工科院校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立

郭俊文 吳瑞鳳

摘要：四大化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)融合貫通，可以實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、減少重復(fù)、力求創(chuàng)新的基本目的。通過一體化、三層次和多模式的教學(xué)體系的建立，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，還會(huì)把基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高到一個(gè)新的水平，將會(huì)輻射和受益全校的工科學(xué)生和部分文科類的學(xué)生，并為化工企業(yè)和相關(guān)行業(yè)的崗位輸送優(yōu)秀的本科畢業(yè)生。另外，教學(xué)體系的改革還有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教材的編制，調(diào)動(dòng)教師積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，同時(shí)也可以促進(jìn)理論教學(xué)體系的改革和建設(shè)。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式;工科院校

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）45-0246-02

以培養(yǎng)高級(jí)專門人才為目標(biāo)的“四大化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，因此近年來高等學(xué)校積極推進(jìn)化學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革，強(qiáng)調(diào)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。2011年由化學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的《化學(xué)類專業(yè)指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）提出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向和具體實(shí)施，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的重要手段。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察、歸納、思維、判斷和表達(dá)能力，以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)的工作作風(fēng)[1]。

按照以往的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容隨理論課同時(shí)開設(shè)，其有利方面是學(xué)生能緊密結(jié)合課堂理論知識(shí)，便于理解實(shí)驗(yàn)原理。但同時(shí)存在許多難于克服的缺陷，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1.按照傳統(tǒng)的教學(xué)體系，各類專業(yè)基礎(chǔ)課程分別在三個(gè)學(xué)年中完成。如此課程安排，把原本相互聯(lián)系的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、基本技能培訓(xùn)被人為的分開來，每一門實(shí)驗(yàn)課所學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作沒有足夠的時(shí)間反復(fù)訓(xùn)練，時(shí)間間隔長了，學(xué)生容易遺忘，達(dá)不到教學(xué)效果。

2.老師和學(xué)生往往重視理論學(xué)習(xí)而忽視實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，加上有些實(shí)驗(yàn)附屬于理論課程，不便進(jìn)行單獨(dú)考核。

3.受到實(shí)驗(yàn)場地、臺(tái)套數(shù)不足的限制，同一實(shí)驗(yàn)往往需要分組在不同的時(shí)間進(jìn)行，但是在教學(xué)安排上卻難以解決教師不足和與學(xué)生上課時(shí)間沖突的矛盾。

4.同樣由于實(shí)驗(yàn)室空間的不足，目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)存在未講授理論課程就已經(jīng)開始作相關(guān)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。雖然要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，但大多數(shù)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)仍然一頭霧水，造成學(xué)生對實(shí)驗(yàn)沒有興趣，敷衍了事。造成基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)技能得不到很好的練習(xí)和培養(yǎng)，不僅影響到學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)，而且嚴(yán)重影響到學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)。

目前許多高校都在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，如減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性實(shí)驗(yàn)及探索性實(shí)驗(yàn)[2-5]。但大都只局限在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，還沒有形成多門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)體系，無法從根本上解決上述存在的問題。因此改變附屬于傳統(tǒng)理論課的實(shí)驗(yàn)課程，形成相對獨(dú)立、系統(tǒng)的和科學(xué)合理的基于化學(xué)一級(jí)學(xué)科平臺(tái)上的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系非常必要和迫切。

基于目前化工學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，參考其他院校改革的方法和經(jīng)驗(yàn)[6-7]，從方法論的高度建立新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系?；舅悸肥前阉拇蠡瘜W(xué)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容從理論課程中脫離出來，形成一門獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程，撤銷專門化實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-綜合實(shí)驗(yàn)-研究性實(shí)驗(yàn)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。具體改革措施為：

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

按照《規(guī)范》的要求，將實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，形成獨(dú)立的教學(xué)體系。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排上，不再按照四大化學(xué)分類，而是按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的等級(jí)及性質(zhì)進(jìn)行分類，將基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)型、提高型和研究型三個(gè)層次?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)為基本操作練習(xí)，解決學(xué)生在中學(xué)階段化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作少而造成的基本操作不熟練和錯(cuò)誤。提高型實(shí)驗(yàn)為多種操作綜合練習(xí)實(shí)驗(yàn)，包括化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)和化學(xué)測量與計(jì)算實(shí)驗(yàn)。研究型實(shí)驗(yàn)為學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)、多門化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)操作綜合運(yùn)用的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)過基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，提高型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重復(fù)訓(xùn)練，增加了學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練時(shí)間及重復(fù)次數(shù)，能進(jìn)一步規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，牢記實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，確實(shí)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力;通過研究型實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，鍛煉學(xué)生的思維，提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能去分析和解決實(shí)際問題的綜合能力。

作為單獨(dú)一門實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化、規(guī)范化，有利于教師實(shí)施教學(xué)，也方便對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核;另外按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的等級(jí)劃分實(shí)驗(yàn)室，將有效地改善學(xué)生的實(shí)驗(yàn)條件，提高實(shí)驗(yàn)室利用率，為提高教學(xué)質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施和考核方式的改革

