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[摘要]随着以提高综合素质为主线的教学改革的深入,传统的基础化学实验教学内容体系的弊端越来越明显,改革势在必行。本文从加强师资队伍建设、加强基础化学实验的广度和深度、提高实验室硬件设施三个方面阐述了如何有效的对基础化学实验教学进行改革,做到让学生能够在实验过程中掌握化学实验基本操作、熟悉化学实验基本仪器的操作、获得化学实验基本技能。
[关键词]基础化学实验 实验教学 综合改革
[中图分类号] G642.423
一、传统材料专业基础化学实验教学背景与现状
基础化学实验教学在高校材料类专业的教学中具有非常重要的地位,在教学过程中占有很大的比重, 因为基础化学实验对培养学生的专业综合素质有着举足轻重的作用, 它是培养和造就高素质材料类专业人才不可或缺的极其重要的环节。[1,2]我国各高等院校的材料专业都设有有机化学、分析化学、无机化学和物理化学四门基础化学课程。传统的基础化学实验教学是根据这四门基础化学课程分别开设。不可否认的是,传统基础化学实验教学在历史上确实对化学科学研究和教育发展起到过重要的作用,直到现在为止仍然有其可取之处。但是随着社会的变革、科学技术的突飞猛进和教学改革的深入开展;随着以提高综合素质为主线的教学改革的深入, 传统的基础化学实验教学内容体系的弊端越来越明显,主要体现在以下几点:(1)由于四门基础化学课程中存在知识点交叉、重复等现象。在四门基础化学课程中分别开设基础化学实验室课,存在同类实验内容重复,造成了时间和师生精力上的浪费。不同课程上的同类实验不仅使学生感到厌恶,也限制了教师对实验内容创新。(2)传统实验教学将实验课隶属于理论课,这样做使得师生主观上忽略实验教学的重要性,与实验教学的应有地位不相符合,严重制约了实验教学在素质教育和对学生能力培养上的重要作用。(3)传统的基础化学实验教学在理论和实验上缺少全面的配合和互补性,甚至出现了知识的脱节现象,不利于培养学生的综合能力。(4)实验教学的方法过于单一,实验教学的选题过于陈旧,实验教学手段过于落后。
传统基础化学实验教学的种种弊端,严重制约着学生和教师综合素质能力的提高和发展。因此早在20世纪80年代, 浙江大学就已经率先对传统基础化学实验教学进行了深入的改革和创新,取得了非常显著的成效。[3]其教学改革的主要内容是从整体人才培养新目标出发, 根据人才培养的要求, 更新教学内容, 优化课程体系, 打破四大化学课程间的壁垒, 将四大化学实验与理论课剥离后合并, 独立开设基础化学实验课程。[4,5]近两年来,我们中国计量学院借鉴兄弟院校基础化学实验教学改革的成功经验,在材料专业基础化学实验教学改革方面取得了一些重要的成果。通过实践发现合并四大化学实验、单独开设实验室等顺应当前教学改革的方向,符合国家的要求和21世纪新人才的培养目标。独立开设基础化学实验课、单独评分可促使学生、教师和教学管理人员更加重视实验课,有利于加强实践性教学环节,提高实验教学质量[6]。
二、我校基础化学实验教学已经取得的成果
(一)开放性实验室项目
大学生相对于高中生学习更加独立,更加自由。每个学生可能有着不同的选修课程,不同的作息时间。考虑的学生不同的作息时间,实行大学基础化学实验开放性实验教学。在时间上,有学生根据自己的实际情况自行选择,合理安排;在实验内容上学生可以根据自身的兴趣和专业做出合理的选择;对于学有余力的学生可以相应的选择更多的实验,提高自身的动手能力。开放实验教学给学生提供了较大的自由度和弹性空间, 使教学质量有了一定程度的提高。而在实验内容上, 我们也对已有的实验项目进行了筛选和补充,依据“大学基础化学实验课的教学目标和基本要求”,强调了化学实验基本操作、化学实验基本仪器的操作和使用,旨在加强学生的实验素质教育。
