新課標(biāo)形勢(shì)下提高化學(xué)類師范生綜合素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

曹玉娟

[摘 要]:全國(guó)高中新課程改革標(biāo)準(zhǔn)(新課標(biāo))的完善和新高考大綱的出臺(tái),對(duì)中學(xué)化學(xué)教師分析問題、解決問題的能力提出了更高的要求,對(duì)師范院校的化學(xué)教學(xué)改革也是新的挑戰(zhàn)。在新形勢(shì)下為培養(yǎng)合格的中學(xué)化學(xué)教師,華南師范大學(xué)在化學(xué)專業(yè)本科二年級(jí)開設(shè)了綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課,本文介紹了我們的做法和經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞]:綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 綜合素質(zhì) 師范院校 新課標(biāo)

2004年,山東、寧夏、廣東、海南4省區(qū)作為全國(guó)高中新課程改革的首批實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)入實(shí)驗(yàn),2008年6月這4個(gè)省區(qū)的高三學(xué)生將作為新課程方案的第一批考生走進(jìn)高考考場(chǎng)。新課標(biāo)高考大綱于2007年3月份出臺(tái),引起了全社會(huì)的關(guān)注,新課程改革的重點(diǎn)是多樣化、選擇性和探究性,使學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展。而新大綱在維護(hù)統(tǒng)考的前提下,反映了新課標(biāo)教學(xué)中倡導(dǎo)的多樣性、探究性和選擇性,注意發(fā)掘考生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力,體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。新課程標(biāo)準(zhǔn)及高考大綱的出臺(tái)不僅對(duì)中學(xué)教學(xué)提出了新的要求,對(duì)師范院校的教學(xué)改革也是新的挑戰(zhàn)。在新形勢(shì)下為培養(yǎng)合格的中學(xué)化學(xué)教師,華南師范大學(xué)在化學(xué)專業(yè)本科二年級(jí)開設(shè)了綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課,針對(duì)目前存在的問題,結(jié)合新課標(biāo)和新大綱的要求在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上,著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。本文總結(jié)了“綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”課程中對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的情況。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生熟練地掌握分析實(shí)驗(yàn)技能和基本操作,提高觀察、分析和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和獨(dú)立思考的能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。但在目前的高師化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于實(shí)驗(yàn)教材陳舊,難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,學(xué)生只是機(jī)械完成教材中提供的實(shí)驗(yàn)步驟,在實(shí)驗(yàn)過程中基本不動(dòng)腦思考問題,出現(xiàn)問題也不知如何解決,學(xué)生的積極性、主動(dòng)性不高,缺乏發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。因此,我們緊密結(jié)合新課標(biāo)和新大綱的要求,參照綜合性大學(xué)在實(shí)踐教學(xué)改革過程中的成功經(jīng)驗(yàn),壓縮了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí),同時(shí)有針對(duì)性地開展了綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),把教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”有機(jī)結(jié)合起來,激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,提高綜合素質(zhì)。

一、開設(shè)綜合化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐

綜合化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在大學(xué)二年級(jí)化學(xué)基礎(chǔ)理論和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基本完成后再開設(shè),學(xué)生及時(shí)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)題目或自選的實(shí)驗(yàn)題目,自己查閱文獻(xiàn)資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自擬實(shí)驗(yàn)操作步驟,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后,以小論文的形式寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和綜合總結(jié)。為使學(xué)生順利地完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),我們重點(diǎn)把握以下幾個(gè)環(huán)節(jié)的工作。

1.選擇實(shí)驗(yàn)題目

在實(shí)踐教學(xué)中主要按如下原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)選題。

(1)結(jié)合學(xué)生的興趣、愛好,針對(duì)與生活密切相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用需求,并考慮到本院具體的實(shí)驗(yàn)條件,給出具體的設(shè)計(jì)性的題目。近幾年來開設(shè)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有:水果中維生素C的測(cè)定、米醋中氨基酸含量的測(cè)定、土壤中磷含量的測(cè)定、保險(xiǎn)絲中鉛含量的測(cè)定、雞蛋殼中鈣鎂含量的測(cè)定、胃舒平中鋁含量的測(cè)定等,并根據(jù)學(xué)生的反饋意見定期更新實(shí)驗(yàn)題目,以滿足學(xué)生的要求。

