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關鍵詞:高職醫學;無機化學;教學對策
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A
無機化學主要是研究無機物的組成、性質、構成以及無機物的化學反應過程,它是藥學中一門重要的學科。高職無機化學的內容比中學化學更有深度和難度,學生在學習上有不少的問題,需要教師積極改變教學模式和教學方法,幫助學生更好地學習無機化學。
一、高職醫學中無機化學教學中的問題
1.課程內容缺乏專業性
不少高職院校在醫學教學中,使用的課程內容缺乏專業性,針對藥學專業的課程聯系不夠充分。藥學專業的學生在學習中會出現問題,不能全面認識無機化學的重要性,在知識的掌握上有一定的難度,影響學生學習的積極性。而且無機化學的知識比較抽象,多而分散,但是不少高職院校的課時比較少,學習任務重與課時少的矛盾不斷凸顯。在教學中,部分教師沿用傳統的教學內容,過于關注化學學科的基礎理論系統,沒有及時更新化學和藥學領域的新技術、新理論和新知識等內容。
2.教學方式比較落后
在無機化學教學中,主要是傳統的“填鴨式”的教學方法,以教師為主體,學生被動地接受,沒有充分發揮學生的主觀能動性,很難提高學生學習無機化學的興趣。高職醫學的學生普遍基礎素質比較差,化學基礎比較薄弱。無機化學是學生后續課程的基礎,要求學生能夠系統、全面地掌握化學基本規律和原理,沒有學好無機化學,不利于學生深入學習專業學科的知識。
3.缺乏實踐性教學
在無機化學教學中,存在著忽略實踐性教學,或者不重視實踐教學的問題。學生缺乏實踐能力,學生很少了解企業和社會,不能真正意識到無機化學課程的重要性以及具體的實踐應用,影響了學生學習無機化學的主動性和創造性。
二、促進高職醫學無機化學教學的對策
1.完善課程內容
對無機化學的課程體系進行改革,首先要優化教學內容,要讓學生學習與制藥專業、化工專業有密切聯系;要讓學生認識到無機化學的重要性,培養學生的學習興趣。其次進行系統教學,按照由淺入深的認知規律,降低學生學習的難度。最后還要注重理論聯系實際,尤其是在理論的教學中,要有重點地教學,刪減過于陳舊的內容,增加一些最新的知識,提高學生學習的積極性。
2.轉變教學理念,改進教學方法
教師要轉變傳統的教學觀念,注重學生的主體地位,發揮教師的主導作用;要根據學生的特點以及學科的特點,改進教學方法,多方位地啟發學生的思維,提高學生的學習能力。例如,教師可以采用案例教學法,在教學中剖析無機化學的案例,使學生能夠充分利用學習的知識,發散思維,提高發現問題、分析問題和解決問題的能力,挖掘學生的潛力。
3.充分利用各種教學資源
教師要充分利用教學資源,提高教學效率和教學質量。無機化學是理論和實踐并重的學科,要注意兩者的協調,將實踐教學貫穿始終,教師可以組織學生進行社會實踐,或者到企業中進行參觀學習。同時,教師要構建實訓教學體系,引導學生進行正確、規范的實驗操作,使學生掌握實驗技能。
4.建立完善的評價體系
教師要改變傳統教學中的考核方式,建立完善的評價體系,不僅要考核學生的學習結果,也要考核學生的學習過程,要綜合實驗實訓、課堂教學等各個環節,激發學生學習無機化學的積極性。要將學生的實踐考核、理論考核和平時考核相結合,可以進行小組評價、學生互評、教師評價和學生自我評價,使學生的考核評價體系更加科學合理。
總之,無機化學是高職醫學學生學習的基礎學科,學校需要重視無機化學教學的改革,充分認識到在無機化學教學中存在的問題,并尋求解決的方案,通過改進教學方式和教學內容,綜合利用教學資源,建立科學的評價體系,提高無機化學的教學質量。
參考文獻:
[關鍵詞] 緒論 科研前沿 興趣
緒論課作為新課程的第一次課,無論對教師順利開展該門課程的下一步教學工作還是學生學好該門課程都具有至關重要的作用。《無機化學》是藥學專業首批開設的一門專業基礎課,但剛入校的大一新生對化學的認識僅僅局限于抽象概念、化學方程式和相關計算,而對化學在生產、生活、醫藥中的作用認識不足。如何激發學生學習化學的興趣,一堂成功的緒論課十分關鍵。學生往往對一門新課的第一節課充滿期盼、新奇和學習的熱情,緒論課在教學內容上應該讓學生產生耳目一新的感覺。對于藥學專業的學生最感興趣最為關心的是化學與他們的專業之間有什么樣的關系,學習這門課程在他們未來專業發展中能發揮什么作用,因此緒論課在內容設計上要求突出化學、藥學及醫學的學科特點和內在規律。實踐表明適當講解關于無機化學在新藥研究開發過程中的前沿內容,對于提高藥學專業學生學習無機化學的興趣具有重要作用。
一、化學與藥學
藥學科學的任務是研制預防和治療疾病、促進身體健康,保護勞動力的藥物,并揭示藥物與人體及病原體相互作用的規律。無論是合成藥物的研發、天然藥物的提取,還是藥物劑型、藥理和毒理研究,都要離不開化學知識。
針對藥學專業的學生,進行緒論課的教學中以“醫藥”為橋梁在化學與藥學之間建立關聯,讓學生明白,學好化學對于藥學專業的學生有著至關重要的作用。例如,在中藥研究過程中,要想搞清楚中藥中起作用的有效成分,必須用化學知識對其進行分離提純,然后研究藥物的穩定性、生物利用度和藥物代謝動力學,在對病理、藥理、毒理的解釋過程中也離不開化學的知識。新藥研究開發的過程中一個重要的環節,是對一些具有優良活性的天然產物進行結構修飾,以期獲得藥效更好,生物利用度更高,毒副作用更小的新藥,這些工作的進行更離不開化學,通過這些科研知識的講授,能讓學生深刻體會到學好藥學必須以學好化學為前提,從而增強學生學好化學的自覺性和責任感。
二、無機化學與藥學
無機化學與藥學之間有著什么樣的關聯呢?結合近年來中藥配位化學的研究成果,可以讓學生切實體會到無機化學對中醫院校藥學專業的學生學好后續課程的重要性。近年來的研究發現,中藥有效成分越提純療效越差。隨著研究的深入,發現在中藥中起作用的不是純粹的有機成分,中藥真正有效成分是有機成分與無機金屬離子之間結合而成的配合物,這可能是由于有機成分和金屬離子之間具有協同、拮抗作用存在,有時候二者結合,還能降低某一成分的毒副作用,甚至有時還會產生新的生物活性。更有甚者,是某些有機成分單獨存在時無明顯藥效,但與無機金屬離子結合后卻具有顯著的藥效。藥物在與金屬離子作用后可以改善其溶解性,增加其生物利用度,從而增強其療效,甚至可以產生新的藥理作用。
