大学化学原理范文10篇-欧洲杯买球平台
时间:2023-11-02 17:33:26
大学化学原理范文篇1
关键词:obe理念;大学化学;课程改革
一、obe理念下的大学化学课程教学改革可行性分析
(一)obe理念内涵分析
obe理念的全称是成果导向教育,这种教学理念自1981年被提出后相继成为美英等国的教育改革理念[1]。2013年被我国的工程教育专业认可。它在大学化学课堂中主要表现在课程的体系设计、教学内容的选择以及教学环节的设置几方面。并且在课堂中需要保障以成果为导向,以学生为中心,持续改善。这种教学理念已覆盖我国二十多个工科专业。
(二)大学化学课程定位
大学化学课程作为工科专业必须要学习的一门专业基础课,其中包含了许多化学的基础知识,要求理论与现实相结合,帮助化学与工科之间构建起学习的桥梁。
(三)obe理念下大学化学课程教学改革的可行性
obe理念是成果导向教育,在这个基础上加强教育改革,提升专业型人才的创新能力可以满足国家对专业化人才的需求。诸多院校的工科专业为了培养出高素质的创新型技术人才,在obe理念下对课程进行改革,任课教师在课堂中引导学生加强自身的创新性,从而培养更加优秀的创新人才,满足国家战略发展的需要。
二、大学化学课程教学现状
(一)授课方式单一
目前大学课堂授课方式较为单一,教师大多利用多媒体课件的方式为学生传递教学信息,这种方式虽然可以让学生更加直观地了解到课堂讲解的内容,但大学化学课时偏少,课堂中如果讲解的东西较多,较为复杂,那么学生学习的质量差,教师占据主导地位,无法增强学生的创新力,只学习新知识,不利于学生构架知识网络,而课堂中讲解较为复杂的知识,学生理解困难,无法将其运用到实际生活中去,不利于实用型人才培养。
(二)学习模式简单
传统的大学课堂授课仍旧以教师为主体,学生在课堂中学习到的知识是有局限性的,不利于学生拓宽自身的视野[2]。学生在课堂中丧失了主体地位,缺乏了学习的积极性和主动性,一味地被灌输理论知识和公式定义,却无法将其运用到实际生活中去,不利于学生就业和对课题的研究。学生单一的学习模式,不利于提升自身的专业知识和综合素质,无法为社会培养出综合能力强的专业性人才。
(三)考核方式陈旧
大学对学生的考核模式仍以闭卷期末考试为主。这种测评和考核模式十分陈旧,并且对学生的评价是片面的。教师要求学生会做题,可以应试,但当其在今后就业和实践中遇到问题无法运用所学的知识去解决,不利于培养学生的创新能力,无法拓宽他们的视野,不利于学生自身的发展。
三、obe理念下的大学化学课程教学改革
在obe理念下开展大学化学课程教学,应合理地筛选教材,教师明确好课程目标,学生做出课堂知识要点总结,教师调整授课方式,做到因材施教[3]。教师与学生优化学习模式,提高学习的积极主动性,教师也要努力提升自身水平,构建起更多维的教学考核测评方式,便于学校培养专业型人才,从综合素养及创新能力两方面打造高级的技术型人才。
(一)合理选择教材,调整授课方式
一般来说,大学化学这门课程是为非化学化工类专业所开设的,目的在于学习无机化学、分析化学以及物理化学,便于帮助学生巩固自身基础知识。因此,要如何选择教材,需要从学校实际情况出发。教材要贴近学生日常学习生活,以及学校研究的偏好。选择的教材要贴合未来研究方向,要更具有参考性和实用价值,保证学校发展趋势与教材实用性协调一致。除了教材以外,教师还要不断调整自身的授课方式。特别是对于大学化学课程来说,作为一门较为基础的课程,其中涵盖了很多原理和公式,但涉及的课程和学时比较少,因此教师想要完成原定的教学计划需要调整自身授课方式。首先在课堂教学中,教师应改变传统的授课模式,不再做单一的授课,需要调动学生学习的积极性,激发学生的兴趣,提升教学质量和教学效果。在讲授相关原理和公式时,教师可以由浅入深,由表及里,将初高中学习的化学知识引申到大学化学的知识点,让学生从熟悉的知识体系中学到新的知识,提高学生课堂学习的自主性,让学生成为课堂学习的主体。除此之外,在课堂上,教师还要对学生进行充分的引导,不论是对知识点的温习,还是对知识的记忆、巩固和理解,需要让学生占据主体地位,为学生的学习创造更好的条件。调整授课方式,可以让教师完成原本的教学计划,激发学生学习的兴趣。在课堂中教师可以让教学与科技相融合,特别是对于大学化学课程来说,该门学科包含化工、高科技石化、电子等行业知识,为了让这门复杂学科不同知识点相融合,教师需要兼顾知识点,并对重合部分进行整合,保证化工专业教学占据课程的主体地位,还要让学生学习到更为全面的知识,拓宽他们的视野,让学生成为更加全面的化工人才。
(二)优化学习模式,明确学习产出
从obe理念入手去优化大学化学课程的学习模式,要铭记“知识要点、能力要点和素质要点”,使它们融会贯通,做好课堂知识结构的框架整理,加强该门课程与其他课程之间的联系,避免课程的独立性和边界性,让不同学科的知识相融合,知识点之间可以融会贯通,帮助学生构建企业课程的有机组织,并且在脑海中形成层次清晰、条理分明的知识框架。教师去优化教学模式,也要让学生优化自己的学习方式[4]。不再是原先简单的基础知识的堆积,而是要让知识能在脑海中形成清晰的框架结构,由此让学生拥有较为丰富的知识框架,可以帮助自身提高学习能力,拓宽视野。通过学习到的知识获得创新力和创造力,将学到的基础知识运用到各门学科中去,在未来就业和研究中起到帮助的作用。学生在学习大学化学课程后可以将理论知识转化为创造力,用于实现人生价值。在遇到与课堂相似的情况时,首先要进行案例分析,在自主探究后分析案例并进行方案设计,在教师和成员讨论下,完成论文的撰写,并对论文进行介绍和讨论。这种创新多元化的授课模式可以模拟现实情况,让学生在讨论和研究的过程中提升自身自主学习的能力,利用翻转课堂的形式,教师转变自身授课位置,让学生成为课堂的主体,教师起到引导和辅助的作用。从更高层次的角度来看,将大学化学课程中学到的知识融入到其他学科中去,例如融入到思想政治教育中,可以让学生更加明确辩证唯物主义的观点,让学生用辩证唯物主义的方式去分析和解决问题,利于学生树立正确的世界观、人生观和价值观,在提升专业技能的前提下提高综合素养,让学校为社会培养高水平的技术型人才。
(三)重整教师队伍,加强测评方式
重整教师队伍,提高教师对新型教学方式的接受程度,让教师在课堂中承担辅助作用,对全新的教学方式进行充分理解,在课堂中可以不断进取,用创新的方式引导学生提高学习积极性,为学生创造更加良好的学术氛围[5]。除了重视专业知识的教育,还要提高学生的综合素质,让学生在课堂中更加健康的进步和成长。想要重整教师队伍,构建起新型的教师团队需要教师在专业领域中积极交流和创新,挑选专业领域中学习能力和创新水平拔尖的教师,确保教师团队可以为学生创造良好的创新教学氛围,其次还要对教师团队进行考核和评价,让学生在教师的引导下具有创新精神,提升obe理念在大学化学课程教学的影响力。构建全新的教学模式,意味着教师需要对课堂考核形式进行改变。传统的教学模式无法客观全面地展示学生学习到的知识,也无法体现学生身上的创新力以及思维的多样性,不利于培养社会所需要的高水平技术人才。改变考核方式,不再注重考试和分数,而需要对学生的专业技能以及创新能力进行评价,从综合素质的角度考核学生的实践力和创新力,用更加多元化的模式对学生进行考核。除了通过课后考试,还要结合学生的课堂表现,不能单一地从最终的考试去了解学生学习成果,还要看学生对课堂参与的积极度以及平时的学习效率,线上与线下教学相结合,让学生全方位地投入到课堂中去,还要让学生具有较强的创新力和综合素质,以此培养出高质量的化工类应用人才。
四、结语
综上所述,在obe理念下开展大学化学课程改革,可以通过不断地反思和进步对课程进行持续的改善。从教材选择、教材的大纲编写、教师团队的筛选与重整以及授课形式和授课内容的选择上进行合理改革,调整课程的考核方式,让课堂以学生的学习成果为主体,不断提高学生的专业素养和技术水平,在摸索过程中不断实践,完善教学目标和教学成果,发挥大学化学课程在综合素质和专业知识培养中应有的作用。
参考文献:
[1]邹琼.工程教育中推行obe模式的问题与思考[j].高等理科教育,2017(04):72-76.
[2]梅运军,黄岚,胡纯,等.成果导向教育理念(obe)下的环境工程微生物学课程教学改革与实践[j].微生物学通报,2018,45(03):609-615.
[3]郭兵,林秀珍,徐平如,等.obe思维导向的问题启发教学法在物理化学教学中的应用[j].东莞理工学院学报,2015,22(05):104-107.
[4]苏邵.基于obe理念大学化学课程教学改革探索[j].科技创新,2018(34):102-103.
