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高校物理化学实验创新能力培养措施

 论文栏目:创新能力论文     更新时间:2019/2/12 14:35:16   

摘要:物理化学实验是高校化学专业实践课程之一,是采用物理学的方法来研究化学反应规律的一门学科,同时也是学生将化学知识向科研过渡的重要环节,对培养学生科学的思维方法和创新能力有着重要意义.本文结合白城师范学院物理化学实验课程教学实际,结合学校转型发展目标及在教学实践中的探究,重点讨论物理化学实验中学生创新能力的培养措施.

关键词:创新实验;素质能力;创新能力

物理化学实验是采用物理学的方法和手段来揭示化学反应规律的一门实践课程,[1]它不同于理论教学,有其自身独立的系统性和教学规律,能更好地发挥学生的主观能动性,拓展学生对新事物的无限探索.[2-3]多年来我们一直不断完善着实验教学体系、改革实验教学方法,坚持以学生为主体,充分体现学生的主观能动性,在教学安排上以启发学生为主,引导学生主动进行思考,给学生更多的机会独立完成实验.但是随着科学技术的日新月异,物理化学实验的教学现状不能满足新时期创新性人才的需要.[4-6]通过多年的物理化学实验教学实际,结合白城师范学院转型发展目标及自己在教学实践中的经验,探讨高校物理化学实验中创新能力的培养.

1物理化学实验教学现状

1.1实验内容陈旧

物理化学实验教材编制时间已久,大多数都是验证性实验,目的还是为了让学生验证理论课上的公式或定理,这样学生学习的积极性不高,把物理化学实验当作是物理化学课程的附属品.部分实验仪器设备陈旧,在企业中早就有先进的设备投入生产,我们还在花费大量的时间来讲解一些淘汰的仪器和落后的技术.此外,我们还花费了大量的时间用于处理这些繁杂的数据,有些数据由于仪器陈旧带来的误差很大,使得实验结果与理论结果偏差很大,学生不仅对实验方法产生怀疑,有的甚至私自串改实验数据,与教学的初心背道而驰.这样不但不能激发学生学习的积极性,也不能真正培养出符合社会需求的人才.物理化学实验缺乏综合性、设计性实验,没有把企业的最新理念、最新工艺、最新设备融入实验中,只是单纯地验证所学知识的正确与否早已不能满足当前社会需要,社会需要的是能够有自己独立思想,有自己逻辑思维并能独立地分析问题和解决问题的应用型人才.目前,物理化学实验已经和社会脱节,失去了这门学科在创新性人才培养方面的重要性,更不能满足社会发展需求.

1.2教学方法单一

教学方法主要以教师讲授为主,是以教师为中心,以如何顺利成功地完成实验为目的,教师在课上先讲解实验目的、原理、步骤并进行演示,学生就照猫画虎地完成实验.课堂为了节省时间,很多药品配置都是由实验员提前完成的,这样学生的依赖性很强,没有发挥自己的主体地位,也不知道节约药品.造成很多基本的化学操作技能如称量、溶解、搅拌等都不能熟练准确地完成.上述教学模式,学生是被动参与者,往往过分依赖教师指导.学生需要思考的机会很少,遇到问题也不会分析.因此,教学过程完成后,学生学到的多是陈述性知识,而能力的培养较少.

1.3评价考核机制不完善

考核标准主要以平时成绩及实验报告为主,平时实验分组进行,总是有学生“混水摸鱼”,把责任推给积极表现的学生,然后一组分享一套实验数据,轻松得到实验结果.把大量的时间用于完成实验报告及预习报告,以获取期末的好成绩,而忽略了实验的本真,在操作过程中会有不同的状况发生,正是解决这些问题才体现出知识运用的能力及科学性、创造性思维.在实际生产和应用过程中往往会遇到很多意想不到的问题,而科学研究具有很大的探索性、挑战性和不确定性.