目前,對一些藥物活性分子進行結構修飾后與金屬離子作用合成新型藥物的研究,越來越受到科研工作者的關注,如β-欖香烯是我國自行從中藥莪術中提取的一種抗腫瘤有效成分,已被批準為二類抗癌藥物應用于臨床,其細胞毒性及不良反應均小于一般的化療藥物,且對肝、腎功能無損害,無骨髓抑制,具有抑制腫瘤細胞和提高免疫功能的雙重療效,研究還發現β-欖香烯對已耐藥的腫瘤細胞仍敏感,不易產生耐藥性。然而,β-欖香烯屬揮發油類,水溶性差,不易為人體所吸收,科研工作者為了改善它的性能,對其進行結構修飾,在β-欖香烯分子中引入氮、氧原子,然后將其與人體內一些必須的微量金屬元素作用生成配合物,這樣可以提高藥物的水溶性、抗腫瘤活性及其靶向性。這些最后發揮藥效的配合物正是無機化學研究的內容,因此,可以給學生灌輸要想在藥學研究中有所突破,必須學好無機化學的思想。實踐證明,在緒論課的教學中引入科研前沿,一方面,使學生在學習知識的同時了解科學研究的方法;另一方面,使學生變被動學習為主動學習,提高學生學習的自覺性,增強學生學習無機化學的興趣,讓學生自己認識到學好無機化學是他們學好專業的基礎,是以后工作的必備知識。
良好的開始是成功的一半。教師不斷總結教學經驗,通過滲透科研前沿,培養學生對無機化學的學習興趣,激發學生的求知欲,學生變被動接受為主動學習,變被動的積累知識為知識的綜合應用,同時也使他們充分體會和感受到學習知識、掌握知識、應用知識的樂趣,這將對全面提升學生的綜合素質,為其進一步學習專業課及以后的就業打下良好的基礎。
參考文獻:
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無機化學是藥學專業課程體系中的一門專業基礎課,該課程主要任務是一直是為有機化學、分析化學、物理化學以及藥學專業課程準備必須的基礎知識,也是對高中化學知識的深化,同時還要結合藥學專業特點,所以也是藥學的啟蒙課程,因此在課程體系中無機化學起著承前啟后的重要作用,其教學質量優劣直接影響整個培養目標的實現。正是這種特殊的地位使得其教學內容涵蓋面非常廣泛,主要包括基本化學規律、基本的結構理論、元素性質和常見無機藥物,這些內容都是后續課程的重要基礎,盡管在教學計劃中將教學內容劃分為掌握、熟悉和了解三個層次,但是在實際教學過程中很難突出教學重點,一直以來教學效果很不理想。因此,從新認識無機化學的地位、突出教學重點、改進教學方法勢在必行。
1 教學中存在的問題
1.1 教學內容多而且陳舊
盡管無機化學是化學學科中最古老的分支之一,但是在教學中無機化學被普遍認為是分析化學和物理化學等課程的簡化版,導致了該課程的教學內容非常多,主要包括化學平衡部分、原子與分子結構理論部分和元素性質三部分。化學平衡涵蓋了基本的化學概念和化學原理,是要求重點掌握的內容;原子和分子結構部分是該課程的重點和難點,其教學效果直接影響學生對有機藥物結構的認識。另外醫藥院校所有的化學課程一般被看作藥學專業課的基礎課,因此學時安排較少,教學中化學平衡和結構理論部分幾乎占用了90%的學時,導致沒有時間介紹當前無機化學的最新發展動態,使得該課程長期以來教學內容更新緩慢[1]。
1.2 教學互動困難
良好的師生互動可以激發學生的學習興趣,營造愉悅的學習氛圍,是提高教學質量的重要手段,然而無機化學課程的教學對象是一年級新生,在當今應試教育背景下培養的學生,學習一般缺乏主動性而且自學能力較差[2]。缺乏主動性是應試教育的結果,自學能力不強應該歸因于長期被動的“填鴨式”教學模式。為了提高學習主動性和自學能力,我們安排了許多與課堂教學內容有密切關系的課外學習內容,然后以課堂提問的方式進行檢查,結果發現效果較差;另外盡管我們在課堂教學過程中有意去設計一些教學互動環節,但是效果不佳,教師課前的提問環節幾乎是教師自問自答;教學互動方法中的重要一環是課后作業,然而在教學中發現隨著課程的延續課后作業質量越來越差,而且到課程后期抄襲現象嚴重,教師已經不能從作業中了解學生真正的學習效果。
2 對無機化學課程的認識
國際上大學化學教育的第一門課程是General Chemistry,此課程在最初引入我國時, 把這門課程翻譯成“普通化學”, 這種錯誤的譯名掩蓋了課程的真實教學目的,也就弄錯了它的教育任務與教學內容。1952年,教育部化學課程改革小組把大學化學教育的第一門專業課程定名為“無機化學”,并一致延續至今,而在國外高校教學體系中,無機化學是一門高年級理論課,因此國內這種錯誤導致該課程教學內容陳舊,無法反映無機化學中的最新發展成果。我國高等醫藥院校同樣采用了這種課程設置模式,盡管部分專業將其定名為“基礎化學”,但是其教學內容仍然是無機、有機和物理化學的濃縮與簡化。無機化學課程的實質應該是化學和藥學教育的緒論課和啟蒙課,因此應該定名為“化學概論”,具體內容除了講授化學科學的基本原理、定量分析和元素概論以外,還應該概括講授與藥學密切相關的交叉學科,比如環境化學、藥用材料學、生命科學等[3]。但是由于歷史原因和學時的限制,使得本應該推陳出新的教學內容長期不變,因此必須對教學內容和教學方法適當優化和改進。
3 教學改革探討
3.1 精選教學內容
近年來針對無機化學課程的特點以及對該課程認識的加深,我們對教學大綱進行了修訂,首先是把學生可以看懂改為自學內容;其次把原理和規律相似的內容整合在一起集中講授,比如化學平衡部分,重點講酸堿平衡,突出平衡移動的規律的應用、強化分析解決問題的能力,在此基礎上講授其它化學平衡時,弱化平衡移動部分,將重點放在較難理解的基本概念上;第三是降低結構理論部分的難度,針對結構理論部分難度較大的狀況,在與后續課程教師充分交流的基礎上,只要求掌握基本概念和重要結論,弱化理論本身而注重鍛煉學生運用結論的能力[1]。最后留出一定的課時介紹本學科的最新研究進展,同時積極介紹無機藥物的研究成果,如少量砒霜可以治療白血病和血癌、釕和鋨制成的化合物用于治療結腸癌和卵巢癌等癌癥等等,這些最新的研究成果更加突出了無機化學的重要性以及和藥學的密切聯系。
