大學化學實驗教學體系研究論文

時間：2023-03-23 14:53:48 化學畢業(yè)論文我要投稿

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大學化學實驗教學體系研究論文

　　摘要：在充分了解我國大學化學實驗教學改革的背景下，構(gòu)建綜合性與創(chuàng)新性并重的新型大學化學實驗課程教學體系。根據(jù)揚州大學化學化工學院的專業(yè)性質(zhì)和學生特點，自主探索出版大學化學實驗綜合性教材，倡導綠色化學環(huán)保主義理念，同時引入“導師制”，通過學生自主探究性學習，培養(yǎng)學生解決問題的能力和激發(fā)學生自主創(chuàng)新意識，使學生真正成為實驗教學的中心者和受益者。

大學化學實驗教學體系研究論文

　　關(guān)鍵詞：大學化學實驗;教學改革;綜合性;導師制

　　大學實驗教學是大學化學教學理論與實踐結(jié)合，培養(yǎng)學生探究能力、創(chuàng)新能力、實踐能力的重要環(huán)節(jié)［1－4］。回顧我國高等教育歷史，在啟動本輪教學改革前，我國高等院校的實驗教學多為學生提供傳統(tǒng)的填鴨式“菜譜”實驗手冊，教師依據(jù)實驗手冊對實驗步驟進行詳細演示，學生依據(jù)“菜譜”按部就班地實驗操作，這些“菜譜”實驗大多為驗證式實驗，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。進入上世紀末，隨著教學質(zhì)量工程的啟動，掀起了一輪教學改革熱潮，大學化學實驗教學也隨之展開了徹底的改革工作，其基本思路是依據(jù)化學實驗的認知規(guī)律，自成體系，單獨設(shè)課，并將實驗分成三個層次:基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和探究實驗，也取得了許多有建設(shè)性的成功經(jīng)驗。

　　1我國大學實驗改革背景

　　20世紀90年代起，尤其是1999年教育部在第三次教育工作會議上發(fā)出“推進素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才”號召以來，國內(nèi)諸多高校掀起實驗改革熱潮，改革的基本思路為:一是實驗課單獨設(shè)課;二是將實驗課程劃分為:基礎(chǔ)實驗、綜合試驗、探究性實驗，以適應新形勢下社會對化學人才的需求［5］。

　　2揚州大學化學實驗教學體系介紹

　　以揚州大學化學化工學院為例，從1999年以來嘗試實驗教學改革，于2011年在探索和實踐中建立一套獨特的實驗教學體系，并編寫出《大學實驗講義》，經(jīng)過多年實踐教學驗證，《大學化學實驗》和《新編大學化學實驗》兩套教材先后出版。改革初期，學院通過走訪調(diào)研，尤其是到全國兄弟院校參觀、學習，結(jié)合自身實際，對原實驗教學體系進行了全方位的改革，形成了一套新型的、行之有效的實驗教學方案，具體做法如下:

　　2.1實驗中心簡介

　　我院實驗中心依托揚州大學測試中心和省級化學實驗中心平臺，對大型儀器進行集中管理，促進教學和科研資源的互補共享，提高資源利用率。中心主要承擔化學化工學院五個專業(yè)即化學、應用化學、高分子材料與工程、化學工程與工藝、制藥工程的基礎(chǔ)化學實驗和專業(yè)化學實驗的教學任務，同時還承擔全校工、農(nóng)、醫(yī)科等各類專業(yè)的公共化學實驗教學工作。

　　2.2實驗室管理

　　我院實驗中心實行校院兩級管理:學校實驗室與設(shè)備管理處在實驗室建設(shè)、管理和實驗隊伍建設(shè)上起指導作用�；瘜W化工學院對實驗中心直接領(lǐng)導與管理，職責明確。中心資源實行“一體化”管理，對實驗課教師、技術(shù)人員、實驗室、實驗儀器、設(shè)備及實驗經(jīng)費在中心范圍內(nèi)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)配，實現(xiàn)資源共享。在日常管理中，我們發(fā)現(xiàn)以下問題有待整改，例如:實驗室管理人員與實驗教師溝通不到位;實驗員與實驗教師對接不緊密，實驗員只著手準備實驗儀器，不參與整個實驗過程，造成有些實驗儀器使用較頻繁，出現(xiàn)了儀器損壞后未及時維修現(xiàn)象，可能影響到實驗教學正常進度等。針對以上問題，我院切實加強實驗室管理，要求院領(lǐng)導和督導聽課查課時，不少于20%的課程為實驗課;基礎(chǔ)化學實驗室主任和副主任不定期抽查實驗教學和裝置情況，對教學執(zhí)行不到位、儀器維護不合理現(xiàn)象及時督促整改維修，安全隱患第一時間進行處理，對不整改、不落實的實驗室進行院內(nèi)通報批評;為鼓勵教師從事實驗教學工作，學院從職稱評聘、工作量計算等方面對從事實驗教學的教師傾斜;給予實驗專任教師充分的科學研究空間，請其根據(jù)個人方向，有機篩選部分研究內(nèi)容，請學生自主選擇并進行自主實驗，將該類創(chuàng)新實驗作為基礎(chǔ)化學實驗的拓展內(nèi)容，同時將學生成績納入基礎(chǔ)化學實驗最終考核成績［6］。

