時間:2023-02-28 15:57:46
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇大學化學實驗,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
2):實驗原理,該實驗是對寫的操作是什么通常是實驗室書世外桃源基礎上做在那里,你總結就行了。(您可以使用上述反應式)
3):實驗用品,包括在實驗中,液體和固體藥品使用的設備。(如酒精燈,濾紙,以及玻璃棒,后兩者用于過濾,這應該是在右側。)
4):實驗步驟:實驗書籍有(即上面的話,氫氧化鈉硫酸銅溶液加到生成藍色沉淀,再加熱藍色沉淀,觀察 的現象
5)的反應):實驗數據記錄和處理。
6):分析與討論
實驗目的:1. 學習從醇制備溴乙烷的原理和方法
2. 鞏固蒸餾的操作技術和學習分液漏斗的使用。
實驗原理:
主要的副反應:
反應裝置示意圖:
(注:在此畫上合成的裝置圖)
實驗步驟及現象記錄:
實 驗 步 驟現 象 記 錄
1. 加料:
將9.0ml水加入100ml圓底燒瓶, 在冷卻和不斷振蕩下,慢慢地加入19.0ml濃硫酸。冷至室溫后,再加入10ml95%乙醇,然后在攪拌下加入13.0g研細的溴化鈉,再投入2-3粒沸石。
放熱,燒瓶燙手。
2. 裝配裝置,反應:
裝配好蒸餾裝置。為防止產品揮發損失,在接受器中加入5ml 40%nahso3溶液,放在冰水浴中冷卻,并使接受管(具小咀)的末端剛好浸沒在接受器的水溶液中。用小火加熱石棉網上的燒瓶,瓶中物質開始冒泡,控制火焰大小,使油狀物質逐漸蒸餾出去,約30分鐘后慢慢加大火焰,直到無油滴蒸出為止。
加熱開始,瓶中出現白霧狀hbr。稍后,瓶中白霧狀hbr增多。瓶中原來不溶的固體逐漸溶解,因溴的生成,溶液呈橙黃色。
3. 產物粗分:
將接受器中的液體倒入分液漏斗中。靜置分層后,將下層的粗制溴乙烷放入干燥的小錐形瓶中。將錐形瓶浸于冰水浴中冷卻,逐滴往瓶中加入濃硫酸,同時振蕩,直到溴乙烷變得澄清透明,而且瓶底有液層分出(約需4ml濃硫酸)。用干燥的分液漏斗仔細地分去下面的硫酸層,將溴乙烷層從分液漏斗的上口倒入30ml蒸餾瓶中。
接受器中液體為渾濁液。分離后的溴乙烷層為澄清液。
4. 溴乙烷的精制
配蒸餾裝置,加2-3粒沸石,用水浴加熱,蒸餾溴乙烷。收集37-40℃的餾分。收集產品的接受器要用冰水浴冷卻。無色液體,樣品+瓶重=30.3g,其中,瓶重20.5g,樣品重9.8g。
5.計算產率。
理論產量:0.126×109=13.7g
產 率:9.8/13.7=71.5%
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.246
根據化學實驗能夠將化學理論與實踐進行有效融合、整合、應用,對化學實驗效果提升具有重要作用。設計性實驗將實驗方法作為中心,繼而創新化學實驗模式,并做好綜合性研究。設計性實驗對學生能力的提高具有重要作用,同時具有較大研究價值。
1 設計性實驗特點
1.1 全面性
設計性實驗涉及學科內容眾多,化學實驗應凸顯科學、綜合、靈活性思維形式,使學生能夠在實驗中得到能力的提升,尋找到解決問題的方法,創新思維模式。如:在無機制備與有機合成知識融合中,進行表征任務分析或是利用催化劑與性能檢測融合等方法。
1.2 研究性
不同實驗中包含一個實驗課題,學生在實驗過程中需自主進行資料搜集;同時結合設計實驗方案與操作性書寫論文。在課題研究中,學生應自主、獨立進行課題探究,掌握實驗過程遇到的問題,制定解決方法。利用這種模式,打破了傳統實驗教學模式,實現了創新,對學生自主學習能力、化學實驗研究性具有重要影響。
1.3 創新性
大學實驗教學中,應立足多樣化、創新、環保項目內容,擴大學生知識視角與創新思維。在設計性實驗內,教師應將科研成果轉為設計性實驗,使學生能夠接受到最先進的實驗知識,對后續學習具有幫作用。
2 大學化學實驗中設計性實驗不足
一些院校在化學實驗教學中,主要為有機實驗與無機實驗、分析設備監測、物理化學實驗等,使得學科項目被分解,缺少學科有效連接、實驗教學內容缺乏特點體現,多為驗證性實驗。種種原因造成教學資源使用效率平平、缺少完善的管理制度。隨著新課程教育教學的落實,多數院校開始致力于教學革新中,增加設計性實驗教學課時。不過在事實教學中,并未有明顯教學體現,仍然存在諸多問題。
2.1 實驗管理制度問題
設計性實驗對實驗設備、教師水平要求較為嚴格;同時,相對于傳統基礎化學實驗,設計性實驗成本投入高于普通化學實驗。受經濟因素限制,使得設計性實驗一直未得到推廣與普及。一些院校為達到基礎評估需求,而選擇進行一些設計性實驗;但在實際實驗教學中,缺少化學實驗教學的融合,較為形式化,缺少完整的管理機制。現階段多數院校化學實驗管理制度存在諸多問題,實驗教師無法充分發揮作用優勢,實驗教學報酬得不到有效保證,理論知識教學較多而影響實驗管理,造成設計性實驗難以繼續開展下去。
2.2 教學內容落后
在設計性實驗中,教學內容落后成為重要教學問題。通常狀態下,設計性實驗主要是增加綜合實驗內容,而缺少有機、無機等學科融合,課程教學缺少直接連接,以及有效教學形式進而達到全面培養目標。盡管多數學校已經致力于設計性實驗教學內容中,但缺少有效的成果轉變機制,使得學生難以達到學以致用目的,造成學習興趣的降低。
3 大學化學設計性實驗方法
3.1 調動學生學習興趣
大學階段,學生對化學知識已經有一定基礎,了解有關化學理論知識與實驗。對此,在這一過程中應科學應用設計性實驗,為學生創造更多知識運用機會。學生進行自主設計實驗,對能力的提升、興趣的激發具有重要作用。學生在實驗任務探究階段,能夠運用所學化學知識內容進行方案設計,進而找到有效方法與結論。在其過程中,學生完全自主獨立解決問題,當學生找到解決問題的方法與結論則會油然而生一種成就、自豪感。這對化學知識深入研究具有重要推動作用,提升學生學習興趣進而將更多精力投入到化學設計性實驗中。
3.2 提升學生實踐能力、創新意識
在設計性實驗中,能夠將被動科研學習轉變為主動學習。設計性實驗中涉及眾多化學概念原理,學生可以通過無限的空間遐想創新思維。在實際操作過程中,學生利用創新型思維與探究性思維,將所思所想體現在實驗設計中。當學生完成實驗階段,創造思維得到了啟發,提升實踐能力進而發揮教學主體作用。學生在設計性實驗過程中,需要自主進行方案設計與資料搜集,結合實驗目的選擇有關實驗設備與方案。在其設計階段,學生需要獨立面對實驗過程中可能出現的問題,要靈活運用思維得到實驗答案。在這一形式下,對學生主觀能動性的發揮具有重要作用,提高實踐能力。在實驗結束后,學生進行論文寫作,論文寫作是一個將實踐轉變知識概念的過程,需要學生有嚴謹的思維模式與總結思維,對實驗中的不足與解決方法轉換為文字形式。在這一階段中,學生發現問題、探究問題、方法總結能力將得到有效培養,對學生綜合素養的的提升也具有一定推動作用。
3.3 完善學生化學知識結構
設計性實驗包含眾多學科內容,例如:二級學科操作技能和理論知識;在其實驗階段,學生運用多個學科知識融合過渡至實驗中進而解決問題。在其過程中,擴大了學生知識視角、完善學生知識結構。材料、環境概念知識融入至實驗教學內能夠有效彌補以往實驗教學學科內容兩極化問題,提升了學生綜合能力。
4 結語
綜合分析,設計性實驗是現代教育教學改革下的產物,對學生能力的提升具有重要作用。因此,需要有關院校引起高度重視,提倡應用設計性實驗教學。筆者著重對大學化學實驗設計性實驗進行分析,希望各院校充分發揮理論與實踐融合理念進而做好化學人才的培養。
參考文獻:
[1]吳肖,熊建文.微信企業號支持下的設計性實驗教學――以“大學物理設計性實驗”課程為例[J].現代教育技術,2017(01).
