劉光印,王 琳,程新峰,喬占平,謝海泉,湯玉峰,金蘇穎
(南陽師范學院 化學與制藥工程學院,河南 南陽 473061)
隨著就業趨勢的變化,對大學生的實踐能力和創新能力要求越來越高。然而由于受傳統重理論輕實踐思想影響,實驗教學只是作為理論教學一個輔助環節,這就很難培養學生的實踐能力、創新能力及科學思維。隨著以人為本,素質和能力培養為核心的教學觀念的確立,深化實驗教學改革迫在眉睫。實驗教學是學生理解并運用所學理論分析和解決問題的訓練平臺,是提升學生創新能力和實踐能力的重要手段。而綜合化學實驗是對基礎化學理論、實驗技能和實驗方法的融會貫通,對培養和提高學生思考問題、解決問題及創新思維能力的培養起著重要的作用。應用化學專業是一個實踐性較強的專業,為提高應用化學專業學生的實踐能力,本文針對目前應化化學專業綜合化學實驗存在的問題,提出了一些改進策略。
當前雖然大部分高校應用化學專業都開設了綜合化學實驗,但教學方式仍按照基礎化學實驗課程的教學模式,即以教師傳授為主,學生只需簡單重復便可完成相應的實驗過程。學生獨立思考空間較少,學生的思維及創新能力都沒能得到有效鍛煉,這樣不僅使學生參與實驗過程的主動性和積極性降低,而且也忽略了學生在實驗過程中的操作技能和創新能力的表現,降低了學生的探究興趣。因而這種傳統的實驗教學模式,不僅不利于培育和鍛煉學生的分析解決能力和創新精神,反而會增加學生的厭學情緒,不但學生的實驗技能不能得到鍛煉和提高,還浪費了教學資源。
實驗內容一般以經典的驗證性實驗居多,綜合性、設計性和創新性內容較少。此外,目前的實驗教學內容與實際的生活生產關聯性不強,應用性不明顯,很難激發學生的學習興趣及熱情,導致學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力較弱。
傳統的實驗教學考核方式一般是根據學生的預習報告和實驗報告來評定,缺少對實驗過程和實驗技能的考核,因而實驗考核成績不能真正完全反應學生的能力。造成學生把重點都放在寫好實驗報告上而忽視實驗過程,出現學生實驗過程不認真現象,難以激發學生的實驗主動性和積極性。綜合性實驗不同于以往的基礎化學實驗,它更注重的是對學生綜合能力、創新能力的培養,而目前還沒有一套針對該類實驗的考核方法。
選擇和設計合適實驗項目是綜合化學實驗改革的核心內容,綜合化學實驗項目設置必須要體現可操作性、綜合性、創新性和應用性。我院在應用化學專業綜合實驗的內容設置上大膽革新,以教學大綱為根本,以基礎化學理論和實驗為基礎,兼顧當前國內外前沿、熱門課題。建立由驗證性、綜合性、設計型和創新性實驗項目組成的多層次實驗教學內容。同時增加實驗項目的實用性,增強學生的學習興趣和熱情,又強化學生分析和解決問題的能力。根據上述原則,結合我院教師的科研內容,我們安排了洗面奶的制備、洗發香波的配置、廢舊鋰離子電池的資源化利用、鋰離子電池材料的制備及儲鋰性能、天然產物的提取等內容。綜合化學實驗內容大部分選擇與人們日常生活及工業生產相關的內容,立足解決生產生活中的實際問題,讓學生感到學以致用、學有說用。
在綜合化學實驗教學過程中需改變傳統的“照方抓藥”的實驗教學方式,強化教師是主導、學生是主體的理念。針對不同類型的實驗項目采用不同的教學方法,盡可能的讓學生參與到教學過程中,充分調動學生的積極性和主動性,強化學生實踐能力和創新能力的培養。對于驗證性實驗,教師需要求學生提前預習,教師主要引導學生仔細觀察實驗現象,啟發學生用化學基礎理論分析實驗中的問題,達到學以致用和加深對理論知識理解的目的。對于綜合性實驗,教師需要求學生提前預習實驗指導書并利用圖書館、互聯網等手段自行查閱一些相關文獻,能夠在實驗前對實驗所涉及的綜合知識和技能胸有成竹,學生自主按照實驗指導書進行實驗操作、分析并解決實驗中的問題、分析和處理實驗數據。再整個過程中教師只需做必要的啟發和指導。對于設計型和創新型實驗,教師應充分發揮學生的主觀能動性,教師只需依據教學目標給出實驗要求和目的,并給出能提供的實驗條件,比如儀器設備、藥品和試劑等。將學生分成若干個小組,每組選一個組長負責。讓學生自行去查閱文獻資料、擬定試驗方案,然后教師針對學生設計的實驗方案與學生進行討論,指出其不當之處及注意事項,最后學生依據討論后的實驗方案完成實驗過程及數據處理等。
此外,在綜合化學實驗教學中需加強實驗預習及實驗后的討論環節。加強預習環節能讓學生對實驗過程做到胸有成竹,變被動實驗為主動實驗。加強實驗后的討論能及時發現學生實驗中存在的問題,有助于鞏固學生所學理論知識,提高學生分析和解決問題能力。
考核的目的在于檢驗教學的效果,同時引導學生轉變實驗課程的學習方式。在綜合化學實驗的考核中應加強對學生實驗過程和實驗技能的考核,客服以往的僅依據實驗報告評定成績的做法,真正實現對學生實驗能力的客觀、全面評價,充分調動學生的是實驗積極性。學生的最終成績分為兩部分:平時成績和期末考核成績。平時成績應至少包括實驗預期、實驗操作和實驗報告這三部分,對于設計性和創新性實驗項目還應注意對學生創新能力的考核。期末考核成績又可分為筆試和實驗操作兩部分。筆試和實驗操作考核采取隨機抽簽的方式,分別選取做過的實驗原理和操作過程為考核內容。考查學生對做過實驗原理的掌握情況以及實驗技能。
自2013年以來,經過實驗教學方式的不斷革新,綜合化學實驗逐漸被學生喜愛,無論是實驗氛圍還是實驗教學效果都有了較大的進步,而且學生的實驗積極性、自主學習能力和分析解決問題能力得到增強。然而實驗教學改革是一項長期的工程,需要在教學內容和教學方式等方面不斷探索實踐才能形成適合自身發展、科學合理的實驗教學模式。