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【論文摘 要】綠色環(huán)保實驗是新課改下化學實驗教學中所倡導的一種新型的實驗理念,通過綠色實驗,可以有效降低實驗的污染性,減少化學實驗的環(huán)境壓力。在本文中,筆者就簡單闡述了在化學實驗教學中開展綠色化學實驗的幾點措施,希望能夠為綠色環(huán)保實驗理念的培養(yǎng)有所裨益。
高中化學新課程改革的實施,其目的是為了提高學生的化學科學素養(yǎng),培養(yǎng)他們自主學習的能力、合作能力、探究能力等多方面的能力,而這些目標的實現(xiàn)都離不開化學實驗。作為一門建立在實驗基礎上的自然學科,化學實驗教學占據(jù)了整個化學教學工作的重要位置。然而,大部分的化學實驗都帶有一定的污染性,可以說,每一個實驗室都是一個污染源,而全國大大小小的實驗室所造成的污染是非??捎^的。因此,在化學實驗中,我們要努力改變傳統(tǒng)的實驗格局,努力培養(yǎng)學生的綠色環(huán)保實驗理念。這不僅有利于減少化學實驗的污染,同時,通過改進的化學實驗,還可以提高學生的思維能力、創(chuàng)新能力等多方面的能力,可以說是一個一舉多得的良舉。
一、發(fā)展微型實驗
化學實驗的污染主要來自于化學反應的生成物和化學實驗的藥品殘留,如果在進行化學實驗的過程中,在不影響實驗效果的情況下,對實驗進行改進,減少實驗藥品的用量,使得實驗微型化,這樣自然有利于降低實驗的污染。所謂微型實驗,其核心內容就是實驗藥品微量化、實驗器材微型化。一般來說,在微型實驗中,其藥品的用量僅僅相當一般常規(guī)實驗的十分之一,最少甚至能達到千分之一,由于藥品用量的明顯減少,從而使得微型實驗中所產生的污染也大大減少。不僅如此,由于藥品用量減少,其相應的水電等能耗也會大大降低,并且也使得爆炸、燃燒等實驗的危險性降低了很多。關于微型實驗,在國際上已經有了比較多的經驗,然而,微型實驗在我國來說還是一個比較新的課題。我國最早研究微型實驗是在1988年,然而,多年以來,由于資金和技術的限制,微型實驗始終沒有得到很好的普及,作為教師,我們可以在日常的化學教學中,多花一些時間和精力去研究和改進化學實驗,努力推進實驗的微型化,降低實驗教學的污染成本。
二、改進化學實驗
在化學實驗中,有些實驗藥品產生的污染物較少,或者產生的污染物便于處理,而有些藥品在實驗時產生的污染很大,并且處理的成本也非常高。因此,我們可以想辦法改進實驗以降低實驗造成的污染。例如,對于一些污染較為嚴重的化學實驗藥品,我們可以想辦法尋找一些更加環(huán)保的替代品。例如,在實驗室制取氧氣的實驗中,我們大多數(shù)采用的都是加熱高錳酸鉀或者氯酸鉀的方式來制取氧氣,然而,這兩種制取氧氣的方法所產生的污染物是非常難以處理的。在國外很多的教科書上,在制取氧氣時,都會采取過氧化氫分解的方式,因為過氧化氫分解以后產生的是O2和H2O,而這兩種實驗產物顯然不會對環(huán)境造成污染,使得實驗更加的環(huán)保?;谶@種更加環(huán)保的制取氧氣的方式,現(xiàn)在我國的很多教材中也開始采用這種方式來制取氧氣。
三、注意實驗藥品的回收和利用
在過去的化學實驗中,我們通常會把實驗殘留藥品經過簡單的處理,然后丟棄掉,但事實上,很多化學實驗的殘留藥品,生成的廢液廢渣等是可以重復利用的,例如,在用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣的實驗中,很多人在得到氯氣以后,就會把實驗的廢棄物直接丟掉,然而,事實上,二氧化錳是可以重復利用的,如果直接丟棄,不但會造成環(huán)境的污染,同時也造成了一定的浪費。因此,在實驗結束以后,我們要注意對實驗藥品的回收和利用,這樣,在減少污染的同時,還可以降低實驗成本。
四、適當開展多媒體模擬實驗
隨著計算機信息技術的普及,以該技術為核心的多媒體工具開始越來越頻繁地走進化學課堂。通過多媒體工具,可以改變傳統(tǒng)的化學課堂教學模式,其中就包括實驗教學。在化學實驗中,有相當一部分的實驗不但造成的污染大,同時,還具有一定的危險性,像是探究氯氣的漂白作用的實驗、電解飽和食鹽水的實驗等,正因如此,很多原本應當做的實驗,由于課堂環(huán)境下不具備條件,從而只能用講實驗的方式來替代。很明顯,通過講實驗的方式當然無法起到真正地實驗教學的效果。而有了多媒體工具以后,一些不具備實驗條件的化學實驗就可以通過計算機進行模擬實驗。教師可以從網絡上下載一些視頻,把他們同F(xiàn)las結合起來,這樣,通過計算機技術,就可以給學生模擬出整個實驗過程,使得學生通過多媒體工具來觀察實驗現(xiàn)象、總結實驗規(guī)律、了解實驗原理。這樣一種依賴多媒體工具的模擬實驗不但是一種零污染的綠色實驗,同時,這種模擬實驗相較于傳統(tǒng)實驗還有很多自身的優(yōu)勢,例如,在一些化學實驗中,有些實驗現(xiàn)象時間非常短暫,或者發(fā)生的反應非常不明顯,一旦學生不注意就很難觀察。而利用計算機進行模擬實驗時,當遇到一些不明顯的實驗現(xiàn)象時,可以采用放大的技術讓學生看的更加清楚,而遇到一些實驗現(xiàn)象時間很短時,則可以采取回放的技術讓學生反復觀察。這樣,相較于傳統(tǒng)的化學實驗,模擬實驗更有利于學生觀察實驗過程。雖然模擬實驗有很多的優(yōu)點,但是,我們也不能用模擬實驗完全取代傳統(tǒng)的實驗,畢竟,很多的知識和能力的培養(yǎng)還需要在親自動手的傳統(tǒng)實驗中才能夠獲得。
在化學實驗中樹立環(huán)保理念,推動實驗的綠色化,不但是化學教學素質教育的要求,同時也是化學科學發(fā)展的趨勢,因此,作為教師,我們一定要在實驗教學中,通過各種途徑來培養(yǎng)學生的綠色環(huán)保理念。
【參考文獻】
[1]金俊香.高中化學實驗綠色化的方法[J].新課程學習(下),2010年第01期.
