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地方高校化学实验教学的现状分析与应对策略论文

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  关键词:化学实验教学;科学素养;创新能力;教学改革;地方高校

  0引言

地方高校化学实验教学的现状分析与应对策略论文

  化学实验课程是地方高校化学教育体系的重要实践类课程,主要任务是使学生掌握化学实验知识和基本技能,培养其分析和解决化学专业相关问题的学科思维和科学素养,为地方和国家培养综合素质高的化学学科应用型、创新型人才[1-2]。同时,化学实验课也是药学[3]、医学、农学、工学、生命科学、环境科学等专业的必修课程,凸显出化学实验课程在高校各专业人才培养方面占据着重要地位。因此,及时分析地方高校化学实验教学目前存在的主要问题,有针对性地进行化学实验课程的教学改革,进而增强地方高校化学实验教学的育人效果,培养适应区域发展需要的化学学科应用型人才,是一个亟需深入思考和努力践行的研究课题[4]。

  1地方高校化学实验教学的现状分析

  通过分析近几年延边大学化学实验课程的教学情况,并结合对其他高校的调研结果,发现地方高校化学实验教学中存在一些共性问题。

  1.1学生对化学实验课缺乏重视和积极性

  通过学生在化学实验课的表现,可以发现学生对化学实验课程缺乏重视和积极性,主要表现在以下几个方面:

  (1)部分学生更重视化学理论课的学习,而轻视化学实验课程的重要性,认为在化学实验课上只要保证出勤、“照方抓药”式地完成实验并提交实验报告,即可获得相应的实验成绩。因此,他们在实验课上缺乏自主思考,当遇到实验中出现的问题时,也不愿意分析问题和解决问题。

  (2)还有部分学生为了获得较高的实验分数,随意篡改、捏造实验数据,甚至抄袭他人的实验报告。其实,这些行为都是违背学术道德和科学素养的不良表现,教师应该严格予以制止并进行教导,以免将来出现更严重的学术不端行为。

  (3)大多数学生在化学实验课上只注重完成实验任务,而缺乏一定的安全意识和环保意识,忽视了良好实验习惯的培养,甚至并不理解学习化学实验知识和技能的意义何在。学生的这些不良课堂表现亟需教师加以引导并及时纠正。

  1.2教师的教学模式单一,考核评价机制仍需完善和提高

  在地方高校化学实验教学中,部分教师也存在一些问题,主要表现在以下三个方面。

  (1)部分教师只注重化学实验内容的讲授和对学生实验技能的训练,在教学组织中却较少设计相关实验的交流与探究环节,不利于培养学生分析问题和解决问题的学科思维,也难以锻炼学生自主设计实验的能力。

  (2)部分教师忽视了化学实验教学中必不可少的德育教育。例如,部分教师在化学实验教学过程中没有注重培养学生的安全意识、环保意识、良好的实验习惯以及实事求是的科学素养和学术道德等,只做到了“授业、解惑”,而忽视了“传道”,这将很难培养出具备较高综合素质的化学专业人才。

  (3)部分教师对化学实验课程制定的考核内容单一[5],通常以每节课的实验报告和期末考试为依据给出最终成绩,而忽略了过程性评价,这样单一的评价机制并不能全面地反映出学生的真实实验水平,也不利于促进学生的全面发展,因此还有待完善和提高。

  1.3实验内容陈旧,无法满足学生自主设计实验的需求

  部分实验内容过于陈旧,与生活实际的相关性较小,因此不能引起学生的学习兴趣和重视[6];还有一些实验内容涉及一些毒性较大的化学试剂,或者产生了难以处理的废液、废气等,给化学实验室造成了一定的环境污染,同时也不利于师生的身体健康[7]。因此,应该撤销这些陈旧的实验内容,替换成一些贴近生活又符合绿色环保的化学实验项目。此外,化学实验课程的内容大多涉及基本操作、物质的物理量及化学常数的测定、物质的制备与提取、性质实验和定量分析实验等,而较少包含设计性实验,这将不利于培养学生的创新能力和分析问题与解决问题的能力。因此,应当在教学计划中适当增加一些设计性实验,才能有助于实现培养方案中对学生创新能力以及分析、解决问题能力的锻炼。

  2地方高校化学实验教学改革的路径探究

  基于上述地方高校化学实验教学存在的主要问题,从更新教学内容、转变教学理念和教学方式、健全评价体系和定期开放实验教学四方面提出解决路径,进一步发挥化学实验课程在培养学生的科学素养、基本实验技能、分析问题和解决问题的能力以及创新能力等方面的作用,进而实现高校立德树人的根本任务,其改革路径如图1所示。

