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談化學(xué)實(shí)驗教學(xué)新方向論文
摘要:高校化學(xué)實(shí)驗教學(xué)是我國高�；瘜W(xué)教學(xué)的最常用的教學(xué)方式之一，可以同時培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識的創(chuàng)新能力。文章對化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的主要問題進(jìn)行分析之后，提出化學(xué)實(shí)驗應(yīng)以驗證性實(shí)驗為基礎(chǔ)，將驗證性和探究性實(shí)驗，綜合性和設(shè)計性實(shí)驗，環(huán)保型和實(shí)用型實(shí)驗相結(jié)合，探索出了新形勢下符合具有綜合素質(zhì)高校學(xué)生的高�；瘜W(xué)實(shí)驗教學(xué)的新思路。
關(guān)鍵詞:大學(xué)化學(xué);實(shí)驗教學(xué);教學(xué)設(shè)計
化學(xué)實(shí)驗是研究化學(xué)學(xué)科重要的研究方法，也是推動化學(xué)學(xué)科發(fā)展的動力和源泉。高校化學(xué)實(shí)驗課程是化學(xué)類及相關(guān)專業(yè)學(xué)生的必修課，課程的設(shè)置不僅能幫助學(xué)生加強(qiáng)對理論知識的理解，提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維，也能鍛煉學(xué)生的自主思考學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。在現(xiàn)有的實(shí)驗內(nèi)容中，驗證性的實(shí)驗較多，研究性的實(shí)驗較少，單元操作較多，綜合實(shí)驗較少，基礎(chǔ)實(shí)驗多，探究型實(shí)驗少。在教學(xué)方法上，以老師講授為主，學(xué)生按步操作。在教學(xué)時間上，每個實(shí)驗幾個課時已經(jīng)僵化固守�？梢妭鹘y(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法顯然已經(jīng)不適應(yīng)新時代對高校教育的要求。特別是對一些無法講述的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象和變化問題的講解具有不可替代的作用，因此高校化學(xué)實(shí)驗教學(xué)一直以來是化學(xué)教學(xué)中不斷探索、追求完善的過程。筆者結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗，集中探索了化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的新方向新思路［1－13］。
1驗證性和探究性實(shí)驗相結(jié)合
目前高校針對基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗一般都是驗證性為主的重復(fù)性實(shí)驗，目的是讓學(xué)生對已學(xué)知識有一個深刻的理解，并掌握基本的化學(xué)實(shí)驗手段，實(shí)驗用品使用及實(shí)驗儀器操作，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗行為，夯實(shí)化學(xué)基礎(chǔ)。但存在同學(xué)們總是按照實(shí)驗書進(jìn)行操作，大部分學(xué)生知其然不知其所以然，只是一名操作工。忽視實(shí)驗設(shè)計和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，只能是“只會按教材做實(shí)驗的呆板式教育”。創(chuàng)新不但是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，還要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新想法的能力。探究性實(shí)驗在不知曉實(shí)驗結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。判斷實(shí)驗是屬于驗證性還是探究性的，關(guān)鍵在于教師對教學(xué)實(shí)驗?zāi)繕?biāo)的設(shè)定。例如，我們對于有機(jī)合成實(shí)驗，若教師先給學(xué)生以結(jié)論，而后利用實(shí)驗驗證，最后通過實(shí)驗驗證得出結(jié)論的屬于驗證性實(shí)驗。若先引導(dǎo)學(xué)生猜想，設(shè)計不同的合成路線，實(shí)施實(shí)驗操作，探討不同合成方法、反應(yīng)條件下對合成反應(yīng)的影響，通過分析實(shí)驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)得出結(jié)論，則該實(shí)驗就為探究性實(shí)驗。驗證性實(shí)驗是對化學(xué)理論學(xué)習(xí)的有效補(bǔ)充，直奔主題，能節(jié)省一定的教學(xué)時間。探究性實(shí)驗則是在于激發(fā)興趣、學(xué)習(xí)解決問題的思路與方法，以及培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思考和動手能力。當(dāng)教師對實(shí)驗進(jìn)行設(shè)計的時候，教師要從實(shí)際出發(fā)，認(rèn)真研究學(xué)生的知識構(gòu)架和認(rèn)知特征，探究實(shí)驗課程內(nèi)容的選擇，采用驗證性實(shí)驗和探究性實(shí)驗相結(jié)合，以鞏固學(xué)生實(shí)驗基礎(chǔ)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力動手能力為目的。