關鍵詞:高中化學;實驗教學;組織形式;優(yōu)化策略
1 高中化學實驗教學的組織形式優(yōu)化的重要性
化學是一門以實驗為基礎的學科,高中化學課程是一門不斷的發(fā)展的實驗性學科,實驗教學不僅在提高學生化學學習能力,擴充學生化學知識方面有重要作用,同時也為推進化學學科進一步完善提供了良好的平臺。因此,長久以來,幾乎所有的高中學校都十分重視實驗教學在整個化學教學中的地位。而長期以來,雖然學校對化學實驗教學給予了不少重視,但是大部分仍然停留在實驗儀器、藥品,以及相關配套教學設施的購置和維護,增加實驗課堂比例。這些工作的確在推動化學實驗教學發(fā)展的過程中起到了不小的作用,但是隨著時代的發(fā)展,隨著教育背景的轉變,高中化學實驗課堂需要的不僅僅是單純的硬件設備的采購,其教學理念、方法、模式都需要進行變革,才能更好適應新時期的教育教學的需要。其中,實驗教學組織形式的優(yōu)化,在高中化學實驗課程中占有重要地位,不僅能影響學生學習積極性,還能影響到學生的探究能力,學習主體性的體現(xiàn),師生關系等諸多方面[1]。本文擬通過對高中化學實驗教學的組織形式進行探討,旨在結合課堂組織形式內涵,從課堂形式、內涵、模式等諸多角度優(yōu)化課堂組織形式,為進一步推進高中化學實驗課堂有效性提高打下良好基礎。
2 高中化學實驗教學的組織形式優(yōu)化策略
2.1明確學生預習要求,加強課前預習指導
傳統(tǒng)的高中化學實驗教學,一般來說,教師都會告訴學生,下節(jié)課上某某實驗,同學們看看哪一部分內容,預習一下。有的教師甚至都不會說這些,只會告訴學生下節(jié)課做什么實驗。實際上,學生進行預習,對于實驗的開展有著非常重要的意義。通過預習,學生可以大致上了解實驗的主旨是什么,有哪些步驟,達到什么目的。而且,不僅學生有預習,教師還要為學生預習提供更為明確的要求,要告訴學生,通過預習達到什么程度,這樣才能使預習更加具有目的性,才能在實驗過程中避免走彎路,提高課堂效率。對此,新時期,在高中化學實驗教學的預習中,教師要求須認真完成實驗指導書中的預習要求和預習思考題。了解實驗的目的和原理,明確本次實驗中要用的試劑和儀器、實驗的條件和操作步驟,查詢相關化學試劑的物性和應注意的安全問題,實驗過程或步驟可以用框圖或箭頭符號表示。在此基礎上寫出預習報告,內容包括:實驗目的和基本原理、反應方程式、儀器裝置圖和實驗操作步驟等。
2.2 完善實驗教學模式,加強課堂講解指導
傳統(tǒng)的化學實驗課堂,都是教師在黑板上體現(xiàn)寫好實驗目的、意義、用哪些儀器設備,然后給學生簡單講講過程,學生就開始做了。這時候教師一般都是到休息室休息,或者是巡視一下,有沒有操作不當?shù)?,認為學生開始實驗了,自己也就沒什么事了。實際上,學生實驗進展的順利與否,與教師講解的到位與否,與整個過程指導效率高低都有密切關系。為此,在新時期的高中化學實驗教學之中,教師需要在每次實驗學生動手操作前,指導教師先總結前次實驗中存在的問題,講評前次實驗的實驗報告。然后講解實驗難點和注意事項,通過提問的方式引導學生深入思考與實驗現(xiàn)象有關的一些問題,著力培養(yǎng)學生觀察實驗、綜合考慮問題的能力,使學生學會分析和研究問題的方法[2]。要求學生真實記錄所觀察到的現(xiàn)象和所獲得到的實驗數(shù)據(jù)。學生實驗結束后經教師檢查并簽名,實驗及其原始記錄才有效。
2.3 轉變實驗教學目標,加強創(chuàng)新能力培養(yǎng)
傳統(tǒng)的高中化學實驗教學課堂,基本上都是一種驗證性的過程。即,根據(jù)已經設計好的實驗程序,將實驗過程做一遍,重現(xiàn)某個實驗結果,驗證一下即可。實際上,隨著時代的發(fā)展,教育的背景也發(fā)生了轉變,現(xiàn)在的時代需要學生有更多的創(chuàng)新性和實踐操作能力。為此,教師不僅要讓學生通過驗證獲取實驗技能,掌握基本的實驗操作,還要通過給學生加入一些新的問題,讓學生自己去設計、動手動腦,進而達到創(chuàng)新的目的。為此,教師需要在每個實驗中都適當?shù)母鶕?jù)學生情況,以及現(xiàn)有的實驗儀器設備現(xiàn)狀,進行延伸和調整,使每個實驗中,都能有學生自主思考和分析的一部分[3]。在這個過程中,教師需要隨時糾正學生實驗中錯誤操作,引導學生注意觀察實驗現(xiàn)象、分析問題和解決問題,既要培養(yǎng)學生的動手能力,還要培養(yǎng)學生的實驗興趣,進而培養(yǎng)學生形成創(chuàng)新意識。
2.4 完善課堂進程,科學評價實驗報告
