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無機化學實驗學生自主學習的培養(yǎng)論文
在科學技術飛速發(fā)展的今天，社會迫切需要具有實踐能力和創(chuàng)新能力的應用性人才，學生由高中到大學存在很多方面的轉變，包括學習方式、思維方式等，而大一的時候是實現(xiàn)這種轉變的關鍵時期.高中時期，學生主要注重知識的積累、理解，側重于理論知識的學習，對于實驗現(xiàn)象的感官認知主要是靠觀察教師的演示性實驗，動手能力相對較弱，理論與實踐的結合比較薄弱.而理論和實踐相結合的地方恰恰是高校的實驗室和實驗教學.化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗是化學理論發(fā)展的基礎，是檢驗化學原理的唯一標準，而無機化學實驗是基礎實驗的基礎.《無機化學實驗》是以實驗操作為主的技能課程，它是與理論課《無機化學》相輔相成的，同時也是化工，物化、材料等相關專業(yè)的基礎課程，該課程是其他后續(xù)理論與實驗課程的基礎和示范，《無機化學實驗》課程的建設，對于化學等專業(yè)的發(fā)展有著極為重要的基礎作用和實際意義.該課程開設時間在新生大學一年級，對于實現(xiàn)學生思維能力、思維方式的轉變，理論與實踐的結合起到極其重要的作用，該具有自己的培養(yǎng)目標、教學思想、教學內容和方法.課程的目標是：在培養(yǎng)學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)學生的自主學習的能力，進而是學生具備創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力.為了提高學生自主學習與動手能力，我們在無機化學實驗的教學過程中將課程內容分為三個層次：
1.基礎實驗：包括基礎操作和驗證性實驗，其目的是使學生規(guī)范地掌握化學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)學生觀察分析實驗現(xiàn)象的能力，能準確誠實記錄實驗現(xiàn)象與結果，培養(yǎng)學生實際動手能力，邏輯推理能力及解決實際化學問題的實驗思維能力.
2.無機材料的合成：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材料，通過比較各種方法的優(yōu)缺點，培養(yǎng)學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)學生獨立思考的能力.
1通過基礎實驗培養(yǎng)學生的動手能力及觀察能力
大學無機化學實驗是在大學一年級的時候開課的，由于多數(shù)學生在中學階段缺乏扎實而系統(tǒng)的基礎實驗理論的學習，比如儀器的清洗，學生并不清楚什么樣的污漬應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準也不是很清楚，因此，在無機化學實驗開課前，應加強學生對基礎知識進行系統(tǒng)學習.而且在實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)學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，理論知識的學習使同學都知道滴加的時候應該垂直、懸空，而且試管中溶液的量不應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)象不明顯的時候學生會不斷滴加液體，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)學生的動手能力、觀察能力，同時還應該加強學生基礎知識的系統(tǒng)學習以及理論與實驗操作的一致性，規(guī)范學生的基本操作，嚴格要求學生做到規(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)的實驗教學中，主講教師在教學中對實驗原理、儀器使用方法、具體操作步驟等細節(jié)進行詳細講解，而且還要為學生進行實驗示范演示，學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，后關抽氣泵；然后學生依照老師的講解進行操作至于為什么要這樣操作也僅限于老師的講解.這樣就會使一些學生不主動思考，也就更談不上尋求創(chuàng)新了，因此學生的思維能力和創(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加強引導，鼓勵學生勇于創(chuàng)新、勇于探索、不怕失敗，發(fā)揮學生的主觀能動性，培養(yǎng)他們善于從失敗中吸取教訓，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中注重發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體意識，才能調動學生學習的積極性、主動性，從而提升學生綜合素質，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通過簡單無機材料的合成培養(yǎng)學生信息收集的能力
所謂信息收集就是學生觀察記錄社會顯性現(xiàn)象的過程，是科學繪圖、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，有助于學生更好地認知社會、適應社會.在無機化學實驗中，學生需要收集的信息主要是各種操作所帶來的實驗改變.提升學生的信息收集能力主要體現(xiàn)在“三理解一掌握”，即讓學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，需要強調的是“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、圖像等表達形式.因每個人的認知水平及習慣上的差異，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化為人們能夠讀懂的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)背景進行相應地解讀，即掌握規(guī)范的信息記錄方法.對于無機化學實驗，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).一個完整的表格應該包含以下幾部分內容：表格標題、邊框、表頭、行標題、列標題、數(shù)據(jù)項等，其中表格標題不能忽略，同時為了方便上下文引用，應在標題前注明表格編號；表格邊框應采用實線表示，如果是三線式表格，標題行必須加邊框；表格表頭應根據(jù)實際需要選擇合適的形式；表格行標題及列標題要歸類清晰，有單位的物理量必須注明相應的單位.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，在化學實驗教學中通過“三理解一掌握”等情況的落實，切實提升學生的信息收集能力.同時，為了拓展學生的知識面，在實驗理論知識的學習過程中，教師應當適當?shù)南驅W生講述文獻資料查閱的方法，增強學生收集材料的能力，有利于后續(xù)綜合設計型實驗及本科畢業(yè)論文的進行.