(2)教師給定題目與學(xué)生自由選題相結(jié)合。教師提供題目主要考慮的是可行性,兼顧學(xué)生的興趣愛好,但往往不能滿足學(xué)生的要求。所以我們也鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)自己在學(xué)習(xí)、生活過程中遇到的感興趣的問題提出實(shí)驗(yàn)題目,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。

2.制定實(shí)驗(yàn)方案

在傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)教材中都有具體的實(shí)驗(yàn)步驟,而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。主要包括以下幾個(gè)過程。

(1)文獻(xiàn)查閱。學(xué)生選好實(shí)驗(yàn)題目后,應(yīng)充分運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí),查閱文獻(xiàn),收集資料,為制定實(shí)驗(yàn)方案做好準(zhǔn)備。

(2)實(shí)驗(yàn)方案的確定。同一實(shí)驗(yàn)題目可能有多種方法,例如雞蛋殼中鈣含量的測(cè)定,可以選用絡(luò)合滴定法也可以選用氧化還原滴定法。這需要學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)綜合比較各種方法的可行性,確定實(shí)驗(yàn)方案。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案上大膽提出自己的設(shè)想。

(3)實(shí)驗(yàn)方案可行性論證。語(yǔ)言表達(dá)是師范生的重要技能之一,通過組織選擇同一實(shí)驗(yàn)的同學(xué)一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的可行性論證。讓大家輪流闡述自己的實(shí)驗(yàn)方案,并說明實(shí)驗(yàn)方案中的創(chuàng)新性、難點(diǎn)及可行性。其他同學(xué)就實(shí)驗(yàn)方案提出自己的疑問,大家共同討論,不斷完善實(shí)驗(yàn)方案,這不僅能鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力,激發(fā)他們的興趣。

(4)實(shí)驗(yàn)方案的確定。通過討論論證,學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改、完善補(bǔ)充,最后確定實(shí)驗(yàn)方案。

3.實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案

這是綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵階段,學(xué)生的主要任務(wù)是根據(jù)自己“最佳”的實(shí)驗(yàn)方案,正確準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器和藥品并根據(jù)擬定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚脱a(bǔ)充。

(1)開放實(shí)驗(yàn)室。在確定實(shí)驗(yàn)方案后,學(xué)生可以在一個(gè)月內(nèi)隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),保證學(xué)生有足夠的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證,直至成功,讓教學(xué)實(shí)驗(yàn)更接近科研和生產(chǎn)實(shí)踐,達(dá)到讓學(xué)生積極開動(dòng)腦筋,充分發(fā)揮主動(dòng)性的目的。

(2)教師指導(dǎo)。在開放實(shí)驗(yàn)室期間,有專職實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題,并處理應(yīng)急事件。

(3)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是老師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn),學(xué)生做實(shí)驗(yàn),但是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自己動(dòng)手準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),通過準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),學(xué)生意識(shí)到了節(jié)約藥品的重要性。

(4)實(shí)驗(yàn)實(shí)施。學(xué)生按照自己“最佳”的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中注意培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和合作能力。實(shí)驗(yàn)以小組為單位進(jìn)行,為了使實(shí)驗(yàn)順利實(shí)施,組員之間需要團(tuán)結(jié)協(xié)作,合理安排時(shí)間。同時(shí)針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種問題,大家需要共同討論尋找解決方案,并從實(shí)驗(yàn)中不斷對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整、修正和補(bǔ)充。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)

為了提高師范生的文字表述能力,實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求以論文的形式提交,其中包括摘要、關(guān)鍵詞、前言、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果與討論及

參考文獻(xiàn)。要求學(xué)生按照《分析化學(xué)》期刊的論文范例完成。老師對(duì)學(xué)生提交的報(bào)告進(jìn)行修改,并給出評(píng)語(yǔ),同時(shí)在學(xué)生完成各自的小論文后,組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行答辯,教師和學(xué)生代表?yè)?dān)任評(píng)委。通過論文寫作、修改和答辯,學(xué)生不僅對(duì)課程有了深刻認(rèn)識(shí),也培養(yǎng)了他們的化學(xué)表述能力和總結(jié)能力。

5.綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考核

考核分實(shí)驗(yàn)方案的確定、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)討論答辯。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程考核包括:實(shí)驗(yàn)態(tài)度、課堂紀(jì)律、衛(wèi)生習(xí)慣、操作規(guī)范等;實(shí)驗(yàn)完成后,分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),把直接的感性認(rèn)識(shí)上升到理性思維階段;實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)在于原始數(shù)據(jù)的獲得、結(jié)果與討論及結(jié)論。