關鍵詞:
大學;化學實驗;設計性實驗;研究分析
根據化學實驗能夠將化學理論與實踐進行有效融合、整合、應用,對化學實驗效果提升具有重要作用。設計性實驗將實驗方法作為中心,繼而創新化學實驗模式,并做好綜合性研究。設計性實驗對學生能力的提高具有重要作用,同時具有較大研究價值。
1設計性實驗特點
1.1全面性
設計性實驗涉及學科內容眾多,化學實驗應凸顯科學、綜合、靈活性思維形式,使學生能夠在實驗中得到能力的提升,尋找到解決問題的方法,創新思維模式。如:在無機制備與有機合成知識融合中,進行表征任務分析或是利用催化劑與性能檢測融合等方法。
1.2研究性
不同實驗中包含一個實驗課題,學生在實驗過程中需自主進行資料搜集;同時結合設計實驗方案與操作性書寫論文。在課題研究中,學生應自主、獨立進行課題探究,掌握實驗過程遇到的問題,制定解決方法。利用這種模式,打破了傳統實驗教學模式,實現了創新,對學生自主學習能力、化學實驗研究性具有重要影響。
1.3創新性
大學實驗教學中,應立足多樣化、創新、環保項目內容,擴大學生知識視角與創新思維。在設計性實驗內,教師應將科研成果轉為設計性實驗,使學生能夠接受到最先進的實驗知識,對后續學習具有幫作用。
2大學化學實驗中設計性實驗不足
一些院校在化學實驗教學中,主要為有機實驗與無機實驗、分析設備監測、物理化學實驗等,使得學科項目被分解,缺少學科有效連接、實驗教學內容缺乏特點體現,多為驗證性實驗。種種原因造成教學資源使用效率平平、缺少完善的管理制度。隨著新課程教育教學的落實,多數院校開始致力于教學革新中,增加設計性實驗教學課時。不過在事實教學中,并未有明顯教學體現,仍然存在諸多問題。
2.1實驗管理制度問題
設計性實驗對實驗設備、教師水平要求較為嚴格;同時,相對于傳統基礎化學實驗,設計性實驗成本投入高于普通化學實驗。受經濟因素限制,使得設計性實驗一直未得到推廣與普及。一些院校為達到基礎評估需求,而選擇進行一些設計性實驗;但在實際實驗教學中,缺少化學實驗教學的融合,較為形式化,缺少完整的管理機制。現階段多數院校化學實驗管理制度存在諸多問題,實驗教師無法充分發揮作用優勢,實驗教學報酬得不到有效保證,理論知識教學較多而影響實驗管理,造成設計性實驗難以繼續開展下去。
2.2教學內容落后
在設計性實驗中,教學內容落后成為重要教學問題。通常狀態下,設計性實驗主要是增加綜合實驗內容,而缺少有機、無機等學科融合,課程教學缺少直接連接,以及有效教學形式進而達到全面培養目標。盡管多數學校已經致力于設計性實驗教學內容中,但缺少有效的成果轉變機制,使得學生難以達到學以致用目的,造成學習興趣的降低。
3大學化學設計性實驗方法
3.1調動學生學習興趣
大學階段,學生對化學知識已經有一定基礎,了解有關化學理論知識與實驗。對此,在這一過程中應科學應用設計性實驗,為學生創造更多知識運用機會。學生進行自主設計實驗,對能力的提升、興趣的激發具有重要作用。學生在實驗任務探究階段,能夠運用所學化學知識內容進行方案設計,進而找到有效方法與結論。在其過程中,學生完全自主獨立解決問題,當學生找到解決問題的方法與結論則會油然而生一種成就、自豪感。這對化學知識深入研究具有重要推動作用,提升學生學習興趣進而將更多精力投入到化學設計性實驗中。
3.2提升學生實踐能力、創新意識
在設計性實驗中,能夠將被動科研學習轉變為主動學習。設計性實驗中涉及眾多化學概念原理,學生可以通過無限的空間遐想創新思維。在實際操作過程中,學生利用創新型思維與探究性思維,將所思所想體現在實驗設計中。當學生完成實驗階段,創造思維得到了啟發,提升實踐能力進而發揮教學主體作用。學生在設計性實驗過程中,需要自主進行方案設計與資料搜集,結合實驗目的選擇有關實驗設備與方案。在其設計階段,學生需要獨立面對實驗過程中可能出現的問題,要靈活運用思維得到實驗答案。在這一形式下,對學生主觀能動性的發揮具有重要作用,提高實踐能力。在實驗結束后,學生進行論文寫作,論文寫作是一個將實踐轉變知識概念的過程,需要學生有嚴謹的思維模式與總結思維,對實驗中的不足與解決方法轉換為文字形式。在這一階段中,學生發現問題、探究問題、方法總結能力將得到有效培養,對學生綜合素養的的提升也具有一定推動作用。
3.3完善學生化學知識結構
設計性實驗包含眾多學科內容,例如:二級學科操作技能和理論知識;在其實驗階段,學生運用多個學科知識融合過渡至實驗中進而解決問題。在其過程中,擴大了學生知識視角、完善學生知識結構。材料、環境概念知識融入至實驗教學內能夠有效彌補以往實驗教學學科內容兩極化問題,提升了學生綜合能力。
4結語
綜合分析,設計性實驗是現代教育教學改革下的產物,對學生能力的提升具有重要作用。因此,需要有關院校引起高度重視,提倡應用設計性實驗教學。筆者著重對大學化學實驗設計性實驗進行分析,希望各院校充分發揮理論與實踐融合理念進而做好化學人才的培養。
參考文獻:
[1]吳肖,熊建文.微信企業號支持下的設計性實驗教學——以“大學物理設計性實驗”課程為例[J].現代教育技術,2017(01).