(二)开设化学实验选修课
开设化学实验选修课,有兴趣的学生可以根据自身的基础和专业特点进行合理的选择。开设的选修课可以弥补传统必修化学课程的不足, 无论从授课内容、授课方法, 还是从开课时间上都为选课学生提供了充分锻炼自己、展示自己、培养兴趣和深人研究的机会。
(三)实验员管理制度
组织对学校材料专业的化学实验员进行培训,要求教师全面掌握原来分设的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验的内容、要求和实验技能, 对各模块的实验的内容和要求有全面了解。在基础化学实验教学中, 按实验级别安排实验教学指导教师, 即至少安排2名教师完成一个级别的基础化学实验教学任务,一位经验丰富的教师和一位资历较浅的实验员。这种安排,有利于实验教学内容的连贯性和系统性, 有利于实验教学要求的一致性, 避免了过去存在的同类型实验内容重复、浪费学时现象, 避免了教学要求不一致给学生造成的困惑。
三、材料专业基础化学实验教学综合改革的具体措施
(一)加强师资队伍建设
教师是教学改革的主力军。尤其是实验教学改革分外艰难、繁杂, 必须发动广大教师和实验室工作人员积极参与, 而陈旧的教学思想和观念仍是教学改革的主要障碍, 教师必须适应时代要求, 建立崭新的教学观、人才观。[7]认清我国高等教育面临严峻的挑战和压力,教师才会有积极参与教学改革的动力。教师是教育的根本。只有从根本上提高教师的水平和素质才能从本质上培养学生的综合素质水平,加强教师队伍是建设基础化学实验教学改革的关键因素。基础化学实验教学要求教师全面掌握原来分设的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验的内容、要求和实验技能,这就对教师的理论知识提出了很高的要求。学校应该有计划的选派青年教师参加各大著名院校的进修课,吸取兄弟院校成功的改革经验;引导年轻教师积极参加科研工作,提高教师自身的科研能力。
(二)加强基础化学实验的广度和深度
不能一味的拘泥于传统的基础化学实验内容,教师要积极对进一步加强基础化学实验的广度和深度。培养创造和综合能力是实验课程改革的根本目标。例如哈佛大学开设了综合化学实验, 麻省理工学院则设立三门实验课:化学实验入门、中级化学实验、高等化学实验与仪器应用, 特别强调化学合成及综合分析手段的运用。[8]开设内容广泛的综合实验, 强调实验技能的综合性、实验操作的独立性以及实验过程的可思考性, 并对其实行开放是基础化学实验教学改革的奋斗目标之一。基础实验教学应包括三个方面的内容,即化学实验基本操作、化学实验基本仪器的操作和使用、化学实验基本技能和素养。[9,10]在过去的教学模式中, 化学实验基本技能和素养方面的培养是远远不够的, 实验内容上验证性实验较多, 研究性实验偏少, 单元性操作多, 综合性实验少, 基础性实验多, 以科研前沿领域为依据的实验少。教学过程往往偏重于传授理论知识, 而实验教学只是作为验证理论的一种手段。因此基础化学实验教学改革必须让教师和学生改变对实验的传统观念,应该把实验教学作为拓宽学生知识面,培养学生观察问题、分析问题、解决问题的实验能力和良好素质的重要环节。
(三)合理使用实验建设经费,提高实验室硬件设施
良好的实验室条件是保证基础化学实验质量的必要条件。实验仪器又是实验的心脏,是构成实验室最基本、最主要的条件, 先进的仪器设备则是现代化实验室的耀眼亮点。国家投入大量的经费以改善基础化学实验教学条件,然而如何管好和用好实验室建设经费, 保证经费投入后, 实验室教学和科研水平能有较大的提高, 这是实验中心管理工作的重要内容。因此要坚持严格管理、合理投入、周密计划的经费使用原则, 在计划申购仪器设备时, 根据化学学科发展方向和学校近期发展计划, 以实验教学大纲为依据, 兼顾科研任务, 适当引进大型分析测试仪器, 配置现代化教学装备, 有效改善实验条件。合理使用有限的经费, 最大限度地满足教学和科研的需要。
