化工类综合性实验与评估诌议
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作者：郑可利 戈芳 赖文忠 单位：三明学院化学与生物工程学院
虽然这种实验对锻炼学生实验和掌握基本操作技能,以及加深对实验原理的理解方面有一定的作用,但对于培养学生独立实验的能力和创新能力是远远不够的,并且传统的大学化学实验教学很难适应化学学科的发展和社会对人才的能力要求,为了进一步深化实验教学改革,提高实验教学质量,培养和提高学生综合实验技术的能力,设计实验的能力,数据处理及查阅资料能力,培养和训练学生的创新精神和创新能力,提高学生分析问题和解决问题的能力,在大学化学化工实验中,很有必要开设综合性设计性实验。
综合性设计性实验的含义及特点
综合性设计性实验是指实验内容涉及化学化工课程的综合知识或与化学化工课程相关课程知识的实验。开设综合性设计性实验的目的是对学生的实验技能进行综合训练,培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理及查阅资料能力。综合性实验项目的特点:实验内容的综合性,实验内容为有关课程的综合知识,而化学化工实验课程则包含相关课程或多门课程的综合知识,有明确的教学目的,培养学生综合应用知识和技能解决问题的能力,实验组织方面,学生必需提前预习实验指导书及相关参考资料并写出预习实验报告,熟练掌握所涉及的技能和知识。按实验书要求自主进行实验操作,观察和记录实验现象,解决实验中出现的问题,分析和处理实验数据,计算产率,得出实验结果;实验方法的多元性,例如有机合成实验涉及“合成制备-分离提纯-分析表征和性能测试-实际应用”等多元操作,培养学生综合运用不同的实验原理综合分析问题、解决问题,掌握各种的实验方法;实验方法的多样性,综合运用两种以上的实验技能完成同一个实验,培养学生通过不同的方法分析问题、解决问题,掌握各种的实验技能。实验报告中除一般实验报告的基本内容外,重点突出对实验现象、问题、数据和结果的分析,总结实验的收获和体会。设计性实验是指给定实验目的要求、实验条件或实验题目,由学生综合运用所学过的基本理论、实验原理和实验操作技能由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。有利于培养学生独立解决实际问题的实验能力,创新能力。设计性实验一般是在学生常规或综合性实验训练的基础上开设,具有以下特点:学生学习实验的主动性增强,设计性实验在任课老师给定或自选实验题目的情况下,学生在老师的指导下自己设计实验方案,确定实验原理、实验装置、实验试剂、选择实验仪器和试剂,制定实验步骤,学生必须运用自己掌握的知识和实验技能进行分析、探讨。在整个实验教学过程中,学生处于主动学习实验技能的状态,学生的创造性思维比较活跃,有效的调动了学生学习实验的积极性;实验内容具有探索性,设计性实验的实验内容一般尚未为学生所系统了解,需要学生通过实验去学习、去研究,不同于传统实验依附理论的教学模式,体现了实验教学在人们认识自然、探索科学发现过程中的重要作用,使实验教学真正成为学生学习实验知识、掌握实验操作技能、培养具备创新能力的应用型人才的有效途径;设计性实验的多样性,在设计性实验实验教学过程中,实验目的是明确的,但实验原理、实验装置、实验试剂、实验途径和、实验方法是可以选择的。因此,学生往往可以通过不同的途径和方法达到实验目的,从根本上改变传统教学模式,克服传统实验教学的弊病,有利于学生创新能力、创新人才的培养,体现了以学生为本的教学思想。
开展综合性、设计性实验项目
