化學實驗改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究

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摘要:分析化學是一門關(guān)于研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學信息的分析方法的學科，是一門實踐性很強的學科。分析化學實驗是基礎(chǔ)化學實驗的一部分，實驗教學在整個化學教學環(huán)節(jié)中占有特殊的地位。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才是當前本科教學改革的重要研究內(nèi)容之一。本文探討了分析實驗綜合性改革必要性，以實現(xiàn)化學專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，并從教學內(nèi)容、教學方法以及考核評價體系等方面進行改革研究。

關(guān)鍵詞:分析化學;實驗教學;創(chuàng)新能力

“分析化學”是化學、材料化學等專業(yè)的必修專業(yè)課程，也是非化學類理工科專業(yè)的基礎(chǔ)化學課程的主要內(nèi)容。分析化學是一門實踐性很強的學科，實驗課程在分析化學教學占有重要地位，甚至可以說沒有實驗就沒有分析化學。分析化學實驗是基礎(chǔ)化學實驗的一部分［1］，實驗教學在整個化學教學環(huán)節(jié)中占有特殊的地位，通過實驗教學過程，一方面有助于學生理解和掌握理論知識，另一方面可以促進學生的動手能力和綜合素質(zhì)的提高，能夠充分培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力、科學素養(yǎng)、分析和解決問題等綜合能力［1］。

1分析化學實驗教學現(xiàn)狀

創(chuàng)新性人才培養(yǎng)是本科教育的一項重要的任務(wù)，然而縱觀傳統(tǒng)的分析化學實驗教學模式仍存在諸多問題［2］:首先在教學內(nèi)容方面，多為經(jīng)典的驗證性實驗，綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗項目很少甚至沒有，不利于學生創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng);在教學方法方面，缺乏現(xiàn)代教育技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，還停留在一塊黑板一支粉筆的實驗原理講授及學生“圍觀”式的實驗演示上，難以激發(fā)學生的學習興趣，嚴重束縛學生創(chuàng)新思維能力，導致教師對學生的指導效果差，學生也容易產(chǎn)生懶惰和依賴情緒;在實驗成績評定考核方面，往往過于偏重實驗結(jié)果，片面地根據(jù)平時實驗報告和實驗考核時的結(jié)果進行評分，而對實驗過程和實驗技能的考核重視不夠，也忽視了對學生的創(chuàng)新能力的考核，因此不能真實有效地反應(yīng)學生的水平。此外，分析化學實驗課程的教學學時的被縮減也給課程改革提出了新要求，如何在有限的教學時間里，既能夠指導學生系統(tǒng)地掌握教學大綱所要求的內(nèi)容，又能夠培養(yǎng)學生的綜合能力，是分析化學實驗課程改革的難點和著力點。如果實驗課程的教學時間過于倉促，往往導致學生對實驗的重視程度不夠，抱著“為完成任務(wù)而實驗”的心態(tài)去做實驗，因而實驗的效果不佳，也達不到實驗教學的預期目標。另一方面，隨著學校新開設(shè)部分理工科專業(yè)，導致分析化學實驗課程的學生人數(shù)激增，這也給分析化學實驗教學帶來了巨大壓力，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)落后的教學模式，不僅教師的教學負擔重，還嚴重地降低了教學效率，教學質(zhì)量也難以保證。因此，鑒于上述問題，實驗課的教學改革是當前本科教育迫切需要解決的問題［2］。

2針對分析化學實驗教學探索性改革的必要性

根據(jù)分析化學實驗教學的實踐經(jīng)驗，結(jié)合我校的實際情況，我們對分析化學實驗教學進行了以下探索性改革。

2.1整合與更新實驗內(nèi)容

根據(jù)不同專業(yè)的不同層次的培養(yǎng)要求，相應(yīng)地調(diào)整實驗內(nèi)容。如，針對非化學類專業(yè)，可以把無機化學實驗和分析化學實驗整合為無機及分析化學實驗課程;針對化學類專業(yè)，不但要囊括經(jīng)典的驗證性實驗，還要積極推進綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。同時還要結(jié)合學校的特點，適當?shù)剡\用學校的辦學優(yōu)勢，培養(yǎng)學生的綜合能力。

2.2改進實驗教學方法

先進的教學方法可以很大程度上地激發(fā)學生的學習興趣、提高教學效果。隨著信息時代的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出了微課、慕課等新的教學模式，為師生交流提供了極大的便利，也滿足了學生隨時進行學習的需求，能極大地提高教學效率。在我們教學的過程中，也應(yīng)該與時俱進，根據(jù)實驗課程的相關(guān)要求和實驗室的相關(guān)儀器設(shè)備制作微課、小視頻等，利用現(xiàn)代媒體來提高學生的自主學習的能力。

2.3完善實驗考核體系

新的實驗考核體系，將改變以往以最終實驗考試成績作為學生實驗課程成績的“一刀切”式的評定標準，而通過充分考察學生的實驗課程中的操作動手能力、分析問題能力以及實驗的態(tài)度，結(jié)合最終實驗考試成績，綜合判定學生成績。新的實驗考核體系不僅可以更好地考察學生的能力，更能體現(xiàn)學生的真實水平，而且可以培養(yǎng)學生在整個實驗過程中養(yǎng)成良好的習慣及培養(yǎng)科學的素養(yǎng)，為以后的學習過程提供一定的基礎(chǔ)。

