應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗體系與實驗內(nèi)容優(yōu)化研究論文
對新建本科院校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)來講,實驗教學(xué)是實踐教學(xué)工作的重要組成部分,如何提高學(xué)生的實踐能力,培養(yǎng)滿足社會需求的化學(xué)專業(yè)人才,是很多新建本科院校實踐教學(xué)改革的重點和難點[2].
新時期新形勢下地方院校如何結(jié)合自身實際和特點,緊跟當(dāng)前發(fā)展趨勢,切實有效地推進大學(xué)化學(xué)實驗體系的改革與實踐,已成為大多數(shù)地方院校面臨的迫切任務(wù)[1].本文根據(jù)莆田學(xué)院實際情況,結(jié)合多年來教學(xué)過程中積累的經(jīng)驗,對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗體系和實驗內(nèi)容進行探討,以提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的實踐能力,適應(yīng)應(yīng)用型本科院校發(fā)展的需要。
1 實驗體系的歷史演變
2007 年之前,應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗課的內(nèi)容簡單按課程設(shè)置,有無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗、儀器分析實驗和化工原理實驗,采用的教學(xué)方法也非常傳統(tǒng),大體思路是:學(xué)生機械抄寫預(yù)習(xí)報告→指導(dǎo)教師講解→學(xué)生被動操作→提交實驗報告。實驗考核基本上按照學(xué)生實驗報告中實驗數(shù)據(jù)及處理結(jié)果來評定成績。暴露出來的問題也十分明顯:各門課程自成體系,有時為了課程體系的完整性就會造成部分實驗項目重復(fù);實驗項目基本為演示實驗或驗證實驗,學(xué)生多為照方抓藥,照葫蘆畫瓢,實驗過程中缺乏主動性;無綜合性實驗項目,造成學(xué)生所學(xué)基本技能呈現(xiàn)片段式,沒有將性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、檢測有機的結(jié)合起來[3].
2007 年開始針對原有課程體系存在的問題,在課程體系中加入了課程設(shè)計,但受到實驗場地和實驗器材的影響,所開設(shè)的實驗項目簡單,學(xué)生缺乏興趣。從 2012 年起大力改革實驗教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu),逐步加入了綜合性實驗、探索性實驗等,這些課程的開設(shè)大大提高了實踐環(huán)節(jié)所占的比重(圖 1),實現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標,
2 實驗體系的構(gòu)建與改革的探討
2.1 教學(xué)體系的改革
幾年來針對學(xué)生就業(yè)過程中遇到的問題,通過回訪的形式進行匯總,反饋到專業(yè),再對具體情況進行分析,總結(jié)課程設(shè)置的經(jīng)驗和存在的`問題,逐步構(gòu)建形成“多層次”的實驗?zāi)Ｊ?即化學(xué)基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗和探索性實驗三個層次[4-5](表 1)。
基礎(chǔ)性化學(xué)實驗以隨課開展的形式,課程由四大基礎(chǔ)化學(xué)作為支撐框架,實驗項目在選擇上按照學(xué)生能力培養(yǎng)過程中循序漸進地進行,基礎(chǔ)性實驗項目也是按照演示、驗證、合成、設(shè)計幾個實驗類型進行編排,這樣有助于學(xué)生動手能力的培養(yǎng),使學(xué)生快速從依賴式轉(zhuǎn)化成自主式�；A(chǔ)性實驗的目的是引發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣,對所學(xué)內(nèi)容有一個感性認識,掌握化學(xué)實驗過程中基本操作技能[6],如玻璃工操作,普通玻璃儀器使用,分析滴定操作,有機實驗裝置搭建,簡單儀器使用(如酸度計、電子天平、分光光度計、庫倫滴定儀、電導(dǎo)率儀等),掌握常規(guī)的制備、純化和分析方法。設(shè)計性實驗只給出實驗題目、實驗?zāi)康暮蛢x器藥品,由學(xué)生自行查找文獻、書籍撰寫實驗步驟或設(shè)計好實驗的具體操作方案,更好的體現(xiàn)學(xué)生的自主性。這類課程安排在大一、大二兩個學(xué)年完成。
綜合性實驗和探索性實驗以實驗專周的形式開出。 綜合性實驗安排在第四學(xué)期期中后集中 2 周開展,此時基礎(chǔ)化學(xué)實驗基本已近尾聲,學(xué)生已經(jīng)掌握了實驗基本技能和基本操作,這時開設(shè)綜合性化學(xué)實驗有助于學(xué)生將各門實驗課程由獨立的內(nèi)容進行知識重組融合,以達到更高層次的應(yīng)用。如開設(shè)的“草酸根合鐵(Ⅲ)酸鉀的合成、組成分析及結(jié)構(gòu)測定”就通過草酸根合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備(無機化學(xué)實驗)、化學(xué)分析測定鐵含量(分析化學(xué)實驗)、電荷測定(物理化學(xué)實驗)、熱重分析、紅外光譜(儀器分析實驗)等內(nèi)容全面應(yīng)用了幾門課程所學(xué)內(nèi)容。
探索性實驗比綜合性實驗更具有靈活性, 課程安排在第 5 學(xué)期開展, 學(xué)生根據(jù)個人興趣分組選做實驗,探索性實驗無固定實驗項目和實驗指導(dǎo)書,由應(yīng)用化學(xué)專業(yè)十五位教師指導(dǎo),每位教師帶一個實驗組,師生共同商定實驗內(nèi)容,實驗結(jié)束后不是上交實驗報告,而是上交課程論文,這樣也是為今后的畢業(yè)論文打下基礎(chǔ),而這又有別于畢業(yè)論文的一人一題的模式。
