大学生职业能力化学实验改革实践

2022-09-21 15:40:01 来源:写作指导

摘要:

2014年以来如何提高大学职业化教育水平和提高大学生职业能力和水平成为高校研究热点。为了更好的解决原有的应用化学专业实验存在的问题,本文依据甘肃农业大学理学院应用化学专业实验改革成效,从实验大纲的修订、课程内容的优化、教学手段的改进几方面探讨了应化实验的改革。旨在提高学生就业能力和提升其职业能力及水平。

关键词:

应用化学;专业实验;改革;职业能力

甘肃农业大学理学院成立于2004年,就这座拥有70余年历史的学校而言,理学院是一个年轻的学院。学院于2000年开办应用化学专科专业,2003年起开办应用化学本科专业,并同年招收少数民族预科班。在学校支持下近几年理学院大力发展,2012年起开办统计学本科专业,2013年起开办材料化学本科专业。然而,良好的发展趋势下也面临着新的挑战与机遇。全国职业教育工作会议上,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席指出要牢牢把握服务发展、促进就业的办学方向,深化体制机制改革,创新各层次各类型职业教育模式,坚持产教融合、校企合作,坚持工学结合、知行合一,引导社会各界特别是行业企业积极支持职业教育,努力建设中国特色职业教育体系。的这一指示不仅涉及职业教育,对传统本科教育也有很好的指导意义。因此,从学术型高校转变为应用型大学已经成为本科高校面临的机遇与挑战。想要提高高等学校的竟争力,首先要提高大学职业化教育水平和提高大学生职业化职业能力和水平。大学生职业能力和素养的提高直接影响其就业能力的提升。所以,如何改变传统的教学模式,从以知识发展为导向的学科中心走向以社会需求为导向的学生中心模式成了我们必须要解决的问题。应用化学专业是建立在应用化学二级学科基础上,介于化学、化学工程与工艺之间的应用型理工科专业,是理工结合为特点的宽口径交叉学科专业。专业目标定位是培养具有厚实的基础理论知识,扎实的基础实验技能,较强的科研开发能力,较高的综合素质,富有创新精神和竞争意识、德智体全面发展的理工结合型应用化学专业技术人才[1]。对于应用化学专业的学生而言,实验技能显得尤为重要,其实验能力的培养也是甘肃农业大学理学院近几年来的重点,从实验设备的完善到师资队伍的健全,再到实习基地的建立都取得了较大的进步。但是,为了满足社会对化学工作人员的需求,提升学生职业能力,提高学生就业,应用化学实验也不能再像传统的化学实验一样只注重培养学生的基础实验技能,而是要有综合实验能力和大型仪器操作能力。

一、原有应用化学实验存在的问题

(一)实验课程相对独立、实验项目间缺少结合

我校应用化学专业开设的实验课程主要有无机及分析化学实验(48学时)、有机化学实验(48学时)、物理化学实验(40学时)、仪器分析实验(40学时)、环境监测实验(32学时)、化工原理实验(32学时)、农产品品质分析实验(40学时)、农药分析实验(36学时)、天然产物化学实验(60学时)等。其中无机及分析化学、有机化学、物理化学实验为基础化学实验,这些课程大多存在实验内容涉及面窄而且专业性过强、与生产实践不贴近等缺点;专业核心课如农产品品质分析实验、农药分析实验、天然产物化学实验等课程虽以综合实验为主,但缺少仪器操作实验。而最主要的问题在于各实验课都单独开设,实验项目之间缺少交叉结合。例如,有机化学实验制备的物质不能通过分析化学实验或者仪器分析实验检测其纯度和组成。这样一来实验的系统性减弱,与学生将来就业后遇到的实际情况也相差比较大,学生的职业能力自然也得不到提升。

(二)实验教学以传统方式为主、教学方式单一

目前的实验教学都是以教师讲授和演示实验为主,学生依照教师讲授的内容和课本按部就班地完成实验,缺少独立思考。这样久而久之学生成了机械式的实验“搬运工”,其思维能力和创新能力随之止步不前。在学生实验质量的评估这一方面,往往过多的关注实验报告的内容,评价手段单一,学生实验过程操作技能和创新能力的表现得不到充分的重视,降低了学生的探究兴趣。在现代科技突飞猛进的时代,实验教学依然维持着最初的状态,实验教学体系一方面很少结合社会生产实践,另一方面也不利用现代科技资源。这样一来学生的适应能力、应变能力得不到提高,就业的难度也会随之增大。

