基础化学实验教学模式的整合创新与实践探索

基础化学实验教学模式的整合创新与实践探索摘要：培养大学生的创新能力是各高校普遍面临的一个重要课题。为了充分激发大学生的创新能力、挖掘大学生的创新潜力，广东石油化工学院探索出了一套行之有效的以培养大学生创新能力为核心的基础化学实验课程体系。关键词：创新意识；创新能力；基础化学；实验教学体系作者简介：黄敏（1966-），女，布依族，贵州都匀人，广东石油化工学院化学与生命科学学院副院长，教授；余梅（1981-），女，河南信阳人，广东石油化工学院化学与生命科学学院，讲师。（广东茂名525000）基金项目：本文系2012年广东石油化工学院教研教改项目的研究成果。中图分类号：G642.423文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）05-0109-02为贯彻广东石油化工学院“培养人格健全、基础扎实、实践能力强、具有创新精神的应用型高级专门人才”的人才培养目标，围绕培养适应新世纪现代化建设需要的、具有较强创新精神和竞争意识，以及实践能力强的高素质人才的指导思想，不断推进教学理念更新、管理体制创新，逐步探索并形成了有利于创新人才成长的培养体系。广东石油化工学院开展了以培养具有创新意识的应用型人才为目标的化工类专业基础化学实验课程体系的教学内容改革的研究，经过教师们多年的努力，构建了一套适合广东石油化工学院特点的以培养学生创新意识和实践能力为核心的基础化学实验课程体系。一、优化人才培养方案，构建创新型实践教学体系实践教学环节是培养学生动手能力、创新意识以及创新能力的重要环节，是考查学生掌握“三基”（即：基本理论、基本技能、基本操作）的主要途径，同时也是实现专业培养目标的重要教学环节。如图1所示，新实验教学模式下实验内容由浅入深、循序渐进，使学生的实验技能训练逐步加强。它作为一种以学生为主体，能充分发挥学生主动性、培养学生的创新意识和实验能力的新实验教学形式，符合新世纪对学生进行知识、能力、素质综合培养的需求。二、注重设计性及研究性实验教学环节，探索实验教学的新模式教学是教师教学和学生学习的互动过程，是主导和主体的统一。以前传统的课堂教学方式只能培养学生的模仿接受能力，不能培养学生解决问题和探究学习的能力，这种教学方法虽然强化了服从权威和信任的品质，但却抹杀了学生的判断能力和批判精神。因此，要培养学生创新意识和实践能力，实现从知识的传授、解惑到实践能力培养的转变，必须充分发挥学生作为学习主体的作用，调动学生在学习中的积极性、性、创造性、主动性和批判性。设计性实验是继基础化学四大化学实验教学完成后，根据无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验以及物理化学实验等实验课程精选、整合、更新后形成的实验内容。针对广东石油化工学院化工专业学生的特点，开设了无机物合成、有机物合成、化合物中成份和含量的测定等专项设计实验内容。这种设计实验是由任课教师规定方法、指定路线，学生在经过四大化学实验全面的基础技能训练后，按照指导教师给定的设计要求，运用已学过的基本知识（或在教师指导下）拟定实验方案，写出实验操作步骤，同时准备设计实验所需的试剂及玻璃仪器，并在实验完成后写出完整的实验报告。这类实验模拟了进行科学研究的基本过程，学生可以得到开展科研工作的全过程训练。研究性实验主要是根据教师的科研成果和广东石油化工学院的石化特色转化而来，这使得研究性实验教学内容贴近现实，更综合化、现代化，有利于对学生进行知识、能力、素质的综合培养。由56名学生自愿组成实验小组，题目确定后，各实验小组围绕自己的实验题目查阅相关的文献资料或参考实验书籍，设计出具体的实验方案。改革后的设计性实验的教学内容重点放在培养学生调研文献、设计实验、发现问题、分析问题及解决问题的综合能力与素质方面。而研究性实验则采取开放式实验教学和科研训练相结合的教学环节。研究性实验更多的是注重培养和训练学生的科研能力及创新思维，且大多数情况下以实验开放或进入教师科研实验室结合指导教师科研课题的内容进行。学生在指导教师的指导下自行选择小研究课题，自行设计实验方案，并最终完成研究实验全部内容。通过实验，学生可在培养科研能力与创新意识的同时，了解到学科发展与科技创新的前沿，受到了良好的科学研究氛围的熏陶。而对于学生自行设计的设计性实验、研究性实验的实验方案，需经教师和学生一起认真讨论确认实验方案确实可行后才允许进行实验。