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關(guān)于應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式的初步探索
本文是由上傳的：關(guān)于應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式初探。
化學(xué)是一門(mén)應用性很強的實(shí)驗科學(xué)。在國民經(jīng)濟和現代化建設中占有重要地位。應用化學(xué)的研究范圍涵蓋了整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域,融化學(xué)理論和實(shí)踐于一體,并與多門(mén)學(xué)科相互滲透,在推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步中顯示出生機勃勃的活力。作為當代應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生,除了要有廣博的知識和良好的創(chuàng )新意識外,還必須有扎實(shí)的實(shí)驗基本功,良好的實(shí)驗技能及熟練應用現代測試儀器及技術(shù)開(kāi)展科學(xué)研究利生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)的能力。同時(shí),化學(xué)實(shí)驗教學(xué)必須主動(dòng)適應時(shí)代要求,加速自身的改革和完善,滿(mǎn)足跨世紀應用化學(xué)專(zhuān)門(mén)人才培養的需要。為此,2004年我們組織申報江西省普通高等學(xué)校教學(xué)研究課題《應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式初探》(2004)進(jìn)行研究,我們以2002級應化專(zhuān)業(yè)學(xué)生為培養對象,以培養具有基礎扎實(shí)、知識面廣、能力強、素質(zhì)高的優(yōu)秀化學(xué)人才為目標,不斷更新實(shí)驗教學(xué)內容,改革實(shí)驗教學(xué)方法,努力改善實(shí)驗條件,提高實(shí)驗教學(xué)效益。經(jīng)過(guò)多年的努力,我們在探索應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式方面,取得了一定的進(jìn)展和成效。這里主要介紹我院在實(shí)驗教學(xué)改革中的一些措施和實(shí)踐情況。
1改革實(shí)驗教學(xué)內容
傳統的化學(xué)實(shí)驗,包括無(wú)機化學(xué)實(shí)驗、分析化學(xué)實(shí)驗、有機化學(xué)實(shí)驗、物理化學(xué)實(shí)驗,它大多是驗證性實(shí)驗,在實(shí)驗過(guò)程中,學(xué)生只需照著(zhù)做,不需要動(dòng)腦思考,更不需要自己設計。這種實(shí)驗既不利于培養學(xué)生的創(chuàng )新精神和創(chuàng )新能力,也不利于培養學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此,必須對之進(jìn)行改革。實(shí)驗教學(xué)改革的指導思想是減少驗證性實(shí)驗,加強動(dòng)手能力、動(dòng)腦能力的訓練,加強素質(zhì)的培養。按基礎性實(shí)驗設計性實(shí)驗研究性實(shí)驗3個(gè)層次組織實(shí)驗教學(xué),在實(shí)現基礎訓練規范化的基礎上,增加設計性實(shí)驗,加強研究性綜合實(shí)驗。具體改革措施是:
1.1精選基礎實(shí)驗
對原四大基礎實(shí)驗(無(wú)機化學(xué)實(shí)驗,分析化學(xué)實(shí)驗、有機化學(xué)實(shí)驗、物理化學(xué)實(shí)驗)內容進(jìn)行更新,精簡(jiǎn)無(wú)機元素及化合物中驗證性實(shí)驗,將各門(mén)實(shí)驗課程中重復的實(shí)驗內容歸并。如:天平操作、滴定操作訓練、簡(jiǎn)單玻璃加工和電離常數測定等實(shí)驗放在第一學(xué)期進(jìn)行。減少分析實(shí)驗的學(xué)時(shí),增加現代儀器分析實(shí)驗的學(xué)時(shí),開(kāi)設原子吸收、氣相色譜、紅外、紫外、酸度計、分光光度計、電導率儀、定氮測定儀等現代分析實(shí)驗,不斷提高實(shí)驗教學(xué)水平,強化自主認識儀器和操作儀器的能力。