3.2 發揮網絡教學資源的優勢
我國互聯網已經基本普及,課堂教學中的知識點在其上幾乎都可以檢索到,而且其提供了大量的課本以外的知識,這些都是對課堂教學的有益補充。我們在教學中積極引導學生正確的利用互聯網以擴大知識面,結合無機化學的教學內容,我們注意引導學生瀏覽一些科普網站,如科學網、中國科普網和中國科普博覽等;同時建議學生適當關注一些專業網站,如美國化學會、Nature和Science等網站,了解國際科學研究的熱點和重要進展,既激發學生的學習和研究興趣,又鍛煉了英文的閱讀能力。
關鍵詞:無機化學教學;綠色化學;教育
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1009-0118(2012)05-0133-02
隨著經濟的發展,傳統的化學工業給環境帶來了嚴重的污染和破壞,環境問題已成為世界各國無法回避的共同問題。人們認識到光靠治理污染已經無法從根本上保護環境,要保護環境就必須從源頭消除污染。二十世紀九十年代,在可持續發展方針的指導下,形成了綠色化學的概念。綠色化學是用化學的技術和方法去減少或消除有害物質的產生和使用,但它不是一般的控制污染,而是從根本上消滅污染,它不再使用有毒有害的物質,不再產生廢物,是一門從源頭上防止污染的化學[1]。此后,人們賦予這一新事物不同的取名:環境無害化學、環境友好化學、清潔化學等。
一、綠色化學的內涵
綠色化學不同于環境化學,環境化學是一門研究污染物的分布、存在形式、遷移及其對環境影響的科學。綠色化學的最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段,因而過程和終端均為零排放或零污染。綠色化學的核心內容是“原子經濟性”,即充分利用反應物中的各個原子,因而既能充分利用資源,又能防止污染。綠色化學的特點是:(一)采用無毒、無害的原料;(二)在無毒、無害的反應條件(催化劑、溶劑)下進行;(三)減量、循環、重復使用;(四)具有“原子經濟性”,即反應具有高選擇性,極少副產品,甚至實現零排放;(五)產品應是對環境友好的;(六)滿足價廉物美的傳統標準[2]。目前世界上許多國家已把“化學的綠色化”作為新世紀化學發展的主要方向之一。
二、無機化學教學中綠色化學教育
(一)無機化學理論教學中的綠色化學教育
在進行理論課教學時,要充分挖掘教材中涉及有關綠色化學的內容,進行及時的、適當的知識加深與更新以及思維的拓展。例如在介紹H2O2的制備時,目前的方法是乙基蒽醌法[3]。以H2和O2為原料,乙基蒽醌和鈀作為催化劑,苯作為溶劑。乙基蒽醌在鈀存在時可被H2還原為乙基蒽醇,而乙基蒽醇易被O2氧化成乙基蒽醌和H2O2。生成的乙基蒽醌循環使用。反應過程中消耗的是H2和O2,生成的是H2O2。由此為切入點,可引入綠色化學的核心內容之一,即原料的重復使用,并體現了綠色化學的最大特點:在過程和終端均為零排放或零污染。較之傳統的制備方法,這是一個典型的綠色化學方法。又如制備NaClO3,學生常會提出以Cl2和NaOH反應來制取,反應如下:
3Cl2+6NaOH(熱)5NaCl+NaClO3+3H2O
從反應式可看出,原料中有5/6的氯生成了NaCl,未被利用,從而引出綠色化學原理的核心內容之二,反應的“原子經濟性”。它的目標是在設計化學反應時使原料分子中的原子更多或全部變成最終希望的產品中的原子,使原子利用率盡可能高,最大限度地實現零排放。據此引導學生采用電解熱的NaCl溶液,制備NaClO3,反應如下:
2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2
Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
3NaClO2NaCl+NaClO3
生成的NaCl可循環使用。其實在無機化學教材中,可以挖掘的內容很多,只要是一個有心人,會發現教材中處處可見綠色化學。例如,講到氫時,介紹氫能源的利用;講到氧化還原反應一章時,可講一講干電池的污染、氫燃料電池的利用;在配合物的應用部分可介紹無氰電鍍等綠色工藝。講到鹵素一章時,增加“氯氣用于自來水消毒的利弊、新型消毒劑ClO2、毒氣與軍事、氟污染與人身心健康、氟利昂對臭氧層的破壞與保護、開發利用氟氯烴清潔替代品”等教學內容。講到氧族、氮族元素時,組織“酸雨的危害與防治、水體大氣污染與防治、臭氧層空洞、水體富營養化、光化學煙霧、汽車尾氣與大氣污染”等這些教學內容,不僅滲入了綠色化學的理念,而且也使課堂內容更加生動充實。
實踐證明,在課堂上適時或適當地把綠色化學的思想和知識融入到無機化學的教學中,所用的教學時間多則7-8min,少則2-3min,在一節課教學中占時不多而又畫龍點睛。這種方式的教學,可使學生在潛移默化中受到綠色化學教育,使他們意識到綠色化學對于人類及其所賴以生存環境的可持續發展所具有的重要性。同時又不對原本緊張的教學時間安排造成新的沖擊,還可使教學內容顯得豐富生動,增強學生對學習這門課程的興趣。
(二)無機化學實驗教學中的綠色化學教育
1、整合、精選實驗內容
無機化學實驗是為大一新生開設的實驗課程,作為基礎化學實驗,開設的內容較多。其中有些實驗與后續的實驗課內容互相重疊,互相交叉,造成實驗內容的重復,課程安排缺乏全局性、整體性。造成化學試劑的用量和實驗室“三廢”的排放量變大。特別是近幾年,隨著招生規模的不斷擴大,學生人數不斷增多,藥品的消耗和產生的廢物更多,因此,首先要對實驗內容進行整合。例如,溶液的配制、酸堿滴定、天平的使用這些實驗無機化學實驗中有,分析化學實驗中也出現,就可以進行實驗內容上的調整、篩選和重組;玻璃加工實驗也同時出現在無機和有機實驗中,也可進行整合,避免重復。在實驗項目的安排上不僅滿足培養學生實驗技能的需要,同時也要體現綠色化學的教育的思想。教師要根據教學需求,本著將毒害降低至最小的宗旨,合理選擇實驗內容,對實驗方案進行優化。在實驗內容上,盡量根據低能耗、低毒原則進行篩選。
2、開展封閉式實驗[4]
