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摘要:围绕培养高级应用型人才的办学目标,在保证科研工作顺利进行的前提下,充分利用教学科研资源,既丰富了学生的专业知识开拓了视野、又提高了学生的动手动脑能力和独立思考的精神。本文以全自动比表面积和孔隙度分析仪的教学实践为例,从规划建设、管理运行、师资队伍、实验教学体系与内容等环节入手,介绍了一些经验和成效。
关键词:基础实验;创新实验;实验教学
2005年教育部发布《关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》,围绕学校办学目标,学院以培养应用型高级专门人才为目标,以崇尚应用的教育思想观念指导应用型高级专门人才培养的实践,优化构建了实验教学支撑体系,经过多年的实践,形成了以“实验教学——专业实习——毕业论文(设计)”为主线,以“技能训练——科技活动——社会实践”为辅助的实践教学体系,优化人才培养方案,不断强化实践教学在应用型人才培养中的地位和作用,得到了专家的一致好评。
我院基础化学实验中心于1992年7月成立,现有建筑面积1600m2,实验仪器设备总值800余万元。除了完成化学类专业的实验教学任务外,还承担着综合类、设计(创新)类实验和科研任务。每年平均接待近1000名学生做实验,完成实验实训教学任务900学时。随着教学改革的不断深入,实验实训课程比例的增加,中心承担的实验课程、实验项目数、实验学时数和实验人数逐年增加,成为学校培养学生实践能力与创新精神的重要基地之一。
现围绕服务教学的宗旨,以中心的大型仪器全自动比表面积和孔隙度分析仪为例对努力深化实验室管理和实验教学改革创新的尝试进行一点总结和思考。
一、积极探讨实验教学改革创新
作为工科院校的大学化学基础课程,化学实验教学改革对学生化学实验能力的培养应突出体现在:(1)强化对基本实验原理的理解;(2)强化对基本实验技能的掌握;(3)强化标准化操作与示范技能的训练。在制定本科教学计划时学校强调要“特别重视实践教学环节”,现已初步形成了基础性实验、专业性实验、综合设计(创新)性实验“三位一体”的实验教学体系,并在实验教学实践中日臻完善。综合设计(创新)性实验(简称“创新实验”,下同)就是实验室对学生开放,让学生利用业余时间自主到实验室从事实验工作,没有固定课题、内容,让学生对感兴趣的一些问题自己去实验、去探索。要求学生自己查阅资料、撰写出设计方案,教师审阅后学生自己动手实践,学生在理论及实践方面均得到了较大的提高。但考虑到创新实验难度大和对学生素质要求较高,不必将其作为学生的必修实验项目,而只将其作为选修课仅仅对高年级的学生开放。通过设立“北京工业大学大学生创新实验基金”“北京工业大学大学生星火基金”等,鼓励学生积极参与。笔者多次指导学生从事创新实验,学生普遍反映通过创新实验,开阔了视野,自己的主观能动性和创新意识得到明显提高,为今后进行更深层次的学习和科学研究奠定了良好的基础。通过对全自动比表面积和孔隙度分析仪的创新实验的改革尝试(如见表1)。我们认识到不仅充分利用了教学资源,也丰富了学生专业知识,取得了较好的效果。
1.加大对创新实验的管理力度
基础化学实验中心经过对创新实验在教学改革中的尝试后,逐步加强了管理力度。加强在职教师的岗位进修制度,通过有目标、有计划、有手段、分层次、分人员、分时间的岗位进修和岗位培训,不断提高广大教师特别是从事实验教学工作的教师的综合素质、文化层次、业务水平和工作技能,增强实验教学对新的人才培养模式的适应性。制定了相关的管理制度,对创新实验的开设提出了明确的要求。在完成教学大纲要求的同时给学生一定的自主选择实验的空间和时间,实行人才流动制度,不搞终身制。理论教师与实验教师合理流动,各种类型的实验室人员相互之间也流动,以提高他们从事综合创新实验的能力。充分调动每一个教师的工作热情和积极性。同时也改变过去的不顾学生的个体差异,忽视学生的个性,按同一模式进行教学的方式。学有余力的学生可以根据自己的能力和条件选做若干创新实验。这样有利于因材施教,充分发挥学生学习的主动性和创造性,有利于少数尖子学生脱颖而出、尽快成才。
2.改革实验考核办法
