分析化学实验教学质量体系建设和实践

2022-09-21 16:41:45 来源:写作指导

摘 要:针对一般应用型本科院校,特别是独立学院存在的实验教学资金投入有限和学生理论知识薄弱等问题,以应用化学、化学工程与工艺、材料科学与工程等工科专业开设的无机与分析化学实验为示范,对课堂思政、实验内容、教学模式、考核方式和课后导向进行了调整改革,构建一套适合于应用型本科院校需求的无机与分析化学实验教学质量体系,为实验教学的顺利开展和教学质量的提高提供了保障。

关键词:应用型本科院校;无机与分析化学实验;实验教学;教学质量体系

实验教学是高等学校人才培养的重要组成部分,是实施素质教育、培养具有创新精神的应用型人才的重要环节[1]。无机与分析化学实验是一门重要的基础化学实验教学课程,授课对象主要是一般应用型本科院校的应用化学、化学工程与工艺、制药工程、材料科学与工程等工科专业的大学一年级学生。该课程的实践操作训练,目的在于加深对理论知识的理解与认识,培养学生应用相关专业知识与技能解决实际问题的能力,为后续课程的学习和科研训练打下坚实的基础。随着招生规模的扩大,学生人数的增加以及部分应用型本科院校,尤其是独立学院对实验教学资金的有限投入,导致实验室、实验仪器设备、人力资源的相对短缺。如若不加强实验教学管理,势必影响人才培养的质量[2-3]。因此,建立合适的教、学、管于一体的实验教学质量体系,有效提高实验教学质量尤其迫切。近几年来,福州大学至诚学院以学生涉及面最广的无机与分析化学实验为示范[4],提出以“全面教学质量管理”为基础,结合基础实验教学的条件以及学生的知识基础,有目的、有计划地对无机与分析化学实验教学各环节进行监督与评价,把原来定性的、较抽象的评价目标进一步量化、具体化,形成一整套有内容、可操作的、可衡量与评价教学进程与效果的实验教学质量体系。

1建立特色的专业课堂思政

培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题,立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准。课堂作为落实立德树人的主渠道,必须在知识的传授和能力的培养之中,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观。为此,在无机与分析化学实验教学中,应注重将实验课程与思政相结合,培养学生的社会主义核心价值观[5]。例如,在进行滴定分析时,在达到化学计量点前,加入99.9%的滴定剂,体系溶液颜色基本变化不大,但是在化学计量点前后0.1%时,滴定剂体积的微小变化就引起滴定突跃,指示剂发生变色。根据此实验现象,引导学生思考不积跬步,无以至千里的道理[6]。让学生明白:事物的发展都是由量变到质变不断变化的,只有达到一定的量才能引发质变。不管做任何事情都要从一点一滴的小事做起,勿以善小而不为,要脚踏实地,埋头苦干,积极做好量的积累,才有可能实现质的飞跃。做任何事情,当努力一段时间还没达到想要效果的时候,不要失落、抱怨甚至放弃,这可能是因为还没完成前期99.9%的积累,无法实现最后0.1%的飞跃。人生就如滴定管一样,只要脚踏实地滴好每一滴,成功的终点就掌握在自己的手上。同时在不同的滴定分析中,不同指示剂的选择也教会了学生透过现象看本质,而实验过程中实验数据的记录以及对“有效数字”的严格要求也教会了学生严谨的科学态度,从而培养学生的社会主义核心价值观。

2建立创新的教学质量体系

随着生活质量的提高以及生活方式的变化,现在的大学生普遍动手能力较弱。而且,一般应用型本科院校,特别是独立学院的学生总体上理论知识偏薄弱。因此,按照传统的实验项目内容安排,很难达到培养要求。这就需要结合自身实验条件以及学生实际情况进行合理的调整。结合至诚学院基础实验教学的条件以及学生的知识基础,构建化学实验教学质量监督体系的内容主要从以下几个方面进行。

2.1创新应用导向的教学内容

针对传统的实验项目存在的步骤较为烦琐,涉及理论知识、实验技能较多的实验,进行了拆分或改动,降低实验项目的难度。对本身比较简单的实验,则通过与日常实际应用结合,激发学生的兴趣。例如:“水的硬度的测定”实验,除了传统实验内容,还鼓励学生利用实验室的自来水进行水的硬度的测定。通过测定自来水,学生在巩固了测定水的硬度的原理和方法基础上,更加深入地了解水的硬度测定的理论知识,同时体会到即使化学基础操作中很常见的一个实验,都是与日常生活息息相关。同样,对于水果中维生素C含量测定的实验,则主要通过不同水果的维生素C含量的比较,让学生在掌握了直接碘量法测定维生素C原理与操作的基础上,进一步了解了水果不同的成熟度、新鲜度对维生素C含量的影响等。这种立足于日常生活的化学实验不但能够调动学生的实验热情,让学生在化学实验中强化对基础知识和基本理论的理解,而且有助于培养学生的独立思考和解决问题的能力,为后续课程的学习和科研训练打下坚实的基础。

