發(fā)布時間:2022-04-13 09:38:58
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇基礎(chǔ)化學論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、精益求精,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習作風和準確的科學態(tài)度
化學是一門嚴肅的自然科學,它遵循大自然的變化規(guī)律,就其學科的特點而言,它是通過可知的物質(zhì)世界,研究物質(zhì)間的反應規(guī)律,再把這些規(guī)律性的知識運用到未知領(lǐng)域中去,從而得出研究未知領(lǐng)域的方法和理論,并指導實踐。任何重大的發(fā)現(xiàn)都要靠化學實驗予以證實。在化學領(lǐng)域中,任何一點小小的失誤都將造成巨大損失,延緩科學發(fā)展,因此,嚴謹、求實、準確的態(tài)度是從事科學的工作者必備的品德。
在教學過程中,我以科學家優(yōu)秀事跡為素材對學生進行思想品質(zhì)、科學精神、文化素養(yǎng)的教育。教育學生要誠實、不說假話、不弄虛作假、不作弊浮夸、不馬馬虎虎、不粗枝大葉,要有一種精益求精、不斷追求的科學精神。化學史上被稱為“第三位小數(shù)的發(fā)現(xiàn)”是一個極好的例子。1892年英國科學家瑞利多次測定發(fā)現(xiàn),從空氣中得到的氮氣每升重1.2572克,從氮氣的氧化物中得到的氮氣每升重1.2506克,兩者在第三位小數(shù)上存在差異,相差0.0066克,相當一個跳蚤的質(zhì)量。瑞利沒有忽略這一差異,更不認為是實驗本身的“誤差”加以“修正”,而是把他的實驗結(jié)果與研究的論文一起公開發(fā)表,這引起了他的朋友拉姆塞的注意,并開始研究這個問題。這就是惰性氣體最初被發(fā)現(xiàn)的過程。試想瑞利如果忽視了小數(shù)點第三位差異,會使惰性氣體發(fā)現(xiàn)推遲多少年呢?化學史上這一著名的發(fā)現(xiàn),真正體現(xiàn)了誠實和精益求精的科學精神。這一事例對學生的影響很大。
二、設(shè)計科學性訓練提綱,培養(yǎng)學生準確的表達能力
準確的表達和準確的記憶是分不開的。教學中要按照科學的記憶精心安排訓練內(nèi)容,訓練題可根據(jù)內(nèi)容有規(guī)律地排列起來。訓練學生在理解的基礎(chǔ)上進行準確的記憶和表達,首先讓學生掌握教材的內(nèi)容,帶領(lǐng)學生進行分析,把它的基本精神和邏輯結(jié)構(gòu)找出來,并用自己的語言把它們概括,進而準確地敘述下來,這就是通常學習時所作的提綱。經(jīng)過自己的分析,用自己的語言作過提綱的材料是比較容易記憶和保持的。記憶是建立在聯(lián)系和鞏固的基礎(chǔ)上的,在教學過程中,利用一些直觀的材料,如實物、圖片、模型、圖表、生活實踐中的應用等,并與之建立廣泛的聯(lián)系,有助于記憶,這比單獨的記憶效率高。另外,復習在記憶中起決定性的作用,記憶是建立聯(lián)系、鞏固聯(lián)系的過程,聯(lián)系要經(jīng)過強化才能鞏固,復習的作用就在于強化聯(lián)系。同時復習也可以為學生提供機會,促進理解,使記憶更牢固。我們學過的知識,如果經(jīng)常復習,就可長期不會忘記,能夠準確記憶的知識,也就能夠準確地表達出來。
三、培養(yǎng)扎實基本功,克服心理障礙,減少失誤
參加過高考的學生會有這樣的感覺,考試中認為習題很難,試后反而感到很容易。要克服這種心理障礙,一是要培養(yǎng)學生良好的心理素質(zhì),二是要使學生有扎實的基本功,三是還要使學生會運用正確的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)。分析歷屆高考試題情況和得分情況,可以得出這樣的結(jié)論:第一卷、第二卷中的基礎(chǔ)知識內(nèi)容,如果基礎(chǔ)知識不扎實,平時養(yǎng)成不良的習慣,就會出現(xiàn)較大的失誤,而影響得分,導致整個考試的失敗。如果基礎(chǔ)知識扎實,基本功過得硬,臨陣就可以從容對待,即使是某些方面的習題出現(xiàn)了應付不了的局面,也會因基礎(chǔ)知識性習題得分高而不影響全局。每年高考題進行難度分析,新題型、信息題、知識遷移性習題不會超過30%,而對于基本功扎實的學生來講,他們就會有能力應用規(guī)律去尋找內(nèi)在的聯(lián)系而找出其解題方法,從而取得優(yōu)異成績。學生基本功是否扎實,取決于教師平時是否有計劃、有目的地對學生進行基礎(chǔ)知識的強化訓練,是否能及時糾正學生不良的學習習慣等,而這種培訓是長期的、艱苦的過程。>
1精選實驗內(nèi)容,新編實驗教材
我們把“溶液的配制”放在最前面,以訓練學生稱量、固體溶解、量取液體體積等基本操作。實驗七“酸堿標準溶液的配制與標定”,可使學生初步掌握電子分析天平、滴定管的正確使用和滴定操作技術(shù),鞏固移液管、容量瓶的正確使用方法。在實驗十一“水的總硬度測定”中,進一步鞏固滴定分析基本操作。把實驗十二“雙氧水中H2O2含量的測定(氧化還原滴定法)”作為自行設(shè)計實驗,掌握滴定分析在酸堿滴定中的應用后,再應用于氧化還原滴定,強化滴定分析基本操作。另外通過“鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵”實驗,使學生學會可見分光光度計的使用方法,掌握儀器分析方法,學會標準曲線制作,用作圖方法進行數(shù)據(jù)結(jié)果處理。筆者依據(jù)“基本實驗—綜合性實驗—設(shè)計性實驗”的教學模式以及自身三十多年的教學實踐體會,新編了《醫(yī)學化學實驗》教材,刪除一些陳舊過時、重復的實驗,增加相關(guān)現(xiàn)代化儀器分析實驗內(nèi)容與綜合設(shè)計實驗內(nèi)容,達到了優(yōu)化學生知識結(jié)構(gòu)且不過分依附于理論課的基礎(chǔ)化學實驗教學目標。
2認真做好預備實驗,檢查學生預習情況
本教研室在開展每個實驗之前都會安排兩位教師進行預實驗。通過預實驗,教師可以了解所用到的各種儀器是否正常、實驗條件是否合理、藥品是否失效等;能及時發(fā)現(xiàn)實驗中可能出現(xiàn)的各種異常情況,掌握實驗的第一手資料,以應對學生在實驗過程中提出的各種問題。教師在學生實驗課前進行的預實驗是課堂實驗順利進行的保證。此外,預實驗得出的結(jié)果,給批改實驗報告提供了依據(jù),從而更好地指導學生進行實驗。同樣,課前預習實驗對學生進行實驗也是至關(guān)重要的。通過預習,學生能夠明確實驗目的及原理,做到心中有數(shù)。學生動手操作前有大約30分鐘的教師講解時間,實驗內(nèi)容不能被詳細敘述,教師必須把握住實驗的重、難點。此外,在講授中要將相關(guān)實驗原理、實驗操作及注意事項等分解成若干個問題隨機提問學生,以此檢查學生預習情況,提問成績記入學生平時成績,可督促學生加強實驗預習,從而起到事半功倍的效果。
3闡明儀器的正確使用方法
對用到的儀器,教師在課堂上進行規(guī)范的演示操作,向?qū)W生講清操作要領(lǐng)和具體注意事項,目的是指導學生正確進行實驗,避免出現(xiàn)錯誤或發(fā)生危險。如以滴定分析操作為例,說明其使用方法。酸堿滴定管在使用前,應先檢查是否有漏水現(xiàn)象,如果酸式滴定管漏水,取下活塞涂上凡士林即可;如果堿式滴定管漏水,則上下調(diào)動玻璃珠位置。在裝入標準溶液之前,應先用標準溶液潤洗2~3次。在趕去滴定管尖端氣泡和調(diào)整好液面后,就可進行滴定了。滴定時要善于控制溶液流速,剛開始反應可以“見滴成線”,接近終點時要做到需要一滴加一滴、需要半滴加半滴。當顏色發(fā)生突變且20s不褪色時,即到達滴定終點。讀數(shù)時應注意保持滴定管垂直,由于附著力和內(nèi)聚力的作用,滴定管內(nèi)液面呈彎月形。讀數(shù)時,對于無色或淺色溶液,應讀彎月面下緣的最低點對應的數(shù)值;對于有色溶液,應讀彎月面上緣對應的數(shù)值。學生在使用滴定管時總喜歡左手拿錐形瓶振蕩,右手操作活塞;對這個不良動作教師要演示錯在何處,使學生留下深刻印象,培養(yǎng)學生正確操作習慣。在實驗過程中,教師要巡視,發(fā)現(xiàn)學生錯誤操作及時給予糾正,這樣既增強了師生之間的感情,又使學生掌握了常用儀器的規(guī)范操作方法。
4建立完善的考核制度
合理的實驗考核制度可以激發(fā)學生的實驗興趣。長期以來,我們主要依據(jù)實驗報告來評定學生實驗課成績,導致大部分學生不管實驗成功與否,都編造與理論數(shù)值接近的實驗數(shù)據(jù)及報告,以謀取高分。實驗報告弄虛作假、抄襲等現(xiàn)象反映出以實驗報告評定實驗課成績已不能適應實驗教學的要求。為此,根據(jù)實驗課特點,本教研室對實驗考核辦法進行了改革,綜合評定學生實驗成績,包括平時成績和實驗考核成績,實驗總成績按比例(約20%)計入醫(yī)用基礎(chǔ)化學期末成績。由于每次實驗表現(xiàn)都會影響到學生期末總成績,所以學生能自覺完成所有實驗任務。我們對學生的實驗預習、實驗操作、實驗記錄、實驗結(jié)果、實驗報告、實驗態(tài)度都給出了相應評分,并記入平時成績。將實驗過程中可能出現(xiàn)的儀器不規(guī)范操作、實驗紀律、實驗后的清潔與整理工作等諸多方面列成條目,讓學生明確每一項操作需注意的問題。對于觀察到的不規(guī)范的實驗操作,指導教師必須現(xiàn)場向?qū)W生指出錯誤所在,并記錄下來。另外,實驗考核既考操作也考理論,實驗理論部分記入理論課考核中。期末結(jié)束前3周,要求學生針對本學期學習過的實驗基本操作,如稱量,溶液配制、移取、滴定等查閱資料,自行設(shè)計樣品測定課題并交由教師審核,然后到實驗室自主完成操作,教師對其進行綜合考核。通過改革醫(yī)用基礎(chǔ)化學實驗教學,不僅使學生熟練掌握了基本實驗儀器操作,而且激發(fā)其實驗興趣和熱情,極大提高了實驗教學質(zhì)量。
作者:張榮麗 劉永民 單位:徐州醫(yī)學院公共教育學院
1轉(zhuǎn)變實驗教學觀念
傳統(tǒng)的教學模式,整個實驗按教材或教師預先設(shè)計的步驟和方案進行,學生被動參與,這樣不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。物理化學實驗是一門理論性、實踐性和技術(shù)性都很強的課程,其實驗內(nèi)容更側(cè)重于定量地解釋化學過程的規(guī)律,提高運用其技術(shù)與方法去分析和解決實際問題的能力,從而形成科學嚴謹?shù)乃季S方法,使綜合能力得到提高。物理化學實驗在培養(yǎng)未來化學工作者的教育中,占有特別重要的地位,對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和實踐能力起著理論教學無法替代的作用。
2構(gòu)建實驗課程體系及優(yōu)化教學內(nèi)容
俗話說“萬丈高樓平地起”,扎牢基礎(chǔ),利于提高學生的創(chuàng)新能力。我們構(gòu)建了循序漸進型的物理化學實踐課程體系“基礎(chǔ)實驗→綜合性→設(shè)計性實驗和開放性實驗”,利于提高大學生的自主學習和創(chuàng)新能力。基礎(chǔ)實驗,按照已擬定的實驗方案測得實驗數(shù)據(jù),用數(shù)學原理和方法科學地處理實驗數(shù)據(jù),使學生對理論知識有一個較直觀和深刻的理解;綜合實驗主要培養(yǎng)學生自主學習和獨立思考的能力;設(shè)計性實驗、開放性實驗及研究創(chuàng)新實驗以培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。學生掌握不同層次的實驗要求及實驗技能,初步建立起研究科學問題的方法和態(tài)度。物理化學實驗是南昌航空大學的應用化學專業(yè)、應用化學專業(yè)春曉班及材料化學專業(yè)等的基礎(chǔ)課程。以春曉班為例,物理化學實驗課程學時為64學時,分兩個學期進行,是一門單獨設(shè)立的實驗課。實驗內(nèi)容由熱力學、動力學、界面現(xiàn)象、設(shè)計性實驗(表面活性劑的臨界膠束濃度的測定及影響分析)、探索研究創(chuàng)新型實驗(B-Z振蕩反應的影響因素分析、不同體系鈍化曲線的繪制及其鈍化劑的影響、高聚物分子量的測定研究)等組成。其中基礎(chǔ)性、綜合性實驗為40學時,設(shè)計性、開放探索性實驗24學時。此外,為提高學生的興趣,南昌航空大學組織學生可以申請“三小項目”即“小發(fā)明、小創(chuàng)作、小制作”,這些小項目具有一定的難度,使學生有機會了解本學科發(fā)展的前沿,激發(fā)學生的求知欲望和探索精神,提高實踐創(chuàng)新能力。例如:結(jié)合物理化學光、電、磁及吸附等方面的知識,在2013年,2011級應用化學專業(yè)春曉班26名學生中有8名學生作為第一申請人申報第八屆南昌航空大學“三小項目”成功,占30.8。其題目有:“去除水體中汞的選擇性石墨烯—胸腺嘧啶復合物的合成與性能研究”“一種石墨烯復合納米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光電催化處理裝置”等。