基础化学实验中心不断改革实验考核办法,重点考核学生对基本实验原理的理解、对规范化操作程序的掌握、对基本实验技能掌握的熟练程度,提高了学生设计实验的成绩比例。要求学生对拟做实验的思路和方案经过查阅、整理相关资料后写出预习报告,实验前由指导教师提问检查后当场给出预习成绩,预习不合格者不能进行实验;加强实验过程的管理和监控,实验过程中教师不断巡视检查,随时发现问题解决问题。学生最终的实验课综合成绩由平时实验成绩、设计性实验成绩和期末小论文及心得组成,分别占50%、20%和30%。对于质量较高的论文推荐到相应刊物发表。
3.改革实验教学形式
在重视基本方法学习,基本理论和基本实验技能掌握的同时,重视现代技术在化学实验教学中的应用。2007年实验中心引进了美国麦克公司生产的全自动比表面积和孔隙度分析仪,同时也建立了计算机模拟实验系统,学生可以在基本理论和方法指导下,把传统方法与现代技术融合,进行实验改造、设计,提高了实验的先进性。学生可以在校园网内通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生操作有机地融为一体。仿真实验与真实实验的有机结合,使得学生增长见识,开阔视野、有效延伸实验室的使用空间和时间成为现实。在培养学生创新精神和化学实验能力方面取得了明显的成效。
全自动比表面积和孔隙度分析仪常规是借助于气体吸附原理(典型为氮气)进行等温吸附和脱附分析,用于确定比表面积、微孔孔体积和孔面积、中孔体积和面积、总孔体积等,在创新实践教学中,指导学生利用仪器对样品做应用很少的H2、O2吸附(吸脱附曲线见图1和图2)分析,让学生自己更换仪器的气路、修改需设置的实验参数,使学生在更好的了解仪器的同时,提高了学生的创新精神、动手能力和解决问题的能力。
二、结束语
通过示范中心的建设工作,基础化学实验中心在实验室管理和实验教学改革创新方面进行了积极的探索,并取得了阶段性的成果。但随着新办专业的增加及大学化学实验课程的普及,实验中心接纳学生人数的成倍增长,实验设备的维护维修、设备管理系统的运行等工作量的急增,实验中心的人员编制问题、实验室管理队伍的稳定和业务水平的提高问题、实验室如何在教学科研工作中更好地发挥作用等问题,将是实验中心下一步面临的急需研究探讨并解决的问题。
参考文献
[1]白广梅,王小逸.创新性实验教学的思考[J].实验技术与管理,2008, 25 (2):128～129
[2]张逢星,李珺,郭慧林.以创新培养为主线构建综合化学实验与科研训练体系[J].大学化学,2009, 24 (3):18～21
[3]王广慧,刘海燕.应用型本科院校化学实验教学中创新型人才的培养[J].吉林农业科技学院学报,2009,18(2):108～110
[4]张英,郭小群,任旺.关于我校基础化学实验教学改革的思考[J].四川理工学院学报(社会科学版),2007,22(10):237～239
Research on the innovative experimental teaching
Zi Xuehong, Xia Yunsheng, Chen Yongbao, Wang Xiaoyi
Beijing university of technology, Beijing, 100124,China
Abstract: In order to cultivate high-level application-oriented talents and ensure the research work, making full use of teaching and research resources can not only enrich the students’ professional knowledge and widen their vision, but also improve their abilities to do experiments and think independently. Taking the teaching practice of automatic specific surface area and porosity analyzer as an example, we can gain some experience and achievements in the aspects of the planning and construction, management and operation, teaching staff, experimental teaching system, and so on.
