淺談工科無機化學(xué)實驗課程教學(xué)
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摘要：結(jié)合本人教學(xué)實踐和針對無機化學(xué)實驗課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題及無機化學(xué)實驗本身的課程特點，文章設(shè)計了無機化學(xué)實驗的課程教學(xué)模式，包括三個方面:重視和解決不同地區(qū)學(xué)生的基礎(chǔ)差異、注重實驗方案的優(yōu)化創(chuàng)新和完善實驗教學(xué)評價體系。
關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)差異；實驗方案；評價體系；無機化學(xué)
無機化學(xué)實驗是大一新生進(jìn)入大學(xué)階段初次接觸的實驗內(nèi)容，具有承上啟下的重要作用。其不僅能幫助學(xué)生鞏固在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識，鍛煉基本實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問題的基本科學(xué)實驗?zāi)芰Γ彩菫樘岣邔W(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、學(xué)習(xí)后續(xù)課程和未來的科學(xué)研究及實際工作打下良好的基礎(chǔ)[1]。很多大學(xué)新生在剛進(jìn)入大學(xué)時，很難適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)模式。大學(xué)課程與高中課程的差異較大，不論是在學(xué)習(xí)方法上還是在學(xué)習(xí)的知識點的深度上，都有明顯差異[2,3]。主要體現(xiàn)在下面幾個方面。①地區(qū)差異：在高中階段，不同地區(qū)的學(xué)生的課程設(shè)置不同。相對而言，沿海城市的教育資源比較豐富，沿海地區(qū)的學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識的同時，能夠有機會在學(xué)校實驗室接觸到教材中提到的實驗過程或?qū)嶒灛F(xiàn)象，甚至有可能有自己親自動手做實驗的機會。在這樣的過程中，學(xué)生不僅能學(xué)到一些基本的實驗操作方法，而且能很好地幫助學(xué)生理解書本中的內(nèi)容。而不少中西部地區(qū)的學(xué)生，在高中階段僅僅只能學(xué)習(xí)課本上的知識，基本沒有動手操作實驗的機會。因而導(dǎo)致不同地區(qū)的學(xué)生的基礎(chǔ)差異很大，使大學(xué)老師的實驗課程教學(xué)實施起來困難重重且教學(xué)效果不好。②學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法不同：在現(xiàn)行的應(yīng)試教育背景下，高中生的學(xué)習(xí)往往是被動的，家長和老師起主導(dǎo)作用。為了在高考中取得好的成績，去一所理想的學(xué)校，在家長和老師的共同監(jiān)督下，大部分的高中學(xué)生可以埋頭學(xué)習(xí)考試大綱規(guī)定的考試內(nèi)容。而大學(xué)需要學(xué)生們的自我學(xué)習(xí)和自我提升能力，大學(xué)老師往往只起到引導(dǎo)的作用，學(xué)生的學(xué)習(xí)是自主學(xué)習(xí)。高中的教學(xué)方法以提高解題能力為主而進(jìn)行的大量解題技巧的練習(xí)。
高中生課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣并未得到挖掘，在課堂上更是很少記課堂筆記，課后也不會翻看課本回顧知識要點，僅僅是完成老師布置的習(xí)題任務(wù)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較差，對教師有很強的依賴性。同時，由于高中升學(xué)壓力的影響，學(xué)生很少有空余時間去閱讀一些相關(guān)的課外資料，不能很好地拓展自己的知識體系。而在大學(xué)中，課時相對較少，但教學(xué)信息量多，知識點較深入，因此就要求學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，課上記筆記，課后進(jìn)行大量相關(guān)書籍或資料的閱讀，這樣學(xué)生才能領(lǐng)會到知識的精髓，才有可能將其運用到以后的學(xué)習(xí)和實踐中；另外，高中的教學(xué)活動都是以教材為依據(jù)的，高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)體系基本相同，但其深度相差較大，高中的教材編寫是以基本概念與理論知識為主要內(nèi)容，基本只涉及基本原理，重點關(guān)注思維能力的訓(xùn)練，常將復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化處理，而化學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律和事實講述較少，不能聯(lián)系實際。