试论大学本科化学实验创新教学模式的构建与实践

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[关键词]学科教育  

        论文关键词:本科化学实验教学 实验教学改革 教学模式
  论文摘要:结合我校化学实验中心的建设,探讨了大学本科化学实验教学的创新教学模式的构建,提出了“四模块、分层段”的实验教学新模式,总结分析了新教学模式的实施效果。
  在组织指导本科生学习基础理论知识的前提下,再进行相关实验课程的教学,这是化学及化学相关学科教学的特点。但是一般实验教材中的实验项目也均为经典的实验项目,从实验方法、内容、步骤到问题思考与讨论,基本上是预先设定的,学生没有太多选择和发挥的机会,难以调动学生学习的主动性和积极性。面向21世纪化学化工各学科的实验教学改革研究,现已形成了以“实验原理与技术”为主线和以“制备—分离分析—结构性能测试”为主线的2种主流的实验课程新体系,这对我国化学化工实验教学将产生深远影响。但在实验教学中如何加强实验教学改革,充分体现学生技能的训练和创新能力的培养仍是高校面对的新课题。
    在实验室建设与实验教学改革方面,我院于2003年申报了山东省化学基础实验教学示范中心建设项目,从实验室建设到实验教学改革进行了较大的实践创新。
  1化学实验中心的实验室设置与管理
    曲阜师范大学化学科学学院原有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程与工艺等实验室,1999年重新组建为基础化学实验室、物理化学实验室、化学工程实验室和仪器分析实验室(测试中心)。化学实验中心建成后,经过优化调整,重新设置了9个实验室,其中应用化学实验室、绿色化学实验室、综合化学实验室、材料化学实验室和环境化学实验室为新设实验室(见图1)。
  2实验课程体系和实验内容体系的改革
  2. 1实验课程体系的改革
    在实验课程体系改革方面,分析了高等师范院校化学实验教学现状,吸取综合大学的实验教学改革经验,从改革实验课程体系、优化实验教学内容、更新实验教学手段、实施新实验成绩考核办法等方面,探讨了高等师范院校如何培养学生的实验技能和创新能力,全面推进实验教学新体系建设。
  打破原有课程设置体系,统筹安排实验内容,将无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验和仪器分析实验、化工基础实验等综合起来,重新设置为:基础化学实验I、基础化学实验n、物理化学实验、仪器分析实验、化工基础实验、综合与设计实验、现代分析测试技术、研究性实验(毕业论文)等(见图2)。
  2. 2实验教学内容体系的改革创新
    实验教学内容改革是本次改革的一个重点。在实验开设内容方面,按实验由简单操作到综合训练,从对基础理论的理解到理论的综合、应用的渐进过程,将大学本科化学实验教学的内容依次安排成4个层次的实验内容,即:化学基础实验技能、综合性实验、设计性实验和研究性实验,构建了“四模块、分层段”的实验教学模式(见图3)。化学基础实验技能训练内容包括基本化学实验操作等内容,在这一方面重点强调操作的规范性和实用性,使学生能够熟练、正确地使用各种常规仪器设备,充分体现教师教育特色。综合性实验提倡学科交叉,通过增加综合性实验的数量,提高学生综合运用知识、解决问题的能力。如“制备+性质测定”、“分离+分析+性质”等类型的综合性实验。设计型实验由学生根据实验课题,自己通过查阅资料完成实验内容的设计,经指导教师批准后实施,能够培养学生综合运用知识、自主研究创新的能力。研究型实验主要是以学生毕业论文或毕业设计形式体现,在这一环节中,强调学生的实验内容与教师和科研课题相关联,与应用开发相关联,通过研究性实验加强学生创新能力和实践能力的培养。
  另外,学生除了在教学计划安排的时间内进行实验技能学习以外,还可利用开放实验室独立自主地进行强化和创新。所有实验室对学生开放,学生在教师指导下可以自由选择实验内容,利用实验室的开放进行实践创新活动,给学生更多的发展空间,提高自主创新的能力。
   从实验时间安排上(见图4),基本实验技能方面的实验在一年级进行,综合性与设计性实验主要在二、三年级进行,设计性实验则是在进行了一定综合性实验的基础上安排,研究性实验与毕业论文环节相融合,一般安排在四年级,学生在指导教师指导下进行科研训练,并完成毕业论文。
  3实验教学改革实践与人才培养成效
    化学专业毕业生的去向主要有2个方面,一是直接就业,到中学担任化学教师;二是报考硕士研究生。根据这一现状,我院积极进行因材施教与分流培养,对准备直接就业的学生加大进行教育职业技能训练,增强社会竟争力,提高就业素质;对报考研究生的学生,加强化学专业知识和研究能力的培养,提高考研录取率。通过一系列措施,使本科毕业生的就业率和考研录取率一直保持在很高的水平。 2001至2005年化学专业共毕业本科生1164人,其中有761人考取硕士研究生,平均考取研究生的比率为65. 38,毕业生一次就业率5年平均达到90%以上。
    以我院2001届毕业生为例,2001届共有毕业生205人,其中当年考取研究生138人(实际读研136人),参加工作69人。2004年10月,经过毕业生跟踪调查统计,目前获硕士学位136人,占毕业生总数的66. 34写;在读硕士6人,占2. 9写;有80名同学攻读博士学位(其中4人出国攻读博士学位),占39. 02写;有27人在全国各类高校工作,占毕业生总数的13. 17 0 o;有25人在企业、科研机构工作,占毕业生总数的12. 20%;有55人在全省各重点中学从事教育教学工作,占毕业生总数的26. 83写;其他12人,占5. 85写。
    大学化学实验教学改革是一项复杂的系统工程,从实验室建设到实验室管理,从实验课程体系改革到实验内容创新,都需要进行大量的研究探索。近年来,我们在实验中心建设、实验课程体系和课程内容改革方面做了很多工作,也取得了一些经验,对创新实践型人才培养起到重要作用。但是,改革无止境,今后还有大量的工作要做,还需要不断地进行实践、探索和完善。

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