2.2创建学生中心的教学模式

传统的实验教学模式为:学生预习—老师课前讲授演示—学生进行实验的这样的一种模式。在这种模式下,通常学生的预习会流于形式,通常都是根据实验课本将实验目的、实验原理、实验步骤抄写一篇,很少进行充分的思考预习,学生预习未充分透彻,以至进行实验操作时毫无头绪、手忙脚乱,教学效果差,无法达到培养目的。针对这种情况,采取对不同的实验项目设计预习思考题(如表1所示)[7],让学生以问题为导向进行预习,可以更加深入透彻地理解实验原理,梳理实验步骤。同时,利用丰富的网络资源,收集整理相关的操作视频分享给学生,并结合独立学院学生相对活泼、表现欲强的特点,打造了学生预习—学生课前讲授演示—学生进行实验的新模式。此时,学生是主体,老师是客体。随着师生在教学活动中角色的互换,学生学习的积极性和主动性被全面激发。而且,负责课前讲授演示的学生是即时随机抽取产生,有效地督促了学生课前预习,做到对实验的目的与要求、实验内容、实验方法及原理等各个环节心中有数。事实证明,这种以学生为中心的教学模式,不仅充分调动了学生主动学习的积极性,还培养了学生的语言表达能力、逻辑思维以及临场应变能力。

2.3构建全流程的考核方式

实验成绩是评价学生是否掌握一门实验课程的重要指标。以往,实验成绩一般是分为两部分:平时成绩,占70%,主要以实验报告为主;考试成绩,占30%,包含操作考试及理论考试。对于平时成绩的评判没有细化的评分标准,主要是根据预习报告的整洁度以及对学生的整体印象进行打分,不可避免地出现一些主观分数。例如,会出现有学生只是抄袭其他同学的预习报告,但因为报告的整洁度而得高分。这对用心预习实验的同学非常不公平,可能会引起学生的消极学习情绪。为此,根据不同的实验模块和不同的实验内容,对每个实验所要求达到的基本训练目的进行分割,形成较为详细的实验要点(如表2滴定分析操作的评分要求)[8],要求指导教师在指导实验过程中对每个学生的各个实验操作要点进行现场打分,填写当天总体表现情况。课程结束后,每位实验指导教师应该向院实验教学中心递交实验现场打分记录。这样期末给学生总体评分时有量化依据,避免出现主观分数,如表2所示。无机与分析化学实验课程在对学生的实验操作技能、掌握实验技术和研究方法的掌握程度评价基础上,更加注重对学生综合运用理论知识、实验技术和方法来解决实际问题或设计实验和分析处理实验数据的能力的考查,特别是独立思考和创新能力的考查。通过改变以往的终结性考核方式,加强了实验过程的考核,将实验准备、实验态度、实验设计、实验操作、实验结果和实验报告等按照不同的结构成绩作为实验考试的最终评分依据。

2.4搭建多元化的课后体系

学生课堂掌握相关实验原理和操作训练后,如何在课后实现学以致用,使课堂知识得以提升,进一步激发学习兴趣,也是需要思考的问题。为此,做了如下尝试:①搭建科研实践平台。鼓励学生利用课余时间积极参与本院或福州大学相关学院教师的科学研究,或者到学院企业实习基地见习,实践所学实验知识。同时,从实践中出现的问题来思考自己学习的不足之处,实现补缺补漏,培养了学生独立处理事情的能力与吃苦耐劳的精神。②打造化学趣味社团。鼓励学生积极参与学院化学相关的趣味社团活动,传授所学实验知识。化学趣味社团,不但可以做一些网红实验,比如大象的牙膏、魔法岩石花园等实验实践所学实验知识,而且可以利用这些网红实验对学生进行化学科普,激发学生学习化学的兴趣。③参与化学实验比赛。鼓励学生积极参与院、校、省以及部级各类化学实验相关比赛,积极参与各级创新创业大赛,以赛促学。在比赛中,巩固了课堂知识,提高了实验技能,也锻炼了他们的语言表达能力、组织协调能力,为后续课程的学习和科研训练打下坚实的基础。

3结束语

无机及分析化学实验是大一新生的第一门化学实验课,能否学好这门课程对后续课程的学习有一定的示范作用。通过以上几点措施对无机与分析化学实验教学质量体系进行改革初探,培养了学生的基本实验操作能力,巩固了学生的理论专业知识,为后续课程的学习和科研训练打下坚实的基础。与此同时,在今后的实验教学中,将不断探索教学新模式和新思路,完善具有应用型本科院校特色的实验教学质量体系,进一步提高学生的综合素质,培养学生的社会主义核心价值观,使学生成为一名优秀的社会主义接班人。

作者:游名花 陈红 林梅金 方昕 单位:福建工程学院材料科学与工程学院 福州大学至诚学院 福州大学化学学院