2.4優(yōu)化實驗教學模式

傳統(tǒng)實驗教學模式在教學過程中往往以經(jīng)典的驗證實驗為主，學生只需根據(jù)書本上的步驟一步步做下來就可以完成整個實驗，缺乏設(shè)計性，不利于學生綜合能力的培育和創(chuàng)新意識的建立。在新的實驗教學模式更強調(diào)和突出實驗的綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性，通過適當?shù)卦黾訉嶒灥臈l件，讓學生自主設(shè)計實驗步驟，獨立完成前期試劑儀器的準備、實驗的操作過程、數(shù)據(jù)記錄及分析過程、實驗報告等實驗流程。新的教學模式有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，提供學生的科研能力，開闊學生的學術(shù)視野［3－4］。此外，要盡可能多創(chuàng)造機會讓給學生多進入實驗室，通過在課余時間延遲實驗室的開放時間，一方面可以彌補實驗課時的不足，另一方面也可以滿足學有余力的學生繼續(xù)開展設(shè)計性與創(chuàng)新性實驗的要求。學校也應(yīng)當適當出臺政策和經(jīng)費扶持，鼓勵學生自發(fā)組成團隊小組(3～5人)，積極申報大學生創(chuàng)新性實驗項目，鼓勵并支持在校學生參加相應(yīng)的學科競賽。團隊小組以學生為主體，并配備指導老師，整個實驗的過程中充分發(fā)揮學生的主觀能動性，以學生的主動參與、協(xié)同合作為基礎(chǔ)，以查閱文獻、實驗探索、討論答辯等實踐活動為途徑，以理論基礎(chǔ)知識與實踐活動相結(jié)合的形式，通過學生自主設(shè)計實驗步驟，預約實驗室，完成實驗，獲得實驗結(jié)果，得出和驗證實驗結(jié)論，充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的動手能力、團隊協(xié)作能力，增強學生的創(chuàng)新意識和科研素養(yǎng)，提高學生的創(chuàng)新能力，為以后進一步的學習研究打下了堅實的基礎(chǔ)。微課程是美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設(shè)計師、學院在線服務(wù)經(jīng)理戴維•彭羅斯(DavidPenrose)于2008年提出的理念，他首創(chuàng)了聲名遠播的“一分鐘的微視頻”的“微課程”(Microlecture)［5］。微課程就是指將教學目標聚焦在某一個環(huán)節(jié)上，利用最短時間講解一個知識點、教學重點、難點、疑點、考點或作業(yè)題、考試題、模擬題等的一種微型教學。微課程相當于一堂課的一個切片，通過這個切片，可以促進學生學習行為的發(fā)生和心智的發(fā)展，體現(xiàn)教師的助學智慧。微課程于2011年引入我國后，得到迅速發(fā)展和應(yīng)用［6］。當前，微課程正在迅速興起，它集聲音、文字、圖像、視頻為一體，能極大地提高學生的學習興趣，提高學習效果。當今以計算機應(yīng)用為標志的信息時代，給分析化學的發(fā)展帶來了極大活力，微課程在分析化學實驗中的運用勢在必行。在實際的教學過程中，利用現(xiàn)代技術(shù)將定量分析化學中的基本的實驗操作精心地錄制成系列微視頻;將定量分析化學實驗中體現(xiàn)“量”特征的每個常用儀器的使用方法及實驗基本操作制作成集聲音、文字、圖像和微視頻為一體的系列微課程，此微課程能夠?qū)⒍糠治龌瘜W實驗中由于量(即測定準確度和精密度)的高度要求而使實驗顯得非?！胺爆崱?即知識點較瑣碎)的關(guān)鍵問題“有趣化”、“清晰化”和“放大化”;利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將自制的系列微課程上傳至網(wǎng)絡(luò)，讓學生們在實驗課前、課中和課后進行自主學習、反復有效地學習。通過微課程的學習讓不同接受能力的學生都能在人性化的微課程中輕松愉快地學習，從而使學生很好地掌握定量分析化學的操作技能，最終達到操作規(guī)范的目的。

3結(jié)語

正確合理的選擇實驗內(nèi)容是上好實驗課的先決條件，科學合理的組織安排實驗教學是順利完成實驗課的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過改革實驗教學形式，增設(shè)設(shè)計型實驗和開放實驗室，可以為學生提供個性發(fā)展、獨立思考、科學創(chuàng)新以及提高綜合實驗技能的平臺。本研究既在理論上要探討分析實驗教學在內(nèi)容、方法和考核上為什么要改及如何改的問題，也要形成一整套適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學體系。實踐證明，分析化學實驗教學改革，在一定程度上提高了學生的創(chuàng)新意識。

參考文獻

［1］童葉翔，施開良.本科化學教育新體系的研究與實踐［J］.大學化學，2001(6):17－20.

［2］高盤良，姚天揚.當前化學教學改革若干問題的意見［J］.大學化學，2000(2):26－27.

［3］王煥英.儀器分析實驗教學改革研究［J］.衡水學院學報，2011，13(1):79－80.

［4］李滿秀，趙二勞，張海容，等.儀器分析研究型開放實驗的創(chuàng)新與實踐［J］.大學化學，2007(6):28－30.

［5］關(guān)中客.微課程［J］.中國信息技術(shù)教育，2011(17):14.

［6］張葉臻，孫瑞雪.微課在分析化學實驗課教學中的應(yīng)用探索［J］.廣州化工，2015，43(12)

作者:張莉 何春萍 向德軒 單位:懷化學院化學與材料工程學院