綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的思考與實(shí)踐

1、綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的思考與實(shí)踐在綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行了三方面教學(xué)改革，第一，在綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中引入了實(shí)驗(yàn)小組，通過(guò)分工實(shí)施與協(xié)作實(shí)施相結(jié)合共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)；第二，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，提供給學(xué)生更多的挖掘問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的空間；第三，實(shí)驗(yàn)報(bào)告與工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，提升和拓寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到了明顯的提高，在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作能力方面也得到了一定的鍛煉。綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，在不需要更多的人力、物力和時(shí)間投入前提下，可以幫助學(xué)生提高綜合科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)其它學(xué)科綜

2、合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有一定的推廣價(jià)值。綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)小組數(shù)據(jù)共享工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計(jì)綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的一門(mén)可以提高學(xué)生綜合能力和科學(xué)素養(yǎng)，并可以銜接畢業(yè)論文的實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程。近年來(lái)對(duì)綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革研究非?；钴S，主要圍繞實(shí)驗(yàn)課程體系的設(shè)置=和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革（如實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的配備、實(shí)驗(yàn)方案的自主設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定等方面）進(jìn)行，目的在于激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性和主動(dòng)性，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。吉林化工學(xué)院對(duì)化學(xué)與制藥工程學(xué)院和化工與材料工程學(xué)院的化學(xué)、應(yīng)化、制藥、藥劑、化學(xué)工程與工藝、輕化等專

3、業(yè)的大三或大四學(xué)生開(kāi)設(shè)綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于在大一和大二階段已經(jīng)經(jīng)歷多門(mén)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的歷練，進(jìn)入大四第二學(xué)期就要面臨畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的大三學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一門(mén)承上啟下的重要的實(shí)踐課程。多年來(lái)，對(duì)大四學(xué)生畢業(yè)論文指導(dǎo)工作中發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、同學(xué)之間的協(xié)作和畢業(yè)論文的撰寫(xiě)等方面表現(xiàn)出明顯的不足，在畢業(yè)論文的撰寫(xiě)過(guò)程中，面對(duì)幾十個(gè)在不同條件下獲得的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不能進(jìn)行較深度的剖析和討論，不能發(fā)掘有意義的問(wèn)題，不能很好地利用所學(xué)理論知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，而且不能很好地闡述自己的觀點(diǎn)、并提出建設(shè)性的意見(jiàn)和設(shè)想。針對(duì)以上問(wèn)題，為了全面提高學(xué)生的綜合科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程

4、教學(xué)進(jìn)行了如下改革，并通過(guò)對(duì)學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查驗(yàn)證了實(shí)施效果。一、綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革1. 綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中引入實(shí)驗(yàn)小組，通過(guò)實(shí)驗(yàn)小組二次實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分工實(shí)施與協(xié)作實(shí)施相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力團(tuán)隊(duì)協(xié)作可以充分利用團(tuán)隊(duì)成員的智慧和能力，通過(guò)激發(fā)個(gè)人潛能，往往達(dá)到1+1>2的效果，因此團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力越來(lái)越被視為一個(gè)人的必備素質(zhì)。過(guò)去對(duì)綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究中，更多地是要求學(xué)生獨(dú)立完成文獻(xiàn)檢索和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)室條件允許的情況下實(shí)施實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力和研究能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、以及激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性很有幫助，但由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)學(xué)生只針

5、對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生之間沒(méi)有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行相互交流。為了培養(yǎng)學(xué)生更多的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引入了實(shí)驗(yàn)小組。即學(xué)生隨機(jī)分成若干實(shí)驗(yàn)小組，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組圍繞一個(gè)因素，參考小組成員各自所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)集體協(xié)商討論，設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善的二次實(shí)驗(yàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)室條件允許的情況下，將分工實(shí)施和合作實(shí)施相結(jié)合，共同完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目VB1催化下安息香縮合反應(yīng)為例，該實(shí)驗(yàn)包括四個(gè)部分內(nèi)容。第一部分是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，是由實(shí)驗(yàn)小組共同參與討論制定；第二部分是VB1催化下的安息香的合成和分離，是由小組成員按照不同的實(shí)驗(yàn)條件分工實(shí)施；第三部分和第四部分分別為安息香

6、的重結(jié)晶以及安息香的紅外光譜分析，是由實(shí)驗(yàn)小組成員協(xié)作完成。在VB1催化下安息香縮合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生找出安息香合成反應(yīng)的主要影響因素，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑VB1的用量、pH值、堿的種類、溶劑種類、溶劑配比、原料加入方式、相轉(zhuǎn)移催化劑的用量、反應(yīng)方式等。在學(xué)生了解各種影響反應(yīng)因素的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)小組圍繞各自感興趣的實(shí)驗(yàn)因素進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，通過(guò)分工實(shí)施和協(xié)作實(shí)施，完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在此期間，指導(dǎo)教師只提出啟發(fā)性參考意見(jiàn)，拋磚引玉，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)討論的興趣和積極性，誘導(dǎo)學(xué)生的思路向能夠解決問(wèn)題的方向引導(dǎo)，使學(xué)生在綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由教師依賴型、實(shí)驗(yàn)講義依賴

