高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合性實驗的教學(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)專業(yè)與常見的理科類專業(yè)存在一定差別，在教學(xué)過程中更加注重對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生在實踐中提升自我，探求新知，也因此實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的主要教學(xué)模式，學(xué)生實驗?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。然而在實際教學(xué)過程中，部分高校學(xué)生在進(jìn)入高校之前所接受的理科專業(yè)課程以理論為主、實驗為輔，缺少類似應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的實踐學(xué)習(xí)經(jīng)驗，這也導(dǎo)致許多學(xué)生難以適應(yīng)應(yīng)用化學(xué)專業(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)實際情況，分析當(dāng)前實驗教學(xué)存在的問題，從問題入手改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生參與到實驗教學(xué)過程中，提升自身綜合能力。

1 高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合性試驗教學(xué)存在的問題

1.1 實驗內(nèi)容單一性較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容枯燥無味

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)需要學(xué)生掌握一定的實驗操作技巧，能夠根據(jù)自己的想法和要求對實驗流程進(jìn)行改

進(jìn)，保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。然而在實際教學(xué)過程中實驗相關(guān)的內(nèi)容以無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，實驗內(nèi)容相對單一，且重復(fù)性較強(qiáng)，對于學(xué)生來說缺少創(chuàng)新思考的空間，在實驗教學(xué)過程中只能一味地跟隨教師的思路重復(fù)進(jìn)行操作，導(dǎo)致實驗教學(xué)法的優(yōu)勢無法充分發(fā)揮出來，所學(xué)的知識內(nèi)容枯燥性較強(qiáng)，難以滿足學(xué)生的求知欲和探索欲[1]。

1.2 實驗多為驗證性內(nèi)容，實驗類型和器材有限

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在教學(xué)過程中使用器材進(jìn)行實驗操作，然而由于高校的條件有限，在實驗場地和實驗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)生一同操作的實驗類型相對有限，且受限于教學(xué)目標(biāo)和課堂時間，通常實驗教學(xué)選擇的實驗內(nèi)容以理論驗證型為主，實驗類型和實驗器材的共同限制著應(yīng)用化學(xué)專業(yè)進(jìn)行實驗教學(xué)改革的步伐。

1.3 授課過程缺少學(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)教科書中的內(nèi)容，圍繞實驗?zāi)繕?biāo)思考實驗操作過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合實驗步驟思考其中的化學(xué)知識與實驗原理；第二部分教師圍繞實驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行系統(tǒng)講解，在講解完成后要求學(xué)生提出問題，教師予以解答；第三部分為動手實操環(huán)節(jié)，在實驗操作過程中學(xué)生按照教師講解的方法和操作要求進(jìn)行動手操作，教師負(fù)責(zé)進(jìn)行檢查和指導(dǎo)，對遇到問題的學(xué)生提供幫助，對其操作中存在問題的環(huán)節(jié)及時指出并進(jìn)行講解，避免學(xué)生陷入錯誤操作。

這種實驗教學(xué)方式看似合理，兼顧了教學(xué)效率和學(xué)生的成長，但實際在整個教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位未能得到充分重視，對學(xué)生的教學(xué)評價更多集中于學(xué)生填寫的化學(xué)實驗報告，忽視了學(xué)生在實驗中的參與感，學(xué)生的知識能力難以在實驗過程中獲得創(chuàng)新發(fā)展，無法激發(fā)學(xué)生對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣[2]。

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

化學(xué)專業(yè)學(xué)科與人們的生產(chǎn)生活實踐密切相關(guān)。然而在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中，所講的知識內(nèi)容集中于理論知識方面，未能真正與實際的生產(chǎn)生活環(huán)境聯(lián)系在一起，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中被抽象的理論知識困擾，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)評價方式，學(xué)習(xí)動力有限

實驗教學(xué)與傳統(tǒng)的理論教學(xué)不同，在評價過程中需要從學(xué)生的實驗設(shè)計的創(chuàng)新性、完整性、實驗?zāi)繕?biāo)是否實現(xiàn)、實驗操作流程是否正確和實驗當(dāng)中的理論知識應(yīng)用準(zhǔn)確性入手，建立起綜合性多維度的實驗教學(xué)評價模式，幫助學(xué)生認(rèn)識到自己在當(dāng)前的學(xué)習(xí)階段中面臨的問題，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)評價模式較簡單，教學(xué)評價重點集中在學(xué)生對實驗教學(xué)中的理論知識和實驗操作流程的掌握程度，評價內(nèi)容無法真正體現(xiàn)出學(xué)生的能力是否獲得了成長，這也在一定程度上影響著學(xué)生實驗技能的提升效率[3]。