四、结论
我国各高等院校的材料专业都设有有机化学、分析化学、无机化学和物理化学四门基础化学课程。传统的基础化学实验教学是根据这四门基础化学课程分别开设。但是随着社会的变革、科学技术的突飞猛进和教学改革的深入开展, 传统的基础化学实验教学内容体系的弊端越来越明显,改革势在必行。加强师资队伍建设、加强基础化学实验的广度和深度和提高实验室硬件设施是改革基础化学实验教学的有效措施。应该把实验教学作为拓宽学生知识面, 培养学生观察问题、分析问题、解决问题的实验能力和良好素质的重要环节,通过改革让学生能够在实验过程中掌握化学实验基本操作、熟悉化学实验基本仪器的操作、获得化学实验基本技能。
[参考文献]
[1]谭正德,宋欣荣,钟雯,王焕龙.基础化学实验内容及体系的改革[J].实验室研究与探索,2005,(07)
[2]阮湘元,文建国,常慧,苏亚玲.哑铃式基础化学实验教学内容体系改革探索[J].东莞理工学院学报,2004,(02)
[3]曹庆林,杨善中,王华林,李学良.基础化学实验教学改革的探索与实践[J]实验室研究与探索,2004,(04)
[4]古凤才,肖衍繁.基础化学实验教程[M].北京:科学出版社.2000.
[5]张继新,邹文樵.实验化学原理与方法[M].北京:化学工业出版社.1999.
[6]李春晖,刘杰凤.基础化学实验中心的优化管理初探[J].广东化工, 2004,(08)
[7]郑红.我校基础化学实验教学改革的几点思考[J].中国地质教育, 2002,(01)
[8]梁振江,刘朋军,李华明,舒火明,陆符林,何猛雄. 大学化学实验课教学改革的探索[J]海南师范学院学报(自然科学版),2005,(02)
[9]张露菁,陈小立.培养创新精神 提高实践能力[J]实验室研究与探索, 2003,(02).
[10]孙连荣.高校实验教学模式的研究与探索[J]实验室研究与探索, 2003,(01)
(作者单位:中国计量学院材料科学与工程学院 浙江杭州)
[关键词]基础化学实验 实验教学 综合改革
[中图分类号] G642.423
一、传统材料专业基础化学实验教学背景与现状
基础化学实验教学在高校材料类专业的教学中具有非常重要的地位,在教学过程中占有很大的比重, 因为基础化学实验对培养学生的专业综合素质有着举足轻重的作用, 它是培养和造就高素质材料类专业人才不可或缺的极其重要的环节。[1,2]我国各高等院校的材料专业都设有有机化学、分析化学、无机化学和物理化学四门基础化学课程。传统的基础化学实验教学是根据这四门基础化学课程分别开设。不可否认的是,传统基础化学实验教学在历史上确实对化学科学研究和教育发展起到过重要的作用,直到现在为止仍然有其可取之处。但是随着社会的变革、科学技术的突飞猛进和教学改革的深入开展;随着以提高综合素质为主线的教学改革的深入, 传统的基础化学实验教学内容体系的弊端越来越明显,主要体现在以下几点:(1)由于四门基础化学课程中存在知识点交叉、重复等现象。在四门基础化学课程中分别开设基础化学实验室课,存在同类实验内容重复,造成了时间和师生精力上的浪费。不同课程上的同类实验不仅使学生感到厌恶,也限制了教师对实验内容创新。(2)传统实验教学将实验课隶属于理论课,这样做使得师生主观上忽略实验教学的重要性,与实验教学的应有地位不相符合,严重制约了实验教学在素质教育和对学生能力培养上的重要作用。(3)传统的基础化学实验教学在理论和实验上缺少全面的配合和互补性,甚至出现了知识的脱节现象,不利于培养学生的综合能力。(4)实验教学的方法过于单一,实验教学的选题过于陈旧,实验教学手段过于落后。
