陳愛敏
(新鄉學院,河南新鄉 453000)
站在客觀角度來說,化學實驗操作性、實踐性較強,是知識傳遞、技能培訓、專業思維培養的最佳路徑。作為理科專業的重要課程,無機化學實驗根據專業內容的不同,實驗教學內容與方式也有所側重。因此,如何在課程教學中完成實驗教學目標,讓學生更好地掌握知識已成為各高校當前實驗教學的重要內容。傳統教學方式根深蒂固,也對實驗教學起到了一定的作用,但是伴隨科學技術的發展與高校人才培養目標的深化,其對教學內容與教學方法都提出了新的要求與標準[1]。對此,本文結合文獻綜述法與實踐調查法,探討了當前高校無機化學實驗教學存在的問題,并在此基礎之上提出了一系列的優化措施。
實驗教學也多遵從實驗理論,在實驗過程中主要以驗證為主,對之前講過的化學理論、化學現象與化學概念為依據,這在潛意識里讓學生感覺到實驗教學是依附于課堂理論教學的,異化了實驗教學的本質目標。很多時候,實驗教學以理論驗證為 主,忽視了對學生能力的培養。由于教材上的知識已經經過了較長時間,然而由于學生并不知道知識的來龍去脈,僅是為了驗證而驗證,為了實驗而實驗[2],他們的思維受到了一定的限制。這也為他們后續的學習與專業深化造成了一定的消極影響。
站在客觀角度來說,教材中的任何一個知識點往往都可以通過實驗進行檢驗,更可以通過實驗讓學生獲得對知識綜合、多方面的了解。而這也是實驗教學的優勢所在:針對性強、綜合性強。而當前的專業教學中,絕大部分教師注重理論知識的教學,不管是在課程教學、作業布置中,理論教學占比較高。這啟示教師要在后續的教學中,要重視理論與實驗的結合,更好地培養學生的專業思維。
從教學目標來看,實驗教學往往是為了讓學生更好地掌握知識與原理,這樣才能在專業學習中積淀更多的理論知識,為后續的學習做鋪墊。然而,教師過于關注理論教學,忽視了培養學生的實踐能力這一環節,自然而然教師們對實驗教學重視程度較低。此外,教師在成績評定上也缺乏較大的客觀性。例如,一些優等生往往在理論學習中分值較高,部分學生在實驗過程中能表現得很好。然而在成績評定上的差異導致了教師的主觀臆斷,成績評定缺乏客觀性。
當前在實驗教學中,實驗教學模式較為單一。很多時候都是由教師示范之后,讓學生進行訓練,或者是教師將實驗以視頻的形式呈現給學生,讓他們在了解的基礎上進行實驗。這樣一來,由于學生們已經知道了實驗結果,很難培養他們的思維能力與創新能力。而實驗教學也停僅停留在了實驗驗證這一淺層目標上,學生的興趣越來越低。
實驗重復現象較為嚴重,很大程度上限制了學生能力的發展,又浪費了教學資源。還有一些實驗操作較為簡單,這在培養學生創新能力、操作能力上起到的作用微乎其微。
從當前現行高校無機化學實驗現行教材來看,其中的課程教學內容多以基礎的理論為主。教學內容更新不及時,也無法反映當前專業的最新成果、整體發展態勢,由此導致實驗教學缺乏綜合性、設計性、創新性與前沿性,這種“照葫蘆畫瓢”似的實驗教學模式,也由于學生較多地依賴教材,一旦脫離教材,遇到實際問題,他們往往無所適從,限制了他們的思維能力。
在實驗教學過程中,也要重視預習的重要性,強調并鼓勵學生進行實驗預習,這也是實驗獲得成功的有效前提與基礎。學生們在正式進入實驗室前,對實驗一無所知,而這時教師又要占用較多的課堂時間去講解實驗步驟、原理、注意事項等,即便這樣,在實驗過程中,學生們還會遇到各種各樣的問題,導致實驗秩序紊亂、實驗教學時間過長、學生實驗出現誤差等。而出現以上情況的原因就在于,學生們對實驗內容不熟悉。從這一角度來看,在實驗教學前,要求學生進行預習,熟悉實驗流程與實驗注意事項,這樣在實驗過程中,很多學生便能獨立進行實驗,還能在最大程度上減少實驗誤差,激發學生們的成就感,這對提升實驗教學效率、教學質量有很大促進作用。
站在實驗教學角度來看,無機化學實驗的教學目標旨在讓學生加深專業理論知識的認知,掌握一般的實驗操作技能,學會使用相關儀器。而國外無機化學實驗教學旨在,培養學生的科學研究能力,讓學生掌握實驗操作的基本技能,加深專業理論,最終掌握科學研究的方法與技巧。而我們也可以取其精華,將其優勢應用在我國高校無機化學實驗教學中,不僅要求學生掌握相關的專業知識與實驗流程、內容等,更為關鍵的是要讓學生具備一定的科學研究能力,這也是人才培養的最終價值訴求所在,對整個無機化學實驗以及相關專業教學的改革都有很強的借鑒意義[3]。
