謝飛燕,刁貴強,鄭曉丹
(惠州學院化學工程系,廣東惠州516007)
轉型期地方高校無機化學實驗的改革研究
——以惠州學院為例
謝飛燕,刁貴強,鄭曉丹
(惠州學院化學工程系,廣東惠州516007)
無機化學實驗是化學學科的一門重要課程,針對轉型期地方高校無機化學實驗存在的問題,對傳統的無機化學實驗進行改革,科學合理地調整無機化學實驗課程體系,優化實驗內容,改進實驗課授課方法及考核方式,以適應轉型發展的需要。實踐表明,以培養學生動手實踐能力和創新思維能力為目的的無機化學實驗課改革,符合地方高校轉型期“重應用,求創新,高素質”的創新應用型人才的培養目標。
轉型期;地方高校;無機化學實驗;改革
作為高等教育的重大改革,部分地方高校向應用技術型高校轉型勢在必行。目前,高校轉型的關鍵問題是學生如何掌握扎實的專業技術、獲得良好的就業前景。無機化學教育家戴安邦教授說“化學實驗課是實施全面的化學教育最有效的教學形式。”[1-3]化學化工專業實踐性教學環節的重要組成部分是實驗教學。加強實驗教學不僅可以培養學生實驗動手能力,還可以培養學生的創新思維和創新能力,使實驗教學在培養人才中的作用得到充分的發揮。
無機化學實驗是惠州學院化學工程系和生物科學系專業新生的一門基礎必修課,是學好其他化學課程的前提和基礎,在教學計劃中有非常重要的地位。無機化學實驗的教學目標就是使學生掌握無機化學實驗的基本操作技能、元素和化合物的基本知識和基本理論。培養學生具有實事求是的科學態度和良好的科學習慣及科學思維,為培養學生初步的科研能力打下基礎。
惠州學院化學工程系無機實驗主要分為化工專業、應化師范專業的基礎實驗及應化師范專業的綜合實驗。化工專業安排在大一上學期完成,應化師范專業的無機基礎實驗安排在大一學年進行,無機綜合實驗安排在大三進行。化學工程系不同專業的實驗項目及類型是化學工程系現階段的實驗項目,在2010年時化學工程系針對無機實驗作了實驗課程的改革。首先,從實驗的課時上進行刪減,化工專業由原來的42學時調整為36學時,師范應化專業由原來的2學期72學時調整為60學時。其次,實驗類型的改革,減少驗證性實驗,增加設計綜合型實驗,如刪除了“氧硫”“鐵鈷鎳”等性質實驗。再者,老舊實驗內容的改革,比如“臺稱和分析使用及操作技能測試”;此外,有毒有害的實驗改革,如“錫、鉛、銻、鉍”“鋅、鎘、汞”;最后,增加2個微型實驗。
2.1 刪減陳舊、有毒有害內容,增加前沿領域實驗
化學工程系自2010年來對無機化學實驗進行改革。首先,刪除一部分老舊的實驗,因為實驗課的內容必須跟得上時代與科技發展需要。其次,刪除一些有毒有害的實驗,因為這些實驗對環境有污染,對師生身心健康發展也是不利的。最后,增加一些化學前沿的新實驗,以及介紹和了解國內外社會化學的新儀器和新技術。因此,無機課題組刪除“臺稱和分析使用及操作技能測試”實驗,因為現在的電子天平能夠精確到小數點后4位,相比于多年前的分析天平,不但操作大大簡化,而且精度更高。
2.2 部分無機化學實驗的微型化
改革后增加硫酸銅合成和過氧化鈣合成2個微型實驗,微型化學實驗是國內外最近幾年新發展的一種實驗形式。相對于傳統實驗,微型實驗使用的化學試劑比較少,減少污染,提高課堂質量。
微型實驗的試劑用量小,產物也少,可大幅度地減少實驗室空氣和水體排放污染,有益于師生的健康。儀器基本上可以做到人手一套,能實現人人動手的目標。學生通過自制儀器動手做實驗,既訓練了動手能力,培養了創新思維,同時提高了參與意識及動手操作能力。
2.3 補充設計研究型實驗,培養學生的創新精神
驗證性實驗項目主要涉及到元素性質方面,加深認識從學生的理論認識到實踐層面,從現象到本質的項目。改革前化學工程系的實驗項目中驗證型占多數,考慮到驗證性實驗的局限性和教學方式的固化模式,針對這種狀況,通過改革合理調整、精簡了4個驗證型的性質實驗。無機化學實驗還補充了“三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備、組成及表征”和“鉻(Ⅲ)配合物的制備和分裂能的測定”2個“設計型”實驗項目,該實驗包含反應制備稱量、真空抽濾、熱過濾、水浴加熱、蒸發、結晶和分光光度計儀器分析等一系列化學實驗的基本操作及數據處理,使學生的綜合能力得到較全面的訓練和提高。
原有實驗教學中,老師講得多,學生做得少;重結果,輕過程,造成學生的積極性主動性沒有調動起來,使學生失去做實驗原有的興趣和熱情。惠州學院無機實驗改革也試圖改變這些弊端,使學生成為課堂的主體,教師作為引導者,在課堂設置情景問題,激發學生的熱情和潛能,主動地參與課堂。
3.1 實驗課堂引入問題情景的教學模式
這種實驗課堂需要老師提前做準備工作,提前將問題設置好并布置下去,讓學生在課前去查閱相關的資料和文獻,并設計好實驗思路與路線。在課堂上提出自己的分析意見和依據,然后老師點評,同學們一起論證實驗的可行性。最終由這些思路和路線分組用實驗進行驗證。實驗課堂引入問題情景模式能真正地鍛煉學生,使他們不斷地發現問題、分析問題,最終解決問題。其真正地體現了高校實驗改革的宗旨,提高學生的自學能力與創新動手能力,有利于高校創新人才的發展和培養。
3.2 無機化學實驗課堂采用實驗預習報告和實驗報告“兩手抓”模式