3改革實驗教學模式及教學方法
向?qū)W生開放物理化學實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要舉措之一。開放物理化學實驗室的教學模式,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力,讓學生接觸到科研前沿的很多最新的成果,從而從根本上引起學生對實驗課的興趣和重視。傳統(tǒng)的灌輸式教學過程中,教師對實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理都進行了詳細講解,學生的積極性和創(chuàng)造性得不到充分發(fā)揮。為此,我們將實驗的順序調(diào)整為:“基礎(chǔ)實驗→綜合性→設(shè)計性→開放性實驗”。在第一次實驗時給定設(shè)計性和開放性實驗題目,隨后學生先做基礎(chǔ)實驗,在課后根據(jù)自己選定的實驗項目積極地查找文獻,尋找合適的方法在實驗室進行,如果在課內(nèi)沒有完成實驗項目,可以與老師預約時間來進行未完成的實驗。逐步推行開放式實驗教學模式,重在吸引學生主動參與科研實踐活動。還充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在實驗教學中的作用。將一些儀器設(shè)備的操作、基礎(chǔ)實驗制成多媒體視頻;鼓勵學生用計算機來完成實驗數(shù)據(jù)的處理,利用Excel或Origin軟件進行數(shù)據(jù)處理不但速度快而且準確性高,規(guī)范物理化學實驗數(shù)據(jù)處理過程,為學生將來從事實驗或科學研究奠定基礎(chǔ)。
4完善實驗課程考核體系
為了較為客觀全面地評價學生實驗的真實水平,必須完善實驗課成績評定方式。考核內(nèi)容包括預習、操作、紀律、實驗報告和實驗結(jié)果等;將考核的形式多樣化,主要從操作前的提問、操作是否規(guī)范、是否有原始記錄、對自己方案的可行性進行論證及可視化總結(jié)等方面進行綜合考核。客觀全面的考核評價體系有利于調(diào)動學生的學習積極性,培養(yǎng)其綜合能力,養(yǎng)成良好的實驗習慣和科學態(tài)度。
5學生培養(yǎng)成果
近年來我院本科生在部級科研創(chuàng)新大賽中屢創(chuàng)佳績,例如:在2012年第十二屆全國“挑戰(zhàn)杯”比賽中,聶珊珊等同學《磁性銅離子印跡聚合物的合成與性能研究》獲得三等獎;在2013年第十三屆全國“挑戰(zhàn)杯”比賽中,冷樂輝等同學《新型復合光催化劑的合成及光催化降解有機染料性能研究》獲得一等獎;李蕾等同學《廢棄鋰離子中鈷酸鋰的高效浸出技術(shù)研究》獲得三等獎。這些成果大部分都與物理化學的知識息息相關(guān),基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的實驗教學模式對學生科研興趣的激發(fā)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的作用。
6結(jié)束語
加強物理化學實驗教學的改革,更新教育理念,從物理化學實驗課程體系優(yōu)化、教學方法的改革及考核體系的完善等方面入手,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為優(yōu)秀,實驗教學內(nèi)容實行“基礎(chǔ)實驗→綜合性→設(shè)計性→開放性實驗”循序漸進教育模式,基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重,重視實驗過程,建立科學的全面的考核評價體系,改善教學效果,利于把基礎(chǔ)扎牢,提高學生學習興趣和科研創(chuàng)新能力。
作者:陳萍華 蔣華麟 舒紅英 鄒建平 鐘勁茅 吳美鳳 王芊 單位:南昌航空大學環(huán)境與化學工程學院
一、系統(tǒng)設(shè)計
測試系統(tǒng)是專門用于用戶注冊、登錄、參加實驗預習測試并查看預習成績的web應用程序。學生通過學生模塊可進行注冊、登錄、密碼修改、在線考試。界面主要包括科目選擇、實驗預習測試、系統(tǒng)自動評分、預習成績查詢等。測試系統(tǒng)能自動計時、閱卷、評分并反饋測試結(jié)果,并能根據(jù)考生信息控制登錄時間及次數(shù)。設(shè)計網(wǎng)絡(luò)實驗預習測試系統(tǒng)時,我們主要考慮了以下幾個因素:
1.系統(tǒng)應簡單、易操作。
學生以學號登錄,題目多為選擇題。
2.時間及登錄的限定。
一方面答題的時間限制,要求每位學生的考試不超過20分鐘;另一方面,因為考題是隨機抽的,為了防止個別學生為了獲取全部考題而反復登錄答題,設(shè)定只要提交預習答題結(jié)果就不能重新答題,還有同一賬號在同一電腦上登錄時間間隔是20分鐘。
3.計算機能自動評卷并顯示成績。
教師根據(jù)計算機給出的分數(shù)判斷學生預習是否合格。
4.本系統(tǒng)有一定的安全性、平臺通用性。
管理員和教師可以輕松地向題庫添加、修改和查詢試題。考生使用有效的身份驗證登錄后,根據(jù)自己的需求,選擇考試科目及要做的實驗,并在規(guī)定的時間內(nèi)進行答題。當達到規(guī)定的時間后,系統(tǒng)將自動予以提示。考生做完交卷后便能立即看到自己的考試成績,并且其分數(shù)將被記入庫中供教師審核和查閱。
(一)用戶注冊
用戶輸入合法的用戶名和密碼,提交后由系統(tǒng)判斷該用戶是否存在,并給出相應信息,完成注冊。系統(tǒng)將輸入的用戶名和密碼寫到數(shù)據(jù)庫中。
(二)考試系統(tǒng)
考生登錄成功并選擇實驗項目后,即可調(diào)出試卷進行在線考試。現(xiàn)階段題目多為選擇題,考生按鼠標選擇答案即可。考試時間由管理員進行設(shè)置,考試結(jié)束采取自主交卷和限定時間自動交卷結(jié)合的方式予以實現(xiàn)。學生提交答題結(jié)果以后就不能再次答題,即便沒有答題,同一賬戶在同一臺電腦上連續(xù)登錄時間間隔是20分鐘。
(三)后臺管理
后臺管理內(nèi)容包括試題管理、試卷管理、成績管理、用戶管理、系統(tǒng)管理等功能,采用的是管理員和教師兩層管理。教師具有學生沒有的權(quán)限,教師模塊由系統(tǒng)管理、學生管理、題庫管理、試卷管理、成績管理及修改密碼等部分構(gòu)成。教師登錄后,根據(jù)學生的課表安排,選擇實驗項目,讓學生答題;在實驗課前隨時查看學生的預習情況,將預習檢查沒有通過的或者誤操作而賬號被鎖定的學生的賬號解鎖,使其可以重新答題。教師還可以隨時更新題庫中試題。因為本系統(tǒng)承擔基礎(chǔ)化學五門(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、普通化學)課的實驗預習測試,所以需有專門管理員對整個系統(tǒng)進行維護。管理員具有比教師更大的權(quán)限,可以管理每個用戶(包括教師和學生)的賬號,可以根據(jù)學生的年級或者課表設(shè)置其可選實驗課程;還可以根據(jù)不同教師承擔課程的不同,設(shè)置教師的權(quán)限。后臺管理界面會顯示課程名稱、教師資料、學生資料、實驗成績等信息。
1.題庫管理
(1)對于題目的要求
由于本系統(tǒng)是要求有較好通用性的考試系統(tǒng),因此試題要按統(tǒng)一的規(guī)范去設(shè)計。試題的類型、方式為標準化試題,答案要求確切無歧義且唯一。知識點的分布要均勻合理,才能反映出學生掌握知識的情況,減小投機取巧概率。題庫內(nèi)的試題量要足夠大,考試采用隨機抽題的方式,每個考生的試題不完全相同。管理員可隨時適時地更新、維護題庫,隨著課程發(fā)展不斷補充新的試題。
(2)題庫的維護
管理員可以根據(jù)教學需要增、刪課程。每門課教師可以根據(jù)實驗內(nèi)容,增加新實驗的檢測題目,或者對原有題目進行修改。在增加或修改題目時,教師根據(jù)題庫管理界面的提示,設(shè)計選擇題的題干、選項及正確答案。系統(tǒng)將題目提供給參加實驗預習的學生,并根據(jù)答案隨即對學生的答題情況進行打分。
(3)安全性的保證
教師應根據(jù)學生課表選擇實驗項目,讓學生答題。學生只能看到下一次實驗的預習題,而不能看到所有實驗的預習題。測試時,考生抽取了一套試題后,不能再通過瀏覽器中的“刷新”功能來抽取其他套試題,否則系統(tǒng)會認為是作弊行為,將其賬號鎖定。學生回答的題目隨機抽取,每個學生不完全相同,題目的保密度較高。進入系統(tǒng)后,即使沒有答題,同一帳戶在同一臺電腦上連續(xù)登錄時間間隔是20分鐘。
2.試卷管理
管理員和教師均可對試題數(shù)量和每道題的分值進行修改和設(shè)置,并根據(jù)試題難度和試題數(shù)量對考試時間進行設(shè)置。
3.成績統(tǒng)計
為了了解學生實驗預習效果,教師可通過成績統(tǒng)計管理系統(tǒng)方便地查看學生的考試成績。教師督促成績較低的學生重新預習,使用權(quán)限將其賬號激活,重新測試。
二、預習測試系統(tǒng)的實現(xiàn)
系統(tǒng)主要采用C#編程語言來實現(xiàn),選用2005sqlserver數(shù)據(jù)庫平臺來完成后臺數(shù)據(jù)庫,考生和管理員分別在Web瀏覽器上進行答題和系統(tǒng)各種功能的維護。
三、教學實踐結(jié)果討論
本系統(tǒng)從2013年開始正式應用于基礎(chǔ)化學實驗教學中,師生普遍反映較好。對于教師來說,其在一定程度上減輕了工作負擔,提高了工作效率。對于學生的影響更為顯著和積極,很多學生反映,預習測試可以督促自己主動學習,明確要做的實驗的重點和難點,而不能泛泛地看一遍教材就算預習了,提高了自主學習的意識和能力。
四、進一步工作的設(shè)想
(一)增加主觀題目
僅僅靠幾個選擇題來判斷學生的預習情況是不全面的,因此目前這個系統(tǒng)在日常教學工作中只能作為教師考查學生預習實驗情況的參考,學生還要寫預習報告。以后,我們希望加入主觀題目,讓學生在計算機上回答填空題和簡單的問答題,提交后由教師評分。這樣可以較為全面地考查學生的預習情況。
(二)增加討論區(qū)
有時學生在預習時遇到問題,又找不到討論者。所以我們增加了討論區(qū)模塊,這是一個專門討論實驗的論壇。由于登錄的限制也僅限教師和學生討論,安全性較強。這里不僅可以討論預習中的問題,還可以研究實驗中出現(xiàn)的“意外”情況。
(三)豐富學習形式
根據(jù)化學學科特點,學生除了回答問題以外,掌握基本操作更加重要。以后我們還會增加一個“模擬操作”模塊———讓學生輕點鼠標,就像玩電腦游戲一樣———正確的就過關(guān),錯誤的則從頭再來,最后通關(guān)就得分記入預習成績。這樣可以增加學習的趣味性,使一些基本操作更加形象地呈現(xiàn)給學生。不同學科還可以根據(jù)自身特點改進教學內(nèi)容,提高效率。如在“無機化學實驗”中,目前我們采用人工方法讓學生抽取離子,用實驗方法鑒定。如果將計算機技術(shù)應用其中,事先在數(shù)據(jù)庫中輸入無機離子,然后讓學生隨機抽取,將提高考試的效率和公平性。
五、總結(jié)
我們使用C#語言編寫了“基礎(chǔ)化學實驗預習檢查系統(tǒng)”的應用程序,其是在2005sqlserver數(shù)據(jù)庫平臺上運行的,學生、教師和管理員分別在web瀏覽器上使用該系統(tǒng)進行答題、實驗預習檢查及系統(tǒng)維護。該系統(tǒng)促進了實驗教學與管理的進步,一定程度上減輕了教師批閱預習報告的工作量,提高了學生自主學習的意識和能力。雖然該系統(tǒng)還存在著許多有待完善的地方,但是從長遠發(fā)展情況看,一定會收到良好的效果。實驗預習檢查的網(wǎng)絡(luò)化也是實驗教學發(fā)展的必然趨勢。
作者:張穎 唐超 王月欣 禹雪晴 陳玉煥 單位:河北工業(yè)大學化工學院
1教材的選擇上輕理論而重應用
