時間:2023-03-20 16:19:41
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇化學實驗課論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
衛校化學實驗教學的理性思考
化學實驗是化學教學的重要內容,也是獲得化學知識、培養綜合能力、形成理性思維的有效方法和手段?;瘜W實驗離不開觀察、分析、歸納問題的方法,對于化學的認識有一個從感性認識到理性認識的升華過程。由于衛生學校的生源是初中畢業生,學生年齡偏小,理解能力差,基礎薄弱,知識結構不全等,使學生感到化學難學,認為學化學沒用,對化學失去興趣而不愿學化學。本文對化學實驗教學提出了自己的一些建設性意見。
1.深化、拓展實驗教學內容
實驗教學內容重視學科效應,存在一定程度上脫離實際生活與社會的需要,造成學生對化學既無興趣又不重視。為適應學生可能遇到的各種實際生活及專業需要,解決社會實際問題,應以化學實驗為起點,深化、拓展實驗教學內容,緊密聯系學生生活和醫學知識,讓學生用化學的視角去觀察生活、生產和社會中各類化學問題,使學生進入一個嶄新的知識層面。
2.強調實驗的整體性、系統性和綜合性
實驗內容的安排顧及不到實驗技能的系統性,實驗順序常有難易顛倒的現象。實驗教學進度機械與理論課相對應,偏重于化學課自身的系統和完整性,忽視了實驗課自身的獨立性、系統性和整體性,結果造成了各個實驗彼此孤立,缺乏內在聯系。
3.強化基本操作訓練,重視實驗能力的培養
現有教學在編排上總是把基本操作安排在實驗部分的開始,以為這樣就可以訓練好學生的基本操作。實際上技能的形成是以練習為基本途徑,通過多次訓練才能被掌握。而且大多數實驗都是在試管中進行,造成了學生簡單動作的重復。從實驗的綜合狀況看,演示的實驗多,但效果差;學生實驗少,動手能力差;驗證性實驗偏多,設計性和其他類型實驗偏少;化學實驗側重于操作訓練,在實驗中,觀察能力和思維能力的培養是個薄弱環節,對化學實驗能力的培養稍顯不足。
4.改革實驗教學模式
實驗教學主要采用的是驗證式教學,這使學生不用思考、簡單模仿重復就可完成實驗,實驗結束時甚至連起碼的實驗原理都不知道。傳統教學養成學生只會通過書本學習知識,使他們不懂得何謂觀察,何謂思考;而且導致學生厭惡對事實觀察,寧肯相信書本上看到的東西,也不相信自己親眼目睹的事實,忽視對化學實驗經驗的積累。這種傳統的實驗教學使得學生缺乏對實驗的理性思考和創新,缺乏對實驗能力、科學態度和科學方法的培養。
5.重視學生掌握科學的學習方法
正確的學習方法是學生學好功課、發展才智的重要條件。目前教學中缺乏學習方法的教育普遍存在,對學生是否掌握科學的學習方法沒有給予足夠的重視。學生本身年齡小、學習方法不當,近年來又由于擴招使得生源質量下降,造成教學效果停滯不前,學生學到的東西不能靈活地應用到新的問題情境中,只會生搬硬套,應用知識解決實際問題的能力低下。由課本學習走向社會學習,創新教育成為紙上談兵。
6.重視辯證思維能力的培養
化學實驗不僅要提高學習興趣,培養學生實事求是科學態度,更重要的是它在培養思維能力方面有著不可替代的作用。在實驗教學中,對于物質的結構、化學反應過程和現象,學生總是用感性認識替代辯證思維。如稀H2SO4與Cu的反應時加熱與不加熱的問題,化學平衡時反應仍然在“動”的問題、酸堿中和反應生成的鹽類水解為何不呈中性的問題……教師應該用辯證的思維指導學生學習,讓學生的辯證思維能力得到應有的培養和發展。
7.健全實驗考核制度
實驗教學評價在教學中起了反饋作用。一方面,決定教師采用何種教學方法;另一方面,它還影響學生的學習態度和學習動機。目前的實驗評價就是看學生實驗做沒做,實驗報告寫沒寫,實驗結果對不對,然后把它作為平時成績的一部分。不健全的實驗考核制度造成學生做實驗流于形式,做不做實驗無所謂,以至于學校、教師、學生都不愿投入時間、精力、資源進行化學實驗的教與學,而寧愿畫實驗、講實驗,化學實驗教學幾乎喪失了它的教學價值。
教學改革實施
1.加強教法和學法的有機結合
教學是一門綜合性很強的培養人的藝術活動,是“教”和“學”的有機統一體。在教學中不僅要重視“教”,更應重視“學”。以往的化學教學,師生雙方都出了偏差。比如,學法上學生更多地注重機械記憶而非理解知識的意義和內在聯系;教法上,教師更多強調的是具體知識點的學習和應用,缺少對知識的系統整理。重教師輕學生、重知識輕能力、重教法輕學法的教學,使得知識的學習效率很低。隨著時展,知識不斷更新,讓學生裝滿知識走出校門,遠不如培養他們掌握如何尋找知識和運用知識更重要。古人云,供人以魚,只解一餐;授以漁,終生受用。重視教法改進的同時也要加強學法的指導,只有將二者有機地結合起來,教學改革才能收到事半功倍的效果。
2.加速教材改革建設
