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化学实验教学组织管理与质量提升机制

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摘要:化学实验教学是高校理工类多个专业培养高素质人才中不可或缺的实践环节。通过对化学实验教学组织体系进行改革、建立实验指导教师的遴选制度确保了有效的实验教学组织管理的实现。设计优化实验教学内容和实验项目、改革传统实验教学形式则为提升实验教学质量的核心内容。实施对实验教学过程监控、建立实验教学效果反馈制度是提升实验教学质量的有力保障。

关键词:化学实验教学;组织管理;质量保证;过程监控

实验教学是高等院校教学过程中的重要环节,特别对于化学类相关专业更是至关重要。化学实验教学的基本任务是培养与本专业培养目标相适应的专业人才,在实验过程中既培养学生综合运用基本理论、基本知识和基本技能的能力,同时又训练了学生分析和解决实际问题的能力,从而达到提高学生创新意识、实践能力和创造能力的目的。因此,良好的化学实验教学组织管理是培养高素质人才的基本保障,而实验教学质量的提升则是培养高素质实践人才的必然要求。通过化学实验课程教学,不仅使学生正确掌握化学实验的基本知识、实验技能与基本操作,对化学重要理论和概念进行验证、巩固和深入理解,还能培养独立操作、观察记录、分析归纳、撰写报告和解决问题等多方面的能力,以及培养严谨的工作态度与良好的工作习惯。

1存在问题

在现实高等院校化学实验教学当中,开设的化学实验课程往往不能很好的达到人才培养的目标。除了历史原因、实验经费紧张、实验场地受限、大型仪器台套数不足等客观因素以外,还有如下几个方面的因素:(1)普遍存在实验课程内容设计不合理、实验课程与理论课程之间的衔接不到位、实验课程大纲(实验项目设定)简单陈旧、高水平实验项目开设过少的问题。随着对于改进化学实验教学的呼声日益高涨,许多院校逐渐增加了综合性、研究性、设计性、创新性实验项目的比例,然而在实际教学过程中,往往存在偷工减料、形式远大于内容的现象。(2)化学实验教学组织管理方式严重落伍,看似十分规范的实验教学规章制度,但实施效果并不理想。实验设施简陋,更新和补充不及时,实验教学过程比较随意,缺乏有效的组织管理和监督,不仅造成教学质量难以保证,还容易发生实验室安全事故,并造成环境污染、资源浪费、人身财产安全危害等问题。实验指导教师的教学方法几十年如一日,利用现代教学手段较少,实验教学的网络化与信息化程度不高。(3)学生反馈机制没有形成,学生完成实验后,收获如何缺乏关注。缺少实验教学质量监控体系,在培养学生解决问题、创新意识能力方面效果不佳。因此,目前的化学实验教学体系与培养实践性创新人才的要求距离颇大,也与高等教育肩负着培养高素质创新性人才目标不相符。

2解决方案

2.1有效的实验教学组织管理

2.1.1实验教学组织体系改革

化学实验教学组织体系涵盖人员的组织构成和实验课程教学的组织管理两个方面的内容。在人员构成上,不再单纯由实验指导老师负责实验课程内容安排并进行实验教学指导、实验员老师负责准备实验这种传统模式。而是由教学副院长、专业负责人、中心实验室主任牵头,专业实验员和理论课任课教师共同参与,和实验课程指导教师一起全面梳理人才培养方案的课程设计安排脉络,考察专业培养方案中包含的所有实验课程的实验项目安排,对实验内容和实验项目的设计进行充分论证,真正做到循序渐进,技术线明确,培养目标突出,砍掉一些过于简单的或相似的实验项目,切实提高实验项目水平。充分调动实验员老师在实验教学中的主观能动性,多听取实验员老师的意见,实验员老师常年在实验室工作,有更多的时间和有利条件对实验项目进行优化创新,应鼓励实验员老师在实验教学中多下工夫,如可以研究减少环境污染的绿色实验、微型实验等。在实验课程教学组织管理上,首先要更新改进原有的管理制度、规范管理方法,完善实验室安全制度、实验教学指导性文件、实验教学效果反馈制度等,使之具有可操作性,做到有章可循,确保实验教学高效、有序的开展。其次是需要落实制度,再好的制度如果执行不力,无法落到实处,那就是一纸空文。所有参与实验教学活动的教师、实验员、学生都应严格按照规章制度执行。

