無機(jī)化學(xué)實驗學(xué)生自主學(xué)習(xí)的培養(yǎng)論文
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，社會迫切需要具有實踐能力和創(chuàng)新能力的應(yīng)用性人才，學(xué)生由高中到大學(xué)存在很多方面的轉(zhuǎn)變，包括學(xué)習(xí)方式、思維方式等，而大一的時候是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期.高中時期，學(xué)生主要注重知識的積累、理解，側(cè)重于理論知識的學(xué)習(xí)，對于實驗現(xiàn)象的感官認(rèn)知主要是靠觀察教師的演示性實驗，動手能力相對較弱，理論與實踐的結(jié)合比較薄弱.而理論和實踐相結(jié)合的地方恰恰是高校的實驗室和實驗教學(xué).化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實驗是化學(xué)理論發(fā)展的基礎(chǔ)，是檢驗化學(xué)原理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而無機(jī)化學(xué)實驗是基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ).《無機(jī)化學(xué)實驗》是以實驗操作為主的技能課程，它是與理論課《無機(jī)化學(xué)》相輔相成的，同時也是化工，物化、材料等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，該課程是其他后續(xù)理論與實驗課程的基礎(chǔ)和示范，《無機(jī)化學(xué)實驗》課程的建設(shè)，對于化學(xué)等專業(yè)的發(fā)展有著極為重要的基礎(chǔ)作用和實際意義.該課程開設(shè)時間在新生大學(xué)一年級，對于實現(xiàn)學(xué)生思維能力、思維方式的轉(zhuǎn)變，理論與實踐的結(jié)合起到極其重要的作用，該具有自己的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容和方法.課程的目標(biāo)是：在培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的基本操作、基本技能和基本知識的同時，努力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)而是學(xué)生具備創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力.為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)與動手能力，我們在無機(jī)化學(xué)實驗的教學(xué)過程中將課程內(nèi)容分為三個層次：
1.基礎(chǔ)實驗：包括基礎(chǔ)操作和驗證性實驗，其目的是使學(xué)生規(guī)范地掌握化學(xué)實驗的基本操作和基本技能及一些常見儀器的操作，培養(yǎng)學(xué)生觀察分析實驗現(xiàn)象的能力，能準(zhǔn)確誠實記錄實驗現(xiàn)象與結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力，邏輯推理能力及解決實際化學(xué)問題的實驗思維能力.
2.無機(jī)材料的合成：如過氧化鈣的制備，硫酸亞鐵銨的制備等，利用多種方法制備常見的無機(jī)材料，通過比較各種方法的優(yōu)缺點，培養(yǎng)學(xué)生的判斷能力與自主思考的能力.
3.綜合實驗：包括實驗方案的設(shè)計，優(yōu)缺點的比較，確定實驗方案，及最后實驗的確定.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力.
1通過基礎(chǔ)實驗培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及觀察能力
大學(xué)無機(jī)化學(xué)實驗是在大學(xué)一年級的時候開課的，由于多數(shù)學(xué)生在中學(xué)階段缺乏扎實而系統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗理論的學(xué)習(xí)，比如儀器的清洗，學(xué)生并不清楚什么樣的污漬應(yīng)該選用怎么樣的清洗方式，而且對于玻璃儀器洗滌干凈的判斷標(biāo)準(zhǔn)也不是很清楚，因此，在無機(jī)化學(xué)實驗開課前，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí).而且在實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于理論知識與實際實驗操作之間缺乏一致性，比如，用滴管向試管中滴加液體，理論知識的學(xué)習(xí)使同學(xué)都知道滴加的時候應(yīng)該垂直、懸空，而且試管中溶液的量不應(yīng)超過試管容積的二分之一，燒杯等一些玻璃儀器在加熱時不能直接加熱，但在實際的實驗操作過程中，可能由于緊張等原因，并未垂直、懸空，而且有時候現(xiàn)象不明顯的時候?qū)W生會不斷滴加液體，使液體的.量超過試管容積的二分之一.所以，在實驗過程中除了要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力，同時還應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)以及理論與實驗操作的一致性，規(guī)范學(xué)生的基本操作，嚴(yán)格要求學(xué)生做到規(guī)范操作、藥品用量精確、儀器操作規(guī)范，避免由于錯誤操作或不規(guī)范操作而造成試劑的浪費.在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，主講教師在教學(xué)中對實驗原理、儀器使用方法、具體操作步驟等細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)講解，而且還要為學(xué)生進(jìn)行實驗示范演示，學(xué)生只是按照老師的實驗示范“依葫蘆畫瓢”.如在減壓抽濾的基本操作，實驗老師要講解基本操作并示范：修剪濾紙，使其略小于布式漏斗，但要覆蓋所有的慮孔，并滴加蒸餾水潤濕使濾紙與漏斗連接緊密，過濾完之后，先拔掉抽濾瓶接管，后關(guān)抽氣泵；然后學(xué)生依照老師的講解進(jìn)行操作至于為什么要這樣操作也僅限于老師的講解.這樣就會使一些學(xué)生不主動思考，也就更談不上尋求創(chuàng)新了，因此學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng).為了改變這一狀態(tài)，在實驗過程中教師應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新、勇于探索、不怕失敗，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)他們善于從失敗中吸取教訓(xùn)，歸納提煉出新思路的能力.實踐也充分證實了只有在實驗教學(xué)中注重發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體意識，才能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，從而提升學(xué)生綜合素質(zhì)，包括實驗過程中實驗臺面的整潔程度、時間的統(tǒng)籌安排.