沒有好的教材不會有好的教學。教材是教師組織和實施教學活動的重要媒體和理論依據,是教學目標得以實現的有力保障。化學實驗作為重要的化學教學內容,應根據學科的特點、醫學職業教育的專業(藥劑、護理)特色、學生的認知水平(初中)、學生的實驗技能水平與發展要求,來精心編排和組織化學實驗,優化實驗內容和結構,使化學實驗能夠體現專業特色,與學生生活和社會實際相聯系,演示實驗與分組實驗或師生協作實驗、驗證性與探究性或綜合性實驗有機結合,同時也增加實驗的趣味性,適合學生的認知能力水平與發展需求,成為融化學知識、科學思維、科學方法、實踐技能、創新能力等綜合培養與訓練為一體的新型課程體系?;瘜W實驗教學最重要的目標就是掌握化學知識和培養學生的學習能力,為學習后續課程掌握必要的知識及能力。因此,要加速實驗教材的改革建設,適當減少驗證性實驗,豐富實驗內容與類型,以醫學問題和實際生活問題的發現為線索,適當增加與醫學和生活聯系緊密的實驗內容,拉近醫學與化學、生活與化學的距離,讓學生真正感覺到學化學有用,因而化學有用要學。
3.搞好實驗考核
以能力為本位的中職教育改革方向,要求教學應該更關注如何利用學科優勢,促進學生綜合職業能力和發展能力的形成。實驗評價也必須遵循現代教育理念,以全方面最大可能地促進學生的發展、力求幫助發現選擇和形成一切有可能的、適合學生的有效教育方式為目的,建立新型的實驗評價體系,對學生的學習成效做出有效的評價。
實驗作為化學課的一部分,不單獨考試。實驗成績以學生實驗報告為基礎,記入平時成績中。所占比例較低。因此學生上實驗課但不動手,做實驗但不思考,只看不做、只做不思、實驗報告抄襲現象嚴重。為了推動實驗教學的改革和實驗能力的全面培養,需要改進和加強實驗考核工作。實驗考核不應只局限于操作技能或實驗結果,要擴大考核范圍,改進考核方法及標準,在此基礎上全面地做出教學評價。
4.加強化學實驗教學與醫學專業課程教學的相互聯系
化學教學要為醫學類學生學習醫學專業課程服務,但化學教師缺乏對醫學臨床知識的了解,應加強與醫學專業課程任課教師交流反饋相關信息,了解今后學生在學習醫學專業課程中會遇到哪些與化學相關的內容,學生學習化學后能否適應醫學專業課程教學的要求,以進一步對化學實驗教學進行指導,提高化學實驗教學的針對性和實用性。
5.重視對教師的繼續教育
關鍵詞: 有機化學實驗教學 教學改革 探索
有機化學是高?;瘜W、化學教育,以及應用化學、高分子、環境工程等化學相關專業的必修基礎課,有機化學實驗作為對理論課的補充,是學生通過實踐掌握理論知識的體驗過程,也是培養學生掌握基本實驗原理和實驗技能的操作過程。在化學專業的教學體系中,有機化學實驗課與有機化學理論課一樣,在整個化學教學中占據十分重要的位置。
作為皖西南地區唯一的本科師范院校,安慶師范學院高度重視實驗課程的建設,對實驗教學進行了多方面的改革。依據我校的科研條件,對沿用的實驗教材進行重新編寫[1];開設綜合性的實驗,讓學生在教師的指導下獨立設計實驗,培養學生的獨立思考能力;每年在學生中開展“實驗操作技能大賽”等活動,培養學生的綜合能力。通過一系列的實驗課教學改革,學生的實踐創新能力得到了提高,由學生自主設計的科研項目多次在國家“挑戰杯”設計大賽中獲獎。本文從實驗教學與考核的角度,對基礎有機化學實驗教學改革進行探討。
一、重視傳統教學經驗
1.規范“三個”報告
學生的實驗能力往往是在實驗操作、回答思考題與完成報告等過程中培養出來的。一次系統的有機實驗由三部分組成:實驗預習報告、實驗數據記錄報告和實驗報告。實驗預習報告可以檢驗學生的預習效果,幫助學生對實驗操作事先有一個清晰的整體把握;實驗過程強調學生動手操作的能力,注重要求學生養成科學嚴謹的態度,依據不同的實驗條件,記錄觀察到的實驗現象,設計實驗數據表格,規范條理的記錄數據,同時學生對所記錄的感性層面的現象和數據進行理論思考與解釋,以便在實驗報告中得出結論。實驗報告是對整個有機化學實驗的最終檢驗,包括實驗目的和原理、實驗步驟、實驗現象、結果分析和結論,而學生在撰寫實驗報告時,必須字體工整,表達清楚,準確地闡述實驗的原理、實驗裝置示意圖、步驟、現象等實驗過程并總結陳詞。
2.規范學生實驗操作
我校有機化學實驗課程的開設是從性質實驗過渡到合成實驗和設計型實驗。學生從驗證實驗現象開始,相互之間比較實驗操作對實驗現象的影響,培養實驗中規范操作的意識;進而通過開設一系列對于粗產物分離和提純的操作性實驗,強化學生處理反應產物的能力;順利過渡到合成實驗后,教師發揮主導作用,就實驗所需的合成條件,在學生深刻認識實驗原理,以及粗產物除雜過程的基礎上,指導學生舉一反三,最終學會選擇正確的實驗儀器,設計合理的實驗裝置,完成設計型實驗。
3.重視思考題和結果分析
教師以實驗為基礎,聯系實驗原理提出思考題,引起學生對實驗的好奇心,提高學生觀察實驗現象和動腦思考的主動性。只有認真完成實驗并加以理論分析,學生才能夠很好地回答教師提出的思考題?;卮鹚伎碱}是對整個實驗的再思考與提高[2],在實驗中,教師圍繞每個實驗提出深刻的思考題,不但可以促進學生深入思考與學習,而且可以使學生較好地鍛煉理性思維能力,從而達到較好的實驗效果,提高教學質量。
二、有機化學實驗教學改革的探索
1.學生實驗與教師科研相結合