整个实验过程由各组自行安排、自我组织实施和管理。学生可以充分利用课余时间在实验室进行自主实验。实验时组员之间分工协作，独自进行实验试剂的配制和仪器的准备，遇到问题查找原因、分析问题、及时解决。在整个实验过程中，教师除了为学生实验创造一个良好的实验环境条件并提供所需的实验仪器设备和必需的实验材料及药品外，还需保证实验室在课余时间也能够向学生开放。在上课和课余时间，随时对学生进行实验指导和解答他们在实验中遇到的问题，引导和启发学生综合运用所学知识和实验技能解决实验中遇到的各种问题，确保实验能够顺利完成。学生完成实验后，经过实验数据整理、实验结果分析，最终以论文的形式提交一个完整的实验报告。三、鼓励学生积极参加大学生课外科技创新活动，激发学生的创新欲望基础技能-综合-设计性-研究性实验教学模式的构建打破了四大化学基础实验各自的实验格局，对实验内容进行了优化与重组，按照由易到难、由简单到综合的顺序开展了实验教学。通过实验可以培养学生初步的查阅文献的能力和设计实验的能力、对实验结果综合分析的能力、使用某些大型仪器的能力和初步的撰写规范的实验小论文的能力；培养学生实事求是的科学精神、善于合作的团队精神和锲而不舍的研究精神，实现了“一体化、多层次、开放式”的实验教学模式，较好的培养了学生的创新意识和实践能力。经过基础化学实验课训练后的学生踊跃参加各种大学生课外科技创新活动及学科竞赛，这些竞赛活动能够极大地激发学生的创造潜能和学习兴趣，同时，也是培养当代大学生团队协作意识和创新精神的有效途径。作为培养高等人才的学校要积极主动地创造条件，不断开展各种学生科技竞赛活动，同时要采取有效措施积极鼓励学生外出参与各类课外科技创新竞赛活动，引导学生在社会实践中不断学习，理论与实际相结合。学生通过参与竞赛活动能更好地将所学的理论知识运用于实践，培养了学生的科研能力、人际交往能力、团队协作能力、创新能力，增强了学生的参与及服务意识，并取得了很好的成绩。该模式从2008年开始执行至今，化工类专业学生对学习基础化学实验的兴趣越来越高，每年参加基础化学实验各类竞赛的人数大幅增加。如自2008年以来，在广东省高校化学化工基础化学实验技能大赛中广东石油化工学院化工类专业学生共获得了一等奖4人次，二等奖2人次，三等奖3人次；在“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛获三等奖5项。学生学习化学的积极性不断提高，化工学院、化学学院考研学生人数不断增加，获学校大学生创新性实验项目资助立项数目逐年升高。学生通过在大一、大二阶段基础化学实验课程阶段的学习，动手能力得到不断加强，学生们在进行毕业论文阶段都能很快适应。四、结束语实践教学是创新人才培养的重要渠道。实践教学在培养学生动手能力、学习与认知能力，特别是提高创新意识和创新能力方面起着至关重要的作用。在实际教学中要注重实践教学与理论教学的有机结合，为增强学生对理论知识的应用，实验内容可灵活设置。同时要加强实验室建设，配备必要的实验设备，增加开放性实验室并配备专门的指导教师。这对于提高有创新意识的学生的创新能力具有极大地推动作用。21世纪是知识经济时代与信息时代，更是一个全面创新的时代。高等学校大学生创新能力的培养无论对国家、对民族，还是对大学生个人的发展都非常重要。经济时代和信息时代的到来，不仅对大学生的创新能力提出了严峻的挑战，也孕育着对当代大学生创新能力培养的珍贵契机。科技强则国强，而科技发展的生命力在于不断创新。对于我国高等学校而言，培养大学生的科技创新能力是我国高等教育的一项重要任务。在高校大学生创新教育过程中应采取多种渠道和多种手段，其中构建以培养学生创新意识和实践能力为核心的基础化学实验课程体系是创新教育的重要环节。参考文献：1焦玉国，耿桂红，宋志民.加强实践教学内涵建设提高学生创新能力J.实验技术与管理，2011，28（3）：224-227.2耿素花，孙长飞，曹体进，等.大学生创新能力培养模式探究J.陕西教育，2010，（3）：17.3李国强.以创新能力为目标构建创新人才培养体系J.中国高等教育，2007，（10）：31-33.4林土胜，林上港，刘文哲.设计性实验对培养学生实践和创新能力之我见J.中国大学教学，2008，（4）：80-83.5黄敏，黄艳仙，农兰平，等.大工程观下基础化学实验课程体系的构建J.广州化工，2009，37（7