨立獲取知識的能力;③開展綠色化學教育,保護環境。不使用有毒、有害的化學試劑,減少產生化學廢物,使綠色化學成為化學實驗改革的重要組成部分;④增加綜合性、設計性實驗內容的比例,并對此類實驗項目進行篩選,實驗內容主要依托教師的科研課題,以反映專業前沿和體現專業特色為目標,讓學生自己設計制備路線,自己選擇分析鑒定方法,完成實驗,為學生建立一個培養創新意識和實驗能力、提高綜合素質的平臺。

2)優選化學實驗教學內容 選定合適的實驗教學內容,并進行合理的編排。對基礎化學實驗(一),在兼顧理論課程教學需要的基礎上,讓學生進行基本操作技能訓練和化學分析實驗;對基礎化學實驗 (二),主要進行無機物和有機物的制備實驗;對基礎化學實驗 (三),主要進行物性參數測試和結構表征實驗。此外,實驗教師還可以結合自己的科研項目,引導學生參與自己的科研工作,培養學生的實際科研能力。在實驗內容的具體編排與分布上,要注意驗證性實驗與設計實驗的結合,經典實驗內容與特色實驗內容的結合,實驗操作技能訓練和科研思維模式訓練的結合。

在加強基本操作、基本技能訓練的同時,重視實驗技術的提高,注意增加實用性、綜合性、開創性實驗的比重,并增設一些反映科學前沿和最新科研成果的新實驗,使實驗內容緊密結合社會的實際需求、教師的科研前沿,鼓勵學生通過查閱文獻資料,獨立完成,以培養學生的創新能力和動手能力。把傳統教學中以 “教”為中心的傳授式教學模式轉變為以 “學”為中心的探索性學習模式。

3)改進實驗教學方法,增強學生的學習興趣 好的教學方法能更有效地完成教學目標,教師在實驗教學中要遵循由簡單到復雜、由單元訓練到綜合訓練、由成熟的組合式技能訓練到綜合性設計性實驗的多層次訓練方式,要抓好課前的預習,實驗操作要嚴格規范,還要多運用現代化教學手段,逐步把部分實驗項目實現微機模擬化,在課堂講授和指導中要積極營造活躍的課堂教學氛圍,充分調動學生實驗的積極性,可以先講后做,也可以先做后講,或邊講邊練,還可以讓學生來講解。鼓勵學生不要懼怕實驗的失敗,善于用多種方法或改變條件去探索實驗。對實驗結果要善于分析,從失敗中找出問題。要多想、多問、多學,敢于從實際出發,開拓創新。另外,可考慮成立專門的開放實驗室,由科研能力較強的教師負責管理,供學有余力或有興趣的學生進行實驗探索,培養拔尖人才。

3 結 語

總之,新的化學實驗課程體系在內容上徹底打破了二級學科的限制,按一級學科設課,注重學科探究能力的培養,將原來的專業方向實驗課在內容選擇上力求反映現代化學研究的新成果和發展趨勢,以物質的組成、結構和反應為主線,重視反映化學、技術與社會的相互聯系,構建基礎-綜合-設計3層次實驗體系,切實提高人才培養質量。

[1]許劍平.基礎化學實驗課課程體系改革初探 [J].撫州師專學報,2002,21(2):30～32.

[2]陳紅軍,楊鈴.我校化學實驗課教學改革的探索和思考 [J].高等理科教育,2003,(2):101～104.

[3]曹慶林.基礎化學實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2004,23(4):7～9.

[4]李克華,李愛國,童金強,等.實驗教學改革與學生創新能力培養 [J].長江大學學報 (自然科學版),2009,16(2):399～400.