但大學(xué)化學(xué)不僅關(guān)注最基本的原理、思想、研究方法，更注重學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。在大學(xué)化學(xué)課程中，學(xué)生除了要對化學(xué)的基本概念，化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律以及能量關(guān)系、不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的異同點等有全面的認(rèn)識了解外，對涉及的化學(xué)實驗基本技能等能夠熟練掌握，并能在實踐中加以利用。③學(xué)生成績評價不夠全面：目前的實驗課程教學(xué)成績主要由實驗預(yù)習(xí)報告、實驗操作和實驗數(shù)據(jù)分析組成。實驗預(yù)習(xí)僅通過預(yù)習(xí)報告評價預(yù)習(xí)的效果，教師很難了解學(xué)生的真實預(yù)習(xí)情況。實驗操作往往是在實驗過程中的表現(xiàn)及產(chǎn)物的外觀等。這種評價方法難以全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。因此，很難做到公平公正地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。因此，讓學(xué)生在無機化學(xué)實驗課程中理解和吸收我們教給他們的知識和實驗技巧是每一個高校教師的職責(zé)。同時，作為高等教育工作的參與者，我們必須要正確認(rèn)識高等教育和基礎(chǔ)教育的差異，尤其是教學(xué)目的的差異。高等教育是以基礎(chǔ)教育為基礎(chǔ)的專業(yè)化教育，主要目的就是培養(yǎng)具有獨立思想和較高創(chuàng)新能力的高級專業(yè)型人才?；诖宋覀兛梢詮娜缦氯齻€方面著手探索符合現(xiàn)代教學(xué)要求的教學(xué)方法。
1利用現(xiàn)代的通訊技術(shù)，做好高中和大學(xué)的銜接
并努力減少地區(qū)學(xué)生在實驗課程方面的差異首先，我們要對當(dāng)前無機化學(xué)實驗教材在銜接高中知識結(jié)構(gòu)中存在的問題有明確認(rèn)知，熟悉各個地區(qū)高中化學(xué)教育的內(nèi)容和要求，結(jié)合現(xiàn)有教材的實際情況，探索出適合不同地區(qū)、不同基礎(chǔ)的學(xué)生的普適性教學(xué)方法?；诂F(xiàn)代通訊技術(shù)的大學(xué)化學(xué)實驗課前的預(yù)備知識學(xué)習(xí)[4]。在熟悉不同地區(qū)高中化學(xué)教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化整合教學(xué)資源，建立大學(xué)化學(xué)實驗課程教學(xué)資源庫（包含與大學(xué)化學(xué)實驗相關(guān)的基礎(chǔ)性知識，相關(guān)的實驗操作示范視頻和拓展材料）。與大學(xué)化學(xué)實驗相關(guān)的基礎(chǔ)性知識包括與課程相關(guān)的預(yù)備知識（可能是不少地區(qū)高中課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容）及無機化學(xué)課程內(nèi)容資源；實驗操作示范視頻包括接下來實驗中涉及的操作規(guī)范及高中階段應(yīng)該了解的實驗操作等；拓展材料包括與實驗相關(guān)的現(xiàn)階段的重要科學(xué)進(jìn)展、趣味化學(xué)知識和國家級精品課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站等。這些資源將通過班級微信或QQ群分享給學(xué)生，使學(xué)生在課前了解足夠多的信息。同時，教學(xué)資源庫中的素材在深度和廣度上都有不同層次的區(qū)分，可以滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的需求。相對基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可以完善基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，而有一定基礎(chǔ)的同學(xué)可以閱讀稍有難度和拓展性的知識，為以后的科學(xué)創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。同時，為了進(jìn)一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)及預(yù)習(xí)情況，我們將建設(shè)在線平臺?？梢詫崟r了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，包括學(xué)習(xí)時長，學(xué)內(nèi)容等；同時學(xué)生也可以通過留言或在線交流等方式與教師交流討論。這樣教師就能及時解決了學(xué)生在預(yù)習(xí)中所碰到的問題，為后續(xù)進(jìn)入實驗室試驗的順利進(jìn)行打下基礎(chǔ)。同時，我們會根據(jù)學(xué)生在平臺上的課前預(yù)習(xí)情況給學(xué)生打分，并作為學(xué)生最終成績的一部分而計入最終成績。通過這樣的過程可以優(yōu)化教學(xué)體系，也能讓學(xué)生了解更多的前沿科學(xué)知識，豐富學(xué)生的知識體系，有助于培養(yǎng)學(xué)生知識運用能力和創(chuàng)造能力。
