基于创新人才培养的基础化学实验论文

导语：基于创新人才培养的基础化学实验论文一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

一、农业院校基础化学实验教学中存在的一些问题

拔尖创新人才的重要标志是“宽厚扎实的知识基础、开拓进取的创新能力、求真求实的实践精神、开阔前瞻的国际视野和稳健卓越的领袖素质”。如何培养拔尖创新人才已成为高等学校教学改革的热点。化学实验教学是化学及相关基础学科培养人才的重要环节，不仅要使学生掌握宽厚扎实的化学实验基础知识和基本技能，而且对于拔尖创新人才必备的好奇心、思维水平和实践能力的培养具有关键性作用。但是，目前农业院校基础化学实验教学内容、教学模式及考核制度等的改革还不能完全适应培养拔尖创新人才的要求，主要存在以下问题：

1．实验内容比较陈旧，综合和设计型实验较少，反映现代化学在农业生产上应用技术的实验更是寥寥无几，学生的科研素养和综合能力有待提高；

2．过多强调基本理论和基本技能的练习，学生的学习兴趣和创新思维受到抑制；

3．过多强调老师的主导性，忽视学生的主体性，学生的科学思维训练不足；

4．过分强调教学计划、培养目标的统一性，学生的个性和特长被忽视；

5．考试形式单一，难以激发学生学习的积极性和主动性，不利于学生创新能力的培养和个性的发展。

二、改革基础化学实验教学，培养拔尖创新人才

（一）凝练典型实验，设计科研实验

随着现代农业对拔尖创新人才需求量的不断增多，高等农业院校基础化学实验教学必须把“重基础、突个性、强实践、跟发展”作为课程教学内容改革的指导思想。扎实的知识基础是拔尖创新人才必备的条件，是创新的基石和保障，因此，基础化学实验教学第一学期，在通盘考虑“知识点”的前提下，对“普化、分析、有机”三大块基础课化学实验教学内容进行重组和凝练，设计系列典型实验。例如“乙酸丁酯的制备”是我们精选保留的典型实验，其实验原理涉及化学平衡、平衡移动、液－液萃取、酯化反应等众多基础理论，实验步骤包含回流分水、萃取、干燥、蒸馏等有机化学基本操作，在此基础上，我们对实验的设计采用常量与半微量实验对比的方法，有针对性地培养学生“绿色化学”理念。通过一系列典型基础实验的训练，使学生具备宽厚扎实的知识基础。我校拔尖人才培养班包括食品工程、动物生产、植物生产、动医医硕和生物科学专业。针对各专业特色，我们将实验内容与相关专业发展相结合，与生产实际相结合，与教师科研成果相结合，不断调整相应的教学内容，加快知识更新的步伐，实现教学内容现代化。基础化学实验课程第二学期，开设一些具有专业特色的创新、开放的科研实验。例如，从植物、动物机体中提取活性多糖的研究，并采用大孔树脂、SephadexLH－20凝胶树脂对这些活性成分进行初步纯化，以及大豆分离蛋白的提取及功能研究、生物农药的制备、除草剂和安全剂制备及初步表征等等。设计科研实验使学生能够涉猎更多更广的研究领域，以激发起“好奇心”，提高思维水平和实践能力。