大学化学原理范文篇2
关键词:化学实验;教学改进;实验课程
化学是一门以实验为基础的学科。化学实验教学着眼于训练学生的动手能力和理论联系实际的能力,是培养学生科学素质、求实态度和创新精神的重要途径,在高校化学教学中占据着举足轻重的地位[1]。目前,学校教学方式偏于传统,主要分为基础知识讲解和基础实验技能。老师讲述理论知识,实验课本中包含全面详细的实验原理,仪器药品,过程,思考与讨论。学生只需按部就班的完成实验课程,撰写报告。实验报告是老师对学生课程评价最重要的部分,逐渐学生对实验课程变成了“依葫芦画瓢”,不利于培养学生科学思维和理解学科技术和方法。本文从高校的教学特点及现状,以有机化学实验思考,结合专业特点和学生学习客观实际,对大学化学实验教学的改进提出了一些体会和建议。
1有机化学实验课程的配置
大学基础化学实验一般包括无机化学实验,物理化学实验,有机化学实验,分析化学实验等,本校有机化学实验数量和学分上均最高,表1是本校有机化学实验课程设置,共安排了16个实验,在安排上可以看出老师的初衷,分为基础操作实验和合成实验,由简到繁,每一个合成实验都包含了一个新的化学反应,希望通过实验帮助学生掌握理论原理。但个人认为课程过于追求实验的全面性,从表中可以看出所有的实验都是以回流、蒸馏为基础,加以重结晶提纯,减压抽滤展开的一系列有机物的合成,参与几个实验便可以掌握实验的要点,其他实验即变为机械重复,并且每一个实验至少6个小时,耗时长,容易引起实验热情疲劳。如果减少实验内容,改为学生自己设计实验,增加思考,实验可能更好。
2有机化学实验体会
通过对本专业有机化学实验课程的学习、思考和分析,总结出以下体会:(1)通过实验学习,更深刻地理解和掌握化学原理和实验条件。以表1中的乙酸正丁酯实验为例,乙酸和正丁醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应,生成乙酸正丁酯,加过量乙酸,采用水分分离器分离生成的水。实验前需要做好理论预习及可能出现问题的预想,试验完成后也常对试验过程进行回忆,总结失误,并将原理和试验过程图像相结合,通过对不同反应的有机实验学习,使得化学反应过程及结果不只停留在书面和推理中,而是直观地的感官认识和理解,之后遇到同类型试验有时甚至没做实验也能推测化学反应过程的景象。(2)实验课程侧重于流程式的完成相关实验,学生缺乏主动性。实验课堂包括对理论知识的讲述和对实验器材操作的演示,教材对药品规格的使用,步骤有详细的论述,规避了很多错误的细节。即使有理论实验的提示,因缺乏严谨求真的态度,依然会存在意料之外的实验结果。以表1中的8-羟基喹啉合成实验为例,即便书本中已经列出了实验步骤,因为水蒸气蒸馏也会发生偏差,如果能分析自己的蒸馏方式与成功实验的差别在哪里,如何通过控制水蒸汽发生器的温度防止回流达到实验成功,将思考融入在实验当中,学会思考也能达到实验的目的。(3)因教学设施条件等影响,学校的实验教学不能完全满足实验课程的要求,教师只能选择通过已有的设备、药品仪器进行讲解,同时需要考虑经济性。为节省药品的使用量,教师会提前删改复杂实验的操作内容,保证实验的安全和可操作性。以表1对硝基苯甲酸实验为例,因为反应速度随着硫酸的浓度和用量的增加而增加,因此老师对实验流程步骤进行了修改,选取5~10ml,沸腾至全部溶解,不溶则继续加2~3ml,而且严格控制加酸时间。因为没有对实验的修改进行更深的思考,即便能够理解整个过程,有从实验体会上依然会差很多。(4)课程容错机制较差,学生实验错误就不能得高分。实验成绩一般由两部分组成:平时成绩占70%,实验成绩占30%。平时成绩包括课堂出勤,预习报告和实验报告的撰写,实验成绩则是对学生操作技能的评价,实验报告成了实验成绩的主导部分。学生逐渐为了撰写优秀的报告,不去注重实验过程,更看重实验结果。预习报告变成了“抄写”,学生对实验报告思考讨论开始通过查阅寻找标准答案,追求完美的实验数据。笔者认为实验报告需要更注重“思”,思应该包含对实验过程的疑问与分析,对实验缺点的改进,教师应该更看重学生的实验操作和思想学习的过程,这样能更好的鼓励学生思考,提高学生的主观能动性,通过自己动手,培养学生自己解决问题的能力。
3改进建议
大学化学实验的目的不仅是需要学生对化学理论知识的掌握与应用,正确和熟悉地学会实验操作技能,提升自己的动手实践能力,更应侧重于学生掌握研究和解决问题的方法,主动分析问题,主动解决问题。(1)优化实验评分标准。实验评分时不只追求实验的正确性,总结实验的失败原因也能达到实验的效果。对理论知识的认识不全、环境条件、药品污染都可能是实验失败的原因,操作不当就会导致不同的实验结果,例如分析中的滴定实验,溶液的滴加速度会对最后的实验现象产生很大的影响,半滴的滴加与否是需要通过多次反复操作练习来掌握滴定技能。学生若能够总结提炼失败的实验。主观,客观分析实验失败的原因,提出合理的改进建议方法,提交合理真实的实验报告并在以后的实验中改进,笔者认为才是化学实验真正的内涵。(2)学生实验课程分层设置。不追求学生完成实验的数量,改为追求质量。针对学生的情况开展深度不一的教学,部分学生只需完成基本化学实验,针对部分有兴趣且有精力的同学可对其实验的各个环节提出更高要求,如自己完成实验原理学习,独立编制实验过程方法,实验过程记录,实验结果总结等。(3)拓宽实验室使用和管理方法。例如设立学生实验室管理员助理,让合适的学生参与到实验室的日常管理中,使其能沉下心去好好的学习,能协助实验室老师开展日常教学,甚至在部分时候可以让学生试讲实验课。(4)鼓励学生课余参与各类研究活动。鼓励以后愿意从事化学专业的研究并有相关天赋的同学参与到学校各教研室的各类研究项目中,或给与题目鼓励学生自己设计实验、设计实验工具。使其学会查找阅读各类中英文献,会设计基本的实验,学习如何撰写科技论文,了解熟悉化学研究的基本方法,培养科学研究及解决问题的基本素养。(5)构建开放型实验教学。建议学校设立开放型实验室和更多的化学实验技能竞赛,既能夯实化学实验理论基础又能提高实践操作水平,培养学生的创新能力。同时,针对有机化学实验耗时、危险系数高的因素,与虚拟平台合作,提供更安全、开放、绿色化的平台让学生进行学习,使得教学更加多元化。
参考文献
[1]赵华绒,秦敏锐,蔡黄菊,等.如何发挥实验技术人员在探究型实验教学中的作用[j].实验室研究与探索,2017,36(02):153-156.
[2]彭敬东,马学兵.综合性大学化学实验教学体系和教学方法的思考与实施[j].西南师范大学学报(自然科学版),2010,35(2):259-263.
[3]严华玉.大学化学实验教学的优化和改进[j].科技资讯,2014,12(29):198.
[4]吴世新.试析学生化学实验失败的原因[j].咸宁学院学报,2004,(03):107-108.
[5]丰九英,高利军.普通本科院校无机化学实验教学改革探讨[j].广州化工,2014,42(14):206-207.
大学化学原理范文篇3
关键词:化学实验;教学改进;实验课程
化学是一门以实验为基础的学科。化学实验教学着眼于训练学生的动手能力和理论联系实际的能力,是培养学生科学素质、求实态度和创新精神的重要途径,在高校化学教学中占据着举足轻重的地位[1]。目前,学校教学方式偏于传统,主要分为基础知识讲解和基础实验技能。老师讲述理论知识,实验课本中包含全面详细的实验原理,仪器药品,过程,思考与讨论。学生只需按部就班的完成实验课程,撰写报告。实验报告是老师对学生课程评价最重要的部分,逐渐学生对实验课程变成了“依葫芦画瓢”,不利于培养学生科学思维和理解学科技术和方法。本文从高校的教学特点及现状,以有机化学实验思考,结合专业特点和学生学习客观实际,对大学化学实验教学的改进提出了一些体会和建议。
1有机化学实验课程的配置
大学基础化学实验一般包括无机化学实验,物理化学实验,有机化学实验,分析化学实验等,本校有机化学实验数量和学分上均最高,表1是本校有机化学实验课程设置,共安排了16个实验,在安排上可以看出老师的初衷,分为基础操作实验和合成实验,由简到繁,每一个合成实验都包含了一个新的化学反应,希望通过实验帮助学生掌握理论原理。但个人认为课程过于追求实验的全面性,从表中可以看出所有的实验都是以回流、蒸馏为基础,加以重结晶提纯,减压抽滤展开的一系列有机物的合成,参与几个实验便可以掌握实验的要点,其他实验即变为机械重复,并且每一个实验至少6个小时,耗时长,容易引起实验热情疲劳。如果减少实验内容,改为学生自己设计实验,增加思考,实验可能更好。
2有机化学实验体会
通过对本专业有机化学实验课程的学习、思考和分析,总结出以下体会:(1)通过实验学习,更深刻地理解和掌握化学原理和实验条件。以表1中的乙酸正丁酯实验为例,乙酸和正丁醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应,生成乙酸正丁酯,加过量乙酸,采用水分分离器分离生成的水。实验前需要做好理论预习及可能出现问题的预想,试验完成后也常对试验过程进行回忆,总结失误,并将原理和试验过程图像相结合,通过对不同反应的有机实验学习,使得化学反应过程及结果不只停留在书面和推理中,而是直观地的感官认识和理解,之后遇到同类型试验有时甚至没做实验也能推测化学反应过程的景象。(2)实验课程侧重于流程式的完成相关实验,学生缺乏主动性。实验课堂包括对理论知识的讲述和对实验器材操作的演示,教材对药品规格的使用,步骤有详细的论述,规避了很多错误的细节。即使有理论实验的提示,因缺乏严谨求真的态度,依然会存在意料之外的实验结果。以表1中的8-羟基喹啉合成实验为例,即便书本中已经列出了实验步骤,因为水蒸气蒸馏也会发生偏差,如果能分析自己的蒸馏方式与成功实验的差别在哪里,如何通过控制水蒸汽发生器的温度防止回流达到实验成功,将思考融入在实验当中,学会思考也能达到实验的目的。(3)因教学设施条件等影响,学校的实验教学不能完全满足实验课程的要求,教师只能选择通过已有的设备、药品仪器进行讲解,同时需要考虑经济性。为节省药品的使用量,教师会提前删改复杂实验的操作内容,保证实验的安全和可操作性。以表1对硝基苯甲酸实验为例,因为反应速度随着硫酸的浓度和用量的增加而增加,因此老师对实验流程步骤进行了修改,选取5~10ml,沸腾至全部溶解,不溶则继续加2~3ml,而且严格控制加酸时间。因为没有对实验的修改进行更深的思考,即便能够理解整个过程,有从实验体会上依然会差很多。(4)课程容错机制较差,学生实验错误就不能得高分。实验成绩一般由两部分组成:平时成绩占70%,实验成绩占30%。平时成绩包括课堂出勤,预习报告和实验报告的撰写,实验成绩则是对学生操作技能的评价,实验报告成了实验成绩的主导部分。学生逐渐为了撰写优秀的报告,不去注重实验过程,更看重实验结果。预习报告变成了“抄写”,学生对实验报告思考讨论开始通过查阅寻找标准答案,追求完美的实验数据。笔者认为实验报告需要更注重“思”,思应该包含对实验过程的疑问与分析,对实验缺点的改进,教师应该更看重学生的实验操作和思想学习的过程,这样能更好的鼓励学生思考,提高学生的主观能动性,通过自己动手,培养学生自己解决问题的能力。
3改进建议
大学化学实验的目的不仅是需要学生对化学理论知识的掌握与应用,正确和熟悉地学会实验操作技能,提升自己的动手实践能力,更应侧重于学生掌握研究和解决问题的方法,主动分析问题,主动解决问题。(1)优化实验评分标准。实验评分时不只追求实验的正确性,总结实验的失败原因也能达到实验的效果。对理论知识的认识不全、环境条件、药品污染都可能是实验失败的原因,操作不当就会导致不同的实验结果,例如分析中的滴定实验,溶液的滴加速度会对最后的实验现象产生很大的影响,半滴的滴加与否是需要通过多次反复操作练习来掌握滴定技能。学生若能够总结提炼失败的实验。主观,客观分析实验失败的原因,提出合理的改进建议方法,提交合理真实的实验报告并在以后的实验中改进,笔者认为才是化学实验真正的内涵。(2)学生实验课程分层设置。不追求学生完成实验的数量,改为追求质量。针对学生的情况开展深度不一的教学,部分学生只需完成基本化学实验,针对部分有兴趣且有精力的同学可对其实验的各个环节提出更高要求,如自己完成实验原理学习,独立编制实验过程方法,实验过程记录,实验结果总结等。(3)拓宽实验室使用和管理方法。例如设立学生实验室管理员助理,让合适的学生参与到实验室的日常管理中,使其能沉下心去好好的学习,能协助实验室老师开展日常教学,甚至在部分时候可以让学生试讲实验课。(4)鼓励学生课余参与各类研究活动。鼓励以后愿意从事化学专业的研究并有相关天赋的同学参与到学校各教研室的各类研究项目中,或给与题目鼓励学生自己设计实验、设计实验工具。使其学会查找阅读各类中英文献,会设计基本的实验,学习如何撰写科技论文,了解熟悉化学研究的基本方法,培养科学研究及解决问题的基本素养。(5)构建开放型实验教学。建议学校设立开放型实验室和更多的化学实验技能竞赛,既能夯实化学实验理论基础又能提高实践操作水平,培养学生的创新能力。同时,针对有机化学实验耗时、危险系数高的因素,与虚拟平台合作,提供更安全、开放、绿色化的平台让学生进行学习,使得教学更加多元化。
参考文献
[1]赵华绒,秦敏锐,蔡黄菊,等.如何发挥实验技术人员在探究型实验教学中的作用[j].实验室研究与探索,2017,36(02):153-156.
