大学化学实验教学体系研究论文

时间：2020-10-21 15:16:28 化学毕业论文我要投稿

大学化学实验教学体系研究论文

　　摘要：在充分了解我国大学化学实验教学改革的背景下，构建综合性与创新性并重的新型大学化学实验课程教学体系。根据扬州大学化学化工学院的专业性质和学生特点，自主探索出版大学化学实验综合性教材，倡导绿色化学环保主义理念，同时引入“导师制”，通过学生自主探究性学习，培养学生解决问题的能力和激发学生自主创新意识，使学生真正成为实验教学的中心者和受益者。

大学化学实验教学体系研究论文

　　关键词：大学化学实验;教学改革;综合性;导师制

　　大学实验教学是大学化学教学理论与实践结合，培养学生探究能力、创新能力、实践能力的重要环节［1－4］。回顾我国高等教育历史，在启动本轮教学改革前，我国高等院校的实验教学多为学生提供传统的填鸭式“菜谱”实验手册，教师依据实验手册对实验步骤进行详细演示，学生依据“菜谱”按部就班地实验操作，这些“菜谱”实验大多为验证式实验，不利于培养学生的创新能力。进入上世纪末，随着教学质量工程的启动，掀起了一轮教学改革热潮，大学化学实验教学也随之展开了彻底的改革工作，其基本思路是依据化学实验的认知规律，自成体系，单独设课，并将实验分成三个层次:基础实验、综合实验和探究实验，也取得了许多有建设性的成功经验。

　　1我国大学实验改革背景

　　20世纪90年代起，尤其是1999年教育部在第三次教育工作会议上发出“推进素质教育，培养创新人才”号召以来，国内诸多高校掀起实验改革热潮，改革的基本思路为:一是实验课单独设课;二是将实验课程划分为:基础实验、综合试验、探究性实验，以适应新形势下社会对化学人才的需求［5］。

　　2扬州大学化学实验教学体系介绍

　　以扬州大学化学化工学院为例，从1999年以来尝试实验教学改革，于2011年在探索和实践中建立一套独特的实验教学体系，并编写出《大学实验讲义》，经过多年实践教学验证，《大学化学实验》和《新编大学化学实验》两套教材先后出版。改革初期，学院通过走访调研，尤其是到全国兄弟院校参观、学习，结合自身实际，对原实验教学体系进行了全方位的改革，形成了一套新型的、行之有效的实验教学方案，具体做法如下:

　　2.1实验中心简介

　　我院实验中心依托扬州大学测试中心和省级化学实验中心平台，对大型仪器进行集中管理，促进教学和科研资源的互补共享，提高资源利用率。中心主要承担化学化工学院五个专业即化学、应用化学、高分子材料与工程、化学工程与工艺、制药工程的基础化学实验和专业化学实验的教学任务，同时还承担全校工、农、医科等各类专业的公共化学实验教学工作。

　　2.2实验室管理

　　我院实验中心实行校院两级管理:学校实验室与设备管理处在实验室建设、管理和实验队伍建设上起指导作用。化学化工学院对实验中心直接领导与管理，职责明确。中心资源实行“一体化”管理，对实验课教师、技术人员、实验室、实验仪器、设备及实验经费在中心范围内统一管理、统一调配，实现资源共享。在日常管理中，我们发现以下问题有待整改，例如:实验室管理人员与实验教师沟通不到位;实验员与实验教师对接不紧密，实验员只着手准备实验仪器，不参与整个实验过程，造成有些实验仪器使用较频繁，出现了仪器损坏后未及时维修现象，可能影响到实验教学正常进度等。针对以上问题，我院切实加强实验室管理，要求院领导和督导听课查课时，不少于20%的课程为实验课;基础化学实验室主任和副主任不定期抽查实验教学和装置情况，对教学执行不到位、仪器维护不合理现象及时督促整改维修，安全隐患第一时间进行处理，对不整改、不落实的实验室进行院内通报批评;为鼓励教师从事实验教学工作，学院从职称评聘、工作量计算等方面对从事实验教学的教师倾斜;给予实验专任教师充分的科学研究空间，请其根据个人方向，有机筛选部分研究内容，请学生自主选择并进行自主实验，将该类创新实验作为基础化学实验的拓展内容，同时将学生成绩纳入基础化学实验最终考核成绩［6］。

