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无机化学实验培育学生开放性及创新力

2012-09-01 18:01 来源:理学 人参与在线咨询

 

创新与发展是推动时代进步的永恒动力,而创新能力则是动力的源泉。党和国家领导人在各种场合多次提出要加快创新能力的培养问题,而各用人单位对高校大学生的创新能力要求也越来越高。因此,对大学生创新思维和能力的培养在高等教育中日趋受到重视。实验教学是高等教育内容的一个重要组成部分,是全部教学过程中以实验论证理论并丰富创新理论的重要环节,对于大学生科学思维的形成和创新能力的培养有着不可替代的重要作用。无机化学实验课是药学类专业大学生的第一门基础实验课,它不仅仅是培养学生基本操作技能和科学素养的重要场所,也是培养学生创新意识和创新能力的重要途径,教学效果的好坏将直接影响学生大学四年甚至是今后工作的基本操作技能和科研思维习惯。如何将创新思维和能力的培养贯彻实施到具体的无机化学实验教学环节中去,是摆在我们教师面前迫切需要解决的重要任务。下面笔者就如何在无机化学实验中培养学生的创新思维和能力谈谈个人经验。

 

1解放思想以培养学生的创新性思维

 

传统的实验教学模式,要求学生在规定的时间里,按照实验教材和指导教师的“规定程序”进行实验,其实验内容、实验方法、实验操作都是“经典的”,不得更改。改变这种封闭的实验教学模式首先要求解放思想。而解放思想包括两方面:一是解放教师思想;二是解放学生思想。

 

1.1解放教师思想

 

无机化学实验指导教师通过一系列的训练从而改变自己的思维模式。首先,重新定位自己的角色:指导教师应牢固树立实验过程以学生为主体的教学理念,将自己定位成实验教学过程中学生自主学习的指引者和协助者。其次,充实自己的知识储备:指导教师通过订购国内各知名高校所使用的无机化学实验教材、登陆知名高校所建设的无机化学实验网站,了解国内其他高校无机实验教学现状,并通过订阅专业书刊报纸如《InorganicChemistry》、《InorganicChemistryCommunications》了解国际无机化学的最新研究进展,使自己的知识能够与时俱进,紧跟无机化学学科前缘发展趋势。最后,培养自身创新性思维:作为教师应在学习和教学实践中时刻牢记转变思维,训练思维的发散性,发展直觉思维,培养思维的流畅性、灵活性和独创性,从而使自己的思维具有创新性。

 

1.2解放学生思想

 

“师传生受”的观点,自古沿袭至今,要培养学生创新性思维,首先要打破这种传统的观念,培养学生质疑的习惯:教师通过修正教材中存在的错漏,指出教师或教材都会有疏漏的地方,具有创新性的学生应当怀疑教材,怀疑教师。其次引导学生进行研究性、创新性学习:在进行试验之前,先将实验内容以考试题目的形式布置下去,由学生来设计试验方法,学生要完成该课程考试,必然要自行去查阅文献、设计方案。这样将实验真正变成研究的、创新的过程,而不是验证“经典实验”的过程。这就是开放性实验。

 

2开设开放性实验以培养学生的创新能力

 

开放性实验的实施过程是学生针对教师布置的实验题目,查阅文献,写出设计方案,并交给指导教师审阅修改合理后,即可进入实验室实施[1]。对于这一实施过程文献已长篇累牍地讲解过[2],并且全国各大高校在开放性实验开设方面也进行了大量的尝试[3-6]。本文着重介绍开设过程中需要注意的一些问题。

 

2.1开放性实验选题需具有创新性和可行性

 

开放性实验不同于验证性实验,没有现成的实验步骤,没有固定的结论,学生要根据所给的选题查阅资料,设计方案,最后才能进行实验。这就要求选题首选要有创新性,学生可以从多方面、多角度地考虑问题,设计出多个方案,从而培养自身创新能力;其次要求选题具有可行性,因为学生所设计的方案会有多种,但至少肯定有一种能根据本实验室现有条件(药品、仪器、设备等)进行实验,所以在设计选题的时候,教师应提前查资料,做预试,保证选题具可行性。根据创新性和可行性两个要求,本实验室老师选定了“硫酸亚铁铵的制备”、“药用氯化钠的制备”、“氯化钠杂质检查”、“微量元素营养添加剂———蛋氨酸锌的制备”等作为开放性实验的选题。这些选题操作过程具有一定的稳定性、危险系数低,同时紧扣药学专业特点,与现实联系紧密,实验方法不唯一,具有创新发挥空间的特点。

 

2.2开放性实验实施过程中需转换角色

 

在开放式实验中,教师应由“传授型”转为“指导型”,学生由“被动接受验证型”转为“主动参与探索型”。对于试验中出现的问题教师一般不直接回答而是巧妙设问,引导学生自行解决问题。如在“药用氯化钠的制备”试验中,很多学生在除BaSO4沉淀的减压过滤过程中,滤纸上得不到固体沉淀,而沉淀全部随滤液流到抽滤瓶了,这是为什么?还有部分学生在蒸发浓缩的时候将溶液蒸干了,结果检测发现K+超标了,这又是为什么?面对学生提出的这些问题和实验过程中出现的错误,教师可以反问学生“什么样的沉淀更容易过滤出来?要得到这样的沉淀应该采用什么方法?”“、应如何除去KCl杂质?”学生在对这些问题的思考中也就自然而然地回答了之前自己提出的问题。这比直接告诉学生答案,印象要深刻得多。

 

2.3开放性实验室需要创新性管理模式

 

由于本校实验场地严重不足,笔者所在的实验室同时承担着无机化学实验与物理化学实验的教学任务,所以全天候开放实验室进行无机化学开放性实验是不现实的。而无机化学开放性实验实施的时间也比较自由,而且每个实验都耗时很长,所以本实验室将开放性实验的开设时间设定为周末及寒暑假。这就大大增加了指导教师的工作量和安全责任,为了解决这个问题,本教研室除安排教师值班外还引入学生参与假期实验室的日常运行管理,指定学生负责人、排定学生值班表,明确值班内容与责任,对值班学生进行岗位培训,实验指导教师不定期进行检查并电话查岗等;同时要求进入实验室做实验的学生签订“实验室安全保证书”,以使其明确实验安全注意事项,提高安全防范意识。通过引入学生参与实验室安全日常管理,既提高了学生主人翁意识和工作积极性,又能减少运行成本,确保了实验室安全,确保实验室在假期和晚上都能开放。

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