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無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)范式改革探索論文
摘要：針對(duì)化學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)和無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，在CDIO教育理念下以學(xué)生為主導(dǎo)地位，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,從而提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)際操作能力。
關(guān)鍵詞：CDIO；無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)范式改革
DOI:10.3969/j.issn.1671-6396.2016.01.029
無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我�；瘜W(xué)、化工、環(huán)科、材料等專業(yè)進(jìn)校后接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是老師與學(xué)生在教學(xué)、學(xué)習(xí)及科研相結(jié)合的第一個(gè)階段，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)的一些基本操作也是后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)。[1]通過無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不僅可使學(xué)生正確和熟練地掌握無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作，增強(qiáng)對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來從事化學(xué)教學(xué)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[2]無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在繼續(xù)加強(qiáng)基本操作訓(xùn)練的同時(shí)，更應(yīng)注重綜合能力、全面素質(zhì)的培養(yǎng)。社會(huì)越來越需要大量綜合能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神的化學(xué)人才。大學(xué)生就業(yè)難幾乎是世界上所有實(shí)現(xiàn)高等教育大眾化及普及化的國(guó)家和地區(qū)所面臨的共同課題，我國(guó)高等教育進(jìn)入大眾化之后，大學(xué)生就業(yè)難已成為一個(gè)十分突出的社會(huì)問題。因此，為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，實(shí)驗(yàn)教育在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面都必須進(jìn)行深入的改革。
2004年，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)探索研究，提出了一種新教學(xué)模式——CDIO工程教育理念。[3,4]CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，為學(xué)生提供真實(shí)的工程情景，讓其以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的集中體現(xiàn)。
根據(jù)此教育理念和目前社會(huì)發(fā)展的需要，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入CDIO模式，是提高化學(xué)化工類專業(yè)畢業(yè)生工程素質(zhì)，增強(qiáng)其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)所應(yīng)采取的非常重要的措施。CDIO這一新的教學(xué)理念是對(duì)我國(guó)高校傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的繼承和發(fā)展，它明確提出了以人為本，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，從實(shí)際或已有知識(shí)中發(fā)現(xiàn)和提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)探究規(guī)律和致力創(chuàng)新，教學(xué)中安排豐富的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生親自動(dòng)手和全身心投入，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提供更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。這種教學(xué)理念有利于學(xué)生個(gè)性和潛力的發(fā)揚(yáng)，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教師積極營(yíng)造學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題、充分展示自己的創(chuàng)新環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生勇于思考，勇于發(fā)現(xiàn)，勇于創(chuàng)新。為此，本課程組運(yùn)用CDIO教育理念，通過對(duì)本�；瘜W(xué)專業(yè)的2012級(jí)，2013級(jí),2014級(jí)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，現(xiàn)將體會(huì)報(bào)道如下。
1提高學(xué)生的主體地位，體現(xiàn)教學(xué)的互動(dòng)性
在教學(xué)過程中，把學(xué)生置于教學(xué)活動(dòng)的主體和中心地位，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，采用互動(dòng)式教學(xué)，可以拓展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高教學(xué)效果。讓學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備正是以學(xué)生為主體和采用互動(dòng)式教學(xué)方法的體現(xiàn)。
以往在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作只是由實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)老師完成，學(xué)生在一切準(zhǔn)備就緒的基礎(chǔ)上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)操作，操作結(jié)束后即離開實(shí)驗(yàn)室，無論是老師還是學(xué)生都把課堂實(shí)驗(yàn)前和后的實(shí)驗(yàn)室工作看成和學(xué)生毫無關(guān)系，課堂上，由于課時(shí)有限，學(xué)生只是機(jī)械地忙于過多的實(shí)驗(yàn)操作，很少把精力和注意力放在師生之間的交流和互動(dòng)上，由于學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和了解，很多同學(xué)甚至設(shè)法回避老師的主動(dòng)交流和提問。對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來說，化學(xué)實(shí)驗(yàn)完全是一種被動(dòng)式的機(jī)械操作，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性差，馬虎了事、不求甚解、操作不規(guī)范、不善于思考問題，教學(xué)效果很不理想。讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作中，可以提高師生的互動(dòng)性和學(xué)生的主體地位，把“教”與“學(xué)”及“師”和“生”融于了一體，師生通過共同準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，拉近了師生間的距離，增加了師生間的情感溝通，提供了師生間及學(xué)生間交流的機(jī)會(huì)，在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程中，雙方能在彼此平等、彼此坦誠(chéng)和彼此傾聽的基礎(chǔ)上進(jìn)行交流、溝通和探討，共同思考、解決和應(yīng)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的問題，共同探索新思路和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)新方法，極大地激發(fā)教與學(xué)的互動(dòng)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果能得到很大的提高。
2激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性
孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，體現(xiàn)了興趣對(duì)學(xué)習(xí)效果的重要。興趣能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使其主動(dòng)地、全神貫注地去學(xué)習(xí)，自覺地集中注意力，主動(dòng)地去思考和探究問題、創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生的興趣對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說尤為重要，興趣能使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，啟發(fā)創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。讓學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣的重要教學(xué)策略之一，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的興趣，使學(xué)生積極主動(dòng)地做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了重要作用。