一般來說,化學實驗課程結束以后,學生按照實驗指導書上的要求的實驗報告形式在統(tǒng)一發(fā)放的實驗報告紙上書寫實驗報告,由實驗指導教師批改。并且,批改過程中,教師一般都是一個模式,一刀切的去批改,對了就是對了,錯了就是錯了,沒有回旋的余地。實際上,實驗報告,一方面反應的是學生這次實驗的結果如何,還反映了學生對實驗結果分析的能力。教師需要用一種更為科學的態(tài)度對學生的實驗報告進行測評,真實的反應學生通過做實驗所取得的成果。比如,如何通過實驗報告撰寫形式的重組,可以使學生在實驗中更好的提升學生的思維能力、實驗能力、觀察能力,促進學生科學素養(yǎng)的形成;如何能夠通過實驗報告更好的使學生的主體作用得到發(fā)揮,有利于新型師生、生生關系建立,使課堂教學呈現(xiàn)出勃勃生機[4]。這些都是我們在新時期,高中化學實驗教學組織形式優(yōu)化時需要考慮的問題。
3 結語
總之,高中化學實驗教學組織形式的優(yōu)化,要本著以學生為中心,以學生的發(fā)展為準則,尊重學生主體性,同時還要積極發(fā)揮教師的創(chuàng)造性,讓教師在不斷摸索和改進。只有這樣,教師才能真正使高中化學實驗教學的組織形式得到持續(xù)的優(yōu)化和發(fā)展,才能進一步為促進高中化學高效課堂提供更為堅實的參考。
參考文獻
[1] 張 春,鄭勝文,謝 岑. 高中化學課堂合作學習的組織形式和模式構建[J]. 化學教學,2006(4).
[2] 創(chuàng)建開放的學習環(huán)境,培養(yǎng)高中學生化學探究能力―《金屬與水反應》教學設計[EB/OL].
關鍵詞:生物化學;實驗能力;考核辦法
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:2095-980X(2015)11-0114-02
生物化學科目是生物學科的重要基礎課程之一,學生對其課程知識的掌握程度直接影響到往后課程的教學質量。實驗教學是生物化學教學過程中的重要教學內容,它既可以幫助學生理解與掌握課本的理論知識,同時也可以提高學生實驗操作能力與實驗思維能力。所以,在生物化學理論課堂教學的改革時,也必須注重生物化學實驗教學考核辦法的改革,這樣才能激發(fā)學生對生物化學實驗的興趣,提高學生獨立動手解決問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,從而讓學生更加全面、系統(tǒng)的掌握生物化學的理論知識與基本實驗操作技能。隨著生物化學科目內容的不斷擴展、涉及的領域越來越廣,許多高級院校已將生物化學實驗教學與其理論教學分開,生物化學實驗成為了獨立的教學課程,而生物化學實驗課程的考核辦法也與其理論課程分開,建立了獨立的考核辦法。傳統(tǒng)的生物化學實驗課程考核標準比較簡單,只對學生的實驗態(tài)度及實驗報告進行考核,并沒有將考核內容細化到每個知識點上,學生在生物化學實驗過程中比較被動,不能充分發(fā)揮自身的自主能動性,這樣不利于學生實驗操作能力及實驗科研素質的提高,導致學生僅注重實驗報告,不注重自身實驗思維的培養(yǎng),由此可見,科學、規(guī)范的生物化學實驗課程考核辦法是目前生化教師需要探究的重要課題。
1生物化學教學的考核缺陷
傳統(tǒng)的生化實驗教學的考核項目中并沒有期末實驗考核這一環(huán)節(jié),以致帶來的負面影響有:①在生化的教學中,只注重理論教學而忽視實驗教學,使得學生對生化實驗課越來越不感興趣,不重視實驗基礎技能的學習;②學生在實驗課堂上不認真完成實驗要求,極大地影響了實驗教學的效果,無法實現(xiàn)教學的目標;③學生的實驗操作能力較差,對基本的實驗儀器與操作注意事項不了解,操作步驟也不規(guī)范;④生化實驗課程考核的標準比較單一,難以全面的、客觀的反映學生的真實操作能力與水平;⑤學生無法獨立完成實驗操作,必須在教師或課本的幫助下才能繼續(xù)實驗,學生的依賴性太強,難以取得理想的實驗成果;⑥生化實驗課程考核的項目太少,只有學生平時的實驗表現(xiàn)及實驗報告,無法科學、全面地反映學生的真實實驗能力與實驗素養(yǎng)。
2生物化學實驗考核辦法的創(chuàng)新
為了保證生化實驗的教學質量且實現(xiàn)培養(yǎng)學生基本實驗技能、實驗思維的目標,教師應對傳統(tǒng)的實驗考核辦法進行改革與完善,具體可以從以下四個方面進行調整。
(1)預習報告的考核。學生通過教學進度安排表可以了解到每個實驗項目的課時安排,教師也要提示學生做好課前的預習準備工作。教師會在課前給學生分發(fā)預習報告表,里面會明確列舉該節(jié)實驗課需要掌握的知識點,學生根據(jù)教師羅列的提示對本課時知識點進行預習,完成預習后提交預習報告。預習報告明確要求學生要查找哪些資料,要求學生將實驗原理、步驟、藥品配制、實驗注意事項等等進行詳細歸納與總結。尤其是實驗步驟的整理,要求學生要細化到每個具體的操作步驟。教師在課堂上對實驗原理的講解主要是通過提問學生的方式來進行,如果學生回答的不夠完善則由教師進行補充。課前準備階段的預習報告成績占總實驗成績的10%。
