关于基础化学设计性实验教学的探索和实践教育论文.doc

关于基础化学设计性实验教学的探索和实践教育论文 论文摘要：设计性实验是培养创新型人才的有效途径近年来我院进行了实验教学改革在不同层次的化学实验中设置了设计性实验本文探讨了基础化学设计性实验教学实践中的一些问题并提出了改进的建议 论文关键词：基础化学；设计性实验；问题；建议 近年来安徽师范大学化学与材料科学学院实验教学中心在本科实验教学中进行了模块化、多层次的实验教学改革对化学实验教学进行了一体化的设计和改革对传统的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验进行了重新整合各学科进行了交叉和融合将本科学生实验分为：基础化学实验、综合化学实验、专业化学实验、创新化学实验构建了化学实验的新体系形成了验证性实验综合性实验设计性实验研究性实验四个层次的实验教学在培养学生的综合能力和创新能力方面做出了有益的尝试 新的实验体系强化了基础实验技能的训练优化了基础实验内容并适当设置了综合性、设计性实验使学生在熟练掌握基本实验操作和实验技能的基础上通过查阅文献、设计实验、实施方案、分析结果、报告总结等过程了解从事科学研究的一般方法培养学生初步的科研和创新能力 一、基础化学设计性实验教学安排 在新的实验体系中我们在不同层次的实验中设置了一定内容的设计性实验并且随着实验层次的加深设计性实验的数量、内容和难度也逐渐加深最后达到学生独立思考发现问题并进行创新实验的目的基础化学实验和综合化学实验（I）从内容上来说属于基础化学实验在大一下学期开设基础化学实验主要以基本操作、基本技能和科学研究方法的训练为教学内容突出能力培养与科学素质的培养我们选择了一些涵盖各种基础实验技能的综合化学实验如无机化合物合成实验“硫酸铜的制备及产物含量测定”“铜席夫碱配合物的合成及测定”等有机化合物合成实验“乙酰苯胺的合成及熔点测定”“苯甲酸的制备及含量测定”功能纳米材料实验“从硒粉制备硒纳米线及产物表征”“紫外辐照法制备硫化镉纳米材料及其荧光特性测定”等这些实验中既有传统的实验也有反映了当前化学前沿的与我院教师目前从事的科研课题相关的实验在完成这些综合化学实验之后安排了12学时的设计性实验设置了10个左右的设计性实验供学生选择如“趣味化学实验设计”“废旧电池的综合利用”“菠菜中草酸的提取及含量的测定”“环境水样中COD的测定”“四氧化三铁磁性纳米复合材料的制备及有机污染物的吸附”“牛奶中氨基酸的测定”“由铝制废易拉罐制备明矾晶体”等学生进行设计性实验时45人组成实验小组选择一个实验课题根据教材中给出的实验目的和要求查阅参考文献撰写实验方案经教师审查修改后提交所需仪器、试剂清单由实验员准备所需仪器和药品学生独立开展实验对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决教师在学生设计准备实验方案之前对学生进行必要的文献查阅和设计实验方法的指导实验完成后学生处理数据、总结实验完成实验报告设计性实验的开设改变了过去学生被动学习的状况激发了学生的学习兴趣提高了学生的学习积极性获得了学生的好评实践证明设计性实验是培养学生独立工作能力的一个很好的教学手段由于设计性实验在教学和管理等方面完全不同于以往的验证性实验开设设计性实验无论对教师还是对学生都提出了更高的要求经过几轮设计性实验教学实践我们发现在教学过程中还存在一些问题要想使设计性实验教学取得更为理想的效果还需要在教学实践中不断总结经验探索更好的教学方法 二、基础化学设计性实验教学中存在的问题 1.