[2]彭敬东,马学兵.综合性大学化学实验教学体系和教学方法的思考与实施[j].西南师范大学学报(自然科学版),2010,35(2):259-263.
[3]严华玉.大学化学实验教学的优化和改进[j].科技资讯,2014,12(29):198.
[4]吴世新.试析学生化学实验失败的原因[j].咸宁学院学报,2004,(03):107-108.
[5]丰九英,高利军.普通本科院校无机化学实验教学改革探讨[j].广州化工,2014,42(14):206-207.
大学化学原理范文篇4
关键词:基础化学实验;教学团队;建设;改革
化学类各专业均以实验为基础。实验教学与训练在化学类本科生人才培养中所发挥的作用是无可替代的[1-2]。众所周知,大学本科的化学实验由基础化学实验和专业化学实验组成。关于基础化学实验构成,不同的高校亦有所不同。一般而言,基础化学实验是按照无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析化学和物理化学这四大化学对应的实验组成的,有的高校也会将四大化学实验按照模块化进行整合,如无机及分析化学实验、基础化学通识实验、大学化学实验等,然后把这些模块化的实验组成基础化学实验。不管如何分类,每所高校化学类专业的基础化学实验教学内容均依据自己的专业特点进行安排和设计。很明显,基础化学实验的根基在“基础”,主要培养学生的操作动手能力,训练学生基本的科学素养,锻炼学生在实验中验证所学的理论知识以及综合分析、简单设计等较为复杂的实验能力[3-5]。但是,基础化学实验教学与训练的关键在于指导教师的教学投入和学生的态度。教师的投入和学生的态度通常是相好渗透和互补的。简而言之,学生基础化学实验的成就与实验指导教师的投入关系巨大,即使“成正比”亦不为过。所以,实验教学队伍质量的优劣在基础化学实验教学中起着关键性的作用[6-7]。淮南师范学院化学与材料工程学院基础化学实验中心作为省级实验教学示范中心,多年来为了能有效提升基础化学实验教学质量,我们从多方面进行改革。这其中最主要的就是基础化学实验教学团队的建设、改革与发展。一支优秀的教学团队建立,不是一朝一夕之功,它需要多年的积淀。一旦建成的了一支素质高、能力强的教学团队,那么它将在教学中发挥难以想象的作用。
1基础化学实验教学团队构建形成
基础化学教学团队的打造至少需要经历建立、完成和完善3个阶段。(1)基础化学教学团队的建立。这是基础化学教学团队建立的雏形期。以淮南师范学院化学与材料工程学院基础化学实验中心为例,在团队建立之初,我们以课程为支柱,根据课程的需要组建一支由“四大化学实验”的教师队伍组成的“基础化学实验教学团队”。这支队伍看起来好像比较完美,各门实验课程的师资队伍能平衡发展。但是经过几年的实践,这支队伍并没有很好地发挥应有的作用,反而出现了各自为政、互相脱节的不利局面。例如,各门实验课程教学质量出现了明显的不平衡发展的情况,仪器的使用过于单一,其使用效率过低,各门实验对人才培养的连贯性不强,教师队伍发展参差不齐等。后来,我们经过反思,决定不能仅仅依赖于课程设置来组建基础化学教学团队。(2)基础化学教学团队逐步完成。我们经过对现有资源的整合,将基础化学实验模块化。把原来的“无机化学实验”和“分析化学实验”合并而整合成基础性的“大学化学实验”,把原来的“有机化学实验”、“物理化学实验”和“仪器分析化学实验”整合成“物质制备与分离分析实验”和“物质性质测量实验”。我们这样做的原因,主要是依据学生对化学学习和认知的基本规律来进行的。而且也与我们的理论课程中由《无机化学》和《分析化学》整合成《无机化学与化学分析》相吻合。学生在对化学物质性质、物质的构成原理、分析分离等认识,总是遵循由简单到复杂、由感性到理性的基本规律。所以,我们对基础化学实验进行整合形成了“大学化学实验”、物质制备与分离分析实验”和“物质性质测量实验”三个基本模块。为了能使这三个模块的教学能得到优良发展,有利于高素质和高质量人才的培养,我们必须打造一支与之相匹配的实验教师队伍。这支队伍中的每一员,要求对模块中所有的实验内容都要十分熟悉,并能独立地对学生进行指导。这样整合,使原来“只会一只脚走路”的实验指导教师没有了立足之地。为了能适应新的教学模式,一些指导教师就跟着其他教师身后随堂学习。经过几年的努力,我们终于建立了一支“职称较高、学历较高和年轻化”的基础化学实验教师队伍。(3)基础化学实验教学团队的完善。为了保持基础化学教学团队稳步发展,我们不时地对团队进行更换和补充。对那些责任心不强、教学水平不高且不钻研的教师及时剔除团队。把业务能力提升快、具有高度责任感且任劳任怨的教师随时吸纳进来。我们的基础化学教学团队实行“院长指导”和“实验中心主任直接负责”的管理模式。每学期结束之后,对教学团队成员进行量化考核。到达考核标准的下一学期继续留在团队,考核达不到标准的撤下。在没有实行这一管理模式之前,在每一次的期中教学座谈会上,基础化学实验教学是学生诟病最多的课程。在实施这一管理模式之后,基础化学实验教学则是学生满意度最高的课程。这一管理模式运行多年以来,我院基础化学教学团队成员的业务能力得到明显提升,教师的责任心也显著提高。2018~2019年度结束之后,我们基础化学教学团队成员已发展到24人,职称组成为:教授9人,副教授9人,高级实验师2人,讲师2人,实验师2人,高级职称比例达到83.3%;学历组成为:博士10人,硕士12人,本科2人,研究生以上学历占91.7%。在这支队伍中,省级教学名师有3人,校级教学名师有3人,省级中青年学科带头人有2人,校级中青年学科带头人有8人。
2基础化学教学团队建设改革
基础化学教学团队建设不能原地踏步,它需要永不停息地前进和发展。近年来,我们依据化学各专业的发展和人才培养体系的发展变化,及时地对基础化学教学团队进行改革和优化。(1)团队成员实行聘用制。每学期期末,由学生、学院考核小组以及实验中心考评小组同时对基础化学教学团队成员从“德”、“能”、“责”和“贡献”等多个方面进行核。考核总成绩排序。根据下一学期基础化学实验开设所需教师需要,实行等额聘任上岗制度。这一制度的实施,进一步激发了团队成员“敬业爱岗”的积极性和“业务提升”的主动性,进一步增强了团队教学的活力和提高了教学质量。(2)引导团队成员对基础化学实验教学项目和内容进行革新和创新。随着人才培养规格要求的不断提高,教学内容也需要不断地进行变革。一成不变的教学内容只能培养出平庸无奇的学生。近些年来,我们的基础化学实验内容中,除了保留一部分传统的技能培训所必须的项目外,要求及时地更新实验项目内容。这也是教育部对实验教学考核的重要内容之一。因此,我们组织团队成员主要对物质的制备和性质测试模块中的实验项目进行及时更新。我们要求团队成员结合自己的科研项目内容,进行凝练,并最终成为基础化学实验中的新项目。由于实验项目不断更新,增添了新的血液,因此能较好地保证了项目的质量,从而更有助于应用型人才的培养。(3)组织团队成员不断改革教学模式和教学方法。教学模式和教学方法的改革是一项永不停息的举措。科学有效的实验教学方法是“基础化学实验”成功运行的保障。近几年来,我们院根据专业需要,根据不同的专业对“基础化学实验”,我们团队成员探索和采用了各不相同的教学模式和教学方法。对于化学专业,主要采取“实验原理精讲”、“基本操作演示”、“原理合理验证”、“精细合成指导”及“缜密的理论分析”为主的教学模式与教学方法;针对材料化学专业,我们主要运用“实验原理对比分析”、“单元操作精讲”、“单元合成及结果分析”以及“材料合成应用”等教学模式和教学方法;对化学工程与工艺专业,我们主要采用“实验原理的精讲”、“实验步骤的逻辑分析与精细操作”、“单元合成精练”以及“简单工艺流程设计与应用”等教学模式和教学方法;而对于高分子专业,我们拟采用以“实验原理分析及合理验证”、“单元合成精练”、“操作步骤跟踪”以及“实验结果逻辑分析”等为主的教学模式和教学方法。对不同的专业,基础化学实验对学生的要求亦不相同,切不可因为实验教学资源的不足而对所有专业的“基础化学实验”采用相同的实验教学方法与模式,这样就没有任何特点或特色可言,自然也就无法真正提升实验教学质量和达到有效人才培养的目的。这就要求我们的团队成员苦下功夫和着力研究发展与使用不同的教学模式、教学方法。在我们的教学团队里,坐享其成、墨守成规的成员绝无市场。(4)不断提升团队成员自身的能力和素质。要想提升基础化学教学团队整体教学能力,必须要不断提高团队成员自身的整体能力和素质。而个体各异,其发展亦不尽相同。我们不搞一刀切,而是依据其自身的特点,以不同的形式按照不同的规格来提升成员的业务与素质。在教研方面比较突出的成员,组织他们主要对基础化学教学理念、教学方法和教学模式进行探索与研究,以申报与基础化学教学有关的各级别的质量工程项目并着力进行研究为主,他们主要负责教研方面的工作,同时带领团队中其他成员参与教研活动;对在科研方面能力比较突出的成员,则要求他们申报各种级别的科研项目,并从中提炼新的实验项目。同时吸纳团队其他成员参与科研活动。这种各有偏倚又均有互补的项目申报研究模式,对于提高团队的整体业务教学能力与水平大有裨益,其效果十分明显。在我们这个团队中,几乎人人都有教、科研项目。(5)通过提升学历和职称来进一步提高基础化学教学团队的水平。目前,尽管我们团队成员的职称和学历相对比较高,但仍有很大的发展空间。我们依据学校提供的优惠政策,不断创造条件让年轻的教师继续深造。也通过团队的力量,帮助团队成员在提升业务能力的同时,不断提高职称评审的条件,使其能尽快晋级更高一级职称。通过这种方式,我们的教学团队在近几年里职称和学历有显著变化。(6)团队成员吸纳学生进入科研团队,继续帮助学生打好科研基础。教学团队的建设与发展,归根结底是来提升学生的能力与素养。尽管我们是基础化学实验教学,但是我们在对学生的科研能力的培养上仍然不落后。我们不仅鼓励团队成员及时吸纳学生进入自己的科研实验室,跟着自己从事课题研究与科研训练,更赞赏指导教师指导学生申报各级各级各类科研、创新训练等项目,并督促和指导学生完成项目。学生在从事科研活动过程中,把理论所学到的知识很好地运用到实践之中,不仅训练的科研基本功,还提升了创造创新能力,开阔了视野。这项活动的开展,对于学生动手能力、创新和设计能力以及知识应用能力的培养十分有益。近3年来,我们团队成员共指导学生获得了9项部级、15项省级和35项校级创新训练科研项目。我们所取得的成果在整个学校都独一无二。