對于有毒有害氣體的實驗,傳統的方法是在通風櫥內進行,這樣只能避免對小環境的污染,有毒有害氣體還是排放到空氣中,造成對大環境的污染。為了避免這種情況,可將反應裝置設計成封閉式,使反應在封閉狀態下進行,并能在系統內部將反應產生的有毒氣體吸收掉,實現零排放。例如,鹵素實驗中,既要制備氯氣、氯酸鉀、次氯酸鉀,又要進行氯氣的一系列性質實驗。可將從氣體發生裝置出來的氣體,導入收集裝置,再依次通過裝有NaOH的兩個具支試管,這兩個具支試管分別放在裝有熱水和冷水的燒杯中,實現次氯酸鉀、氯酸鉀的制備,最后氣體再轉移到點滴板,點滴板中依次加入品紅溶液、蒸餾水、KBr溶液、KI-淀粉溶液、NaOH溶液。將氣體的產生,收集、性質和尾氣吸收實驗串聯在一起,氣體不易泄露,大大減少了對環境的污染。
3、進行微型化學實驗
目前,越來越多的學校將微型化引入到實驗教學中來,微型化學實驗是著眼于環境安全和污染預防的需要,用盡可能少的藥品,在微型化的儀器裝置中進行的化學實驗[5]。微型化學實驗具有節省試劑、減少污染、縮短實驗時間、安全、節約經費、便于攜帶等優點。我們也進行了這方面的嘗試,并作了實驗上的一些改進。例如,元素性質實驗,所用藥品種類多,份量大,在不影響實驗效果的前提下,盡可能降低試劑濃度,盡量改用點滴板替代試管做實驗,或在濾紙上進行有色反應的實驗,使藥品用量大大減少。又例如,上面提到的鹵素的實驗,氯氣的制備就采用微型化的注射器和具支試管。具支試管(5ml)裝入KMnO4,注射器(5ml)中吸有濃HCl,這就是氣體的發生裝置。SO2的制備也是用這樣的裝置,并與點滴板聯合,進行性質實驗,最后用堿液吸收多余的氣體。這樣藥品用量很少,又不影響實驗現象的觀察,縮短了實驗時間,改善了實驗環境,降低了廢氣和廢液的排放量,大大減少了對環境的污染。
三、結語
綠色化學是在環境與發展矛盾日益突出的形勢下,應運而生的一門新興學科,但它不是一門獨立的學科,它是在傳統化學基礎上發展起來的更高層次的化學。作為高校化學教師,要樹立可持續發展的觀念,應把傳授綠色化學知識作為自己義不容辭的責任,用實際生動的范例充實我們的教學內容,按照范例所涉及的知識點,將綠色化學知識自然、生動地滲透到化學教學中。培養學生的環保意識和可持續發展意識,使綠色化學的理念扎根于學生的頭腦中,貫穿于他們以后的工作中。實踐證明,將綠色化學滲透到無機化學教學中的做法是可行的。通過綠色化學教育在無機化學教學中的滲透,學生反映他們的知識面擴展了,學習無機化學的興趣提高了,更重要的是,他們了解了綠色化學,接受了綠色化學。因此,這種有效的做法值得我們去進一步完善和推廣,為推動我國的綠色化學教育事業的發展,為保護我們的家園,作出應有的貢獻。
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CDIO工程教育模式作為國際工程教育改革的最新成果,迅速在各大高校開展起來[1]。CDIO分別代表Conceive(構思)、Design(設計)、Implement(實現)和Operate(操作)四個能力層面,其核心內容是從產品研發到運行的整個過程中,學生在學習中是以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行學習,以項目化的培養方式使學生的工程基礎知識、個人能力、團隊精神和工程開發等能力得以提升[2]。在教育部高教司理工處的指導和支持下,2005年汕頭大學工學院率先實施了CDIO工程教育改革,同時帶動了國內幾十所本科試點高校和許多非試點院校一同實施,對人才培養的各個方面與相應的管理機制都進行了重新構建,并且在明確專業培養目標、制定專業培養標準、構建一體化課程計劃、實施探究式教與學方法、建立保障與持續改進體系等方面進行了大膽的實踐和創新,取得了一系列非常顯著的效果,為專業的改革和建設提供了寶貴經驗[3-4]。因此,借鑒本科教學中開展CDIO取得的成功經驗,在高職基礎無機化學的教育中引入基于項目的CDIO理念,將會使高職教育中存在的瓶頸問題有望得以更好的解決。
2高職CDIO基礎無機化學課程的特點
2.1與專業內容密切結合,應用性強
基礎無機化學課程作為化工類專業的一門專業基礎課,與后繼專業課程知識的學習密切相關,目前我校整合后的基礎無機化學的內容在講授基礎理論的同時更為注重結合后續專業課程的實際需要,設計了相應的項目化教學內容,形成“項目載體、任務驅動、學生主體、素質滲透、工學結合”的教學模式。
2.2教學模塊易于項目化,實踐性強
實踐教學在基礎無機化學的教學中具有舉足輕重的作用。整合后基礎無機化學的每一個教學模塊都配備有一定數量的項目化實訓設計,即根據化工類專業學習的要求進行課程內容的重組,打亂原有的教學體系,以具體制備某種產品或分析檢驗某類性質為項目載體,設計導學案例,將基礎知識、實踐操作技能糅合在一起,學生課前通過多種渠道了解相關的知識和技能,為后續專業課需要的化學知識和基本技能的作儲備,真正實現授人以漁。學生在實踐學習,過程中既可以培養學生的實踐能力又可以開發學生的創新精神,與高職人才培養目標的根本要求高度符合。
3基于項目化的CDIO理念在基礎化學教學中的實施
3.1以需求為導向的培養方案的制定
我國現階段高職教育的目標是培養直接能面向產業需求的基礎技能型人才。而CDIO培養模式作為一種方法論,其初衷就是培養具有一定的理論知識并能初步解決工程實踐問題的職業工程師[5]。因而在基礎無機化學培養方案的設計上,針對相關產業對所需求畢業生素質和能力的要求,充分聽取用人單位和已畢業校友的建議,并對市場進行考察,從實際出發,不僅考慮學生對后續專業技術知識的儲備,同時還考慮社會對畢業生團結協作、職業精神等方面的需求。逐步完善以適應社會發展為需求、以就業崗位為導向的培養方案,使學生在校園內即對自己的職業素養的提高和職業生涯的規劃有著明確的目標和方向。
3.2基礎化學課程教學體系的設計
3.2.1理論教學
根據化工類專業的培養目標及崗位職業能力的要求,按學生的認知規律,突破傳統四大基礎化學教學體系框架的限制,以無機化學為基礎主線,將物理化學的基礎理論和分析化學的定量分析方法滲透到相關教學中,將理論教學劃分為分散體系、化學反應的基本原理、定量分析初步、物質結構基礎、元素化學等五大模塊,組成“宏觀微觀宏觀+微觀”的全新內容體系。
3.2.2實踐教學
