農業院?；A化學實驗教學的改革與實踐

馮世德,孫太凡

(黑龍江八一農墾大學文理學院,黑龍江大慶 163319)

農業院校基礎化學實驗教學的改革與實踐

馮世德,孫太凡

(黑龍江八一農墾大學文理學院,黑龍江大慶 163319)

從實驗教學對創新型人才培養的重要性出發,針對當前實驗教學存在的問題,結合教學實際,在實驗教學體系與內容、實驗教學方法與手段、實驗室開放與共享、學生成績考核等方面,進行系列改革與探討,以期實現培養創新型人才的目標。

課程設置;實驗內容;實驗教學方法;實驗課考核模式

基礎化學實驗是農業院校一門重要的實踐性基礎課。隨著 21世紀人才培養模式的改變和素質教育的全面推行,以及對培養學生創新意識與創新潛質的日益重視[1],實驗課的重要性越來越突出,寓知識、能力、素質教育于一體的實驗教學成為教學過程中最活躍的環節[2],它在培養學生動手能力、創新意識及技能和素質方面有著重要且不可替代的作用。

一、目前存在的問題

由于受傳統的實驗教學模式影響較大,雖然經過多年的改革,但仍未徹底擺脫傳統的實驗教學模式的束縛,即實驗課附屬于理論課。實驗前,指導教師依據實驗教學計劃,安排每次實驗內容,提前準備好材料和調試好儀器設備;把儀器設備的使用過程、實驗操作步驟、數據處理方法等預先做成實驗指導書,實驗時,學生根據現有的實驗指導書,在規定的有限時間內,按給定的儀器設備和規定的實驗步驟完成實驗的全過程。這樣的實驗教學模式存在如下問題:(1)實驗多是單一性、演示性、驗證性的實驗,體現不出實驗的連貫性、系統性、綜合性、新穎性,難以激發學生的實驗興趣[3],難以充分發揮學生的積極性和主動性,不利于培養學生的實驗能力和創新思維能力。(2)許多實驗環節是教師準備的,學生只是會做而已,缺乏對整個實驗過程的全面了解,且大部分實驗步驟明確,不能有效培養學生發現問題、分析和解決實際問題的能力。(3)實驗課時少,要讓學生在有限的實驗課時里自己動手解決問題幾乎是不可能的,學生處于被動接受的地位,不能按照自己的設想探索實驗,實驗效果較差[4]。

二、優化實驗內容,構建實驗教學新體系

針對原來基礎化學實驗中存在的內容分散、重復、驗證型實驗多、實驗內容和手段比較陳舊,缺乏統籌安排等問題,課題組對實驗內容進行了縱向壓縮、橫向拓寬的調整,依據“從易到難、由簡到繁、由單一到綜合、由驗證到設計、從模仿到創新”的原則安排教學,使化學實驗形成了一個統一的有機整體,在更新、重組、融匯的基礎上,構建了新的實驗教學體系。編寫了大學化學實驗精品課程教材,教材將“普通化學實驗”、“分析化學實驗”、“有機化學實驗”優化組合,自成體系,該體系按“一體化、二階段、三層次”的模式運行,“一體化”就是對所有基礎化學實驗課程統一規劃、統一管理、統籌安排,避免知識內容的重復并較好地解決了課程內容的脫節;“二階段”是指化學實驗課程按技術要素和能力要求劃分為基礎實驗和綜合實驗兩個階段,前一階段主要側重于對學生進行基本實驗技能的訓練,培養基本功;后一階段則重在培養學生的綜合應用能力和研究創新能力;“三層次”是指實驗項目按基礎性實驗、綜合性實驗和設計一研究性實驗三個層次設置。目前一個多平臺、分層次、開放式的新實驗課程體系已經形成。課程內容包括:(1)實驗原理及方法(混合物分離、化合物制備、成分分析等);(2)實驗技術及應用(基本技能、基本操作、基本儀器使用等);(3)實驗項目(基礎實驗、綜合性實驗、設計—研究性實驗),使學生的實驗技能得到了全面、系統、嚴格、科學的訓練,學生的實踐能力和創新精神有了明顯的增強。

三、改革實驗教學方法與手段,提高教學質量

實驗教學以培養學生實驗能力和應用創新能力為主要目的。采用理論講授、現場示范與實際操作相結合、多媒體輔導和教師輔導相結合、課堂實驗與課外實驗、應用創新相結合等多元化實驗教學方法與手段,增加了案例教學、課堂討論等環節,淡化了傳統的師父帶徒弟的教學方式。結合具體情況,以啟發式、自學式、討論式、研究式等教學方法為主,深入淺出,充分調動學生學習的積極性,培養其創新思維和創新能力。實行全面開放式實驗教學,拓展學生自主實驗的空間,在實驗項目上自由選擇,實現實驗內容相對開放,實驗時間上彈性支配,實現實驗時間開放,實驗室和實驗儀器設配上方便使用,實現設配開放,這樣不僅使學生在實驗選擇上有很大的自由度,而且可以使學生利用周末等相對集中的時間,完成一些大型的綜合設計性實驗,深受學生歡迎。迅猛發展的信息技術客觀上要求我們利用計算機輔助教學對化學實驗進行教學手段的改革,為此,我們設置了計算機仿真模擬實驗,充分利用和發揮多媒體人機交互性強的特性,對一些微觀的、抽象的機理復雜難以重復的、難度高、成本大,難以實地、實景、實際操作訓練和無法演示的教學內容,進行全新的教學和模擬演示。通過模擬教學,學生可以在計算機上自由操作,反復模擬實驗的全過程,對實驗技術和實驗條件進行反復對比和選用,觀察實驗現象,得到感性認識,加深對實驗的理解。同時建立實驗網絡化教學平臺,提供了生動的實驗案例,給學生創造了一個多方位學習和交流的機會。學生可以通過網站進行網上預習,下載實驗內容及相關應用軟件,教師可以通過網站與學生開展互動交流、進行成績管理等實驗教學活動。實驗教學課程打破了專業與班級界限,實現了“預約式”開放教學組織模式,為配合“預約式”開放教學組織模式的實施,建設了網上預約系統,實現了實驗教學項目的網上實時發布,學生可以預約實驗時間、實驗單元,實現考勤、成績上報及分析教學評價等多重教學管理功能。