(2)對實驗課的風紀嚴格考核。學生的出勤情況必須要列為實驗考核的一項內容,這也是學生平時成績的一部分。對學生的出勤情況進行考核,有利于提高學生對實驗課程的重視程度,從而讓學生按時上課,掌握好每一節(jié)課程的知識點。上課紀律的考核是為了優(yōu)化教學課堂管理效果,“無規(guī)則不成方圓”,只有確保教學活動能夠井然有序的開展,才能更好地實現(xiàn)課堂教學目標。對于實驗臺的清潔衛(wèi)生考核也是課堂管理的一項內容,考核學生對實驗環(huán)境的環(huán)保素質,有助于培養(yǎng)學生良好的實驗素養(yǎng)。以上的考核成績占總實驗成績的10%。
(3)對實驗操作表現(xiàn)進行考核。教師應在實驗的過程中觀察了解學生的實驗操作情況,了解學生的動手操作能力、學生的實驗態(tài)度、操作步驟、實驗安全意識等各方面的情況,如發(fā)現(xiàn)學生的操作不規(guī)范要及時指出并糾正,教師根據(jù)學生在實驗過程中的具體表現(xiàn)進行綜合評分。另外,教師還要記錄每個學生探究的實驗現(xiàn)象與實驗結果,實驗結束后教師從學生的實驗報告考查其實驗數(shù)據(jù)與結果分析是否準確,從中了解學生探討問題的邏輯性與準確性。實驗報告的主要考核內容包括討論部分、實驗結果及實驗中學生的表現(xiàn),這部分的考核成績占總實驗成績的40%。
(4)期末實驗測試考核。教師可以將每個學期的最后一次課定為期末考試課,期末實驗測試考核主要包括筆試與實驗操作兩部分。筆試部分就是考查學生對實驗內容及實驗注意事項的掌握情況,這部分由學生通過筆試的形式進行作答。關于實驗操作考核部分,教師可以設計五個典型的操作實驗,考核學生各方面的操作技能。可以讓學生通過抽簽的方式決定具體的考核題目,主要的實驗材料由教師提供,但具體的藥品配制需學生自己動手完成,要求學生在規(guī)定時間內完成實驗的全部操作,最后的實驗結果需教師審閱后才能打分。期末成績考核占總實驗成績的40%,其中筆試部分占10%,實驗操作部分占30%。
3結語
生物化學實驗能力是學生進行其他相關學科研究必須具備的基礎技能,學生對生物化學實驗基本操作技能的掌握與否對提高學生學生基本的實驗操作能力與培養(yǎng)學生的實驗思維、科研素質等有著十分重要的意義。因此,建立一套科學、合理的生物化學實驗考核辦法,既有利于檢驗和監(jiān)督學生對實驗技能的掌握情況,同時也有助于對教師教學質量的檢驗,廣大生化教師應重視和不斷優(yōu)化生物化學實驗的考核標準與內容。
參考文獻
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關鍵詞 生物化學;實驗課;多元評價體系;教學效率
中圖分類號 G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)21-0289-02
生物化學是農學、生命科學、食品科學和環(huán)境科學等學科的一門最重要的專業(yè)基礎課程,該課程的理論知識和結論全部源于實驗結果,這決定了實驗操作在該課程教學過程中的重要性。大部分高校在開展生物化學課程時,與生物化學實驗課程同步開展,以此來達到理論聯(lián)系實際,加深學生對理論知識的學習理解,并且提高學生實驗動手能力的目的。然而,筆者在生物化學實驗課的教學過程中,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的實驗課堂評價體系很難滿足現(xiàn)代學科發(fā)展的要求,表現(xiàn)出教學效率低下、學生在實驗中往往不明就里以及實驗報告作假抄襲等問題。因此,本文提出用多元評價體系來綜合鑒定學生的實驗課表現(xiàn)。從實踐效果來看,該評價體系可以較好地提高生物化學實驗課程的教學效率。
1 傳統(tǒng)實驗課評價體系的弊端
傳統(tǒng)的生化實驗課流程常常是課堂講解―學生實驗―提交實驗報告―根據(jù)實驗報告打分。這種簡單地根據(jù)實驗報告打分的評價體系,往往造成學生篡改實驗數(shù)據(jù)、編造實驗結果、相互抄襲等不良現(xiàn)象。而且,在小組合作實驗中,同組的部分學生可能蓄意偷懶,僅在一旁觀看其他小組成員操作,甚至是僅在實驗室里閑聊閑逛。另外,部分學生對這種應付任務式的實驗過程,往往是課堂做完,課后就忘,結果還是一問三不知。以上種種問題,都很難簡單地在實驗報告中反映出來,從而無法科學客觀地評價學生對知識的理解程度和實驗動手能力[1]。因此,該類傳統(tǒng)評價體系有很大的弊端,嚴重影響了生化實驗課的教學效率。
2 多元評價體系在生物化學實驗課中的應用