[2]郭俊青,李佳,呂國偉,王海霞.甲基橙插層水滑石的制備及表征——一個大學化學開放性實驗設計[J].大學化學,2017(01).
中圖分類號:TQ0 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2011)023(C)-0181-01
十九、二十世紀的英國哲學家懷德海在《教育的目的》一書中寫道:“在中學階段,學生應該伏案學習;在大學里,他該站起來,四面望。”大學應該重視培養學生的智慧,大學化學實驗是化學專業新生走進大學校門,接受化學教育的第一門專業實驗課,教師如何教?學生如何學?這是一個現實的問題。結合自己的工作經歷,第一堂化學實驗課可從以下幾個方面來進行。
一、激發學生的學習興趣。化學是社會迫切需要的實用科學,與衣、食、住、行、能源、信息、材料、國防、環境保護、醫藥衛生、資源利用等都有密切關系[1]。如此貼近生活的課程,具有很強的實在感。首先講授與生活相關的化學實驗內容讓學生充分感受化學的魅力,讓學生對學習這門課感興趣。例如我們做飯時味精不易早放,是因為高溫時味精容易分解生成有毒的谷氨酸鈉;炸油條時油條會膨脹是與化學反應有關,做油條的面里放了少量的酵母,還有蘇打、明礬,和面時蘇打和面團里的水分發生反應,這樣油條及會膨脹而浮出水面,化學反應為:
Na2CO3+H2O=NaOH+NaHCO3
Al2(SO4)3+6 NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4
2 NaHCO3 =Na2CO3+CO2+H2O
二、教給學生實驗學習方法。教師要避免干癟單純說教,要有理有據教給學生實驗學習方法[2]。具體包括認真預習、重視實驗操作、寫好實驗報告和作業三個環節。結合第一次實驗教學項目――儀器的認領、基本操作和安全知識這一課為例,要求學生課前預習實驗內容,可通過上課提問交流的方式來檢查預習的效果;課堂上領取大學化學實驗常用儀器,熟悉儀器名稱、規格、了解使用注意事項,學習并練習常用儀器的洗滌和干燥方法,了解實驗室安全知識;課后總結認真書寫報告,重點落在實驗結果討論和對實驗內容、方法提出改進意見,可在下一次實驗課上進行集體討論以促進學生學習。
三、現場演示教學。利用多媒體仿真技術,對實驗儀器設備的操作進行演示,多媒體教學可以增加教學信息量,多媒體色彩逼真的畫面,使學生能夠從多角度直觀、形象、生動地進行實驗觀察,使學生對儀器認領實驗有初步的感性認識。為了使學生更好地掌握第一次實驗內容,這種形式可以很好地調動學生學習的積極性。
四、讓每一位學生代替老師教學。在第一次的實驗教學中,讓每位學生來講解認領一種實驗儀器,其他學生和老師一起當聽眾,并可適時提問,如果學生實在講解不了的問題,由老師給予補充講解,這樣一來,學生在實驗教學中的被動地位就會被改變,這不僅對鍛煉學生的主動性和積極性相當有好處,而且也能起到教學相長的作用。在課堂上,由于是第一次參與互動,學生們表現出極高的熱情,他們每人取一樣自己認識的儀器,把儀器的名稱、規格、使用注意事項講給大家聽,比如有位同學在介紹滴管的使用時講解非常到位,尖嘴距離試管口約1cm外滴加,不伸入試管內;不倒拿;不亂放;專管專用,不交叉使用;1毫升滴液是多少滴。
五、討論互動式實驗教學。教師和學生討論互動[2],教學重點放在實驗事項及操作提示。第一次認領儀器,一是認領到手;二是認識領會。大多數學生在中學時,未曾進過實驗室,或者進過實驗室,但沒能親自動手去作實驗,取用、洗滌、整理儀器時,經常發生打碎玻璃儀器的現象,和學生討論要注意到的問題:①取儀器時,放在實驗臺中心或實驗柜臺架里,切忌放在桌邊。②洗滌儀器時,毛刷不能用力過猛,以防捅破試管底;玻璃儀器不得觸碰水嘴、洗滌池等尖硬器物。③實驗結果要求,試管和其他玻璃儀器洗凈的標志是,不掛水珠,表面有一薄層均勻水膜。
六、培養學生的實驗素養。化學實驗素養則是化學實驗活動中個人修養所達到的專業程度及其表現,它是學生個體在化學實驗中的思想、態度、精神,知識、技能、方法和能力,品質、習慣和作風等諸方面專業實際水平的綜合體現。第一次實驗中,教師就要注意培養學生的實驗素養。誠實,不僅是做人應具有的品質,更是保障實驗順利進行的基本條件。通過填寫“儀器短缺破損補領單”,教師可發現學生存在的問題,并及時糾正。培養學生的實驗素養,養成良好的實驗習慣和科學實驗態度,也是上好第一堂課的主要目的、主內容。
在平時的教學過程中,我特別重視第一堂課,既向學生講明本門課程的目的、內容、要求,又注重教學效果。一位學生在實驗總結中這樣寫到:“化學實驗讓我明白化學是一個豐富多彩的世界,由物質的消失和新物質的生成讓我看到了化學的神奇,這讓我對化學的興趣越來越濃。”培養學生學習的興趣,我力求創設寬松、和諧、愉快、自由的實驗學習環境,讓學生在第一課中得到不同的感覺和發現。從而使學生化消極被動地學為積極主動地學,由不愛學到愛學,最后達到渴望學。在教學實踐中認真探索,自己受益非淺,教學效率又得到顯著提高。
作者單位:淮南師范學院化學與化工系
作者簡介:潘向萍(1974― ),女,安徽淮南人,工學碩士,教師,主要研究興趣:功能高分子材料。
盡管隨著科學技術的發展,我國對高校實驗教學也越來越關注,但還有不少高校的改革還停留在紙上,并沒有真正的落實下去。這導致實驗教學不受重視甚至被忽略。當前社會需要高素質的創新型人才,不重視實驗教學勢必會造成學生失去動手能力,只會“夸夸其談”,無法在社會上立足,進一步對高校化學實驗進行改革勢在必行。
1實驗教學的理念
在實驗教學的過程中,一定要保證學生處在主體地位,教師只是起到一個輔助的作用,一切改革都是依靠培養學生的興趣為方法來達到提高學生實踐和創新能力的目的,都是為了真正培養出適合當代社會的高素質人才。
2實驗教學改革措施
在高校化學實驗教學改革的過程中,只有找準方向,才能達到培養適合新社會的高素質人才的目的。對此,筆者提出以下幾點建議。
2.1將實驗教學改革落實到實踐中去受資金、教學水平、設備等多種因素的限制,很多教學在進行實驗教學的過程中遇到了很多困難,造成很難真正提高學生的動手能力,高校應在國家的援助下,一方面盡量多的投入資金更新實驗器材,另一方面根據自己地區學生的特點,編寫新的實驗教材,真正把實驗的設計和應用融為一體。
2.2創建自主學習平臺
