转型期地方高校无机化学实验研究
时间:2022-01-16 11:05:19
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摘要:无机化学实验是化学学科的一门重要课程,针对转型期地方高校无机化学实验存在的问题,对传统的无机化学实验进行改革,科学合理地调整无机化学实验课程体系,优化实验内容,改进实验课授课方法及考核方式,以适应转型发展的需要。实践表明,以培养学生动手实践能力和创新思维能力为目的的无机化学实验课改革,符合地方高校转型期“重应用,求创新,高素质”的创新应用型人才的培养目标。
关键词:转型期;地方高校;无机化学实验;改革
作为高等教育的重大改革,部分地方高校向应用技术型高校转型势在必行。目前,高校转型的关键问题是学生如何掌握扎实的专业技术、获得良好的就业前景。无机化学教育家戴安邦教授说“化学实验课是实施全面的化学教育最有效的教学形式。”[1-3]化学化工专业实践性教学环节的重要组成部分是实验教学。加强实验教学不仅可以培养学生实验动手能力,还可以培养学生的创新思维和创新能力,使实验教学在培养人才中的作用得到充分的发挥。无机化学实验是惠州学院化学工程系和生物科学系专业新生的一门基础必修课,是学好其他化学课程的前提和基础,在教学计划中有非常重要的地位。无机化学实验的教学目标就是使学生掌握无机化学实验的基本操作技能、元素和化合物的基本知识和基本理论。培养学生具有实事求是的科学态度和良好的科学习惯及科学思维,为培养学生初步的科研能力打下基础。
1完善实验课程体系
惠州学院化学工程系无机实验主要分为化工专业、应化师范专业的基础实验及应化师范专业的综合实验。化工专业安排在大一上学期完成,应化师范专业的无机基础实验安排在大一学年进行,无机综合实验安排在大三进行。化学工程系不同专业的实验项目及类型是化学工程系现阶段的实验项目,在2010年时化学工程系针对无机实验作了实验课程的改革。首先,从实验的课时上进行删减,化工专业由原来的42学时调整为36学时,师范应化专业由原来的2学期72学时调整为60学时。其次,实验类型的改革,减少验证性实验,增加设计综合型实验,如删除了“氧硫”“铁钴镍”等性质实验。再者,老旧实验内容的改革,比如“台称和分析使用及操作技能测试”;此外,有毒有害的实验改革,如“锡、铅、锑、铋”“锌、镉、汞”;最后,增加2个微型实验。
2更新优化实验教学内容
2.1删减陈旧、有毒有害内容,增加前沿领域实验
化学工程系自2010年来对无机化学实验进行改革。首先,删除一部分老旧的实验,因为实验课的内容必须跟得上时代与科技发展需要。其次,删除一些有毒有害的实验,因为这些实验对环境有污染,对师生身心健康发展也是不利的。最后,增加一些化学前沿的新实验,以及介绍和了解国内外社会化学的新仪器和新技术。因此,无机课题组删除“台称和分析使用及操作技能测试”实验,因为现在的电子天平能够精确到小数点后4位,相比于多年前的分析天平,不但操作大大简化,而且精度更高。
2.2部分无机化学实验的微型化
改革后增加硫酸铜合成和过氧化钙合成2个微型实验,微型化学实验是国内外最近几年新发展的一种实验形式。相对于传统实验,微型实验使用的化学试剂比较少,减少污染,提高课堂质量。微型实验的试剂用量小,产物也少,可大幅度地减少实验室空气和水体排放污染,有益于师生的健康。仪器基本上可以做到人手一套,能实现人人动手的目标。学生通过自制仪器动手做实验,既训练了动手能力,培养了创新思维,同时提高了参与意识及动手操作能力。
2.3补充设计研究型实验,培养学生的创新精神
验证性实验项目主要涉及到元素性质方面,加深认识从学生的理论认识到实践层面,从现象到本质的项目。改革前化学工程系的实验项目中验证型占多数,考虑到验证性实验的局限性和教学方式的固化模式,针对这种状况,通过改革合理调整、精简了4个验证型的性质实验。无机化学实验还补充了“三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备、组成及表征”和“铬(Ⅲ)配合物的制备和分裂能的测定”2个“设计型”实验项目,该实验包含反应制备称量、真空抽滤、热过滤、水浴加热、蒸发、结晶和分光光度计仪器分析等一系列化学实验的基本操作及数据处理,使学生的综合能力得到较全面的训练和提高。