(三)大型实验仪器设备缺乏、学生实验起点低

目前实验设备的充足仅仅体现在以玻璃仪器为主的实验,而以机、电、光、磁等为主的实验条件一般,尤其是在大型仪器方面依旧比较落后。学生实验重点体现在基础技能练习,综合实验能力低,色谱、质谱、波谱、核磁共振等现代测试仪器的操作以及相关数据的定性、定量及结构分析和解决化学实际问题方面的训练更是严重不足。而这一方面训练的缺乏恰恰是学生职业体验中最为重要的一点,在很多化学相关单位现代化仪器设备很大程度上普及并取代了旧有实验方法和设备,这就要求其工作人员具有良好的仪器操作和数据分析能力。

二、应用化学实验教学的改革与措施

依托农业院校的优势和应用化学专业自身的特点,应用化学实验教学的改革与所采取措施,要发挥扬长避短的原则,对现有的实验课程从大纲修订、内容优化、教学手段改进等方面入手,进行一系列的系统化改造,使之能更好地为提高学生职业水平,提升就业率服务。

(一)依据培养目标修订实验教学大纲

理学院培养目标期望学生成为在科研、教育、环保、食品、农产品、化学化工等领域从事应用研究、教学、检测、技术开发和管理等工作的具有创新精神和实践能力的应用型人才。为此,在2014年甘肃农业大学全面展开对教学大纲的优化与调整,期间理学院对现行的实验大纲进行了修订。通过总结近10年的教学实践经验与分析就业市场对我校应用化学专业人才的需求特点,发现现有的实验教学体系存在一定的缺陷,限制了教学效果的提高和学生实践能力的提升。因此在新的实验大纲制定时学院要求各专业实验增加综合性、设计性实验项目。综合化学实验内容的确定需要遵循化学研究的普遍规律,至少综合两门以上的不同实验课程的操作和方法,拓宽实验课内容和增加交叉实验课,加强与生产实践结合的紧密度。在这样的指导思想下进一步调整实验教学内容,删减陈旧的实验项目,例如部分性质实验。删减脱离实际的实验项目和生产工艺,例如利用提勒管测定物质的熔点。集中开设内容新颖、研究成熟、应用性广的实验项目,强调实验教学内容的实践性和先进性,增强应用性人才对社会发展及未来科学的适应性。

(二)课程内容的优化

课程内容的优化要在保留部分基础操作实验的基础上进行,不能抛弃所有的验证性和基础性实验。学生没有良好的实验基础技能和理论支持,在动手能力差、基础操作不规范的情况下开设综合实验,其效果也会大打折扣。所以四大基础实验无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验,外加仪器分析实验仍然要以培养学生的基础知识、基础技能、基础操作、基础方法为主,打好基础的同时在这几门实验课的项目中最后增设综合设计性实验。例如,分析化学实验中新增的综合设计性实验项目邻二氮菲吸光光度法测定植株中微量铁、补钙制剂中钙含量的测定等。这些实验项目中涉及有药品的预处理,植物的采集及预处理等内容,提高了学生综合实验操作水平,为高年级的专业实验做好衔接与铺垫。在大二以后开设的环境监测实验、化工原理实验、农产品品质分析实验、农药分析实验、天然产物化学实验等实验都是以农业院校特点和当地特色而设立的实验课程。这些实验课程中的实验项目多为综合性,设计性为主。在实验项目的选择方面学院要求呈体系化、现代化、综合化,充分体现实用性、启发性。系统化体现在实验内容的确定遵循物质的合成、分离提纯,到分析、表征及其化学过程研究。例如,黄藤中巴马亭的提取、分离及延胡索乙素的制备、苦参中生物碱的提取与分离和鉴定。现代化则体现在实验由宏观向微观转变、由手动向数控转变。例如,甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的悬浮共聚合及红外光谱法的测定、气相色谱填充柱的制备等。综合化在于综合利用多种实验的方法和操作,培养学生的综合实验能力和实际应用能力。例如,头发的硝化处理及其中铁、铜、铅等微量元素的测定等。实用性则体现了实验项目有较强实际应用性,更加贴近工业、农业等各行业需求,旨在提高学生的职业竞争力。例如,废水中氨氮的测定、大气中总悬浮颗粒及污染物的采集、茶叶中拟除虫菊酯类杀虫剂的多残留测定、青菜中甲基对硫磷的残留量测定等实验项目。启发性主要以设计性实验的形式来突出,学生依据所学知识自己设计实验内容,之后自行完成实验并书写小论文。这样可以有效提高学生独立思考问题和解决问题的能力。例如,蔬菜中维生素C含量的测定,白醋中总酸、挥发酸和有效酸的测定等。

(三)现代教学方法、教学手段的引进

传统实验教学主要在实验室内进行,教师大多采用讲授、板书、演示相结合的教学方式讲解实验内容,这一方式具有明显的局限性。首先,由于实验室场地和学生人数的限制,距离成了影响学生掌握实验内容的主要因素之一,学生距离教师越远则教学效果越差。这样就限制了实验教学效果的最大化和最优化。另一方面,传统教学单纯依靠教师对实验过程的讲解显得晦涩抽象,学生难以理解。为了解决以上问题,提高学生对实验课的兴趣,本学院利用微课、多媒体实验室建设等多种教学资源来辅助实验教学,改变了传统教学方法和教学手段单一的现状。