無機化學實驗在整個專業教學過程中占比較高,也影響著學生今后的專業學習效果。然而,傳統的無機化學實驗教學中簡單的實驗內容較多,而且操作重復,很大程度上降低了學生對實驗的學習興趣。從這個角度來看,優化實驗教學內容,選取更具代表性、更典型性的實驗,以此構建實驗教學的新體系,能有效培養學生的實驗學習興趣,讓學生掌握扎實的專業理論基礎。在探索無機化學實驗教學體系過程中,必須要注意以下幾個方面的內容:
(1)元素性化學實驗急需改革。特別是在新時期,高校在人才培養過程中,更注重培養學生的綜合素質。由此對無機化學實驗教學也提出了新的標準。在基礎性化學實驗中,化學實驗的基本操作與技能成為主線,其實驗教學地位也受到了一定質疑。有些高校對此進行了一定的縮減,而有一些學校將之摒除,可以說在元素性化學實驗的改革中,成為化學實驗體系的重要改革內容。但必須考慮到元素性化學實驗在幫助學生在專業學習過程中的重要性,因此對該類實驗的壓縮、摒棄等并不是實驗改革的最終目的,而應該在其固有實驗教學內容基礎上進行一定的優化。
(2)增加實驗量。由于無機化學實驗的教學重點在于,培養學生的實驗操作技能與核心素養。以往在無機化學實驗教學中,有關一些合成類實驗缺少了量的成分,由此導致學生對產品不能進行組成或者檢測,影響了實驗的嚴謹性,同時也失去了培養學生的科學態度、嚴謹思維的最好時機。因此,適當增加化學實驗量,對于一些化合物的制備、合成等,也要將其與其他相關學科進行結合,構建化學實驗的新體系。
(3)增加研究型、創新型、設計型實驗,更好地反映最新的教學成果,拓展無機化學實驗教學的深度與廣度。這樣一來,更有利于調動學生對實驗的主觀能動性。由此一來,學生在進行實驗前,可以先進行實驗設計,然后由老師進行審閱,批準后學生們可以獨立實驗,驗證自己的觀點。這對培養學生的實踐操作能力、獨立思考能力,深化專業學習等都大有裨益。
(1)伴隨科學技術的發展,現代教育信息技術也在高校人才培養中發揮著重要作用。對此,在無機化學實驗教學中,也可以利用信息技術豐富實驗教學內容,為實驗教學創造更多的可能性,延伸學生的知識視野。特別是在一些難度較大的實驗中,可以為學生呈現實驗視頻,讓學生了解整個實驗流程,加深對實驗結論的認知。一來節省了教學資源,二來提升了實驗教學效果。
(2)在實驗教學中可以采用問題驅動式實驗教學,由于以往的實驗教學都是由教師先對內容進行講解或者示范,然后讓學生進行實驗,以此得出結論。這樣機械化的實驗教學模式看似沒有瑕疵,然而在實踐過程中,學生缺乏學習的主動性,全程都是跟著教師的思路與框架進行實驗,缺乏獨立思考的意識與能力,不利于高校創新型人才的培養。而采取問題驅動式教學,先由教師提出一系列有關實驗的問題,讓學生根據問題設計實驗,進行實驗,必要時教師加以一定的輔導。這不僅可以加深量學生對理論知識的認知與對實驗流程的印象,更有利于培養他們的綜合實踐能力。
(3)還要考慮到更多元化的考核與評價方式,讓成績的評定更客觀、更全面。將實驗預習評價、對實驗原理基本流程的認知、對實驗操作、實驗結果、實驗報告完整性、實驗結束后的行為、實驗紀律等囊括其中,作為學生成績評定的標準。
根據實驗教學的固有特點,探索開放型實驗,培養學生對實驗的興趣,也是無機化學實驗教學改革的有益探索。例如,將仿真技術、多媒體技術等應用于無機化學實驗教學中,以人機交互將簡單復雜的化學實驗變得更生動更有趣,學生也可以根據操作動手演示,培養其動手能力和創新能力,提升整體的實驗教學質量與效果。
考慮到高校人才培養目標,在無機化學實驗教學中,必須要培養學生學以致用的能力。教材上部分實驗能夠讓學生達到其他各種能力,特別是要強化對學生綜合能力的培養,在實驗操作、實驗報告形成、科學研究等能力上,學生能力不足。對此,要進行不同程度地強化,促進學生的綜合發展。
高校無機化學實驗教學對學生的專業學習有很大幫助。面對實驗教學中存在的問題,必須要積極探索有效路徑,尋求相應的解決辦法,更好地解決實驗教學問題,加快實驗教學改革,更好地讓學生習得知識、掌握能力。今后,我們也要在長期的實驗教學中總結、反思,并立足人才培養目標、專業教學動態,引入更多、更新的前沿成果,助力無機化學實驗教學改革,探索更科學、更完善、更合理的實驗教學體系,讓學生受益,提升高校人才培養質量。