3改进实验教学方法
原有实验教学中,老师讲得多,学生做得少;重结果,轻过程,造成学生的积极性主动性没有调动起来,使学生失去做实验原有的兴趣和热情。惠州学院无机实验改革也试图改变这些弊端,使学生成为课堂的主体,教师作为引导者,在课堂设置情景问题,激发学生的热情和潜能,主动地参与课堂。3.1实验课堂引入问题情景的教学模式这种实验课堂需要老师提前做准备工作,提前将问题设置好并布置下去,让学生在课前去查阅相关的资料和文献,并设计好实验思路与路线。在课堂上提出自己的分析意见和依据,然后老师点评,同学们一起论证实验的可行性。最终由这些思路和路线分组用实验进行验证。实验课堂引入问题情景模式能真正地锻炼学生,使他们不断地发现问题、分析问题,最终解决问题。其真正地体现了高校实验改革的宗旨,提高学生的自学能力与创新动手能力,有利于高校创新人才的发展和培养。3.2无机化学实验课堂采用实验预习报告和实验报告“两手抓”模式为了改变实验预习报告和实验报告流程化、形式化和空洞化的缺点,提出实验预习报告和实验报告“两手抓”的模式。首先实验预习报告不能像以前一样只是抄书上的实验目的、实验原理、实验药品和实验过程。必须通过自己的思考,查找相关的资料,提出实验预设的方案和实验路线,在实验预习报告中体现出来。实验课堂中结合老师的指导进行实验,记录实验真实的现象,在实验报告中总结实验实际的结果与预设结果的差异,进行结果分析,最终形成实验报告。3.3无机实验课堂引入多媒体实验教学在科学技术迅猛发展的今天,教学方式也在不断的更新变化,多媒体教学除了在理论课得到广泛的使用外,也在实验教学方面得到了极高的重视。因为多媒体教学可以将一部分有毒有害易产生污染气体的实验在实验室不能动手实践的通过课件形式展现出来。这样即使没有进行实验,但是仍然不影响学生对实验原理和理论方面的认识,还能加强学生对环境环保方面的认识和处理。此外,将多媒体实验教学引入无机化学实验中,开发和引进无机化学CAI课件向学生展示以外,实验数据绘制曲线的工作可以利用ORIGIN软件轻松完成;通过专门的化学绘图软件CHEM-DRAW可以绘制出标准的方程式及化合物结构式。当然还可以引入很多的化学画图软件为无机化学实验服务,也能提高学生的兴趣和热情。
4科学合理考核实验成绩
科学合理地考核实验成绩首先就是将实验课独立出来,不能和理论课一起考核,以前大多数都是理论课占70%、实验课占30%的模式,改革考核方式就是无机实验课作为一门课,1.5学分,每学期单独考核。实验成绩不应当是单一的成绩,建议实验成绩=预习报告(30%)+实验操作(40%)+实验报告(30%),这样多样化的考核才能够真实地考察学生的实验动手能力和创新能力。
5结语
通过多年的改革与实践,惠州学院化学工程系的无机化学实验教学取得了一定的成效。一方面,学生能够养成严谨的实事求是的科学态度,树立勇于开拓的创新意识,全面提高综合素质,为以后实际工作和科研工作打下坚实的基础;另一方面,教师要不断调整自己的知识结构,加强理论知识与实践经验,增加前沿知识与科学进步同步,为地方高校的无机化学实验的改革作出不懈的努力,使培养出来的大学生更加适应地方企事业单位的人才发展需要。
作者:谢飞燕 刁贵强 郑晓丹 单位:惠州学院化学工程系
参考文献:
[1]戴安邦.全面的化学教育与实验室教学[J].大学化学,1989,4(1):1-7.
[2]姜润田,崔玉,马玉翔,等.工科无机化学实验课教学改革初探[J].中山大学学报论丛,2003,23(1):145-147.
[3]吴琴媛,徐培珍,张雪琴,等.无机化学实验课改革的探索[J].大学化学,1994,9(3):10-13.
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