2物理化学实验中创新能力的培养措施

2.1更新实验内容

在转型发展背景下,白城师范学院培养应用技术型人才,这就需要教师深入到企业中,了解当下企业需求什么样的人才,了解企业中最新仪器设备的使用方法及原理,最新工艺流程及最新的管理运营模式等.从企业中获得启示来更新实验内容,压缩验证性实验,开设综合性、设计性实验.把经典的实验原理融入综合性、设计性实验中,题目可以是教师科研项目的一部分或者是解决社会问题的题目,包括环境监测、水体污染处理或食品质量检测等.例如,物化实验中涉及的一些药品废液能否合理地处理、回收是关乎人们身体健康和环境质量的重要问题.在双液系气液平衡相图中用到的环己烷和异丙醇能否实现废液的分离、回收和再利用就可以开设综合性、设计性实验,让学生独立查阅文献数据,参考现有资料,进行实验设计,包括实验步骤和数据处理等,激发学生的求知欲和积极性,引导学生了解和掌握一种发现问题、分析问题和解决问题的重要方法,培养其创新意识.

2.2改革教学方法和考核机制

根据成果导向教育(即OBE理念)改革教学方法,要以学生为中心,而不是教师为中心,以培养学生能力为主要目的,而不是以知识结构和知识体系的完整性为目标.采取多种教学手段相结合的模式,不是摒弃传统的讲授法,而是要充分利用多媒体技术、互联网等资源优势,更好地服务于教学.通过网络教学平台及时传送课前预习内容、课后思考题及相关学科最新的科学研究动态等.在完成大纲的实验学时以外合理地开放实验室,选择学生感兴趣的实验或者在理论教学中有疑问、有难度的问题继续开展探索实验.教师对选择的题目进行把关,同一实验可以有不同的实验方案,具体方案由学生设计完成,教师辅助指导,这样就避免使用教材中的统一方案,使学生缺乏动脑思考问题的机会.针对实验中出现的各种各样的问题,学生可以相互借鉴、相互交流,培养其团队合作精神.实验室开放为学生开展相关实验提供了便利条件,虽然消耗了较大的精力和时间,但是极大地激发了学生的兴趣,充分发挥了学生的主观能动性,锻炼了学生的科学思维和实验设计创新综合能力,为学生今后开展毕业论文设计及科学研究工作奠定坚实的基础.此外,考核评价由末端考核向过程考核转变,注重学生的平时表现,包括仪器的操作及设备的维护、药品配置与保存、数据的分析与处理、废液的回收及利用、实验方案的合理化设计等.

3结束语

创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力.在当今的知识经济时代,创新的重要性比任何时候都更为凸显.创新已经成为一个国家经济发展的源泉、先导,成为一个国家经济可持续发展的基石.化学科学是一门实用的、创造性的学科,在培养学生的创新能力方面具有独特的魅力.化学教学作为学科教学的重要内容之一,在学生创新思维能力的形成和发展方面具有独特的学科优势.化学与其他学科相比,是一门实验性很强的学科,某种意义上讲,其创造性遥遥领先于其他学科.然而传统的化学教学偏重于学科知识的传授,相对忽略了创新意识和创新能力的培养.因此,加强化学学科的创新性教育研究对于推动我国的教育改革有着十分重要的意义.

参考文献:

[1]傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]周爱国.培养学生创造性思维能力的策略探析[J].学科教育,2000(5):25-27.

[3]朱清时.如何培养学生的创新素质[J].大学化学,2000(15):1-5.

[4]王芙蓉,刘宝安,张震.物理化学研究性教学改革与探索[J].广州化工,2017,45(5):141-142.

[5]郭婷,孟涛,方伊,等.“理论、实践与科研三位一体”物理化学实验教学改革[J].实验室研究与探索,2015,34(5):138-140.

[6]刘海峰,陈明洁,陈敏.《物理化学实验》教学方法改革的探索与实践[J].实验科学与技术,2013,11(4):66-68.

作者:贾佳 单位:白城师范学院 化学学院

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