大学化学实验专题化教学改革及实践 本文关键词：教学改革，化学实验，实践，专题，大学
大学化学实验专题化教学改革及实践 本文简介：摘要：针对人才培养方案修订后出现的教学学时压缩以及原教学内容与新的人才培养方案不配套的问题，化学实验教学组对《大学化学实验》进行了专题化教学改革与实践，本文从教学内容专题化改革的背景，教学内容专题化的创新点和解决的问题，教学内容专题化的具体措施，教学内容专题化的实际应用以及下一步的教改方向五方面进行
大学化学实验专题化教学改革及实践 本文内容：
摘要：针对人才培养方案修订后出现的教学学时压缩以及原教学内容与新的人才培养方案不配套的问题，化学实验教学组对《大学化学实验》进行了专题化教学改革与实践，本文从教学内容专题化改革的背景，教学内容专题化的创新点和解决的问题，教学内容专题化的具体措施，教学内容专题化的实际应用以及下一步的教改方向五方面进行了论述。
关键词：大学化学实验；专题化；教学改革；军事院校
针对人才培养方案修订后所出现的教学学时压缩问题，更重要的是为了解决了原教学内容与新的人才培养方案不配套的问题，化学实验教学组在2014年学院“向实战聚焦，向部队靠拢”的教学改革活动中，参与立项“《大学化学实验》教学内容的改革”。教学内容的改革，从海军的工作和生活需要出发，通过论证，以“海水的淡化及检测技术”、“化学防腐技术”、“燃爆化学品的特性及其安全措施”和贴近日常生活的“自选实验”为方向，确立了4个实验专题，包括29个实验项目。在此基础上，以化学热力学理论、动力学理论、平衡原理、电化学理论等为依据，综合应用了化学各分支学科的实验技术，对实验内容进行了较大调整。经过改革，教学内容的重点，从原课程的训练化学基础实验技能，转为学习化学技术在武器装备维护和后勤保障服务方面的应用，同时将训练基本技能和培养危险化学品的安全意识融于各实验项目中。实验内容的改革，着重突出了“化学知识在海军中的应用”，解决了教学内容与培养海军人才能力素质配型的问题[1]；实验项目以专题形式划分，也初步解决了少学时的课程教学内容系统性的问题。上述成果在2015年9月新出版的《大学化学实验》教材得以体现，教学内容的这种组织方式在海军院校化学实验教学中尚属首次。教改内容在2014级、2015级本科419名学员进行了教学实施，效果较好。
1教学内容专题化改革的背景
在海军各院校中，我校对化学实验教学一向比较重视。但随着新人才培养方案的修订，化学实验教学面临着一些新问题：第一，教学内容与海军应用无关。原有课程，教学目标是要求学员学习化学实验的基本技能、基本操作和基本内容，进一步巩固和拓展学员的化学理论知识，教学内容依化学实验技能训练需要而定，与军事应用并无关系。这种较纯粹的“通识教育”课程内容，不符合新形势下海军发展对人才能力素质培养的要求[2,3]。第二，人才培养标准提高，但课时压缩。近年来，部队装备更新速度较快，对人才的实践能力要求更高[4]。但军校的实际情况是课时普遍压缩，尤其对实验课程的压缩幅度更大，《大学化学实验》从30学时压缩到10学时。第三，教学内容的系统性受到影响。少学时条件下，原有教学内容的系统性受到冲击，实验项目各自为战，教学内容之间缺乏联系，不利于学员形成较完整的知识体系。针对上述问题，化学实验教学组，结合海军的工作需要，同时考虑相对应理论课程的知识体系，积极开展教学内容的研究、改革和实践，取得了较好的效果。
2教学内容专题化的创新点和解决的问题
2.1教学内容突出“海军”特色，满足人才培养需要
改革后的教学内容突出了“海军特色”，具有较强的针对性。前三个专题结合了海洋化学、防腐技术、危化品安全等方面的知识，与海军的工作联系密切；最后一个专题，贴近生活实际，为学员的课外创新实践活动创造了条件。上述教学内容，区别于以往通识教育思想主导下的教学体系，在兼顾化学实验学科特色的前提下，凸显了军事院校实验教学特色。
2.2实验项目以专题划分，体现教学内容的系统性