借助科技的幫助創建學生自主學習平臺,可以縮短教師和學生之間的距離,加強師生之間的交流,讓學生無論在何時何地都能對不解的問題進行探討。內容豐富的教學平臺可以在課下為實驗教學提供堅實的后盾。
2.3建立完善的獎懲制度
在實驗課上,要想令學生認真的完成實驗并對其有深層次的了解,獎懲制度是必不可少的。教師可以對學生在課前的預習程度,實驗的操作規范程度,實驗的結果等多方面進行打分,嚴格要求學生認真對待每次實驗,這樣做不僅可以規范實驗教學,提高學生的動手能力,還可以培養學生對待事情認真嚴謹的態度。
2.4開放更多的實驗室
要想真正地提升學生的實踐能力,就要給學生更多的自由支配時間,盡量讓學生養成事事靠自己的習慣,這就要求高校開放更多的實驗室,讓學生在課余時間也能在實驗室探究問題,從而提高學生的創新能力和動手能力。同時也要保證實驗室的規范性,學生實驗時盡量保證教師在場,避免發生安全問題。
2.5組織更多的實驗競賽
經常舉辦實驗競賽,有助于加強高校各個部門之間的交流,并且可以很好的調動學生的競爭精神,讓學生以極高的熱情投入到實驗學習中去,經常參加競賽可以培養學生的團隊意識,創新和動手能力。
2.6建立素質過硬的教學隊伍
高素質的教學隊伍是一切實驗教學的基礎。教師水平的高低和教學的成果有著密切的聯系。高校應采取完善的管理措施,督促教師不斷地學習先進知識去提高自身的教學能力,并對表現優秀的教師予以嘉獎,以達到提高教學質量的目的。
2.7在實驗教育中加強安全教育
安全是實驗的第一要素,保證學生在實驗過程中的人身安全是每所高校在實驗改革中首先要考慮的,目前我國在實驗過程中的安全措施還不夠完善,防護器材配備不足,部分高校并不重視安全問題,存在著極大的安全隱患。高校應加強安全教育,保證每個學生在安全的環境下進行實驗是每所高校應盡的義務。
2.8堅持創新
我國目前的教學實驗大多為從前的經典實驗,講解繁瑣,步驟嚴苛,很難引發學生的興趣,已經不再適合運用于當代人才的培養。我國應對實驗教學中進行創新,對舊的教學實驗去其糟粕,取其精華,挑選出學生感興趣并對學生提高實踐能力有幫助的實驗內容,從而促進我國實驗教學更好更快地發展。
2.9建立教學示范中心
教學示范中心的建立對周邊高校實驗的改革有著很好的帶頭模范作用,在建立教學示范中心的過程中,我們應該堅持教學思想的創新,加強和周邊高校的交流,形成地區特色,讓教學示范中心幫助更多的教師和學生。
3大學化學實驗教學改革實例
近年來很多大學對實驗教學進行了改革并取得了一定的成果。
3.1改革思路
東北大學在教學改革的過程中,堅持把實驗和理論結合起來,運用高素質的人才進行實驗教學,如張寶硯教授、方肇倫院士等,增添了一系列符合時代特色的新課程,并采用平時成績和考試成績相結合的方式,全方位考核學生的實踐能力。在實驗中堅持嚴格管理,培養出了一大批高素質人才,而蘭州大學更是自制了化工設備運用到教學當中,在節約資金的同時又維持了實踐教學的開展。在實驗制度方面,蘭州大學建立了一系列完善的管理制度,如《實驗室安全管理制度》、《儀器設備管理制度》、《實驗員職責》等,很好地保證了實驗高效穩定安全地進行。
3.2改革成果
在近年的教學改革中,我國高校的學子和教師們取得了優秀的成績。如蘭州大學的朱建榮在美國Innocentive公司舉辦的化學競賽中榮獲二等獎,東北大學的徐淑坤教授榮獲中科院自然科學二等獎等。
4結論
隨著時代的進步,人才的評定標準已經不再依據掌握知識的多少,而是更多的看重人的動手能力和學習能力。這就要求我們對現有的實驗教學模式進行改革,提高學生的實踐能力,培養出適合時展的高素質復合型人才。只要我們堅持對實驗教學進行深化改革,就一定能令我國的教育事業穩定快速地發展。
參考文獻:
[1]李嬋娟,鄧祥宜,凌潔玉,等.獨立學院生物化學實驗教學改革的探索與實踐[J].安徽農業科學,2015,(26):384~385.
中圖分類號:G633.8
文獻標志碼:A
章編號:1002-0845(2007)02-0050-02
一場實驗考試下來,總能聽到不少老師抱怨:這些學生的動手能力太差,問這也不會,問那也答不上來,他們基本沒有分析問題和解決問題的能力。
造成上述不能令人滿意的結果的原因很多,除了國家的教育經費投入不足,教材的選取不合理,學生的家庭背景、心理狀態和臨場發揮的差異等等因素外,筆者認為更重要的是傳統的教學模式在作怪。因此,必須對傳統的化學實驗課教學進行改革。
一、摒棄“依綱靠本”的觀念,編制符合校情的實驗教材
長期以來,在學校教學中有一種很流行的觀念,叫“依綱靠本”。意思是說,教師教書要依據大綱,不能離開課本。課本等于全部教學任務,教師教課、學校考試都不能超出課本范圍。這樣就使教學內容和育人目標被鎖定在一個狹小的圈子之內,教師和學生成了教材的奴隸。不難看出,這種對教材的使用方法是應試教育課程觀的產物,直接妨礙著教師對學生創新意識和實踐能力的培養。隨著現代科學技術的日新月異,教材內容的老化、脫離實際等問題也日漸突出。
為了解決上述問題,我們立足現實,結合校情,自編了一本“實驗化學”教材。該書是我們教研室多年工作的智慧結晶,體現了時代精神。時代在變,實驗內容也應作相應調整。如今年在新開設的實驗項目中就增設了“納米ZnO的制備及表征”等內容,這些實驗反映了當今世界的最新成果,讓學生實實在在地體會到了現代高科技并不是那么神秘的,它們就在自己身邊。
二、打破學科間“條塊”分割格局,引進學科交叉的實驗內容
各個學科有各個學科的特點,也就有各自的實驗教材。這些實驗內容專業性強,有其自身的特點,在一定程度上可以鍛煉學生動手能力,但對學科間的聯系缺乏銜接,這是傳統的實驗教材的通病。而涵蓋學科交叉的綜合實驗,可以更好地引導和啟發學生的思維,培養他們綜合應用所學知識去解決實際問題的能力。為此在選擇實驗內容時,我們一方面注重基礎實驗的開設,另一方面還增設了復合型實驗內容。如在“物理化學”實驗中,我們增添了“酪氨酸酶的提取及性能分析”等實驗內容,該內容將“生物化學”、“分析化學”、“物理化學”等好幾個學科交織在一起,能夠使學生思維得到綜合訓練。
三、改革傳統實驗課的教學手段和方法
傳統的實驗課是“教師講授―學生實驗―報告書寫”三段式模式,這種模式雖然對提高學生的實驗能力起到了一定的成效,但總體來看,效果并不理想。多年的執教經驗告訴我們,該法易滋生學生的惰性心理,不利于培養學生分析問題的能力。筆者就實驗教學的方法作過多次嘗試,認為學生課前預習、教師精講、示例、設問、提示、研討和評價等七個環節綜合實施更能提高學生的綜合素質。
