應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)工作的重要組成部分,如何提高學(xué)生的實(shí)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(shí)踐教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2].
新時期新形勢下地方院校如何結(jié)合自身實(shí)際和特點(diǎn),緊跟當(dāng)前發(fā)展趨勢,切實(shí)有效地推進(jìn)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的改革與實(shí)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(shí)際情況,結(jié)合多年來教學(xué)過程中積累的經(jīng)驗(yàn),對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行探討,以提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力,適應(yīng)應(yīng)用型本科院校發(fā)展的需要。
1 實(shí)驗(yàn)體系的歷史演變
2007 年之前,應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容簡單按課程設(shè)置,有無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)和化工原理實(shí)驗(yàn),采用的教學(xué)方法也非常傳統(tǒng),大體思路是:學(xué)生機(jī)械抄寫預(yù)習(xí)報(bào)告→指導(dǎo)教師講解→學(xué)生被動操作→提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)考核基本上按照學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù);實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本為演示實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),學(xué)生多為照方抓藥,照葫蘆畫瓢,實(shí)驗(yàn)過程中缺乏主動性;無綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(jī)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(jì),但受到實(shí)驗(yàn)場地和實(shí)驗(yàn)器材的影響,所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目簡單,學(xué)生缺乏興趣。從 2012 年起大力改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu),逐步加入了綜合性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)等,這些課程的開設(shè)大大提高了實(shí)踐環(huán)節(jié)所占的比重(圖 1),實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo),
2 實(shí)驗(yàn)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(jìn)行匯總,反饋到專業(yè),再對具體情況進(jìn)行分析,總結(jié)課程設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)和存在的`問題,逐步構(gòu)建形成“多層次”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?即化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)三個層次[4-5](表 1)。
基礎(chǔ)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在選擇上按照學(xué)生能力培養(yǎng)過程中循序漸進(jìn)地進(jìn)行,基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也是按照演示、驗(yàn)證、合成、設(shè)計(jì)幾個實(shí)驗(yàn)類型進(jìn)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。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)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(rèn)識,掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jī)實(shí)驗(yàn)裝置搭建,簡單儀器使用(如酸度計(jì)、電子天平、分光光度計(jì)、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(jì)性實(shí)驗(yàn)只給出實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢x器藥品,由學(xué)生自行查找文獻(xiàn)、書籍撰寫實(shí)驗(yàn)步驟或設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)專周的形式開出。 綜合性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)基本已近尾聲,學(xué)生已經(jīng)掌握了實(shí)驗(yàn)基本技能和基本操作,這時開設(shè)綜合性化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生將各門實(shí)驗(yàn)課程由獨(dú)立的內(nèi)容進(jìn)行知識重組融合,以達(dá)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(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn))、化學(xué)分析測定鐵含量(分析化學(xué)實(shí)驗(yàn))、電荷測定(物理化學(xué)實(shí)驗(yàn))、熱重分析、紅外光譜(儀器分析實(shí)驗(yàn))等內(nèi)容全面應(yīng)用了幾門課程所學(xué)內(nèi)容。
探索性實(shí)驗(yàn)比綜合性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),探索性實(shí)驗(yàn)無固定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)組,師生共同商定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后不是上交實(shí)驗(yàn)報(bào)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(yàn)教學(xué)效果,這就造成一部分學(xué)生專鉆空子,平時實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真,實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)成績的評定也應(yīng)該做出相應(yīng)的調(diào)整。現(xiàn)階段,實(shí)驗(yàn)成績的評定,已由單純依賴實(shí)驗(yàn)報(bào)告和技能考核來計(jì)分的方式逐步改進(jìn),注重實(shí)驗(yàn)過程,預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)報(bào)告均納入評價(jià)體系,采用的是預(yù)習(xí)(10%)+平時(20%)+報(bào)告(30%)+考核(40%)的比例進(jìn)行考察。綜合性和探索性實(shí)驗(yàn)采用了更為靈活的評分方式,比如,校級以上創(chuàng)新項(xiàng)目、科研立項(xiàng)可以免選綜合實(shí)驗(yàn),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(xiàng)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(shí)驗(yàn)室的開放力度,盡量滿足學(xué)生利用課余時間開展實(shí)驗(yàn)的愿望, 強(qiáng)化了基本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)外,學(xué)校立項(xiàng)資助科研立項(xiàng)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,省級大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,教師科研項(xiàng)目,學(xué)生還可開展自主合作實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)、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(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
3 實(shí)驗(yàn)體系改革的成效
隨著院系大力改革實(shí)驗(yàn)體系,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開出的實(shí)驗(yàn)課有濃厚的興趣,學(xué)習(xí)積極性和主動性很高,實(shí)驗(yàn)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(jì),優(yōu)評率達(dá) 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(shí)驗(yàn)示范中心建設(shè)為契機(jī),大力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè),實(shí)驗(yàn)條件不斷改善;并在學(xué)校專項(xiàng)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(shí)踐類教學(xué)改革課題 7 項(xiàng),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(xiàng)(2013 年)。
3.3 學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提高
先進(jìn)的教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境和優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍為學(xué)生的實(shí)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(shí)踐能力明顯提高。
(1)基本知識扎實(shí),動手能力強(qiáng)
通過基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,學(xué)生掌握了基本的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。能夠準(zhǔn)確收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),正確記錄實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果、選擇正確的統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù),書寫規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,分析問題和解決問題的能力得到加強(qiáng)。
(2)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),綜合能力強(qiáng)
所有的開放實(shí)驗(yàn)均由學(xué)生自己設(shè)計(jì),指導(dǎo)教師審核通過后開始實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中能夠準(zhǔn)確觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析判斷,得出合乎邏輯的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
(3)積極參與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),成果顯著
在掌握基本實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)上,倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室開放,引導(dǎo)學(xué)生針對某一項(xiàng)目,進(jìn)行課題設(shè)計(jì),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(bào)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,近三年應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生申報(bào)校級大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目 8 項(xiàng)(表 2),省級大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目 6 項(xiàng)。
(4)學(xué)生綜合素質(zhì)好,用人單位評價(jià)高
實(shí)行基礎(chǔ)訓(xùn)練-綜合設(shè)計(jì)-探索實(shí)驗(yàn)研究三層次的遞進(jìn)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(yùn)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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