每个专题是一个综合化的大实验，每个实验项目是所属专题组成之一，但其内容具有相对的独立性和完整性。在教学中，可根据需要对专题或者实验项目进行选择、组合。上述实验项目，可满足10-30教学学时的需要。通过专题化的训练，可引导学员将众多知识点融会贯通，建立起一个较完整的知识体系，使学员在处理实际问题时，能够整体思路清晰、具体措施得当。
2.3以任务为中心设计实验内容，理论知识和实验技能服务于内容需要
实验目的不是为了验证理论课知识，而是引导学员运用所学的理论知识，结合有效的工程技术，去处理实际问题。每个实验都有明确的以实际应用为主的任务。以任务为中心设计实验内容，使每个实验都带有应用性和综合性的特点，打破了传统教学中“基本性-综合性-设计性”实验类型的分界。实验操作过程多与实际工艺流程相近，从实验技能上讲，也打破了无机实验、有机实验、分析实验和物化实验技能的分界。加强危化品安全教育，重视安全意识培养作为军人，在工作中接触到的化学品多为危险化学品，如易燃易爆物、强酸强碱、压缩气体和液化气体等；在战场条件下，还涉及到化学战剂、有毒气体等问题。军队的安全工作中，危化品的生产、储存、运输、使用、废弃等各环节，是重点关注对象。“燃爆化学品的危险性及安全措施”专题，涉及对易燃物质、自燃物质、忌水性物质、强氧化剂的安全防护措施。其它专题的实验内容中，都有主要化学药品的安全危害、急救措施、储存条件等知识的介绍，可引导学员判断实验方案的安全性和可行性。
3教学内容专题化的具体措施
以“兼顾化学学科特色，凸显海军院校教学特色”为主旨确立实验专题的方向后，专题化教学内容的具体实现落脚于实验项目的选择、实验内容的编排和先进教学成果的引入。
3.1遵循“少而精”的原则选择具有代表性的实验项目
实验课程学时有限，需要教学内容系统、简明、清晰，尽量减少重复，从而有效地提高学时利用率，为满足上述要求，选择具有代表性的实验项目是比较有效的作法。例如“电镀铜”实验，其工艺流程大致包括镀前处理、金属电镀、镀后处理三个过程，其中要学习的知识包括预处理技术、电镀液的选择，如何控制电镀过程中的工艺条件，这也是大多数金属进行电镀，如电镀铬、电镀镍、电镀银等所需要的基本知识。在掌握电镀铜技术的基础上，还可以继续学习合金镀和非金属电镀技术。像这样的实验，可以说是掌握一个，拓展一批。
3.2注意前后项目的关联，合理分配实验内容
每个专题中，前后的实验项目具有一定的关联性，遵循由易到难的学习规律，顺序安排实验项目，并将实验技能的训练有侧重点的分配于各个实验项目中。如“海水的淡化及检测技术”专题，按照“制备淡水—定性分析—定量分析—水质调整”的顺序安排实验项目，每个项目中有2项左右的实验技能训练。化学实验教学组还以专题化的方式设计了表1中相关实验的实验报告。报告有一思考题：鉴于处所的工作和生活环境，海水淡化对海军来说是一个实用的议题。根据国家规定的生活饮用水指标，结合实验中测出的各项指标，试分析一下由蒸馏法和反渗透法制取的淡水，能否直接用于官兵的生活？是否还有指标需要进行调整？这道题，需要综合几个实验的结果，并对照国家规定的饮用水的水质指标，进行判断。锻炼了学员综合分析问题的能力。
3.3引入“化学实验微型化”教学改革成果
实验教学组在教改过程中，引入了获2015年学院教学成果奖三等奖的“大学化学实验微型化的探索与实践”的成果，在尽量保留常规化学实验的主要操作规范和实验结果可靠的前提下，实现“性质实验点滴化、制备实验小型化、分析实验减量化”。目前，实验教材中的29项实验中，2项实验完全微型化，20项实验部分内容涉及微型化，体现了化学学科发展趋势。
4教学内容专题化的实际应用
4.1学员的学习重点发生变化，教学效果明显