教材方面的问题目前设计性实验教学还处在摸索阶段可供我们参考的成熟的实验还较少以往的实验教材中没有设计性实验的内容其他院校陆续编写了各自不同的综合化学实验教材由于各个院校的实验条件、教学特点和学生层次不同其中的设计性实验也并不完全适合我院使用我院自编的综合化学实验（I）教材中设计性实验部分的选题还不够合理实验难度过大或过小由于基础化学实验层次和学生知识水平的限制选择适合的设计性实验课题成为目前基础化学设计性实验教学中的一个难题例如设计性实验“趣味化学实验设计”现有资料呈现的趣味化学实验多数比较简单反应步骤较少所体现的知识点相对简单难度比较低学生设计的实验方案比较零碎这类实验也不需要更高的实验技能达不到锻炼学生能力的目的因此这样的实验不太适合作为设计性实验开设另外有些实验难度较大供学生使用的参考资料比较少学生难以设计出比较好的实验方案；还有些实验作为学生的设计性实验还不够成熟所需要的实验仪器较为复杂实验时间较长难以取得比较具体的实验结果其次教材中设计性实验指导部分较为简单与实验课题相关的物理常数、检测手段和实验参数、实验中的问题等应有的提示相对较少另外也没有给出学生完成设计性实验的具体要求如设计方案实验报告的格式要求等综合化学实验（I）中的设计性实验还要在教学实践中不断修改逐步完善、成熟2.教师方面的问题设计性实验对教师提出了更高的要求从事实验教学的老师和实验技术人员必须具有深厚、扎实的专业理论知识并掌握与实验有关的实验技术理论知识熟练各种实验仪器的使用同时需要不断更新和拓宽自己的知识面这样才可以在开设设计性实验时为学生提供充分的技术辅导由于实验教学中心承担了化材学院各专业以及生命科学学院和皖江学院应化专业学生的实验教学学生人数多学生选择的设计性实验课题各不相同分组实验涉及的教师多教师的个人素质和教学水平不尽相同对学生实验的指导方法和实验的要求也不一致有些教师在指导实验之前对所指导的设计性实验内容了解不够因而对学生设计实验的整个过程掌控不够好使得教学效果差别较大 3.学生方面的问题学生的实验基础薄弱、动手能力较差我们在实验课前就学生的实验基础进行的问卷调查发现由于多方面的原因目前很多中学很少开设学生亲自动手的化学实验中学化学实验教学多数通过多媒体演示或者教师演示实验基础设施比较好的示范中学的情况也不容乐观只有为数不多的学生在中学阶段做过几个化学实验因此大一学生的实验基础几乎是从零开始经过基础化学实验课程实验技能的训练学生的实验技术仍不能达到规范和熟练的程度导致基础化学设计性实验的完成也受到了影响学生的知识基础薄弱综合应用能力差设计性实验要求学生能够独立查阅资料设计方案、完成实验能够从实验原理、实验条件以及对实验结果的影响等方面对实验进行系统的分析和研究因此需要学生掌握相关的无机化学、有机化学和分析化学的基础知识并综合应用这些知识解决实验中的问题目前这几门基础课开设时间集中在大一学生课业负担较重过多过快的学习导致知识基础不够扎实化学文献课在高年级开设导致学生缺乏相关文献知识的学习和查阅文献方法的训练也影响了实验方案的设计 4.实验教学管理和实验室管理方面的问题设计性实验的开设导致教师和实验员的工作量比较大设计性实验是分小组进行的大量的学生分成若干个实验小组进行不同课题的设计性实验需要的仪器和药品不同统计学生的实验仪器、实验药品开放实验室给实验技术人员带来了大量的工作量而对实验教师来说实验前要对学生进行辅导查阅文献审查修改学生的设计性实验方案实验中指导实验过程实验后的评点都要付出比以往的验证性实验几倍的工作时间实验教学管理中对设计性实验没有统一、规范的教学要求和评价标准这也使得目前的设计性实验的教学更多地注重了形式忽视了效果实验经费投入相对较少限制了更多更好的设计性实验的开设在以基础化学实验教学为主的实验室中有些仪器设备和药品相对来说不具备给设计性实验的选题带来了诸多的困难和不便 三、基础化学设计性实验教学建议 开设设计性实验是现代教育培养创新型人才的大趋势因此必须在现有的基础上加强和完善不同层次的设计性实验 1.加强实验教材的建设实验教材编辑中要注意所选择的设计性实验的难度要在教学实践中逐步筛选或设计出符合学生现阶段知识基础和实验技能水平的设计性实验要注意不同层次的化学实验中设计性实验内容的衔接 2.加大必要的经费投入鼓