2.2 成績評定的改革
課程結(jié)束,通常通過考核的形式來檢驗教學(xué)效果,這就造成一部分學(xué)生專鉆空子,平時實驗不認真,實際技能沒有完全掌握,在后續(xù)的課程學(xué)習(xí)或工作中逐步暴露出基礎(chǔ)不扎實的弊病。經(jīng)過多年改革,以適應(yīng)越來越靈活的課程體系,實驗成績的評定也應(yīng)該做出相應(yīng)的調(diào)整�，F(xiàn)階段,實驗成績的評定,已由單純依賴實驗報告和技能考核來計分的方式逐步改進,注重實驗過程,預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗習(xí)慣、實驗報告均納入評價體系,采用的是預(yù)習(xí)(10%)+平時(20%)+報告(30%)+考核(40%)的比例進行考察。綜合性和探索性實驗采用了更為靈活的評分方式,比如,校級以上創(chuàng)新項目、科研立項可以免選綜合實驗,發(fā)表論文直接獲得學(xué)分。這些都直接激發(fā)了學(xué)生參與到科研項目中去的興趣。
2.3 教學(xué)形式的改革
莆田學(xué)院已逐步加大了實驗室的開放力度,盡量滿足學(xué)生利用課余時間開展實驗的愿望, 強化了基本實驗技能的訓(xùn)練,提高了參與科研的興趣。教學(xué)形式多元化,除了課堂實驗外,學(xué)校立項資助科研立項、大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目,省級大學(xué)生創(chuàng)新項目,教師科研項目,學(xué)生還可開展自主合作實驗,實驗、教學(xué)空間突破課堂,打破課內(nèi)課外界限,通過這些手段讓學(xué)生通過進一步的實驗探索以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
3 實驗體系改革的成效
隨著院系大力改革實驗體系,實驗教學(xué)在本科培養(yǎng)方案中所占的比重日益增大,經(jīng)過近幾年的逐步革新取得了不少成績。
3.1 教學(xué)效果有質(zhì)的飛躍
由于實驗教學(xué)中心的實驗內(nèi)容經(jīng)過精心選擇,充分體現(xiàn)專業(yè)相關(guān)的知識體系,實驗教師積極參與教學(xué)改革,勇于創(chuàng)新,探索提高教學(xué)效果的方法和手段,學(xué)生對實驗教學(xué)中心開出的實驗課有濃厚的興趣,學(xué)習(xí)積極性和主動性很高,實驗課程教學(xué)深受學(xué)生的好評。根據(jù)授課質(zhì)量反饋表統(tǒng)計,優(yōu)評率達 86.7%,較 2006年度的優(yōu)評率 78.8%有了顯著提升。
3.2 教學(xué)成果顯著
以實驗示范中心建設(shè)為契機,大力進行實驗室建設(shè),實驗條件不斷改善;并在學(xué)校專項教育教改課題的資助下,任課教師積極開展教學(xué)改革創(chuàng)新工作,積極參與課程建設(shè)、教材建設(shè)。近 5 年來共承擔(dān)校實踐類教學(xué)改革課題 7 項,撰寫教學(xué)論文 10 余篇,獲得校級教學(xué)成果獎三等獎 1 項(2013 年)。
3.3 學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提高
先進的教學(xué)理念、實驗教學(xué)環(huán)境和優(yōu)秀實驗師資隊伍為學(xué)生的實踐活動提供了高水平的平臺,目前學(xué)生的操作技能、綜合分析能力、創(chuàng)新實踐能力明顯提高。
(1)基本知識扎實,動手能力強
通過基礎(chǔ)型實驗的訓(xùn)練,學(xué)生掌握了基本的實驗操作方法和技能,能夠正確使用儀器設(shè)備,正確配制各種溶液,動手能力明顯增強。能夠準確收集實驗數(shù)據(jù),正確記錄實驗過程和結(jié)果、選擇正確的統(tǒng)計方法分析數(shù)據(jù),書寫規(guī)范的實驗報告,分析問題和解決問題的能力得到加強。
(2)獨立進行實驗設(shè)計,綜合能力強
所有的開放實驗均由學(xué)生自己設(shè)計,指導(dǎo)教師審核通過后開始實驗。在實驗過程中能夠準確觀察、記錄實驗現(xiàn)象,對實驗過程中遇到的問題和實驗結(jié)果進行分析判斷,得出合乎邏輯的實驗結(jié)論。
(3)積極參與創(chuàng)新實驗,成果顯著
在掌握基本實驗操作技能的基礎(chǔ)上,倡導(dǎo)實驗室開放,引導(dǎo)學(xué)生針對某一項目,進行課題設(shè)計,確定課題研究的內(nèi)容與方法,開展形式各樣的科研工作,并積極引導(dǎo)學(xué)生申報大學(xué)生創(chuàng)新項目,近三年應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生申報校級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目 8 項(表 2),省級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目 6 項。
(4)學(xué)生綜合素質(zhì)好,用人單位評價高
實行基礎(chǔ)訓(xùn)練-綜合設(shè)計-探索實驗研究三層次的遞進化教學(xué)。這種教學(xué)改革既培養(yǎng)了學(xué)生的基本操作能力,又培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用所學(xué)各門學(xué)科知識的能力,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,受到用人單位的好評。
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