（二）应用灵活多变的教学模式

1．构建混合式化学实验教学模式

混合式教学（BlendingLearning），是将传统学习优势和以网络为主的电子学习的优势结合起来的一种教学模式，既能发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性与创造性。基于这一思想，我们构建并实践了混合式基础化学实验教学模式。在详细分析农业院校学生的学习特征和学习需求基础上，我们构建和完善了基础化学实验网络教学平台，包括便于学生预习的教学大纲、教案、常用软件及视频录像；利于师生课下进行适时互动的在线答疑、报告上传系统；有助于学生基础实验技能提高的基本操作和虚拟实验系统；拓宽学生认知水平的课外阅读和国内外相关网站链接。在实验教学过程中，教师以网络平台为支撑，以学生为主体，根据学生个体的差异和实验内容的不同，引导学生进行主动学习、网络学习、探究学习和团队学习。“主动学习”和“网络学习”是学生课下利用基础化学实验网络教学平台进行自主、交互的学习方式，教师通过课上提问、学生讲解及学生演示的方式对学习效果进行检验。“探究学习”是在实验过程中，当学生遇到某些事先未预料到的状况时，教师通过师生共同探讨，启发学生如何思考并合理地解决问题，鼓励学生勇于尝试创新，引导学生主动地去学习一些新知识来解决实验中无法解释的一些实验现象和结果，而不是直接给出解决问题的方案。探究式学习模式可以加深学生对实验内容的理解，保护学生的好奇心，提高学生发现问题和解决问题的能力。“团队学习”是指在完成一些综合设计性实验时，学生在教师的协助下完成分组、选题、资料收集和分析，通过组内成员的协作，共同完成任务设计和实施，最终形成报告。团队活动有利于发展学生的思维和实践能力，增强学生的沟通和包容能力，有助于培养小组负责人的领袖素质。混合式实验教学模式，不仅能够更好地实现拔尖创新人才培养目标，而且能够科学地整合教学资源，使基础化学实验课程教学效果达到最优。

2．构建拔尖生优秀教师制的化学实验教学模式

实验教师的素质已成为培养高校学生实验能力的“瓶颈”，在一定意义上，高校实验教师的素质对提高实验教学质量和科学研究水平起着决定作用。因此，为将农业院校的实际情况与所培养的拔尖人才数量少的优势相结合，我们在大一基础化学实验教学中引入拔尖生优秀教师制。一方面，充分利用基础课授课学院最好的资源，安排省教学名师、省教学新秀、教授、博导等为拔尖生上课，使这些学生能够得到优秀教师的教育和培养；另一方面，拔尖学生可以根据各自的专业特点及个人爱好从这些优秀教师中选择导师，并成为导师科研团队中的一员，进行初步的科研训练和实践。拔尖生优秀教师制培养模式不但可以使学生尽早进入科研团队，尽快掌握基本实验技能，而且学生可以从优秀老师那里学到发现问题、解决问题的基本科研素养，这些都是拔尖创新人才必备的基本素质。实践表明，以优秀教师为纽带的实验教学模式对学生而言是一个全新的磨合过程。在开始阶段，因受传统学习模式的影响，学生中肯定会出现不适应的情况，特别是一些自主学习能力不强的学生，此时必须发挥指导教师的作用，积极扶持，保证拔尖生尽快适应课程学习和科研训练的节奏。当然，此种模式对指导教师也是一个全新的挑战，若要保证拔尖生学习效果，教师必须提高自身综合能力和素养。总之，以优秀教师为纽带的实验教学模式在对学生精英意识的培养、个性化培养及主动实践能力的强化等诸方面都取得了相应的成效。

3．构建三维度化学实验竞赛体系

化学实验竞赛是全面考核学生化学实验技能和创新能力、检验化学实验教学效果的有效手段。为提高拔尖创新人才思维水平和实践能力，我们构建了三维度化学实验竞赛体系，包括基础实验竞赛、综合实验竞赛和学科竞赛三个模块，参赛学生为我校食品工程、动物生产、植物生产、动医医硕和生物科学专业拔尖班学生。竞赛参照国家化学实验竞赛模式，略作调整，各参赛专业在赛前一周向组委会提供一份5人的参赛学生名单。竞赛安排在每年的七月份举行，为期3天，内容包括实验基础理论考核（笔试）及实验操作考核。竞赛中的操作考核一般进行2天时间，每天从上午8点半开始，至下午3点结束。我们将操作考核分两个阶段，第一个阶段是综合实验竞赛阶段，考核方向分别是普化、有机和分析，每个专业的5名同学在进考场前抽签确定自己的操作方向。第一阶段竞赛结束后，各专业成绩最高的2名同学进入第二阶段竞赛。第二阶段竞赛是能够体现各专业学科特征的学科竞赛，实验题目体现各专业的前沿内容，每个专业进入该阶段的2名学生自动组成一组，协力完成实验。竞赛的层层推进，能较为全面地考查这些拔尖学生的基础、综合、创新实验能力。此外，实验竞赛操作考核能够提高学生的自信心，夯实学生的实验基本技能，培养学生实事求是的科学态度、相互协作的团队精神和勇于开拓的创新意识，使拔尖人才脱颖而出。由于我校三维度化学实验竞赛体系的构建尚处于起步阶段，还存在一些不足，今后我们将在实验题目的选择、参赛选手的培养模式及提高师资队伍水平等方面进行更加深入的探索和实践。