二、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果

1.提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性

在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題、實(shí)驗(yàn)方案的確定到實(shí)驗(yàn)完成的整個(gè)過程中,始終貫徹以學(xué)生為主體的教學(xué)思想,教師只起到引導(dǎo)和督促的作用,給與學(xué)生足夠的自由發(fā)揮空間,學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣選定題目,收集資料、設(shè)計(jì)方案、開展實(shí)驗(yàn),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

2.提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力

雖然在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分通過學(xué)生自己的設(shè)計(jì)、小組成員之間的討論交流和教師提問提示等方式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象有所考慮,但在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程中總會(huì)碰到意想不到的問題,當(dāng)遇到這些問題時(shí)學(xué)生一開始的反應(yīng)就是問老師或是問同學(xué),對(duì)于這些情況,我們通過引導(dǎo)學(xué)生分析問題可能存在的原因,再鼓勵(lì)他們拓開思路解決問題。例如,雞蛋殼中鈣含量的測(cè)定中,采用高錳酸鉀法間接法測(cè)定時(shí)要求反應(yīng)的溫度在75℃左右,由于滴定時(shí)間一般較長(zhǎng),而且這個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在冬天開設(shè),屋內(nèi)的溫度很低,反應(yīng)的溫度下降較快,不容易控制。學(xué)生通過結(jié)合有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí),從有機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室借來了恒溫磁力攪拌器進(jìn)行水浴控溫,既簡(jiǎn)化了操作,同時(shí)也取得了很好的實(shí)驗(yàn)效果。通過在實(shí)驗(yàn)中不斷發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題,學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到了極大的提升。

3.提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生了解所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的和基本原理,并據(jù)此熟練地尋找相關(guān)資料,從中篩選出有用的文獻(xiàn)資料進(jìn)行組織,設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)要求學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程非常熟練、操作規(guī)范才能得到相對(duì)較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;最后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理,得出最后的結(jié)論,在這樣一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鎏幚磉^程的鍛煉中,學(xué)生不僅掌握了基本的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能,鍛煉了動(dòng)手能力、查閱資料的能力,同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和獨(dú)立工作的能力。正如有些同學(xué)在實(shí)驗(yàn)感言中寫道“……通過本次綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),增加了我們對(duì)化學(xué)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,提高了我們的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,通過實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的論文撰寫,我們對(duì)化學(xué)研究的整個(gè)過程有所了解……”

4.提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在實(shí)驗(yàn)過程中我們鼓勵(lì)學(xué)生要有自己的想法,不要人云亦云。由于在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題很多,并不是每個(gè)問題都有合適的解決辦法,例如過濾胃舒平藥片時(shí),由于里面添加了很多糊精,普通過濾非常慢,學(xué)生結(jié)合有機(jī)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)品的抽濾分離對(duì)樣品進(jìn)行過濾,同時(shí)還用實(shí)驗(yàn)證明用抽濾方法不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度,而實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以大大縮短。在解決問題的過程中,學(xué)生需要不斷綜合以前所學(xué)的無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等專業(yè)課程,同時(shí)需要根據(jù)實(shí)際問題集思廣益尋找問題解決途徑,在這樣不斷的訓(xùn)練中,學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)得到了的培養(yǎng)。

雖然我們?cè)陂_展綜合化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中取得了一定的效果,也得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可,同時(shí)我們?cè)趯W(xué)生完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之后馬上給他們開設(shè)各種與實(shí)際生活聯(lián)系緊密地應(yīng)用性的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓他們能以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),學(xué)以致用解決一些實(shí)際問題,進(jìn)一步激發(fā)其化學(xué)興趣,但由于已接近學(xué)期尾聲,部分學(xué)生忙于準(zhǔn)備期末考試而草草完成實(shí)驗(yàn),從而降低了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的效果等。此外,由于開設(shè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間太短,在選題的難度和廣度上不能很好地體現(xiàn)層次性,不能完全根據(jù)學(xué)生的具體情況確定實(shí)驗(yàn)題目等。因此,我們?nèi)栽诓粩嗤晟凭C合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課,為培養(yǎng)適應(yīng)新形勢(shì)的合格化學(xué)專業(yè)師范生而努力。

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