高校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革

楊喬淞(成都市公安局道路交通事故物證鑒定所，四川 成都 610213)

0 引言

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)與常見(jiàn)的理科類(lèi)專(zhuān)業(yè)存在一定差別，在教學(xué)過(guò)程中更加注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生在實(shí)踐中提升自我，探求新知，也因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的主要教學(xué)模式，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ母叩椭苯佑绊懼鴮W(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。然而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，部分高校學(xué)生在進(jìn)入高校之前所接受的理科專(zhuān)業(yè)課程以理論為主、實(shí)驗(yàn)為輔，缺少類(lèi)似應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，這也導(dǎo)致許多學(xué)生難以適應(yīng)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)模式，影響學(xué)習(xí)質(zhì)量。為此教師在授課中需要根據(jù)實(shí)際情況，分析當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，從問(wèn)題入手改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，提升自身綜合能力。

1 高校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合性試驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一性較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容枯燥無(wú)味

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)需要學(xué)生掌握一定的實(shí)驗(yàn)操作技巧，能夠根據(jù)自己的想法和要求對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行改

進(jìn)，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。然而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容以無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)單一，且重復(fù)性較強(qiáng)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)缺少創(chuàng)新思考的空間，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中只能一味地跟隨教師的思路重復(fù)進(jìn)行操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)無(wú)法充分發(fā)揮出來(lái)，所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容枯燥性較強(qiáng)，難以滿(mǎn)足學(xué)生的求知欲和探索欲[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性?xún)?nèi)容，實(shí)驗(yàn)類(lèi)型和器材有限

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)在教學(xué)過(guò)程中使用器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，然而由于高校的條件有限，在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)器材上的投資力度較為有限，因器材的限制，教師在課堂上帶領(lǐng)學(xué)生一同操作的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型相對(duì)有限，且受限于教學(xué)目標(biāo)和課堂時(shí)間，通常實(shí)驗(yàn)教學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以理論驗(yàn)證型為主，實(shí)驗(yàn)類(lèi)型和實(shí)驗(yàn)器材的共同限制著應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的步伐。

1.3 授課過(guò)程缺少學(xué)生參與，不能有效踐行以人為本的教育理念

當(dāng)前應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)主要教學(xué)流程通常由三部分組成：第一部分教師安排預(yù)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)教科書(shū)中的內(nèi)容，圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)思考實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟思考其中的化學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)原理；第二部分教師圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行系統(tǒng)講解，在講解完成后要求學(xué)生提出問(wèn)題，教師予以解答；第三部分為動(dòng)手實(shí)操環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中學(xué)生按照教師講解的方法和操作要求進(jìn)行動(dòng)手操作，教師負(fù)責(zé)進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，對(duì)遇到問(wèn)題的學(xué)生提供幫助，對(duì)其操作中存在問(wèn)題的環(huán)節(jié)及時(shí)指出并進(jìn)行講解，避免學(xué)生陷入錯(cuò)誤操作。

這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式看似合理，兼顧了教學(xué)效率和學(xué)生的成長(zhǎng)，但實(shí)際在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位未能得到充分重視，對(duì)學(xué)生的教學(xué)評(píng)價(jià)更多集中于學(xué)生填寫(xiě)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，忽視了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的參與感，學(xué)生的知識(shí)能力難以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得創(chuàng)新發(fā)展，無(wú)法激發(fā)學(xué)生對(duì)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣[2]。

1.4 教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相脫離，缺少明確的目標(biāo)感

化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)科與人們的生產(chǎn)生活實(shí)踐密切相關(guān)。然而在應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，所講的知識(shí)內(nèi)容集中于理論知識(shí)方面，未能真正與實(shí)際的生產(chǎn)生活環(huán)境聯(lián)系在一起，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中被抽象的理論知識(shí)困擾，缺少明確的目標(biāo)感和方向感。且學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用化學(xué)的過(guò)程中缺少必要的興趣支撐，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率下降，學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量難以得到有效保障。

1.5 缺少科學(xué)有效的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，學(xué)習(xí)動(dòng)力有限

