化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽教學(xué)改革和人才培養(yǎng)研究
時間:2022-04-23 10:42:47
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[摘要]化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽是促進(jìn)化學(xué)教學(xué)改革和人才培養(yǎng)的重要舉措。本文對當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了分析,對實(shí)驗(yàn)競賽在教學(xué)改革和人才培養(yǎng)中發(fā)揮的作用進(jìn)行了討論。
[關(guān)鍵詞]化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽;教學(xué)改革;人才培養(yǎng)
化學(xué)是一門廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域的學(xué)科,同時也是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。目前,國內(nèi)各大高校主要采用“理論知識+基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)模式開展教學(xué)工作。隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展,對大學(xué)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求,即構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式,著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)競賽是對學(xué)生理論知識運(yùn)用能力的綜合檢驗(yàn),也是對高?;瘜W(xué)教學(xué)成果的檢測和評比。實(shí)驗(yàn)競賽通常包括筆試和實(shí)驗(yàn)操作考試兩個部分,主要考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識及基本技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作、數(shù)據(jù)采集及分析、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及報(bào)告等,對學(xué)生們的知識儲備、操作技術(shù)和創(chuàng)新能力提出了更高的要求,在開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)方面有著積極的作用[1-4]。筆者曾多次參與我院學(xué)生實(shí)驗(yàn)競賽的指導(dǎo)與培訓(xùn)工作,結(jié)合參賽經(jīng)驗(yàn),談?wù)劵瘜W(xué)競賽在教學(xué)改革和人才培養(yǎng)中的作用。
1競賽反映當(dāng)前教學(xué)中存在的問題
作為高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要補(bǔ)充和延伸,化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽過程中反映出我們課堂教學(xué)中存在的一些問題。1.1實(shí)驗(yàn)課程體系不完善。在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中,教學(xué)內(nèi)容大多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,缺少綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[5]。而化學(xué)競賽中許多內(nèi)容涉及到多門化學(xué)課程,如“有機(jī)物的制備和產(chǎn)品的分析檢測”既包含有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),又涉及到無機(jī)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識。這些內(nèi)容在傳統(tǒng)的教學(xué)體系中是獨(dú)立開設(shè)課程進(jìn)行實(shí)驗(yàn),課程銜接不緊密,容易造成知識的延續(xù)性缺失,再加上知識的遺忘,學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)操作技能難以培養(yǎng)和提高。1.2實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范。熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)基本操作是學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì)[6]。但是在競賽的過程中,很多基本實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生雖然在課堂上練習(xí)過,在競賽中卻因?yàn)椴僮鞑粔蛞?guī)范而導(dǎo)致扣分。有的同學(xué)因?yàn)榫o張,甚至忘記一些重要的操作步驟,或者知道如何規(guī)范操作,卻動作不流暢,速度過慢。這些現(xiàn)象都暴露出學(xué)生規(guī)范操作掌握不牢,基本功不扎實(shí)的問題。1.3綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)。在平時的實(shí)驗(yàn)課上,由于教材中有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,再加上老師全面的講解和指導(dǎo),不少學(xué)生“按部就班”,只是被動的接受知識,缺乏主動探究的意識。一旦“惰性”養(yǎng)成,就很難提高自身分析解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)競賽考察的是學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,缺乏綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的學(xué)生在面對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時,往往考慮不全,統(tǒng)籌安排的能力較差,不能及時發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的異常,面對突發(fā)事件手足無措,實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量不高,成績不理想。1.4大型儀器使用較少。實(shí)驗(yàn)競賽中的許多試題涉及到大型儀器的原理、使用及結(jié)果分析,常見的包括高效液相色譜儀的原理及操作、質(zhì)譜儀的原理及質(zhì)譜圖分析、核磁共振儀的原理及氫譜的解析等。在第一屆“全國高等師范院校大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽”中,競賽實(shí)驗(yàn)“局部麻醉劑利多卡因的合成”就讓學(xué)生對產(chǎn)物及原料的核磁共振氫譜進(jìn)行分析。缺少科研訓(xùn)練,平時對大型儀器接觸較少的學(xué)生,對數(shù)據(jù)的分析能力不強(qiáng),在這些方面容易丟分[7]。
2競賽在教學(xué)改革和人才培養(yǎng)中的作用
