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应用型本科院校基础化学实验模块化教学的思考和实践
作者：丁爱琴 孙芹英
关键词：应用型人才；基础化学；实验教学；模块化
基础化学实验是为化学化工类和近化学学科类高校低年级学生开设的实验课程，对培养学生实践能力、科学态度和职业素养具有十分重要的作用。传统的基础化学实验依附于理论教学，无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验四大实验体系相对独立，导致了化学实验教学系统的不完整，与当前科学技术发展的综合化、整体化趋势，以及注重学生素质教育的趋势不相适应，难以实现通过实验教学提高学生综合素质的目标。为此，笔者以模块化教学理论为依据，对基础化学实验教学进行了大胆的改革。
一、以模块化理论为依据，整合优化课程内容
“模块化教学法”符合建构主义学习理论。根据该理论，为了有效地完成知识的建构过程，学生必须由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者：教师必须由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。使学生在课堂中实践，在实验项目开发中掌握所学课程的知识点，并能实现知识迁移和能力提高。
基础化学的理论教学一般由无机化学、分析化学、有机化学和物理化学组成。基础化学实验作为化学学科的基础和核心，既有别于理论教学，又与其有着紧密联系，所以实验教学要想充分发挥其功效，就必须在大的化学系统中整体考虑其内容的设置。为此，我们依据模块化教学理论，以人才培养方案制订和落实为出发点，对基础化学实验课程进行模块化设置，对实验教学内容及教学手段等进行改革，使学生获得化学知识，学会实验技能。一方面，我们从各专业人才培养方案出发，处理好实践教学与理论教学之间的关系，整体优化理论和实验教学内容。根据不同专业的特点，增加或减少相关的实验项目，如对于无机非金属工程专业，淘汰了内容陈旧、污染严重的实验项目，在完成基本实验技能训练的前提下，设置了“无机非金属矿物化学分析”实验，从试样抽取、制样、分析到数据处理和分析结果报告，教师仅给出题目和相关资料获取方法的指导，由学生独立完成全部过程。既锻炼了学生自主学习能力和综合实践能力，又培养了学生绿色科技思想，增强了学生环境保护意识。另一方面，我们从培养学生实践能力和职业素质出发，注重实践教学体系内部各教学环节之间的密切配合、合理分工和相互衔接，实现优势互补。针对新生实验技能差的问题，加强了训练基本操作技能的实验项目，提高学生动手能力：为了培养学生运用理论知识指导实践的能力，增加了与专业相关的设计性实验项目。学生不仅可以在教师指导下根据实验方案完成实验项目，同时还可以通过实验创设生动的学习情景，达到启迪思维，提高综合素质的目的。
二、以能力培养为重点，实行实验教学模块化
模块化教学法用于基础化学实验课程就是运用“一体化、多模块”的实验教学理念，将实验课程看成一个整体，努力在一级学科平台上建立化学实验教学新体系。围绕学生专业定位、实践能力提高以及职业素质养成，对原来分属于无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验等科目的基本操作、技能训练、合成制备、性质测定等实验内容与实验方法进行精选和重整，把整个基础化学实验教学环节分为基础训练型、提高型、综合设计型三个层次和基础化学实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个模块，使学生有机会在所学的学科知识基础上进行综合与贯通。在第一个层次的实验中，重点对一些基本的实验操作和实验技能进行严格的训练，以养成学生良好的实验室工作习惯，培养学生的观察能力、独立操作能力和实事求是的科学态度，学会团队学习方法，提高与人沟通能力。第二个层次的实验侧重各学科知识的综合，在完成基础实验技能训练的前提下，增加设计型和综合型实验的比例，着重培养学生的综合实验能力。在第三个层次中，选择一些代表性的实验项目，让学生通过查阅相关文献资料，独立设计初步的实验方案，再与老师进行讨论并最终确立可行的实验方案，然后进行相关实验的独立操作，这一阶段以提高学生综合素质为核心，重点加强学生思维能力和创新能力的培养。
基础化学实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是基本操作训练、性质与反应、分析与测试、合成与制备四个模块。在四个教学模块安排上，必须遵照知识的系统性与认知的循序渐进性相结合的思想，必须正确认识和把握整体系统和内在逻辑联系，各模块每一学习单元设置都要考虑到学生已有的知识与能力结构，都要注意与先修课及后续课的相互配合及协调，使新旧知识相互衔接，教学内容前后连贯，从而顺利地引导学生由已知领域进入到未知领域，循序渐进地扩大学生的知识范围，提升学生的综合能力。
三、以素质养成为突破口，改进实验教学方法
传统实验教学方法多采用教师现场讲解，辅以示范的方式。即将相关实验内容和详细实验步骤写在黑板上，实验所需的仪器、试剂均已由实验教师准备好并摆在试架上，加什么试剂，加试剂的先后顺序，甚至加几滴试剂都照书本步骤，由学生“依葫芦画瓢”进行实验。这样培养出来的学生缺少基本的实验技能和科学思维，面临实际问题时，往往会束手无策。
我们改革传统的单一教学模式，以学生为本，注重提高学生的综合实验能力，构建个性化、多元化和限制开放式的教学模块。利用已有的教学实践成果，结合多种现代教育技术，在已建成的网络教学管理平台上，充分利用相关教学网络课件和仿真实验，使学生预习实现网络化，自主了解实验过程，设计实验方案。重要的基础实验技能将更多地借助多媒体软件和实验教学录像，实现实验过程可视化。同时根据实验室情况，整合现有资源，实行有限开放实验教学模式。技能操作培训实验，主要采取集中教学和指导练习，以学生动手实验为主，教师指导为辅，巩固基本的实验技能。设计实验则采取分组指导和个性辅导相结合的教学方法，引导学生自主学习和团队协作。实验前充分预习，提出详细的预习报告和实验方案，经与指导教师讨论和确认后，学生方可开始做实验，整个教学过程以学生为主体，自主完成实验单元。但教师要注意引导学生对设计实验方案的整个过程进行思考，检查学生实验目标制订是否恰如其分以及实验方案设计是否切实可行，考核学生动手操作能力，帮助学生分析经验教训以及在以后的实验设计中如何扬长避短等。
四、以过程监控为核心，实现成绩考核科学化
对学生学习效果进行科学的评价是模块化教学重要一环。为了加强对学生学习过程的监控，引导学生和教师把精力投入到学与教活动之中，我们实行学生学业成绩过程考核。针对基础化学实验模块化教学特点，在每个学习单元中对教学时间和学生自主学习时间进行要求，实行“平时累积+期末考试”的考核方式。每学期平时累积成绩按100分为满分计，将100分根据实验项目数分到每个实验，最后将每个实验的实际得分加和作为平时考核成绩。平时累积成绩占化学实验考核总成绩的比例为80％，该部分成绩由预习报告、操作技能、科学态度、原始记录、结果处理、问题分析和报告完成等构成。期末考试是对实验教学的全面考核，采取笔试和操作两种方式，占总成绩的20％。笔试考核的内容包括化学基本操作知识、实验中的问题和实验安全规则以及安全措施等，一般放在操作技能考试之前；操作技能考核则以化学实验基本操作为主，同时考核实验记录、结果处理、实验报告书写质量以及分析、解决问题的能力。
围绕学生知识、能力、素质的提高，建立基础化学实验模块化教学新体系是一项复杂的系统工程，相信随着以培养学生能力和素质为主线的基础化学实验模块化教学模式研究的不断深入，将会取得更大的成果。
[责任编辑：余大品]