實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立于理論課程，但又不能完全脫離與理論課程的聯(lián)系。有些基礎(chǔ)性的基本操作訓(xùn)練可安排在理論授課之前完成，有些與理論課授課知識(shí)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)放在理論學(xué)習(xí)之后開設(shè)。

實(shí)驗(yàn)前，要求學(xué)生利用網(wǎng)上資源進(jìn)行預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課上改變傳統(tǒng)的老師先講實(shí)驗(yàn)的方式，而是通過提問的方式考查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理和意義的理解情況，然后再針對性進(jìn)行講解。這樣的預(yù)習(xí)和提問方式，可以改變學(xué)生應(yīng)付預(yù)習(xí)，只是簡單抄寫講義，而不動(dòng)腦思考的弊端。學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)，應(yīng)有規(guī)范、準(zhǔn)確的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄并經(jīng)教師簽字認(rèn)可，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本實(shí)驗(yàn)操作1人1組，儀器實(shí)驗(yàn)的操作可多人1組，但學(xué)生須獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。

分別建立基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)價(jià)體系和創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系。例如，對單個(gè)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)立評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，再根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難易確定相應(yīng)的權(quán)重因子，最后的實(shí)驗(yàn)成績則為各個(gè)單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成績乘以相應(yīng)權(quán)重的加和。而創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系則包括文獻(xiàn)調(diào)研和論證、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析、工作總結(jié)報(bào)告等成績的加和為最后的實(shí)驗(yàn)課程成績。在考核形式上課采取多種方式，如筆試+綜合考評(píng);學(xué)生答辯+綜合考評(píng);實(shí)驗(yàn)技能考核+研究實(shí)驗(yàn)的匯報(bào)與演示等。

三、實(shí)驗(yàn)室管理的改革

首先建立完整規(guī)范的管理體制，制定嚴(yán)格的崗位責(zé)任制及考評(píng)方法。其次搭建高效率的資源共享平臺(tái)，統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)室資源，最大化地利用實(shí)驗(yàn)室的空間和儀器設(shè)備，解決目前基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室空間不足、儀器設(shè)備各實(shí)驗(yàn)室重復(fù)擺放但利用率低的矛盾。再次，搭建合理的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)架，將實(shí)驗(yàn)室分為化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)室和中級(jí)儀器實(shí)驗(yàn)室。最后完善先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息平臺(tái)。目前化工學(xué)院已經(jīng)具備學(xué)生實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)、儀器預(yù)約系統(tǒng)和試劑認(rèn)領(lǐng)系統(tǒng)，還需加強(qiáng)網(wǎng)上預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)，為實(shí)驗(yàn)室的進(jìn)一步開放打下基礎(chǔ)。

多途徑開放實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣，提高實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新能力。例如，讓學(xué)生參與青年教師的科研課題，既可以解決青年教師參與科研工作卻沒有實(shí)驗(yàn)室的困擾，調(diào)動(dòng)青年教師參與科研的積極性，又培養(yǎng)了本科生的實(shí)驗(yàn)興趣，學(xué)生得到的科研成果還可以作為畢業(yè)論文的組成部分，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生“雙贏”。另外開放實(shí)驗(yàn)室還為全校各專業(yè)的本科生參與學(xué)校的科技創(chuàng)新項(xiàng)目提供了很好的平臺(tái)，起到一定的示范和輻射作用。

四、實(shí)驗(yàn)教材的建設(shè)

結(jié)合已有的四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義，剔除內(nèi)容重復(fù)和陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并結(jié)合實(shí)際情況，有選擇的補(bǔ)充較為新穎的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，特別是綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并有一定量的備選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，方便學(xué)生選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也為實(shí)驗(yàn)室的開放教學(xué)做些基礎(chǔ)工作。同時(shí)制作電子版教材，以供學(xué)生上網(wǎng)預(yù)習(xí)或后續(xù)課程學(xué)習(xí)時(shí)查閱。

五、實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室人員由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員組成。實(shí)行主講教師責(zé)任制和課前集體備課制度。例如，每學(xué)期開課前進(jìn)行集體備課，主講教師預(yù)做實(shí)驗(yàn);指定每個(gè)班級(jí)的開課時(shí)間、地點(diǎn)和指導(dǎo)教師。在學(xué)期末全體教師根據(jù)本學(xué)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行討論，并提出改進(jìn)意見。對實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，由自評(píng)、教師互評(píng)、教學(xué)督導(dǎo)小組評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)教等幾個(gè)部分組成。經(jīng)常開展學(xué)校和學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研討會(huì)，不定期派出教師參加全國性的實(shí)驗(yàn)室管理和教學(xué)改革研討會(huì)，到國家實(shí)驗(yàn)示范中心進(jìn)行參觀和交流。采取多種鼓勵(lì)措施，促進(jìn)高素質(zhì)人才加入實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，積極爭取學(xué)校在職稱評(píng)定和薪金待遇方面對實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的政策支持，穩(wěn)定和規(guī)范實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量保證體系。

新教學(xué)模式建立后，通過對不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生設(shè)立不同種類和級(jí)別的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生也能感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力，甚至吸引文科類學(xué)生走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，拓寬化學(xué)視野。另外，通過設(shè)立研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目等多種模式，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。培養(yǎng)學(xué)生科研思維和獨(dú)立操作能力，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，為相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)提供實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)。

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