1引言
化学实验教学作为高等教育的基础教育之一,不仅对化学类学生是基础性的、关键性的,对生命、农学、医学、药学等及其他相关学科的学生加强基础理论和实践也十分重要。苏州地处华东经济活跃带,跨国公司云集,外向型经济对创新人才的需求,也对苏州大学化学基础课实验教学中心教学理念的实施提出了实际的要求,基础化学实验教学的内容、形式、方法及其创新要求必须及时跟上经济发展的客观要求。
全面推进素质教育对培养适应社会需要的特色人才将会起着越来越重要的作用。要在化学实验教学中体现以人为本,要树立绿色化、全面、协调、可持续发展,使人类与自然和谐相处,就必须对传统的化学实验教学理念、实验教学体系和内容、实验教学方法和手段等进行全方位的改革,构建主体化多边互动机制的化学实验教学体系,从而实现化学实验教学的现代化。所谓主体化,是指明确实验教学的主体是学生,一切实验教学活动,应该是个性化地围绕主体展开;所谓多边,是指实验教学必须具有多样性的特质;所谓互动,是指实验教学活动应该是双向、多向和主动的。
2构建主体化,树立以人为本的化学实验教学理念
早在中国封建社会时期旧学的教育家就提出“因人而异”、“因材施教”的教育理念,这是以人为本教育理念的雏形,只是这种以人为本的理念不全面、不完善、不具体。现代社会的发展越来越强调关注人性、完善人格以及自我发展,因此高等教育必须在教学环境、教学方式方法、教学目标、课程的设计、教育效果评价等教育实践方面全面体现“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三位一体的课程功能,化学实验教学是高等教育基础实践课程以及核心技术,它对理工农医药各专业影响和辐射的特点,决定了化学实验教学必须体现以教师为主导,以学生为主体,通过实验教学培养学生扎实细致的工作作风和严谨求实的科学态度,培养学生的综合素质,引导和发展其创造能力和创新精神的全新理念。
以人为本是科学发展观的本质和核心,坚持以人为本的根本目的在于尊重人和尊重人性,只有如此才能广泛地调动起人们劳动的积极性,充分地激发起人们的创造力,最大限度地发挥人的主观能动性。以人为本就要以学生为中心,培养全面协调发展的高素质人才是高等教育的根本目的。以人为本就是让学生在有限的高校学习期间能最大限度地获得更多、最新的知识,使学生具有较强的分析问题、解决问题能力,操作技能、创新思维和创新能力,适应现代社会发展与经济建设对高素质人才的需要。为此,在高校的实验教学中必须以学生为本作为出发点和立足点,积极探索实验教学的新方法和实验教学中高素质人才培养的新途径。而实现这一目标的主导因素是建立起一支高水平的实验教学队伍,人尽其才,人尽其用,充分发挥高等教育的人力资源,把最适合从事实验教学的教师吸引到基础课实验教学中来。
3坚持多样化,搭建分层次的化学实验教学体系
高等教育进入了大众化阶段,一部分学生入学时的知识基础和学习积极性相对精英教育时期要差,多年来中小学应试教育的影响,使一部分学生以考入大学为终极目标。进入大学后就对学习产生厌倦情绪,更多的学生也在大学这个更为自由民主的空气以及和谐校园氛围里催生出更为强烈的求知欲。总体而言,大学生两极甚至多级分化现象明显,不同的基础,不同的能力,不同的价值取向,不同的学习兴趣,不同的知识需求,不同的就业流向,不同的人生规划,使学生对知识的汲取有不同的要求。因此,为实施“因材施教”以及以人为本的教学理念,实验教学也应作出相应的调整,坚持多样化的教学模式,搭建分层次的实验教学体系。化学实验教学应针对不同层次的学生提供不同的实验套餐,通过多样性的案例教学,掌握方法论,完善技能培养。重点研究如何以不同的问题引导和激发多级分化的各种层次的学生的潜能,让他们各得其所,各取所需,并都能成才。逐步形成“基础?综合?研究”三个层次的实验教学体系,并与此相适应的完善化学实验系统教学模式,既强调加强基础实验教学,保持我国实验教学的特色和长处,又强调实验的综合性、设计性,有利于提高学生的综合素质和创新能力。
1)基础层次。打破传统的按二级学科划分实验内容的模式,按照操作技能和操作要求的循序渐进原则,针对不同课程有不同的基本操作、基本技能和基本素质的要求,设置相应的实验项目,基础实验课时占整个实验课时总数的40左右。
2)综合层次。综合阶段把基础阶段的各项基本操作基本技能进行融会贯通,把不同二级学科的知识点进行串联,培养学生对现代化学的理解能力。开设具有“制备?表征?应用(创新)”三个阶段的跨一级学科的综合实验,以“查阅资料?综述?制订方案
?实验?实验报告(论文形式)”作为教学主线,综合实验课时比例占整个实验课时比例的40左右。