2 高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)體系改革策略

2.1 從基礎(chǔ)知識和實驗方法掌握入手，組建實驗教學(xué)體系

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)做到基礎(chǔ)知識與進(jìn)階知識并重，落實培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的要求，在教學(xué)過程中強(qiáng)化對學(xué)生基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，幫助學(xué)生搭建起完整的實驗教學(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)實驗教學(xué)體系組建過程中，教職人員首先應(yīng)從實驗教學(xué)目標(biāo)入手，在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)應(yīng)用化學(xué)知識、基本實驗操作能力和多元化思維能力，讓學(xué)生能夠在實驗操作過程中養(yǎng)成自我反思、自主優(yōu)化的能力，為后續(xù)進(jìn)階類型的實驗教學(xué)模式的展開打下良好基礎(chǔ)。

2.2 實驗教學(xué)與科研項目相結(jié)合，激發(fā)實驗教學(xué)參與興趣

在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開始階段的學(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，為后續(xù)參與實驗活動打下良好基礎(chǔ)。在經(jīng)過初期的知識積累階段后，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驗教學(xué)與科研項目結(jié)合在一起，讓學(xué)生直接參與到研究活動中，在研究過程中充分發(fā)揮自己的專業(yè)能力，參與到實驗設(shè)計和實驗操作過程中，體驗化學(xué)專業(yè)知識對改變現(xiàn)實生活的重要性，為學(xué)生后續(xù)的成長發(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)與實驗教學(xué)課程結(jié)合在一起，綜合以往研究過程中參與的實驗流程，引導(dǎo)學(xué)生思考科研項目當(dāng)中的問題，嘗試結(jié)合研究目標(biāo)思考設(shè)計實驗具體流程細(xì)節(jié)，提升學(xué)生的綜合能力，為今后實驗教學(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)度較大的科研項目當(dāng)中的部分實驗環(huán)節(jié)提取出來，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計，在設(shè)計過程中提升學(xué)生對科研項目的理解和掌握能力，為其今后的成長打下良好基礎(chǔ)。這種教學(xué)方式的優(yōu)勢在于學(xué)生通過借助教師的指導(dǎo)和教師以往實驗研究報告的結(jié)果，對自己的設(shè)計方式進(jìn)行驗證和參考，保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。

為了更好地讓應(yīng)用化學(xué)專業(yè)與實際生活應(yīng)用結(jié)合在一起，教師可以在工作中借助高校的優(yōu)勢資源與校外企業(yè)進(jìn)行合作，在合作過程中創(chuàng)建科研基地，學(xué)校根據(jù)企業(yè)提供的科研項目和科研要求，解決企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中遇到的問題，為學(xué)生的成長奠定良好基礎(chǔ)。

各類國際性的比賽研究項目也可以作為教師開展研究工作的重點內(nèi)容，教師可以將以往國際比賽的題目公布到班級當(dāng)中。如研制高效節(jié)能蒸餾水發(fā)生器，要求學(xué)生自行組隊利用實驗室的設(shè)備和器材完成研究工作，將自己的實驗過程、結(jié)果以及最終實驗報告提交給教師，再由教師對獲獎人員的設(shè)計成果進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生自行對比自己的實驗質(zhì)量與他人的實驗質(zhì)量，在對比過程中激發(fā)學(xué)生的前進(jìn)動力，使其能夠更加積極主動地參與到實驗教學(xué)過程中，積極進(jìn)行研究訓(xùn)練，促使學(xué)生得到進(jìn)一步成長。

2.3 自主尋找確定實驗研究方向，實現(xiàn)開放式實驗教學(xué)