我校根據教師的一些科研課題開設開放性實驗,學生自主報名,利用課余和暑假的時間參與實驗研究,查閱文獻,學習反應機理,進一步提出設想,在教師幫助下優化反應條件,并動手實驗。參與這些實驗的學生多數以這部分工作為起點開始自己畢業論文的撰寫,并且為考研面試中的實驗操作部分打下基礎,更有提出一些較好設想并努力進行實驗的學生憑借實驗成果參加“挑戰杯”大學生課外學術科技創作競賽,其中《基于Ni(dmit)2分子自旋梯材料的制備和構效關系研究》獲2009年全國三等獎。
2.開展有機化學實驗的“雙語教學”
應對我校化學化工學院的大多數畢業生都選擇進一步深造的現狀,考慮到提高學生的科研能力,幫助學生順利通過考研面試,選擇性地開展有機化學實驗的“雙語教學”[3]是必要的。對于同一個實驗,同時開設中文和英文兩組實驗,讓學生依據個人對英語的駕馭能力進行選擇。實驗完成后,實驗報告必須用英文書寫,這對學生以后撰寫科技論文大有益處。對于學生來說有機化學實驗英語教學是一個難得的系統學習運用專業詞匯的機會,對以后工作、科學研究及進行學術交流非常重要。在雙語教學過程中,為提高學生的英文寫作水平,指導學生查閱與實驗相關的科技文獻,學習英文科技論文的寫作方法,如何采取恰當的教學措施,達到既能幫助學生既掌握專業基礎知識與專業詞匯,又能掌握有機化學實驗的技能操作的雙重效果,還需要進一步探討。
3.有機實驗的微型化和綠色化
有機化學實驗課程作為對理論課的重要補充,開設的課時量為108學時。實驗中所使用藥品大多數具有毒性和易燃性,實驗流程也需要較長的時間,并且由于教育擴招,學生多,班級多,而實驗室的資源有限,如何降低實驗試劑的用量,節省實驗時間,降低污染成為實驗室需要解決的難題。
微型實驗是近年來國內外迅速發展的一種實驗方法和技術[4],它具有節能、安全、減少污染、實驗迅速等優點,并且實驗的微型化不影響實驗現象的觀察,還可以減少實驗三廢,對保證學生和教師的安全,提高經濟效益和環保效益有實際意義。
近年來,超聲波、微波、光、電及生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)、綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)在有機合成中的應用得到了空前的發展,并形成了一系列先進實驗技術[5]-[6],利用這些技術手段對于加快反應速度、提高產率、減少能耗、減小污染起到了意想不到的作用。比如在微波合成β-萘甲醚實驗中,利用微波加熱的方式取代傳統加熱,提高了反應速率,節省了不少時間。
三、建立新實驗考核體系
實驗課成績評定是檢查教學效果和激勵學生認真完成實驗教學內容的重要環節[7]-[8]。嚴格的考核是正確引導和激勵學生的積極性,監督和檢查學生學習效果及應用能力,提高實驗教學質量的有效手段。
我校的實驗課程考核包括平時考核、操作考查和期末實驗理論考試,平時考核是指對學生的“三個”報告的撰寫情況和平時表現進行打分,教師通過整個學期對學生實驗過程的觀察,對學生的真實水平有清楚的了解,根據學生的實驗能力、思維能力、團隊合作能力等多方面進行考核,這一部分占實驗總成績的30%;操作考查主要是就選定的設計型實驗對學生搭建儀器裝置和實驗基本操作的動手能力,對實驗原理、實驗現象、實驗過程中出現的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,根據學生的操作與回答情況進行打分,這一部分占實驗總成績的30%。實驗理論是基礎有機化學實驗課程必須掌握的一項重要內容,實驗理論考試可促進學生在掌握具體的操作上更進一步理解各種操作的理論背景知識。實驗理論考試主要對學生進行有關實驗的理論知識、基本操作、實驗現象、實驗數據處理等方面的書面考試,實驗理論考試成績是學生實驗成績的重要組成部分,這一部分占實驗總成績的40%。
這種實驗考核方式既考查了學生知識掌握的情況,又考查了學生的操作能力,還體現了成績的真實性和公平性。
四、結語
我們對有機化學實驗教學的改革,優化了實驗教學體系,強化了實驗教學環節。學生的實驗技能訓練和實際動手能力得到了有效加強,激發了學生的學習積極性,培養了科研創新精神,不少學生發表了質量較高的學術論文。學生的綜合素質得到了有效提升,考上研究生的人數逐年上升,占畢業生總數的50%左右。他們基礎扎實、動手能力強、敢于實踐創新,受到了用人單位普遍歡迎,經過兩三年實踐就能成為所在單位的教學科研骨干。有機實驗教學改革也大大促進了教師提高自身素質和業務水平的積極性,形成了教師與學生教學相長的良性互動。
參考文獻:
[1]王倫,方賓主編.化學實驗[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]陳海燕,林翠梧,段文貴,蔣林斌,賴剛.基礎有機化學實驗教學改革初探[J].2009,(7):100-101.
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[4]錢貴晴.微型化學實驗與創新教育[J].化學通報,1999,(5):2-6.
[5]孫爾康,高衛,張劍榮等.提高環境保護意識,建立綠色化學實驗室[J].實驗技術與管理,2007,24(11):10,34.
[6]高成莊,申國玉.高校綠色化學實驗教學初探[J].教育與職業,2007,(21):159-160.