7、型向自我依賴型和團(tuán)隊(duì)依賴型轉(zhuǎn)變，并通過(guò)激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，加強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，更有利于研究型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，也真正做到指導(dǎo)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的啟發(fā)式教學(xué)。2. 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，強(qiáng)化有深度實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)能力，為畢業(yè)環(huán)節(jié)打下良好基礎(chǔ)無(wú)論是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)還是綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)，過(guò)去更多注重實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)一人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并只針對(duì)自己的單一實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行討論，實(shí)驗(yàn)信息量少，獲取知識(shí)量少。通過(guò)教學(xué)改革，我們將實(shí)驗(yàn)人員編成若干實(shí)驗(yàn)小組，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)因素進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)同一實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的共享，使學(xué)生通過(guò)一

8、次綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，就可以獲取多次實(shí)驗(yàn)才能獲得的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的變化對(duì)反應(yīng)的影響有更直觀的體驗(yàn)，擁有更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可供處理、更多的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題可供發(fā)掘、分析和解決，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生有深度實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)能力均有很大幫助，對(duì)于大四畢業(yè)論文的撰寫(xiě)是一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì)。3. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告與工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，將合成實(shí)驗(yàn)與化工原理課程學(xué)習(xí)相結(jié)合，進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計(jì)，即在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引入工業(yè)生產(chǎn)中的物料衡算、設(shè)備選型等內(nèi)容，可進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與理論、工業(yè)生產(chǎn)的相結(jié)合，進(jìn)一步提升和拓寬學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。二、綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革問(wèn)卷調(diào)查

9、為了驗(yàn)證教學(xué)改革對(duì)學(xué)生綜合能力的影響，以文獻(xiàn)檢索和整理能力的提高、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提高、實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作能力的提高等為調(diào)查選項(xiàng)，對(duì)吉林化工學(xué)院09化學(xué)專業(yè)88名同學(xué)為調(diào)查對(duì)象，發(fā)放了問(wèn)卷調(diào)查表，共回收79份調(diào)查表，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1?；厥盏膯?wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明，通過(guò)綜合設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，學(xué)生不僅在文獻(xiàn)檢索和整理能力、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力方面得到了提高，而且在文字編輯和制表制圖能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作能力方面也得到較顯著的提高，尤其是在團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)驗(yàn)興趣的提高方面提高更加顯著。為了更直觀地了解教學(xué)改革對(duì)學(xué)生能力提高的影響，以調(diào)查選項(xiàng)為橫坐標(biāo)，顯著提高和較顯著提高的百分比之和為縱坐標(biāo)，

10、繪制了如下柱形圖。注：（1）文獻(xiàn)檢索能力的提高；（2）文獻(xiàn)整理能力的提高；（3）實(shí)驗(yàn)方案自主設(shè)計(jì)能力的提高；（4）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的提高；（5）團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的提高；（6）文字編輯，制表制圖能力的提高；（7）實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作能力的提高；（8）實(shí)驗(yàn)興趣的提高由圖1可以看出，經(jīng)過(guò)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與實(shí)踐，對(duì)各項(xiàng)能力提高較顯著和顯著的比例均超過(guò)了60%，其中團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)驗(yàn)興趣的提高百分率最高，在回收的調(diào)查表中占到87.2%（如果考慮未回收到的調(diào)查表，占比為75.0%），而文字編輯、制表制圖能力的提高和實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作能力的提高百分率最低，分別為65.8%和69.6%（如果考慮未回收到

11、的調(diào)查表，占比分別為60.2%和62.5%），這也說(shuō)明了給學(xué)生更多的“我的實(shí)驗(yàn)我做主”的機(jī)會(huì)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣會(huì)得到明顯提高，另外實(shí)驗(yàn)課程在設(shè)計(jì)上，增加了集體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和共同協(xié)作進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加了學(xué)生間溝通和協(xié)商的機(jī)會(huì)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力同樣得到明顯的提高。反觀文字編輯、制表制圖能力的提高和實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作能力的提高百分率相對(duì)較低表明，這些能力的培養(yǎng)并不能通過(guò)一兩次實(shí)驗(yàn)就能得到大幅度提高，而是需要反復(fù)的鍛煉才能得到理想的效果。三、結(jié)論目前對(duì)綜合與設(shè)計(jì)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革更多地強(qiáng)調(diào)個(gè)人研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而忽略了對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)后形成的報(bào)告關(guān)注度相對(duì)較低。通過(guò)對(duì)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的三方面的教學(xué)改革，學(xué)生不僅在文獻(xiàn)檢索和整理能力、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的探究能力、創(chuàng)新能力方面得到提高