2綜合性和設(shè)計性實(shí)驗相結(jié)合
綜合性實(shí)驗強(qiáng)調(diào)的是實(shí)驗內(nèi)容涉及課程的綜合知識或與本課程相關(guān)知識的實(shí)驗的綜合運(yùn)用�，F(xiàn)代化學(xué)已經(jīng)發(fā)展為各門學(xué)科縱橫交叉，相互滲透和相互融合的科學(xué)。為適應(yīng)現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展，在實(shí)驗教學(xué)中應(yīng)該有意識地將各種學(xué)科進(jìn)行相互滲透。考查學(xué)生在具有一定知識和技能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用某一門課程或多門課程的知識、技能和方法綜合分析和應(yīng)用。綜合性實(shí)驗設(shè)置上要避免與基礎(chǔ)性實(shí)驗重復(fù)，注重內(nèi)容的研究性和知識性。設(shè)計性實(shí)驗則是以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生自己結(jié)合多門學(xué)科知識和多種實(shí)驗原理，在給定的題目及目的下，自行設(shè)計實(shí)驗方案和試驗條件，自行選定儀器設(shè)備、擬定實(shí)驗步驟、分析實(shí)驗數(shù)據(jù)完成實(shí)驗�；蛘咴趯W(xué)生閱讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計實(shí)驗方案來完成實(shí)驗。實(shí)驗設(shè)計將實(shí)驗的主動權(quán)交給學(xué)生，但并不是讓學(xué)生任意為之，隨意設(shè)計。要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗設(shè)計的原則，首先，安全第一，實(shí)驗設(shè)計中要對學(xué)生強(qiáng)調(diào)安全意識，防止有毒有害物質(zhì)，注意實(shí)驗操作流程;其次，要符合一定的化學(xué)原理，不能出現(xiàn)科學(xué)性的錯誤;第三，程序要合理，多步驟實(shí)驗要注意實(shí)驗的先后問題;第四，裝置設(shè)計連接要合理，要求實(shí)驗儀器的連接必須合理、正確。經(jīng)過實(shí)驗方案的設(shè)計實(shí)施過程，學(xué)生學(xué)會了如何將所學(xué)的理論應(yīng)用于實(shí)踐中，并逐漸培養(yǎng)獨(dú)立科研的意識。課程過程中采用小組分工協(xié)作的方式，不僅提高個人能力，而且增強(qiáng)團(tuán)隊合作能力。實(shí)驗后期還要按照期刊格式撰寫論文，并進(jìn)行集中報告與答辯。教育部文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》指出:“積極推進(jìn)研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。高等學(xué)校的所有實(shí)驗室和圖書資料室都要向?qū)W生開放，建立大學(xué)生盡早進(jìn)入實(shí)驗室研究的基本制度和運(yùn)行機(jī)制。要增加綜合性與創(chuàng)新性實(shí)驗，提供豐富的教學(xué)參考資料，積極推進(jìn)討論式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法和合作式學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)大學(xué)生了解多種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)并開展討論、追蹤本學(xué)科領(lǐng)域最新進(jìn)展，提高自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立研究的能力�！碧岣邔�(shí)驗課程中綜合性、設(shè)計性實(shí)驗比例，拓展實(shí)驗內(nèi)容，按照教學(xué)規(guī)律和實(shí)驗技能要求組織實(shí)驗。在綜合性、設(shè)計性實(shí)驗項目的選擇上，既要考慮實(shí)驗內(nèi)容的復(fù)合性、方法的多元性、手段的多樣性、培養(yǎng)的多樣性，從而達(dá)到設(shè)計實(shí)驗的培養(yǎng)目的。
3環(huán)保型和實(shí)用型實(shí)驗相結(jié)合