�。�1）讓學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器、試劑、材料甚至設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案本身就體現(xiàn)了老師對(duì)學(xué)生的信任和認(rèn)可，對(duì)于學(xué)生來說，老師的認(rèn)可本身就是一種鼓勵(lì)，這種鼓勵(lì)能無可限量地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，培養(yǎng)其自信心，激發(fā)其內(nèi)在的潛力和對(duì)該學(xué)科的持久興趣。
�。�2）學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)可以自我設(shè)置教學(xué)懸念，誘發(fā)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果。為了達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?duì)許多實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作都有特殊的要求，比如，配制試劑的濃度和精確度、試劑的純度、試劑的用量、試劑的配制方法等，以及實(shí)驗(yàn)方法都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗，到底影響如何?會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果?為什么會(huì)有這樣的影響?自己在實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象和結(jié)果?如何運(yùn)用學(xué)過的理論對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行解釋?在自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生的腦海中就會(huì)產(chǎn)生一系列的懸念，進(jìn)而就會(huì)對(duì)接下來的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣，激發(fā)他們的探究欲，提高實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，引導(dǎo)他們積極地思考，進(jìn)而提高他們的觀察能力和分析問題、解決問題的能力，還能培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)和實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的目的。
3提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果，避免了實(shí)驗(yàn)的盲目性
做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)。在預(yù)習(xí)中做到明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，弄清�?shí)驗(yàn)內(nèi)容，理解基本原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)裝置和注意事項(xiàng)。只有做了充分的預(yù)習(xí)，學(xué)生才能自覺地、有目的地、獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和自如地應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手的能力才能得到充分的鍛煉，避免了實(shí)驗(yàn)的盲目性和實(shí)驗(yàn)操作“照方抓藥”。然而，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)缺乏充分的認(rèn)識(shí)、了解和端正的態(tài)度，使得實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)不充分，甚至不做預(yù)習(xí)，寫預(yù)習(xí)報(bào)告只是抄抄書本，應(yīng)付了事。實(shí)驗(yàn)時(shí)手忙腳亂或者束手無策，造成實(shí)驗(yàn)紊亂、拖延時(shí)間、誤差大等，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果與預(yù)期目標(biāo)相差較遠(yuǎn)。
讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備后，他們會(huì)認(rèn)為做化學(xué)實(shí)驗(yàn)完全變成了他們自己的事情，必須靠自己來完成所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，解決實(shí)驗(yàn)中的問題，減少了對(duì)老師的依賴心理，要想順利完成實(shí)驗(yàn)，或者為自己準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)都必須要做到心中有數(shù)，因此，他們會(huì)從最初的“被動(dòng)預(yù)習(xí)”變?yōu)楝F(xiàn)在的“主動(dòng)預(yù)習(xí)”，端正實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，提高預(yù)習(xí)的主動(dòng)性。此外，學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程同時(shí)又是再次預(yù)習(xí)的過程。由于預(yù)習(xí)充分，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)“心中有數(shù)”，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果得到了明顯的提高。
4培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)，提高綜合素質(zhì)
嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)包括:正確使用儀器、操作規(guī)范、細(xì)心觀察并記錄和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)、實(shí)事求是地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則、節(jié)約藥品和注意安全、保持環(huán)境清潔等。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立分析問題和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中能更自覺地嚴(yán)格要求自己，可確保實(shí)驗(yàn)的可靠性和準(zhǔn)確性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)作風(fēng)的培養(yǎng)。讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作是培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)、提高其綜合素質(zhì)的最有效的方法，這是由實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的特點(diǎn)決定的�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作主要包括試劑的配制與分裝、儀器的準(zhǔn)備與調(diào)試、藥品的上架與下架、安全問題等，對(duì)實(shí)驗(yàn)所需的儀器、藥品的名稱、規(guī)格、用量、濃度及配制方法等均要有詳細(xì)了解，做到心中有數(shù)，才能準(zhǔn)備充分，從而確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。特別是無機(jī)元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，試劑種類多，用量大，有的實(shí)驗(yàn)多達(dá)幾十種試劑，并且需分裝，實(shí)驗(yàn)完畢，三廢要安全處理，所有滴瓶下架后還要及時(shí)清洗并歸類整齊存放，還要保持實(shí)驗(yàn)室的良好衛(wèi)生環(huán)境。
因此，工作量大而繁雜，要完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備者就必須具有很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)、很熟練的實(shí)驗(yàn)技能和很強(qiáng)的責(zé)任心，通過參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)得到了培養(yǎng)，綜合素質(zhì)得到了很大的提高。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)專業(yè)本科生第一門很重要的必修基礎(chǔ)課程，它除了具有各門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的普遍重要性外，還在學(xué)生了解并重視大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、啟迪學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、訓(xùn)練學(xué)生的基本操作、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和良好作風(fēng)、為后續(xù)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)方面具有獨(dú)特的意義。通過對(duì)本校化學(xué)專業(yè)的2012級(jí)，2013級(jí),2014級(jí)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革，提高了學(xué)生在教學(xué)中的主體地位和教學(xué)的互動(dòng)性，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性、提高了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備這一過程，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主解決問題的能力，有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來從事科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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