課前預習是前提,沒有充分的課前預習,學生只能是被動地接受老師的講解,實驗的目標性就不強。教師的精講也不是面面俱到,而是重點內容重點講,實驗儀器操作要進行示范。授課時,應多增加設問內容,以引導學生去思考。當學生答不出時,不要直接給予答案,而要采用點撥的方式加以暗示,啟發學生思維。
學生實驗過程中,指導教師要眼觀六路,耳聽八方。遇到學生不正確的操作時,要用委婉的語氣加以引導,而不應過分指責。如使用托盤天平時,有些學生非左物右碼,而是右物左碼。筆者看后不覺有些好笑,只是小聲地說:“同學,一次性將被測物放在左面,用右手取放砝碼不是很順手嗎!”學生聽后,似乎悟出了一些道理,笑著說:“老師,我明白了,這樣規定原來是為了操作方便呀!”此外,實驗過程中,學生會遇到許多意想不到的問題,而這個時候,正是考驗每一位學生的最好時刻。學生必須面對現實,冷靜地、細心地、有條理地、具體地分析每一個數據和結果,觀察和回顧每一個具體實驗過程和步驟。在此基礎上,提出詳細的整改意見,不斷修正實驗方案,以便實驗能夠順利進行。每一個步驟和每一個改進,都必須十分謹慎和小心,不能有半點差錯,否則將會前功盡棄或者誤入歧途。
實驗過程中,教師的角色應由傳統的課堂“主宰者”變為學生學習迷途中的“向導”;而學生則由傳統的“被動接受的機器”轉變為在和諧、寬松環境中的實踐者和探索者。只有這樣,學生的判斷能力、分析能力以及歸納能力才會得到提高。面對學生的提問,教師要做到“四個不輕易”。即不輕易打斷學生的發言,不輕易否定學生的結論,不輕易中斷學生的爭論,不輕易給學生“正確答案”。讓學生在平等的氛圍中與教師打交道,這樣才能充分發揮學生的積極性和想象力。
實驗完成后,學生要完成實驗報告。一些老師要求報告內容的結尾要完成課后的思考題,而筆者則認為分析實驗的成敗與得失更重要。因為這樣更能培養學生的思維能力。學校開設的大學化學實驗我都指導過。對有機化學實驗,要分析影響產率高低的原因;對分析化學實驗,得考慮引起各組平行實驗數據差異的原因,是系統誤差還是偶然誤差抑或是方法不當所引起的;對物理化學實驗,應從溫度、操作熟練程度、樣品的濃度等各方面考察實驗結果與實際發生偏離的原因……。
學生作業上交后,應認真及時地全批全改。強調及時,尤為重要,因為只有這樣實驗信息才能得到及時反饋。事實證明,及時的反饋比遲到的反饋效果要好得多。作業批改完后,對完成好的同學,該鼓勵的就鼓勵,不足的地方找學生當面談清楚。這里的“當面”也十分重要。我曾見過不少學生拿到下發的作業本后,不是隨手一扔,就是放在書包里,仔細看閱者并不多。
四、改變傳統實驗考核依附于理論課考核的做法,積極探索和完善實驗操作考核制度
傳統的大學化學實驗課考核依附于理論課考核,理論課成績愈高,其總體成績就愈高,據此根本無法對學生的動手能力和獨立思考問題的能力做出評判。我們教研室多方積累,已逐步形成了一整套規范化的操作考試體系,即教師先準備好十來個操作試題,試題內容有學生做過的,也有未開設過的實驗,學生抽簽確定考題,然后由一個老師監考一個學生。考試期間學生可以看閱教材和參考書,教師則按預先設定的各操作的評分標準,根據考生的操作及數據處理,現場評分。這一舉措對規范學生的操作,培養學生的思維起到了積極的作用。
總之,通過編寫教材,選取恰當的實驗內容,全面落實七步教學法,完善考核體系后,一個學期下來,筆者所帶過的班級學生的動手能力明顯改觀:他們思維敏捷,具有一定的分析問題的能力,實驗操作考試成績大多在良好以上,有兩位同學還被選派去參加了湖北省大學化學實驗操作競賽。
參考文獻:
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一、化學實驗課之前學生應該做的事情
根據翻轉課堂教學方案的理論要求,學生在化學實驗課上課之前要做到的事情是預習本次實驗課的實驗內容,認識試驗器械,搞懂實驗原理還有設施實驗步驟。學生僅靠實驗教材上的內容是遠遠不能完成的,學生們要在網上查找實驗相關的知識,通過自學掌握實驗的知識要領,能夠回答化學實驗的課后習題,還要能夠獨立完成本次實驗。例如,大學化學試驗中的蒸餾和沸點的測定,學生要根據教材上的內容填寫實驗報告。具體的內容有:清楚地知道本次實驗的目的是熟悉蒸餾法分離物品的實驗方法。還要認識并會使用實驗所用到的實驗器械,要能夠會用各儀器組裝蒸餾裝置,知道裝置上每部分的使用用途及注意事項,最后自主回答實驗問題。翻轉課堂模式教學的運用對學生而言,增大了學生學習的挑戰,學生獲得知識的渠道不再是靠教師一點點傳輸,現在要靠自己去查找資料獲得知識,這樣得來的知識更不易忘記,記憶更深刻。另外,同學之間在課前預習如果遇到什么問題會聚在一起討論,增進了同學之間的感情,也培養了集體團隊意識。
二、教師在翻轉教育中應該做的事情
教師要對翻轉教育有系統的學習和了解和意識到翻轉教育在化學實驗課上的重要性。教師在化學實驗課前一段時間要整理本次實驗的實驗物品,把實驗過程路程一段小的視頻。教師要根據多年的經驗分析學生易出錯的地方,在視頻中要強調實驗過程中容易出現的錯誤,減少學生在實驗發生失誤。將小視頻發送給學生,要求他們在實驗課前反復觀看學會實驗怎么做。翻轉課堂教學模式減少了教師在課上將實驗過程的時間,大大豐富了學生做實驗的時間。否則,在時間本來就不多的實驗課上還要花費很多時間去講實驗步驟和做法,留給學生自己動手做實驗的實驗就更少了,實驗課也失去了要同學們自己動手做實驗探索實驗原理的意義。在實驗課上教師應該對學生錯誤的實驗方法進行改正,講解學生不會做的題目和解決不了的問題。教師要起到統籌安排教學計劃的作用,但是將教學任務發放給學生之后,就要靠學生自己的能力去完成,教師只會為你解答一些難題,主要的工作都要靠學生獨立去完成。翻轉課堂教學模式的運用對教師來說,對教師的能力有了較大考驗,促進教師轉變教學理念和促進教師的專業水平的提高。也要將翻轉模式教育的應用方法推廣到其他學科,要將翻轉模式教育的基本方法策略進一步拓展延伸。不僅推動了師生之間的感情,最主要提高了學習成績。
三、應用翻轉模式教育的好處