CDIO理念強調的是產品項目周期的重要性,圍繞產品的設計、開發、使用、升級等不同階段,將不同課程串聯起來進行課程體系的設計,從而對學生產生理論應用于實踐直接感受[6]。因此,在設計基礎化學實踐的教學內容時,借鑒CDIO的思路,將具體課程以項目的形式體現。基礎無機化學以企業相關實踐內容為依托,基于工作過程,將實踐教學按“認知(感官)———技能(基礎)———綜合(提高)———設計(創新)”分層次進行,循序漸進,形成“引領項目、主導項目、提升項目”三個模塊,由單元技能訓練綜合技能訓練,由基本技能訓練綜合性和應用性技能訓練設計性技能訓練,最后通過設計綜合基本技能操作進行實操考核,對學生綜合實驗能力進行全面的考核和評價。
3.3基于項目化的CDIO理念教學方法的實施
融合CDIO教學理念的進行項目化教學,項目進行精心的籌劃、設計,要求學生參與其中,與老師和同學一起發現問題,找到解決問題的方案,這一方面便于發展學生創造性思維,使其更清晰地了解實踐中的具體工作流程,另一方面也促進教師提高脫離書本結合實際解決學生各種各樣的問題的能力[6]。在具體實踐項目的選取上,盡量來自于真正的工程項目或企業生產工藝這類項目的選取還能同時讓教師和學生了解企業最新的項目需求和技術要求,并從中體驗諸如管理、市場、人際關系等現實問題,提升自身能力。在具體CDIO教學方法的實施中,主要采用“研究課題的確定研究計劃的制定實驗方案的設計數據和現象的實驗及記錄數據的處理和分析研究報告的撰寫”模式。綜合考慮學生已具備的理論知識和實踐技能,將全班學生按能力互補方案分成若干個實踐小組,以實踐小組為單位,從確立研究課題、實踐操作到完成報告都合作進行,最后對實踐進行小結,由小組中的每位成員分別陳述項目實施的收獲,并必須回答兩道關于該項目相關的思考題。通過此類項目的實踐,能夠極大地調動學生學習的積極性以及主動思考問題解決問題的能力,同時通過合作,加強學生的集體觀念和團隊意識,也在一定程度上體現了學生的自我價值。而這種模式也很大程度上推動了教師主動提高自身的教學水平和業務能力,實現共同進步。
3.4以項目評估為核心的過程化考核體系的建立
基于項目化的CDIO理念的教學實施中,不再簡單地通過專業考試來評定學生的效果,而是注重在整個實踐過程中考量學生對課程綜合應用的掌握,考核方式具有一定的開放性,考核內容涉及到文獻查閱、方案設計、實踐操作、數據處理、合作精神等方面,結論可以不唯一,這樣過程化的操作能得到學生更全面、更綜合的考核評價結果。
4結語
【關鍵詞】無機化學 微觀理論 教學
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)12-0183-01
對于無機化學中的微觀理論來說,由于其內容比較抽象,對于學生來說看不到、摸不著,影響了學生對知識的理解。對中職學生來說,由于其想象力還不夠豐富,學習方法不夠完善,所以在學習的時候存在一定的困難,老師在教學的過程中也存在不少的難度。如何把如此重要而又比較復雜的知識通過一定的方法傳授給學生,讓學生能夠在學習中得到提高對于老師和學生來說都非常的重要。
對于宏觀世界來說,由于物質的結構和構成不同,所以出現了多姿多彩的豐富的客觀世界。大部分物質都是由分子和原子構成,而分子又可能有成千上萬的原子構成。如果要研究物質的化學和物理性質就要對其原子結構和分子結構,也就是對其微觀理論進行認真的研究。因此,無機化學中的微觀理論知識是無機化學理論教學中的重要組成部分,老師要想方設法不斷的提高教學效率,使學生能夠熟練的掌握這部分知識。同時無機化學中的微觀理論對于學生進一步學習有機化學知識起到了鋪墊作用,要在教學和學習中給予特別的重視。為了有效的提高中職院校無機化學微觀理論知識的教學效果,可以考慮采取以下幾種措施:
1.重視微觀理論科學研究和發現的過程。
對于無機化學中微觀理論部分,由于新概念比較多,而且理論性比較強,學生容易產生厭煩情緒。在這種情況下,老師要注意引導學生對于原子、分子等的認識和模型建立的過程的學習,通過對微觀知識和理論研究發現的過程[1]。從學習的過程中讓學生能夠感受到人類如何是發現和研究自然的,從而能夠從更深的層次來領悟微觀原子的結構知識在自然科學研究發現中的重要性。原子的結構模型是科學家在前人研究的基礎上根據自己的想象和認識,從自己的推測和實驗中總結出來的。不同的微觀結構模型體現出了人們對于原子結構的不同認識,人類對原子的結構認識經歷漫長的歷史階段,特別是在近代獲得了巨大的進步。這種過程使人類在認識世界和戰勝自我方面取得了一次又一次的進步,因為每種理論的和建立都體現了人類的努力。在微觀理論中的每個發現都凝聚了無數科學家的心血,在教學的過程中應當向學生強調不怕困難,實事求是的科學態度。鼓勵學生向前輩科學家學習,讓學生能夠對所學的知識充滿信心。通過在課堂中講述科學家研究發現微觀世界的過程,培養學生正確的學習態度和方法,鼓勵學生戰勝困難,對無機化學中的微觀理論的學習充滿信心[2]。在科學家研究發現的過程中,讓學生感受到他們的一絲不茍的奉獻精神,和對科學知識的執著追求。從思想上讓學生對微觀理論知識的學習建立足夠的信心,使學生能夠相信可以學習好這部分知識。
2.重視多媒體工具在無機化學微觀理論教學中的應用。
在我國中職院校傳統的教學中,常常是用粉筆在黑板上板書。這種方式往往需要花費比較多的時間,特別是在作圖的過程中,一些結構比較復雜的圖形占用的時間更多,而且教學效果也不夠好,不能夠引起學生學習的熱情。對于這部分知識來說,由于其內容的特殊性,學生在理解方面存在很大的困難,如果僅僅依靠傳統的教學方式,學生就容易感到枯燥無味,也在一定程度上影響了學生學習的積極性[3]。隨著信息技術的快速發展,多媒體教學也逐漸在中職院校得到了普及。多媒體可以在課堂教學中展現出形象而真實的教學環境,可以為學生展現出真實的微觀環境和圖像,使學生在教學的過程中對微觀粒子產生立體感,能夠認真的學習到物體中的原子是如何組合在一起的。通過多媒體的方式使學生能夠對所學習的微觀知識產生形象和直觀的印象,而且通過聲覺和視覺的刺激作用,大大的提高了課堂的教學效率[4]。通過多媒體教學工具在微觀理論教學中的應用,不僅使課堂變的活潑有趣,而且也有效的吸引了學生的注意力,提高了學生學習的熱情和積極性。