  2.1更新教学内容

  目前,各高校采用的化学实验教材大多是由原有的经典实验项目组成,一些老旧实验项目不符合绿色化学理念,与现代生活、工业生产和科技前沿的联系不是很密切,不足以吸引学生的兴趣,同时也无法让学生们感受到做这些实验的意义和必要性。因此,为了培养出符合社会需求的应用型化学专业人才,更新教学内容、完善化学实验课程的教材建设及其他教学资源建设势在必行。

  首先,应当用绿色化学理念重新审视实验项目和内容[7-9]。一方面,应该舍弃有毒有害且污染环境的实验内容,保留和引入安全、绿色的化学实验项目。另一方面,在不影响实验效果和教学效果的前提下,尽量减少化学试剂和水资源的使用量,减轻化学试剂造成的环境污染,同时也节约了化学试剂和水资源。而对于有毒有害、污染环境严重且危险系数高的化学实验项目,可以开展化学虚拟仿真实验,使学生既学习到了相关的实验知识,又创建了一个安全、经济、环保的学习方式。此外,也可以在化学实验教材中加入安全教育、绿色化学理念和环境保护等相关内容,引起学生的重视,从而潜移默化地引导学生提升安全意识和环保意识,有助于培养出致力于环保事业的化学专业工作者。

  其次,教学内容引入一些与日常生活贴近且有趣的实验项目,使学生感知化学实验的实用性及与生活的密切联系,并激发学生的学习兴趣。如,延边大学化学与药学专业使用的《基础化学实验》教材中编写了“蛋壳中CaO含量的测定(高锰酸钾法)”“葡萄糖酸锌的制备与含量测定”等实验内容[10],学生在这些实验课堂中的学习热情和积极性明显超过了其他实验项目,教学效果良好。

  最后,设计性实验应该是地方高校化学实验课程中不可或缺的,它能使学生在熟练掌握基础化学知识和基本实验技能的基础上,培养其自主思考、分析问题的学科思维与创新意识,并提高学生解决问题的能力和创新能力。虽然部分高校的化学实验课程中也会涉及一些经典的综合性实验,如延边大学《大学基础化学实验》教材中“胃舒平药片中铝、镁含量的测定”“丹皮酚的提取、分离及鉴定”等设计性实验内容[11],旨在提高学生们自主设计实验的能力和创新意识,但教学效果并不理想,学生的学习热情也不高。倘若让学生从日常生活出发,自主选择感兴趣的实验主题和内容,并在实验过程中提出和分析他们想探究的问题,进而独自或与他人合作来完成实验方案的设计,最终开展以解决实际问题为导向的设计性实验,这种模式将更加有利于培养具备化学学科思维和创新能力的化工人才。

  2.2转变教学理念,改进教学方式

  化学实验教学的传统流程是:学生预习实验→教师讲解实验的目的、原理、步骤、注意事项→学生完成实验、记录数据、完成实验报告。在整个实验过程中,学生更重视最终的实验结果与实验报告的完成,而忽视了化学实验课区别于其他理论课的培养目标,即不仅让学生掌握化学实验相关的知识和技能,还要培养学生严谨和实事求是的科学态度、善于自主思考、发现问题、分析问题并解决问题的能力以及不畏困难、善于合作、勇于探索和创新的科学素养等。这样传统的化学实验教学方式不利于学生的全面发展,无法培养出综合素质高的化学专业人才,亟需改进。

  一方面,教师应该转变教学理念,化学实验课堂不仅是一门向学生讲授实验知识和训练实验技能的课程,更是一个培养具备较高科学素养的化学专业人才的基地与平台。教师应该引导学生意识到综合素质的培养和完成实验报告同样重要,甚至更加重要。例如,教师应该在化学实验课程中时常引导学生不好的实验结果并不意味着实验的失败,如果能在实验报告中分析造成实验结果不好的原因、并能解释或解决实验过程中出现的问题,同样可以获得不错的实验成绩。这样会在很大程度上减少学生捏造实验数据和抄袭实验报告等现象的发生,有利于培养出具备职业道德和较高综合素养的化学工作者。