既然實驗報告不能真實客觀地反應學生的實驗課表現(xiàn),那么重新建立實驗課堂評價體系顯得尤為重要。本文倡導的多元評價體系,就是要從多個實驗課中間環(huán)節(jié)對學生進行打分,從而完整客觀有效地獲得評價結果。以生物化學實驗課程為例,其多元化評價體系如表1所示。在該評價體系中,將評價打分環(huán)節(jié)劃分為4個大環(huán)節(jié),執(zhí)行標準如下。
2.1 實驗課前評價環(huán)節(jié)
在該環(huán)節(jié)里,教師有3個主要任務:①在生物化學理論課上將與實驗相關的理論知識講解透徹,夯實基礎。②就實驗相關理論內容提出思考問題,使學生在實驗課前就開始關注實驗原理和內容[2]。比如,在“葡聚糖凝膠色譜”和“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離血清蛋白質”這2個實驗中,蛋白質分子得以分離的原理是截然不同的:前一個實驗中大分子蛋白質移動快,先流出色譜柱,小分子蛋白質移動慢,后流出色譜柱;而后一個試驗中大分子蛋白質移動慢,遷移的距離短,小分子蛋白質移動快,遷移的距離長。這些可以預計的實驗現(xiàn)象要求學生仔細對比2個實驗的原理,從而得出答案。同時,在實驗課前向學生提出思考問題是為了實驗課上進一步解答問題,這樣前后呼應的問題設置,使學生對知識點的印象更為深刻。③布置預習報告。預習報告的作用是提前讓學生了解實驗原理和步驟,做到心中有數(shù),而不至于到了實驗課上才忙亂地打開實驗教材學習。同時,對于預習報告,必須要提出合理的要求。筆者一直強調學生在寫預習報告時,實驗原理部分可以從簡或者簡要歸納一下即可,而不是一字不漏地抄襲實驗教材的內容。學生只有在歸納和整理過程中才能真正理解實驗的原理和內容。
相對應地,在該環(huán)節(jié)學生也應積極完成以下任務:①理論課上認真學習實驗相關理論知識。②思考和回答教師布置的實驗預習問題;③按照教師的要求認真地準備預習報告。
最后,該環(huán)節(jié)需要就學生的實驗預習報告進行打分,打分比例占實驗總成績的10%。該評價打分環(huán)節(jié)的設立,可以充分調動學生實驗課前預習的積極性,端正學習態(tài)度,認真地預習實驗內容,對實驗課的開展起到事半功倍的效果。
2.2 實驗課中評價環(huán)節(jié)
實驗課中是該評價體系的核心環(huán)節(jié),又可以分解為以下2個小的環(huán)節(jié)。
2.2.1 講解和演示環(huán)節(jié)。在該環(huán)節(jié)里,教師有3個主要任務:①講解實驗原理和步驟。經過學生的預習后,教師在講解實驗原理和步驟時就可以有的放矢,要重點針對原理中難懂的部分進行解釋,以及步驟中容易出錯的地方進行強調。比如在“酵母RNA的提取和鑒定”實驗中,須強調在添加乙醚試劑時一定要在通風櫥內操作,以免強揮發(fā)性的乙醚試劑危及大家的身體健康。②就課堂上講過的相關知識點進行提問。該環(huán)節(jié)可以很好地解答實驗課前環(huán)節(jié)布置的思考題,或者就實驗過程中可能涉及的問題及現(xiàn)象進一步提出新問題,從而使學生更為深刻地理解實驗內容。③演示關鍵實驗操作步驟。對于一些學生以前沒有操作過的實驗儀器和步驟,要在學生動手實驗前講解清楚并進行演示,以免學生在實驗過程中因為操作不當而損壞儀器、浪費材料甚至引起實驗室安全風險。比如在“葡聚糖凝膠色譜”實驗中,由于學生之前沒有接觸過色譜柱,純粹靠課堂講解或課本上文字描述很難獲得色譜操作技術的感性認識,因此必須要求教師演示色譜柱的組裝、加樣和回收等過程,使學生能正確地學會該實驗技術[3]。
相對地,在該環(huán)節(jié)學生也應積極配合完成以下任務:①認真聽教師講解實驗原理和步驟,若有不明白之處一定要及時提問,以免實驗過程中出現(xiàn)錯誤。②積極回答和思考問題,進一步理解實驗原理和內容。③仔細觀看實驗關鍵技術演示操作過程,確保能獨立完成實驗內容[4]。
最后,該環(huán)節(jié)需要就學生的課堂反應和回答問題的完整性及準確性進行打分,從而進一步確認學生思考問題和課前預習的能力與力度,打分比例占實驗總成績的10%。
2.2.2 學生動手實驗環(huán)節(jié)。在該環(huán)節(jié)里,教師有2個主要任務:①仔細觀察和監(jiān)督每個學生的實驗操作,確定其動手能力和實驗操作的熟練程度,阻止部分同學偷懶閑聊及做與實驗無關的事情。②及時糾正實驗錯誤。對于發(fā)現(xiàn)的實驗操作不當和安全隱患要及時指出和糾正,比如在“蛋白質的兩性反應”實驗中,用來調節(jié)pH值的鹽酸或者氫氧化鈉試劑一定不能滴加過快過猛,否則不容易觀察到等電點時的蛋白質沉淀現(xiàn)象。