為更好地突出學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合性實驗教學(xué)過程中的主體地位，教師在授課過程中應(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)知識內(nèi)容和強(qiáng)項開展實驗活動，讓全面化學(xué)教育能夠得到展開。為此教師在實驗教學(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，在研究過程中充分發(fā)揮自主能力，從確定研究方向入手，圍繞實驗?zāi)繕?biāo)設(shè)計實驗流程，利用實驗室設(shè)備進(jìn)行實驗研究，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析整理實驗數(shù)據(jù)，出具實驗報告。在自主完成整個實驗過程后，學(xué)生可以將整理的數(shù)據(jù)資料與實驗報告提交給教師，教師根據(jù)學(xué)生的實驗結(jié)果對其學(xué)習(xí)成績進(jìn)行打分，幫助他們認(rèn)識到實驗成功或是失敗的原因，引導(dǎo)他們分析思考如何對實驗流程進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，實驗過程中存在哪些問題，并給予一定的學(xué)分獎勵。同時可以給予一定的實驗室使用權(quán)限，鼓勵學(xué)生自行利用課余時間進(jìn)行實驗，并根據(jù)科研實驗結(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爭與協(xié)作這兩類教學(xué)要素，與學(xué)校進(jìn)行交流，集合優(yōu)勢資源在校內(nèi)建設(shè)工科化學(xué)實驗教學(xué)基地，在基地中定期組織化學(xué)實驗競賽。學(xué)生可以自行組建研究小組，準(zhǔn)備研究方向和實驗選題，自由參與競賽，在競賽過程中將知識實踐與探索研究相結(jié)合，將課內(nèi)知識與課外知識結(jié)合在一起，鼓勵學(xué)生自由進(jìn)行科學(xué)研究活動，在研究過程中充分發(fā)揮自己的個性和特長，適應(yīng)小組合作的研究模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新研究意識和科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生創(chuàng)建一個自由的學(xué)習(xí)成長環(huán)境。同時也在比拼競賽的過程中將應(yīng)用化學(xué)的優(yōu)勢充分展示出來，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

2.4 考核評價標(biāo)準(zhǔn)多元化，引入能力評價

教師在學(xué)生成績評價的過程中，應(yīng)注意評價活動對學(xué)生成長發(fā)展能夠起到的指導(dǎo)作用，在評價過程中采取實驗全過程評價的方式來考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，并將能力評價環(huán)節(jié)引入其中，科學(xué)全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成長情況，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)實驗環(huán)節(jié)是后續(xù)實驗教學(xué)高質(zhì)量展開的知識積累環(huán)節(jié)，因此教師應(yīng)按照重視程度決定分?jǐn)?shù)占比，鼓勵學(xué)生積極學(xué)習(xí)。通常情況下實驗預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù)占比應(yīng)為30%，實驗操作過程為50%，實驗報告為20%，這種分?jǐn)?shù)占比方式要求學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中重視實操環(huán)節(jié)和理論知識學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)進(jìn)程的展開做好積累。

綜合性實驗要求學(xué)生根據(jù)教師給定的題目和實驗方式自行完成實驗設(shè)計和實驗操作環(huán)節(jié)，以視頻加文字的方式將自己的實驗操作流程直觀展示給教師。教師可以對學(xué)生的實驗設(shè)計質(zhì)量、實驗完成結(jié)果和提交的實驗總結(jié)報告進(jìn)行打分，進(jìn)一步提升學(xué)生的自主研究和實驗操作能力。

研究性設(shè)計實驗要求學(xué)生自主完成自主選題、設(shè)計再到實操和實驗設(shè)備準(zhǔn)備的一系列流程，最終要以研究論文的方式將實驗結(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)其專業(yè)素養(yǎng)為其今后的發(fā)展指明方向。

在整個實驗考核過程中，教師在評價過程中除了制定分?jǐn)?shù)外，更要注意到學(xué)生的成長。教師可以利用批語和一對一談話的方式引導(dǎo)學(xué)生對比自己之前的學(xué)習(xí)成果，幫助他們正確看待自己的成長，鼓勵他們以更加積極主動的態(tài)度參與實驗教學(xué)，保證教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，在應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)模式改革過程中，教師需要從高校學(xué)生的知識水平、思維能力和成長方向入手，針對現(xiàn)有教學(xué)模式當(dāng)中的問題對教學(xué)模式進(jìn)行改革，結(jié)合社會發(fā)展需求和應(yīng)用化學(xué)實踐性強(qiáng)、應(yīng)用面廣闊的特點，建立起具有較強(qiáng)國際競爭力和科學(xué)研究能力的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式，為國家科研能力的提升打下良好基礎(chǔ)。