3基础化学教学团队的未来发展
发展是永恒的主题。基础化学教学团队的发展更是义不容辞。作为一支实验教学队伍,承担着我院各专业基础化学实验以及其它学院相近专业基础实验的教学、教研、教改、课程建设以及实验室建设的重任。在未来的几年里,我们拟在以下几个方面来大力发展团队建设。(1)全面提升团队成员的各项素质与业务能力。主要是大力提升全体成员的授课、指导、信息加工、实验基础培训、实验设计、实验综合能力培养等各个方面。着力提升团队成员的教学理念、教学方法,使用现代化的教学手段来大力提升基础化学实验教学质量。特别是对青年教师的大力培养尤为重要。青年教师是团队的发展希望。(2)加强师资队伍建设。在现有的队伍基础上,建设一支素质优良、结构合理、思想稳定、教学科研能力强的“双优型”专任教师队伍。团队成员结构层次得到明显的发展与优化,吸纳更多的年轻教师从事基础化学实验教学,年轻教师所占比重有所上升,职称和学历层次明显提高。(3)加强课程。以“大学化学实验”省级精品自然共享课程、《有机化学》省级资源共享课程、化学专业省级特色专业和物理化学省级重点学科为依托充分带动基础化学实验课程建设与发展,力争在未来的3-4年内将基础化学实验所属课程中的1~2门建设成省级精品自然共享课程,1~2门实验课程其建设成省级一流课程。(4)推进现代化教学手段和网络建设。现代化教育技术手段在基础化学实验的重要性无可比拟。传统的教学手段已经不能适应现代大学教育的快速发展和满足大学教学的要求。因此,要想提高化学实验教学的整体水平,基础化学实验教学团队全体教师都要认真研究如何利用现代化教育技术手段、最佳信息呈现方式,大力改进实验课堂教学方法,突破课程中的重点、难点,既能使学生从枯燥的说教中解放出来,又能提高教学质量。(5)以学生为本,着力培养创新能力。团队将以基础化学实验为依托,坚持以学生为本,通过基础化学实验、综合性与设计性实验和一定的创新性实验来培养学生的创新能力。为了更好地培养学生的创新能力。鼓励团队教师对学生实行导师制,鼓励学生通过周末和节假日到基础化学实验室进行实验强化和学习。(6)大力加强团队成员的科研,以科研带动实验教学。化学以实验为基础。化学实验研究可以把理论知识直接转化为现实的生产力,反过来科研成果亦能直接转化为我们的教学内容以丰富教学体系。因此,团队将积极鼓励成员进行科学研究,吸纳尽可能多的学生参与科研队伍中来,逐步提高学生的科研能力和科学素质。通过帮助学生申请各级基金课题和指导学生参加各种学科技能竞赛,还要引导学生积极申报省、部级创新课题,切实提升学生的综合素质和科研能力。大力支持团队教师将科研新成果融入到教学中,更新教学内容,充实学科专业内涵,确保创新人才培养的质量。
4结语
基础化学教学团队的建立与发展,有别于基础化学教学团队,具有自己的特点。尽管淮南师范学院化学与材料工程学院基础化学实验校级教学团队于2015年开始建设,于2017年底建设完成,并于2017年被遴选为省级基础化学实验教学团队质量工程项目,但是,基础化学实验教学团队建设任重道远。我们将以此为契机,结合自己的特点,狠抓内涵建设,使我们的基础化学实验教学团队成为省内知名的教学团队,其建设成果能被其它兄弟院校借鉴。
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大学化学原理范文篇5
[关键词]大学化学实验;教学;改革
随着人类社会的不断向前发展,对人才的需求越来越具体化。其中,实践能力和创新能力的培养被普遍认为是人才培养中的重要环节,如何提高大学生的实践能力和创新能力,成为越来越成为大学教育者不容回避的关键问题。大学化学实验作为化学专业学生的必修课程,是一门以实验操作为主的技能课程,又与相应的化学理论课如无机化学,有机化学,物理化学等联系密切。同时在培养学生的实践能力、创新能力等方面有积极促进作用,实验课也是衡量大学教学质量的重要方面。近年来,大学化学实验教学改革虽然取得了很大的进展,事实上,化学教学实验课程的教学仍然存在很多问题如忽略实验教学重要性,其次课程内容设置老套,实验内容落后,教师授课方式不能与时俱进,实验室管理、实验教学方法和手段落后,未能充分和现代科学技术充分结合。目前,社会对大学生技能的要求越来越高,大学生应需要具备的基本科学素质越来越多,围绕培养高素质大学生这一中心目标。大学化学实验应该在现已取得的教学研究成果基础上,以教学目标、教学内容等改革为起点,紧跟时代步伐,进一步扩大大学化学实验教学改革的深度和广度,提升教学质量和教学效果,培养大学生的实践技能和和创造技能,以此提高学生的就业竞争力。本文从试图从大学实验课程所面临的问题入手,结合笔者自己的实验教学实践经验,总结提出化学实验教学改革的关键要素,改善我国大学化学实验课程教学,为培养实践性和创造性的化学人才尽绵薄之力。
1设立实验室小组,改进实验室管理模式
设立化学实验室教学小组:小组成员由学院实验室负责人,实验室教学老师以及课程的助教构成。实验室管理人员,负责实验室设备的日常维护和药品耗材的管理工作,教学教师主要负责教学工作,助教辅助官人人员和教学教师的工作。实验管理人员成为专职人员,也可以多个实验室共用一个专职人员,以节约开支为首选,配备一到两名助教(研究生)可以辅助管理工作。管理人员结合现代计算机和网络技术,对实验室耗材实行数据化管理,力求做到对实验室的药品、试剂、耗材的使用情况进行动态跟踪,准确的判断实验室的日常消耗。针对破坏仪器,浪费药品的学生,建立系统赏罚制度,做登记处理,可以采用罚金赔偿模式,对学生进行反思教育,因为良好的化学实验技能素养对化学学科的大学生来说,是做人做事的基本准则。每年设立专门的日期,组织学生进入化学实验室进行参观,让学生熟悉基本的大学化学的实验环境,熟悉安全工具如灭火器,沙桶以及急救箱的放置地点和使用办法,并嘱咐安全工具不准移动和挪用。
2利用新型沟通技术组织学生,实行分组制教学
世界经济、社会、科技、文化等各方面都在加速变革,科学技术发展日新月异,人民的沟通方式早就脱离了早期的面对面交流,借助高科技的沟通方式日益增多。首先,以班级的学习委员或者班长作为核心成员,紧跟现代的互联网沟通技术,建立qq或者微信群,一方面方便学生在课下和老师沟通联系,另一方面有利老师发放相关通知或者作业。其次,结合手机互联网的无孔不入以及现在大学生普遍成为低头族和手机控这一现实,学生和老师之间、学生和学生之间的交流日益稀少。大学化学实验课作为一门实践性和协同性很强的学科,比如很多有机化学实验课的操作比如搭建实验管路,比较繁琐,需要统一分工,互相协作。所以化学实验是促进学生、老师交流的最好时机。实际中,多人一组无法让没一个人在实际中实践,防止部分同学偷懒,直接使用他人的实验数据,所以比较合理的方案是两到三人构成一组,互相配合,相互协作,既提高了实验效率又增加了学生之间的交流互动,让学生在实验中体会到协同作用的必要性。
3加强教师队伍建设,明确教师职责
有句话说,兴趣使最好的老师,教师作为一门课的领路人,理应扮演好这一角色。知识在专业工作中发挥重要作用,老师首先加强自己的专业知识素养,熟悉满足教学需要的学科专业理论,并且做到与时俱进,不断优化、充实教学内容,这是实验教学发展的基础。其次,教学从来不单单是专业知识的传授,与教师综合能力密切相关,比如教师的口头表达能力,对问题的认知能力,理解力,甚至教师的个人魅力。所以,除专业知识意外,教师应该加强综合能力的培养,重视、喜欢、热爱实验教学,在教学中寓教于乐,丰富传授知识的模式,讲课做到层次清晰,重点突出,幽默风趣,充分利用实验课程的特殊性,在实验中,加强师生互动交流,走入到学生中间,只有这样才能激发学生的兴趣,进一步培养出动手能力强,具有创新性思维的人才来适应社会需求。具体来说,第一点,教师对每节课在实验课之前,针对本次实验的实验内容,筛选出本节实验课的预习关键词,将次关键词告知给学生,学生以此关键词作为起点,有重点的预习实验。第二点,教师要重视提前板书 讲课的必要性,很多有机化学的实验课老师认为有教材,学生只要按照教材走就可以,实际上,笔者在教学中发现,讲课对于促进学生对实验的理解有重要意义。教师在授课过程中,可以建立实验原理和实验步骤两条纵线,两条纵线一一对应起来,这样学生们就明确自己每一步实验操作的意义,而不是机械式的操作。在讲课的过程中,学生和老师作进一步的互动,由于实验内容的多样性,化学实验还存在着时间的问题,对某些特殊的化学实验,可以采取灵活的处理方式,比如在实验流程设计方面针对一些对水分比较敏感的反应,可以先安排学生进行仪器药品的洗涤,之后放进烘箱烘烤,然后老师再开始讲解实验流程,这样老师在讲完之后,学生在开始动手做实验,统筹的利用了时间,另外还能让学生们加强对这一实验的理解。