相對應地,在該環(huán)節(jié)學生也應積極配合完成以下任務:①認真完成實驗操作,及時記錄實驗結果和現(xiàn)象。②實驗過程中有任何不明白的地方一定要及時向老師提問和報告[5]。比如多個生化實驗中涉及離心機的使用,若發(fā)現(xiàn)離心機出現(xiàn)故障或者運轉聲音不正常,一定要及時切斷電源并向教師匯報,避免引起安全事故。
最后,該環(huán)節(jié)是學生實驗能力的直接體現(xiàn)環(huán)節(jié),需要就學生的實驗動手能力和解決問題的能力進行打分,打分比例占實驗總成績的30%。
2.3 實驗課后評價環(huán)節(jié)
在該環(huán)節(jié)里,學生需要撰寫實驗報告并經教師批改打分,該環(huán)節(jié)打分比例占實驗總成績的30%。需要強調的是,實驗報告的格式和內容一定要做出明確要求。一般來講,一份完整的實驗報告需包括實驗目的、實驗原理、實驗材料和方法、實驗步驟、實驗結果和分析及思考題等6個內容板塊。在多元化評價體系中,特別強調實驗結果和分析及思考題這2個內容板塊是要重點詳細記錄的板塊,并且明確要求學生杜絕弄虛作假、編造篡改數(shù)據(jù)和相互抄襲等行為??梢圆捎靡韵聨c措施確保實驗報告的真實性和準確性:①鼓勵原始數(shù)據(jù)記錄,即使沒有達到實驗預期的結果,但是只要分析討論該類非預期結果出現(xiàn)的可能原因,同樣給予高分評價。比如在“考馬斯亮藍顯色法測定蛋白質濃度”的實驗中,一般要求將標準蛋白質樣品的濃度和對應吸光值擬合成標準曲線,該曲線的參數(shù)R2≥0.98才算標準曲線合格。但是部分學生在實驗操作中可能出現(xiàn)R2
2.4 考試考核環(huán)節(jié)
對于生物化學課程,部分高校和專業(yè)作為一門獨立的課程來上,而其他高校和專業(yè)把它當成生物化學理論課的一部分來完成。這使得兩者的考核機制略有不同。前者需要在所有實驗內容完成后,進行單獨的筆試或實驗操作考試,這就要求教師提前設計考試內容。對于實驗操作考試,可以將之前講授過的所有實驗內容分解成若干個小實驗,要求學生抽簽決定需要操作的實驗內容。這就要求學生對所做過的實驗要爛熟于心,而不是邊學邊忘[6]。后者的考核形式宜和理論課的考核相統(tǒng)一,例如在理論課的期末試卷中,將部分實驗關鍵原理作為考核內容,督促學生將理論和實踐相統(tǒng)一。該環(huán)節(jié)打分比例占實驗總成績的20%,至此生物化學實驗課的所有打分環(huán)節(jié)結束。
3 多元評價體系的實踐效果
自從多元化的評價體系在生物化學實驗課開展以來,明顯提高了教學效率,表現(xiàn)在如下幾點:①學生在課前能認真地預習并完成預習報告。大部分報告中字跡端正認真,不少學生能創(chuàng)造性地用圖、表等形式將原理和步驟進行歸納。由于認真地準備了預習報告,學生在實驗課上基本可以不翻看實驗教材,只需根據(jù)報告中歸納的實驗步驟往下做即可。②實驗課上師生互動明顯提高。由于課前環(huán)節(jié)思考題和預習報告的設置,學生對實驗內容早就有了充分了解,只需教師輕輕點撥即能完全理解,同時學生在實驗課上會根據(jù)已經掌握的原理和內容主動提出新的問題。③由于每個環(huán)節(jié)都是打分環(huán)節(jié),在實驗課上基本上沒有學生做與驗無關之事。④實驗報告實事求是,杜絕了抄襲和編造數(shù)據(jù)。部分學生雖然獲得的實驗結果不夠理想,但是因完整地記錄和分析原始數(shù)據(jù)而得了高分,反而激發(fā)了其端正科研態(tài)度、實事求是的學術美德。⑤學生牢固掌握實驗原理和內容,即使經過長時間后仍能回憶起和重新使用學過的實驗技術。
4 存在的問題
雖然多元評價體系在生物化學實驗課取得了顯著的成效,但是也存在如下問題:①需要教師投入大量時間設計實驗打分環(huán)節(jié)。②對教師的知識要求更高,學生與教師的互動中經常會提出很多實際問題,需要教師不斷學習和更新自我知識體系。
因此,想要按照多元評價體系上好一門實驗課,必須要求教師付出更多的時間和精力,不斷提高自我修養(yǎng),才能收獲滿意的教學效果。
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[關鍵詞]無機化學實驗;改革;心得