　　2.3師資隊伍

　　我院從事實驗教學的教師近80%具有副高及以上職稱。為進一步加強實驗技術(shù)隊伍建設(shè)，在實驗中心13名實驗人員的配備基礎(chǔ)上，2017年我院又引起了3名專職實驗員，其中1名為博士學歷，2名為碩士學歷;為提升實驗技術(shù)隊伍綜合素質(zhì)，我院加大實驗中心人員專業(yè)培訓力度，提升其業(yè)務能力水平，鼓勵在職攻讀碩士、博士學位，采用“走出去、請進來”的原則，即定期聘請國內(nèi)實驗管理領(lǐng)域?qū)＜医淌趤碓洪_設(shè)實驗技能與管理培訓講座，還組織實驗中心人員赴兄弟院校參觀交流，學習實驗教學管理模式與先進經(jīng)驗。

　　2.4實驗室安全

　　在提升綠色化學環(huán)保主義的同時，實驗室安全管理也是實驗教學工作中的關(guān)鍵［7］，我院每學期都組織學生統(tǒng)一進行實驗室安全培訓，詳細介紹各種實驗儀器的使用方法，特別針對實驗時易發(fā)生的安全隱患，進行細致分析，提出合理應對措施，增強學生對突發(fā)性事件的預防與抵御能力，例如:進實驗室必須穿實驗服、戴護目鏡，并在實際教學中落實;請消防員對學生進行滅火器使用培訓，并進行模擬練習，確保學生能正確使用滅火器;學院定期舉行安全逃生演練，合理規(guī)劃逃生路線，增強學生對突發(fā)事件的自救能力;儀器使用落實責任到人，使用前后需簽名并寫明用途及注意事項。我院還選聘了一批責任感強烈、工作嚴謹?shù)难芯可螌嶒炇野踩珕T，配合做好實驗室安全管理，建立安全員QQ和微信群，確保溝通暢通無阻。安全員的聘任對學生來說既是榮譽，又是責任，有利于學生自我加強安全意識，讓學生充分參與到實驗室安全管理工作中［8］。

