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教学方法

(一)微观课堂构建程序性开放实验探究性教学

在化学基础实验教学中,通过构建感受性实验?形成性实验拓展性实验三阶段实验探究教学方法,引导学生在问题解决过程中,强化基本操作技能的准确性和精密度,感悟分析化学的学科本质。感受性实验突出实践趣味性、实用性、复杂性,只重在过程体验,不注重结果的准确性。形成性实验突出对学科理念、常识与技能、思维与实践能力、质疑精神、有效合作等多方面品质的系统培养。拓展性实验利用已经形成的常识与技能体系完整解决一些真实的、复杂、开放的问题,蕴含社会责任感培养功能。

实验课程内容结构遵循开放性、理论课与实验课协同行进、动机激发与维持、可操作性、挑战性、有意义性、循序渐进性等课程设计原则,具体分为:

感受性实验激发动机、发现问题阶段

例如:设置在分析化学理论与实验课的最初阶段,确定一个方法简单、相对容易的分析主题(大家可以怎样补钙高钙物质含钙量的测定”)学生可以自由选取被测样品,自主设计实验,在要求宽泛的情况下自主开发操作、记录与结果分析。

此类实验的目的是:让学生初步感受到分析化学实验所要解决的问题是什么?暴露出学生在实验设计与操作过程所出现的问题;激发他们的兴趣与求知欲;为理

身经历过的案例,更能促进他们的积极参与和积极反思)

形成性实验问题解决能力、设计与操作技能形成阶段

例如:结合化学分析的酸碱滴定、络合滴定、氧化-还原滴定等基本方法,选择相关的实验主题,针对学生在感受性实验中出现的问题,引导学生自主提升自身的问题解决能力、实验设计能力和操作技能水平。

拓展性实验完全开放的、跨越分析化学学科领域的问题解决阶段

例如:在技能形成的基础上,由学生自由选择或确定主题(如桂林城区水质分析与水生态保持建议),超越分析化学学科视域和研究方法,用调查、分析、实验的方法,完整的解决真实生活问题。要求学生写出具有理论与实践引导力的学术性论文。

程序性开放实验教学模式中所包含的几个关键设计,实质上是引导学生围绕核心概念精密度与准确度展开学习与探究活动。实践研究表明,此类教学模式有助于学生发展深层理解力、提升思维能力并形成学科特有思维方式。

通过这种模式的培养,学生分析、解决问题的综合素质获得了很大的提高,极大增强了主动实验的积极性。以社会、生活实际问题的实验也极大地激发了学生的社会责任感、求知欲。

例如:以2009年基础实验课程苏丹红测试新方法为例,所采集的实验教学研究数据,对学生进行能力测试:

苏丹红HPLC新方法 俗称的苏丹红染料实际上是苏丹红G7B的统称,食品中添加的一般是苏丹红。以下的研究结果截取于一篇文献,该文献先容了一种快速测定鸭肉和鸭蛋中苏丹红HPLC新方法。

根据以上文献资料,请学生回答如下问题:1 “采用在空白中添加标准溶液的方法,……” 这句话中空白指的是什么? 2 这篇文献中为什么要做回收率实验?


1

2

3

4

5

总分


空白概念

回收率意义

置信区间含义

数据分析能力

数据计算


对照班

1.05

0.41

0.68

1.30

1.03

4.46*

实验班

0.64

1.12

1.95

1.16

1.05

5.92*

对照班

0.90

0.20

0.16

1.13

0.45

2.84**

实验班

1.02

0.70

0.93

1.93

0.79

5.37**

可以看出实验班采用程序性开放实验探究性教学方法后,学生的思考和动手能力提升显著,充分说明这种教学方法的优点。该教学方法在第三届大学化学化工课程报告论坛上由中心卢昕教授作大会报告后,获得了同行的一致认可,该教学研究成果被《大学化学》期刊连续约稿,在20092011年发表了3篇关于程序性实验教学的论文,卢昕教授、黄都教授应邀2次赴北京大学化学实验教学中心进行教学研讨。

 

 

中心卢昕、黄都教授应邀到北京大学化学实验教学中心交流、推广程序性开放实验教学方法

 

(二)发挥实践教学科研的激励作用,构建符合总体目标、课程特点的实践教学模式群

1.探究-反思教学模式

探究-反思性学习循环

该模式的目标是增强学生的化学理解力,化知识题的解决能力,提高化学创造力从提出问题开始,在教师的引导下生成问题,由学生查阅文献、设计方案并实施方案,分析实验结果,形成结论,然后对整个实验进行反思和整合,再重新提出问题,生成新的课题。该模式主要用于基本技能类实验探究学习之中,引导学生在预习教材,设计实验记录表格的基础上,在实施实验过程中发现问题,形成需要进步探究的课题,然后查阅相关资料,设计研究方案,实施方案,形成结论,最后反思探究过程中的思想、方法、常识、技能和心得体会。如中心化学专业的陈秋玲同学,采用探究-反思学习模式,以第一申请人获得了国家发明专利滴定分析中常用指示剂终点比色卡

 

2.基于设计的学习模式

      

基于设计的学习过程

 

该模式的主要目的是,在模仿的基础上再创新。首先明晰问题,解读方案,鉴赏方案、实施方案,形成结论,然后自创新方案,实施新方案,比较评价新旧方案,然后探索新的方案。该模式主要用于综合性、研究设计性、开放性实验探究活动之中,特别是化学分析学习活动之中,要求学生从最初的模仿设计过渡到独立设计方案。既能提升学生的常识与技能灵活运用能力,又能提升学生学习的成就感。该模式聚集于设计产品,特别是学具、教具的制作,获得了良好的效果。

 

(三)采用多媒体手段促进实验教学方法的多元化实现网络资源共享

中心合理利用模拟演示、电子教案、多媒体网络课件、视频录像等多种现代化的教学手段,结合仪器操作、大学生科研训练和高新企业实训基地认知实习等辅助实验教学手段,引导学生独立地完成实验设计,提高实验技能。具体做法有:(1)实验中心网站资源共享。网络平台包含丰富且完备的信息,例如实验中心的基本情况、师资力量、实验资料以及课程安排等。所有跟实验相关的必备信息都在平台上方便快捷地找到,使其真正起到实验中心门户的作用。规章制度先容了实验中心的各项管理条例,以及教师和学生的相关行为守则等,方便用户随时了解实验中心的各种规定。信息公开部分旨在向用户传达时效性的信息,例如实验中心的资讯、通知,以及各学期的实验课程安排等。实验教学部分包含的信息则更为丰富,它包含了本中心所承担的实验教学课程的相关资料,例如教学大纲、实验课件、报告示例以及实验引导书等与课程直接相关的重要内容。教学成果先容了实验中心在历年教学活动中的一些总结和获取的一些成绩。互动交流则提供了一个网络平台所应该具有的反馈渠道,以便于校内外师生向本中心提交问题、建议以及各种反馈等等。(2)编制和引进优秀课件及视频(微课)用于实验教学;中心组织教师编写了各种实验教材和讲义,并将内容更新在网站上,拍摄了专门的实验视频,便于学生学习,同时,还将国内外优秀的实验视频放在网络平台上,如北京大学的《大学化学及实验》、西安交通大学的《有机化学及实验》等3)实验室配备多媒体教学系统;同时设有专用的多媒体教室,用于设计实验的论证、实验总结讨论和学术报告活动等。



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