  另一方面,教师应该改进传统的实验教学方式,注重化学实验课堂中的交流与探究环节,进而引发学生积极思考并培养其发现问题→分析问题→解决问题的学科思维。如果学生只是“照方抓药”式地做实验,而对实验过程中出现的任何问题都不予理睬,也不与老师或同学交流,那么他也将失去训练思维和提升能力的机会,不利于科学素养的提升。因此,教师应该在化学实验教学过程中注重启发学生们思考在实验过程中遇到的任何问题,并加强同学之间及师生之间的交流与探讨,激发学生们的学习热情,循序渐进地引导学生养成分析问题和解决问题的学科思维,全面提升综合能力[12]。

  2.3丰富化学实验课程的考核内容,健全评价体系

  高校化学实验课程的考核基本以平时成绩与期末考试综合评定,平时成绩通常由出勤、预习报告、实验操作、实验报告等的表现来评定,而期末考试通常会以实验理论考试或实验操作考试的形式进行。这样的评价体系使得学生只注重化学实验操作和实验报告,而忽视了自身安全意识和环保意识的提升以及良好实验习惯和科学素养的培养。

  为了培养具备较高综合素质的化学学科应用型人才,地方高校应该丰富化学实验课程的考核内容[13-14],将化学实验安全和绿色化学理念相关的内容、良好的实验习惯以及能展现学生分析、解决问题能力等科学素养方面加入到考核体系中,如表1所示,进而引导学生在化学实验课程中提升自身的综合素养,并成长为优秀的化学专业人才。

  2.4定期开放实验室,鼓励学生自主设计实验

  目前,延边大学化学实验教学中心主要承担化学、医学、药学、工学、农学和食品科学等专业学生的化学实验课程,并且开放了个别实验室作为仪器共享平台,供有测试需要的师生预约使用,但还没有开展开放实验教学[15]。学生只能在固定的上课时间和地点完成特定的实验内容,而无法根据自身的兴趣去选择实验项目,也较少有学生利用课余时间去尝试自主设计的创新型实验。为了给学生提供更灵活的实验时间和实验场所,满足学生开展创新型实验的需求,化学实验教学中心可以定期开放实验室,并配备专职实验教师指导学生自主设计实验,开启以学生为中心、教师引导的开放实验教学模式。这将极大地激发学生的学习积极性,并有利于学生形成创新性思维和提高动手能力,真正实现高校化学实验课程的人才培养目标。

  3结语

  化学实验课程是地方高校化学教育体系的重要实践类课程,在高校各专业人才培养方面占据着重要地位。因此,有必要及时分析地方高校化学实验教学存在的问题,并从多角度、全方位地采取相应的解决策略,高效进行化学实验课程的教学改革,进而提升地方高校化学实验教学质量和育人效果,为地方输出适应区域发展需要的化学学科应用型人才,为国家培养综合素质高且全面发展的社会主义建设者和接班人。

  参考文献:

  [1]尹梦云.高校化学实验教学的几点思考[J].化工管理,2020(7):74-75.

  [2]高娟娟,梁宏伟.高校化学实验教学的现状与改革方法探究[J].广东化工,2020,47(5):213-214.

  [3]李海浪,彭跃颜,叶廷秀,等.药学类专业有机化学实验教学改革[J].实验科学与技术,2022,20(2):92-97.

  [4]靳昀,王钦圣,吴承亮.高校化学实验教学存在的问题与优化分析[J].化工设计通讯,2021,47(4):90-91.

  [5]王军.探析高校化学实验教学改革及其创新模式[J].科教文汇(中旬刊),2020(4):59-60.

  [6]彭开美,张冬城,冷美艳,等.地方高校化学实验教学的发展与创新思考[J].广州化工,2020,48(18):161-163.

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  [8]赵会吉.应用绿色化学原理构建化学实验室安全体系的思路和方法[J].实验室研究与探索,2019,38(6):277-282.

  [9]刘会俏,侯君,曹康哲.基于绿色化学理念的高校化学教学探究[J].山东化工,2021,50(9):204-205.

  [10]鲁京兰,王大力.基础化学实验[M].1版.延吉:延边大学出版社,2017.

  [11]张莲姬,申凤善.大学基础化学实验:2版[M].北京:化学工业出版社,2019.

  [12]吴腊梅,赵新筠,张展,等.从验证到探究的高校有机化学实验教学探讨[J].大学化学,2021,36(12):32-37.

  [13]韩国志,刘睿,关建宁.“课程思政”背景下有机化学教学模式探索[J].大学化学,2019,34(11):56-60.

  [14]白雪敏.高校化学实验教学中的创新素质教育[J].化工管理,2021(17):7-8.

  [15]伍明,胡晶晶.提升学生核心素养的化学开放实验教学模式研究[J].实验科学与技术,2021,19(2):111-115.

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