2.1.2建立实验教学指导

教师遴选制度指导教师是完成整个实验教学的核心人物,具有扎实的专业知识、丰富的实验教学经验、优秀的实验创新能力、认真负责的教师才能胜任现代人才培养的实验教学工作。因此对于实验教学指导教师的遴选和培养显得十分重要和必要[1]。我们制定了实验教学指导教学的工作流程规范和实验指导教师的遴选制度的文件。指导教师都需要进行相关的实验室安全学习,并通过学院组织的实验室安全上机考核,考核合格是能够进入实验室的前提条件。根据实验课程的专业要求,教师主动申报能够承担的实验课程,学院组织实验教学经验丰富的教师进行选拔,选拔出来的教师还要根据实验课程内容进行培训,培训合格后才能进行实验教学指导。在每个实验项目教学之前,由指导教师、实验项目准备教师和助教一起进行预实验,确保所有仪器、试剂准备充分完好,实验步骤正确,实验现象和结果准确,对于预实验出现的各种问题都有相应的处理措施,对于可能出现的各种问题做好预案。在实验教学过程中由学院督导进行不定期的听课检查,学期结束后学生和督导给任课教师打分,对于反馈和评分不理想的教师暂停下一学期的实验教学,重新进行培训考核,合格后重新获得指导资格。每位实验指导教师在学期结束时,进行对本学期的实验教学进行总结、反思。

2.2实验教学质量的提升

2.2.1优化实验项目

实验项目无疑是实验教学的核心内容,特别是在对创新人才培养要求越来越高的环境下,持续改进或选取适应人才培养需求的实验项目是实验教学的重中之重[2]。例如,无机化学实验与分析化学实验有些传统经典项目过于简单或类似、仪器分析实验与分析检验类专业模块实验项目雷同、专业综合实验过于简单未充分体现综合性研究性的特点或者由于实验条件限制导致实验项目执行严重缩水的情况也时有发生,这些都需要做出相应的调整。针对上述问题,采用专业负责人、实验准备教师、实验指导教师等多方参与、共同设计或选取实验项目的方法,得到了较为有效的改善。主要体现在:(1)由实验员老师一起参与实验方案的设计有利于按照绿色化学实验原则改进实验,例如,滴定分析实验从传统的50mL滴定管改用25mL滴定管;增加废液、废渣、废弃处理实验项目,既可以解决目前难以集中处理的困难,又切实帮助学生掌握一些常规的处理方法,培养学生的良好实验习惯;(2)优化实验项目编排,按照同类实验集中安排的原则,通过密集训练让学生熟练掌握,避免因过于分散、周期太长导致的遗忘现象;(3)专业实验设计连续性和系统性强、类似于科研实验的项目,切实加强学生的训练效果。例如,药物合成与分析方向的学生,其专业实验只需要设计一个大综合项目即可:药物阿司匹林的提取合成与鉴定———柳树皮中提取阿司匹林、提取物的定性和结构鉴别、目标物的化学全合成、目标物的衍生物制备、各中间产物的跟踪鉴别、终产物的纯度测定等。几乎将所有关键内容都连接在一起,一气呵成,使整个专业的实验内容紧紧围绕这本专业人才培养目标展开,使学生真正学到本专业最优的实验项目,促进学生专业基本知识的全面掌握;(4)仪器分析类实验项目(不单纯指仪器分析实验课程,还包括其他实验课程中涉及大型仪器使用的实验项目),全部利用已经建设好的网上预约系统,进行开放式预约实验,避免人数过多、理论与实验课程脱节等问题,让学生学习更为有效。

2.2.2实验教学形式改革

高校在理论课程教学中探索和实践了众多的教学方法和手段,例如探究式教学、启发式教学、慕课、翻转课堂等等,但目前的实验教学形式普遍比较单一,基本流程为:学生课前写预习报告,将课本中的实验操作流程抄写一遍;实验课时教师讲一遍实验内容和注意事项,学生操作,教师指导;实验课后学生撰写实验报告,基本上是将实验过程再抄写一遍。由于学生在预习时由于没有接触过相应的仪器设备,全凭看书后想象,不仅预习效果不佳而且上课时实验操作情况也不太理想,预习报告和实验报告基本上是机械性的“抄写或缩写”两遍,费时费力,很难集中精力去思考和学习。因此实验教学形式改革势在必行[3-5],采用以下教学方式提高教学效果:(1)建立实验教学网络平台,每位学生一个账号。将所有实验项目录制视频材料,放到教学网站上,学生必须在网站观看视频以后才可以进行实验。视频不是简单将操作流程呈现一遍,同时也将实验原理、实验目的、操作注意事项以及思考题一一列出,让学生能够全面了解做实验的意义和目的,又有一定的思考,预习再也不是凭空想象;学生可以直观的看到实验中涉及的仪器设备,预习充分。(2)改变学生手写预习报告和实验报告各一遍的传统模式,统一做成电子版实验报告册,该实验报告册分为三大部分:第一部分注明了本实验课程的安全事项、实验操作规程、实验流程;第二部分为本学期实验课所有实验项目,包括每个实验项目的目的、原理、步骤、数据记录和处理、思考题及操作注意事项,与视频材料两者相互相成,在关键地方设置问题让学生回答,实验数据表格及处理由学生自行设计,学生把精力集中在学习理解内容上,将预习报告、实验记录、实验报告集成一份,无需再做机械性的抄写工作;最后为附录部分,提供本实验课程所需的基础数据、常用公式和理论知识,便于学生学习和查阅。(3)学生实验成绩的全方位评价,指导教师和实验员根据学生预习情况、回答问题及操作综合打分,同时考察学生在对应的网络课程平台参与和学习情况,以及设计科学合理的考核性实验,适当增加量化的评分内容,进一步提高成绩评定的客观性和公平性。