隨著市場經濟制度的不斷完善和發(fā)展,高等教育中需要不斷地改革和完善實踐教學體系,把大學生培養(yǎng)成為具有較高理論水平又具有較好的實驗能力、創(chuàng)新能力和良好實驗習慣的專業(yè)人才,才能滿足社會發(fā)展的需求[1]。無機化學實驗作為一門以實驗為基礎的科學,是我院化學專業(yè)、材料化學專業(yè)以及化學工程與工藝專業(yè)的必修課之一,同時也是生物和環(huán)境等相關專業(yè)的基礎課[2]。通過無機化學實驗課程的學習,不僅有助于學生理解并掌握理論課程所學的化學反應原理、物質結構以及元素化學部分的理論內容,而且可以在培養(yǎng)學生基本實驗技能和素養(yǎng),養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的能力的同時,提升他們的創(chuàng)造性思維和能力。因此,無機化學實驗課程在無機化學學習中的重要性不言而喻[3]。然而,當前的無機化學實驗教學卻面臨著許多突出的問題,如學生重理論輕實驗、對化學實驗缺乏興趣和熱情;多數(shù)學生做實驗抱著完成任務的心理“照方抓藥”,不能將課堂上所學的理論知識與實驗結果中的現(xiàn)象結合到一起。這也就使得學生對于實驗過程缺乏足夠的理解,實驗動手能力不足,做過就忘,從而達不到學習這門課程的最終目的。因此,如何優(yōu)化無機化學實驗課堂教學,培養(yǎng)學生對實驗課程的興趣,提高學生獨立思考和創(chuàng)新思維能力是目前我們亟待解決的問題。針對以上無機化學實驗教學過程中所遇到的問題,筆者結合自身上課的經驗,淺談幾點無機化學實驗教學改革的心得。
1教學內容改革
規(guī)范化學實驗操作是保證實驗結果的重要前提[4]。因此,在教學之前就應該培養(yǎng)學生正確掌握無機化學實驗常用儀器的基本操作,使他們打下扎實的實驗基本功和標準化的實驗操作技能,為以后專業(yè)實驗課的學習、綜合實驗和設計實驗的進行以及走向工作崗位打下堅實的基礎。目前,無機化學實驗內容多為一些簡單驗證性的實驗,教材中較為詳細地介紹了實驗目的、實驗原理、實驗步驟以及實驗注意事項等。多數(shù)學生做實驗抱著完成任務的心理,學習興趣小,不能將所學的理論課的知識與實驗內容進行有效的結合,使得實驗效果變差。所以為了改變這種現(xiàn)狀,我們必須對傳統(tǒng)無機化學實驗的內容進行優(yōu)化和調整。驗證性實驗主要是讓學生熟悉和使用簡單的實驗儀器,掌握基本的實驗操作和實驗分析方法,為后續(xù)的實驗奠定基礎。因此,可以在驗證性實驗的基礎上增加一些能夠讓學生自主參與的綜合性和設計性的實驗。
1.1綜合性實驗
綜合性實驗較之驗證性實驗不是簡單的按照規(guī)定的實驗要求、實驗方法和實驗步驟一步步向明確的實驗目標靠近,要突出完成實驗的綜合性。往往內容和步驟都要較為復雜,需要運用多個化學論文知識。在綜合性實驗中,強調對于實驗結果進行完整的實驗分析,以達到對實驗過程和實驗結果的全面認識。綜合性實驗能夠訓練學生綜合運用所學的理論知識和實驗技能,從而培養(yǎng)和提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[5]。
1.2設計性實驗
設計性實驗是根據(jù)實驗目標,通過創(chuàng)造性地設計實驗方法和實驗過程,從而獲得可靠的具有科學性的實驗結果。主要是讓學生在老師的指導和幫助下,自己查閱文獻,設計實驗方案和方法并分析實驗結果等。在設計性實驗中,強調實驗設計方法和過程的科學性、創(chuàng)新性及完整可靠性。對于能夠實現(xiàn)實驗結果的不同實驗設計和方法進行比較,從中選擇出最佳的實驗設計和方法。在保證實驗安全的條件下,鍛煉學生主動思考、分析問題和解決問題,培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新意識[6]。
2教學方法改革
傳統(tǒng)的實驗教學通常采用的都是“填鴨式”的教學模式。教師講解了實驗目的、實驗原理和操作要領以后,學生對照教材做實驗,而不去思考每步實驗操作所對應的實驗原理以及可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象,對于自己記錄的實驗現(xiàn)象正確與否也不知道。這種方式忽視了學生自己的主觀能動性和參與意識。為了提高學生的主觀能動性,需要我們科學地指導學生進行實驗[7]。首先,教學過程中,老師要通過示范操作和指導的方式嚴格規(guī)范實驗基本操作,讓學生掌握正確的實驗操作技能;其次,對于綜合性實驗部分,要啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題,并通過自己的思考或與其他同學間的互相討論解決問題,借此提高學生動腦和動手的能力。最后,在設計性實驗中,可以鼓勵學生根據(jù)自己所掌握的理論知識,查閱資料,設計實驗方案,在與老師討論了實驗方案以后,讓學生自己獨立或者以分組的形式完成實驗,分析實驗結果并完成實驗報告等。通過這些改革和調整,調動學生對實驗學習的主動性和興趣,充分挖掘他們的學習潛力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神、實踐能力以及團隊協(xié)作能力。通過對不同類型的實驗采用不同的指導方法,不僅可以使學生掌握基本的實驗操作技能,培養(yǎng)并提高他們的動手能力;還可以充分發(fā)揮和調動學生學習的積極性和主觀能動性,進而提高他們的科學思維能力、創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神。