3.在教學中重視類別的方法。
類別作為語文教學中常用的一種教學方法,在無機化學描述微觀世界時也可以使用。例如為了讓學生對原子結構有比較直觀的認識,可以把原子結構中原子核比喻為放在一個足球場中的蘋果,這樣學生就會很容易明白原子的內部結構和其中不同物質之間的大小比例。又如在講解氣體分子之間的相互碰撞對器壁所產生壓力的知識時,學生往往對這一結論很難理解和接受。老師可以舉例就像大量比較密集的雨滴不斷的落在的傘面上時對雨傘所產生的壓力,這些壓力就比較形象直觀了[5]。這種現象可以和社會生活緊密的聯系在一起,使學生很容易過渡和遷移到分子運動的知識上。在微觀理論的教學過程中要使用一些恰當的類別方法,可以達到事倍功半的教學效果。
無機化學作為中職院校化學教學中的重要課程,其學習結果對于后續的化學課程具有重要的影響。微觀理論知識作為無機化學中承上啟下,和現實宏觀世界緊密聯系的重要內容,對于學生正確的理解化學的研究方法和化學理論具有重要的幫助作用。老師在教學的過程中要主動的尋找有效的教學策略和方法,不斷的提高課堂教學的效果。幫助學生正確的理解化學知識,對化學學習樹立正確的學習態度。
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1無機化學實驗室綠色化的必要性及意義
無機化學實驗是無機化學賴以形成和發展的基礎,是檢驗無機化學知識真理性的標準,是化學教學中學生獲得化學經驗知識和檢驗化學知識的重要媒體和手段,是提高學生科學素質的重要內容和途徑。近年來由于學校招生規模不斷擴大,做實驗的學生也相應增加,實驗室產生的廢棄液也隨之增加。無機化學實驗為我校中藥學、藥學、制藥學專業大一新生開設的基礎實驗課,將綠色化學理念融入其中,實現無機化學實驗室的綠色化,不僅能使教師在良好的環境中工作、學習,而且使學生從大一開始就在潛移默化中受到綠色化學的教育,這對培養學生保護環境及資源的觀念,提高他們環境保護的緊迫感和責任感具有非常重要的意義。
2藥學無機化學實驗室的綠色化途徑
2.1將綠色化教育融于無機實驗教學中
無機化學實驗為大一新生第一學期的一門化學實驗課。教學過程中,應充分將與環境化學有關的知識與藥學無機化學實驗教學聯系起來,使學生明白無機化學元素及其化合物在環境中的分布及行為,充分認識環境保護對人類未來的重要性。并同時在實驗室進行安全、環保教育,加強廢棄物處理方法、技術教育,使學生能夠掌握一些無機物造成的常見污染及治理方法和防范措施,并通過規范化的實驗操作、流程,節約藥品并減少環境污染,引導學生自己尋求治理污染的新途徑。使學生認識到化學工業在國民經濟中的重要地位的同時,也認識到一些化學藥品的危險性以及它們給環境帶來的危害,從而培養學生良好的實驗習慣和環保意識。
2.2以實驗室綠色化建設為指導思想對實驗進行統籌設計
無機化學實驗室綠色化建設必須從源頭抓起:即從源頭上減少有毒有害廢棄物的數量。具體方法可以從以下幾個方面做起:科學、合理、統籌地設計學生實驗方案,減少現象重復和藥品資源的浪費,減少藥品的用量。對所要開設的所有藥學無機實驗整體統籌,合理安排次序,盡量能將一些實驗串聯起來,可以實現某些產物或副產物回收、或再利用。每一次實驗安排都要進行優化考慮,盡可能達到:實驗材料廉價易得,實驗過程中無副反應或副反應產物較少。無機實驗反應過程中使用的試劑、溶劑、催化劑等盡可能無毒無害,反應產出物盡量無毒或毒害性小并易處理,反應條件盡可能溫和等。
2.3積極采用微型無機化學實驗
所謂微型化學實驗[1],就是通過使用盡可能少的化學試劑來獲得盡可能多的所需化學信息的實驗方法與技術。微型化實驗具有降低污染、減少教學經費,并能縮短教學實驗時間的優點。無機化學實驗微型化對環境保護來說是非常必要的,主要表現在:無機化學實驗內容主要是一些無機化合物的性質檢驗實驗,所需試劑品種及用量都較多,對實驗室及周邊環境污染較大。如果采用微型化實驗,既降低了水、電等能源的消耗,又可以減少“三廢”的排量。而且雖然化學試劑用量少,但實驗現象及結果仍可以達到準確、明顯的效果。
2.4采用先進的技術、儀器,減少環境污染
目前,使用計算機技術的CAI教學已成為全國各高校教學改革的主要方向之一[2],此法具有教學和輔助教學的雙重功能。在藥學無機化學實驗中,對那些化學試劑、溶劑用量比較大且在整個實驗中廢棄物排放量比較大、處理廢棄物存在困難的實驗,或對于必須做但又需要用到有毒有害的藥品,以及藥品昂貴或易揮發、易引起燃燒、爆炸等危險,會對環境造成較大污染的實驗,可改為CAI教學,以模擬仿真的方法來完成,或采用比較先進的、可減少污染的儀器進行實驗[3]。
2.5科學、合理地處理實驗廢棄物
藥學無機化學實驗室的廢棄物種類相對較多,學生實驗結束后,必須對其廢棄物進行區別處理,根據廢棄物的不同狀態及性質,采取不同的處理方法[4]。對于固體實驗藥品,無論剩余多少一律回收,可留作下次實驗使用。對于那些無毒、無污染的雜物,教師應要求放入指定的垃圾桶,不要隨便丟放,集中后倒入指定的處理地點。對于實驗過程中的固體生成物,能綜合利用的盡量回收后利用,不能綜合利用的,就需要在回收后進行處理。對于那些有毒廢渣、廢液等藥品,應該放入藥品回收缸中,積累到一定量后集中處理。
2.6建立有效的規章制度
建設綠色化的藥學無機實驗室,單靠教師對學生的道德教育顯然是不夠的,還應該建立一套行之有效的規章制度。大一新生中,有多數學生在中學化學學習過程中根本沒機會自己動手做實驗,有的甚至沒進過化學實驗室,所以安全、環保意識比較薄弱,只靠老師在實驗課上的強調不能達到實驗室綠色化的目標。有了學校制定的實驗室規章制度,就有了教育學生的標準,會更有利于實驗室綠色化建設[5]。
作為高等院校化學專業的第一門實踐課程,無機化學實驗起著承上啟下的重要作用。結合河套學院教學實踐,從重視實驗預習、突出學生主體的教學方式、使用多媒體輔助教學、滲透綠色化教學等多個方面進行了探索和改進,以期適應當前對應用型人才培養的需求。
關鍵詞:
無機化學實驗;教學改革;教學實踐
