應用化學專業(yè)實驗體系與實驗內容優(yōu)化研究論文
對新建本科院校應用化學專業(yè)來講,實驗教學是實踐教學工作的重要組成部分,如何提高學生的實踐能力,培養(yǎng)滿足社會需求的化學專業(yè)人才,是很多新建本科院校實踐教學改革的重點和難點[2].
新時期新形勢下地方院校如何結合自身實際和特點,緊跟當前發(fā)展趨勢,切實有效地推進大學化學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[1].本文根據(jù)莆田學院實際情況,結合多年來教學過程中積累的經(jīng)驗,對應用化學專業(yè)實驗體系和實驗內容進行探討,以提高應用化學專業(yè)學生的實踐能力,適應應用型本科院校發(fā)展的需要。
1 實驗體系的歷史演變
2007 年之前,應用化學專業(yè)實驗課的內容簡單按課程設置,有無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、儀器分析實驗和化工原理實驗,采用的教學方法也非常傳統(tǒng),大體思路是:學生機械抄寫預習報告→指導教師講解→學生被動操作→提交實驗報告。實驗考核基本上按照學生實驗報告中實驗數(shù)據(jù)及處理結果來評定成績。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;實驗項目基本為演示實驗或驗證實驗,學生多為照方抓藥,照葫蘆畫瓢,實驗過程中缺乏主動性;無綜合性實驗項目,造成學生所學基本技能呈現(xiàn)片段式,沒有將性質、結構、檢測有機的結合起來[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計,但受到實驗場地和實驗器材的影響,所開設的實驗項目簡單,學生缺乏興趣。從 2012 年起大力改革實驗教學環(huán)節(jié)結構,逐步加入了綜合性實驗、探索性實驗等,這些課程的開設大大提高了實踐環(huán)節(jié)所占的比重(圖 1),實現(xiàn)了應用型人才培養(yǎng)的目標,
2 實驗體系的構建與改革的探討
2.1 教學體系的改革
幾年來針對學生就業(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,總結課程設置的經(jīng)驗和存在的`問題,逐步構建形成“多層次”的實驗模式,即化學基礎實驗、綜合性實驗和探索性實驗三個層次[4-5](表 1)。
基礎性化學實驗以隨課開展的形式,課程由四大基礎化學作為支撐框架,實驗項目在選擇上按照學生能力培養(yǎng)過程中循序漸進地進行,基礎性實驗項目也是按照演示、驗證、合成、設計幾個實驗類型進行編排,這樣有助于學生動手能力的培養(yǎng),使學生快速從依賴式轉化成自主式�；A性實驗的目的是引發(fā)學生對化學的興趣,對所學內容有一個感性認識,掌握化學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、電導率儀等),掌握常規(guī)的制備、純化和分析方法。設計性實驗只給出實驗題目、實驗目的和儀器藥品,由學生自行查找文獻、書籍撰寫實驗步驟或設計好實驗的具體操作方案,更好的體現(xiàn)學生的自主性。這類課程安排在大一、大二兩個學年完成。
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期期中后集中 2 周開展,此時基礎化學實驗基本已近尾聲,學生已經(jīng)掌握了實驗基本技能和基本操作,這時開設綜合性化學實驗有助于學生將各門實驗課程由獨立的內容進行知識重組融合,以達到更高層次的應用。如開設的“草酸根合鐵(Ⅲ)酸鉀的合成、組成分析及結構測定”就通過草酸根合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備(無機化學實驗)、化學分析測定鐵含量(分析化學實驗)、電荷測定(物理化學實驗)、熱重分析、紅外光譜(儀器分析實驗)等內容全面應用了幾門課程所學內容。
探索性實驗比綜合性實驗更具有靈活性, 課程安排在第 5 學期開展, 學生根據(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書,由應用化學專業(yè)十五位教師指導,每位教師帶一個實驗組,師生共同商定實驗內容,實驗結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,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
課程結束,通常通過考核的形式來檢驗教學效果,這就造成一部分學生專鉆空子,平時實驗不認真,實際技能沒有完全掌握,在后續(xù)的課程學習或工作中逐步暴露出基礎不扎實的弊病。經(jīng)過多年改革,以適應越來越靈活的課程體系,實驗成績的評定也應該做出相應的調整�，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,預習、實驗操作、實驗習慣、實驗報告均納入評價體系,采用的是預習(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)表論文直接獲得學分。這些都直接激發(fā)了學生參與到科研項目中去的興趣。
2.3 教學形式的改革
莆田學院已逐步加大了實驗室的開放力度,盡量滿足學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練,提高了參與科研的興趣。教學形式多元化,除了課堂實驗外,學校立項資助科研立項、大學生創(chuàng)新實驗項目,省級大學生創(chuàng)新項目,教師科研項目,學生還可開展自主合作實驗,實驗、教學空間突破課堂,打破課內課外界限,通過這些手段讓學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 教學效果有質的飛躍
由于實驗教學中心的實驗內容經(jīng)過精心選擇,充分體現(xiàn)專業(yè)相關的知識體系,實驗教師積極參與教學改革,勇于創(chuàng)新,探索提高教學效果的方法和手段,學生對實驗教學中心開出的實驗課有濃厚的興趣,學習積極性和主動性很高,實驗課程教學深受學生的好評。根據(jù)授課質量反饋表統(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 教學成果顯著
以實驗示范中心建設為契機,大力進行實驗室建設,實驗條件不斷改善;并在學校專項教育教改課題的資助下,任課教師積極開展教學改革創(chuàng)新工作,積極參與課程建設、教材建設。近 5 年來共承擔校實踐類教學改革課題 7 項,撰寫教學論文 10 余篇,獲得校級教學成果獎三等獎 1 項(2013 年)。
3.3 學生綜合素質明顯提高
先進的教學理念、實驗教學環(huán)境和優(yōu)秀實驗師資隊伍為學生的實踐活動提供了高水平的平臺,目前學生的操作技能、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
通過基礎型實驗的訓練,學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)獨立進行實驗設計,綜合能力強
所有的開放實驗均由學生自己設計,指導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果進行分析判斷,得出合乎邏輯的實驗結論。
(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上,倡導實驗室開放,引導學生針對某一項目,進行課題設計,確定課題研究的內容與方法,開展形式各樣的科研工作,并積極引導學生申報大學生創(chuàng)新項目,近三年應用化學專業(yè)學生申報校級大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目 8 項(表 2),省級大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目 6 項。
(4)學生綜合素質好,用人單位評價高
實行基礎訓練-綜合設計-探索實驗研究三層次的遞進化教學。這種教學改革既培養(yǎng)了學生的基本操作能力,又培養(yǎng)了學生綜合運用所學各門學科知識的能力,激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識,受到用人單位的好評。
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