4强化预习报告和实验报告,增加实验心得作为成绩考核项,建立健全科学合理的考评体系
实验报告方面,主要分成三大部分,第一各方面是提交预习报告,基于老师提出的预习关键词,学生做参考教学材料,了解实验的实验目的和方案,对实验建立清晰的认知,明确实验所涉及的基本仪器、相关操作,实验内容,试剂耗材的基本性质及数据的处理方法;进而撰写预习报告,俗话说书读千遍不如手抄一遍,带着关键词撰写预习报告可以让学生进一步感知实验过程,可以提高学生的自学能力。第二,实验过程的数据记录,大部分情况下,我们的实验课是按照,两人一组,协同进行的方案进行,所以实验过程中,一人观察实验现象,另外一人对实验现象进行文字整理,分工合理,减少手忙脚乱。第三,实验结束后,要求学生对记录的实验数据进行处理和并且回答教材后面的思考题,在实验报告的末尾,附上本次实验的实验总结和心得体会,旨在让学生在本次验结束后,再次回忆本次实验方案流程,加深对实验过程中何种药品,各种仪器以及各种操作的印象,然后对本次实验作出总结性的结论工作,作者在实践中发现,心得部分,大部分同学都对自己的实验过程有了较好的理解,对相关的操作也有较好的总结,比较有意义。很多同学在这一部分也会加入一些个人情感方面的言语,比如感谢老师的付出和指导之类的,这些积极的言语对教师在接下来的教课工作有促进作用。建立科学合理的考评体系,成绩判定主要由学生的预习报告(30%),课堂实验结果(40%),以及实验报告(30%)三部分的成绩构成,跟实验报告结合起来,三部分成绩的构成和合理分配,能够准确地反映化学实验课程的教学效果,为下一步的教学实践活动提供科学依据。
5丰富课程设置,实验课题设定多样化
化学实验这一学科对实验的安全教育和实验操作的要求比较严格。我校的有机化学实验课程一般安排在大二学年,虽然大部分的学生在大一阶段,接触了一些关于化学实验操作方面的基础培训,但是,通过作者几年的实验教学发现,大部分学生的基本操作依然存在很多技能不规范的问题。对此,开设有机化学实验课程前,首先组织学生进行课堂认知学习,将安全教育作为所有实验课进行的前提,并且应该重点介绍有机化学实验的一般知识,旨在让学生熟悉实验室常见装置,常用试剂如易燃试剂,有毒药品,腐蚀性药品,让学生们树立安全第一的思想,确保后期实验课的顺利进行,授课模式告别单一的教师念书的枯燥教学模式,采可以取可视化的教学如ppt或者视频展播的模式,对常见的基本实验操进行介绍,让学生认知常见玻璃仪器,比如烧瓶,各种冷凝管等,对相关仪器的使用注意事项,用途等建立初步的印象;对一些有机化学实验常见的操作比如分馏,减压蒸馏,薄层分析,柱层析有一个大致的了解。丰富实验课程的设置,按照培养目标分成三大部分:第一,开设基础技能训练型的实验课程,如像分析天平、分光光度计、伏安特性曲线等仪器的观摩和使用操作说明,让学生独立实践操作,老师及时发现并纠正部分学生的不规范和错误操作,引导学生正确的使用实验仪器和掌握注意事项,培养学生实事求是的学习态度。第二,结合化学课程的教学重点,有选择性的开设实验课,比如常见的亲电取代,亲电加成反应基于有机化学课程开设的理论内容,在实验选题方面选择性的对一些重要反应,比如取代反应,叠氮反应等设置相应的课程,可以加深学生相关知识的理解,在实践中对相关的反应做进一步的认知,同时,将相关的实验操作都穿插到整个实验课中,让学生在无形之中,熟悉掌握所有的实验操作。第三,设计部分开放性实验,让学生利用互联网、手机等现代化信息工具查阅文献,设计并制定实验方案,这种学生根据自己的兴趣设定的课程的模式,相对于课堂上的填鸭式教学,能够调动学生参与的积极性和主动性。同时,这些开放实验的开设,能够提高学生的动手能力、创新能力。既能巩固学生的专业基础知识,又可以拓宽学生的知识面,为学生能够胜任将来复杂的工作奠定坚实的基础。丰富实验课题的内容,结合有机化学课程的教学重点,合理的设计实验课题,激发学生的实验热情,进而提高学生的综合素质。
综上所述,结合现代化的科学技术,通过对大学化学的实验室管理、实验的教学内容、教师的教学方法、教学手段和学生的考核办法进行一系列的改革。让实验室管理更加便捷,充分提高教师和学生的互动,强化学生的主体作用,提高学生的学习积极性;可以更好的培养学生分析问题与解决问题的能力,达到学生实践能力和创新能力的共同提升。当然,大学化学实验教学改革是一个任重而道远的系统工程,需要一代又一代有机化学实验指导教师的共同努力。
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大学化学原理范文篇6
关键词:翻转课堂;分析化学实验;教学模式
在现代信息技术快速发展的时代背景下,翻转课堂得到快速发展。翻转课堂是讲传统的教学过程彻底翻转,课前让学生自主下载学习资料并查看、与同学老师在线交流,课上时间主要用于学生分组活动、问题解答、指导学生完成作业等[1-3]。这种学生课前自主学习、课上有目的性的解决问题的翻转课堂有助于激发学生的学习兴趣,提高教学效果并提升教师教学能力[4-6]。化学作为一门实验性学科,化学实验教学是极其重要的一部分,旨在培养学生良好的实验操作技能与习惯[7],已有相关研究将翻转课堂应用于大学化学实验教学过程中[8-10]。由于高中阶段普遍存在实验课时不足、实验开放有限等原因,高中化学的学习多数仅限于理论知识的学习。进入化学专业的大学生今后所从事的工作是与化学有关的,更确切的说多数是与化学实验相关的。而大学化学实验教学对学生实验技能的培养及良好实验习惯的形成具有更加重要的影响,因此,应当重视大学化学实验教学及其教学效果。传统的化学实验教学过程包括:课前让学生预习,书写预习报告,课上老师讲解实验过程并指导学生实验,学生课下书写实验报告。通过实验教学过程发现,这个教学过程存在一些问题:首先,课前预习过程中,存在学生应付老师完成预习任务的现象,学生单纯将实验教材中的实验步骤抄写一边,达不到预习的效果;其次,课上实验时间一般为3个学时,要完成讲解和学生实验两部分的内容,由于时间限制,便存在教师简单讲解、学生带着疑问进行实验、并且教师不能随时指导每一位学生的实验;最后,在学生书写实验报告时存在数据处理错误的现象。基于这些问题的存在,必定不会有良好的实验教学效果。翻转课堂教学中是让学生课前进行学习并讨论,利用课上时间解决问题,这就将多数的时间留给学生,使学生能够自主、有目的地进行学习。尝试将翻转课堂应用于分析化学实验课中,对于学生学习和教师授课都有一定的帮助:学生可以根据自己已有知识有针对地进行预习、学习实验原理、实验操作,并在课堂上进行实验;教师有充足的时间解答学生的问题并指导学生完成实验。现以分析化学实验为例,设计一堂应用翻转课堂教学方法的分析化学实验教学课。
1分析化学实验翻转课堂设计
将翻转课堂应用于分析化学实验教学过程中需要重新设计实验教学流程,主要包括以下几个方面:1.1学习资源准备。分析化学实验翻转课堂中,教师需要给学生准备的学习资源包中主要包括ppt课件(包含实验原理、基本操作及步骤)、实验操作演示视频及课前预习测试题目。教师将上述教学资料准备好,上传于网络。1.2学生自主学习。学生从教师指定网络下载学习资料,进行自主学习,书写预习报告并完成相应的练习题。学生下载学习资料自主学习,这一过程不在教师的控制下,有些控制力较弱的学生不能自主的学习,这就需要教师精心设计学习资料,能够使学生都参与到自主学习环节中,提高自学效果;教师建立交流平台,让学生在学习过程中,可以随时交流,并解决预习所遇到的问题;为了提高自学效果,教师应要求学生根据自己预习情况书写预习报告(并非照搬书本。用自己语言进行概括描述)并准备适量的预习测试题,达到巩固学生预习效果的目的。1.3课堂讨论及实验进行。分析化学实验一般是3个学时,为了让学生掌握基本操作并高效率完成实验,教师可以通过让学生自愿报名或者点名的方式让学生代表讲解实验原理、步骤并进行基本操作演示,教师进行补充说明并指出不正确的知识点。这样的授课方式将学生由“被动的灌输知识”转变为“主动学习知识”。将充足的时间留给学生自己进行实验,教师便可以近距离指导学生实验操作,得到较好的实验课堂教学效果。1.4课后总结及反馈。实验课后,学生和教师都进行实验总结及反思。学生可以对实验过程进行总结,书写实验报告,并反思自己在实验过程中的操作是否标准、实验是否成功、影响因素有哪些等问题。教师应以问卷的形式调研学生对此分析化学实验翻转课堂教学效果、学习效果的看法及建议,在以后翻转课堂实施过程中进一步改进。
2实验教学案例
以海盐中nacl含量的测定实验为例,进行翻转课堂教学过程设计。2.1准备学习任务单及教学资源2.2学生自主学习并完成学习任务2.3课堂教学过程翻转课堂教学过程中,需要对教案重新设计,教案如表2所示。2.4教学反思教师课下对此翻转课堂教学过程反思,并在下一次教学过程中进行改进。