2完善實驗內(nèi)容并注重實驗方案的優(yōu)化創(chuàng)新
化學(xué)是一門以實驗為核心的自然學(xué)科，通過基本的實驗鍛煉，讓學(xué)生建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高學(xué)生在科學(xué)實驗方面的基本能力和技巧。首先我們通過現(xiàn)代傳媒技術(shù)讓學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對差的學(xué)生得到提高，達(dá)到或基本達(dá)到教學(xué)的要求。同時，無機化學(xué)實驗作為大一新生首次接觸到的比較系統(tǒng)的實驗鍛煉機會，也是學(xué)生思維能力形成的關(guān)鍵時期，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的重要階段[5,6]。我們在實驗過程中需要利用多種方法和模式引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新意識的形成。在實驗前我們首先要向?qū)W生介紹相關(guān)的實驗安全知識，實驗室的一些規(guī)章制度。對于基礎(chǔ)化學(xué)實驗，我們應(yīng)介紹實驗中涉及的基本概念，基本規(guī)律和理論。在實驗過程，要求學(xué)生掌握基本的操作規(guī)范，實驗原始數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范化；對于在實驗中不按要求（亂加試劑或改變添加試劑的順序）的學(xué)生，要求他們認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，記錄并分析實驗結(jié)果，加強對實驗現(xiàn)象背后科學(xué)本質(zhì)的了解和學(xué)習(xí)；同時，創(chuàng)新是民族進(jìn)步的力量源泉，也是民族發(fā)展的動力和潛在希望，是發(fā)展之基。高等教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃。因此，對于實驗中積極思考，改進(jìn)實驗方案的同學(xué)，我們應(yīng)積極鼓勵，哪怕實驗結(jié)果沒有達(dá)到預(yù)期，只要實驗方案可行，且對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行了深入的分析，我們都應(yīng)該給予高分。同時我們也應(yīng)該結(jié)合無機化學(xué)課程的基本知識結(jié)構(gòu)，增加設(shè)計型或研究型實驗的次數(shù)，以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)（包括個人和團(tuán)隊）。例如在學(xué)習(xí)原電池之后，可以讓學(xué)生到實驗室參觀一下燃料電池的制備過程，然后自己做一個蘋果電池等。這樣開放式的試題，會讓學(xué)生從多角度思考問題，跳出固定思維的模式，從而提高學(xué)生創(chuàng)新思維。另外，也可以讓學(xué)生可以根據(jù)實驗結(jié)果的要求自己設(shè)計實驗，鼓勵學(xué)生對觀察到的實驗現(xiàn)象進(jìn)行積極討論，讓學(xué)生獨立挖掘?qū)嶒灛F(xiàn)象背后的根本原因，同時也會促使學(xué)生回顧和歸納總結(jié)所學(xué)的知識要點。通過以上這些措施不僅可以鍛煉學(xué)生主動學(xué)習(xí)無機化學(xué)的基本理論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，特別是科學(xué)方法和科學(xué)的思維方式。
3完善實驗教學(xué)評價體系
為了完善實驗教學(xué)評價體系，分模塊考核將得使實驗教學(xué)考核更客觀[7,8]。因此，我們設(shè)計了分模塊的考核方式，其具體的評價體系如表1。
4結(jié)語
高中化學(xué)知識其深度和廣度與大學(xué)化學(xué)差異較大，尤其是化學(xué)實驗方面。文章基于不同地區(qū)學(xué)生的差異及大學(xué)課程與高中的銜接問題，論述了結(jié)合現(xiàn)代傳媒技術(shù)從重視和解決不同地區(qū)學(xué)生的基礎(chǔ)差異、注重實驗方案的優(yōu)化創(chuàng)新和完善實驗教學(xué)評價體系三個方面解決當(dāng)下無機化學(xué)實驗課程存在的問題。這可以有效增加學(xué)生學(xué)習(xí)知識的深度和廣度，也有助于培養(yǎng)學(xué)生知識運用能力和創(chuàng)新能力，適應(yīng)應(yīng)用性人才的培養(yǎng)要求。通過建立完善的課程評價體系進(jìn)而為合理評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、提升教學(xué)質(zhì)量和為后續(xù)化學(xué)教學(xué)奠定良好基礎(chǔ)。
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作者：田成波 單位：華僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院