　　2.3师资队伍

　　我院从事实验教学的教师近80%具有副高及以上职称。为进一步加强实验技术队伍建设，在实验中心13名实验人员的配备基础上，2017年我院又引起了3名专职实验员，其中1名为博士学历，2名为硕士学历;为提升实验技术队伍综合素质，我院加大实验中心人员专业培训力度，提升其业务能力水平，鼓励在职攻读硕士、博士学位，采用“走出去、请进来”的原则，即定期聘请国内实验管理领域专家教授来院开设实验技能与管理培训讲座，还组织实验中心人员赴兄弟院校参观交流，学习实验教学管理模式与先进经验。

　　2.4实验室安全

　　在提升绿色化学环保主义的同时，实验室安全管理也是实验教学工作中的关键［7］，我院每学期都组织学生统一进行实验室安全培训，详细介绍各种实验仪器的使用方法，特别针对实验时易发生的安全隐患，进行细致分析，提出合理应对措施，增强学生对突发性事件的'预防与抵御能力，例如:进实验室必须穿实验服、戴护目镜，并在实际教学中落实;请消防员对学生进行灭火器使用培训，并进行模拟练习，确保学生能正确使用灭火器;学院定期举行安全逃生演练，合理规划逃生路线，增强学生对突发事件的自救能力;仪器使用落实责任到人，使用前后需签名并写明用途及注意事项。我院还选聘了一批责任感强烈、工作严谨的研究生任实验室安全员，配合做好实验室安全管理，建立安全员QQ和微信群，确保沟通畅通无阻。安全员的聘任对学生来说既是荣誉，又是责任，有利于学生自我加强安全意识，让学生充分参与到实验室安全管理工作中［8］。

　　2.5实验教材

　　我院以“厚基础、宽口径、求创新”的理念为学科中心，开放多学科交汇式化学实验平台，构建多层次化学实验教学课程体系，依据以上理念，由扬州大学牵头，八校合编的《新编大学化学实验》教材应运而生，本教材共4册，分为基础知识与仪器、基本操作、仪器与参数测量、综合与探究。此教材体现“齐全、细致、创新”。全书囊括了214个教学实验，涵盖基础类综合类探究类各项实验内容，为反映实验教学的发展历史，适当增加基础实验量，安排了部分自动化程度相对较低的仪器进行测量实验，既确保各校根据自身实验装置和人才培养情况自主选择教学内容，又有利于加深学生对实验测量基本原理的认识程度;考虑到现代分析技术发展迅速，特别在仪器介绍部分增设了目前科学研究中经常使用的先进仪器介绍，以适应不同教学需要，也可供相关专业人员参考。教材利用我院教师自身的科研优势，将其可转化的最新科研成果演变成实验案例，使实验训练即接近科学前沿，又接近生产实际;一切从实验教学出发，本着“化繁为简、精益求精”的原则，将基本实验技能尽量全面体现在不同实验中，将原本单一的化学实验进行整合，强调实验之间的相互关联性，由浅入深、循序渐进，并注重加强综合性，部分实验提供了多个实验方案，一方面供各校结合自身情况自行选择，另一方面拓宽了学生的知识视野［9］。2.6TA制站在安全、环保、绿色的化学实验教学改革舞台上，我们力求让学生真正成为主角。于是，我院设立TA(TeachingAssistant)制，即选聘一批优秀的研究生担任实验助教，协助教师进行实验教学，确保在安全第一的前提下，学生能获得即时的指导和帮助，TA的设立既减轻了实验教师的工作压力，又提供给研究生一个良好的锻炼平台。TA在每次实验前进行预实验，熟练掌握操作流程，做好备课工作，以保证实验的顺利开展。对实验中可能出现的问题进行预设，查找相关文献，提前准备好解决方案。在指导本科生进行实验时，针对出现问题，进行适当引导点拨，并鼓励其自主探究，寻找问题症结。在我院综合性化学实验中，主要以案例和情境教学为主:教师根据实验教材内容，放手让学生自主设计实验，将学生分为几个小组，请每个小组实验前通过各种方式进行资料搜集和实验预习，自主设计预习报告和实验方案，经指导教师或TA检查合格后，学生开始自主进行探究性实验，鼓励学生对实验中产生的问题存疑存异，即使实验没有呈现预设结果，也请学生进行书面性的总结，鼓励学生在教师和TA的点拨下抽丝剥茧、自主找出实验中存在的疑难杂症［10］。例如:在“纳米多孔材料ZIF－8合成与表征”的探究性实验中，通过介绍当今世界前沿研究热点金属有机框架(Metal－organicframeworks，MOFs)的研究背景、发展历史及应用领域，将同学们带入了多彩斑斓的MOFs世界，以设问形式进行情境导入，比如:MOFs中类沸石骨架结构材料的ZIF－8的形貌和尺寸可控制备。首先，请学生搜集查找相关文献，自主了解ZIF－8的结构特征、制备条件、以及使用扫描电子显微镜(Scanningelectronmicroscope，SEM)、透射电子显微镜(Transmissionelectronmicroscope，TEM)、粉末X射线衍射(PowderX－raydiffraction，PXRD)等分析表征手段，最后自行设计实验方案。引导学生自主探究，小组合作完成实验。在实验报告的写作上，改变千篇一律的填写报告纸，引导学生多自主查阅文献，了解并阅读中外专业杂志，尝试以发表论文的格式来撰写实验报告，既开拓了学生视野，又为学生今后自主撰写论文打下了坚实的基础。TA制的设立从课上延伸到课外，研究生充分发挥科研经验方面的优势，帮助本科生树立学术科技创新观念，打造学习共同体，指导他们进入实验室开展科技创新活动，建立了大学生创新实验平台。2016年，我院本科生参与江苏省大学生创新训练计划收获颇丰，有178名本科生参与其中，有6个项目被评为国省项目、18个项目被评为校重点项目，多名本科生以第一作者身份在CoordinationChemistryReviews、AdvancedScience、Small、Nanoscale等国际高水平杂志上发表论文。