（三）建立教考一体化实验考核模式

为实现培养农业拔尖创新人才的目标，我们探索和构建了一种既能评价学生对实验技能的掌握程度和应用水平，又能调动学生学习积极性和主动性的教考一体化模式。

1．将期末考试分散到整个实验课程中。第一阶段是基本操作考核，检查学生对容量瓶、滴定管等使用的掌握情况，考核结果将对学生基本实验技能的掌握起到促进作用，同时帮助教师及时发现问题并予以纠正；第二阶段是综合设计实验考核，学生随机抽签，查阅资料，设计方案，独立完成实验，以训练独立分析问题与解决问题的能力和将理论与实际结合的能力；第三阶段是创新实验考核，以小组为单位进行，实验题目与各拔尖班专业方向一致。通过三阶段实验考核，一方面学生在实践能力、综合能力和创新能力等方面都得到了培养和提高；另一方面适时的实验考核能及时把学生在每一阶段的学习现状反馈给授课教师，教师及时调整教学内容和教学方法，改进教与学的关系，提高教学效果。

2．为了让学生在实验中主动运用学过的理论知识积极展开逻辑思维，我们将“探究学习”模式与平时成绩挂钩，就是在实验过程中或结束时，针对实验现象、步骤中某些事先未预料到的状况，通过老师引导，让学生回答并予以评价。这种个别化质疑考核使得在实验中提问题的人数和讨论实验的人数明显增多，感到实验有收获的人数也增加了。此外，在师生探讨实验中出现异常现象时，教师会获得某些改进实验的启迪，促进实验教学内容的改革。这种“教—考，考—教”模式有利于保护拔尖创新人才的好奇心和思考力。

3．实验报告既是对实验课教学过程的总结，也是对学生综合分析和表达能力的有效锻炼，一般占平时成绩10％～20％左右。传统的实验报告为“五步走”格式：实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理和思考题，这种固定模式在一定程度上限制了学生的思维，不利于拔尖创新人才的培养。鉴于拔尖班实验内容的经典性、专业性和创新性，我们要求学生以每次实验的基本目的为依据，自己总结实验的收获，分析产生问题的原因及解决方法，写出自己的心得体会；针对某些科研实验如“除草剂和安全剂制备及初步表征”。我们还要求学生广开思路，写出形式多样、分析性的论文，并将实验报告成绩提高到占平时成绩的30％～40％。灵活多样的实验报告形式有效地培养了学生的逻辑思维能力，强化了学生的分析、归纳、总结和解决实际问题的能力。

三、结语

基础化学实验是农业院校最重要的基础课程之一，是培养学生实践能力、创新能力和科学素质的重要途径。为了实现农业拔尖创新人才的培养目标，实验内容上将典型实验与科研实验相结合；教学上采用以网络教学平台为支撑的混合式教学方式，以及拔尖生优秀教师制、三维度实验竞赛等多种灵活的培养模式；并将考核分散到整个实验过程中，构建了教考一体化的实验考核模式。通过几年的摸索与实践，教改在保护拔尖生好奇心、提高学生思维水平和实践能力方面取得了一些成效。

作者：杨昱徐雅琴杨玉玲白靖文单位：东北农业大学理学院