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)的理論教學(xué)不同，在評(píng)價(jià)過(guò)程中需要從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性、完整性、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是否實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作流程是否正確和實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的理論知識(shí)應(yīng)用準(zhǔn)確性入手，建立起綜合性多維度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)模式，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己在當(dāng)前的學(xué)習(xí)階段中面臨的問(wèn)題，為其后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。然而當(dāng)前階段教學(xué)評(píng)價(jià)模式較簡(jiǎn)單，教學(xué)評(píng)價(jià)重點(diǎn)集中在學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作流程的掌握程度，評(píng)價(jià)內(nèi)容無(wú)法真正體現(xiàn)出學(xué)生的能力是否獲得了成長(zhǎng)，這也在一定程度上影響著學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提升效率[3]。

2 高校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革策略

2.1 從基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法掌握入手，組建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)做到基礎(chǔ)知識(shí)與進(jìn)階知識(shí)并重，落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的要求，在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)化對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，幫助學(xué)生搭建起完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)框架，為后續(xù)進(jìn)階能力的培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)，以循序漸進(jìn)的方式提升學(xué)生的綜合能力[4]。

為此，在應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系組建過(guò)程中，教職人員首先應(yīng)從實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)入手，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)操作能力和多元化思維能力，讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中養(yǎng)成自我反思、自主優(yōu)化的能力，為后續(xù)進(jìn)階類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的展開(kāi)打下良好基礎(chǔ)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合，激發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與興趣

在應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)始階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容更多的是學(xué)習(xí)現(xiàn)有的化學(xué)理論知識(shí)，為后續(xù)參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)打下良好基礎(chǔ)。在經(jīng)過(guò)初期的知識(shí)積累階段后，為提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教師在授課中可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目結(jié)合在一起，讓學(xué)生直接參與到研究活動(dòng)中，在研究過(guò)程中充分發(fā)揮自己的專(zhuān)業(yè)能力，參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，體驗(yàn)化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)改變現(xiàn)實(shí)生活的重要性，為學(xué)生后續(xù)的成長(zhǎng)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)[5]。

為了達(dá)成這一目標(biāo)，教師可以將自己的學(xué)術(shù)研究指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程結(jié)合在一起，綜合以往研究過(guò)程中參與的實(shí)驗(yàn)流程，引導(dǎo)學(xué)生思考科研項(xiàng)目當(dāng)中的問(wèn)題，嘗試結(jié)合研究目標(biāo)思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)具體流程細(xì)節(jié)，提升學(xué)生的綜合能力，為今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容提供必要的題材。此外，教師可以根據(jù)自身研究項(xiàng)目的具體情況，將一些具有代表性、能力訓(xùn)練強(qiáng)度較大的科研項(xiàng)目當(dāng)中的部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提取出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中提升學(xué)生對(duì)科研項(xiàng)目的理解和掌握能力，為其今后的成長(zhǎng)打下良好基礎(chǔ)。這種教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生通過(guò)借助教師的指導(dǎo)和教師以往實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告的結(jié)果，對(duì)自己的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行驗(yàn)證和參考，保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。

為了更好地讓?xiě)?yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)與實(shí)際生活應(yīng)用結(jié)合在一起，教師可以在工作中借助高校的優(yōu)勢(shì)資源與校外企業(yè)進(jìn)行合作，在合作過(guò)程中創(chuàng)建科研基地，學(xué)校根據(jù)企業(yè)提供的科研項(xiàng)目和科研要求，解決企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，為學(xué)生的成長(zhǎng)奠定良好基礎(chǔ)。

各類(lèi)國(guó)際性的比賽研究項(xiàng)目也可以作為教師開(kāi)展研究工作的重點(diǎn)內(nèi)容，教師可以將以往國(guó)際比賽的題目公布到班級(jí)當(dāng)中。如研制高效節(jié)能蒸餾水發(fā)生器，要求學(xué)生自行組隊(duì)利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和器材完成研究工作，將自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果以及最終實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交給教師，再由教師對(duì)獲獎(jiǎng)人員的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生自行對(duì)比自己的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量與他人的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，在對(duì)比過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的前進(jìn)動(dòng)力，使其能夠更加積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，積極進(jìn)行研究訓(xùn)練，促使學(xué)生得到進(jìn)一步成長(zhǎng)。