[關鍵詞] 有機化學實驗 教學改革 創新人才培養
實驗教學是高等院校教學活動的重要組成部分,也是提高教學質量的關鍵環節之一。有機化學實驗作為一門基礎實驗課,是化學、化工、材料、環境科學、選礦及冶金等學科學生必修的主干課程之一。通過實驗課的教學,在幫助學生理解和驗證有機化學理論知識的同時,還培養學生觀察記錄實驗現象,分析實驗結果,討論實驗中出現的問題,培養學生科研能力等作用,同時有助于培養學生嚴謹的思維與推理能力,實事求是的鉆研精神,而這些固然是創新人才不可或缺的品質。
一、課程特點
有機化學實驗課有其自己的特點:(1)裝置復雜,有機實驗過程中的儀器很普通,主要是一些玻璃儀器,但是涉及的品種較多,且可以組裝成很多種不同功能的裝置;(2)數據處理簡單,實驗中產生的數據比較少,通常只是分子量的應用以及產率的計算,學生通常會認為太過簡單而缺乏重視;(3)實驗周期長,大部分有機化學實驗反應速率慢,實驗耗時長,而且副反應多,其結果產率很低或者根本沒有目標產物合成;(4)毒性及污染性大,在實驗過程中,難免會用到易揮發、有毒有害、有氣味的有機試劑,如果實驗室通風排氣狀況一般的話,造成有機化學實驗室氣味較大,環境較差。
二、改革方法
基于有機化學實驗課程的特點,也為了適應當代大學生的創新與實用的需求,擬進行有機化學實驗教學改革與創新,以提高實驗教學質量與學生的綜合素質。
1.構建教學體系
(1)開設仿真模擬實驗課。充分利用現代化的教學設施和手段,開設模擬仿真實驗課。在學生動手做實驗之前,先進入仿真實驗室,通過仿真模擬課件了解課程的要求,學習有機化學實驗室的安全、消防和醫療知識、認識各種玻璃儀器,并且熟悉各種基本操作如蒸餾、分餾、重結晶、測定熔點等具體的操作流程,也可自主控制進行仿真模擬實驗,反復練習,使學生在真正進入實驗室時,不覺得陌生,為隨后實驗室的實驗課做好了準備。
(2)開展半微量合成實驗。有機化學實驗的目的,是使學生驗證理論、看到結果、學會操作過程、掌握實驗技能,從自己合成產品的過程里找到實驗的樂趣。所以對合成實驗中產品的產量不過分的要求。兼顧基礎實驗課階段學生的實驗技術水平和環保的理念,開展半微量合成實驗,減少實驗中各種試劑的用量,既減少了污染和浪費,降低了成本,也縮短了反應時間,節省了教學學時,提高了實驗教學的效益。
2.強化實驗操作
(1)豐富基本操作。在基本技能的訓練課中,增加了具體的內容和難度。如在熔點的測定實驗課里,除通過測純樣品的熔點來學習毛細管法測定熔點的操作外,又要求測定后面實驗課中用到的原料或制備出的產品的熔點,既鞏固了測定熔點的基本操作,又使課程前后呼應。又如分餾操作的訓練,是在環已烯的制備和乙酰苯胺的制備中有針對性地學習的,既達到了學習和鞏固分餾操作的目的,又使學生懂得如何實際應用分餾操作,同時又合成出相應產品,增加了課程難度,節省了學時,提高了實驗課程的教學效益。
(2)壓縮驗證實驗。減少性質驗證實驗的學時,將一些性質實驗滲透到各單元合成實驗中,如環已烯、乙酰苯胺的制備實驗里,增加了對官能團的檢驗內容。在綜合性實驗階段,增加了產品的結構與純度的分析和檢驗的內容,如在乙酰乙酸乙酯的合成及應用實驗中,對乙酰乙酸乙酯的性質和結構進行分析等,讓學生結合具體實際問題,使用氣相色譜、紅外光譜等大型分析儀器,有相當的難度和復雜性,對提高學生綜合實驗能力有很大幫助,為后續的課程和畢業論文階段奠定了良好的基礎。
(3)開展設計實驗。在實驗課程的后期,開展設計實驗課,學生在教師提供的若干題目中選擇自己感的題目或自己擬訂題目,自己查閱文獻資料、設計方案、提出計劃,在指定時間里完成。充分發揮學生的自主性,促使學生將所學的前后課程進行綜合應用,訓練學生的系統實驗能力和初步的科研能力。在基礎實驗課教學的過程中,實現知識、能力的協調發展,努力培養高素質人才。
(4)創新人才培養。近年來,實驗室全面開放已成為學校教學、科研追求高水平的重要標志。開放實驗室不僅是指儀器設備與時間概念上的開放,更是指實驗課程、實驗項目、研究課題的開放。對三年級的本科生,以實驗小組的形式,在教師的指導下進行了綜合性、設計性實驗,這為學生開展課外科技活動提供了良好的環境,同時也使他們較早地進入科研工作,萌生創新意識,并利用課余時間,多次參加陜西省大學生化學實驗競賽,并取得良好成績。對四年級的本科生,在儀器、設備、實驗時間、研究課題方面實行開放。使他們及早地參與到教師的科研活動中,克服了以往做畢業論文時間短、參與的深度與廣度不足等缺點。有的學生還參與了全國大學生創新實驗基金項目,在課題組老師的指導培養下,完成全部的研究內容,不僅鍛煉了自己的動手操作能力,更加開闊了思路,對科研有了更深入的理解與實踐。有關開放實驗室在創新人才培養中發揮的作用,我們還在進一步的總結與研究之中。
3.增加考核單元
在過去有機實驗不單獨考試,而是合并到期末理論課考試中,這使得學生從心里不重視實驗操作等基本技能的培養,導致后續綜合實驗動手能力差,有的學生甚至不知道分餾裝置怎么組裝。為了改變學生思想上應付實驗的情況,我們增加了有機實驗考核環節,采用實際操作考核與筆試相結合,在實際操作的考核中,教師設定多個多步合成實驗考試內容,由學生自己選擇某一考試內容,并在規定的考核時間內完成考試的合成內容。學生可以通過查閱教材及有關的參考資料來完成考核內容。教師發給學生固定數量的某一初始原料,記錄合成的中間體與最終合成產物的相關數據,檢驗產品的產量、純度。教師在評定學生成績時,采取平時成績加期末筆試與操作成績,多方面綜合評定實驗課成績。有助于學生將所學的實驗技能、操作水平、課程理論與實踐相結臺起來,提高綜合素質,成為創新性人才。
三、結語
本實驗室為陜西省實驗教學示范中心,不僅僅面向全校學生公共課教學與實驗,更承擔了應用化學專業的本科生培養以及一級碩士學位點,而有機化學實驗在化學實驗中又占據了顯著的位置。實行實驗教學改革僅短短幾年,已經體現出了很大的成績,不僅使非應用化學專業的學生的見識與動手能力明顯提高,尤其是對于應用化學專業的本科生來說,在后續的化學綜合實驗中表現出很大的提高,從面對有機化學儀器的恐懼與盲目,到得心應手的組裝儀器,嫻熟操作,可謂效果非常明顯。然而,教學改革是持續的過程,要不斷適應新的形勢,新的教學模式要不斷地完善和優化。在可持續性發展的大方針下,實現有機化學實驗的綠色化,清潔化,提高原子利用率,還有待于進一步的探索和研究。
參考文獻:
[1]蘭州大學,復旦大學.有機化學實驗[M].北京:高等教育出版社,1994.