1.2增加設計性實(shí)驗
從大一開(kāi)始,對學(xué)生注意安排設計實(shí)驗內容,并逐年增加,在學(xué)時(shí)和實(shí)驗條件上給予保證。根據各個(gè)實(shí)驗課程的特點(diǎn)和條件安排不同的設計實(shí)驗內容,采取不同的教學(xué)方法。如:對元素及化合物、有機化合物官能團的性質(zhì)實(shí)驗、陰陽(yáng)離子未知物的分析實(shí)驗,要求學(xué)生按照實(shí)驗目的,自己設計實(shí)驗方案,選擇實(shí)驗試劑,控制藥品用量和實(shí)驗條件,在實(shí)驗老師的指導下,學(xué)生親自完成實(shí)驗。例如有機化學(xué)實(shí)驗中有機化合物官能團的性質(zhì)實(shí)驗,從98年下半年開(kāi)始,每學(xué)期最后一次實(shí)驗是實(shí)驗考試,它是一個(gè)設計性實(shí)驗,我們給出一個(gè)樣品范圍(9種樣品,告訴學(xué)生樣品范圍),從這9種樣品中隨機抽出2種,讓學(xué)生去鑒定它們。學(xué)生為了更好做好設計實(shí)驗,在平時(shí)上實(shí)驗課時(shí),更加認真仔細,精心設計實(shí)驗方案,有些學(xué)生還利開(kāi)放實(shí)驗室時(shí)間加強訓練,學(xué)生用學(xué)過(guò)的知識自己設計路線(xiàn),實(shí)驗室為他們提供各種可能路線(xiàn)用到的試劑。對這樣實(shí)驗,學(xué)生既緊張又感興趣,絕大多數學(xué)生經(jīng)過(guò)多次摸索能鑒定出一個(gè)或兩個(gè)樣品。這樣,提高學(xué)生自我動(dòng)手和初步設計能力,提高學(xué)生綜合技能和素質(zhì)。
1.3開(kāi)設中級實(shí)驗,加強研究性綜合實(shí)驗
從大三開(kāi)始開(kāi)設中級實(shí)驗,增加綜合化學(xué)實(shí)驗。與過(guò)去專(zhuān)門(mén)化實(shí)驗相比,中級實(shí)驗取消那些驗證性的實(shí)驗,內容多為較大型的綜合實(shí)驗,包括無(wú)機、有機和高分子的合成,合成材料的性質(zhì)實(shí)驗和表征、天然樣品的處理及其中痕量物質(zhì)的測定以及一些參數的測量實(shí)驗;還可從農、工、林、水、牧業(yè)等實(shí)際問(wèn)題中進(jìn)行選題;或直接參與教師科研課題。例如2004年,我院2002級應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)中級實(shí)驗選題有:某蔬菜營(yíng)養成分的測定、某區域土壤肥力的測定、某飼料中主要營(yíng)養成分的測定,化妝品配方設計及工藝制備、某香精的提取和合成,稀土的含量的測定和萃取分離等方面,使學(xué)生在化學(xué)合成、產(chǎn)品制作、分析檢測等方面得到訓練。再如有機綜合實(shí)驗從茶葉中提取咖啡堿實(shí)驗,在這個(gè)實(shí)驗中,有多種基本操作:回流、萃取、蒸餾、升華等,還有性質(zhì)實(shí)驗,可以在短時(shí)間內讓學(xué)生掌握較多的實(shí)驗技術(shù),并且實(shí)驗效果很好。這樣,可以培養學(xué)生全面考慮化學(xué)問(wèn)題的綜合知識能力和各方面的實(shí)驗技能,鍛煉科學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力,同時(shí),培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力。
1.4增設生物化學(xué)實(shí)驗、生物資源化學(xué)實(shí)驗、農藥化學(xué)實(shí)驗、精細化工實(shí)驗等實(shí)驗
將原來(lái)歸屬于園林藝術(shù)學(xué)院的生物化學(xué)實(shí)驗劃歸入理學(xué)院基礎化學(xué)實(shí)驗室,作為基礎實(shí)驗向學(xué)生開(kāi)設生物化學(xué)實(shí)驗課、生物資源化學(xué)實(shí)驗、農藥化學(xué)實(shí)驗等,同時(shí)開(kāi)設精細化工實(shí)驗,使學(xué)生了解和掌握生物化學(xué)知識和實(shí)驗技能,了解化學(xué)與各學(xué)科之間的相互交叉滲透,學(xué)會(huì )應用各學(xué)科的基礎實(shí)驗技能知識來(lái)科學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題。