化學實驗中要求同學們所知道的知識就要由學生在在課前預習階段完成,比較容易使平常接受能力較差的同學通過自己加倍的努力去學會知識。促進學習程度好的同學在自己預習階段得到更深的感觸。同學們之間互幫互助才會學到更多的知識和技巧。例如,在重結晶及過濾實驗時,可以對所用到的儀器抽濾瓶和布氏漏斗等進行詳細的了解。有些同學會對各式各樣的化學藥品產生興趣,有些同學會對試驗器械產生興趣。各個人都有不同之處,都有各自擅長的地方。在幾個同學的互相努力下,才會把實驗做成功,學到化學實驗知識。學生自主認真思考實驗題目,學會自主學習才算是真正掌握了翻轉課堂教育的使用方法。教師與同學進入一個全新的角色,大大提高了同學們對化學實驗的參與度與關注力,向翻轉模式教育取得成功邁出了一大步。教師要把握好翻轉模式教育的力度,勵志于做到不讓學生對翻轉教育生厭,也能讓學生成績有大的進步。在今后的教學中翻轉教育模式會越來越完善,本文旨在服務教師工作和幫助學生提高學習效率和學習成績水平。
四、結束語
翻轉課堂教學模式已經被越來越多的教師應用于教學中,極大地激發了學生們自主學習的能力,提高了課堂的教學效率。改變了原有的教學方案,添加了新的教學方案,改變了以前一成不變的上課的模式,促進了學生學習的興趣。學習知識的途徑由學生自己找到,課前的預習知識由學生自己預習,教師只起到促進學生學習的輔導作用。總而言之,翻轉模式教育在一定程度上是原有的教學方案得到了創新,若今后有較好的方案也要補充進翻轉教育模塊中。
參考文獻:
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在本科化學實驗課堂的教學過程中,其主要的目的則是培養學生的操作能力與創新能力,使學生能夠在實驗的過程中掌握基本的實驗操作能力與水平,并在這個過程中促進創新思維的發展和創新能力的提高。大學的化學實驗,能夠使本科生掌握實驗的基本原理與性質,并對應用型化學知識有充分的理解與掌握,對化學反應現象能夠產生自己的思考,并學會在思考中實現創新。因此,大學化學講師與教授等要采取合適的實驗課堂教學策略,促進本科生操作與創新能力的培養,使其能夠成為化學學科的專業型人才。
一、進行綜合性的化學實驗,培養操作與創新能力
本科生化學實驗操作能力的提高必須通過動手操作進行化學實驗的過程來進行,而在化學實驗的課堂中進行綜合性的化學實驗不僅能夠打破專業與專業之間的實驗限制與界限,還能夠使化學實驗蓬勃發展并拓寬其實驗領域。無機、有機以及高分子等的合成將作為綜合性化學實驗的重點,并將分析與合成等進行綜合,使基礎性質的綜合性化學實驗得以完成。本科生在化學實驗的過程中要注重化學實驗操作的基礎性,即基礎的實驗操作技能的提高與鍛煉。這就要求本科生能夠正確地進行相關化學儀器的使用。
綜合性的化學實驗則需要學生綜合其他學科的知識內容與操作方式,綜合的運用自身所學的有關知識,進行綜合性的化學實驗并且解決綜合性的問題。化學專業的高校學生必須在化學實驗中熟練并且掌握有關實驗的操作技能,在綜合性的基礎化學有關實驗中提高自身的實驗操作技能,例如最基本的洗滌、烘干、蒸餾、萃取、蒸發等等。綜合性較強的化學實驗能夠使學生在實驗的具體過程中有相關的思考,在對實驗進行觀察的同時進行思維的訓練與創新,切實地提高自身的操作技能與創新能力。
二、有機地結合基礎與探索性實驗,實現操作與創作能力的培養
任何化學實驗都離不開儀器的操作與化學試劑的使用,因而化學實驗的進行與具體的操作能夠從不同的角度和程度提升學生的化學實驗操作技能。在本科生掌握了最基本的化學實驗操作技能的前提下,教師可以引領學生進行基礎性與探索性結合的化學實驗,二者的有機結合將大大地提升化學實驗操作的難度與創新思維出現的可能性。探索性的化學實驗需要實現基礎化學操作與最新化學動向的結合,其課題需要能夠反映出當代的科技能力與水準,使學生在進行高難度的化學實驗操作技能鍛煉與提高的同時能夠對化學實驗的現狀有更多的思考。在進行有關化學實驗時能夠密切地掌握實驗的最新目標與動向。
探索性的實驗需要學生進行實驗目的與方向的設計以及確定,其自主進行相關資料的查閱與實驗具體過程和內容的確定,具體的實驗操作方案需要導師給予一定的指導意見。學生在具體的實驗操作過程中導師要進行嚴格的監督與糾正,使其操作能力能夠有實質性的進步與提高。同時,教師要給學生充分的空間進行創新實驗的設計,并通過具體的化學實驗進行創新思維的驗證,使其能夠從根本上提高創新能力。教師要給予足夠的指導與正確的引導,促進其創新思維的發展,在其創新能力進步時給予充分的肯定。這樣一來,學生的操作能力與創新能力可以通過基礎性與探究性并存的化學實驗得到很好的培養與提高。
三、鼓勵學生自主進行化學實驗探索,提高操作與創新能力
大學生的化學實驗操作能力與創新能力必須通過實際的化學實驗得到培養與提高,而具體的實驗操作與進行則需要教師對其進行鼓勵。教師要積極地鼓勵大學生進行自主的實驗探索與獨自解決有關的化學實驗問題。所謂探索是創新的動力,學生必須通過自主的實驗探索與具體的實驗問題解決才能夠從根本上領悟化學實驗的本質與特點,進而更好地進行問題的思考與實驗的具體操作。
在創造性的化學實驗中,教師要給出學生具體的實驗題目與實驗的要求,促使學生自主進行資料文獻的查閱進而確定具體的化學實驗方式與方向。化學實驗結果的測定與分析等過程都需要學生自主與獨立進行,學生在獨立完成實驗的過程中,對于相關實驗儀器將有更好地掌握與操作技能的提高,同時其創新思維與能力也將得到很大的提高和發展。大學的化學實驗要求與難度較高,學生必須通過自主的研究與實驗的探索才能夠提高自身的化學操作能力以及有關的創新能力的提高和培養。學生自主的化學實驗探索不僅能夠提升操作能力,更能夠培養其科研能力與對科學的嚴謹態度與學科必備的創新能力。
結語
高校的化學實驗課堂應將教學重點放在學生的能力提高與培養上,使其能夠真正地成為化學人才。本科生操作與創新能力的培養不僅能夠提升學生自身的基本化學知識與理論內容的掌握量,還能夠使學生的觀察與思考能力得到大幅度的提升。高校的教師要采取適當的教學策略,根據大學化學的教學內容與特點,培養學生的操作能力與創新能力,促進其綜合素質的提高,為我國的化學領域培養與輸送高專業性的化學人才。
【參考文獻】
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1.1比色皿的正確使用