對于中職在基礎(chǔ)化學的教材選擇上,要堅持“理論知識適度,后續(xù)課程夠用”的基本原則。在教學過程中,在明確課堂教學目標和對教材內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上,要勇于刪除那些深奧的理論和陳舊的內(nèi)容,善于補充一些新近的科研成果和科技動態(tài),使教學具有新穎性、時代性和前瞻性。同時,基礎(chǔ)化學作為化工學科的基礎(chǔ)課程,不可能只用一本教材就能夠顧及到各相關(guān)專業(yè)的聯(lián)系點,這就需要教師對化工專業(yè)都有一個大概的了解,提前了解教材了解專業(yè)特點及該專業(yè)在基礎(chǔ)化學中所要涉及到的知識點,以便在備課前根據(jù)不同專業(yè)特點制定適合的授課計劃。例如:在化工冶煉專業(yè)的教學中應側(cè)重常見金屬及其化合物、化學反應速率和化學平衡、電解質(zhì)溶液和氧化還原反應這四部分的內(nèi)容;在食品化工專業(yè)的教學中應側(cè)重物質(zhì)的量、有機化合物和溶液的配制這三部分的內(nèi)容。同時,要將學生實驗作為重中之重,在實驗中教給學生正確的操作規(guī)程,培養(yǎng)學生的動手操作的能力。因為中職學生不像普高學生要面臨升學壓力,用人單位在他們身上看中的不是理論知識的深遠,而是動手能力的強弱。為了培養(yǎng)這樣具有一定知識的技術(shù)人才,這就要求我們在理論知識的教學中,不要求縱向的深度而要求橫向的廣度,在教學中應遵循“寧淺勿深”的原則,加強對學生思維的引導,大力培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力,從而為相關(guān)專業(yè)課打造一個夠用管用的平臺。例如:指導食品加工專業(yè)的學生制作果凍;引導化工冶煉專業(yè)的學生可以自行設(shè)計簡單的實驗裝置來模擬“煉焦”等,充分體現(xiàn)“以專業(yè)為中心,基礎(chǔ)知識服務于專業(yè)”這一教學理念,進而調(diào)動了學生的積極性,激發(fā)了學生的興趣,培養(yǎng)了學生的動手操作能力和創(chuàng)新思維能力。
2堅持因材施教原則
由于中職學校學生已有的化學知識水平參差不齊,所以在教學過程中應因材施教,對癥下藥:課前個別輔導查漏補缺,讓基礎(chǔ)差的學生能夠吃得了;課堂講解時“寧少勿多”,讓基礎(chǔ)居中的學生能夠吃得好;課下個別補充擴展讓學有余力的學生能夠吃得飽,最終使每個學生都有所進步有所發(fā)展。
3采用探究型教學法
為了讓培養(yǎng)出的學生能夠很快適應相關(guān)專業(yè)課的學習,這就要求我們在基礎(chǔ)化學教學中應加快探究型教學法的步伐。因為探究型教學法是以激發(fā)學生自主學習的積極性為基礎(chǔ),以培養(yǎng)學生學習研究過程和方法的能力為教學目標而設(shè)計授課過程的一種教學方法,其具體步驟如下:教師先提出問題→學生在教師的引導下自主探究分析解決問題→教師對學生的討論發(fā)言進行評議→最后得出結(jié)論。從而在整個教學過程中充分體現(xiàn)“以學生為主體,教師服務于學生”這一教學理念,既培養(yǎng)了學生科學的思維習慣,又提高了學生分析問題解決問題的能力。
4利用多媒體教學
借助于多媒體這一平臺將抽象的書本知識直觀形象的展現(xiàn)給學生,使學生易于理解。同時,書本上有限的理論知識滿足不了各專業(yè)的需求,我們可以通過網(wǎng)絡(luò)媒體搜索總結(jié)與本專業(yè)有關(guān)的實踐知識來補充理論,從而既開闊了學生的視野,又拓展了學生的知識面。以上是這些年來我對中職教育中基礎(chǔ)化學一些教學方法應用中的切身體會,“教無定法,貴在得法”,我會在今后的教學中不斷探索,尋求更加適合中職基礎(chǔ)化學教育的教學方法和手段,以便更好地適應新的學生和新的要求。
作者:李富豐 單位:巴彥淖爾職業(yè)技術(shù)學校
1原料
脂肪酸特別是硬脂酸是一種應用很廣泛的有機工原料,是基礎(chǔ)油脂化學品中總產(chǎn)量最高的。其應用涉及到橡膠工業(yè)、塑料工業(yè)、涂料工業(yè)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)、表面活性劑工業(yè)、日化工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等。原料主要是MVO和Tallow,MVO分為MVO(ST),即ST:PKO=9:1,MVO(BST),即BST:PKO=9:1,其中BST為70%PO與30%ST的混合。Tallow即為牛羊油(OL),大豆油(SBO),椰子油(CNO),非KOCI的主要原料,但有時客戶會有需求。油脂按熔點不同冷凍結(jié)晶分離,不同熔點產(chǎn)品分為固體脂、液體油,棕櫚油(PO)--從棕櫚果肉中制取出49%,棕櫚仁油(PKO)—從棕櫚仁中制取出50%,棕櫚油(PO)的熔點37℃分提后制得固體棕櫚油(ST)熔點52℃,液體棕櫚油(OL),熔點20℃。
2常見脂肪酸結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
3主要生產(chǎn)工藝--水解
脂肪與水的混合物在一定條件下(酸或堿或酶的催化下,一定溫度)可以生成脂肪酸和甘油,部分水解還可生成單甘酯和二甘酯。脂肪酸生產(chǎn)過程由油預處理,水解,脂肪酸分餾,蒸餾和加氫等部分組成。油壓水解過程中常用的是常壓催化水解法,催化和非催化中壓水解,非催化高壓連續(xù)逆流水解三種形式。最先進的是酶催化水解,因為有些方面還不完善,例如費時,沒有被廣泛使用,且沒有形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。常壓水解法具有設(shè)備簡單,所需的壓力,投資少的優(yōu)點,缺點是生產(chǎn)周期長,占地面積大,蒸汽消耗大面積,水解率低,回收成本高和廢物中甘油低。催化壓力或催化水解是常用的脂肪酸的生產(chǎn)技術(shù),優(yōu)點是生產(chǎn)周期短,蒸汽消耗少,工藝用水少,生產(chǎn)成本低,操作簡單,可生產(chǎn)淺色脂肪酸等,但設(shè)備投資和消費相對較大。連續(xù)非催化高壓回流酸水解是當代先進的生產(chǎn)工藝生產(chǎn),其顯著優(yōu)點是實現(xiàn)了連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn),生產(chǎn)周期短,熱效率高,蒸汽消耗,低生產(chǎn)成本較低,但原料水解適應的經(jīng)營范圍,并且困難包括昂貴的設(shè)備的投資。在脂肪酸加氫技術(shù),國外已經(jīng)引起對環(huán)管反應器技術(shù)的積極實施,增加了氣體,固體和液體相反應的質(zhì)量,縮短反應時間,提高了產(chǎn)品產(chǎn)量的收益。氫化是指在催化劑(如鎳)存在下,高壓下,氫氣和脂肪酸中的不飽和脂肪酸發(fā)生反應(加成),氫加到雙鍵上,使飽和度提高。蒸餾是指除去高沸點和低沸點雜質(zhì)以及有氣味的物質(zhì)。分餾是指一些特殊產(chǎn)品需要99%的純度特制餾分,得到單離脂肪酸。蒸餾與分餾的方法都是在高真空,較低溫度條件下,最短滯留時間內(nèi)進行。脂肪醇是基礎(chǔ)油脂化學的品種的基礎(chǔ)上第二大產(chǎn)品,化工行業(yè)也推動油脂的主要品種生長。20世紀80年代后期,我國已看到脂肪醇對發(fā)展合成洗滌劑的重要性,由于種種原因,我國以石油為主要原料的脂肪醇未充分發(fā)揮裝置能力。到目前為止,在洗滌產(chǎn)品中使用的仍然主要是天然脂肪醇脂肪醇。天然脂肪醇生產(chǎn)方法有:油脂直接加氫,脂肪醇加氫和脂肪酸甲酯的高壓加氫制醇。油脂直接加氫是將經(jīng)過脫膠,脫酸的油脂,并在310-325℃,24?5兆帕條件下加氫。期間,由于其易于脫水反應,甘油,以及聚集和對困難的缺點過濾現(xiàn)象,使脂肪醇生產(chǎn)企業(yè)目前不使用此方法。脂肪酸甲酯高壓制天然脂肪醇工藝在德國Henkel公司具有的更先進的技術(shù),它使用26兆帕,260℃-300℃制脂肪醇。寶潔公司在催化劑懸浮床加氫工藝是典型的公司,因為傳統(tǒng)工藝仍是脂肪醇生產(chǎn)廠世界的主宰。甲基配合高壓(25-30兆帕)和甲醇毒性問題不可避免,所以出現(xiàn)了國外脂肪酸直接高壓加氫和低壓加氫制備脂肪醇的技術(shù)。
4產(chǎn)品用途
4.1硬脂酸
用途:在橡膠行業(yè)主要以硬脂酸、硬脂酸鹽、硬脂酸酯的形式應用,日化行業(yè)以硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸酯的形式應用,塑料工業(yè)以硬脂酸鹽、酯、酰胺等形式在塑料產(chǎn)品中應用,拋光材料是以硬脂酸酯、硬脂酸鹽及多種級別的硬脂酸形式應用,紡織、印染行業(yè)通常以鉀鹽/鈉鹽、酯類、胺類、形式廣泛應用在柔軟劑、抗靜電劑、消泡劑、印染助劑中,造紙與文教用品以酯類、酰胺、AKD(烷基烯酮二聚體)的形式作為消泡劑、表面施膠劑使用,蠟燭工業(yè)起硬化、收縮作用,防止蠟燭在燃燒過程的滴淚及變軟,另外一個作用是達到某些國家對蠟燭中可再生資源的使用要求,而在醫(yī)藥及食品工業(yè)主要以酯類的形式作為醫(yī)藥工業(yè)賦型劑,做膏、乳、栓劑的基質(zhì),以酯類的形式作為食品乳化劑使用,對于其他工業(yè),硬脂酸在活性碳酸鈣、鑄造行業(yè)、蠟燭、防水劑、膠粘劑等行業(yè)得到廣泛應用。
4.2甘油
用途:日化行業(yè)如透明皂,化妝品,沐浴露,牙膏,醫(yī)藥行業(yè)如復方甘油,硝酸甘油,開賽露,脂肪乳劑,膏劑,栓劑等基質(zhì)。煙草工業(yè)如涂料/油墨工業(yè)食品:甜味劑,口香糖,單甘酯,飲料,香料溶劑,潤滑劑如儀表潤滑等。
1構(gòu)建實驗課程體系及優(yōu)化教學內(nèi)容
學生掌握不同層次的實驗要求及實驗技能,初步建立起研究科學問題的方法和態(tài)度[8]。物理化學實驗是南昌航空大學的應用化學專業(yè)、應用化學專業(yè)春曉班及材料化學專業(yè)等的基礎(chǔ)課程。以春曉班為例,物理化學實驗課程學時為64學時,分兩個學期進行,是一門單獨設(shè)立的實驗課。實驗內(nèi)容由熱力學、動力學、界面現(xiàn)象、設(shè)計性實驗(表面活性劑的臨界膠束濃度的測定及影響分析)、探索研究創(chuàng)新型實驗(B-Z振蕩反應的影響因素分析、不同體系鈍化曲線的繪制及其鈍化劑的影響、高聚物分子量的測定研究)等組成。其中基礎(chǔ)性、綜合性實驗為40學時,設(shè)計性、開放探索性實驗24學時。此外,為提高學生的興趣,南昌航空大學組織學生可以申請“三小項目”即“小發(fā)明、小創(chuàng)作、小制作”,這些小項目具有一定的難度,使學生有機會了解本學科發(fā)展的前沿,激發(fā)學生的求知欲望和探索精神,提高實踐創(chuàng)新能力。例如:結(jié)合物理化學光、電、磁及吸附等方面的知識,在2013年,2011級應用化學專業(yè)春曉班26名學生中有8名學生作為第一申請人申報第八屆南昌航空大學“三小項目”成功,占30.8。其題目有:“去除水體中汞的選擇性石墨烯—胸腺嘧啶復合物的合成與性能研究”“一種石墨烯復合納米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光電催化處理裝置”等。
2改革實驗教學模式及教學方法
向?qū)W生開放物理化學實驗室是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要舉措之一[9]。開放物理化學實驗室的教學模式,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力,讓學生接觸到科研前沿的很多最新的成果,從而從根本上引起學生對實驗課的興趣和重視[10]。傳統(tǒng)的灌輸式教學過程中,教師對實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理都進行了詳細講解,學生的積極性和創(chuàng)造性得不到充分發(fā)揮[11]。為此,我們將實驗的順序調(diào)整為:“基礎(chǔ)與創(chuàng)新實驗綜合性設(shè)計性開放性實驗”。在第一次實驗時給定設(shè)計性和開放性實驗題目,隨后學生先做基礎(chǔ)實驗,在課后根據(jù)自己選定的實驗項目積極地查找文獻,尋找合適的方法在實驗室進行,如果在課內(nèi)沒有完成實驗項目,可以與老師預約時間來進行未完成的實驗。逐步推行開放式實驗教學模式,重在吸引學生主動參與科研實踐活動。還充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在實驗教學中的作用。將一些儀器設(shè)備的操作、基礎(chǔ)實驗制成多媒體視頻;鼓勵學生用計算機來完成實驗數(shù)據(jù)的處理,利用Excel或Origin軟件進行數(shù)據(jù)處理不但速度快而且準確性高,規(guī)范物理化學實驗數(shù)據(jù)處理過程,為學生將來從事實驗或科學研究奠定基礎(chǔ)[12-13]。
3完善實驗課程考核體系
為了較為客觀全面地評價學生實驗的真實水平,必須完善實驗課成績評定方式。考核內(nèi)容包括預習、操作、紀律、實驗報告和實驗結(jié)果等;將考核的形式多樣化,主要從操作前的提問、操作是否規(guī)范、是否有原始記錄、對自己方案的可行性進行論證及可視化總結(jié)等方面進行綜合考核。客觀全面的考核評價體系有利于調(diào)動學生的學習積極性,培養(yǎng)其綜合能力,養(yǎng)成良好的實驗習慣和科學態(tài)度。
4學生培養(yǎng)成果