2通過簡單無機(jī)材料的合成培養(yǎng)學(xué)生信息收集的能力
所謂信息收集就是學(xué)生觀察記錄社會顯性現(xiàn)象的過程，是科學(xué)繪圖、信息分析的前提條件.在社會活動中，每個人都是生活的參與者，具備良好的信息收集能力，有助于學(xué)生更好地認(rèn)知社會、適應(yīng)社會.在無機(jī)化學(xué)實驗中，學(xué)生需要收集的信息主要是各種操作所帶來的實驗改變.提升學(xué)生的信息收集能力主要體現(xiàn)在“三理解一掌握”，即讓學(xué)生理解為什么收集信息，收集什么樣的信息，明白收集的信息是否有效，掌握規(guī)范的信息記錄方法.其中，“三理解”相對容易理解，需要強(qiáng)調(diào)的是“一掌握”.眾所周知，數(shù)據(jù)是信息的符號載體，其可以是數(shù)字、文字、圖像等表達(dá)形式.因每個人的認(rèn)知水平及習(xí)慣上的差異，要想讓別人了解數(shù)據(jù)所承載的信息，收集者就必須將收集到的信息轉(zhuǎn)化為人們能夠讀懂的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)背景進(jìn)行相應(yīng)地解讀，即掌握規(guī)范的信息記錄方法.對于無機(jī)化學(xué)實驗，信息主要是以表格的形式記錄，雖然表格對于大多數(shù)大學(xué)生都不陌生，但真正掌握其中要點的還是少數(shù).一個完整的表格應(yīng)該包含以下幾部分內(nèi)容：表格標(biāo)題、邊框、表頭、行標(biāo)題、列標(biāo)題、數(shù)據(jù)項等，其中表格標(biāo)題不能忽略，同時為了方便上下文引用，應(yīng)在標(biāo)題前注明表格編號；表格邊框應(yīng)采用實線表示，如果是三線式表格，標(biāo)題行必須加邊框；表格表頭應(yīng)根據(jù)實際需要選擇合適的形式；表格行標(biāo)題及列標(biāo)題要歸類清晰，有單位的物理量必須注明相應(yīng)的單位.此外，如有必要，還需要注明數(shù)據(jù)收集的環(huán)境參數(shù)，比如室溫、大氣壓等.總之，在化學(xué)實驗教學(xué)中通過“三理解一掌握”等情況的落實，切實提升學(xué)生的信息收集能力.同時，為了拓展學(xué)生的知識面，在實驗理論知識的學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)南驅(qū)W生講述文獻(xiàn)資料查閱的方法，增強(qiáng)學(xué)生收集材料的能力，有利于后續(xù)綜合設(shè)計型實驗及本科畢業(yè)論文的進(jìn)行.