比色皿用于放置待測樣品,平時不用的時候被放在比色皿盒里。在使用比色皿之前,一定要讓同學們看清楚比色皿的結構。如比色皿的四個側面,有兩個磨砂面和兩個透光面。只能用手接觸磨砂面,切記不可用手拿透光面,否則手上的油油漬等會對透光面造成污染,影響溶液對光的吸收,造成測量數據的誤差。此外,將溶液倒在比色皿里面,溶液不要超過容器的四分之三,否則很容易溢到樣品室內,造成樣品室的金屬腐蝕。另外,將比色皿放置到樣品室里面之前,比色皿的外表面不能沾有溶液或者水分,若有,則用濾紙輕輕地吸干,然后才能放置進去。將比色皿放置到樣品室內,一定要注意將透光面對準光路,否則得到的吸光度值是錯誤的。比色皿使用完畢,一定要將其清洗干凈,否則長時間使用的話,有色溶液會吸附在內壁,造成色差,這也會給實驗數據帶來一定的誤差。此外,比色皿屬于易耗品,在操作過程中,很容易被磕壞。在補充新的比色皿時,雖然不同的比色皿外表看起來沒有什么大的區別,但是溶液的厚度和色差或多或少都有一點差別,導致不同批次買的比色皿測出來的數據也存在一定的誤差。因此,在更換比色皿時,最好同一個比色皿盒裝的是同一批次買的比色皿。
1.2分光光度計的正確使用
對于V-1200分光光度計的使用,要求從開機到結束,每次使用儀器的時間不超過兩小時。即使需要連續使用,中間也必須關機半個小時。測試完樣品后,應仔細檢查樣品室內是否積存有溢出的溶液,經常擦拭樣品室以防止廢液對部件和光學元件的腐蝕。實驗結束后,必須切斷電源,蓋好防塵罩,在樣品室內放置干燥劑。儀器工作幾個月或搬動后,要檢查波長的精確性。長期不用儀器時,要注意環境、濕度,并保持儀器干燥。另外,儀器應進行定期校驗,以確保儀器使用的準確性,并且一機一檔,做好儀器的存檔工作。
2分光光度計的常見故障及排除方法
2.1儀器數字顯示不穩定
學生在測量樣品吸光度時,有時會發現測量數字不穩定。出現這種情況,一般是由于儀器預熱時間不夠、光電管暗盒內干燥劑失效、環境條件較差、220V交流電壓不穩及儀器接地不良等原因造成的。其改善方法是,儀器開機預熱20min以上,換干燥劑,改善工作環境,經常檢查220V交流電源無突變現象,改善接地狀態。另外,燈電源穩壓、穩流性能不良,光斑打在光電管陰極面位置不佳,光電管損壞,微電流放大器電路板及數字表故障等都可造成儀器數字顯示不穩定,檢查并排除即可。另外,如果測試數據顯示3.000,則可能的原因是拉桿沒有拉到位,導致待測溶液沒有對準光路系統。但是如果拉桿已經拉到位,反復檢測還是顯示為3.000,則是系統死機,只需要重新開機啟動即可。
2.2鎢燈壞
鎢燈作為分光光度計的易耗品,在使用幾年以后,會陸陸續續地壞掉。若儀器有一段時間沒有使用,再使用時,則需要檢查鎢燈是否損壞。由于機箱蓋打開比較麻煩,根據以往經驗,可以根據機器提供的一些數據和癥狀進行初步判斷。如果開機正常,儀器自檢也沒有問題。但是在測樣品吸光度時,發現數值始終為零。根據經驗判斷,很有可能是鎢燈壞了。如果不確定的話,在打開儀器外殼之前,可以先在儀器后面仔細查看是否有燈光,如果沒有,就可以進一步證實鎢燈壞了。然后,按照說明書的指示,打開儀器外殼,拔下舊鎢燈,換上新鎢燈。在更換鎢燈時,一定要注意先關閉電源。由于鎢燈發出燈光非常強烈刺眼,所以,在打開電源之前,一定要用書籍或者其它物品擋住鎢燈。擋住以后,打開電源,若鎢燈亮,則說明是原先的鎢燈壞了。更換新鎢燈后,檢測鎢燈發出的光是否通過聚光鏡反射到狹縫,若沒有,則需要調整聚光鏡的角度,直到聚光進入狹縫為止。機器重新安裝完畢后,開啟電源,等待機器自檢完畢后,將比色皿內裝好樣品,放入樣品室進行檢測。若測得的吸光度顯示正常,則表明鎢燈已正常使用。
2.3光學系統出錯
根據朗伯-比爾定律,測試溶液的吸光度需要一束單色光通過待測溶液。為了產生一束單色光,需要從光源到聚光鏡,以及單色器一整套光學系統(如圖2所示)的共同作用。任何一個地方出現問題,都會影響最后的測試結果。由于實驗室的空間有限,平時不使用儀器的時候,儀器被小心地存放在帶有塑料泡沫的紙箱里面。本學期在準備分光光度計這個實驗時,發現其中有兩臺儀器出現了異常。具體的癥狀如下:開機后,系統進行自檢,但是自檢的時候系統報錯,顯示波長無法校正。若按任意鍵進入操作界面時,發現人工進行波長校正也出現同樣的報錯信息。如果按“gotoλ”鍵試圖改變波長,發現增加或者減少波長,最后顯示的波長都是零。通過電話和廠家的技術人員進行溝通,初步估計是光學系統出現問題。打開機箱蓋,發現聚光沒有對準狹縫,通過調整聚光鏡的角度,最終使聚光對準狹縫。但是裝好機器以后,還是出現同樣的錯誤信息。為什么儀器還不能正常使用?將一張白紙放在樣品室,對準光路,發現運行良好的機器會在紙上顯示一個綠色的光斑,表示光路可以正常地通過樣品室。但是出現錯誤的機器卻沒有在紙上顯示光斑,即單色光沒有進入樣品室。通過比較,得出這樣的推斷,即聚光進入了狹縫,但是沒有產生單色光進入樣品室。關閉電源,再次打開儀器外殼,并進一步打開單色器的子外殼,發現了真正的“秘密”。原來是產生單色光的光學系統被污染,鏡片上出現很多霉點和灰塵。可以初步推斷,盡管平時在儀器操作上非常小心,但是由于儀器一直放置在北面的房間,濕度相對較大,平時看不到的儀器內部已經被嚴重污染。為此,將光路里面的灰塵以及鏡片上的污染小心清理干凈,重新啟動機器,發現通過了波長校正,測出來的數據準確性很好。通過這次故障的排除,對儀器的整個光學系統有了進一步的了解。即如果出現波長無法校正的錯誤,可能的原因有兩個。第一個情況是鎢燈發射出來的光通過聚光鏡反射后,沒有對準狹縫,也就是沒有聚光進去。出現這種情況的可能原因是由于在搬運機器過程中,聚光鏡片的螺絲松動,發生位置偏移導致。另一種情況,也就是本文上面所描述的情況,即聚光雖然進入狹縫,但是由于產生單色光的鏡片被污染,所以沒有產生單色光。為了避免以上兩種情況發生,以后再搬運機器的時候,盡可能地小心輕放,防止內部零件松動,并定期的檢查整個光學系統,排除任何可能的光學污染。另外,在研究光學系統過程中,還請教了專業的物理老師,對單色光的產生及影響因素有了更深入的了解。
化學是一門以實驗為基礎的學科,根據國家教育部化學教學指導委員會的要求:化學教學中,實驗課教學時數與理論課教學時數之比為1.2:1,而且要求加強綜合性與探究性實驗的比例,減少驗證性實驗。目前,我國各重點大學均對實驗教學進行了較大幅度的改革,而普通大學化學實驗教學現狀不容樂觀,尤其欠發達地區的普通大學化學實驗教學現狀更令人擔憂。