近年來我院本科生在部級科研創(chuàng)新大賽中屢創(chuàng)佳績,例如:在2012年第十二屆全國“挑戰(zhàn)杯”比賽中,聶珊珊等同學《磁性銅離子印跡聚合物的合成與性能研究》獲得三等獎;在2013年第十三屆全國“挑戰(zhàn)杯”比賽中,冷樂輝等同學《新型復合光催化劑的合成及光催化降解有機染料性能研究》獲得一等獎;李蕾等同學《廢棄鋰離子中鈷酸鋰的高效浸出技術(shù)研究》獲得三等獎。這些成果大部分都與物理化學的知識息息相關(guān),基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的實驗教學模式對學生科研興趣的激發(fā)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的作用。
5結(jié)束語
加強物理化學實驗教學的改革,更新教育理念,從物理化學實驗課程體系優(yōu)化、教學方法的改革及考核體系的完善等方面入手,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為優(yōu)秀,實驗教學內(nèi)容實行“基礎(chǔ)實驗綜合性設(shè)計性開放性實驗”循序漸進教育模式,基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重,重視實驗過程,建立科學的全面的考核評價體系,改善教學效果,利于把基礎(chǔ)扎牢,提高學生學習興趣和科研創(chuàng)新能力。
作者:陳萍華 蔣華麟 舒紅英 鄒建平 鐘勁茅 吳美鳳 王芊 單位:南昌航空大學
1效果評價
采用調(diào)查問卷和理論考核成績來評價教學效果。理論考核分兩次,一次是針對CMT教學內(nèi)容在對照組和實驗組展開測驗,題型包括選擇題、填空題、問答題和綜合題。前三種題型主要考察學生對基礎(chǔ)知識的掌握情況,共80分,綜合題一道,分值為20分,目的是考察學生分析問題及綜合運用知識解決問題的能力。第二次是面向全校2011級學生的期末理論考核,均是傳統(tǒng)考試題型,總分100分,主要考察學生對書本內(nèi)容的掌握情況。1.4統(tǒng)計學處理應用SPSS13.0統(tǒng)計學軟件分析處理兩次的理論成績,數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差表示,組間比較采用u檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2結(jié)果
2.1調(diào)查問卷分析
調(diào)查全部在實驗組學生中展開,共匿名發(fā)放問卷100份,回收100份,回收率100%。結(jié)果表明,CMT的引入讓學生明白了基礎(chǔ)知識在臨床中的運用,激發(fā)了學習興趣,更重要的是提高了他們對知識的融會貫通能力,這正是應試教育下的學生最缺乏的學習能力之一,見表1。
2.2理論成績分析
由表2得知,在CMT教學內(nèi)容測試中實驗組對基礎(chǔ)知識的掌握程度明顯優(yōu)于對照組(u=2.48,p<0.05),說明CMT教學法提高了實驗組學生的學習興趣,激發(fā)了他們的求知欲,培養(yǎng)了其學習能力和方法,從而對基礎(chǔ)知識掌握地更加牢固,表3的期末理論考試成績亦證實了這一點(u=3.72,p<0.01)。在綜合能力測試方面,實驗組同樣表現(xiàn)優(yōu)秀,其綜合運用知識分析和解決問題的能力明顯優(yōu)于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(u=10.2,p<0.01)。
3討論
生物化學是一門重要的醫(yī)學基礎(chǔ)課,起著承前啟后的作用,學好它可以幫助醫(yī)學生更好地掌握和理解臨床上各種疾病發(fā)生、發(fā)展的機制及其治療原理,但因其知識點繁雜、枯燥,導致學生學習興趣缺乏和效率低下,歷來被醫(yī)學生認為是較難學習的課程之一[4]。對醫(yī)學生來說,沒有比臨床病例更能引起其學習興趣,因此我們將CMT引入生物化學教學,通過不斷摸索與實踐,取得了一定的效果,積累了一些經(jīng)驗,總結(jié)如下:
3.1教學案例的難度應符合學生的綜合能力
典型性CMT要求的教學案例是從臨床搜集的真實的復雜病例[5],對于醫(yī)學知識掌握甚少的大一學生來說,即使在教師引導下也很難就復雜的臨床病例做出準確的分析,最終必然會因為超出學生的學習能力而使教改流于形式。鑒于此,我們所采用的病例都是授課教師根據(jù)學校的實際情況和教學內(nèi)容自己編寫的,擯棄了過多的干擾因素,適當降低案例的難度,同時保證其真實度和有效性。此外,為了提高教學質(zhì)量,對需要教科書以外知識較多的病例,我們同時指定相應的參考書,減輕了學生的課下負擔。實踐表明,以上措施使得大部分學生均能參與課堂教學,課堂氣氛活躍。
3.2CMT盡量不要在新授課中引入
目前的文獻資料顯示,CMT在臨床課程中均是在新授課中應用,先由學生課下預習、自學或者查閱資料來分析問題,課上在教師的指導下通過問題的一步步解決來學習新知識。我們開始也借鑒上述方法,但遺憾地發(fā)現(xiàn),有能力參與課堂教學的學生甚少,教學氣氛慘淡。我們轉(zhuǎn)而在學完相關(guān)章節(jié)后引入臨床病例,將其中的知識點甚至是已學的跨課程知識融入到教學病例中,培養(yǎng)學生綜合運用知識能力和臨床思維能力,提高學生學習醫(yī)學基礎(chǔ)課程的興趣和靶向性。這才是醫(yī)學基礎(chǔ)課程引入CMT教學的主要目的。表1的調(diào)查問卷結(jié)果同樣證明了這一點。
3.3教師的綜合素質(zhì)決定了CMT教學質(zhì)量
授課教師不僅要根據(jù)實驗對象的綜合條件編制難度適中的教學病例,還得應對學生在課堂上提出的各種各樣的問題,并運用專業(yè)知識引導學生分析和解決問題,保證在規(guī)定的課時內(nèi)完成教學任務。同時,授課教師需要擁有足夠的教學技巧,能夠充分調(diào)動學生的積極性和主動性。因此,CMT教師不僅需要具有扎實豐富的專業(yè)知識,還得是一個優(yōu)秀的指導者和引路人。本研究結(jié)果說明,將CMT應用于基礎(chǔ)醫(yī)學教學完全是可以的,而且相較于傳統(tǒng)的LBL教學,它能更好地將基礎(chǔ)醫(yī)學與臨床醫(yī)學聯(lián)系起來,可顯著提高基礎(chǔ)醫(yī)學的教學質(zhì)量。當然,CMT教學需要教師和學生付出更多的精力和耐心,這是在實施之前必須做好的心理準備。
作者:徐燕 單位:山東醫(yī)學高等專科學校
1基于項目的CDIO理念的提出
CDIO工程教育模式作為國際工程教育改革的最新成果,迅速在各大高校開展起來[1]。CDIO分別代表Conceive(構(gòu)思)、Design(設(shè)計)、Implement(實現(xiàn))和Operate(操作)四個能力層面,其優(yōu)秀內(nèi)容是從產(chǎn)品研發(fā)到運行的整個過程中,學生在學習中是以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式進行學習,以項目化的培養(yǎng)方式使學生的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、團隊精神和工程開發(fā)等能力得以提升[2]。在教育部高教司理工處的指導和支持下,2005年汕頭大學工學院率先實施了CDIO工程教育改革,同時帶動了國內(nèi)幾十所本科試點高校和許多非試點院校一同實施,對人才培養(yǎng)的各個方面與相應的管理機制都進行了重新構(gòu)建,并且在明確專業(yè)培養(yǎng)目標、制定專業(yè)培養(yǎng)標準、構(gòu)建一體化課程計劃、實施探究式教與學方法、建立保障與持續(xù)改進體系等方面進行了大膽的實踐和創(chuàng)新,取得了一系列非常顯著的效果,為專業(yè)的改革和建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗[3-4]。因此,借鑒本科教學中開展CDIO取得的成功經(jīng)驗,在高職基礎(chǔ)無機化學的教育中引入基于項目的CDIO理念,將會使高職教育中存在的瓶頸問題有望得以更好的解決。
2高職CDIO基礎(chǔ)無機化學課程的特點
2.1與專業(yè)內(nèi)容密切結(jié)合,應用性強
基礎(chǔ)無機化學課程作為化工類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,與后繼專業(yè)課程知識的學習密切相關(guān),目前我校整合后的基礎(chǔ)無機化學的內(nèi)容在講授基礎(chǔ)理論的同時更為注重結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程的實際需要,設(shè)計了相應的項目化教學內(nèi)容,形成“項目載體、任務驅(qū)動、學生主體、素質(zhì)滲透、工學結(jié)合”的教學模式。
2.2教學模塊易于項目化,實踐性強
實踐教學在基礎(chǔ)無機化學的教學中具有舉足輕重的作用。整合后基礎(chǔ)無機化學的每一個教學模塊都配備有一定數(shù)量的項目化實訓設(shè)計,即根據(jù)化工類專業(yè)學習的要求進行課程內(nèi)容的重組,打亂原有的教學體系,以具體制備某種產(chǎn)品或分析檢驗某類性質(zhì)為項目載體,設(shè)計導學案例,將基礎(chǔ)知識、實踐操作技能糅合在一起,學生課前通過多種渠道了解相關(guān)的知識和技能,為后續(xù)專業(yè)課需要的化學知識和基本技能的作儲備,真正實現(xiàn)授人以漁。學生在實踐學習,過程中既可以培養(yǎng)學生的實踐能力又可以開發(fā)學生的創(chuàng)新精神,與高職人才培養(yǎng)目標的根本要求高度符合。
3基于項目化的CDIO理念在基礎(chǔ)化學教學中的實施
3.1以需求為導向的培養(yǎng)方案的制定
我國現(xiàn)階段高職教育的目標是培養(yǎng)直接能面向產(chǎn)業(yè)需求的基礎(chǔ)技能型人才。而CDIO培養(yǎng)模式作為一種方法論,其初衷就是培養(yǎng)具有一定的理論知識并能初步解決工程實踐問題的職業(yè)工程師[5]。因而在基礎(chǔ)無機化學培養(yǎng)方案的設(shè)計上,針對相關(guān)產(chǎn)業(yè)對所需求畢業(yè)生素質(zhì)和能力的要求,充分聽取用人單位和已畢業(yè)校友的建議,并對市場進行考察,從實際出發(fā),不僅考慮學生對后續(xù)專業(yè)技術(shù)知識的儲備,同時還考慮社會對畢業(yè)生團結(jié)協(xié)作、職業(yè)精神等方面的需求。逐步完善以適應社會發(fā)展為需求、以就業(yè)崗位為導向的培養(yǎng)方案,使學生在校園內(nèi)即對自己的職業(yè)素養(yǎng)的提高和職業(yè)生涯的規(guī)劃有著明確的目標和方向。
3.2基礎(chǔ)化學課程教學體系的設(shè)計
3.2.1理論教學
根據(jù)化工類專業(yè)的培養(yǎng)目標及崗位職業(yè)能力的要求,按學生的認知規(guī)律,突破傳統(tǒng)四大基礎(chǔ)化學教學體系框架的限制,以無機化學為基礎(chǔ)主線,將物理化學的基礎(chǔ)理論和分析化學的定量分析方法滲透到相關(guān)教學中,將理論教學劃分為分散體系、化學反應的基本原理、定量分析初步、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、元素化學等五大模塊,組成“宏觀微觀宏觀+微觀”的全新內(nèi)容體系。
3.2.2實踐教學
CDIO理念強調(diào)的是產(chǎn)品項目周期的重要性,圍繞產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)、使用、升級等不同階段,將不同課程串聯(lián)起來進行課程體系的設(shè)計,從而對學生產(chǎn)生理論應用于實踐直接感受[6]。因此,在設(shè)計基礎(chǔ)化學實踐的教學內(nèi)容時,借鑒CDIO的思路,將具體課程以項目的形式體現(xiàn)。基礎(chǔ)無機化學以企業(yè)相關(guān)實踐內(nèi)容為依托,基于工作過程,將實踐教學按“認知(感官)———技能(基礎(chǔ))———綜合(提高)———設(shè)計(創(chuàng)新)”分層次進行,循序漸進,形成“引領(lǐng)項目、主導項目、提升項目”三個模塊,由單元技能訓練綜合技能訓練,由基本技能訓練綜合性和應用性技能訓練設(shè)計性技能訓練,最后通過設(shè)計綜合基本技能操作進行實操考核,對學生綜合實驗能力進行全面的考核和評價。
3.3基于項目化的CDIO理念教學方法的實施