对实验指导老师的要求为了达到综合性设计性化学化工实验培养学生具备实践能力和创新能力的应用型人才的目的,实验指导老师的整体实验素质是关键。不断提高实验指导老师的素质,要求实验指导老师除了承担实验教学任务外,还要参加科学研究项目,根据实验教学发展情况,不断开发新的实验内容和实验方法,不断对实验教学进行改革和创新实验师资队伍的建设是培养应用型创新人才、加强学生创新能力培养的基本保证。新世纪应用型人才的培养目标,对实验教学指导教师提出了更高的要求。在指导综合性设计性实验教学过程中,怎样将科学研究的思维方法传授给学生,怎样指导学生去分析问题并激发学生的实验兴趣,是能否达到综合性设计性实验目的的关键。设计性实验的教学对指导老师的要求更高,一方面教师备课时需要准备多种可选实验方案,以备与学生交流讨论;另一方面,学生在实验教学过程中,学生可能会问及许多相关问题,而且在实验过程中会出现许多不可预期的问题,因此,要求教师有充足的知识储备。
综合性设计性化学化工实验,就是学生在掌握基础化学实验原理以及基本操作的基础上,在化学一级学科层面安排的,与学科前沿紧密结合,带有一定的科研成分,使得教学与科研相互结合、相互促进的实验。实验内容涉及化学、材料、生命、环境、能源等一级学科,反映化学学科重大进展、前沿和交叉领域,将比较多的实验理论和基本操作技能融会贯通在一个比较综合的实验中,形成“合成制备-分离提纯-分析表征和性能测试-实际应用”的一条龙模式,具有综合性、设计性、系统性的特点,旨在提高学生综合运用基础实验知识和实验技能的能力,培养学生的创新意识、科学素养、综合素质和创新能力,为本科毕业论文和研究生研究工作打下基础,为社会培养急需的卓越工程师和卓越中学教师。综合性、设计性实验认定程序为了保证综合性设计性实验效果,所有综合性设计性实验均需提供通过相关认定,其认定程序为:(1)申报。由实验任课教师对照综合性设计性实验的要求,依据专业培养目标及实验教学大纲,填写《综合性设计性实验项目申报表》,由学院组织专家认定。(2)认证。由各学院负责对本院所申报的综合性设计性实验项目组织专家对项目的实验目的、原理、实验仪器及试剂、实验装置、实验基本操作和方法、研究领域等方面进行评审,评审专家组由化学化工专业具有副高级以上职称的5人组成,负责对申报项目进行评审,并填写《综合性设计性实验项目申报表》,签署评审意见,同时要有认证专家的签名以示负责。经论证后,才能确定为综合性设计性实验。(3)审定。教务处定期对全校申报项目,会同有关部门组织专家对各单位申报的综合性设计性实验项目进行最终审定。综合性、设计性实验评价指导要求:在开设综合性设计性实验时,根据给定的实验目的和实验条件,指导教师将学生分组,并落实好实验室,准备相关仪器设备和试剂,系统安排实验。对设计性实验,要指导学生进行实验方案设计并加以审核。指导学生开展实验工作,强调相互协作。要求学生记录好实验的现象和原始数据,并向学生提出有关问题。指导学生进行实验数据进行整理和分析,得出实验结果。指导学生按照规范格式撰写实验报告或实验论文,并视具体情况要求学生进行答辩。评价要求:指导教师应根据每个同学在综合性设计性实验项目实施中的综合表现给出评价。评价指标为各环节学生的参与程度、实验动手能力、实验报告质量、创新能力等。对提出较高水平问题、回答问题思路敏捷、语言表达准确的同学可以给予适当的加分。实践证明,在化学化工实验课程中开设综合性设计性实验,是实验教学改革的方向,综合性设计性实验对培养学生的创新能力,培养创新型人才,具有十分重要的意义,有利于培养学生的创新意识、实验动手能力和实际应用能力,有利于提高学生的综合素质,实现培养应用型人才的办学目标。学生在综合性设计性实验过程中,明确了探索的目标和方向,为学生创造了充满兴趣的创新内容,其个性得到了充分的尊重,体现了以学生为本的教育思想,是素质教育的生动体现,也是实施“卓越中学教师培养计划”和“卓越工程师培养计划”的重要举措