3通過綜合實驗培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與獨立思考的能力
針對無機(jī)實驗部分，驗證性實驗較多，實驗藥品的加入量、加入順序、每一步會產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象教材上都有明確的說明，實驗的目的主要是為了規(guī)范學(xué)生的基本操作和提升其觀察、記錄實驗現(xiàn)象的能力，進(jìn)而對課本知識進(jìn)行驗證，學(xué)生自己主動動腦思考的機(jī)會較少，應(yīng)多開展綜合性實驗.首先，實驗研究項目的選擇是關(guān)鍵，選題原則是與實驗內(nèi)容有關(guān)但難度略高于學(xué)生現(xiàn)有水平，即為學(xué)生設(shè)置適當(dāng)高度的臺階通過努力就能邁過，這能激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)性.然后，教師的指導(dǎo)作用有幾方面：指導(dǎo)學(xué)生如何查閱資料；指導(dǎo)學(xué)習(xí)如何分析資料，找出能為自己所用的有用資料；指導(dǎo)學(xué)生如何分析與篩選資料.最后，指導(dǎo)學(xué)生撰寫實驗方案，并按優(yōu)化的實驗方案進(jìn)行實驗.現(xiàn)行的無機(jī)化學(xué)驗教材中，內(nèi)容多為服務(wù)于理論教學(xué)而設(shè).而自主創(chuàng)新型實驗則能很好地彌補(bǔ)這種缺陷，使學(xué)生逐步發(fā)展為能夠自覺思考，主動發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而尋求方法解決問題，成為真正具有創(chuàng)新能力的適應(yīng)社會需求的人才.學(xué)�？梢栽O(shè)立開放實驗室，鼓勵學(xué)生自主選題并擬定實驗內(nèi)容，再將內(nèi)容交由教師審定并給出指導(dǎo)意見，在學(xué)生獨立操作的前提下，于實驗過程中給予適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)和幫助，最大程度上培養(yǎng)學(xué)生的自主意識和創(chuàng)新精神.鼓勵學(xué)生參與教師的在研科研項目也是一個培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效方法.課堂實驗以經(jīng)典和驗證性的實驗培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和觀察、記錄現(xiàn)象的能力.通過讓學(xué)有余力的學(xué)生在課余時間參加在研項目，可以讓他們了解本學(xué)科最新的研究方向和研究方法，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維的養(yǎng)成.
4在實驗過程推行微型化實驗的進(jìn)行
無機(jī)化學(xué)實驗對儀器設(shè)備的要求非常低，但在實驗過程中需要大量的化學(xué)試劑，特別是一些性質(zhì)實驗，如：離子的鑒定與分離，如果使用不當(dāng)會造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此，除了在實驗過程中要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及觀察能力、信息收集的能力、自主學(xué)習(xí)與獨立思考的能力，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生把綠色化學(xué)的觀點貫穿在實驗的整個過程中，一方面可以節(jié)約藥品，降低實驗成本，另一方面可以減少污染，保護(hù)大家的身體健康.為了既可以明顯的觀察到實驗現(xiàn)象，又可以減少對環(huán)境的污染，在實驗過程中，除了妥善處理廢氣、廢液，也應(yīng)該推行微型化實驗，比如在離子的分離與鑒定的實驗中，最初用到的是試管，藥品的用量較多，實驗后期的要處理的廢液也比較多，如果處理不好會造成重金屬離子污染，后來改用井穴板，根據(jù)沉淀的顏色選用不同顏色的井穴板，既可以明顯的看到實驗現(xiàn)象，又可以減少藥品的用量,減少對于環(huán)境的污染.在實驗過程中除了，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、信息收集能力以及培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)的意識，為了更好的培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，在每次實驗結(jié)束的時候，最好應(yīng)該給學(xué)生留出一些時間，讓學(xué)生對實驗過程中的一些環(huán)節(jié)、現(xiàn)象進(jìn)行思考，與老師探討一些自己解決不了的問題，同時還可以將自己在實驗過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)，與同學(xué)分享，通過這種方式逐漸提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力.在無機(jī)化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與創(chuàng)新能力的同時，我們也應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注大學(xué)化學(xué)實驗的改革，不再將化學(xué)實驗明確的分為無機(jī)實驗、有機(jī)實驗、分析及物理化學(xué)實驗,而是按照實驗的難以程度及對儀器的依賴程度，將實驗分為基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、設(shè)計實驗等，在基礎(chǔ)實驗中主要是基本知識的學(xué)習(xí)、一些簡單儀器的使用，如天平、烘箱以及一些蒸餾裝置的搭建等，鍛煉學(xué)生的動手能力、觀察能力.這樣避免像酸堿滴定此類的實驗重復(fù)開展.
5結(jié)語
總之，雖然無機(jī)化學(xué)實驗作為一門與中學(xué)化學(xué)教學(xué)密切聯(lián)系的基礎(chǔ)課程，但是在無機(jī)化學(xué)實驗的教學(xué)過程中，通過對基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)、實驗內(nèi)容的調(diào)整，實現(xiàn)對學(xué)生動手能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是有可能的也是非常必要的，同時也應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。
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