1普通大學化學實驗教學中存在的弊病
1.1 教學模式固化
中國大學本科化學教學開始于1903年,當時,大學本科化學教學基本上是照搬蘇聯的模式,以二級學科的理論體系安排實驗教學:設立了“無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗和物理化學實驗”四大學科。經過百年的曲折發展,多數普通大學化學實驗教學沒有從根本上改變這種模式。隨著時代的進步,科學的發展,這種教學模式導致的弊病已充分暴露出來:實驗從屬于理論;“四大學科”各自強調體系的系統性、完整性,導致一些教學內容多次重復、實驗室建設模式是“小而全”、有限的資金低水平的重復投資,新成果、新實驗手段難以進入實驗教學中;同時,實驗教學人員分散在各個實驗室,各自為政,知識面狹隘。
1.2教學理念陳舊,內容滯后,方法單一
一直以來,實驗課被視為理論教學的補充、驗證和延伸。帶著這種觀點,安排的實驗內容只能是驗證性實驗居多,能夠反映學科發展動向的、應用新技術、新手段的實驗寥寥無幾。教學方式仍然是“照方抓藥”式:實驗員準備好一切儀器、藥品,陳列與實驗臺、架上――學生照著操作步驟操作――記錄實驗現象、數據――填寫實驗報告。評判學生實驗成績的主要標準是學生按照實驗教材或教師指定的方法重復相關實驗并取得預定結果的能力。這顯然難以達到大學化學實驗教學目標――提高學生的動手能力和解決實際問題的能力,使學生初步學會化學研究的方法,培養適應時展需要的創新性人才。
1.3軟硬件建設停止不前
由于資金不足,普通大學化學實驗室設備嚴重老化,普通教師外出學習機會很少,學科間交流甚少,長期在狹窄的范圍內做著幾乎重復的工作,這樣的教學環境使得實驗教學改進、創新舉步維艱,只能維持傳統的低水平狀態。
2普通大學化學實驗教學改革探索
隨著新一輪教學改革的掀起,大學化學實驗的改革正在全國各級各類學校逐步展開。其基本思路是:正確定位大學化學實驗教學,大學化學實驗是一門獨立于理論課的基礎課與主干課程,實驗教學與理論教學是相輔相成的,兩者缺一不可。浙江大學等重點大學對實驗教學改革做了許多開創性的研究工作。普通大學可以借鑒它們的一些成功經驗,來加快本院校的改革步伐。但是,由于普通大學尤其欠發達地區與重點大學軟硬件基礎相差甚遠,經費嚴重不足,教育對象的層次和辦學定位不同,所以,需探索出一套切合自身實際的化學實驗教學模式。
2.1 成立實驗中心,統一規劃管理
學校下設實驗中心,由“中心”統一規劃管理人員、場地、設備、儀器、經費,分設基礎化學實驗室、儀器分析實驗室、綜合化學實驗室、開放化學實驗室、特色專業實驗室。避免低水平重復作業,把有限的經費用在刀刃上,提高資源利用率。
2.1.1建設一支穩定、高素質的實驗教師和技術人員隊伍
教育改革,教師先行。“中心”要有計劃地安排實驗教師、技術人員的進修、業務培訓學習,比如:選派人員到先進學校進修;邀請本行業名師作講座;本“中心”教師間研討等。尤其是要重視加強其對現代教育理念、技術的學習與培訓、對化學實驗新方法和新技術的了解與掌握、對新儀器設備的熟練操作與維護。組織、支持教師開展實驗教學改革與研究,鼓勵和支持教師將學科發展前沿、最新科研成果、最新技術融入實驗教學內容中,不斷更新實驗教學內容,實現教學、科研的有機融合。
2.1.2科學管理,合理配置
化學實驗教學必須有配套的設施作保障。在新的管理模式下,“中心”可以整合全校實驗資源,統一管理,避免儀器藥品的低水平重復購置,騰出資金添置大型的先進儀器,加強實驗室內部設施、儀器設備更新換代,為提高辦學質量作保證。
2.1.3開放實驗室,提高資源利用率
開放實驗室,以實現因材施教、強化基礎、發展興趣。化學實驗教學不僅是培養化學類專業創新人才的重要實踐教學環節,同時也是培養近化學類專業學生實驗技能、提高研究創新實踐能力的重要實踐教學環節。化學實驗中心不僅要服務于化學專業學生,而且要服務于全校師生,甚至當地相關企事業單位,這無疑避免了設備的閑置、浪費。
2.2改變統一的實驗教學模式,建立分層次教學模式
將按二級學科設置的實驗課程重新整合,將實驗全部與理論課剝離,獨立設課,沖破傳統的按理論課程設置的無機化學、分析化學、有機化學及物理化學等實驗課程之間的界限,考慮學生認知水平發展規律,按照實驗技能及技術的難易程度進行分類,將實驗教學分為基礎實驗、綜合性實驗、探究性實驗三個層次。
2.2.1化學基礎實驗主要面向一、二 年級學生。主要在高中基礎上進一步訓練學生化學實驗的基本研究方法、化學實驗基本儀器的規范操作,以及化學實驗中所涉及的通用測量與控制技術和基本理化參數測試技術。這一層次的教學重在基本操作技能和操作規范化的訓練,培養學生嚴謹的科學態度和實事求是的優良素質,以驗證操作性實驗為主。
2.2.2在基礎實驗的開設后,面向三年級學生開設綜合性實驗,該層次以無機、有機合成為主線,應用一、二年級所學基本操作技能,對產物的性質、結構、成分進行表征和參數測定。實驗內容的確定本著加強基礎,拓寬專業口徑,培養創新精神和實踐能力。適當增加一部分前瞻性、應用型實驗。使學生能綜合運用一、二年級所學實驗手段,解決一些實際問題。
2.2.3對高年級學生開設探究性實驗,探究性實驗應盡可能選擇與本專業發展方向一致的、緊跟當代水平的、具有當地特色的項目,能覆蓋多個二級學科。該層次的實驗,學生需查閱文獻、制定實驗方案、準備儀器、配制試劑、進行實驗、處理數據、分析結果、撰寫研究報告。教師只在實驗開始前審查設計方案,確保安全,關鍵時給予啟發性指導。該層次的實驗視實驗復雜程度,可以安排幾位同學合作完成,這對培養學生獨立的科研探索精神、團結協作精神以及分析、解決問題的能力都是非常有益的。
2.3建立科學合理的化學實驗教學評價體系
一套科學合理的評價體系可以激發教師的工作積極性,所以,教學評價向來是教學管理不可或缺的環節,化學實驗教學也不例外。但實驗教學有其不同于理論教學的特殊性,不能照搬理論教學評價方法,必須根據本校實際情況建立獨立的量化評價體系。
總之,對于完成培養適應時展需要的創新性人才的教育任務而言,普通大學化學實驗教學現狀存在著很大差距,尤其是欠發達地區的學校,無論教育理念、師資力量、教學設施都亟待改革,這需要各級領導、主管部門的重視和支持,一線工作人員的努力,協同進行。