传统基础化学实验教学的种种弊端,严重制约着学生和教师综合素质能力的提高和发展。因此早在20世纪80年代, 浙江大学就已经率先对传统基础化学实验教学进行了深入的改革和创新,取得了非常显著的成效。[3]其教学改革的主要内容是从整体人才培养新目标出发, 根据人才培养的要求, 更新教学内容, 优化课程体系, 打破四大化学课程间的壁垒, 将四大化学实验与理论课剥离后合并, 独立开设基础化学实验课程。[4,5]近两年来,我们中国计量学院借鉴兄弟院校基础化学实验教学改革的成功经验,在材料专业基础化学实验教学改革方面取得了一些重要的成果。通过实践发现合并四大化学实验、单独开设实验室等顺应当前教学改革的方向,符合国家的要求和21世纪新人才的培养目标。独立开设基础化学实验课、单独评分可促使学生、教师和教学管理人员更加重视实验课,有利于加强实践性教学环节,提高实验教学质量[6]。
二、我校基础化学实验教学已经取得的成果
(一)开放性实验室项目
大学生相对于高中生学习更加独立,更加自由。每个学生可能有着不同的选修课程,不同的作息时间。考虑的学生不同的作息时间,实行大学基础化学实验开放性实验教学。在时间上,有学生根据自己的实际情况自行选择,合理安排;在实验内容上学生可以根据自身的兴趣和专业做出合理的选择;对于学有余力的学生可以相应的选择更多的实验,提高自身的动手能力。开放实验教学给学生提供了较大的自由度和弹性空间, 使教学质量有了一定程度的提高。而在实验内容上, 我们也对已有的实验项目进行了筛选和补充,依据“大学基础化学实验课的教学目标和基本要求”,强调了化学实验基本操作、化学实验基本仪器的操作和使用,旨在加强学生的实验素质教育。
(二)开设化学实验选修课
开设化学实验选修课,有兴趣的学生可以根据自身的基础和专业特点进行合理的选择。开设的选修课可以弥补传统必修化学课程的不足, 无论从授课内容、授课方法, 还是从开课时间上都为选课学生提供了充分锻炼自己、展示自己、培养兴趣和深人研究的机会。
(三)实验员管理制度
组织对学校材料专业的化学实验员进行培训,要求教师全面掌握原来分设的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验的内容、要求和实验技能, 对各模块的实验的内容和要求有全面了解。在基础化学实验教学中, 按实验级别安排实验教学指导教师, 即至少安排2名教师完成一个级别的基础化学实验教学任务,一位经验丰富的教师和一位资历较浅的实验员。这种安排,有利于实验教学内容的连贯性和系统性, 有利于实验教学要求的一致性, 避免了过去存在的同类型实验内容重复、浪费学时现象, 避免了教学要求不一致给学生造成的困惑。
三、材料专业基础化学实验教学综合改革的具体措施
(一)加强师资队伍建设
教师是教学改革的主力军。尤其是实验教学改革分外艰难、繁杂, 必须发动广大教师和实验室工作人员积极参与, 而陈旧的教学思想和观念仍是教学改革的主要障碍, 教师必须适应时代要求, 建立崭新的教学观、人才观。[7]认清我国高等教育面临严峻的挑战和压力,教师才会有积极参与教学改革的动力。教师是教育的根本。只有从根本上提高教师的水平和素质才能从本质上培养学生的综合素质水平,加强教师队伍是建设基础化学实验教学改革的关键因素。基础化学实验教学要求教师全面掌握原来分设的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验的内容、要求和实验技能,这就对教师的理论知识提出了很高的要求。学校应该有计划的选派青年教师参加各大著名院校的进修课,吸取兄弟院校成功的改革经验;引导年轻教师积极参加科研工作,提高教师自身的科研能力。
(二)加强基础化学实验的广度和深度