3结语
大学化学原理范文篇7
关键词:化学;实验;创新
创新是国家兴旺发达的不竭动力和力量源泉,是实现中华民族伟大复兴的重要保证。高等教育是教育的重要组成部分,在培养人的创新能力方面起着关键性的作用[1]。为了加快一流学科的建设,促进交叉学科的快速发展,大学教育除了基本的理论教学之外,更要加强实验及实践环节的建设,培养大学生的动手能力与创新能力。实验教学是一门教授学生技能型的教学,通过现场实验演示,使学生自己动手,体会化学的奥妙,掌握实验原理,以及所使用仪器的基本原理,并对仪器的构造有一定的了解,从而能激发学生对实验的热爱,激发学生的创新潜力。大型精密仪器由于价格昂贵和高校自身条件的限制,导致大型精密仪器的数量很少,学生实际操作的机会不多,导致理论与实践的脱轨,使学生的实验技能得不到有效的提升,从而使学生学习探索的积极性受挫,达不到教学的实际效果,使学生的创新能力得不到提升。为了提高大型仪器的实际教学效果以及目前实验教学过程中存在的问题,本文主要以大型仪器实验教学为例,对大学化学实验进行研究与探讨,在实验教学中由浅入深,提高教学的生动性、活泼型,由被动接受知识,转变成主动学和我要学的学习模式,增强学生对实验的热爱程度,提升学生的创新能力。
1实验教学改革的探索
核磁共振波谱(nuclearmagneticresonancespectroscopy)nmr是当代化学中一种重要的谱学研究手段,其广泛的应用范围是磁共振波谱学活跃领域的一个重要特征[2]。在液相状态下研究生物大分子空间构象的时候,通过利用高分辨核磁共振技术可以更加直观形象地进行表述;在研究材料方面利用固体nmr研究方法,可以更加快捷的进行表征,缩短研究时间,提高研究的效率,核磁共振仪器已成为国家高尖端研究方面不可缺少的重要工具。通常,我们在进行核磁共振仪教学的过程中,一般从核磁共振仪仪器原理介绍、实验条件的选择以及实验数据的处理等方面进行教学。在我们传统的教学过程中一般采取的是理论加示范,缺乏实际操作方面的教学,这种教学方式的弊端是学生不能有效地接触仪器,不了解核磁共振仪具体的部件,不能实际进行操作,不能深刻地掌握实验的原理,对实验课程的内容不能很好的掌握,学生对实验学习的主动性降低,不能充分发挥核磁共振实验仪器的应有效果。如何提高学生对实验仪器的学习效果,主要从以下几个方面进行探索研究:1.1增加实际操作的学习课时。首先,给学生提供足够的实验仪的操作时间。学习时间是学习效果的最好保证,学习时间得不到保证,实际效果就会大打折扣。由于大型实验仪器在高校中的数量较少,限制了学生实际接触仪器机会,学生可以进行分组分时段进行实际操作学习,对于核磁共振仪仪器的原理介绍,数据处理,实验条件的选择等方面集中在理论课上进行学习,在仪器操作时只需对理论进行简单的回顾,重点将时间留给学生实际操作。在学生操作的过程中,教师对核磁共振仪器操作的关键环节进行指导。在实验的过程中,教师可以进行随机提问,以便于学生更好地掌握该仪器的操作方法。1.2及时增加教学内容。当前,科技的发展日新月异,实验仪器的更新换代也非常迅速,实验室的一些仪器可能跟不上时代的发展,这就要求在实验教学过程中适当增加一些新的仪器介绍,使学生了解最新的实验方法,提升学生知识的广度与厚度。1.3改革教学模式。通过由浅入深,循循渐进的教学模式,在教学上将基础型实验、提高型实验、科研型实验进行分类进行。(1)基础型实验。学生实验的入门阶段即为基础型实验,该阶段主要安排学生学习一些基础实验技能,一些仪器的简单操作,实验结果初步分析等是该阶段主要的学习内容。例如:在电子扫描电镜(sem)样品的制备过程中,样品需要稳定可重复并不能受到污染,这样做出的表征才能更能表征出制得样品的特性,对后续做出的样品可以进行比较。用sem进行表征时,需要注意样品无毒及不具有放射性,并且待表征的样品必须具有导电性,如果需要待表征的样品导电性能较差或不具备导电性,必须进行导电处理,这样才能确保表征样品的实效性[3]。(2)提高型实验。提高型实验是在学生掌握基本理论和基本仪器操作的基础上,根据学生对所学实验知识的掌握程度,学习进度以及专业方向等客观因素,对学生给予分配不同的实验任务,让学生根据实验要求自己设计实验,从而提高实验技能以及学生的创新能力[4]。例如,学生在进行光催化剂样品制备的过程中,通过不同的实验条件制备出的样品所用sem表征的结果是否一致。ph的变化,反应温度的变化等反应条件的变化对制备样品的影响。通过提高型实验教学,引导学生自行设计实验,熟练实验仪器的操作,提高学生独立解决实验问题的能力。(3)科研型实验。在基础性实验和提高型实验积累到一定程度后,教师可以引导学生做一些科研型实验,学生根据自身兴趣,自己申请实验课题,设计实验。例如:学生自己根据查阅的文献,对钨酸铋材料进行荧光光谱(pl)分析,以研究钨酸铋材料的电子-空穴重组速率与其材料性能的关系。图1所示的样品制备条件为:ph为5,水热温度为160℃,水热时间为24h下制得的样品,将制得的样品干燥后放入马弗炉中在400℃下煅烧3h,将最终制得的钨酸铋光催化剂样品在激发波长为300nm的激发状态下产生的光致发光图谱。从图1中可知在439nm处为钨酸铋光催化剂的本征发射且发射峰较强,其原因是bi6s和o2p杂化轨道中(vb)的空穴和wo2-6络合物的w5d轨道(cb)中的电子发生电荷转移引起的[5-6]。在波长为532nm附近出现的发射峰,其原因归因于钨酸铋晶核长大的过程中所形成的金属缺陷和氧空位而引起的[6-7]。由于光致发光的荧光强度越高,样品光生电子和空穴的复合几率就越大。图1bi2wo6样品的荧光图谱(λex=300nm)fig.1theroomtemperaturephotoluminescence(pl)spectrumofbi2wo6samples(λex=300nm)学生在科研型实验中,锻炼了自己在课题选择、实验设计、样品表征以及数据处理等方面的能力,形象直观地感受到科研探索的过程以及化学实验的奥妙,加深了学生对仪器的理解程度,锻炼了学生的创新能力,增加了学生对本专业的热爱程度,为学生以后的更深层次的科研项目研究打下基础。1.4网上预约实验制度。为了更有效地推进基础型实验、提高型实验以及科研型实验的建设,将实验室平台对学生进行开放,建立学生网上预约制度,结合教师进行自主实验。网上预约实验制度的实施,使实验仪器得到了充分的利用,使学生能够充分调整自身的实验进度,同时节约了大量的时间,让学生充分感受到实验的乐趣,增强实验技能,通过实验提高自身的独立思考能力,创新能力。
2结语
大学化学实验的研究与探索是一个系统的工程,需要学校各种资源的支持,只有不断地为学生提供愉快,创新性的学习氛围,让学生在实验中能够得到快乐,得到进步,锻炼能力,才能更好地达到我们预期教学目标,才能培养出创新型、复合型的实用型人才,才能更好地推进一流学科的建设。
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大学化学原理范文篇8
1.1加强宣传管理,增强实验室管理人员、教师和学生的环保意识。在化学实验过程中尽量做到节约使用化学药品、不浪费,少产生废弃物。不能随意倾倒实验过程中产生的化学废弃物,做到集中收集处理。这样不仅对师生实验过程中健康有利,也对生态环境有益处。加强宣传很重要。在实验过程中由于有些学生不认真听教师有关实验内容和操作的讲解以及学生环保观念淡薄等原因,造成实验药品量称量错误或实验操作失败等原因致使一定数量的化学试剂和药品废弃排放到环境中,这样就会对环境造成不利影响。需要指出的是,环保健康观念的加强不仅在于学生,教师本身也应注意化学实验过程中环保健康的重要性。另外,实验顺利完成后,教师要要求学生在第一时间就应把实验过程中产生的化学废弃物根据其性质的不同,分门别类地进行归类处理,而不是各类废弃物都混装在一起。这样就为后续化学废弃物的顺利收集和处理提供了便利条件和基础。1.2化学实验微型化和模拟仿真。为了从源头上减少有毒有害化学药品的使用和排放,有些剧毒实验可以采用模拟仿真虚拟实验平台进行;另外,实验过程尽量采用微型化实验,即缩小实验规模和尺度,以微型小实验代替试管或烧杯尺寸规模实验。以广西大学化学化工学院为例进行举例说明。如今广西大学化学化工学院已经建立广西大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,该中心包括基础化学实验虚拟仿真教学平台、化工原理与过程装备控制虚拟实验平台、现代仪器分析虚拟仿真教学平台、化工过程虚拟仿真平台以及课外实践与科技创新虚拟仿真平台等。在这些平台中,与大学生平时实验尤为相关的是基础化学实验虚拟仿真教学平台,该平台包括了四大基础化学实验模块,分别是有机化学虚拟仿真实验模块、无机化学虚拟仿真实验模块、分析化学虚拟仿真实验模块以及物理化学虚拟仿真实验模块。为减少相应基础实验过程中的有毒污染物的排放,有些实验可以使用该虚拟仿真教学平台进行,从而实现了从源头上减少化学污染物的途径和使用量,为环保健康校园的建设具有重要意义。1.3废弃物预处理。无论是公共实验室或是教师自己的科研工作室,在排放化学废弃物前均可根据自己的专业知识和技能进行预处理或减毒减害化处理措施,尽量做到无污染排放。