　　3结语

　　以上介绍了扬州大学化学化工学院及部分高校联合开展化学实验教学改革的现状，虽然不能以偏概全，代表全国教学改革之现状，但也反应了我国整体化学实验教学改革之方向。还有许多需要进一步学习和推进的地方，例如在实验教材方面，我们习惯于使用正规出版的教材，而不是讲义，前者的优点是保证了教材的科学性、严谨性，但不利于及时引入创新的研究成果，难以跟上学科发展的步伐;同时在如何提升学生的学习积极性与主动性方面也是我们今后需要进一步探讨的课题，总之，尽管我们在过去的一个阶段，在化学实验教学中已经采取了一系列改革措施，也取得了不错的教学效果。但化学实验教学改革任重道远，需要不断引进新的教学理念和教学方法与技术，不断提升化学实验教学质量，才能真正成为高水平、创新型人才培养中不可或缺的重要一环。

　　参考文献

　　［1］黄驰，席美云，程功臻，等.大学实验教学体系改革［J］.大学化学，2006，21(6):20－24.

　　［2］张国林，韩莹，薛怀国，等.大学化学实验课程体系的改革与实践［J］.大学化学，2010，25(1):23－25.

　　［3］熊庆，赵燕，赵明，等.探索化学创新实验教学模式［J］.实验室科学，2017，20(6):86－87.

　　［4］张树永，侯文华，刁国旺.物理化学教学研究会第三次会议纪要［J］.大学化学，2017，32(9):1－4.

　　［5］赵明.关于引进国外大学化学实验教学资源问题的思考［J］.大学化学，2014，29(5):7－9.

　　［6］王建锋.大学化学实验课教学改革剖析［J］.教育教学论坛，2018(5):255－256.

　　［7］龚淑玲，黄驰，候安新，等.以学生为中心，激发学习兴趣，提高化学实验教学效果［J］.实验技术与管理，2012，29(8):1－3.

　　［8］王彦沙，刘松艳.翻转课堂教学在大学化学实验教学中的应用［J］．大学化学，2016，31(4):17－21.

　　［9］朱平平，冯红艳，金谷，等.大学化学实验教育和管理的创新和实践［J］.大学化学，2017，32(12):48－52.

　　［10］杨金月，朱静，高卫，等.迁移管形状对希托夫法测定离子迁移数结果的影响［J］.大学化学，2017，32(11):45－50.

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