融合CDIO教學理念的進行項目化教學,項目進行精心的籌劃、設(shè)計,要求學生參與其中,與老師和同學一起發(fā)現(xiàn)問題,找到解決問題的方案,這一方面便于發(fā)展學生創(chuàng)造性思維,使其更清晰地了解實踐中的具體工作流程,另一方面也促進教師提高脫離書本結(jié)合實際解決學生各種各樣的問題的能力[6]。在具體實踐項目的選取上,盡量來自于真正的工程項目或企業(yè)生產(chǎn)工藝這類項目的選取還能同時讓教師和學生了解企業(yè)最新的項目需求和技術(shù)要求,并從中體驗諸如管理、市場、人際關(guān)系等現(xiàn)實問題,提升自身能力。在具體CDIO教學方法的實施中,主要采用“研究課題的確定研究計劃的制定實驗方案的設(shè)計數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的實驗及記錄數(shù)據(jù)的處理和分析研究報告的撰寫”模式。綜合考慮學生已具備的理論知識和實踐技能,將全班學生按能力互補方案分成若干個實踐小組,以實踐小組為單位,從確立研究課題、實踐操作到完成報告都合作進行,最后對實踐進行小結(jié),由小組中的每位成員分別陳述項目實施的收獲,并必須回答兩道關(guān)于該項目相關(guān)的思考題。通過此類項目的實踐,能夠極大地調(diào)動學生學習的積極性以及主動思考問題解決問題的能力,同時通過合作,加強學生的集體觀念和團隊意識,也在一定程度上體現(xiàn)了學生的自我價值。而這種模式也很大程度上推動了教師主動提高自身的教學水平和業(yè)務能力,實現(xiàn)共同進步。
3.4以項目評估為優(yōu)秀的過程化考核體系的建立
基于項目化的CDIO理念的教學實施中,不再簡單地通過專業(yè)考試來評定學生的效果,而是注重在整個實踐過程中考量學生對課程綜合應用的掌握,考核方式具有一定的開放性,考核內(nèi)容涉及到文獻查閱、方案設(shè)計、實踐操作、數(shù)據(jù)處理、合作精神等方面,結(jié)論可以不唯一,這樣過程化的操作能得到學生更全面、更綜合的考核評價結(jié)果。
4結(jié)語
基于項目化的CDIO教育理念在基礎(chǔ)化學的教學實施中,通過項目與知識、技能相互融合,充分調(diào)動了學生在項目學習中的積極性與主動性,培養(yǎng)了學生團隊合作精神、交流溝通能力,增強了學生就業(yè)競爭力,提高了就業(yè)率。
作者:郭紅彥 靳學遠 劉紅 單位:淮南聯(lián)合大學
作者:白鶴龍 林海 趙侖 陳瑞戰(zhàn) 單位:長春師范學院化學學院 長春市第十一高中
目前,高師化學專業(yè)的實驗內(nèi)容過分強調(diào)各學科的獨立性,與中學化學教學實際相脫節(jié),高師化學專業(yè)的實驗教學狀況急需改變,因為它關(guān)系到為廣大中學培養(yǎng)高素質(zhì)師資的大局。在新課改全國范圍內(nèi)推行的局面下,高師實驗課教學面臨著更大的挑戰(zhàn),所以改革勢在必行。構(gòu)建新的課程結(jié)構(gòu)體系目前,化學專業(yè)課程的門類很多,有的課程內(nèi)容重復,缺乏整體優(yōu)化,這樣不僅使學生的負擔過重,而且也不利于培養(yǎng)學生的綜合能力,使學生的知識結(jié)構(gòu)不完整[3]。所以針對傳統(tǒng)的四大化學,我們應重新審視化學專業(yè)分支學科,漸漸地模糊各學科間的界限,改變以學科的觀點來編制課程內(nèi)容的做法,以社會需求為導向,強化學者的知識結(jié)構(gòu)優(yōu)。首先是“刪”,即根據(jù)人才需求、培養(yǎng)目標、就業(yè)結(jié)構(gòu)等,刪除某些課程中某一部分的內(nèi)容。其次是“并”,就是合并幾門課程中重復的部分。再次是“減”,主要是指壓縮課程內(nèi)容,減少必修課程的學時,增加能力和職業(yè)教育等素質(zhì)教育課程。最后是“增”,主要是指增加前沿性、綜合性、創(chuàng)新性等課程。創(chuàng)立探究教學模式現(xiàn)代教育心理學研究指出,學生的學習過程和科學家的探索過程在本質(zhì)上是一樣的,都是一個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。基礎(chǔ)教育化學新課程將科學探究作為改革的突破口,倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式,順應了時代潮流[4]。該教學模式主要分為實驗準備階段、實驗實施階段、實驗結(jié)束階段。(1)實驗準備階段。學生將基本理論學習后,在實驗開始前2周,布置給學生該實驗的實驗范圍及需注意的實驗問題,給學生一周的時間,進行資料查閱、確定課題、方案設(shè)計,審查合格的實驗設(shè)計方案,列出實驗藥品交實驗員準備,不合適的方案返給學生重新修改。(2)實驗實施階段。學生根據(jù)本組設(shè)計方案進行準備、實驗、觀察、記錄。記錄實驗數(shù)據(jù)。經(jīng)過自己的實驗通過計算、分析、比較,初步得出實驗結(jié)果。同時,教師巡視、檢查、指導和示范實驗的各環(huán)節(jié)。(3)實驗結(jié)束階段。教師結(jié)合學生的實驗操作情況和初步的實驗結(jié)果,評價實驗的各個環(huán)節(jié),抽選學生進行自我評價。最后,教師推薦一個或者幾個比較好的實驗設(shè)計方案。
在“化學教法實驗”課程中,對中學化學實驗內(nèi)容進行深化、挖掘,拓展實驗課程內(nèi)容是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的最佳途徑。(1)將某些來源于生產(chǎn)生活的情景素材設(shè)計成探究性實驗,如不法商販將自來水裝瓶當作純凈水賣,欺騙消費者,謀取暴利。針對素材,設(shè)計成“鑒別真假純凈水的探究性實驗”。(2)將“操作難度大的實驗”設(shè)計成探究性實驗,如,“電解水的實驗”,很難做成功,設(shè)計成“電解水實驗最佳條件的探討”。(3)將“一些由于條件所限無法做到的實驗”設(shè)計成計算機模擬探究性實驗,借助多媒體技術(shù)完善實驗體系。優(yōu)化教學方式新課改的優(yōu)秀任務是改變單一、被動的學習方式,形成旨在調(diào)動、發(fā)揮學生主體性的多樣性的學習方式。為充分發(fā)揮“教師主導和學生主體”的作用,激發(fā)學生學習興趣,使學生真正成為教學過程中的主體,使教學技能得到明顯提高,我們優(yōu)化了“化學教法實驗”課程的教學方式進行[5]。(1)將教師講解、演示的實驗適當?shù)馗臑槌檫x學生講解實驗,在實驗進行的前一周,做好安排,在實驗時隨機抽選3名學生講解實驗原理、步驟、成敗關(guān)鍵,最后由教師補充、完善。并選定1名學生演示實驗。(2)將封閉式實驗改為開放式實驗,即實驗室、實驗時間、實驗內(nèi)容開放。
發(fā)揮評價促進學生發(fā)展的功能,為此,我們在“基礎(chǔ)化學實驗”課程教學中制定了新的評價體系,加強對學生實驗的各個環(huán)節(jié)的考核,對學生進行了全面評價。該評價體系包括平時實驗成績(50%)、實驗操作考試成績(40%)、實驗筆試成績(10%)三個部分。平時成績包括出勤、回答問題、實驗講解、實驗演示、實驗操作以及實驗報告書寫情況等;實驗課程結(jié)束的最后一周進行操作考試,主要包括實驗儀器的組裝、實驗操作的規(guī)范性和實驗結(jié)果的準確性;實驗筆試主要考察學生對實驗目的、操作過程、理論知識和注意事項的考查。評價方式主要是教師評價和學生評價。實踐表明,這樣的評價體系增強了學生積極參加實驗活動的主動性,從而保證了實驗教學的有序開展。總之,高等師范院校要根據(jù)實際制訂科學的人才培養(yǎng)方案,化學專業(yè)的實驗教學改革,要與基礎(chǔ)教育的課改相適應,符合國家全面提高高等教育質(zhì)量的要求。真正做到通過化學實驗教學改革激發(fā)學生學習化學的興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,發(fā)展學生的個性,為化學教育走素質(zhì)教育之路發(fā)揮出獨特的功能。
1實驗儀器設(shè)備的利用率低
各實驗室均有自己的實驗儀器設(shè)備,而這些儀器設(shè)備往往是針對某一個實驗所添置的,例如物理化學實驗中所使用的阿貝折射儀,是針對“異丙醇—環(huán)己烷雙液系相圖”這一實驗所添置的;分析化學實驗中所使用的pH計,也是針對“磷酸電位滴定分析”這一實驗所添置的。因此,在化學實驗中,許多儀器的利用率較低。
2基礎(chǔ)化學實驗室資源整合需采取的措施
2.1加強實驗主講教師的溝通針對各實驗的主講教師溝通較少的狀況,可以定期召開各實驗主講教師的交流會,加強各實驗主講教師的溝通。由于各實驗的主講教師均畢業(yè)于化學相關(guān)專業(yè),對四大化學實驗均有一定的了解,因此可以將各實驗中遇到的問題,最新的實驗方法、技術(shù)等進行充分交流,傾聽其他教師的建議意見,以促進各實驗的全面發(fā)展。
2.2實驗廢棄物的綜合利用針對實驗廢棄物長期存放的問題,可以將廢棄物綜合利用。殊不知,“廢棄物就是放錯的資源”。許多實驗后所產(chǎn)生的化學藥品往往可以作為另一些實驗的原料。例如,大學化學實驗“化學刻蝕法制作印刷電路板”后產(chǎn)生大量的含有銅、鐵的水溶液,可以作為無機化學實驗“硫酸銅的提純”的實驗原料;物理化學實驗“異丙醇—環(huán)己烷雙液系相圖”后產(chǎn)生較多的異丙醇—環(huán)己烷混合廢液,可以作為有機化學實驗“異丙醇—環(huán)己烷混合液各組分的提純”的實驗原料。
2.3提高實驗員的工作素質(zhì)許多人認為化學實驗員的工作很簡單,無非就是配溶液、檢查儀器優(yōu)良性能、實驗室的安全管理等工作的重復。事實上,實驗員的工作仍有許多技巧可言。各實驗室的實驗本身存在一定的聯(lián)系,在準備工作和實驗技巧上有許多可以相互學習借鑒的地方。例如物理化學實驗“固體在溶液中的吸附”中涉及到酸堿的滴定操作,而酸堿的滴定操作在分析化學實驗中是一種基本技能,前者的實驗員可以請教后者的實驗員如何在實驗中更好更快地完成滴定操作,其中有哪些需要注意的地方,有哪些操作會嚴重影響實驗結(jié)果等等。由于各實驗室的實驗員往往對本實驗室的實驗非常熟悉,因此,在實驗室的管理上,完全可以定期進行人員工作崗位的流動管理,例如一名實驗員第一年準備無機實驗,第二年準備分析實驗,第三年準備物理化學實驗等等。這種方法可以充分調(diào)動實驗員的工作積極性,提高實驗員自身的素質(zhì),并達到“一人多面手”的目的。另外,可以利用校內(nèi)外高校實驗室管理人員培訓班等形式,對現(xiàn)有的實驗室管理人員進行集中培訓,以提高其整體的業(yè)務能力和素質(zhì)。同時也可以參觀其他兄弟院校實驗室,借鑒其先進的管理模式,交流學習,為我所用。
2.4提高儀器設(shè)備的利用率針對儀器設(shè)備利用低的問題,一方面可以從實驗的設(shè)置入手,即專門圍繞某一儀器開設(shè)2~3個實驗;另一方面,各實驗室根據(jù)某一設(shè)備儀器的使用時間,錯時安排實驗開設(shè)的先后順序,例如大學化學實驗“醋酸電離常數(shù)的測定”和物理化學實驗“乙酸乙酯皂化反應速度常數(shù)的測定”都需要使用電導率儀,沒有必要準備兩套電導率儀,可以錯時安排實驗,只需要一套就足夠了。
3探索基礎(chǔ)化學實驗室資源整合
除了上述在實驗室管理上所采取的措施,還有很多值得嘗試、實踐的方法和措施。
3.1充分利用網(wǎng)絡(luò)資源開放實驗室管理現(xiàn)今社會是網(wǎng)絡(luò)的社會,九零后的大學生更愿意從網(wǎng)絡(luò)尋找新鮮有趣的東西,因此在實驗室的建設(shè)管理上,不妨從網(wǎng)絡(luò)下手,尋找實驗知識和學生興趣的切合點。可以開發(fā)實驗教學軟件,將實驗基本操作和儀器設(shè)備使用操作以FLASH等形式放到網(wǎng)頁上,建立基礎(chǔ)化學實驗課件、實驗教學案例、實驗數(shù)據(jù)處理平臺和仿真模擬實驗等,使學生可以隨時登錄網(wǎng)站觀看,并進行網(wǎng)上實驗預習、實驗問題討論、開放實驗預約等活動,提高學生自主學習的能力和興趣。
3.2完善化學實驗課程體系在開設(shè)基礎(chǔ)化學實驗課程時,按照“驗證性實驗—綜合性實驗—設(shè)計性實驗”來進行,真正體現(xiàn)層次性的提升要求,打破基礎(chǔ)化學實驗課程的傳統(tǒng)設(shè)置,只有這樣才有可能培養(yǎng)出“應用型、創(chuàng)新型人才”[5]。另外,把原“四大化學”實驗內(nèi)容、資源整合,減少重復實驗和低水平實驗,同時對化學實驗內(nèi)容進行提煉,有目的地把教師成熟的高水平的科研成果融入到實驗內(nèi)容中去,融入現(xiàn)代化學發(fā)展的新技術(shù)、新方法,緊跟時展的步伐[6]。同時加大實驗課程的開設(shè),堅持理論課與實驗課的緊密結(jié)合,保證實驗課程的開課比例達到實現(xiàn)學生動手能力和創(chuàng)新能力明顯提高的要求[7]。