化学反应废液是化学实验室一种主要污染物,针对化学实验室废液的化学特性,无机物废液处理方面主要有以下处理方法,包括中和法、混凝沉淀法、化学氧化还原法以及电化学法等。例如,实验室产生的废酸或废碱溶液,可以与实验室产生的废碱或废酸溶液进行中和反应处理,从而减少化学废液对环境的有害性。又如六价铬的毒性远大于三价铬,因此在处理含六价铬溶液时,可采用氧化还原法将六价铬经过还原处理转变成三价铬,从而减少铬的毒性。在废气处理方面,主要包括吸收法、吸附法、催化法、燃烧法以及冷凝法处理等。例如,化学实验室有时会产生硫化氢等无机化合物气体,该气体具有恶臭特性,可根据其酸性气体特点,采用碱性溶液将其进行吸收处理。而在做有机化学实验时,经常会碰到有机废气产生,这时可将有机废气收集后采用燃烧法将其处理产生二氧化碳和水,减少了对环境的污染。1.4废弃物管理电子平台的建设。在全校范围内建立一个专门的化学实验室废物管理电子平台,在该平台上报告产生的化学废弃物情况,由废弃物产生者自行登录网络平台进行登记显示,不能随意丢弃和排放,做到废弃物资源共享,方便管理,有利于化学废弃物资源化处理和利用。例如,化学化工学院产生的化学实验室废弃物也许可以作为其他学院如环境学院等师生从事研究实验的原料对象,研究化学污染物处理技术。再以铬为例,六价铬的毒性明显高于三价铬毒性,在处理含铬化学废液时,不仅可以使用化学还原法进行处理,生命科学院以及资源与环境学院等相关学院的师生也可以采用生物法进行处理,通过筛选具有还原作用的微生物实现对六价铬废液的还原处理,从而降低化学铬废液对环境的毒害性。通过对全校性甚至是以城市等为单位的区域性废物综合管理电子平台的建设,可有效延伸废弃物有效利用的链条,做到物尽其用,这样既节省了物质资源,又有利于绿色环保,降低化学废弃物对环境的危害风险。1.5废弃物处置中心的建立。对于不能在实验室进行处理和资源化利用的化学废弃物,建立专门的化学废弃物处理处置站或中心。该处理处置中心根据化学毒性、易燃性、腐蚀性、反应性以及放射性等不同特性将对化学废弃物进行分门别类,并贴上相应管理标签,注明化学废弃物名称、收集时间、地点以及数量等数据,便于后续集中处理与处置。对于盛装化学试剂的玻璃瓶和塑料瓶以及实验过程中损坏的玻璃器皿也可分门别类收集、处理和处置,减少对环境污染和破坏。学校也可在特定时间统一收集一段时间来所产生的化学废物,然后将这些化学废弃物交由具有相应资质的处理单位进行集中处理、处置,达到彻底无害化要求。
2化学实验室废弃物安全管理与处置的管理控制体系
根据化学实验室废弃物产生的种类、数量以及特点进行调查研究,与学院和学校相关管理部门交流沟通制定详细的化学实验室废弃物管理控制体系,探索化学废弃物有效管理策略和思路。通过调研和实践,制定一套有效的化学实验室废弃物安全管理和处置方案。化学实验室废弃物主要安全管理控制体系如下图1所示,遵循“减量化、资源化和无害化”处理的原则和理念,其中“减量化”是管理化学废弃物方面最重要的原则,在源头上减少化学废弃物的产生和形成,缓解后续废弃物“资源化”和“无害化”处理的量和难度,这是最值得提倡的,同时也是最经济和有效的,实现在源头上减排的目标。因此,把实验室废弃物管理控制体系建设的重点放在“减量化”上,想方设法在源头上尽量减少化学废弃物的生产和使用,建立多渠道齐头共管的化学实验室废弃物“减量化”方案,具体实施途径和方式如图2所示。只要全校师生积极行动起来,加强环保意识、对化学废弃物分类处理、建立化学废弃物处理电子平台或处置中心、充分利用虚拟仿真等教学平台,就可以在很大程度上减少化学废弃物对环境的影响,为创建绿色健康校园作出贡献。
3结语
大学化学原理范文篇9
[关键词]化学实验课;教学基本功;具体措施;课堂讲授
化学是一门以实验为基础的学科。高等院校化学验课教学所占比重常常高达三分之二以上,实验课不仅是获取知识和技能的重要途径,,而且更是培养学生实践动手能力和创新精神的重要场所[1]。独立学院理工科专业要培养应用型人才,更要以提高学生实践动手能力为主要目标,努力提高化学实验课的教学质量[2,3]。如何上好实验课一直是教学改革的中心任务。
1任课教师必须具备的教学基本功
要上好实验课,实验课教师除必须具备讲解、板书、驾驭课堂能力等基本功之外,还必须具备以下能力:
1.1坚实的理论基础
教师对实验原理、实验现象的分析解释都需要以基础理论知识为基本功底。因此,任课教师必须首先打好坚实的理论基础,才能胜任实验课教学工作。
1.2熟练的实验技能技巧
任课教师不但要根据教学大纲、教材要求,以正确、规范的操作装配仪器和配制试剂,而且还要边讲解边演示,提高实验的示范性和启发性。这就要求实验教师要掌握娴熟的实验技能和技巧,这是对实验课教师最基本的要求。
1.3严谨的治学态度和高度的负责精神
“严师出高徒”,只有治学严谨才能培养出学生的科学态度和作风,才能培养出学生科学的实验方法和实验的技能技巧。教师的责任心有多高,治学过程就会有多严。
1.4善于运用演示实验和电教手段
对于操作难度大、不安全和不具备学生独立完成条件的实验,教师可以演示实验,让学生通过见习得到提高。演示实验要求:(1)演示必须成功;(2)必须保证安全;(3)注重示范和直观性;(4)注重引发学生思考。对于装置繁琐、操作复杂、可能发生危险等实验;演示时间长、且效果不甚明显的实验,可制成录像,以多媒体方式展现。因此教师必须具有一定的多媒体制作、软件应用等方面的基本功底。
2提高实验课教学质量的具体措施
组织好实验课的课堂教学,是实验课教学的中心环节[4]。为了获取实验的最佳效果,任课教师需要在实施课堂教学的过程中,做好下列相关工作。
2.1引导学生做好预习
实验课课堂教学,总体应抓好三个阶段,即预习、实验和结尾。其中预习效果的好坏至关重要。任课教师应着力向学生阐明预习的重要意义,引导学生重视预习并认真写出预习报告或提纲。这种预习报告或提纲,可以是实验报告的雏形或初稿,可以保证学生离开实验讲义,能独立完成实验。
2.2做好预备实验
教师做好预备实验,是提高教学质量的关键。做预备实验时,任课教师应全面了解实验的准备情况,并与实验员密切配合,检查设备仪器是否完好;实验材料是否齐全;试剂是否符合要求;水、煤气、电等是否存在问题等。在此基础上,将实验内容从头到尾做一遍,摸索最佳条件,找出实验成败的关键。对易发生的问题和操作技术难点等都要做到心中有数。
2.3实验课的讲授
实验课上,任课教师对实验内容、基本要求以及相关知识的讲解,是指导学生做好实验的基本保证。特别是独立学院的学生,没有教师的课堂讲授,学生就不易顺利地完成好实验,就可能会出现这样或那样的问题。而实验课又是以学生操作为主,这就要求教师的讲授要精练,要抓住重点、难点,使讲授起到“画龙点睛”的作用。任课教师在讲授实验课时,至少应注意以下三个问题:
2.3.1讲授内容
实验课上,教师应讲清楚的有4个方面的内容:(1)实验目的与原理。(2)决定实验成败的关键因素。(3)操作中易出现的问题和注意事项。(4)仪器的使用、维护方法与安全规则。
2.3.2讲授时间
实验课上教师讲授的时间过长,势必大量占用学生动手操作的时间,减少学生练习的机会。通常,实验课上教师讲授的时间应限制在20分钟以内。最多不能超过30分钟。
2.3.3讲授的基本要求
实验课的讲授首先要有明确的目的性,体现专业培养目标的需要,其次要保证科学性,准确运用基本原理和概念,科学地提出问题并解决问题,示范操作要熟练、准确、规范。同时讲授重点要突出,提纲挈领,贯彻少而精原则。为节省时间,有些板书如装置图、实验步骤等,可在课前完成或至少写出其中的一部分,这样可节省讲授时间,确保学生有足够的时间进行实操训练。
2.4实验课堂的巡回指导
学生开始实验后,教师应把全部精力用于对学生的巡回指导。所谓巡回指导,是指导教师深入到学生中间,与学生面对面进行交流,或对学生操作中的问题及时给予纠正。这种巡回指导从某种意义上来说,比教师的课堂讲授还要重要。巡回指导中教师的主要作用是:(1)随时发现和纠正学生实验中的错误,指出危害及产生根源。(2)要有意识地培养学生观察事物的方法和思维能力,通过提问引导学生观察、分析和思考,指导他们全面地调动感官,细致观察、感知实验现象,并能用所学的知识准确恰当地做出解释。(3)引导学生实事求是地记录实验现象和结果。通过随时检查学生的实验记录,教会学生准确无误地记录实验结果,培养严密细致的科学态度和学风。对于不能真实反映和记录自己实验现象和结果的学生应给予严厉地批评和耐心指导,教育他们正确对待科学实验,明白科研工作来不得半点虚假和“水分”的道理。(4)考察学生的实验态度,解答学生的问题。对做实验不认真,敷衍了事的学生,应及时进行批评,责令其努力做好实验。(5)鼓励学生重视实验。很多学生对本门课程重理论轻实验,此种观念有待于教师经过长期、反复地个别教育,才能得以纠正。还有些学生害怕做实验,做化学实验怕燃烧爆炸,怕被酸碱腐伤。对这样的学生教师必须在巡回指导中善于发现,及时引导鼓励他们,战胜自我,做好实验。
2.5实验课的小结