金融危機以來,國際經濟形勢的變化和實體經濟的回歸對我國經濟發展、人才培養提出了新的挑戰。隨著經濟的轉型升級,為加強高層次技術技能人才培養,創辦應用型品牌大學是地方本科院校在高等教育大眾化背景下的必然選擇[1]。河套學院應用化學專業積極進行轉型發展,堅持“立足西部,培養高素質應用型專門人才”的辦學定位,突出培養應用型、復合型、創新型人才;著力構建“尚品德、厚基礎、重應用”的人才培養模式,為自治區西部轉型發展提供人才保障。無機化學實驗是河套學院應用化學專業第一門實踐性課程,相互聯系又相對獨立于無機化學理論課程。通過無機化學實驗課程的學習,能夠幫助學生理解和鞏固課堂上所學的無機化學基本理論和基本知識,更重要的是可以讓學生接受實驗技能的綜合訓練,感受科學探究的過程和方法,對于提高學生化學的學習興趣、綜合能力的發展、創新意識的培養都具有積極的意義,同時為后續實踐性教學環節的實施以及學生將來從事化學化工實驗工作和科學研究打下良好的基礎。本文針對傳統無機化學實驗教學中存在的缺點和不足,及河套學院無機化學實驗課程現狀,提出以下幾點建議和對策,作為實踐課程及教學改革的一點探索。
一、重視實驗教學前預習環節
在整個實驗教學中,實驗的預習、實驗的基本操作和完成實驗報告是三個必不可少的環節。實驗預習是學生在實驗開始前就對實驗的基本內容、操作方法和步驟,以及涉及到的實驗儀器和藥品有一定的了解,并以實驗預習報告的形式呈現,這樣使學生能夠在實驗過程中,對實驗有整體的認識,操作起來得心應手。因此,有效的實驗預習不僅有利于培養和提升學生的自主學習能力,而且是實驗順利進行的前提和保證[2-3]。但是根據以往的教學經驗,大部分學生把重點集中在實驗操作和完成實驗報告上,對實驗的預習重視不夠。在對學生的預習報告的檢查中,發現大部分學生只是一味的“照本宣科”,為完成任務而寫,達不到預習的真正目的。為使學生能夠認識到實驗預習的重要性,改變以往每做一步實驗都要看一下實驗教科書的狀況,實驗老師在課前應做以下工作:(1)及時通知學生實驗項目,留充足的時間進行預習,并對實驗內容進行簡要的描述。(2)針對不同的實驗類型,設定相應的實驗預習報告書寫要求。例如,對于驗證性實驗,需寫出試劑的用量和滴加順序,明確試劑的基本物理性質和化學性質,能預測實驗現象,并寫出相應的化學方程式,積極引導學生正確運用課堂上所學的理論知識來解釋實驗現象,將化學實踐和理論有機結合起來;對于制備性實驗,將實驗步驟以流程圖的形式呈現,層次清晰,簡明易懂。(3)將實驗中的關鍵步驟或注意事項設置若干數量的思考題,幫助學生搞清實驗原理和實驗方法,提高其分析問題、解決問題的能力。(4)根據學生書寫的實驗預習報告質量以百分制形式進行評分,及時記錄并作為期末考查成績指標之一,將成績及時反饋給學生,進一步增強學生對預習報告的重視程度。
二、突出學生主體地位,培養學生自主學習和動手能力
在傳統的無機化學實驗中,通常是實驗老師詳細介紹實驗原理、儀器使用方法和具體操作步驟、實驗過程中的注意事項,學生只是根據老師的講解“照葫蘆畫瓢”。基本上只要學生認真聽講,根據老師的思路和要求進行實驗,都能得到理想的實驗現象和結果。但是這種方法極大地限制了學生創造思維的培養。使得學生缺乏主動思考,獨立設計實驗的能力,更談不上開拓創新了。為改變這一狀態,我們采取了加強引導,鼓勵學生大膽操作,勇于探索,充分發揮學生的主觀能動性等措施。(一)精簡講授環節,還學生思考和動手操作時間。由于學生在實驗前進行了充分的預習并書寫實驗報告,因此講授重點可以集中在預習報告中的預留思考題,以討論式或問答式的形式盡可能增加學生的參與度,充分體現以學生為主的教學模式。(二)適當轉變教師和學生的角色定位,老師由原來的“指揮者”變為輔導者,并且輔導人數以15人左右為宜。這樣改革的好處體現在:首先,能夠及時處理學生在實驗中遇到的問題,進行答疑解惑;其次,根據學生參與及操作規范情況打分,并及時記錄,作為學生無機化學實驗考查的參考成績之一。以此可有效增加學生實驗的緊張感,減少“渾水摸魚”的學生,使學生能夠認真對待實驗,培養良好的工作習慣;再者,能夠及時發現學生操作中存在的錯誤,予以糾正。對于普遍性的錯誤可以立即提醒全班學生加以防避;最后,轉變角色有利于增加老師和學生之間的交流互動,以探討形式提高學生分析問題、解決問題以及團結協作的能力,培養學生扎實的基本功。
三、多媒體技術輔助,優化教學資源
在傳統無機化學實驗教學中多媒體課件使用較少,浪費了大量網絡資源。適當使用多媒體課件有助于拓展學生的視野,體會無機化學實驗的神奇與美妙。例如,在無機化學實驗基礎知識教學中均已采用了多媒體形式授課。形象直觀的動畫和圖片在一定程度上填補了嘴巴加黑板講授的缺陷。有效地提高學生的學習興趣。并將一些污染較大、耗時較長、有毒有害的合成類實驗制作成視頻進行播放,以及播放網絡實驗視頻,增加了在實驗室現行條件下無法開展的實驗。這樣不僅能夠避免有毒有害化學物質對人體和生態環境的危害,確保實驗的安全性,同時也擴大了課程容量、豐富了學生知識儲備,保證實驗教學對理論教學的實證支撐,完備理論知識體系,取得了良好的教學效果。
四、滲透綠色化教學理念,培養學生可持續發展觀
近年來,綠色化教育正受到越來越多的關注,從倡導環境教育開始,學者們日益認識到綠色教育應具有豐富的內涵。在實驗教學中融入綠色教育有利于培養學生的環保意識,培養學生尊重自然,尊重他人,追求人與自然和諧發展意識。近年來,關于綠色化教育重點集中在推廣微型實驗和使用綠色化學試劑兩個方面,可以達到準確、安全、方便和防止環境污染的目的[4-6]。例如無機化學實驗中驗證性實驗,完全可以在點滴板上進行,化學試劑的取用量與對應的常規實驗(試管中進行)相比可以減少90%以上。這也是河套學院無機化學實驗室積極改進和探索的方向和目標。此外,我們在實驗過程中著重關注學生在實驗過程中普遍存在著取用藥品和試劑“貪多貪大”、輕易反復實驗的問題。以小見大,從細節入手樹立學生環保意識,節約能源,培養嚴謹的科學態度。以上是根據河套學院無機化學實驗的實際教學情況從實驗預習、實驗操作中教師與學生的角色地位、教學中的輔助設備和融入綠色化概念四個方面進行的一些教學改革。教學實踐中發現實驗效率明顯提高,教學效果顯著改善。但是在地方本科院校向應用型大學轉型的背景下,要滿足當今社會對應用技術型人才的需求,培養符合地區發展的化學專業人才。我們需要付出更多的努力,對于無機化學實驗改革的繼續深入研究和探索仍是十分必要的。