[2]朱紅,朱英.綜合性與設計性化學實驗[M].徐州:中國礦業大學出版社,2002.
論文關鍵詞:生物化學,實驗教學改革,藥學專業
生物化學與分子生物學是在分子水平上闡明生命現象的科學,是醫學專業重要的基礎課,它的理論和技術已經滲透到醫學各個學科,對醫學的發展起著促進作用,成為生命科學的共同語言和前沿學科,特別是近年來,隨著生物化學與分子生物學的迅速發展促進了人們對許多疾病如惡性腫瘤、心血管疾病、神經系統疾病、免疫系統疾病等重大疾病的認識,極大推動了藥學的發展。但生物化學是一門以實驗為基礎的學科,沒有實驗,就沒有今天生物化學領域豐碩的理論成果,因此實驗課是生物化學教學的重要內容。藥學專業生物化學實驗教學的目的,一是學生全面了解和掌握生物化學理論;二是了解和掌握生物化學實驗技能;三是培訓學生分析問題、解決問題的能力及生物化學理論和技術在藥學研究中的應用。藥學專業在我校是一個新專業,傳統的生物化學實驗教學已不能滿足專業需要,為此本教研室從2006級的實驗教學進行改革并取得學生和藥學院教師好評。本文就實驗教學存在問題及實驗內容、授課形式與教學手段、考核方式與評價體改革進行探討如下。
1.存在問題
藥學專業是我校一個新專業,生物化學教材由臨床專業更新為藥學專用教材、培養學生創新能力的需求及學生考研和就業的需要,我?,F行藥學生物化學實驗教學表現出一定的滯后效應,主要表現在:
1)缺乏適應藥學專業生物化學實驗內容,導致一些學生學習盲目無積極性,甚至到了工作崗位上基本實驗技能還需從頭學起。
2)忽視了學生綜合創新能力的培養,實驗內容主要以驗證知識、培養臨床生化實驗技能為主。
3)生物化學實驗課程缺乏整體性、系統性、連續性,導致學生上完實驗課影象不深。
4)忽視學生主觀能動性培養,以教師講授為主。
5)缺乏完善的實驗成績評價體系,無法公正客觀地評價學生的實驗綜合素質和創新能力,不能有效地調動學生參與實驗的積極性。
為了培養合格的藥學專業人才我校生物化學實驗教學改革迫在眉睫!
2.改革內容
2.1實驗教程
藥學專業生物化學教材更新后及時更改教學大綱,根據藥學專業生物化教學大綱并結合生物化學與分子生物學教研室具體情況,首先組織年輕優秀的教師完成了實驗教程編寫,實驗教程主要包括常用生物化學實驗技術和原理、學生實驗內容、常用試劑配制三部分。實驗內容以藥學生化四大基本技術(電泳、層析、分光光度法和離心)為主心,選擇與藥學相關的實驗內容。其次把生物化學實驗分成容劃分為“基礎基礎實驗”、“提高性實驗”、“研究和綜合性實驗”三大模塊,用實驗方法將三大模塊聯系起來?;A實驗主要有考馬斯亮藍蛋白定量、酶學實驗;提高性實驗主要有血清SDS-PAGE電泳、血清蛋白質醋酸纖維素薄膜電泳、蘋果Vc含量、轉氨基作用、血清淀粉酶的測定測定;綜合性和設計性實驗主要有細胞色素C的制備及測定、血液DNA提取及HbβPCR擴增、大蒜SOD提取及活性測定、血漿γ球蛋白分離純化。實驗教程更新使實驗內容更加貼近藥學專業并根據實際情況可以從三大模塊選擇實驗內容完成實驗教學;又增強學生了對實驗課的學習興趣,活躍了思維,充分調動了學生參加實驗課的自覺性和實驗操作的主觀能動性,更重要讓學生知道生物化學是藥學重要的基礎課,從心里重視生物化學理論課和實驗課學習。
2.2教學手段
改變傳統上的實驗課是以教師為中心,學生遵照實驗指導,按部就班地依照實驗步驟去完成實驗教學。教學手段改進不僅讓學生自己獲取實驗材料、自主配制實驗試劑等操作技能的多練習,而且通過提供或要求查閱方法,進行試驗細節的論證和討論,請準備好的學生走上講臺,向大家介紹與實驗內容相關的知識和注意事項等,讓學生親身感受實驗的每一個步驟,培養動手操作和科學研究與思維能力,提高實驗的教育效率。如設計實--驗血漿γ球蛋白分離純化,首先提前將實驗內容布置給學生,學生通過網絡或圖書館查閱不同的實驗方法,并理解實驗原理,試驗所需器材;其次實驗課上要求以小組為單位,進行交流,比較不同實驗方法有缺點,最終確定兩種實驗方案,小組分工配制所需試劑;第三如實驗課時不足則以開放實驗室的方式滿足學生完成實驗內容。同時盡可能將多媒體技術應用的實驗課中,充分調動學生學習研究的興趣,使學生積極主動地參與教學。從而提高教學效果和教學質量。通過學生觀看藥學方面的實驗技術最新進展,提高學生學習興趣。
2.3實驗考核
生物化學實驗技能考核及評分標準的探討也是教學中的一個永恒主題,實驗報告是學生對實驗的真實記錄,要求學生形成獨立完成實驗報告的習慣,改變僅靠試驗報告一稿和教師試驗觀察定成績的傳統模式;而是細化量化實驗中的每一個操作步驟,充分體現學生的實驗態度、實驗設計、實驗能力、實驗意識、實驗結果和實驗分析,還要體現分組試驗中學生個體在試驗中的貢獻差異、學生語言表達能力與綜合素質等??己酥笜艘惨m宜統計分析,能夠克服人的主觀因素的影響,便于準確判定學生在操作中的薄弱環節,并且成為未來改進教學和實驗設置的重要科學資料。