不能一味的拘泥于传统的基础化学实验内容,教师要积极对进一步加强基础化学实验的广度和深度。培养创造和综合能力是实验课程改革的根本目标。例如哈佛大学开设了综合化学实验, 麻省理工学院则设立三门实验课:化学实验入门、中级化学实验、高等化学实验与仪器应用, 特别强调化学合成及综合分析手段的运用。[8]开设内容广泛的综合实验, 强调实验技能的综合性、实验操作的独立性以及实验过程的可思考性, 并对其实行开放是基础化学实验教学改革的奋斗目标之一。基础实验教学应包括三个方面的内容,即化学实验基本操作、化学实验基本仪器的操作和使用、化学实验基本技能和素养。[9,10]在过去的教学模式中, 化学实验基本技能和素养方面的培养是远远不够的, 实验内容上验证性实验较多, 研究性实验偏少, 单元性操作多, 综合性实验少, 基础性实验多, 以科研前沿领域为依据的实验少。教学过程往往偏重于传授理论知识, 而实验教学只是作为验证理论的一种手段。因此基础化学实验教学改革必须让教师和学生改变对实验的传统观念,应该把实验教学作为拓宽学生知识面,培养学生观察问题、分析问题、解决问题的实验能力和良好素质的重要环节。
(三)合理使用实验建设经费,提高实验室硬件设施
良好的实验室条件是保证基础化学实验质量的必要条件。实验仪器又是实验的心脏,是构成实验室最基本、最主要的条件, 先进的仪器设备则是现代化实验室的耀眼亮点。国家投入大量的经费以改善基础化学实验教学条件,然而如何管好和用好实验室建设经费, 保证经费投入后, 实验室教学和科研水平能有较大的提高, 这是实验中心管理工作的重要内容。因此要坚持严格管理、合理投入、周密计划的经费使用原则, 在计划申购仪器设备时, 根据化学学科发展方向和学校近期发展计划, 以实验教学大纲为依据, 兼顾科研任务, 适当引进大型分析测试仪器, 配置现代化教学装备, 有效改善实验条件。合理使用有限的经费, 最大限度地满足教学和科研的需要。
四、结论
我国各高等院校的材料专业都设有有机化学、分析化学、无机化学和物理化学四门基础化学课程。传统的基础化学实验教学是根据这四门基础化学课程分别开设。但是随着社会的变革、科学技术的突飞猛进和教学改革的深入开展, 传统的基础化学实验教学内容体系的弊端越来越明显,改革势在必行。加强师资队伍建设、加强基础化学实验的广度和深度和提高实验室硬件设施是改革基础化学实验教学的有效措施。应该把实验教学作为拓宽学生知识面, 培养学生观察问题、分析问题、解决问题的实验能力和良好素质的重要环节,通过改革让学生能够在实验过程中掌握化学实验基本操作、熟悉化学实验基本仪器的操作、获得化学实验基本技能。
[参考文献]
[1]谭正德,宋欣荣,钟雯,王焕龙.基础化学实验内容及体系的改革[J].实验室研究与探索,2005,(07)
[2]阮湘元,文建国,常慧,苏亚玲.哑铃式基础化学实验教学内容体系改革探索[J].东莞理工学院学报,2004,(02)
[3]曹庆林,杨善中,王华林,李学良.基础化学实验教学改革的探索与实践[J]实验室研究与探索,2004,(04)
[4]古凤才,肖衍繁.基础化学实验教程[M].北京:科学出版社.2000.
[5]张继新,邹文樵.实验化学原理与方法[M].北京:化学工业出版社.1999.
[6]李春晖,刘杰凤.基础化学实验中心的优化管理初探[J].广东化工, 2004,(08)
[7]郑红.我校基础化学实验教学改革的几点思考[J].中国地质教育, 2002,(01)
[8]梁振江,刘朋军,李华明,舒火明,陆符林,何猛雄. 大学化学实验课教学改革的探索[J]海南师范学院学报(自然科学版),2005,(02)
[9]张露菁,陈小立.培养创新精神 提高实践能力[J]实验室研究与探索, 2003,(02).
[10]孙连荣.高校实验教学模式的研究与探索[J]实验室研究与探索, 2003,(01)
(作者单位:中国计量学院材料科学与工程学院 浙江杭州)