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關鍵詞:高職 無機化學實驗 教學改革
高等職業教育有別于普通高等教育,它是以市場為導向,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案的高等教育。在高等職業教育中無機化學實驗課程不再是理論課程的 “教輔工作”,而是職業教育的核心課程,對于專業培養目標的實現有著重要的作用。我分析了高職無機化學實驗教學中存在的問題及原因,研究解決問題的途徑和對策,并結合自己的無機化學實驗教學實踐和國內外的先進經驗對高職化工專業無機化學實驗課程教學改革提出了自己的初步思路,希望能通過改革盡快改變目前無機化學實驗課程教學中存在的不利狀況,最終使無機化學實驗課程達到高職教育的培養目標要求。
一、高職化工專業無機化學課程教學現狀分析
當前高職院校的無機化學實驗教學,多數是以掌握基本操作技術、了解常見元素及其化合物的重要性質和反應規律,了解無機化合物的一般提純和制備方法為目的,教學內容中缺少綜合性、設計性與創新性實驗,因此造成多年來實驗內容陳舊落后,缺乏前沿性,學生創造力的挖掘、創新精神的培養、自身綜合素質的提高都受到了極大的影響。學生畢業進入社會后常常感到學過的許多知識用不上,而用上的知識又沒有學過,使得學校傳授的知識與實際需求脫節。而無機化學教學模式一直都是先由教師講實驗原理、操作步驟及注意事項等等,然后是學生模仿操作。這種教學模式, 容易造成思維定勢,抑制了學生的主動性,學生不能進行科學的思維,沒有了發現新現象、新方法的快樂,感受不到科學的魅力,失去了許多深入了解或理解無機化學的機會,綜合能力和創新能力很難達到培養高素質創新人才的目的。實驗課的成績評定僅由教師從學生平時的實驗態度、實驗操作、實驗報告上給出一定的分數,計入到總成績中,往往造成成績評定的不合理性,也在一定程度上影響到學生的實驗熱情, 很多學生課前不做任何預習和思考, 實驗時敷衍了事。
二、改革高職化工專業無機化學實驗教學的思路
針對存在的問題,我認為,應從以下幾個方面對目前的高職無機化學實驗教學進行改革。
1.優化實驗體系,整合實驗內容
高職教育培養具有較強的綜合運用各種知識和技能解決生產第一線實際問題的能力的技術型人才,無機化學實驗內容的確定是實驗教學改革的關鍵。我們以“加強基礎訓練,注重能力培養,解決實際問題”為原則,對實驗內容和教材體系進行了重新調整。我們將課程體系分三個層次:一是基礎部分,其目標是強化學生基本操作實驗的教學任務,包括培養良好的實驗習慣,如學習實驗安全守則和事故的處理,了解常用藥品試劑的取用規則,掌握天平稱量操作、量筒、移液管、容量瓶、滴定管的使用規則,對無機化合物的分離提純方法進行規范化訓練,如進行加熱、溶解、過濾、濃縮、結晶、干燥等操作訓練;二是運用部分,目標是培養學生分析問題、解決問題的能力及創造能力,如進行一些無機合成與純技術等;三是實踐設計性實驗,目的是培養學生的素質和創新能力。設計性實驗就是要打破現成的實驗方案,要求學生在特定的條件下自行設計新的實驗方案,完成實驗的要求,要求學生通過查閱相關的文獻、資料,結合生產實際的需要完全由學生自己分析、思考、設計實驗,最后由老師歸納總結,提出合理實驗方案。這樣可以發揮學生的主體作用,有利于學生思維能力、創造能力和初步科研能力的培養。
2.轉變學生輕視實驗課的觀念, 強化實驗前的預習
學生對實驗課的正確認識和高度重視是提高實驗課質量的前提。根據學生存在的各種思想問題, 教師要向學生強調預習實驗內容的重要性,要求學生在實驗開始之前做到了解實驗目的、弄清反應原理、掌握操作步驟、領悟實驗成敗的關鍵檢查。為保證預習效果,在做實驗之前采取提問的方式,考查學生對實驗內容的了解情況,并讓學生示范某一操作,對出現的錯誤及時予以糾正。通過學生對每次實驗進行認真預習,有效地克服了學生依賴教師講實驗然后照方抓藥的弊病。
3.改革實驗教學模式
在目前教學內容增多情況下可以把需要在實驗課講解和演示的很多內容制成CAI課件,利用多媒體描述某些宏觀及微觀的化學過程,可彌補儀器的不足,通過上機設計方案尋找最佳的反應條件,模擬操作以預測實驗效果,可以為學生更好地掌握理論知識打下良好的基礎。
4.開放實驗室,充分發揮學生的智能和潛力
開放實驗室不僅為不同層次的學生提供寬松的學習環境和實驗空間,也可充分發展學生的個性,培養他們的動手能力。學生也可以帶著自己感興趣的課題進入實驗室,自行設計實驗方案,通過查閱文獻資料,獨立進行實驗,從實驗中體會失敗——思考——實驗——直到成功的科學研究全過程。在這樣的過程中學生不但可以掌握化學知識知道如何有效地利用各類裝置來解決無機化學實驗過程中出現的問題,而且能夠提高學生的綜合操作能力。在實驗過程中,也使學生學會了工作時間的統籌安排,鍛煉提高了團隊協作能力。
5.改革實驗報告和實驗考核方法
以前的實驗預習報告、實驗報告均采用同一模式,文字敘述冗長,占用了學生較多的時間,學生為完成“任務”不得不采用抄書的方式提高速度。為了讓學生有較多的時間去弄懂實驗原理、思考相關的問題,我們特別提出簡化報告內容,比如刪去了預習報告的畫裝置圖,只保留實驗報告的畫圖;實驗過程中要求學生認真記下實驗現象;對實驗中的異常現象要分析原因并寫明處理方法;在實驗報告中我們增設了實驗結果討論欄,要求學生對本次實驗進行簡要的評價,總結成功的經驗,分析失敗的原因。
考核是實驗教學不可忽視的環節,通過考核可以調動和發揮學生的主觀能動性。我們將考核分為平時考核、實驗報告和期末考核三個部分,比例為3∶1∶6。平時成績從預習報告、課堂提問、實驗操作、方案設計、實驗結果、紀律等六個方面考核。實驗報告從版面整潔、思路清晰、上交及時等方面考核。期末考核分為筆試和實驗操作兩部分,比例為3∶7。采用這種考核方法,解決了實驗考核只考慮平時表現,而忽視期末成績的普遍問題。學生的實驗技能、綜合素質和創新能力得到了鍛煉。
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