面向本科生的开放实验教学设计与探索

科技视界面向本科生的开放实验教学设计与探索

柏玲黄镇东

渊南京邮电大学材料科学与工程学院袁江苏南京210023冤

揖摘

要铱开放实验是大学化学实验的重要补充部分袁承载着激发学生学习兴趣袁引导学生过度到实验训

练袁提升实验操作尧思考设计实验能力袁培养探索精神的重大任务遥本文从开放实验设计的原则尧软硬件支持尧教学体系设计三个方面探讨了我院在开放性实验方面所做的探索遥

揖关键词铱开放实验曰趣味性和实用性曰教学模式设计中图分类号院G642

文献标识码院A

文章编号院2095-2457渊2019冤01-0246-003

DOI院10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.01.105

DesignandExplorationofOpenExperimentalTeachingforUndergraduates

BAILing

HUANGZhen-dong

渊DepartmentofMaterialsandChemicalEngineering,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,

Nanjing,210023,China冤

importanttaskofstimulatingstudents'interestinlearning,guidingstudentstoexcessiveexperimentaltraining,improvingexplorestheexplorationofopenexperimentsinourdepartmentfromtheaspectsofopenexperimentaldesignprinciples,softwareandhardwaresupport,andteachingsystemdesign.

揖Keywords铱Openexperiment;Funandpracticality;Teachingmodedesign

1.1

趣味性

化学与人们生活中衣尧食尧住尧行息息相关遥与生活相关的化学知识袁容易和学生产生共鸣袁引发学生的兴趣袁通过引导学生认识和理解生活中的化学现象袁并在实验室内动手做实验验证袁实现理论和实际的结合遥通过认识尧理解社会热点现象和生活中的常见化学问题袁能够学以致用袁可以使得学生获得探寻知识的成就感袁培养对化学学科的兴趣袁为以后持续探索化学奥秘提供动力遥1.2

实用性

化学专业毕业生的两种主要去向院一是从事本行业相关工作袁需要扎实的基础实验技能袁有初步的研发能力曰二是考取研究生袁进行科研型实验袁需要在细分方向上深入遥以上两种去向的毕业生袁在本科阶

揖Abstract铱Openexperimentisanimportantsupplementarypartofuniversitychemistryexperiment.Itcarriesthe

experimentaloperation,thinkingaboutdesignexperimentability,andcultivatingthespiritofexploration.Thispaper

化学实验实践课程作为化学专业理论课的重要支撑袁有不可取代的优势遥实验课程将理论课上的知识点生动形象的体现在学生动手过程中袁激发学生体验枯燥专业知识的兴趣袁加强学生基本实验技能训练袁鼓励学生积极探索袁启迪科学思维和创新能力袁达到全面培养综合素质的教育目标遥

随着社会对化学专业毕业生的要求越来越高袁基本实验技能在继续加强的基础上袁学生的独立实验能力和创新精神的培养越来越被重视遥现阶段的课内实验多是传统的验证式教学模式袁已经不能满足对学生综合能力尧创新能力的培养遥开放实验作为课内实验的重要补充形式袁弥补课内实验在探索性尧创新性尧综合性能力培养的不足遥

1设计原则

作者简介院柏玲渊1984要冤袁女袁山东章丘袁硕士袁实验师袁主要从事实验室建设尧教学与管理工作遥

246科技视界Science&TechnologyVision

Science&TechnologyVision

科技视界段除了需要扎实的基础实验技能袁还需要进行科研实验的启蒙遥因此我们需要设计相关的开放实验袁在加强基础操作实验技能的同时袁兼顾开放性尧探索性遥设计的实验如能得到与生活相关的有实际应用的材料袁或者通过配方设计尧改进实验袁获得某种产品袁而不是单纯的验证知识点袁这样实用性的产品会极大满足学生的成就感遥成就感会推动学生思考袁活跃思维袁对企业里的研发不陌生袁同时也可以完成科研实验的启蒙遥1.3

互联网+信息化

借助互联网信息化平台可以使本科生快速了解学院实验中心尧可以在进入实验室之前获得仪器操作的培训尧安全知识的培训袁大大提升了效率袁又能获得较好的管理效果遥我们建设了学院实验中心网站袁能够发布开放实验信息袁展示实验环境尧管理实验项目袁在线学习大型仪器使用等功能袁并根据中心功能新建仪器预约共享平台尧安全考试培训网站尧化学品管理网站袁形成具有中心特色的全方位尧立体化信息共享平台遥

2

软硬件支持

2.1

学院本科实验室建设

我院基础实验平台面积达550平方米袁专业实验

平台面积达240平方米袁实践实训平台袁包括国家重点实验室袁工程中心袁和校外实习基地遥在江苏省有机光电子学优势学科二期建设项目尧中央支持地方实验室建设项目和校实验室建设项目等项目的支持下袁近几年购买实践教学用仪器设备千余套袁价值逾7000万元遥中心的仪器设备满足每年开设20门课程实验教学需要袁60个班次的教学任务袁以及20余项的开放项目尧近200项大学生STITP创新项目等遥实现了教学尧综合性尧设计性尧创新性尧开放性尧科研性等多种类别实验的综合实验的使用需求遥2.2

教师团队

人员队伍目前达到63人袁其中专职实验教师实验教学团队36人渊教授14人袁副教授10人袁讲师12人冤袁100%博士学位曰专职实验技术人员共计15人袁其中博士后1人袁博士9人袁在读博士3人袁平均年龄34岁遥承担