3教學過程管理
在實驗教學過程中,由于老師和學生對教學內容的認識和理解存在著一定的差異,從而可能會使教學效果達不到老師的預期目標。實驗課的教學一般包括課前預習、實驗部分和實驗報告三個環(huán)節(jié)。因此,要加強實驗教學過程中各個環(huán)節(jié)的規(guī)范化和精細化管理,對實驗過程中每一步各個環(huán)節(jié)內容與指標盡可能做到量化和細化。通過老師和學生在實驗教學過程中的互相交流與配合,最終達到教學結果的最大優(yōu)化。因此,可以采用課前預習、實驗部分、實驗報告和實驗總結四個環(huán)節(jié)來細化實驗教學過程[8]。在開始實驗之前,首先查看學生的預習報告的完成情況,通過提問檢查學生是否真正達到了預習的效果,及時指出他們的不足之處并給出預習報告的成績;在圍繞本次實驗講解實驗原理、實驗內容和注意事項的過程中,要時時提醒學生一定要注意觀察實驗現(xiàn)象和規(guī)范實驗操作,養(yǎng)成良好的實驗習慣。在具體指導實驗的過程中,要教育學生懂得尊重科學和事實,詳細如實地記錄自己所做實驗的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù),保證原始記錄的真實性和可信度,時時牢記科學具有真實性和嚴謹性;實驗結束以后,要求學生下次實驗之前完成實驗報告,對實驗結果和實驗現(xiàn)象尤其是異?,F(xiàn)象要有充分的分析過程和討論,拒絕一切形式的抄襲和偽造實驗現(xiàn)象和實驗結果。對每次的實驗要有明確的結論和意見,并且要認真進行實驗誤差分析;在以上三個環(huán)節(jié)實施的基礎上,在下次實驗課開始之前,對上次實驗的完成情況進行全班總結。首先糾正實驗報告中出現(xiàn)的錯誤并帶領學生分析出現(xiàn)錯誤的原因,同時教學生怎樣進行誤差分析等;其次針對試驗中學生存在的一些問題擇要進行回答,引導學生對存在的問題進行深入的思考。通過上述四個環(huán)節(jié)的訓練和管理,不但可以提高學生做實驗的積極性和主動性,達到教師預期的實驗效果,而且還可以培養(yǎng)學生實事求是的科學素養(yǎng),為他們的進一步學習和工作打下堅實的基礎。
4成績考核改革
目前,無機化學實驗的考核主要是依據(jù)學生的實驗報告完成的情況評定成績。這種方法不僅缺乏全面性和合理性,同時也使得學生形成不重視實驗課的習慣。認為只要實驗報告完成的好就可以取得好的成績,甚者去抄襲其他同學的實驗報告,這樣完全達不到我們開設實驗課的真正目的。因此,實驗課的考核也應該全方位、客觀、合理地對學生做出評價。這就要求我們必須建立一套符合該課程特點、有利于培養(yǎng)學生基本實驗技能和創(chuàng)新能力的考核方法,公正、客觀地對學生的實驗成績進行評價。考核內容應該綜合考察學生對無機化學實驗基礎理論的掌握情況、實驗操作技能的熟練程度及綜合創(chuàng)新能力,而不是僅僅只局限于實驗報告完成情況。無機化學實驗總成績由平時成績(70%)和實驗考核成績(30%)兩部分組成。平時成績通過對實驗預習報告、實驗操作、實驗習慣和實驗報告四個方面的考核評定。由老師按照平時成績=[實驗預習報告(10分)+實驗操作(40分)+實驗習慣(10分)+實驗報告(40分)]×70%的分值比例來記錄。實驗考核成績則包括筆試(50%)和實驗操作(50%)兩個部分。筆試是老師根據(jù)本學期的實驗教學內容,考察學生對基本知識和基本原理的掌握情況。實驗操作考核,老師可以根據(jù)學生掌握的理論知識和實驗操作技能,提出若干個學生沒做過的小實驗,考察學生對已學知識和能力的運用情況[9]。這種重平時、重基礎、重能力的綜合考核方式,既能全面、客觀、公正地反映學生實驗基本能力的學習情況,又可以鼓勵和激發(fā)學生自主提高自己的綜合實驗能力和創(chuàng)新意識。同時,使學生感受到實驗教學的公平性和公正性,提高學生學習的積極性和主動性,從而使實驗教學質量得到較大程度的提升。
5小結
無機化學實驗在大學整個化學教育體系中起著極為重要的作用,學生的實驗操作技能和創(chuàng)新能力的提高是我們開設無機化學實驗教學的終極目標。但是目前依然存在著一些我們必須面臨和解決的問題,需要我們努力去克服和改正。通過不斷的教學改革提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)他們樹立正確的科研態(tài)度和創(chuàng)新精神仍是一項復雜而又艱巨的任務。
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