為了給學生一個客觀的實驗分數,我們采用20人一個實驗室,兩人以小組,從進實驗室到完成整個實驗學生的每個細節都在考核之內,如實驗原理、實驗步驟熟悉程度、試劑擺放、儀器使用規范程度、實驗結果準確程度、值日情況、實驗報告完成情況。加上實驗課結束時實驗課教師組織同學民主評定每個同學實驗課綜合成績,為該生最終成績。
總之,針對我校藥學專業學生的培養目標,通過實驗教學中三方面的改進,一方面使實驗內容更加符合藥學專業需求,提高學生對生化實驗的興趣,鍛煉了學生的實驗技能;另一方面,使學生將實驗與理論專業更好地結合在一起,做到了從理論到實踐再到理論的良性循環,為其他藥學專業課打下了良好的基礎。
參考文獻
1 張俊杰 賈長虹 張會宜 生物化學實驗教學模式的探索 [ J ] 河北理工大學學報(社會科學版) , 2009, 3 (2) : 114 - 116
對于生物科學專業的學生來說,有機化學實驗主要是讓學生掌握最基本的操作,如重結晶、萃取等;簡單化合物的制取,如阿司匹林的制備等;最后是驗證一些常見化合物的性質,如生物堿、羧酸及其衍生物的化學性質等為主要內容,以上內容基本都是以教材里已被檢驗了的實驗部分為主,這對提升學生的綜合分析能力和創新能力都是不可取的。
2有機化學實驗的教學實踐內容改革的舉措
鑒于以上存在的問題我主要從授課方式、教學內容和實驗報告的撰寫等方面對有機化學實驗進行研究。
2.1授課方式的探索首先,在上課程之前,批改學生的預習報告,知道學生預習實驗的認真程度,老師在講課的時候可以進行補充,如果是學生預習知道的東西可以簡略的帶過,對學生沒有預習到的知識進行補充,并提出在實驗的時候可能出現的問題抽學生回答;也可以讓學生和教師相互交換角色,讓這“教師”講解該實驗,最后教師再針對該學生的不足加以點評。在此過程中教師要鼓勵學生積極發言、各抒己見,對有創意的學生要給予熱情、肯定和贊揚。這樣既激發了學生的學習積極性和對實驗課程的熱情,使學生做到上實驗課之前積極配合教師完成安排的工作。在每次課的結尾時,向學生宣布下一次實驗。其次,在實驗準備的全過程中讓全班學生分組參與,在教師引導下,學生可按照實驗要求來對實驗儀器的選擇和所用試劑的配制等。同時,給一個題目,讓學生自己去查找資料,進行實驗的設計,自己根據所找資料寫出實驗方案,實驗藥品,并在老師的指導下對實驗方案可行性的判斷,得到老師的批準后,讓學生自行實驗準備,這樣有助于提升學生對實驗設計、實驗操作技能以及對整個實驗內容的整體把握都是非常有效的。但是這對生物科學專業化學基礎知識較差的學生來說難度較大,對化學基礎知識較好的學生對實驗的積極性和創新能力都將得到很大的提高。對于大一的學生來說,主要是對基礎實驗技能的操作實踐和設計實驗原理的初步理解,比如熟悉提純的原理及操作、簡單的制備等,從而對化學實驗有了基本的認識,并能夠掌握比較基本的化學實驗理論,對學習以后的課程打下基礎。
2.2優化實驗教學內容因傳統教學主要是基礎實驗和驗證性質實驗,本文主要將基礎有機實驗與有機設計實驗以及綜合實驗融合在一起,以增強學生的創新能力,提高學生的學習興趣,培養學生的創新意識。首先,讓學生擁有扎實的基礎知識,開設大量的基本實驗來規范學生的操作技能,減少驗證性實驗的個數來為后續的實驗做鋪墊,比如重結晶的操作實驗,可以讓學生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等來鞏固此操作。其次,多開設與生物科學專業相關的綜合性實驗。因綜合性實驗難度比驗證性實驗要大,對學生來說具有挑戰性。比如從茶葉中提取咖啡因,可以有兩種方法,一種方法時間短,設備簡單,但是效果不好;另一種方法用索氏提取器做,所需時間久,裝置也比較麻煩,效果明顯。還有葡萄糖酸鈣制備、從槐花米中提取蘆丁等,這些實驗都與生物相關,能夠增強學生的興趣和提高學生的動手能力。
2.3實驗報告的撰寫實驗報告采用科技論文的格式,包括中英文摘要、引言、儀器與試劑、實驗方法、實驗結果與討論、結論、參考文獻等[4]。這樣寫的好處是有利于對學生以后的科研打下基礎,知道論文的寫法,也為寫畢業論文打下一定的基礎。
3實驗考核體系的完善
傳統的實驗考核體系是以實驗報告為主,不注重學生的具體操作過程,因為預習、操作、報告以及期末考查等貫穿實驗的整個過程。傳統的體系導致學生只注重實驗報告,不注重過程,而使很多基本的操作技能都出現錯誤。最終不能夠地對學生進行公平的評價、更不能夠激發學生的學習興趣,也不利于培養學生的創新意識及創新能力。實驗教學的特點是以學生為中心,使學生的主觀能動性得到充分地發揮,與此同時也要求教師一定要具備高度的責任意識,將不同教學項目的實驗設計其具有不同的功能,并實現各個教學環節上的松緊適度。此外,為提升實驗教學效果,教師應該在實驗課的不同環節,充分扮演自己的角色定位,在寬松、和諧的氛圍中有序、高效地進行實驗。通過對有機化學實驗的教學內容、教學方式和評價體系的進行改革,既調動了學生的學習積極性,增強了學生觀察、分析及解決問題的能力,又準確地考核了學生的綜合素質,收到了良好的教學效果。