2.1競賽促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)競賽以綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)為主。我們通過教學(xué)大綱的進(jìn)一步修訂,在課程設(shè)置上減少性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),注意培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力,使學(xué)生獲得完整的科學(xué)訓(xùn)練。比如在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,以有機(jī)化合物的制備實(shí)驗(yàn)為主,將基本操作、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融合其中,在各種綜合性實(shí)驗(yàn)中反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生的基本操作。另外,在學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作比較熟練之后開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn),選擇實(shí)驗(yàn)方案,制定實(shí)驗(yàn)步驟,最后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革更符合新時代對化學(xué)專業(yè)人才的要求,使學(xué)生得到了充分的鍛煉。2.2競賽促進(jìn)大型儀器在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。由于實(shí)驗(yàn)競賽涉及不少關(guān)于大型儀器的知識,把現(xiàn)代化學(xué)分析檢測手段引入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,幫助學(xué)生了解掌握近代實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù),擴(kuò)大了學(xué)生的知識面,增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力。依托我校藥用資源化學(xué)與藥物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢,大型儀器不僅為教師的科學(xué)研究服務(wù),同時面向本科生開放。學(xué)生通過儀器分析實(shí)驗(yàn)等課程了解、學(xué)習(xí)到大型儀器的原理及操作,通過綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與大型儀器操作相結(jié)合。另外,我們在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)中,增加大型儀器實(shí)驗(yàn)部分。比如阿司匹林的制備實(shí)驗(yàn)中,增加產(chǎn)品檢測的內(nèi)容,讓學(xué)生通過紅外、核磁等現(xiàn)代波譜技術(shù)區(qū)分產(chǎn)物與原料,通過鍛煉,學(xué)生不僅了解大型儀器的操作使用,也提升了解析譜圖的能力。2.3競賽促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。?shí)驗(yàn)競賽考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理與分析、突發(fā)事件的處理和臨場應(yīng)變能力。在以往的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,大部分的實(shí)驗(yàn)都有固定的方案和實(shí)驗(yàn)步驟,容易讓學(xué)生產(chǎn)生依賴性。通過文獻(xiàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)的開設(shè),及各級大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開展,讓學(xué)生學(xué)會主動思考,在不斷討論和修改實(shí)驗(yàn)方案的過程中,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力得到提升;在實(shí)驗(yàn)操作的過程中,學(xué)會了主動觀察,統(tǒng)籌安排;遇見突發(fā)問題,教師指導(dǎo)學(xué)生分析原因,讓學(xué)生學(xué)會自己處理;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,學(xué)會了總結(jié)和反思。通過這樣的訓(xùn)練,學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性提高,綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ嵘?,更增添了一份自信心?.4競賽促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課程由于教學(xué)時間長、教學(xué)內(nèi)容繁瑣等原因,老師的積極性往往不高[8]。以實(shí)驗(yàn)技能競賽為導(dǎo)向,鼓勵、吸引教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)、有一定科研成果的優(yōu)秀教師和大量青年教師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)和競賽培訓(xùn),組建“老-中-青”教師梯隊(duì),用他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度影響學(xué)生。同時,教師將自己的科研成果融入課堂教學(xué)當(dāng)中,開拓了學(xué)生的視野,激發(fā)了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識。教師在競賽指導(dǎo)的過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題,反饋到日常的教學(xué)工作中,不斷促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。學(xué)生在訓(xùn)練的過程中,有機(jī)會加入各老師的科研團(tuán)隊(duì),得到更深入的指導(dǎo)和全面的科研訓(xùn)練,不僅為今后參加實(shí)驗(yàn)競賽,更為自己進(jìn)一步的深造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3結(jié)語
大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽作為化學(xué)教學(xué)改革和人才培養(yǎng)的重要舉措,在促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革、促進(jìn)學(xué)生能力提升和促進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)等方面發(fā)揮了積極的作用。我院學(xué)生通過積極參加各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽,提高了學(xué)習(xí)化學(xué)課程的積極性,增強(qiáng)了解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識,促進(jìn)了綜合素質(zhì)的提升,更好的滿足了社會對創(chuàng)新型人才的需求。
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作者:楊瑞云 梁宇寧 潘英明 單位:廣西師范大學(xué)