3.3加強實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)現(xiàn)今的實驗教學對教師和學生都提出了更高的要求,對實驗教師而言,既要有較高的科學素質(zhì)和理論水平,又要保證教學、科研的順利進行。這就要求各高校領(lǐng)導拋開傳統(tǒng)觀念,在人事安排上改變以往的優(yōu)先考慮理論教師的做法,采取一定的措施和政策,例如鼓勵有經(jīng)驗的教授、講師及高等學歷人員參加實驗教學工作,積極引進具有博士、碩士學位及生產(chǎn)第一線人才到實驗室工作,充實實驗技術(shù)力量,有計劃地培養(yǎng)實驗教師,形成合理的梯隊[8]。
4結(jié)語
總之,高等學校實驗室是培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”人才的基地,是科學創(chuàng)新的源泉,而實驗教學相對于理論教學更具有直觀性、實踐性、綜合性和創(chuàng)新性。在目前辦學規(guī)模不斷擴大,實驗資源缺乏的狀況下,對資源進行整合和優(yōu)化,不但能解決實驗教學資源的需求問題,而且通過整合資源、擴大實驗室建設(shè)規(guī)模,能促進實驗教學與科研的有機結(jié)合。此外,良好的實驗教學環(huán)境,對培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力也有著至關(guān)重要的作用,為培養(yǎng)和造就優(yōu)秀的新型工科人才提供了保障。
作者:王瑩周曉慧單位:大連交通大學環(huán)境與化學工程學院
一、學生實驗和學生分組實驗
近年來中招對學生操作能力的考查在逐步加強,重點是對學生基本操作能力的考查。實際上實驗操作能力的培養(yǎng)主要依靠學生實驗。學生對化學實驗很感興趣,好奇心強,尤其喜歡親自動手實驗,這是化學教學的特點,也是提高教學質(zhì)量極為有利的因素。如果學生的實驗基本操作非常熟練準確,這對于以后學好其他知識技能也是很有幫助的。初中階段的學生親自動手實驗無疑對學生的未來發(fā)展起到啟蒙的作用。實驗本身是一種最直觀的教學方法,有人倡導化學課應該在實驗室上,這說明了學生實驗在化學教學中的作用。實驗不僅僅是一種直觀的教學手段,而且還能激發(fā)學生的學習興趣,使學生掌握化學知識、實驗技能和科學方法。現(xiàn)行教材中編入了很多學生實驗,也是注意到科學的發(fā)展規(guī)律而編入的。在教學過程中,應充分調(diào)動學生的積極性,讓學生親手做實驗,教師應加強指導。
學生實驗可以是驗證性的,也可以是探究性的。驗證性實驗是以驗證、檢驗所學過的化學知識,起到鞏固加深之效能;探究性實驗旨在培養(yǎng)學生獨立探究能力,使學生受到科學方法和系統(tǒng)訓練。初中階段的學生化學實驗大多是些基本的操作和一些驗證檢驗性的小實驗。但這些內(nèi)容是學生未來發(fā)展的基礎(chǔ),學生也非常容易掌握。學生愿意做,也能做好,這對學生需要的滿足感和成就感有很好的作用。當然只要有實驗就可能有誤差,就有可能失敗,包括操作的、結(jié)果的,教師要有足夠的認識。特別是學生在過程中出現(xiàn)的一些過失時,教師要有足夠的耐心、愛心,不要有過多的責備。這對培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng)有很好的促進作用。當然,學生實驗也需要有計劃、有目的、有步驟、有分析的報告,循序漸進,教師要做好指導總結(jié)工作。
學生個體實驗強調(diào)實驗的規(guī)范性和安全性;學生分組實驗要強調(diào)互助合作,培養(yǎng)學生的協(xié)作精神。對學生要做的實驗教師都要做到心中有數(shù),對重點難點技巧及學生可能出現(xiàn)的問題(包括對數(shù)據(jù)的分析要細心指導等),盡可能少走彎路,從而達到良好的效果。對于危險性高的實驗,教師要盡量給學生先演示正規(guī)操作,并要耐心解釋實驗原理、成敗關(guān)鍵、注意事項等。要善待每一位學生,要克服每一個學生懼怕實驗的現(xiàn)象,引導學生挑戰(zhàn)自我,堅定追求真理的決心和信心。學生如果能順利完成一個有挑戰(zhàn)性的實驗項目,享受到成功的喜悅,對增強其學習化學的興趣,比任何說教都有意義,有些時候過程比結(jié)果更重要。
二、課外實驗
課外實驗,是對學校教學的補充和延伸,它不僅能進一步加強對書本知識的學習掌握,對培養(yǎng)學生的興趣、探索精神也有很大的促進作用。課外實驗本身就是一種實踐活動。STS教育的實質(zhì)就是學習科學、技術(shù)為社會做貢獻。我們身邊處處皆有化學,學生如果能在有可能的情況下,利用身邊的物質(zhì)和條件完成自己感興趣的課外化學實驗,并且得出理想的結(jié)果,這也是一種成功,這是在課本里所學不到的。我們的教材中編入了許多學生課外的實驗,它會使學生對化學科學的認識進一步加強,對學生科學世界觀的培養(yǎng)也大有好處。有可能化學家就產(chǎn)生于這些對物質(zhì)世界有敏感性,敢于主動參與,喜歡在課堂以外揮灑汗水的學子們。科學發(fā)明創(chuàng)造需要的是靈感、興趣和執(zhí)著的追求。能夠做課外化學實驗的學生,往往是那些對化學學習有激情的學生。但我們一定要清楚,鑒于基礎(chǔ)化學知識的有限性,實驗條件的簡陋性以及認知的局限性,學生很難完成一些個完整的大的課外實驗項目。因此,教師對學生課外實驗比較多的是鼓勵和指導,要對學生課外實驗課題的選擇、時間選擇、知識儲備、實驗的方法技巧以及可行性等加以指導。不可盲目、漫無天際地選題,學生所做的課外實驗也應該是有目的、有價值的。對學生課外實驗成功與否,我們都應該鼓勵和幫助。實驗最能把情感價值觀體現(xiàn)出來,最能培養(yǎng)出學生的科學素養(yǎng)。另外現(xiàn)代教育信息技術(shù)的應用,更是拓寬了化學實驗的深度和廣度。有些需要時間長、條件要求較高的實驗,都可以利用電腦、多媒體等現(xiàn)代設(shè)備,利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源來完成,這些也是我們需要考慮的課題,無疑對提高實驗教學的整體效能大有裨益。
總之,搞好實驗教學,需要教師具有足夠的專業(yè)知識、有熟練教學技能、有愛心,有駕馭教材的能力,在實際教學中能靈活運用多種方法,把學生放在首位,在情感和價值觀方面下功夫,最大限度發(fā)揮學生潛能,手腦并用;學校方面還要盡可能創(chuàng)造條件,制造和諧融洽的教學環(huán)境,才能最大限度地培養(yǎng)學生的實驗能力,從而達到良好的教學效果。好的教材確實能在教學中發(fā)揮出綱領(lǐng)的作用。學習科學要有科學的教材,還要有科學的方法,在具體的實踐中才有理想的結(jié)果。
作者:李振乾單位:河南省長垣縣佘家鄉(xiāng)第二初級中學
1預習
1.1完善實驗內(nèi)容體系,為預習工作做準備
1.1.1合理減少驗證性實驗,引入創(chuàng)新型實驗
要合理安排實驗內(nèi)容,減少驗證性實驗比例,保留必要的經(jīng)典實驗,多增加一些綜合和創(chuàng)新型設(shè)計實驗。
1.1.2整合實驗內(nèi)容,建立更加合理的教學體系
采取將無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等實驗融為一體等措施,將這幾門學科的性質(zhì)實驗、元素性質(zhì)實驗及定性分析等緊密結(jié)合,能夠很好地避免實驗的重復。另外在安排實驗時,盡可能與理論教學同步,讓學生能夠?qū)W以致用,使理論教學和實驗教學相互促進,達到理論與實踐的統(tǒng)一,建立更加完善合理的教學體系。
1.1.3增加微型化實驗,倡導綠色化學
近些年,隨著綠色化學的思想深入人心,各高校化學實驗都在向更環(huán)保的方向發(fā)展。但是我們?nèi)阅馨l(fā)現(xiàn)有些耗費資源較為嚴重的實驗依然進行,這違背了綠色化學的理念。為了從源頭上節(jié)約原材料和時間,應增加微型化實驗,這樣就可大大節(jié)約實驗經(jīng)費,從而緩解了目前高校基礎(chǔ)實驗經(jīng)費缺乏的現(xiàn)狀,有利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W作風和良好習慣,提高學生實驗操作的熟練程度。另外將實驗過程中產(chǎn)生的有害污染物進行合理處理后再進行排放。引導學生養(yǎng)成愛護環(huán)境和勤儉節(jié)約的習慣。
1.2建立網(wǎng)絡(luò)學習平臺,有效提高預習質(zhì)量
構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學習平臺,在每次實驗前將有關(guān)該實驗的操作視頻等一些內(nèi)容放到該平臺上,供大家提前了解。在預習的過程中,遇到難以理解的知識或者有更好的實驗方案可以通過對話窗口反饋給老師,老師會及時給予答復。另外建立相應的預習考核系統(tǒng),學生在瀏覽完本次實驗的相關(guān)內(nèi)容后會出現(xiàn)測試習題,只有良好地通過測試才能獲得實驗的機會,否則繼續(xù)進行學習,再進行檢測。利用網(wǎng)絡(luò)還可以建立虛擬實驗室,讓感興趣的同學利用該軟件進行在實驗室不能完成的實驗。網(wǎng)絡(luò)平臺的建立極大地提高了預習效率,保證預習的質(zhì)量,促進了學生和老師之間的交流,確保每位學生做好預習工作。
2啟發(fā)—驗證
總體來說,目前高校的一個化學實驗項目一般三個學時,然而對于大多數(shù)實驗,往往是老師需要將近一半的時間進行知識講解,這樣以來,留給學生實際操作的時間就很少。而且由于學生注意力集中的時間有限,講解時間過長,就會使得一些學生開始產(chǎn)生厭倦的情緒,從而對本實驗的興趣大為減少,導致學生無法帶著愉快的心情順利完成實驗。為了改變這種現(xiàn)象,應采取啟發(fā)式教學,即實驗課上教師只需將實驗內(nèi)容和注意事項告知學生,隨后提出一些問題和想法,讓學生帶著問題和興趣驗證實驗結(jié)果。這樣就將大部分的時間留給學生自己進行試驗和考證,其間,教師只需對學生進行糾正性的指導。對實驗過程中出現(xiàn)的問題不直接給予答案,而是采用“啟發(fā)式”的教學模式對學生實施引導。經(jīng)過師生間的互動,學生找到問題的癥結(jié)所在,最終在老師的指導下順利完成實驗任務。這種教學方式有利于提高學生獨立思考問題的能力,有利于發(fā)揮學生的主觀能動性,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。在啟發(fā)式教學的過程中可以采用現(xiàn)代化教學手段,全面提升教學質(zhì)量。以往的實驗課基本上是老師先進行實驗基本理論和內(nèi)容的講解,講解之后給學生做示范,然后學生才開始做實驗。在做演示實驗時,由于實驗人數(shù)較多,一些學生不能完整看到老師演示過程,造成實驗過程中出現(xiàn)錯誤。為了避免這種情況發(fā)生,可借助多媒體教學進行演示實驗播放的形式,確保每位同學都能看到實驗的整個過程。
3創(chuàng)新
實驗的最終目的就是要學生在掌握實驗的基本操作基礎(chǔ)上,提高學生獨立思考問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。學生每完成一個項目就要達到實驗的目的,實驗后的拓寬練習很重要。除提交本次實驗的實驗報告,對本次實驗進行總結(jié)外,還要給學生2~3個相關(guān)實驗項目,鼓勵學生上網(wǎng)查閱文獻,認真思考,設(shè)計出具體的實驗方案提交,老師批改后感興趣的學生可與實驗室老師預約時間,課余時間來實驗室作實驗。
4督促
在實驗的過程中,部分學生對實驗的操作和實驗態(tài)度不端正,比如有在實驗室說笑、玩手機、待實驗進行一半就溜走、課后抄襲他人報告等不良現(xiàn)象。學生普遍比較關(guān)注最終實驗成績,利用這點建立適宜的考核制度督促和約束學生,引導、培養(yǎng)學生良好的實驗習慣。實驗成績可由平時和期末考試成績兩大部分構(gòu)成,平時成績根據(jù)學生的預習成績、實驗報告和設(shè)計實驗方案等內(nèi)容評定。利用網(wǎng)絡(luò)預習對學生預習進行督促,實驗過程中指導教師要及時對學生的不良習慣進行說教,督促改正。課后根據(jù)實驗報告和設(shè)計實驗方案督促學生及時總結(jié),引導學生舉一反三,大膽創(chuàng)新。期末考試可分筆試和動手實驗相結(jié)合的形式。筆試測試學生對儀器使用,實驗原理和內(nèi)容的理解掌握情況等。動手實驗可給學生題目,讓學生課下獨立設(shè)計,規(guī)定時間內(nèi)完成并提交實驗報告。根據(jù)學生的完成情況給出合理、公正的成績。
5結(jié)語