Key words: fundamental experiment;innovative experiment;experimental teaching
关键词:基础实验;创新实验;实验教学
2005年教育部发布《关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》,围绕学校办学目标,学院以培养应用型高级专门人才为目标,以崇尚应用的教育思想观念指导应用型高级专门人才培养的实践,优化构建了实验教学支撑体系,经过多年的实践,形成了以“实验教学——专业实习——毕业论文(设计)”为主线,以“技能训练——科技活动——社会实践”为辅助的实践教学体系,优化人才培养方案,不断强化实践教学在应用型人才培养中的地位和作用,得到了专家的一致好评。
我院基础化学实验中心于1992年7月成立,现有建筑面积1600m2,实验仪器设备总值800余万元。除了完成化学类专业的实验教学任务外,还承担着综合类、设计(创新)类实验和科研任务。每年平均接待近1000名学生做实验,完成实验实训教学任务900学时。随着教学改革的不断深入,实验实训课程比例的增加,中心承担的实验课程、实验项目数、实验学时数和实验人数逐年增加,成为学校培养学生实践能力与创新精神的重要基地之一。
现围绕服务教学的宗旨,以中心的大型仪器全自动比表面积和孔隙度分析仪为例对努力深化实验室管理和实验教学改革创新的尝试进行一点总结和思考。
一、积极探讨实验教学改革创新
作为工科院校的大学化学基础课程,化学实验教学改革对学生化学实验能力的培养应突出体现在:(1)强化对基本实验原理的理解;(2)强化对基本实验技能的掌握;(3)强化标准化操作与示范技能的训练。在制定本科教学计划时学校强调要“特别重视实践教学环节”,现已初步形成了基础性实验、专业性实验、综合设计(创新)性实验“三位一体”的实验教学体系,并在实验教学实践中日臻完善。综合设计(创新)性实验(简称“创新实验”,下同)就是实验室对学生开放,让学生利用业余时间自主到实验室从事实验工作,没有固定课题、内容,让学生对感兴趣的一些问题自己去实验、去探索。要求学生自己查阅资料、撰写出设计方案,教师审阅后学生自己动手实践,学生在理论及实践方面均得到了较大的提高。但考虑到创新实验难度大和对学生素质要求较高,不必将其作为学生的必修实验项目,而只将其作为选修课仅仅对高年级的学生开放。通过设立“北京工业大学大学生创新实验基金”“北京工业大学大学生星火基金”等,鼓励学生积极参与。笔者多次指导学生从事创新实验,学生普遍反映通过创新实验,开阔了视野,自己的主观能动性和创新意识得到明显提高,为今后进行更深层次的学习和科学研究奠定了良好的基础。通过对全自动比表面积和孔隙度分析仪的创新实验的改革尝试(如见表1)。我们认识到不仅充分利用了教学资源,也丰富了学生专业知识,取得了较好的效果。
1.加大对创新实验的管理力度
基础化学实验中心经过对创新实验在教学改革中的尝试后,逐步加强了管理力度。加强在职教师的岗位进修制度,通过有目标、有计划、有手段、分层次、分人员、分时间的岗位进修和岗位培训,不断提高广大教师特别是从事实验教学工作的教师的综合素质、文化层次、业务水平和工作技能,增强实验教学对新的人才培养模式的适应性。制定了相关的管理制度,对创新实验的开设提出了明确的要求。在完成教学大纲要求的同时给学生一定的自主选择实验的空间和时间,实行人才流动制度,不搞终身制。理论教师与实验教师合理流动,各种类型的实验室人员相互之间也流动,以提高他们从事综合创新实验的能力。充分调动每一个教师的工作热情和积极性。同时也改变过去的不顾学生的个体差异,忽视学生的个性,按同一模式进行教学的方式。学有余力的学生可以根据自己的能力和条件选做若干创新实验。这样有利于因材施教,充分发挥学生学习的主动性和创造性,有利于少数尖子学生脱颖而出、尽快成才。
2.改革实验考核办法
基础化学实验中心不断改革实验考核办法,重点考核学生对基本实验原理的理解、对规范化操作程序的掌握、对基本实验技能掌握的熟练程度,提高了学生设计实验的成绩比例。要求学生对拟做实验的思路和方案经过查阅、整理相关资料后写出预习报告,实验前由指导教师提问检查后当场给出预习成绩,预习不合格者不能进行实验;加强实验过程的管理和监控,实验过程中教师不断巡视检查,随时发现问题解决问题。学生最终的实验课综合成绩由平时实验成绩、设计性实验成绩和期末小论文及心得组成,分别占50%、20%和30%。对于质量较高的论文推荐到相应刊物发表。