内容改革后，教员工作重点发生变化：一是要引导学员运用理论知识解决实际问题；二是要动态化地了解实验技术的应用与发展情况；三是在将自己作为学员的合作者的同时，增强对课堂的掌控能力。表2对比了教改革前后某实验在教学设计上的不同。学员的学习重点也同步改变。教改前的学习重点，是按要求完成实验步骤，看实验结果是否与理论知识相吻合。教改后的学习重点为：一是明确实验在整个专题中的位置；二是所用药品的性能，对实验的安全性和可行性的影响；三是实验技术在军事、日常生活中的应用；四是统筹合理地安排实验过程。同样是滴定操作的实验，“NaOH标准溶液浓度的滴定”被“海水氯度的测定”替换；同样是蒸馏操作的实验，“工业乙醇的蒸馏”被“海水的淡化”替换。尽管两者涉及的基本理论和实验技能相近，但学员更认可后者，因此重视程度提高，教学效果良好。从实验现场看，在淡化实验中玻璃器皿的破损率下降了30%；从实验报告情况看，学员有效数据处理的正确率提高了近40%，能够“用科学的语言描述、分析实验中观察到的现象”的学员比例，由50%提高到80%以上。
4.2学员的实验积极性明显提高
在专题化实验中，第1个实验得到的产品，通常是之后实验的主要检测对象或继续加工对象，这使得学员感受到自己在实验中的主体地位，积极性明显提高。如“海水理化性质的检测”实验，涉及到酸度计、贝克曼温度计等3种仪器和近20种化学试剂。对大一的学员来说，这么多的内容是有一定难度的，我们也曾考虑过是否删减实验内容。但学员对自己亲手制出的淡水与海水的对比实验很感兴趣，在教员的指导下，通过自己阅读仪器说明书和相互讨论，基本上都能完成。用学员的话来说：“只要喜欢，其它的都不是问题”。在教学实践中，还有一个意料外的收获，就是学员对自己实验结果的认可程度提高。在验证性实验中，当所得结果与理论值有差距时，容易发生学生放弃自己所做数据的现象。在应用性实验中，对实验结果的要求，合理性也占有一定的比例。学员们虽然相互比较测量数据，但并不盲目认同别人，只要操作没问题，就认可自己的实验结果。
4.3学员化学品安全意识明显增强
在院校基础实验课程教学中，唯有化学实验课程能使学员接触到多种类的化学品。使学员能具备化学危险品的安全意识，并根据具体情况给出相应的处置措施，是化学实验课程教员必须承担的责任。《大学化学实验》课程教学，每个实验中涉及的主要药品，教员对结合其化学性质，对其危害性进行介绍，并指导学员采取相应的防护措施。在实验中严格规范操作，并采取相应的防护措施。学员在戴手套、在通风橱操作时都显得有些许紧张，但也平添几分谨慎和认真。部分有工作经历的学员，还和教员讨论一下使用涂料对装备进行防腐处理时、使用酸碱进行清洁工作时、在某些仓库进行保管时应注意的事项。
5下一步的教改方向
教学改革的实质就是人才素质的培养，教学内容直接决定了人才的知识、能力和素质结构，教学内容改革是教学改革必须把握的核心和重点。在《大学化学实验》教学内容改革过程中，还有以下方面需要进一步完善和努力：第一，教学内容改革的方向面不够宽。化学知识在海军中的应用广泛，如：防弹衣、腐蚀、核能、锅炉水质、飞机除冰、水肺潜水等。实验专题和实验项目数量，仍需进一步扩展。第二，如何解决少学时弱基础条件下实验素养的系统培养问题，仍需继续探索。学员的实验素养有赖于实验能力的积累，实验技能的提高也需加强练习。如何在现有学时条件下，更好地培养未来海军军官的化学实验素养，以提高其运用化学知识解决实际问题的能力，仍需要探讨。第三，实验设备与部队实用设备存在差距。比如有学员提出，实验室的检测仪器体积都较大，不适合在作战条件下携带。这说明教学内容改革和教学条件建设，仍要继续“向部队靠拢，向实战聚集”。
参考文献
[1]王武,张磊,穆单.军事院校创新教育改革初探[J].科教文汇,2009(10):28.
[2]张付星,肖小舟,何智.军队院校培养新型军事人才的基本途径[J].中国新技术新产品,2009(12):216.
[3]史蒙生.新军事变革与院校创新型军事人才培养[J].高等教育研究学报,2003,26(4):21.
[4]杜金会,王妍妍,张娜等.浅谈新型军事人才培养与军校大学化学改革//中国化学会第27届学术年会论文摘要集[C].2010.
作者：李荫 梁小蕊 柳叶 孙晓伟 郭云超 单位：海军航空大学理化教研室
大学化学实验专题化教学改革及实践 来源：网络整理
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