化學(xué)實(shí)驗過程中不可避免的會產(chǎn)生廢棄物，如果將其直接排入下水道和大氣中，都會對環(huán)境造成污染。在注重環(huán)境保護(hù)崇尚綠色生活的今天，如何控制減少實(shí)驗污染對環(huán)境的損害是對我們每一個教學(xué)工作者的考驗。以有機(jī)實(shí)驗為例，藥品的使用和操作過程中都可能會對環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，我們要探究對實(shí)驗進(jìn)行優(yōu)化的方法。創(chuàng)設(shè)綠色環(huán)保型化學(xué)，從源頭上控制污染，實(shí)驗設(shè)計中我們要遵循不用危險品，盡量減少實(shí)驗試劑用量，藥品的循環(huán)使用和回收。在有機(jī)實(shí)驗操作中，選用無毒或低毒試劑來替換有毒有害物質(zhì)，拒絕使用一些無法替代，又無法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料。其次，減少用量，將一些常規(guī)化實(shí)驗設(shè)計轉(zhuǎn)化為微量實(shí)驗，并通過實(shí)驗條件的優(yōu)化提高轉(zhuǎn)化率、減少損失率。重復(fù)使用實(shí)驗過程中使用的催化劑、載體等。回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。將前一個反應(yīng)的產(chǎn)物用作下一反應(yīng)的原料，提高化學(xué)試劑的重復(fù)利用率。除對實(shí)驗設(shè)計的環(huán)保要求外，我們還要通過聯(lián)系生產(chǎn)，生活實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力培養(yǎng)實(shí)用型人才。高校中很多部門都肩負(fù)著研究、教學(xué)、產(chǎn)業(yè)化的任務(wù)，在實(shí)驗室設(shè)備使用過程中，對于提高教師的綜合素質(zhì)，特別是提高教授跨出本專業(yè)，結(jié)合化學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)和轉(zhuǎn)化知識，對實(shí)際操作和創(chuàng)新設(shè)計能力的提升都具有特殊的作用。產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合可以形成強(qiáng)大的研究、開發(fā)、生產(chǎn)一體化的先進(jìn)系統(tǒng)并進(jìn)行整合，最終形成綜合優(yōu)勢。教學(xué)是大學(xué)穩(wěn)定之基，科研則是強(qiáng)校之本。實(shí)驗內(nèi)容可根據(jù)需要調(diào)整或擴(kuò)展，以滿足不同層次的需求。為了強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力，提升學(xué)生的整體素質(zhì)，結(jié)合實(shí)驗室的使用情況，每學(xué)期安排開放實(shí)驗，以供學(xué)生自行安排進(jìn)入實(shí)驗室。學(xué)生可以自己動手操作儀器，參與儀器的調(diào)試與操作，也可以自行選題，獨(dú)立實(shí)驗，結(jié)合以后自身發(fā)展相關(guān)的內(nèi)容，變被動為主動。把校內(nèi)實(shí)驗與校外實(shí)習(xí)相結(jié)合，讓學(xué)生自覺過渡到社會實(shí)用中去，與相關(guān)企業(yè)合作，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，使學(xué)生提前做好融入社會的能力和心理準(zhǔn)備。
4結(jié)語
本文基于化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中遇到的問題，結(jié)合新時期發(fā)展對教師和學(xué)生提出的要求，思考化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的新方向，對傳統(tǒng)實(shí)驗教學(xué)模式進(jìn)行大膽改革，夯實(shí)學(xué)生“基本原理、基本方法、基本操作的掌握、推進(jìn)實(shí)驗新體系、新內(nèi)容、新方法的建設(shè)和實(shí)施、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。做到驗證性和探究性，綜合性和設(shè)計性，環(huán)保型和實(shí)用型實(shí)驗相結(jié)合，努力提高本科化學(xué)實(shí)驗教學(xué)。理論聯(lián)系實(shí)際，我們要根據(jù)實(shí)際需要采取實(shí)驗焦旭改革措施提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，在實(shí)踐過程中進(jìn)一步完善學(xué)生的知識體系，實(shí)驗?zāi)芰涂茖W(xué)意識。教學(xué)方向的改變基于學(xué)校，教師和學(xué)生的共同努力，只有三者相互配合，相互支持，相互理解，教學(xué)方向才能向著預(yù)期的目標(biāo)前進(jìn)。明確方向，立定目標(biāo)，踏實(shí)實(shí)行，認(rèn)真總結(jié)，化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中要融入各種智慧和對現(xiàn)實(shí)條件的充分認(rèn)識。中國正處在各項轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，化學(xué)實(shí)驗教學(xué)也要積極努力的對自身進(jìn)行改變，結(jié)合社會轉(zhuǎn)變中出現(xiàn)的問題，提高化學(xué)教學(xué)的時效性，實(shí)用性和實(shí)踐性。
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