3.改革实验教学形式
在重视基本方法学习,基本理论和基本实验技能掌握的同时,重视现代技术在化学实验教学中的应用。2007年实验中心引进了美国麦克公司生产的全自动比表面积和孔隙度分析仪,同时也建立了计算机模拟实验系统,学生可以在基本理论和方法指导下,把传统方法与现代技术融合,进行实验改造、设计,提高了实验的先进性。学生可以在校园网内通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生操作有机地融为一体。仿真实验与真实实验的有机结合,使得学生增长见识,开阔视野、有效延伸实验室的使用空间和时间成为现实。在培养学生创新精神和化学实验能力方面取得了明显的成效。
全自动比表面积和孔隙度分析仪常规是借助于气体吸附原理(典型为氮气)进行等温吸附和脱附分析,用于确定比表面积、微孔孔体积和孔面积、中孔体积和面积、总孔体积等,在创新实践教学中,指导学生利用仪器对样品做应用很少的H2、O2吸附(吸脱附曲线见图1和图2)分析,让学生自己更换仪器的气路、修改需设置的实验参数,使学生在更好的了解仪器的同时,提高了学生的创新精神、动手能力和解决问题的能力。
二、结束语
通过示范中心的建设工作,基础化学实验中心在实验室管理和实验教学改革创新方面进行了积极的探索,并取得了阶段性的成果。但随着新办专业的增加及大学化学实验课程的普及,实验中心接纳学生人数的成倍增长,实验设备的维护维修、设备管理系统的运行等工作量的急增,实验中心的人员编制问题、实验室管理队伍的稳定和业务水平的提高问题、实验室如何在教学科研工作中更好地发挥作用等问题,将是实验中心下一步面临的急需研究探讨并解决的问题。
参考文献
[1]白广梅,王小逸.创新性实验教学的思考[J].实验技术与管理,2008, 25 (2):128～129
[2]张逢星,李珺,郭慧林.以创新培养为主线构建综合化学实验与科研训练体系[J].大学化学,2009, 24 (3):18～21
[3]王广慧,刘海燕.应用型本科院校化学实验教学中创新型人才的培养[J].吉林农业科技学院学报,2009,18(2):108～110
[4]张英,郭小群,任旺.关于我校基础化学实验教学改革的思考[J].四川理工学院学报(社会科学版),2007,22(10):237～239
Research on the innovative experimental teaching
Zi Xuehong, Xia Yunsheng, Chen Yongbao, Wang Xiaoyi
Beijing university of technology, Beijing, 100124,China
Abstract: In order to cultivate high-level application-oriented talents and ensure the research work, making full use of teaching and research resources can not only enrich the students’ professional knowledge and widen their vision, but also improve their abilities to do experiments and think independently. Taking the teaching practice of automatic specific surface area and porosity analyzer as an example, we can gain some experience and achievements in the aspects of the planning and construction, management and operation, teaching staff, experimental teaching system, and so on.
Key words: fundamental experiment;innovative experiment;experimental teaching