3)研究。研究阶段以研究型教学模式开展实验教学,主要方案有:(1)设计性实验,以“立题?设计?实验?论文“为主线进行教学;(2)提前进入教师科研;(3)课外学术基金项目。通过以上3种形式让学生去探求和吸取化学学科发展前沿知识,强化“三基”能力,培养“三创”(创造、创新、创业)能力。
4体现互动性,探索化学实验教学新方法
化学实验教学的特点应该是问题式教学和案例教学。即提出问题,分析问题,解决问题的思路直到问题的解决。在实验教学实施过程中应做到三个互动,即教学和科研互动,教师与学生互动,理论与实践互动,利用互动的教学方式和开放模式,达到培养具有创新性人才的教学目标。
(1)基础教学阶段,实验室应利用网络资源、教学软件、课件和教学视频,采取“网络预习?计算机模拟?示范观摩?反复练习”的方法加强对学生的“三基”训练;通过教师讲解实验要求、示范基本操作,察看学生操作演习,必要时可以“手把手”教学,教学过程中学生根据所掌握的程度可反复操作,对于基础较差的学生,可在课外时间利用开放实验室加强基本操作训练。
(2)综合实验教学阶段,采用“启发引导?自主选题?文献检索?方案设计?实验探索?撰写论文?评价与评定”教学方法,根据综合化学实验的特点和教学目标,改变传统基础实验全程跟踪指导的教学方式,类似于指导研究生科研的教学模式,从而强化学生的主体作用。
《综合化学实验》采用“启发引导式”的教学方法。如针对学生所提的问题可以采取三种答复方式:不回答(在基础实验应该掌握的简单问题,如一些溶剂的沸点等问题、实验的最基本操作方法等);引导性回答(对基础实验中熟悉的内容,如熔点、熔程与产品的纯度、近熔点时的加热速度的关系等);直接回答(对部分较难及部分仪器的操作方式的问题,如红外光谱、荧光、紫外的操作或原理等)。《综合化学实验》教材在编写前只是简单地写出实验思路,没有完整的实验步骤和方案,因此学生在进入实验室之前,需针对课题完成文献检索和方案设计工作。在前期工作得到指导教师认可后,方可进入实验室进行实验探索。实验探索过程中允许学生实验失败,但是对于不成功的实验情况,学生需写出分析报告。实验完成之后,实验报告以公开发表的论文格式书写,教师再对整个实验过程给予综合评价与评定,每则实验给予一个分数,几则实验的平均分作为该学生整个课程的总分。
(3)研究实验教学阶段,实施“实验中心?教师科研?课外学术基金项目”三位一体的教学方法,促使具有强大学科背景的“化学化工学院”与具有“三创”培养目标的“实验中心”之间,科研与教学之间,良性互动,相互促进和提升。
5强化适应性,构筑高素质创新人才培养平台
对人才培养质量的评价,不再以学校的考试分数为标准,而是以人才市场和用人单位的评价和认可程度为标准。研究如何通过教师视野的打开,学校和教师与企业的各项合作,能够创造性地设计实验项目、实验方法方案,跟踪和适应用人单位的需求。传统的实验教学模式并没有完全改变学生的“被动式”教学状况,学生还缺少主动探索的学习环境和条件,必须逐步实施实验室的全面开放教学,为实施以人为本、因材施教的教育战略服务,培养具有广泛适应性的高素质人才,实验室开放的方式很多,光靠一种方式还难以完全达到教学目标的要求,这就要求实验室管理者以及教育工作者开动脑筋,充分利用人力资源和技术物质资源,围绕培养具有探索精神的新型人才的战略目标,采取丰富多彩的开放形式,遵循自主性、全面性、基础性、发展性的原则,以期最大限度地实现资源共享,发扬以人为本的教育精神。
基础实验阶段的开放,体现在基本技能训练和扩展,利用实验室的空余时间,加强基础培训。针对地方性高校生源基础相对不平衡,进入实验室之后基本技能水平差异较大的特点,实验室设立利用空余时间进行基本技能、仪器操作培训制度,目的在于提高“三基”能力。
综合实验阶段的开放,目的在于“扬优”,通过自主选择课题,在规定的时间内,每周7天,实验室从早7:00~晚11:00,学生在登记预约的基础上,可以自由选择任何空余时间到实验室进行实验,在保证实验教学目标的基础上可以提前完成。研究实验阶段的开放,主要形式是早期介入教师科研,学生可以选择的实验形式有:课外学术基金项目、开放研究课题(教师和学生双向选择)、“挑战杯”竞赛、自助式实验竞赛、创业计划等。实验室应建立校外实验实习基地和创新能力培养基地。通过与企业、研究机构和高校建立本科生实习、实验与研究基地,形成一套课外实验教学开放管理的模式,将在课堂教学和实验教学中所学的知识与科学研究和实际生产相结合,使学生尽快进入科学研究和生产实际。为培养学生实际动手能力、实际解决问题的能力和应用开发能力创造条件,培养学生的科研能力和创新能力。
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