通過PIVIP教學模式的試用,發(fā)現(xiàn)學生的實驗興趣明顯增強,學生動手能力有了很大的提高,同時促進了理論課的學習。在實驗過程中,提出問題的同學明顯增多,說明了學生已經(jīng)由以前的被動接受實驗任務轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃e極的參與實驗,獨立完成自己的實驗任務,培養(yǎng)學生自己獲得知識和自我更新知識的能力。學生的分析和解決問題的能力顯著提高,能自主設(shè)計實驗方案,獨立完成實驗操作,并且養(yǎng)成了嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng)。學生在校級、省級乃至部級的創(chuàng)新型實驗活動比賽中均獲得突出的成績,達到了厚基礎(chǔ)、促創(chuàng)新的教學目的。
作者:程亞敏宋開放單位:河南大學化學化工學院
一、農(nóng)業(yè)院校基礎(chǔ)化學實驗教學中存在的一些問題
拔尖創(chuàng)新人才的重要標志是“寬厚扎實的知識基礎(chǔ)、開拓進取的創(chuàng)新能力、求真求實的實踐精神、開闊前瞻的國際視野和穩(wěn)健卓越的領(lǐng)袖素質(zhì)”。如何培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才已成為高等學校教學改革的熱點。化學實驗教學是化學及相關(guān)基礎(chǔ)學科培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié),不僅要使學生掌握寬厚扎實的化學實驗基礎(chǔ)知識和基本技能,而且對于拔尖創(chuàng)新人才必備的好奇心、思維水平和實踐能力的培養(yǎng)具有關(guān)鍵性作用。但是,目前農(nóng)業(yè)院校基礎(chǔ)化學實驗教學內(nèi)容、教學模式及考核制度等的改革還不能完全適應培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的要求,主要存在以下問題:
1.實驗內(nèi)容比較陳舊,綜合和設(shè)計型實驗較少,反映現(xiàn)代化學在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應用技術(shù)的實驗更是寥寥無幾,學生的科研素養(yǎng)和綜合能力有待提高;
2.過多強調(diào)基本理論和基本技能的練習,學生的學習興趣和創(chuàng)新思維受到抑制;
3.過多強調(diào)老師的主導性,忽視學生的主體性,學生的科學思維訓練不足;
4.過分強調(diào)教學計劃、培養(yǎng)目標的統(tǒng)一性,學生的個性和特長被忽視;
5.考試形式單一,難以激發(fā)學生學習的積極性和主動性,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和個性的發(fā)展。
二、改革基礎(chǔ)化學實驗教學,培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才
(一)凝練典型實驗,設(shè)計科研實驗
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對拔尖創(chuàng)新人才需求量的不斷增多,高等農(nóng)業(yè)院校基礎(chǔ)化學實驗教學必須把“重基礎(chǔ)、突個性、強實踐、跟發(fā)展”作為課程教學內(nèi)容改革的指導思想。扎實的知識基礎(chǔ)是拔尖創(chuàng)新人才必備的條件,是創(chuàng)新的基石和保障,因此,基礎(chǔ)化學實驗教學第一學期,在通盤考慮“知識點”的前提下,對“普化、分析、有機”三大塊基礎(chǔ)課化學實驗教學內(nèi)容進行重組和凝練,設(shè)計系列典型實驗。例如“乙酸丁酯的制備”是我們精選保留的典型實驗,其實驗原理涉及化學平衡、平衡移動、液-液萃取、酯化反應等眾多基礎(chǔ)理論,實驗步驟包含回流分水、萃取、干燥、蒸餾等有機化學基本操作,在此基礎(chǔ)上,我們對實驗的設(shè)計采用常量與半微量實驗對比的方法,有針對性地培養(yǎng)學生“綠色化學”理念。通過一系列典型基礎(chǔ)實驗的訓練,使學生具備寬厚扎實的知識基礎(chǔ)。我校拔尖人才培養(yǎng)班包括食品工程、動物生產(chǎn)、植物生產(chǎn)、動醫(yī)醫(yī)碩和生物科學專業(yè)。針對各專業(yè)特色,我們將實驗內(nèi)容與相關(guān)專業(yè)發(fā)展相結(jié)合,與生產(chǎn)實際相結(jié)合,與教師科研成果相結(jié)合,不斷調(diào)整相應的教學內(nèi)容,加快知識更新的步伐,實現(xiàn)教學內(nèi)容現(xiàn)代化。基礎(chǔ)化學實驗課程第二學期,開設(shè)一些具有專業(yè)特色的創(chuàng)新、開放的科研實驗。例如,從植物、動物機體中提取活性多糖的研究,并采用大孔樹脂、SephadexLH-20凝膠樹脂對這些活性成分進行初步純化,以及大豆分離蛋白的提取及功能研究、生物農(nóng)藥的制備、除草劑和安全劑制備及初步表征等等。設(shè)計科研實驗使學生能夠涉獵更多更廣的研究領(lǐng)域,以激發(fā)起“好奇心”,提高思維水平和實踐能力。
(二)應用靈活多變的教學模式
1.構(gòu)建混合式化學實驗教學模式
混合式教學(BlendingLearning),是將傳統(tǒng)學習優(yōu)勢和以網(wǎng)絡(luò)為主的電子學習的優(yōu)勢結(jié)合起來的一種教學模式,既能發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用,又能充分體現(xiàn)學生作為學習主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。基于這一思想,我們構(gòu)建并實踐了混合式基礎(chǔ)化學實驗教學模式。在詳細分析農(nóng)業(yè)院校學生的學習特征和學習需求基礎(chǔ)上,我們構(gòu)建和完善了基礎(chǔ)化學實驗網(wǎng)絡(luò)教學平臺,包括便于學生預習的教學大綱、教案、常用軟件及視頻錄像;利于師生課下進行適時互動的在線答疑、報告上傳系統(tǒng);有助于學生基礎(chǔ)實驗技能提高的基本操作和虛擬實驗系統(tǒng);拓寬學生認知水平的課外閱讀和國內(nèi)外相關(guān)網(wǎng)站鏈接。在實驗教學過程中,教師以網(wǎng)絡(luò)平臺為支撐,以學生為主體,根據(jù)學生個體的差異和實驗內(nèi)容的不同,引導學生進行主動學習、網(wǎng)絡(luò)學習、探究學習和團隊學習。“主動學習”和“網(wǎng)絡(luò)學習”是學生課下利用基礎(chǔ)化學實驗網(wǎng)絡(luò)教學平臺進行自主、交互的學習方式,教師通過課上提問、學生講解及學生演示的方式對學習效果進行檢驗。“探究學習”是在實驗過程中,當學生遇到某些事先未預料到的狀況時,教師通過師生共同探討,啟發(fā)學生如何思考并合理地解決問題,鼓勵學生勇于嘗試創(chuàng)新,引導學生主動地去學習一些新知識來解決實驗中無法解釋的一些實驗現(xiàn)象和結(jié)果,而不是直接給出解決問題的方案。探究式學習模式可以加深學生對實驗內(nèi)容的理解,保護學生的好奇心,提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。“團隊學習”是指在完成一些綜合設(shè)計性實驗時,學生在教師的協(xié)助下完成分組、選題、資料收集和分析,通過組內(nèi)成員的協(xié)作,共同完成任務設(shè)計和實施,最終形成報告。團隊活動有利于發(fā)展學生的思維和實踐能力,增強學生的溝通和包容能力,有助于培養(yǎng)小組負責人的領(lǐng)袖素質(zhì)。混合式實驗教學模式,不僅能夠更好地實現(xiàn)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標,而且能夠科學地整合教學資源,使基礎(chǔ)化學實驗課程教學效果達到最優(yōu)。
2.構(gòu)建拔尖生優(yōu)秀教師制的化學實驗教學模式
實驗教師的素質(zhì)已成為培養(yǎng)高校學生實驗能力的“瓶頸”,在一定意義上,高校實驗教師的素質(zhì)對提高實驗教學質(zhì)量和科學研究水平起著決定作用。因此,為將農(nóng)業(yè)院校的實際情況與所培養(yǎng)的拔尖人才數(shù)量少的優(yōu)勢相結(jié)合,我們在大一基礎(chǔ)化學實驗教學中引入拔尖生優(yōu)秀教師制。一方面,充分利用基礎(chǔ)課授課學院最好的資源,安排省教學名師、省教學新秀、教授、博導等為拔尖生上課,使這些學生能夠得到優(yōu)秀教師的教育和培養(yǎng);另一方面,拔尖學生可以根據(jù)各自的專業(yè)特點及個人愛好從這些優(yōu)秀教師中選擇導師,并成為導師科研團隊中的一員,進行初步的科研訓練和實踐。拔尖生優(yōu)秀教師制培養(yǎng)模式不但可以使學生盡早進入科研團隊,盡快掌握基本實驗技能,而且學生可以從優(yōu)秀老師那里學到發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的基本科研素養(yǎng),這些都是拔尖創(chuàng)新人才必備的基本素質(zhì)。實踐表明,以優(yōu)秀教師為紐帶的實驗教學模式對學生而言是一個全新的磨合過程。在開始階段,因受傳統(tǒng)學習模式的影響,學生中肯定會出現(xiàn)不適應的情況,特別是一些自主學習能力不強的學生,此時必須發(fā)揮指導教師的作用,積極扶持,保證拔尖生盡快適應課程學習和科研訓練的節(jié)奏。當然,此種模式對指導教師也是一個全新的挑戰(zhàn),若要保證拔尖生學習效果,教師必須提高自身綜合能力和素養(yǎng)。總之,以優(yōu)秀教師為紐帶的實驗教學模式在對學生精英意識的培養(yǎng)、個性化培養(yǎng)及主動實踐能力的強化等諸方面都取得了相應的成效。
3.構(gòu)建三維度化學實驗競賽體系
化學實驗競賽是全面考核學生化學實驗技能和創(chuàng)新能力、檢驗化學實驗教學效果的有效手段。為提高拔尖創(chuàng)新人才思維水平和實踐能力,我們構(gòu)建了三維度化學實驗競賽體系,包括基礎(chǔ)實驗競賽、綜合實驗競賽和學科競賽三個模塊,參賽學生為我校食品工程、動物生產(chǎn)、植物生產(chǎn)、動醫(yī)醫(yī)碩和生物科學專業(yè)拔尖班學生。競賽參照國家化學實驗競賽模式,略作調(diào)整,各參賽專業(yè)在賽前一周向組委會提供一份5人的參賽學生名單。競賽安排在每年的七月份舉行,為期3天,內(nèi)容包括實驗基礎(chǔ)理論考核(筆試)及實驗操作考核。競賽中的操作考核一般進行2天時間,每天從上午8點半開始,至下午3點結(jié)束。我們將操作考核分兩個階段,第一個階段是綜合實驗競賽階段,考核方向分別是普化、有機和分析,每個專業(yè)的5名同學在進考場前抽簽確定自己的操作方向。第一階段競賽結(jié)束后,各專業(yè)成績最高的2名同學進入第二階段競賽。第二階段競賽是能夠體現(xiàn)各專業(yè)學科特征的學科競賽,實驗題目體現(xiàn)各專業(yè)的前沿內(nèi)容,每個專業(yè)進入該階段的2名學生自動組成一組,協(xié)力完成實驗。競賽的層層推進,能較為全面地考查這些拔尖學生的基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新實驗能力。此外,實驗競賽操作考核能夠提高學生的自信心,夯實學生的實驗基本技能,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、相互協(xié)作的團隊精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識,使拔尖人才脫穎而出。由于我校三維度化學實驗競賽體系的構(gòu)建尚處于起步階段,還存在一些不足,今后我們將在實驗題目的選擇、參賽選手的培養(yǎng)模式及提高師資隊伍水平等方面進行更加深入的探索和實踐。
(三)建立教考一體化實驗考核模式
為實現(xiàn)培養(yǎng)農(nóng)業(yè)拔尖創(chuàng)新人才的目標,我們探索和構(gòu)建了一種既能評價學生對實驗技能的掌握程度和應用水平,又能調(diào)動學生學習積極性和主動性的教考一體化模式。
1.將期末考試分散到整個實驗課程中。第一階段是基本操作考核,檢查學生對容量瓶、滴定管等使用的掌握情況,考核結(jié)果將對學生基本實驗技能的掌握起到促進作用,同時幫助教師及時發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正;第二階段是綜合設(shè)計實驗考核,學生隨機抽簽,查閱資料,設(shè)計方案,獨立完成實驗,以訓練獨立分析問題與解決問題的能力和將理論與實際結(jié)合的能力;第三階段是創(chuàng)新實驗考核,以小組為單位進行,實驗題目與各拔尖班專業(yè)方向一致。通過三階段實驗考核,一方面學生在實踐能力、綜合能力和創(chuàng)新能力等方面都得到了培養(yǎng)和提高;另一方面適時的實驗考核能及時把學生在每一階段的學習現(xiàn)狀反饋給授課教師,教師及時調(diào)整教學內(nèi)容和教學方法,改進教與學的關(guān)系,提高教學效果。