3通過綜合實驗培養(yǎng)學生自主學習與獨立思考的能力
針對無機實驗部分，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)范學生的基本操作和提升其觀察、記錄實驗現(xiàn)象的能力，進而對課本知識進行驗證，學生自己主動動腦思考的機會較少，應多開展綜合性實驗.首先，實驗研究項目的選擇是關鍵，選題原則是與實驗內容有關但難度略高于學生現(xiàn)有水平，即為學生設置適當高度的臺階通過努力就能邁過，這能激發(fā)學生的挑戰(zhàn)性.然后，教師的指導作用有幾方面：指導學生如何查閱資料；指導學習如何分析資料，找出能為自己所用的有用資料；指導學生如何分析與篩選資料.最后，指導學生撰寫實驗方案，并按優(yōu)化的實驗方案進行實驗.現(xiàn)行的無機化學驗教材中，內容多為服務于理論教學而設.而自主創(chuàng)新型實驗則能很好地彌補這種缺陷，使學生逐步發(fā)展為能夠自覺思考，主動發(fā)現(xiàn)問題，進而尋求方法解決問題，成為真正具有創(chuàng)新能力的適應社會需求的人才.學�？梢栽O立開放實驗室，鼓勵學生自主選題并擬定實驗內容，再將內容交由教師審定并給出指導意見，在學生獨立操作的前提下，于實驗過程中給予適當?shù)妮o導和幫助，最大程度上培養(yǎng)學生的自主意識和創(chuàng)新精神.鼓勵學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)學生的動手能力和觀察、記錄現(xiàn)象的能力.通過讓學有余力的學生在課余時間參加在研項目，可以讓他們了解本學科最新的研究方向和研究方法，促進學生創(chuàng)新性思維的養(yǎng)成.
4在實驗過程推行微型化實驗的進行
無機化學實驗對儀器設備的要求非常低，但在實驗過程中需要大量的化學試劑，特別是一些性質實驗，如：離子的鑒定與分離，如果使用不當會造成較為嚴重的環(huán)境污染，因此，除了在實驗過程中要培養(yǎng)學生的動手能力及觀察能力、信息收集的能力、自主學習與獨立思考的能力，還應培養(yǎng)學生把綠色化學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)學生的觀察能力、動手能力、信息收集能力以及培養(yǎng)學生環(huán)境保護的意識，為了更好的培養(yǎng)學生獨立思考的能力，在每次實驗結束的時候，最好應該給學生留出一些時間，讓學生對實驗過程中的一些環(huán)節(jié)、現(xiàn)象進行思考，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)驗與教訓進行總結，與同學分享，通過這種方式逐漸提高學生分析問題、解決問題的能力.在無機化學實驗培養(yǎng)學生獨立思考與創(chuàng)新能力的同時，我們也應該繼續(xù)關注大學化學實驗的改革，不再將化學實驗明確的分為無機實驗、有機實驗、分析及物理化學實驗,而是按照實驗的難以程度及對儀器的依賴程度，將實驗分為基礎實驗、綜合實驗、設計實驗等，在基礎實驗中主要是基本知識的學習、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開展.
5結語
總之，雖然無機化學實驗作為一門與中學化學教學密切聯(lián)系的基礎課程，但是在無機化學實驗的教學過程中，通過對基礎知識的系統(tǒng)學習、實驗內容的調整，實現(xiàn)對學生動手能力、自主學習能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是有可能的也是非常必要的，同時也應該培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。
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