四、建立了符合課程特點的實驗課考核模式

考試是檢驗學生學習情況和教師教學質量的簡捷而有效的手段。為了對實驗教學效果進行科學的評價,課題組對實驗課考試模式進行了改革,加強了平時考核的力度,增加了實驗技能考試。實驗課成績由平時的考核成績 (占30%)、技能測試成績(占 3O%)、筆試成績 (30%)和設計型實驗成績(占 10%)構成。平時考核為全程考核,評分標準主要有:實驗預習完成情況;回答教師提問;科學的實驗態度;實驗操作能力;實驗報告等五個部分。教師每次實驗均給學生評定成績,旨在加強平時對學生的要求、訓練與培養;技能測試以題卡形式對學生逐一進行,試題內容知識點多、覆蓋面廣,可全面測試學生的動手及實踐能力。實驗筆試內容有基本操作技能問題、實驗原理、實驗方案的設計,內容廣泛,綜合性強,從筆試成績中可以看出學生的綜合能力。此考試方法符合課程特點,學生成績與其“知識、能力”相符,改變了“高分低能”的現象,調動了學生學習的積極性和主動性,促進了教學質量的提高。平時考試與期末考試相結合,技能考試與書面考試相結合,此考試方法符合學科特點,提高了學生的實踐能力。

五、培養學生的創新精神和創新能力

以培養學生的科學思維能力、分析問題、解決問題的創新能力為目標,在實驗教學過程中,教師鼓勵學生獨立思考,大膽創新,樹立敢于質疑、敢于挑戰的創新精神。鼓勵學生對實驗中的某些環節提出更合理的建議,在學生中營造出勇于創新、樂于創新的良好學習氛圍,幫助學生建立創新的思維方式和科學的研究方法;同時注重學生個性化的培養,充分發揮每個人的潛力。教師要為學生創造獨立思考、獨立實踐的機會,對能力強的學生,教師要指導他們多看參考書,開展廣泛的交流,獲取各方面的知識,開拓視野,為學生創造參加實踐的機會,讓有興趣和學有余力的同學利用課余時間免費進入實驗室,在老師的指導下,綜合運用已學過的化學基本理論、基本知識和實驗方法,自選課題,自我設計,獨立完成各種實驗。如土壤中汞含量的測定,自來水中砷含量的測定,果菜中農藥殘留量的測定等,這種開放性化學實驗極大地調動了學生自主學習的積極性,同時也鍛煉了學生的動手能力,培養了學生的創新精神。為了開闊學生的學術眼界,打破課堂講授的單一教學模式,充分調動學生的積極性和創造性,配合實驗課程開設了“現代農藥殘留分析技術”、“實驗室污水處理”、“蛋白質的分離技術進展”等選修課程,并將這些“現代研究成果”融入到學生的綜合性或研究性試驗中,學科的最新研究成果,不僅刺激了學生的求知欲,而且為學生走入社會、適應社會、服務社會奠定了良好的基礎。

六、結束語

實驗教學改革,實驗教學質量的提高是一個復雜的系統工程[5],實踐證明,更新教育思想,轉變教育觀念是保證實驗教學改革順利進行的關鍵,只有站在實施素質教育的高度來認識實驗教學改革的重要性,才能提高認識,統一思想,改革沿襲多年的教學體系,從教學內容、教學方法、考核體系等方面全面推進,逐步轉變教學模式,從而實現培養創新人才的培養目標。

[1]呂浩雪.著力教學管理創新持續提高教學質量[J].中國大學教學,2005,(9):20-22.

[2]李健.關于建設創新型大學的思考[J].中國高等教育, 2005,(Z2):3-5.

[3]何玉輝.基于創新人才培養機制的高?？荚嚫母锾接慬J].科技情報開發與經濟,2006,(16):240-241.

[4]張霞.東北大學化學實驗教學改革探索[J].實驗技術與管理,2007,(2):125-126.

[5]王科軍.大學化學實驗教學改革的探討[J].河南廣播電視大學學報,2005,(3):72-74.

(責任編輯:劉東旭)

G642.0

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1001-7836(2010)06-0062-02

2010-04-26

黑龍江省新世紀高等教育教學改革工程項目

馮世德 (1968-),男,黑龍江海倫人,副教授,碩士,從事化學教學科研研究。