軍隊院校教育作為軍隊轉型建設的源頭,肩負著培養新型軍事人才的重責。要培養創新型、實戰型的軍事人才,能力建設是軍隊院校教育的著眼點。我院為強化培訓質量,提高學員的綜合能力素質,在全院范圍各個專業大力推廣實施開放實驗教學,這是軍校教學改革的有益嘗試?;瘜W開放實驗教學是在一定條件下,將實驗室的資源 \\(包括實驗場地、儀器設備、各種資料等\\) 面向學員自主開放,以人為本的一種新型的實驗教學模式。
1、 化學開放實驗教學是一種新型實驗教學模式
要培養 “寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的新型軍事人才,實驗教學是軍校教育中必不可少的一部分,在提高學員的動手能力、分析問題能力,養成科學的思維習慣,培養嚴謹的工作作風等方面發揮著重要作用。因其實踐性、可操作性強,克服了現地教學在地點、時間上的限制,更有助于學員綜合能力素質的提高。
傳統的化學實驗教學模式以教員和教材為主體,學員在實驗過程中按照教員所講、教材所寫進行實驗,側重理論驗證,按照統一格式完成實驗總結報告。實驗內容枯燥,實驗過程單一,很難調動學員的動手積極性,很大程度上制約了學員創新能力的發展。
化學開放實驗教學為學員創新能力的發展提供了平臺。教員在實驗教學中充當引領者,讓學員成為策劃人和執行人。學員在進行化學實驗過程中,不僅將理論轉化為實踐,學到了化學知識,更進一步培養起獨立思考,勇于創新的思維方式,逐步提升自身的科學素養。
下面我們就以一次具體的化學開放實驗———乙酰苯胺的合成為例,根據實驗內容的確定、實驗方案的實施、實驗成績的評定,對我們在化學開放實驗教學過程中取得的經驗和遇到的問題進行初步的研究和探討。
2、 乙酰苯胺的合成實驗設計
2. 1 實驗內容的確定
乙酰苯胺的合成實驗是有機化學實驗教學中廣泛選用的實驗,它涉及到有機合成、固液分離、產物純化、產物鑒別等一系列常用的基本技能和操作技巧,是一個綜合性實驗。教材中常規的乙酰苯胺合成實驗操作繁復、消耗藥品量大、實驗過程中產生的氣體具有一定毒性,因此很難激發學員的動手興趣,實驗效果不佳。
我們嘗試引導學員在掌握了基本操作技能的前提下,對實驗原理深入思考,對實驗儀器、藥品、步驟等環節進行改進。
經過查閱文獻,學員們發現乙酰苯胺不僅是一種化工產品,還具有退熱鎮痛作用,是常見退燒藥的有效成分之一。傳統的實驗方法采用乙酸作為乙?;噭?,乙酸活性較弱,因此反應時間較長。為縮短反應時間,提高反應效率,學員設想使用活性更強的乙酸酐代替乙酸。傳統的實驗方法中藥品使用量均為常量,配以常量實驗儀器,雖然降低了學員操作過程中對精確度的要求,但由此產生的環境污染嚴重,對學員身心健康危害較大,因此學員設想減少藥品用量,改進催化劑,使用微型實驗儀器。
經過以上改進,學員最終確定反應原料為預處理過的苯胺和乙酸酐,物質的量的比為 1∶1,添加鋅粉為催化劑進行實驗。
2. 2 實驗方案的實施
通過對乙酰苯胺合成實驗的原料量、反應時間、實驗結果進行比較,學員發現改進后的微量實驗與傳統的常量實驗相比,藥品用量減少,反應時間縮短,產品產率相近且略有提高,粗產品純化所用溶劑量也大大節省??吹阶约涸O計的實驗方案行之有效,學員普遍反應較好,實驗熱情高漲,在實驗過程中偶爾失敗時,也愿意多次嘗試,不斷改進。
不僅如此,學員對教材上規定的藥品用量比例也大膽提出質疑,并反復進行認真、細致的摸索試驗,確定苯胺與乙酸酐的最佳反應比例應為1∶1. 2,而非教材所述的1∶1,適量增加乙?;噭┯昧坑兄谔岣弋a率,但過量太多,產率反而下降。
經過以上改進,學員的實驗目的更加明確,由于實驗過程中初次使用做工精細、小巧玲瓏的微型實驗儀器,學員動手操作的興趣大大提高,在設計實驗過程中遇到了問題,也愿意主動與教員廣泛交流、深入探討,教學效果較好。
2. 3 實驗成績的評定
開放實驗教學不同于日常的實驗教學,沒有教材的限制,學員根據自己設計的方案實施實驗,充分留給他們自由發揮的空間。實驗時間靈活,學員可以在實驗前查閱大量文獻,充分準備,設計合理的實驗方案; 實驗過程中,遇到問題也會認真思考,查找根源,不斷改進; 實驗完成時,報告內容充實,條理清晰,數據詳實。教員不再以最終產品產率的高低作為評定學員實驗成績的依據,而是綜合考量學員的文獻查閱能力、實驗操作技能、遇到實驗突發情況時的應急能力等,更側重于學員綜合實驗技能的提高。教員也再不以簡單的 A、B、C、D 給學員劃分等級,而是通過實驗實施全過程與學員的交流,找出每一個學員身上的閃光點,培養他們大膽質疑、認真求證的科學精神,提高他們的綜合能力素質。
3、 化學開放實驗教學中應注意的問題
3. 1 提高教員自身能力,充分做好課前準備
化學開放實驗教學以學員為主體,學員根據自己的設想,查閱文獻,設計合理的實驗方案,根據實驗方案,自己準備實驗所需的化學藥品、實驗器材,完成實驗。這個過程學習和實踐的主動權都交給了學員,教員不再是耳提面命的施教者,而是平等的合作人,角色的轉換有利于學員個性的發展,有利于激發他們的創造性和實踐熱情。靈活的實驗內容,不同的教學方法對實驗教員提出了新的要求,而且實驗過程是一個創造性的過程,難免會有新的問題出現,這也對實驗教員提出了更高的要求。要求教員不但要具備堅實的理論基礎,還要有較強的實踐能力,及時擴展和更新自身的知識和技能,在了解了學員的實驗項目之后,提前做好實驗設計,預想實驗中可能出現的問題,以便及時應對。不僅如此,在學員進行實驗時,教員不是一個可有可無的旁觀者,而應給予學員積極的引導和有益的點撥,幫助學員解除困惑; 在實驗結束后,及時指導學員分析總結,反思實驗中遇到的問題,逐步培養起他們創造性的思維習慣和科學素養。
3. 2 把握 “開” 與 “放” 的關系
在化學開放實驗教學中,開放是主旋律,學員自己動手,選擇實驗內容、實驗藥品和儀器,但 “開”不等于 “放”,教學形式上的靈活多樣不等于對學員的放任自流。在進行生動活潑的開放實驗教學的同時,更要保證井然有序的教學秩序。實驗前對學員做好必要的安全教育,讓他們認真掌握實驗所用儀器設備的操作規程,做到正確、安全使用。
化學開放實驗教學是化學實驗教學中發展起來的新領域,它改變了原有的教學模式,豐富了實驗教學內容,彌補了實驗教材的不足,活躍了教學氣氛,增強了教學的研究性,為學員創新能力的培養奠定了堅實的基礎。
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