2改革實(shí)驗教學(xué)方法
本課題研究結合我院2002級應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生,實(shí)驗課安排進(jìn)度,分學(xué)期逐步試行。具體采取如下改革實(shí)驗教學(xué)方法:
2.1創(chuàng )造一個(gè)良好的、寬松的實(shí)驗教學(xué)環(huán)境
在上實(shí)驗課時(shí),實(shí)驗老師只講授重點(diǎn)、難點(diǎn)及注意事項,然后放手讓學(xué)生自己做、自己學(xué),充分發(fā)揮自己的主觀(guān)能動(dòng)性。同時(shí),盡量開(kāi)放實(shí)驗室,止學(xué)生自己安排實(shí)驗,選做自己想做的實(shí)驗。這樣不僅可以創(chuàng )造一個(gè)良好的、寬松的實(shí)驗教學(xué)環(huán)境,而且照顧了學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要。
2.2開(kāi)放實(shí)驗室
由于學(xué)生在做設計實(shí)驗或研究性綜合實(shí)驗時(shí),無(wú)法在規定的教學(xué)時(shí)間內完成,允許學(xué)生在空閑或周末進(jìn)入實(shí)驗室。這樣學(xué)生有足夠的時(shí)間來(lái)修正實(shí)驗方案、研究實(shí)驗現象、分析實(shí)驗結果。大大提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng )新能力。同時(shí),開(kāi)放實(shí)驗室也為今后學(xué)生畢業(yè)論文的寫(xiě)作和攻讀研究生課程創(chuàng )造條件,使研究工作連續化。
2.3模擬科研課題的形式對中級實(shí)驗或綜合化學(xué)實(shí)驗進(jìn)行教學(xué)
對于中級實(shí)驗或研究性綜合實(shí)驗,則以模擬科研課題的形式進(jìn)行教學(xué)。模擬科研課題的綜合實(shí)驗是在學(xué)生了解基本實(shí)驗知識、基本操作原理及基本實(shí)驗技能、必要的合成實(shí)驗及儀器分析的基礎上進(jìn)行的。因此,模擬科研課題的綜合實(shí)驗是把過(guò)去的知識全面應用和鞏固,對提高學(xué)生綜合實(shí)驗操作技能大有好處。至于研究題目,可組織學(xué)生成立科技活動(dòng)小組,學(xué)生自己從生活實(shí)際進(jìn)行選題,或直接參與教師科研課題。當題目確立后,可將選擇同一題目的學(xué)生劃分為一個(gè)或若干個(gè)實(shí)驗小組,然后由學(xué)生根據題目進(jìn)行檢索、閱讀必要的資料,寫(xiě)出設計方案,包括所需藥品、合成程序、工藝條件等。經(jīng)實(shí)驗教師批準后進(jìn)行實(shí)驗,然后每人寫(xiě)出一篇模擬科研題目研究的學(xué)術(shù)論文。撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文前由教師專(zhuān)門(mén)對學(xué)生進(jìn)行有關(guān)科技論文寫(xiě)作的輔導。實(shí)踐證明,模擬科研課題的綜合實(shí)驗對提高學(xué)生綜合素質(zhì)大有好處。
2.4盡量提前開(kāi)始畢業(yè)論文的訓練
本科生畢業(yè)論文通常安排在第8學(xué)期進(jìn)行,6月中旬結束。論文時(shí)間為3個(gè)月,很多工作是剛到出數據的時(shí)候,時(shí)間也就到了,對工作不利,對科研訓練也不夠完整�？紤]到畢業(yè)論文是培養學(xué)生創(chuàng )新能力的最好環(huán)節,可將畢業(yè)論文開(kāi)題時(shí)間提前,讓學(xué)生有充分的時(shí)間查閱文獻,對課題進(jìn)行全面的調研,結合生產(chǎn)實(shí)習,進(jìn)而對題目有較深刻的認識,這樣,寫(xiě)出的畢業(yè)論文質(zhì)量會(huì )比較高。同時(shí),隨著(zhù)分配制度的改革,有的學(xué)生落實(shí)了工作崗位,有的已確定了就業(yè)的主觀(guān)意向,他們迫切希望通過(guò)畢業(yè)論文設計這個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節,進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)能力,以便增強就業(yè)后的適應能力。
