大学化学理论教学与实验教学结合的发展创新

2022-09-11

化学是一门以实验为基础的学科, 实验教学是培养化学专业高素质人才的必要手段。但现阶段我国大学化学教学普遍是以实验教学来辅助理论教学的形式存在, 通常是先讲解理论过程后, 在通过实验教学对理论知识进行验证, 甚至有时候为了合理安排课时, 会造成理论教学与实验教学相脱节。这种教学模式既不利于发挥大学生的主观能动性, 又不利于培养学生的创新精神, 其违背了开设大学化学课程的初衷[1]。因此, 如何建设大学化学理论教学和实验教学一体化模式的完整教学体系, 是现如今我国大学化学教学改革的重点。

一、理论与实验教学中存在的问题

1. 教学脱节。

大学化学教学是由理论和实验两个方面组成的, 两者之间联系紧密, 需要相互结合。但在我国由于受到传统教学模式影响, 两个教学环节出现了长期的分离, 并以两种独立的教学课程体系存在。老师在进行教室理论课程无法全部借助实验来对理论知识进行解释, 学生不能对课堂上所掌握的知识进行实验印证, 更不能通过掌握化学知识, 自己动手开拓思路进行实验研究。

2. 学生的自主学习能动性不高, 教师的教学模式也相对比较单一。

大学化学的传统教学与其它学科一样, 都分为课前学生自主预习、课堂理论学习或课堂实验学习、课后完成作业或完成实验报告三个阶段, 在这过程中, 理论教学没有得到实验的辅助, 并且在实验过程中的前期准备工作、设备调试等内容全部由实验室工作人员操作, 学生只是按照实验指导书过程按部就班的做实验。教学模式的单一性也扼杀了大多数学生对于化学知识的想象能力, 设计能力更是得不到很好的发展。

3. 多数高校的教学方法较落后, 实验室设备增加与高校的发展速度不相匹配。

随着社会的发展和进步, 高校的学生已经全部由90后学生组成, 这些学生不仅对于新型知识的接纳能力较强, 对于较为陌生的问题现象也都习惯于从互联网上查找学习, 而大学化学教学过程中的教学方法还是与前些年没有太大的变动, 这也就在课堂上调动学生积极性方面略显出自己的劣势。现阶段多数大学都实现了多媒体教学, 虚拟实验技术也越来越成熟, 这虽然不能完全替代在实验室中利用专业设备进行实验所起到的作用, 但为理论教学与实验教学一体化的实施提供了契机。一些高校中非化学、化工等专业对于大学化学实验室所需要的某些设备价格同样昂贵, 这也就使得高校的经费不可能全部用在新建或改造实验室之中, 从而导致大多数高校中的实验教学设备不足且陈旧落后[2]。

二、大学化学理论与实验一体化教学模式

形式上的灵活多样性是一体化教学的关键所在, 这种教学模式可以在一定程度上提升学生的创新能力, 大学化学开展一体化教学模式具体有以下几个方面的优势:

1. 可以充分利用现代化教育设施。

采用现代化教育技术, 例如使用多媒体教学或者联网授课, 在不方便进行理论与实验同时授课的情况下, 可以使用现代化技术扩大课堂信息量, 减少指导教师在授课期间的工作任务量, 而学生通过计算机仿真实验或者实验录像投影, 能够更大限度的激发学生对于化学实验技能和理论指导知识的兴趣, 发挥学生的主观能动性。

例如在有机化学理论教学和实验教学过程中, 性质实验较少[3]。教师通过将一些重点性质实验拍摄成录像, 并储存在授课课件过程之中, 在教学时播放, 可以使用学生更容易理解的直观感受来理解和记忆相关化合物的化学性质。例如使用Lucas试剂鉴别伯、仲、叔醇的反应, 2, 4-二硝基苯肼鉴定羰基化合物反应, Hinsberg实验鉴别胺的反应等, 采用这种方式既可以避免因为性质实验造成的有毒气体危害等负面影响, 又可以使学生加深对理论知识的学习。

因此, 只要能够充分利用现代化设施进行教学, 找到理论教学和实验教学两者的相关点, 就可以实现两者的有效结合, 让学生能够发挥最大的主观能动性。

2. 微型化学实验。

微型化学实验的特点是使用药品较少、安全环保、操作简单等。微型化学实验是由师生共同设计, 具有良好启迪性和开拓性能的学生实验;与传统化学实验课程相比, 它有着灵活性强、机动性能高的优势[4]。

微型化学实验可以脱离化学实验室, 设置在普通教室内进行开设, 因此, 它可以在普通理论课过程中进行, 而且由于其安全性、绿色环保, 所以可以由学生自主在教室进行操作演示, 教师负责指导。通过微型化学实验可以把理论教学和实验教学更好的结合起来, 充分体现化学是以实验为基础的学科。

理论教学结合实验教学, 相互帮助, 相互支撑, 对于培养学生的开拓创新能力及对于化学知识点的吸收掌握有着很大的帮助。

3. 利用课下时间, 组织兴趣小组, 培养高校学生的科研意识[5]。

为了更好的实现化学理论和实验相结合, 可以组织学生进入化学实验室协助实验室工作人员进行化学实验前的准备工作, 也可以组织学生参与高校教师的科研项目, 负责相对简单的一部分任务。通过实验准备及相关项目课题研究, 可以使学生将零散的知识应用于时间之中, 能够提升他们对知识的掌握和应用能力。另一方面, 学生的知识面在经过项目研究后会有不同幅度的扩展, 这对于他们将来的化学科学研究和知识探索有一定帮助, 并且也有利于培养学生的创新意识和能力。

三、建议

大学化学理论与实验教学本是融会贯通、相互促进、相互补充的关系, 随着教学改革不断深入, 为大学化学的发展创新提供了一定的基础, 但要实现真正意义上的课程一体化教学, 必须全方位进行调整提升, 不断完善教学体系。因此, 一方面要做好大学化学专业的教师队伍建设, 要求教师要有熟练的实践操作技能;另一方面要加强完善化学实验室建设和改造, 优化实验教学内容, 重点培养学生独立思考和操作创新。

摘要：大学化学是一门以实验为基础的课程, 但是传统的教学模式将大学化学分为了理论教学部分和化学实验部分, 影响了学生的创新能力。本文针对现如今大学化学理论与实验教学中存在的问题, 提出了一体化教学的新思路, 并进行了初步尝试。

关键词：基础化学,理论教学,实验教学,教学一体化