2.3实验教学质量的监控机制

2.3.1建立实验教学监督制度

高效有序的实验教学,不仅仅需要制度保障,更重要的是对制度的落实。故此,学院督导对实验课程教学的督与导、教师和实验员之间对于实验教学全过程的相互协作与促进发挥了极其重要的作用。学院对督导每学期的听课任务有统一的分配,特别对于实验课程教学尤为重视。每门实验课程安排至少两名督导进行不定期的听课检查。每学期期中有一次上一学期实验教学档案的抽查。每学期督导召开一次听课和检查实验教学档案的情况反馈会,学院根据督导反馈意见和建议,要求实验指导教师做相应的调整,同时通报给相关专业负责人和中心实验室负责人,以便对化学实验教学进行持续的改进。

2.3.2实验教学效果反馈制度

建立健全良好的实验效果反馈制度,是达到积极改进实验教学效果的保障。实验效果的反馈分为两方面,一是学生对教师实验教学过程的反馈,二是教师对学生学习效果的反馈。学生对教学的反馈主要包括三种措施:(1)每学期实验课程结束后,学生通过学校的网上教学评价平台对实验课程教学内容、教师教学方法、教学态度、教学水平、实验室管理等方面进行匿名打分;(2)学院不定期组织学生座谈会,听取学生对任课教师、实验内容、教学环境等各方面的具体意见;(3)在最后一堂实验课的时候要求学生完成调查一份问卷,让教师更好的了解本课程教学中的具体问题。同时,为了减少或避免学评教的偏差或给教师带来的压力,学院在对教师评价上引入督导和教师对学生学习效果的反馈内容,将学习效果作为主要的考察指标,改变“以评代管”的模式,更好的达成“以评促教”的目的。主要措施有两种:①督导根据每门实验课的特点设计调查问卷,用以了解学生掌握知识的情况和学生对实验教学的具体要求;②教师主要通过在上课过程中观察学生预习情况、实验操作情况、处理结果的能力、实验报告等,全面评估学生对实验内容的掌握情况。通过这两者即矛盾又统一的双向反馈来真正了解学生学习的效果,并能针对性进行一些教学内容、教学方式的改进。

3结语

经过几年对化学实验教学组织管理和实验教学质量提升机制的研究和实践,始终围绕着“培养什么样的人,怎样培养人”这一根本问题,对我院化学实验教学管理在课程体系、实验内容、教学方法等方面进行了一些改革,取得了一些成绩。新的化学实验教学管理体系能较好的适应学校大类招生、平台+模块的培养模式,学分制管理制度和学生的多层次需求,有利于学生实践能力和创新思维的培养,当然这项工作是任重而道远的,需要我们继续努力。

参考文献

[1]陈小娟,李洁,陈六平,等.化学实验教学中心精细化管理体系的构建与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(6):132-138.

[2]曾秀琼,赵华绒,王国平,等.化学实验教学课程体系的新发展及其实践[J].实验技术与管理,2012,29(8):4-7.

[3]于荣,廖晓峰,王巧焕,等.构建新型实验教学体系,提高实验教学创新手段[J].广州化工,2016,44(18):229-230.

[4]姚子鹏,陆靖,庄继华.化学实验教学管理体制的改革与实践[J].实验室研究与探索,2002,21(4):39-41.

[5]苏荣军,李健,张莉,等.基础化学实验教学管理的创新体系[J].实验室研究与探索,2010,29(7):249-251.

作者:孙杰;王邃 单位:宁波大学材料科学与化学工程学院

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