实验课临近尾声时,教师应利用5分钟左右时间进行实验小结。小结的方式:一是教师结合实验情况,肯定成绩,指出不足,对出现的问题进行必要的分析解释。二是教师以提问的方式了解学生的实验情况,然后再具有针对性的进行讲解,做最后的归纳。另外也可以组织引导学生对存在的问题进行讨论、分析,提出自己的观点,运用所学理论知识做出圆满解释。三是理论联系实际讲解实验趣事,如:实验剩余废液的利用,硫代硫酸钠巧除实验服上的碘污渍;草酸除掉高锰酸钾污渍;粘结玻璃塞或滴瓶的开启;凡士林堵塞的酸式滴定管的疏通等都会引发学生的学习兴趣,给学生留下深刻记忆。
2.6实验报告的指导和批改
学生写实验报告,是感性认识提升到理性认识的过程[5]。培养学生写好实验报告,可以大大提高学生对实验的概括总结能力。这一能力的提高对于学生毕业后从事研究工作、撰写科研论文都具有极大的帮助。教师对学生实验报告的内容应做如下要求:(1)实验报告应以简洁的语言写清实验目的及基本原理。(2)实验报告应扼要地阐明实验步骤,真实地记录观察到的实验现象,以及对实验现象做出透彻的分析和精辟的解释。(3)能用图表、专业术语表示和描述的,就不用文字去赘述。以实验装置图、反应方程式等替代语言描述。(4)对于解释不清楚的内容和实验中的成功经验及失败教训,也应该鼓励学生以质疑和讨论的方式写入报告中。在批改实验报告时,教师应以高度的责任心认真细致地批阅,绝不能敷衍。为鼓励实验态度好、报告做得认真的学生,实验报告最好给出成绩,这样既可以调动学生的学习积极性,又可以不断积累素材,作为学生实验课考核的依据。总之,化学实验教学工作是大学化学教育体系的一个重要组成部分,化学实验教学过程中即要充分调动学生的学习兴趣,也要引导学生善于思考、总结,从而实现培养学生创新能力和思维能力这个大学化学实验课的重要任务。同时,作为教师,还要不断提高自身素质、专业技术水平和教学质量,以推进教育改革的创新,深化教学改革。
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大学化学原理范文篇10
关键词:“分析化学”;数字化;教材建设
1前言
科学技术的飞速发展使“分析化学”发展到了分析科学阶段。“分析化学”是化学及化学相关专业重要的基础课程,是获取物质化学信息,研究物质的组成、状态和结构的一门独立的化学信息科学。[1]通过教学使学生掌握“分析化学”的基本原理、基本方法和基本实验技能,培养学生严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力,进而提高学生的综合素质和实际动手能力,为后续专业课程的学习及以后的工作和科学研究打下坚实的理论和实践基础。如何更好地激发学生学习“分析化学”的兴趣,拓宽课程的教学领域,促使学生进行自主学习,提升教学的综合效果是目前面临的重要课题。以学生为本,尊重学生的个性发展,重视学生的个体差异,冲击着传统的教学理念和传统的课堂教学,对不同的授课对象,在课程内容、教学方法、教学手段、教材选择等方面都存在适当、适用及取舍的问题。2018年,北京化工大学王志魁先生编写的互联网 数字化《化工原理》(第五版)教材,结合学科特点,配套多媒体教学软件、动画和视频演示,例题及习题讲解等内容丰富的数字化教学资源,进行了数字化教材建设的积极实践。[2]本文从数字化教材的内涵出发,探讨高等院校“分析化学”教材数字化建设的核心要素,以期为“分析化学”教材改革提供有益的参考。
2数字化教材的内涵
数字化教材是指有别于传统纸质教材,利用多媒体技术将传统纸质内容进行数字化处理,转化为适用于各类电子终端的互动性教材,融文字、声音、动画为一体,能调动学生的多种感官,使学生如临其境,加速和改善学生对世界的理解,激发学习兴趣。[3]数字化教材并非传统纸质教材的电子版,而是在电子版教材基础上融合多种教育技术,如:动画、微视频、仿真实验、试题库训练等数字化资源,具有经济性、便捷性和环保性的特点。随着科学技术的发展,“分析化学”课程的教学内容和教学要求都发生了很大的改变,如何使学生在课堂学习时间外获取更多知识与信息,如何更好地激发学生学习“分析化学”的热情,是摆在每一位“分析化学”教师面前的艰巨任务。数字化教材是先进的教育手段之一,不仅能改进教学模式和学习方式,还能更快更好地促进知识的创新与共享,缩小地域教育水平的差距,达到更好的教学效果。
3“分析化学”数字化教材建设的核心要素
3.1数字化教材建设的核心问题是优化组合课程。教学内容,建立统一的理论框架传统的“分析化学”课程的教学内容与其他化学基础课程重复较多,特别是溶液平衡理论与无机化学的重复率很高;同时还存在化学分析内容偏多,仪器分析内容偏少;无机分析内容偏多,有机分析内容偏少;验证性实验偏多,综合性实验偏少的“三多三少”现象。[4]在“分析化学”的数字化建设中,一方面,可以将物理化学、无机化学重复的“平衡体系”内容在“分析化学”数字版教材中以微视频的形式供学生自学;另一方面传统的经典内容可以更新颖、更灵活的形式加以阐述。例如,对四大滴定内容重组为“滴定分析”,形成统一的理论体系,通过声音、文本与动画模拟滴定过程中的变化,形象地为学生呈现化学计量点附近突跃范围的改变;再者,还可以将仪器分析内容按照原子光谱分析、分子光谱分析、电化学分析、热分析、结构分析的知识框架整合到教材内容中去,建立清晰的理论框架。现在的“分析化学”教学中,仪器分析的仪器工作原理和构造介绍占用了大量的课堂教学时间,但并非能取得预期的教学效果,在数字化教材中,可充分应用图形、图像、声音、动画和文字等多方面功能,使学生受到多种感官的刺激,帮助学生理解和掌握复杂的仪器构造。3.2“分析化学”数字化教材既要加强教学内容。数字化,还要不断完善数字化教学资源现在以教为主的教育模式逐渐向“教师为主导、学生为主体”的方向发展,大学教育由侧重于知识传承发展为要求大学生在知识、素养、能力等方面全面发展,信息技术的发展深刻地改变着我们的生活和学习。[5]2019年入校的大学生已多数为2000年后出生的群体,媒体称之为“互联网原住民”,信息技术已深刻渗透入他们的学习过程中。各高校已在积极进行校园信息化建设,加强数字学习环境的建设。“分析化学”数字化教材可以数字化的形式在高校网络教学平台呈现,可有效保护知识产权,学生可通过手机、计算机、ipad阅读,应具有以下教学资源:[6](1)为教师教学提供服务的素材资源库,如教学内容、微课、分析方法的教学案例及视频等;为学生学习提供服务的知识、技能资源库,如ppt资源,微课、慕课、知识拓展、分析科学前沿介绍、习题讲解视频等。(2)供学生自我测评的能力训练题库。实现过程化的考核方式是提升教学质量的重要变革手段,因此,可在每一知识模块设置配套的预习测试、在线作业、复习题和测试题,方便学生复习、巩固重点是实现过程化考核、掌握教材内容的重要途径。(3)学生互动、师生互动的交流平台。在“分析化学”教材的数字化资源中,师生互动交流也是必不可少的内容,师生可以在讨论区充分讨论和交流,教师适时地提出讨论话题,学生进行自由讨论。例如,在单一金属离子滴定适宜ph范围内容中,可添加师生交流互动,教师提出问题:zn2 滴定的适宜ph范围怎么计算?zn2 是否可在ph=10.00的氨性缓冲溶液中滴定?在每一知识模块后,学生可以通过“师生交流”向教师咨询疑难问题或与其他学习者进行讨论,也可以通过交流“分析化学”最新科研动态,吸引学生参加课外科研实践活动。3.3“分析化学”数字化教材需要重视学生人文素。质培养和美学培养美国心理学家布鲁纳说:“学习的最好动力是对学习教材的兴趣。”目前我国国内教材知识性、逻辑性、严谨程度非常好,但在激发学生学习兴趣方面做得还不够。在“分析化学”数字化教材中重视人文素质培养是学生全面科学素养的重要部分,提高受教育者的人文素养,可使人获得理性的、情感的及审美的等多方面健全的发展,使人最终成为一个既能创造生活又能享受生活,既懂得尊重他人又善于实现自我的具有完美个性的人。[7]例如:在氧化还原滴定部分讨论k2cr2o7滴定铁矿石中fe含量内容时,可引入cr6 和cr3 的处理方法及排放标准,培养学生的环保意识;在酸碱滴定部分讨论农产品中n含量测定时,可介绍kjeldahl与凯氏定氮法创立的化学史。在教材中引入人文文化,不仅可加强不同学科间知识的相互渗透与融合,又可使教材变得生动有趣,拓展学生的知识视野。德育启迪人生,智育教人理智,美育陶冶人性。美学不断渗入教材、日益综合化,正是顺应了人类知识统一的大潮。图文并茂,美观大方的教材版面设计能够更好激发学生学习的兴趣,给读者以美的熏陶,增强教材的可读性。
4数字化教材建设中需注意的问题
“分析化学”数字化教材的编制应围绕本科生“分析化学”课程展开,以提高“分析化学”课程的教学质量为核心。不仅要对基础知识进行综合化统整,还需要跟踪了解一线的前沿领域学科知识,将经典的知识、实验用现代化方法重新演绎,将部分科研成果提炼成再现实验,作为教材内容的编写原则。[8]要应用好“分析化学”数字化教材,首先要转变教育理念,要做到课堂教学以学生为主体,使学生学习自主化,真正实现由单纯传授知识转变为传授与探索相结合。[9]对于例题和习题的编写,需要紧扣基础知识。适当的例题和习题、例题与习题的讲解帮助学生对基础理论知识的深入理解,每小节后还可设置测试单元,与高校网络教学平台对接后便于教师的过程化考核。对于“分析化学”历史上有影响的历史名人、重大事件等,可以摘要性地附于每章文后,以增强教材的可读性和趣味性。[10]
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