了中心实验教学管理尧大型仪器管理尧实验室安全管理和信息化管理袁制定了一系列实验教学保障办法尧大型仪器共享办法尧实验室安全管理办法等等袁鼓励开展自主实验教学尧参与科研活动尧深挖大型仪器功能尧跟踪最新实验前沿技术等等遥学院鼓励实验技术人员参与实验教学相关培训会尧交流会尧学术讨论会等遥以培养国内一流野2.水3

平经高费尧专支业持

精尧学术尖冶的高素质实验技术团队遥

学校鼓励所有教学实验室尧学科科研实验室尧各级重点实验室(工程中心)在完成正常教学尧科研任务0的同时袁充分发掘潜力尧优化资源配置袁创造条件实施开放遥同时鼓励教师积极申报开放实验项目袁实验室开放经费含实验耗材费和教师个人工作量补贴遥

3

开放实验教学体系设计

3.1

实验知识尧内容设计

根据设计原则袁开放实验的主题一是聚焦在化学

与生活袁与学生已有的生活经验相结合袁引起学生的兴趣遥二是切入化学与健康的相关知识袁培养学生的专业素养和职业道德遥重点选取野食冶和野用冶两个与日常生活息息相关的环节袁设计4-6个实验遥化学基础包括酸碱知识尧油脂知识尧表面活性剂知识尧食品添加剂知识尧蛋白质知识遥基本操作涵盖了洗涤尧过滤尧搅拌尧溶解尧加热尧蒸发尧烘干尧抽滤袁离心等遥

开放实验的教学体系不仅重视化学专业基础袁还要强调化学知识与食品科学袁洗化产品的交叉袁彰显有趣实用的特色遥如图1所示遥

图1实验教学体系

Science&TechnologyVision科技视界247

Science&TechnologyVision

科技视界四个实验内容分别为油脂的性质及肥皂的制备袁表面活性剂的性质及洗手液的制备袁饮料DIY袁从牛奶中分离鉴定酪蛋白遥脂化反应为高三化学的内容袁学生往往基础知识扎实袁细节清晰遥能在动手实操的过程中自主完成对知识的验证袁作为第一次从理论知识过度到实验教学的实验课会让学生更加形象直观地认识到实验教学的意义袁成就感会让他们顺利完成实验课的心理建设遥在此基础上对于学生的知识进行提升袁从肥皂的成分过度到表面活性剂这一大学化学的重要知识点袁完成知识的过渡和深化袁并自己按照简单的配方来配置洗手液袁结合消费者市场认可度袁来设计洗手液的细微成分袁开发新型卖点的洗手液袁完成从实验验证知识到探索袁从重复模仿到科研启蒙的过渡遥饮料DIY的实验重点是认识各种食品添加剂袁包括色素尧香精尧增稠剂尧防腐剂袁酸度调节剂等遥食品添加剂大大促进了食品工业的发展袁并被誉为现代食品工业的灵魂遥但是社会上爆出各种化工品充斥在食品行业袁或者过量过度添加食品添加剂袁甚至于奶昔产品中根本没有牛奶成分全是靠调制遥这些严重危化消费者的身体健康遥作为一名化学从业者袁我们需要正确认识食品添加剂的作业和过度袁非法使用的危害袁加强职业操守和道德遥关爱自己的健康袁减少饮料类产品的摄入袁关注公众健康袁坚决抵制各种非法行为遥化学还可以帮助我们认识各类天然物质袁酪蛋白是牛奶中主要的蛋白质袁其浓度约为35g/L袁是含磷蛋白质的复杂结合物遥根据简单的蛋白质遇酸变性的特点袁我们可以收集到牛奶中的蛋白质袁给学生一个形象直观的展示遥对于以后走上分析测试岗位的毕业生是大有裨益的遥

肥皂尧洗手液尧调制饮料都是学生可以直观得到的产品袁还可以自己设计包装logo袁做成类似商业化的成品外观遥这些产品都是和生活息息相关袁能实用的化学产物遥这是本开放实验的特色遥3.2

教学方法尧过程设计

开放实验是以知识为基础袁以能力为中心袁综合素质为培养目标的三位一体的运行模式遥在知识提升

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的基础上袁培养动手操作的能力和思考的设计实验的能力袁进而形成科学素养遥

野学冶野知识冶主要是通过讲解法袁能够使学生在较短时间内获得大量系统的实验相关知识袁以便能快速理解实验原理袁开展实验操作遥野产冶野能力冶主要是通过动手操作等生产实践活动袁提升理解实验原理的能力袁验证理论知识的能力袁并通过分析获得产物的过程反思实验过程遥可以通过演示法和慕课法来实现这部分的实验教学袁如演示仪器设备的操作要点袁而慕课法可以让学生利用课余时间袁自主学习遥野研冶野素质冶袁是通过开放性尧探索性实验袁引发学生达到更高层次的思考实验设计袁最终实现综合素质的培养遥3.3

教学结果评价尧反馈

学生需要在实验结束后一周内提交实验报告袁包含实验目的尧实验原理尧实验仪器尧试剂尧实验结果展示渊实验成品的图片打印出来后黏贴冤遥根据实验内容及相关社会现象袁就一个方面或者某些方面写一篇小文章袁可以是科普文也可以是自己的感想袁800字以上袁文体不限遥

4结语

兴趣是最好的老师袁开放性实验重在激发学生的

兴趣袁引导学生学以致用袁将理论自觉应用到生活中袁会解释生活中碰到的实际问题袁在分析后能提出建设性意见尧甚至初步解决问题遥开放性实验在内容设置方面可以更灵活袁侧重知识点的前后联系和对比袁建设成模块化实验内容体系遥

揖参考文献铱

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