　　2.5實驗教材

　　我院以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、求創(chuàng)新”的理念為學科中心，開放多學科交匯式化學實驗平臺，構(gòu)建多層次化學實驗教學課程體系，依據(jù)以上理念，由揚州大學牽頭，八校合編的《新編大學化學實驗》教材應運而生，本教材共4冊，分為基礎(chǔ)知識與儀器、基本操作、儀器與參數(shù)測量、綜合與探究。此教材體現(xiàn)“齊全、細致、創(chuàng)新”。全書囊括了214個教學實驗，涵蓋基礎(chǔ)類綜合類探究類各項實驗內(nèi)容，為反映實驗教學的發(fā)展歷史，適當增加基礎(chǔ)實驗量，安排了部分自動化程度相對較低的儀器進行測量實驗，既確保各校根據(jù)自身實驗裝置和人才培養(yǎng)情況自主選擇教學內(nèi)容，又有利于加深學生對實驗測量基本原理的認識程度;考慮到現(xiàn)代分析技術(shù)發(fā)展迅速，特別在儀器介紹部分增設(shè)了目前科學研究中經(jīng)常使用的先進儀器介紹，以適應不同教學需要，也可供相關(guān)專業(yè)人員參考。教材利用我院教師自身的科研優(yōu)勢，將其可轉(zhuǎn)化的最新科研成果演變成實驗案例，使實驗訓練即接近科學前沿，又接近生產(chǎn)實際;一切從實驗教學出發(fā)，本著“化繁為簡、精益求精”的原則，將基本實驗技能盡量全面體現(xiàn)在不同實驗中，將原本單一的化學實驗進行整合，強調(diào)實驗之間的相互關(guān)聯(lián)性，由淺入深、循序漸進，并注重加強綜合性，部分實驗提供了多個實驗方案，一方面供各校結(jié)合自身情況自行選擇，另一方面拓寬了學生的知識視野［9］。2.6TA制站在安全、環(huán)保、綠色的化學實驗教學改革舞臺上，我們力求讓學生真正成為主角。于是，我院設(shè)立TA(TeachingAssistant)制，即選聘一批優(yōu)秀的研究生擔任實驗助教，協(xié)助教師進行實驗教學，確保在安全第一的前提下，學生能獲得即時的指導和幫助，TA的設(shè)立既減輕了實驗教師的工作壓力，又提供給研究生一個良好的鍛煉平臺。TA在每次實驗前進行預實驗，熟練掌握操作流程，做好備課工作，以保證實驗的順利開展。對實驗中可能出現(xiàn)的問題進行預設(shè)，查找相關(guān)文獻，提前準備好解決方案。在指導本科生進行實驗時，針對出現(xiàn)問題，進行適當引導點撥，并鼓勵其自主探究，尋找問題癥結(jié)。在我院綜合性化學實驗中，主要以案例和情境教學為主:教師根據(jù)實驗教材內(nèi)容，放手讓學生自主設(shè)計實驗，將學生分為幾個小組，請每個小組實驗前通過各種方式進行資料搜集和實驗預習，自主設(shè)計預習報告和實驗方案，經(jīng)指導教師或TA檢查合格后，學生開始自主進行探究性實驗，鼓勵學生對實驗中產(chǎn)生的問題存疑存異，即使實驗沒有呈現(xiàn)預設(shè)結(jié)果，也請學生進行書面性的總結(jié)，鼓勵學生在教師和TA的點撥下抽絲剝繭、自主找出實驗中存在的疑難雜癥［10］。例如:在“納米多孔材料ZIF－8合成與表征”的探究性實驗中，通過介紹當今世界前沿研究熱點金屬有機框架(Metal－organicframeworks，MOFs)的研究背景、發(fā)展歷史及應用領(lǐng)域，將同學們帶入了多彩斑斕的MOFs世界，以設(shè)問形式進行情境導入，比如:MOFs中類沸石骨架結(jié)構(gòu)材料的ZIF－8的形貌和尺寸可控制備。首先，請學生搜集查找相關(guān)文獻，自主了解ZIF－8的結(jié)構(gòu)特征、制備條件、以及使用掃描電子顯微鏡(Scanningelectronmicroscope，SEM)、透射電子顯微鏡(Transmissionelectronmicroscope，TEM)、粉末X射線衍射(PowderX－raydiffraction，PXRD)等分析表征手段，最后自行設(shè)計實驗方案。引導學生自主探究，小組合作完成實驗。在實驗報告的寫作上，改變千篇一律的填寫報告紙，引導學生多自主查閱文獻，了解并閱讀中外專業(yè)雜志，嘗試以發(fā)表論文的格式來撰寫實驗報告，既開拓了學生視野，又為學生今后自主撰寫論文打下了堅實的基礎(chǔ)。TA制的設(shè)立從課上延伸到課外，研究生充分發(fā)揮科研經(jīng)驗方面的優(yōu)勢，幫助本科生樹立學術(shù)科技創(chuàng)新觀念，打造學習共同體，指導他們進入實驗室開展科技創(chuàng)新活動，建立了大學生創(chuàng)新實驗平臺。2016年，我院本科生參與江蘇省大學生創(chuàng)新訓練計劃收獲頗豐，有178名本科生參與其中，有6個項目被評為國省項目、18個項目被評為校重點項目，多名本科生以第一作者身份在CoordinationChemistryReviews、AdvancedScience、Small、Nanoscale等國際高水平雜志上發(fā)表論文。

　　3結(jié)語

　　以上介紹了揚州大學化學化工學院及部分高校聯(lián)合開展化學實驗教學改革的現(xiàn)狀，雖然不能以偏概全，代表全國教學改革之現(xiàn)狀，但也反應了我國整體化學實驗教學改革之方向。還有許多需要進一步學習和推進的地方，例如在實驗教材方面，我們習慣于使用正規(guī)出版的教材，而不是講義，前者的優(yōu)點是保證了教材的科學性、嚴謹性，但不利于及時引入創(chuàng)新的研究成果，難以跟上學科發(fā)展的步伐;同時在如何提升學生的學習積極性與主動性方面也是我們今后需要進一步探討的課題，總之，盡管我們在過去的一個階段，在化學實驗教學中已經(jīng)采取了一系列改革措施，也取得了不錯的教學效果。但化學實驗教學改革任重道遠，需要不斷引進新的教學理念和教學方法與技術(shù)，不斷提升化學實驗教學質(zhì)量，才能真正成為高水平、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中不可或缺的重要一環(huán)。

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