2.為了讓學生在實驗中主動運用學過的理論知識積極展開邏輯思維,我們將“探究學習”模式與平時成績掛鉤,就是在實驗過程中或結(jié)束時,針對實驗現(xiàn)象、步驟中某些事先未預料到的狀況,通過老師引導,讓學生回答并予以評價。這種個別化質(zhì)疑考核使得在實驗中提問題的人數(shù)和討論實驗的人數(shù)明顯增多,感到實驗有收獲的人數(shù)也增加了。此外,在師生探討實驗中出現(xiàn)異常現(xiàn)象時,教師會獲得某些改進實驗的啟迪,促進實驗教學內(nèi)容的改革。這種“教—考,考—教”模式有利于保護拔尖創(chuàng)新人才的好奇心和思考力。
3.實驗報告既是對實驗課教學過程的總結(jié),也是對學生綜合分析和表達能力的有效鍛煉,一般占平時成績10%~20%左右。傳統(tǒng)的實驗報告為“五步走”格式:實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理和思考題,這種固定模式在一定程度上限制了學生的思維,不利于拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。鑒于拔尖班實驗內(nèi)容的經(jīng)典性、專業(yè)性和創(chuàng)新性,我們要求學生以每次實驗的基本目的為依據(jù),自己總結(jié)實驗的收獲,分析產(chǎn)生問題的原因及解決方法,寫出自己的心得體會;針對某些科研實驗如“除草劑和安全劑制備及初步表征”。我們還要求學生廣開思路,寫出形式多樣、分析性的論文,并將實驗報告成績提高到占平時成績的30%~40%。靈活多樣的實驗報告形式有效地培養(yǎng)了學生的邏輯思維能力,強化了學生的分析、歸納、總結(jié)和解決實際問題的能力。
三、結(jié)語
基礎(chǔ)化學實驗是農(nóng)業(yè)院校最重要的基礎(chǔ)課程之一,是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力和科學素質(zhì)的重要途徑。為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標,實驗內(nèi)容上將典型實驗與科研實驗相結(jié)合;教學上采用以網(wǎng)絡(luò)教學平臺為支撐的混合式教學方式,以及拔尖生優(yōu)秀教師制、三維度實驗競賽等多種靈活的培養(yǎng)模式;并將考核分散到整個實驗過程中,構(gòu)建了教考一體化的實驗考核模式。通過幾年的摸索與實踐,教改在保護拔尖生好奇心、提高學生思維水平和實踐能力方面取得了一些成效。
作者:楊昱徐雅琴楊玉玲白靖文單位:東北農(nóng)業(yè)大學理學院
一、精益求精,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習作風和準確的科學態(tài)度
化學是一門嚴肅的自然科學,它遵循大自然的變化規(guī)律,就其學科的特點而言,它是通過可知的物質(zhì)世界,研究物質(zhì)間的反應規(guī)律,再把這些規(guī)律性的知識運用到未知領(lǐng)域中去,從而得出研究未知領(lǐng)域的方法和理論,并指導實踐。任何重大的發(fā)現(xiàn)都要靠化學實驗予以證實。在化學領(lǐng)域中,任何一點小小的失誤都將造成巨大損失,延緩科學發(fā)展,因此,嚴謹、求實、準確的態(tài)度是從事科學的工作者必備的品德。
在教學過程中,我以科學家優(yōu)秀事跡為素材對學生進行思想品質(zhì)、科學精神、文化素養(yǎng)的教育。教育學生要誠實、不說假話、不弄虛作假、不作弊浮夸、不馬馬虎虎、不粗枝大葉,要有一種精益求精、不斷追求的科學精神。化學史上被稱為“第三位小數(shù)的發(fā)現(xiàn)”是一個極好的例子。1892年英國科學家瑞利多次測定發(fā)現(xiàn),從空氣中得到的氮氣每升重1.2572克,從氮氣的氧化物中得到的氮氣每升重1.2506克,兩者在第三位小數(shù)上存在差異,相差0.0066克,相當一個跳蚤的質(zhì)量。瑞利沒有忽略這一差異,更不認為是實驗本身的“誤差”加以“修正”,而是把他的實驗結(jié)果與研究的論文一起公開發(fā)表,這引起了他的朋友拉姆塞的注意,并開始研究這個問題。這就是惰性氣體最初被發(fā)現(xiàn)的過程。試想瑞利如果忽視了小數(shù)點第三位差異,會使惰性氣體發(fā)現(xiàn)推遲多少年呢?化學史上這一著名的發(fā)現(xiàn),真正體現(xiàn)了誠實和精益求精的科學精神。這一事例對學生的影響很大。
二、設(shè)計科學性訓練提綱,培養(yǎng)學生準確的表達能力
準確的表達和準確的記憶是分不開的。教學中要按照科學的記憶精心安排訓練內(nèi)容,訓練題可根據(jù)內(nèi)容有規(guī)律地排列起來。訓練學生在理解的基礎(chǔ)上進行準確的記憶和表達,首先讓學生掌握教材的內(nèi)容,帶領(lǐng)學生進行分析,把它的基本精神和邏輯結(jié)構(gòu)找出來,并用自己的語言把它們概括,進而準確地敘述下來,這就是通常學習時所作的提綱。經(jīng)過自己的分析,用自己的語言作過提綱的材料是比較容易記憶和保持的。記憶是建立在聯(lián)系和鞏固的基礎(chǔ)上的,在教學過程中,利用一些直觀的材料,如實物、圖片、模型、圖表、生活實踐中的應用等,并與之建立廣泛的聯(lián)系,有助于記憶,這比單獨的記憶效率高。另外,復習在記憶中起決定性的作用,記憶是建立聯(lián)系、鞏固聯(lián)系的過程,聯(lián)系要經(jīng)過強化才能鞏固,復習的作用就在于強化聯(lián)系。同時復習也可以為學生提供機會,促進理解,使記憶更牢固。我們學過的知識,如果經(jīng)常復習,就可長期不會忘記,能夠準確記憶的知識,也就能夠準確地表達出來。公務員之家
三、培養(yǎng)扎實基本功,克服心理障礙,減少失誤
參加過高考的學生會有這樣的感覺,考試中認為習題很難,試后反而感到很容易。要克服這種心理障礙,一是要培養(yǎng)學生良好的心理素質(zhì),二是要使學生有扎實的基本功,三是還要使學生會運用正確的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)。分析歷屆高考試題情況和得分情況,可以得出這樣的結(jié)論:第一卷、第二卷中的基礎(chǔ)知識內(nèi)容,如果基礎(chǔ)知識不扎實,平時養(yǎng)成不良的習慣,就會出現(xiàn)較大的失誤,而影響得分,導致整個考試的失敗。如果基礎(chǔ)知識扎實,基本功過得硬,臨陣就可以從容對待,即使是某些方面的習題出現(xiàn)了應付不了的局面,也會因基礎(chǔ)知識性習題得分高而不影響全局。每年高考題進行難度分析,新題型、信息題、知識遷移性習題不會超過30%,而對于基本功扎實的學生來講,他們就會有能力應用規(guī)律去尋找內(nèi)在的聯(lián)系而找出其解題方法,從而取得優(yōu)異成績。學生基本功是否扎實,取決于教師平時是否有計劃、有目的地對學生進行基礎(chǔ)知識的強化訓練,是否能及時糾正學生不良的學習習慣等,而這種培訓是長期的、艱苦的過程。
要討論“中美基礎(chǔ)教育孰強孰弱”這個問題,我們有必要采取更客觀的視角來觀察中美基礎(chǔ)教育的差異,并重新審視我國的基礎(chǔ)教育和我們以往的基礎(chǔ)教育觀,從中認真思考發(fā)展個體的創(chuàng)造力究竟需要什么樣的教育環(huán)境和社會文化環(huán)境。
中美教育比什么,以及怎么比,所得出的結(jié)論將是大不相同的。如果比較的是數(shù)理課程的學術(shù)性難度,中國的基礎(chǔ)教育肯定超過美國;如果比的是教育的效果、學生的實際能力特別是創(chuàng)造能力,則美國基礎(chǔ)教育的優(yōu)勢是我們難以否認的。
中國基礎(chǔ)教育的特點是進度快、難度高、知識點多。在同樣的教學時間里,我國學校教的知識難于、多于美國,這意味著我們的教育必然比美國的教育省略了很多東西。省略的是什么,與創(chuàng)造力有何關(guān)系。這需要我們進行具體而細致的分析。譬如,美國小學四年級的課本中涉及熱空氣上升原理的課程教法是:指導學生動手制作一個熱空氣氣球,學生要自己準備各種材料、自已動手制作,失敗了再重新做。這樣,整整一個星期的教學時間都花在制作一個熱氣球上。相比較,我國學校同類課程的教法則是,教師照課本講原理,學生聽講后背熟即可。
不難發(fā)現(xiàn),美國學校一星期的課程,我們只用10分鐘就可完成。正是由于進度快,所以課程內(nèi)講授的知識點多,但我們的快進度是有代價的,即我們省略了動手制作的全過程,因而我們的學生不會像美國學生那樣嘗試到成功,也不會體驗到失敗;不會知道照著書上的程序做仍會遇到很多困難,包括材料的性質(zhì)是否符合實驗要求,也包括具體的操作細節(jié)是否有誤差。在這樣一個自己動手的全過程中,學生必然要思考、要選擇、要尋找失敗的原因、要克服各種困難。如此學到的原理,就不只是書本上的抽象定義,而是包含著自己親身經(jīng)歷和真實體驗的生活道理。
中美兩國教學過程的差異向我們顯示,同樣是一個知識點,對中國學生來說,這只是書本上枯燥乏味的并與自己的生活毫無關(guān)聯(lián)的抽象理論;而對美國學生來說,書本上的內(nèi)容是有趣的,并且是自己在實際生活中喜聞樂見的。因此,與實際生活相連的教學過程不僅訓練了學生的動手能力而且能促使他們形成主動的學習態(tài)度和正確的知識觀;同時激發(fā)強烈的學習興趣和學習動力,這是個體可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。毫無疑問,當我們用10分鐘完成美國學校需要一個星期才能完成的教學任務時,我們的學生就不可能像美國學生那樣得到多方面的知識收獲和多方面的能力訓練。
我們常常籠統(tǒng)地說中國基礎(chǔ)教育的課程比美國難,其實,我們只是難在數(shù)學課程上,而其他課程,尤其是社會人文課程,美國學校的要求則遠遠高于我國。美國的孩子從小學起就開始學習按規(guī)范要求查文獻、寫論文,搞社會調(diào)查、寫調(diào)查報告。從中美兩國社會人文課程的比較來看,我國學校教育的課程難度低,教學要求更低。這意味著,在人文素質(zhì)的培養(yǎng)方面,我國的教育落后于美國,而人文素質(zhì)是構(gòu)建創(chuàng)造能力的總支撐,這方面的缺陷則是影響創(chuàng)造力發(fā)展的根基性的缺陷。
即使是數(shù)學課程,我們的難度也只是集中在數(shù)學的解題技巧上,而不在用數(shù)學思維來解決實際生活中的問題上。也就是說,在使用數(shù)學方法解決實際問題方面,我國學生的教學優(yōu)勢則不再顯現(xiàn)。當中國的學生把大量時間花在解高度抽象的數(shù)學難題的時候,美國的學生在參與各種各樣的社全實踐活動,并從中積累相應的經(jīng)驗和形成相應的能力。中國的基礎(chǔ)教育與學生的未來生活和工作脫節(jié),而美國的孩子卻在中小學階段就不斷積累未來工作所需要的能力以及社會生活所需要的經(jīng)驗。一個人的時間精力畢竟是有限的,我國學生由于深埋在智力游戲般的數(shù)學謎題中,使他們沒有時間參與各種對他們的未來有更重要影響力的社會實踐活動。
社會實際生活與實際工作需要的能力是多方面的,包括自我表達的能力、理解他人的能力、人際交往與溝通的能力。對于這些能力的培養(yǎng),中國的教育是基本忽略的,而美國的教育卻極為重視。在美國基礎(chǔ)教育階段的課程中,含有很多非常實用并且學生無論將來干什么都用得著的內(nèi)容,包括如何在最短時間里介紹自己,如何說服別人,如何傾聽別人的意見,如何在眾多可能性面前恰當?shù)剡x擇等等。顯然,美國學校比較注重培養(yǎng)學生適應社會的多方西能力,并有針對性地進行非常細致的能力訓練。
美國的學校教育注重在“做”中學。而學生正是在完整地做完每一件事的過程中,完整地了解實際境遇、完整地體驗實際感受、完整地遭遇實標困難、完整地解決實際問題,最終完整地獲得新的發(fā)現(xiàn)。在接觸真實的情景、完成真實的任務中,必然會鍛煉出處理問題的真實能力。“做”的過程是增長智慧的過程。相比較,我國的基礎(chǔ)教育沒有要求學生完整地“做事”,我們省略了完整地完成一件事的大部分過程,只是取出其中一個細節(jié)要求學生做好,即熟記教科書上需要考試的內(nèi)容。
創(chuàng)造力是人的綜合智慧的產(chǎn)物,需要多方面能力的支撐,而我國的基礎(chǔ)教育是在遠離社會生活實踐的狹小天地里,集12年的時光,僅培養(yǎng)了學生的一種能力,即通過記憶的手段完成應試任務的能力。
我國的基礎(chǔ)教育在追求快、難、多時,不得不省略或舍棄那些妨礙這一追求的東西,而在我們省略和舍棄的東西中,卻包含著很多對增長智慧和發(fā)展創(chuàng)造力來說最需要的條件、最根本的基礎(chǔ)。