2.5配備現代化教學(xué)設備
利用錄像、CAl課件及多媒體等先進(jìn)教學(xué)手段,來(lái)配合進(jìn)行教學(xué),以便實(shí)驗課教學(xué)直觀(guān)、生動(dòng),加強學(xué)生對所學(xué)的內容的理解和掌握。例如,我院教師主持制作多媒體課件4項:(A)常用分析儀器的使用方法,(B)定量分析基本操作,(C)基礎有機化學(xué),(D)《立體化學(xué)》網(wǎng)絡(luò )多媒體教學(xué)課件,其中基礎有機化學(xué)CAI課件榮獲校3等獎。
2.6改革實(shí)驗課成績(jì)評定
在實(shí)驗課成績(jì)評定上,采取素養、能力、過(guò)程、結果相統一,不僅要看實(shí)驗考試結果,更要注重過(guò)程,強調實(shí)驗素養,注重動(dòng)手能力及實(shí)驗技能。實(shí)驗老師根據學(xué)生平時(shí)多方面的表現對學(xué)生的考試成績(jì)、能力和素質(zhì)做出綜合評價(jià),避免一考定終生的考試弊端。
2.7開(kāi)設化學(xué)前沿講座課
不定期開(kāi)設化學(xué)前沿講座課使學(xué)生了解學(xué)科前沿和發(fā)展的熱點(diǎn)。只有了解這些才能建立起創(chuàng )新的意識,才能有高的起點(diǎn)。同時(shí),學(xué)科的發(fā)展過(guò)程和現狀可以啟發(fā)學(xué)生,使學(xué)生積極地思考,最終達到培養學(xué)生創(chuàng )新的目的�；瘜W(xué)前沿講座可以請專(zhuān)家、博士、碩士老師為學(xué)生講學(xué),內容為學(xué)科前沿及交叉學(xué)科介紹,結合自己的科研方向,集學(xué)術(shù)性和趣味性為一體,激發(fā)學(xué)生的興趣。例如,2004年底,邀請中科院院士、清華大學(xué)博士生導師趙玉芬教授來(lái)我院講學(xué),她站學(xué)科發(fā)展的高度上結合自己最新科技成果講述化學(xué)生物學(xué)學(xué)科中長(cháng)期發(fā)展戰略規劃和磷與生命起源等領(lǐng)域的最新進(jìn)展,使學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科科學(xué)研究的前沿,讓學(xué)生能夠站在一個(gè)更高的層次領(lǐng)略化學(xué)的魅力。
2.8成立科研興趣小組,開(kāi)展第二課堂社會(huì )實(shí)踐教學(xué)
鼓勵學(xué)生結合專(zhuān)業(yè)知識盡早參加科研興趣小組、科技競賽等科研實(shí)踐活動(dòng),例如2005年我院動(dòng)員學(xué)生積極參加第九屆全國大學(xué)生挑戰杯和第五屆興贛杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽活動(dòng);2003年暑期組織學(xué)生去德興銅礦調查重金屬對土壤污染的課題研究;2004年暑假組織學(xué)生調查贛江母親河水資源污染狀況研究;2005年暑假組織學(xué)生到九江某礦資源進(jìn)行測試和調研,組織學(xué)生到工廠(chǎng)、科研單位參觀(guān)和實(shí)習等。通過(guò)開(kāi)展上述第二課堂社會(huì )實(shí)踐活動(dòng),不僅鍛煉學(xué)生綜合實(shí)驗能力,而且提高學(xué)生環(huán)保意識,提高了學(xué)生綜合素質(zhì)。
3改善實(shí)驗教學(xué)條件
我院基礎化學(xué)實(shí)驗室承擔著(zhù)全校各院(理學(xué)、農學(xué)、動(dòng)科、生工、食品、環(huán)工、林學(xué)、國土、職師等)專(zhuān)科、本科及研究生的基礎化學(xué)實(shí)驗教學(xué)任務(wù)和教師的科研任務(wù)。在建校之初,由于教學(xué)經(jīng)費不足,實(shí)驗室建設困難很大,實(shí)驗儀器設備陳舊,不能滿(mǎn)足實(shí)驗教學(xué)的需要。自2003年以昔通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估為契機,加大實(shí)驗室基礎建設,同時(shí),加大經(jīng)費投入,購置大型儀器設備,改善實(shí)驗教學(xué)條件,成為我校重點(diǎn)實(shí)驗室之一,為應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)創(chuàng )造了良好的物質(zhì)基礎。