2.3 自主尋找確定實(shí)驗(yàn)研究方向，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為更好地突出學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的主體地位，教師在授課過(guò)程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主性，讓學(xué)生能夠根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)內(nèi)容和強(qiáng)項(xiàng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓全面化學(xué)教育能夠得到展開(kāi)。為此教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作業(yè)環(huán)節(jié)，可以允許學(xué)生自主尋找研究課題，選擇研究方向，在研究過(guò)程中充分發(fā)揮自主能力，從確定研究方向入手，圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，出具實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在自主完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程后，學(xué)生可以將整理的數(shù)據(jù)資料與實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交給教師，教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)其學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行打分，幫助他們認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)成功或是失敗的原因，引導(dǎo)他們分析思考如何對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在哪些問(wèn)題，并給予一定的學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)可以給予一定的實(shí)驗(yàn)室使用權(quán)限，鼓勵(lì)學(xué)生自行利用課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)科研實(shí)驗(yàn)結(jié)果給予學(xué)生一定的正向反饋，為良好的科研氛圍的形成打下良好基礎(chǔ)[7]。

此外，為進(jìn)一步提升學(xué)生的參與應(yīng)用化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，教師可以充分利用競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)作這兩類(lèi)教學(xué)要素，與學(xué)校進(jìn)行交流，集合優(yōu)勢(shì)資源在校內(nèi)建設(shè)工科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，在基地中定期組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽。學(xué)生可以自行組建研究小組，準(zhǔn)備研究方向和實(shí)驗(yàn)選題，自由參與競(jìng)賽，在競(jìng)賽過(guò)程中將知識(shí)實(shí)踐與探索研究相結(jié)合，將課內(nèi)知識(shí)與課外知識(shí)結(jié)合在一起，鼓勵(lì)學(xué)生自由進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng)，在研究過(guò)程中充分發(fā)揮自己的個(gè)性和特長(zhǎng)，適應(yīng)小組合作的研究模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新研究意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)自由的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)環(huán)境。同時(shí)也在比拼競(jìng)賽的過(guò)程中將應(yīng)用化學(xué)的優(yōu)勢(shì)充分展示出來(lái)，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

2.4 考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化，引入能力評(píng)價(jià)

教師在學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的過(guò)程中，應(yīng)注意評(píng)價(jià)活動(dòng)對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展能夠起到的指導(dǎo)作用，在評(píng)價(jià)過(guò)程中采取實(shí)驗(yàn)全過(guò)程評(píng)價(jià)的方式來(lái)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，并將能力評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)引入其中，科學(xué)全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)情況，為后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的制定提供必要的參考資料。

例如，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)高質(zhì)量展開(kāi)的知識(shí)積累環(huán)節(jié)，因此教師應(yīng)按照重視程度決定分?jǐn)?shù)占比，鼓勵(lì)學(xué)生積極學(xué)習(xí)。通常情況下實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù)占比應(yīng)為30%，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程為50%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告為20%，這種分?jǐn)?shù)占比方式要求學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中重視實(shí)操環(huán)節(jié)和理論知識(shí)學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)進(jìn)程的展開(kāi)做好積累。

綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)教師給定的題目和實(shí)驗(yàn)方式自行完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，以視頻加文字的方式將自己的實(shí)驗(yàn)操作流程直觀展示給教師。教師可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)完成結(jié)果和提交的實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告進(jìn)行打分，進(jìn)一步提升學(xué)生的自主研究和實(shí)驗(yàn)操作能力。

研究性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自主完成自主選題、設(shè)計(jì)再到實(shí)操和實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備的一系列流程，最終要以研究論文的方式將實(shí)驗(yàn)結(jié)果提交給教師。教師可以根據(jù)論文質(zhì)量和答辯結(jié)果確定學(xué)生的能力水平，根據(jù)其專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)為其今后的發(fā)展指明方向。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)考核過(guò)程中，教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中除了制定分?jǐn)?shù)外，更要注意到學(xué)生的成長(zhǎng)。教師可以利用批語(yǔ)和一對(duì)一談話(huà)的方式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比自己之前的學(xué)習(xí)成果，幫助他們正確看待自己的成長(zhǎng)，鼓勵(lì)他們以更加積極主動(dòng)的態(tài)度參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，保證教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革過(guò)程中，教師需要從高校學(xué)生的知識(shí)水平、思維能力和成長(zhǎng)方向入手，針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式當(dāng)中的問(wèn)題對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革，結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求和應(yīng)用化學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用面廣闊的特點(diǎn)，建立起具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和科學(xué)研究能力的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式，為國(guó)家科研能力的提升打下良好基礎(chǔ)。