4結論
(一)因教學方法過于單一導致學生學習興趣不高
傳統的化學教材老化、實驗內容陳舊,且主要為驗證、操作類的實驗,較為呆板,欠缺創新意識,有些內容幾乎不涉及當今化學學科的最新領域,導致學生對化學實驗不感興趣,在實驗中缺乏主動性、積極性,更有學生認為“化學實驗室氣味難聞、危險”。即使是愿意操作的學生,也是機械地搬照教材內容,缺乏創新性、主動性?;瘜W實驗在教學中往往以單純的講解和練習為主,旨在培養學生動手操作技能,經常是教師按照教材逐步講解實驗原理、操作、預期結果等,之后學生按照教師的講解及教材的步驟來做,不會主動思考問題,更不用說自己找尋解決問題的方法,創新能力無法得到提升。
(二)因儀器設備陳舊造成師生比不達標
教育部高等學?;瘜W教學指導委員會指導制定的“化學專業實驗教學基本內容”提出:為保證教學質量,基礎化學實驗中每個教師指導的學生不超過18人,儀器實驗中每位教師指導的學生不能超過12人,每位教師原則上不能同時指導2個以上的不同項目的實驗?,F實是化學專業的專兼職教師少,學生人數卻較多,實驗課師生比無法達到教育部的要求。
(三)化學課程體系和實驗內容設置的不合理
同類型實驗內容出現重復現象是由于課程體系的分割。實驗內容也是屬驗證性實驗,較多低水平的重復出現,造成各實驗課之間相互割裂,使實驗教學體系的系統性及完整性受到一定程度的影響。
二、化學實驗在教學的幾種解決方法
(一)改進實驗教學內容,培養學生的實踐實驗能力
伴隨著各學科間的相互滲透和交叉的增加,各種新興領域的相繼出現,綜合素質新型人才的需要,均在實驗內容的選擇上體現出來。除強化基本操作、技能訓練,還須引入綜合性、探究性、設計性的實驗,及化學實驗中的實驗項目,同時選擇一些與學生心理特點相符合,并與社會相適應的實驗內容,激發學生對化學實驗的興趣,提高學生與社會實踐相結合的能力。
(二)改革實驗課教學方法即提高實驗課的教學質量
在實驗課教學中,教師對基本操作需嚴格要求,并督促學生做到規范、冷靜、沉著且精益求精。在實驗方法上,教師要改變以往陳舊的教學模式,轉為引導學生進行研究、探索,鼓勵學生在實驗中與教師、同學一起進行探討。
(三)運用計算機輔助教學,提高化學實驗水平
計算機能使教學更加生動、形象,富有趣味性,不僅提高了學生學習化學的興趣,而且促進學生更好地掌握所學知識?;瘜W實驗中,有些實驗反應速度過快,學生很難看清現象;而有的實驗則反映過慢,對教學進度有影響;甚至有的實驗產生毒氣,或有危險,嚴重影響學生的實驗積極性。計算機卻能克服這些不足,能模擬真實的實驗,讓學生擺脫恐懼掌握知識。
(四)開放實驗室,引進先進儀器設備
創新能力是需要培養、鍛煉的,也是建立在熟練基本操作技能之上的,而這些離不開實驗室,應當想方設法安排專項資金購置化學實驗室先進的儀器,讓化學實驗教學在硬件上能得到改善,而實驗室的儀器設備只在集中上實驗課時才被利用。因此,我們應開放化學實驗室,創造學習環境和氛圍,吸引學生,鼓勵學生獨立實驗,激發學生產生對化學實驗的興趣,并能培養學生獨立實驗的能力。
(五)改進實驗成績考核評定
學生在化學實驗的教學中取得的合理實驗成績,是提高實驗教學質量的重要手段,以往的化學實驗教學中,實驗課成績并不占學分,也不獨立考核,特提出實驗教學也應設立相應的學分制,并以此提高該項在學生總成績中的權重,且應占總學分的一定比例,對化學實驗進行單獨考核,同時以技能訓練、方法訓練與科學思維研究為主要考核項目,其中以能力培養為核心,課內、課外實踐相結合,多項環節互相補充的體系,使學生對實驗課產生重視。實驗的總成績分為:平時成績(占40%)、綜合實驗和設計實驗成績(包括實驗預習、操作、實驗報告等方面的內容占60%)。通過這幾個方面的考核,能反映出學生實驗當中的真實水平,并且能有效地提高學生的各項綜合能力。
三、結語
綜合設計性實驗基礎化學實驗教學模式實施方案綜合素質《基礎化學實驗》是高等農業院校所開設的一門公共化學實驗課,它涉及有農學、園藝、植保、動科、林學、食科、資環等20多個專業,它和《基礎有機化學》《無機及分析化學》等一起構成了高等農林院?;瘜W基礎課系列教材,也是大學一年級的必修課程?;A化學實驗課教學的目的,一方面使學生加深理解理論知識,另一方有利于培養學生的操作技能,進一步提高學生分析問題和解決問題的能力,啟蒙學生的綜合實踐能力和開拓創新的意識。但是,傳統的實驗教學內容陳舊,驗證性實驗較多,綜合設計性實驗少,而且教學模式單一,往往把綜合設計性實驗也當作驗證性實驗一樣,照本宣科,學生照著課本一步一步地做,因此,造成了學生的實驗積極性、主動性不高,實驗組織能力低下,分析和解決問題的能力不足,實驗操作技能欠缺。