為了改變實驗預習報告和實驗報告流程化、形式化和空洞化的缺點,提出實驗預習報告和實驗報告“兩手抓”的模式。首先實驗預習報告不能像以前一樣只是抄書上的實驗目的、實驗原理、實驗藥品和實驗過程。必須通過自己的思考,查找相關的資料,提出實驗預設的方案和實驗路線,在實驗預習報告中體現出來。實驗課堂中結合老師的指導進行實驗,記錄實驗真實的現象,在實驗報告中總結實驗實際的結果與預設結果的差異,進行結果分析,最終形成實驗報告。
3.3 無機實驗課堂引入多媒體實驗教學
在科學技術迅猛發展的今天,教學方式也在不斷的更新變化,多媒體教學除了在理論課得到廣泛的使用外,也在實驗教學方面得到了極高的重視。因為多媒體教學可以將一部分有毒有害易產生污染氣體的實驗在實驗室不能動手實踐的通過課件形式展現出來。這樣即使沒有進行實驗,但是仍然不影響學生對實驗原理和理論方面的認識,還能加強學生對環境環保方面的認識和處理。此外,將多媒體實驗教學引入無機化學實驗中,開發和引進無機化學CAI課件向學生展示以外,實驗數據繪制曲線的工作可以利用ORIGIN軟件輕松完成;通過專門的化學繪圖軟件CHEM-DRAW可以繪制出標準的方程式及化合物結構式。當然還可以引入很多的化學畫圖軟件為無機化學實驗服務,也能提高學生的興趣和熱情。
科學合理地考核實驗成績首先就是將實驗課獨立出來,不能和理論課一起考核,以前大多數都是理論課占70%、實驗課占30%的模式,改革考核方式就是無機實驗課作為一門課,1.5學分,每學期單獨考核。實驗成績不應當是單一的成績,建議實驗成績=預習報告(30%)+實驗操作(40%)+實驗報告(30%),這樣多樣化的考核才能夠真實地考察學生的實驗動手能力和創新能力。
通過多年的改革與實踐,惠州學院化學工程系的無機化學實驗教學取得了一定的成效。一方面,學生能夠養成嚴謹的實事求是的科學態度,樹立勇于開拓的創新意識,全面提高綜合素質,為以后實際工作和科研工作打下堅實的基礎;另一方面,教師要不斷調整自己的知識結構,加強理論知識與實踐經驗,增加前沿知識與科學進步同步,為地方高校的無機化學實驗的改革作出不懈的努力,使培養出來的大學生更加適應地方企事業單位的人才發展需要。
[1]戴安邦.全面的化學教育與實驗室教學[J].大學化學,1989,4(1):1-7.
[2]姜潤田,崔玉,馬玉翔,等.工科無機化學實驗課教學改革初探[J].中山大學學報論叢,2003,23(1):145-147.
[3]吳琴媛,徐培珍,張雪琴,等.無機化學實驗課改革的探索[J].大學化學,1994,9(3):10-13.
Research on the Reform of Inorganic Chemistry Experiment in Local Colleges during the Transition Period——Taking Huizhou University as an Example
Xie Fei-yan,Diao Gui-qiang,Zheng Xiao-dan
(Department of Chemical Engineering,Huizhou University,Guangdong Huizhou 516007)
The inorganic chemistry experiment is an important course of chemistry,in view of the problems existing in the inorganic chemistry experiment in the local colleges during the transition period,the traditional inorganic chemistry experiment was carried out,to scientifically and rationally adjust the curriculum system of inorganic chemistry experiment,optimize the experiment content,improve the experimental class teaching methods and assessment methods,in order to meet the needs of transformation and development.Practice showed that the reform of inorganic chemistry experiment course for the purpose of cultivating students'practical ability and creative thinking ability,was in line with training objective of "Heavy application,innovation,high quality" innovative applied talents of local colleges during the transition period.
Transition period;Local colleges;Inorganic chemistry experiment;Reform
G642;O61-4
A
2096-0387(2016)06-0075-03
謝飛燕(1981-),女,廣東龍川人,碩士研究生,實驗師,研究方向:無機稀土功能材料研究。