1.微课资源的完备与利用。

“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求,以视频为主要载体,记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程[2]。为了完善教学资源,为学生提供优秀的学习资料,2014至2015年甘肃农业大学理学院发动全体化学教师录制实验微课。实验微课以实验课程中的重要知识点、关键操作、重点内容为对象,由教师结合PPT和现场实验操作录制而成。微课制作过程中严格控制每一个微课对应一个主题,只讲一个操作、一个知识点;录制的内容必须来源于实验教学具体实践中的难点、重点;时间要求控制在5-10分钟之间,个别重点和复杂的内容也控制在20分钟以内;为了便于学生下载和观看文件大小也要加以控制,容量不能太大。微课制作完成后,这种精简的教学模式被放置于学院网站,不但可以用于学生实验课的预习、复习,更能在学生完成毕业论文和团队合作进行科研训练时为其提供完备的资料。甚至在学生毕业工作后,同样可以利用这一资源来帮助自己完善工作,辅助解决工作中遇到的具体问题。微课因为其内容具体、主题突出,微课内容容易被消化,受到了学生的欢迎,自主学习的热情大大提高,最终实现教学内容、操作、技能的掌握,达到提升学生思维能力,职业化能力的目的。

2.多媒体集成实验室的建设与使用。

作为一种崭新的教学手段,多媒体辅助教学以它的独特性、先进性、高效性,越来越多的被应用到教学当中[3]。带有演示实验的多媒体课件使得实验过程变得更加具体形象,同时多显示器的配备可以保证不同位置的学生都能看清、听清整个实验的教学过程,充分解决前文提到的距离问题。但是,实验室由于面积和条件限制往往无法实现多媒体教学。为了对比实验多媒体教学与传统教学的效果,学院于2014年投资建设了两间多媒体集成实验室用于分析化学和有机化学实验教学。实验室多媒体设备由一台电脑、多个摄像头、两台大的液晶电视机集成组成。使用时,实验课教师既能播放制作的幻灯片、微课、网络视频资源,还可以利用摄像头和耳麦将自己的实验操作图像及声音传输到电视机上。此外,教师还能够利用教室各角落摄像头观察学生总体实验进展。这样直观的授课模式取得了很好的效果,摄像头的使用也对学生起到很好的监督作用,学生总体实验技能得以提升,实验热情和对实验课的重视也明显上升。由于效果明显,2016年甘肃农业大学新实验大楼投入使用时,学院准备大规模建设多媒体集成实验室。

3.慕课资源的探索与利用。

慕课,是新近涌现出来的一种在线课程开发模式,它发展于过去的那种资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的新的课程开发模式[4]。学院计划在2016年左右联合其他多所兄弟院校建立在线学习平台,即慕课资源。该计划不仅旨在为在校的学生提供学习资源,更要为所有各个类型的学习者,以及本校毕业生提供优秀的课程资源。实验课作为化学的重要组成部分也将被引入这一网络平台,进一步来说,化学实验由于其内容、操作、技能的专业性和规范性更加需要专业教师的指导。所以,学院将应用化学专业实验作为重点课程提供给学习者,帮助他们从初学者成长为高级人才。此外,更重要的是为提高已就业毕业生工作能力,为其终身学习提供完备的资料,能够不断适应社会和科技的发展。

三、结束语

虽然,在近几年的应用化学专业实验改革中,我们已经完成了对实验教学大纲的修订和实验内容的优化调整,完备了微课资源,并且多媒体集成实验室的试行效果也很明显,但是,慕课资源的利用还在计划当中,没有付诸实际应用,其效果尚不明确。此外,随着时代的进步与科技的发展,越来越多的机遇和挑战会不断的出现,应用化学专业的要求也会随之更改,在这样的前提下要求应用化学实验也要顺应潮流,与时俱进,更好地为培养学生综合实验能力,增强学生解决问题能力,提高就业竞争力,提升职业能力及水平而服务。综上所述,应用化学专业实验教学改革将会是一项长期而重要的任务,需要我们更加努力。

作者:南米娜 蒲陆梅 王兴民 单位:甘肃农业大学理学院

参考文献

[1]曹新明.知识产权法[M].东北财经大学出版社,2006:88-89.

[2]胡铁生“.微课”区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究,2011(10):61-65.

[3]张西安,王凯.多媒体在高等化学教育中的应用探析[J].开封大学学报,2009(3):62-64.

[4]翟怡,胡涛.MOOC与我国高校化学类课程教学改革[J].中国大学教学,2015(6):44-47.