3.1對基礎實(shí)驗室進(jìn)行更新改造
按照普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估實(shí)驗室評估標準,擴大化學(xué)實(shí)驗室面積,將原基礎課部大樓改造成化學(xué)實(shí)驗大樓,使用面積達到3000多平方米,達到教育部對實(shí)驗用房的要求,并對化學(xué)實(shí)驗室進(jìn)行全面裝修,對各實(shí)驗室按照現代化實(shí)驗室標準進(jìn)行改造,使實(shí)驗室面貌煥然一新。2001年被江西省教委評為江西省高校合格實(shí)驗室,2003年本科教學(xué)工作水平評估結果良好。
3.2購置現代化大型儀器設備,改善實(shí)驗教學(xué)條件
我們在2002年投資300多萬(wàn)元添置了原子吸收分光光度計、氣相色譜儀、紅外光譜儀、核磁共振,生化培養等儀器,2004年又利用日元貸款300多萬(wàn)元購置熒光分光光度計、可見(jiàn)分光光度計、火焰/石墨爐原子吸收分光光度計、多用途真空乳化機等大型儀器,集中了全院的教學(xué)儀器和設備,建立了電子天平室、原子吸收分光光度室、氣相色譜室、紅外光譜室、紫外光譜室、核磁共振室、生化培養室及電化學(xué)工作站等儀器室,供全�；A化學(xué)實(shí)驗教學(xué)和科研使用,大大地改善了實(shí)驗教學(xué)條件,明顯提高學(xué)生熟練應用現代測試儀器及技術(shù)開(kāi)展科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)的能力。
3.3設置了應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室,生物化學(xué)綜合實(shí)驗室
我們設置了應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室、生物化學(xué)綜合實(shí)驗室和應用化學(xué)研究所,對應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)出中級實(shí)驗和綜合化學(xué)實(shí)驗,并作為主要開(kāi)放實(shí)驗室對本科生、研究生、教師和科研人員開(kāi)放使用。
3.4改革實(shí)驗教學(xué)管理體制
將基礎化學(xué)實(shí)驗室從化學(xué)系分開(kāi),成立由院直接管理的基礎化學(xué)實(shí)驗室,配備素質(zhì)較高的管理人員和實(shí)驗技術(shù)人員,保證實(shí)驗教學(xué)和實(shí)驗儀器設備正常運轉,實(shí)行資源共享,提高辦學(xué)效益。近幾年我院從各科研院所引進(jìn)有豐富經(jīng)驗的科研技術(shù)人員充實(shí)基礎化學(xué)實(shí)驗室,使基礎化學(xué)實(shí)驗室人員達到9名,其中有6名為高級實(shí)驗師,2名實(shí)驗師,1名助理實(shí)驗師。與此同時(shí),化學(xué)實(shí)驗課大多由具有博士后、博十、研究生等高職稱(chēng)教師講課,為培養跨世紀的具有基礎扎實(shí)、知識面廣、能力強、素質(zhì)高的優(yōu)秀化學(xué)人才提供了可靠的師資保證。
4結語(yǔ)
以上是我院在應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式方面改革的一些措施和實(shí)踐情況。今后,我們還應不斷總結經(jīng)驗,以培養具有基礎扎實(shí)、知識面廣、能力強、素質(zhì)高的優(yōu)秀化學(xué)人才為目標,以適應21世紀人才激烈競爭對高層次人才的需要,繼續深化應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式改革,不斷提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量,培養更多高層次優(yōu)秀化學(xué)人才。
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