早在2004年,教育部在《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中提出“要增加綜合性與創新性實驗,提供豐富的教學參考資料,積極推進討論式教學、案例教學等教學方法和合作式學習方式,引導大學生了解多種學術觀點并開展討論,追蹤本學科領域最新進展,提高自主學習和獨立研究的能力。要讓大學生通過參與教師科學研究項目或自主確定選題開展研究等多種形式,進行初步的探索性研究工作?!睘榱诉m應新時代的要求,全面提高學生的綜合素質,我們對《基礎化學實驗》的教學內容進行了改革,增加了一些綜合設計性實驗的比重,并對這些實驗的教學模式進行了改革與實踐,得到了學生們的積極響應,取得了滿意的結果。
一、《基礎化學實驗》中綜合設計性實驗的教學模式
基礎化學實驗室是我校省級化學實驗教學中心的重要組成部分,擔負著全校32個本科專業,120多個教學班的基礎化學實驗的教學任務,擁有高標準、現代化實驗室13個(其中多媒體實驗室12個)、演播室2個、儀器室4個、電子天枰室2個、準備室5個、純水制備室1個,每年完成教學工作量37萬人時數。實驗室建立以來,學校投入了大量經費,裝備了全新的儀器設備和多媒體互動教學設備,為開設綜合設計性實驗創造了良好的條件,累計開出綜合設計實驗12個。
現以“實驗室含鉻廢液的處理及Cr(Ⅵ)含量的測定”為例予以詳細說明。一般來說,化學實驗室的含鉻廢液主要是由鉻酸洗液、重鉻酸鉀滴定分析實驗、氧化還原反應實驗、驗證實驗等產生,其中,主要含有Cr3+、Fe3+和Cr2O72-等。國家對各類水中鉻的含量做了明確規定:飲用水中Cr(Ⅵ)含量不得超過0.05mg?L-1,地表水中Cr(Ⅵ)含量不能超過0.1 mg?L-1,工業污染水中Cr(Ⅵ)和總鉻的最高允許排放量分別為0.5 mg?L-1、1.5 mg?L-1,超過該值則必須處理。目前處理高濃度含鉻廢液的方法主要是還原-沉淀法。其基本原理是:在酸性條件下,向含鉻廢液中加入還原劑,然后再加入堿性的物質,使Cr3+生成Cr(OH)3沉淀,過濾出去。此法是具有成本低、處理效果好、操作簡便等優點,得到的Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀可用于生產微晶玻璃,Cr(OH)3可用來回收金屬鉻或配成鍍件用的拋光膏,因此該法得到廣泛應用。除還原-沉淀法以外,處理方法還有:鋇鹽沉淀法、鐵氧體法、陰離子交換樹脂法、生物治理法、黃原酸酯法、光催化法等方法。處理后的溶液可用分光光度法測定Cr(Ⅵ)含量。用原子吸收法測總鉻的含量。對于還原-沉淀法,此實驗涉及到廢液的pH測定、Cr(Ⅵ)的測定、還原劑種類的選擇、還原劑的理論用量、堿的選擇、堿的用量及加入方式、分光光度計及原子吸收分光光度計的使用、實驗結果的判定等。這些環節由學生自行設計并組織實施,自行分析實驗結果并得出結論;教師引導學生實驗設計方向,指導實驗操作,幫助解決實驗過程中遇到的問題,啟發學生的思維等這種“以學生為主,教師為輔”的教學模式,這種模式適用于綜合設計性實驗的教學。
二、《基礎化學的實驗》中綜合設計性實驗教學的探索與實踐
《基礎化學的實驗》中綜合設計性實驗,內容豐富,涉及到多個領域。因此,學生要完成實驗所需時間較長,且教師的工作量較大,但如果能夠認真對待,按照要求完成實驗,學生的綜合能力將得到很大的提高。
(一)實驗題目的確定
首先,教師給出綜合設計性實驗的題目,學生自由組合或由教師指定2~4人一組,根據實驗要求查閱相關資料,選擇和確定實驗材料,并以組為單位、以書面形式上交實驗設計方案。方案有:還原-沉淀法、鋇鹽沉淀法、陰離子交換樹脂法等;在選擇還原劑方面有:Fe粉、Na2SO3、NaHSO3、FeSO4;在堿選擇上有:生石灰、NaOH等;也有提出了一些意想不到的方法等,可謂百花齊放,百家爭鳴。也進一步證明了學生查閱了大量的文獻資料。
(二)實驗設計方案的確定
指導教師對學生上交的實驗設計方案進行審閱,給出合理化建議并反饋給學生,學生對方案商議、修改后再上交指導教師,敲定最后的方案。
(三)實驗設計方案的準備
依據敲定的實驗設計方案,實驗指導教師和實驗技術人員把方案中所涉及的實驗用品、儀器和試劑等,逐一配齊。
(四)實驗設計方案的實施
實驗指導教師在上實驗課時,組織學生以組為單位,每組大約5分鐘,介紹本組的實驗設計方案,給大家互相學習的機會,然后學生以組為單位進行實驗,教師指導和監督實驗整個過程。
(五)實驗總結并撰寫論文
實驗結束以后,學生要整理實驗數據,并在一周內以課程論文的形式寫出實驗總結。
三、結論
多年來,基礎化學實驗以驗證實驗居多,到后來,逐漸增加綜合設計性實驗的比重,再到真正以學生為主、教師為輔的綜合設計性實驗教學模式,極大激發了學生的學習興趣,由被動實驗到主動實驗,最后積極投入到實驗中,不但鞏固了理論知識,而且還提高了學生運用所學知識,分析問題和解決問題的能力,以及在創新能力、動手能力、團結協作的意識等方面都得到了鍛煉和提高,為他們以后在專業課上的學習與實踐打下了堅實的基礎,這也完全符合我國高等教育對人才培養的要求。
參考文獻: