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实验前实施安全教育考核制度
在进行化学实验课程之前,学生对化学实验了解得往往不多,虽然对实验项目兴趣浓厚,有迫切进行实验的欲望,但对实验的机理、内容和安全知识却是知者甚少。传统的安全教育安排在这个阶段,让学生系统地了解相关安全知识,确实具有一定的效果。但教师在讲并不表明学生一定在听,由于多种原因,能完全掌握安全知识的学生较少。台湾清华大学在这方面实行的是安全教育结合化学实验室的准入制度。学生在进入化学实验室之前,必须通过相应的安全教育和考试,并把通过安全考试作为进入化学实验室的必要条件。安全教育方式多样化,学生可选择选修安全教育课和网络教育等不同方式。在考试前往往还会安排进行一次集体授课,请专业的实验室安全人员来进行讲解。对于缺考或考试不合格的学生,会安排重修和考试,直至合格后才准进入实验室。在安全考试面前人人平等,即便是来访的资深教授也要在进入实验室进行实验前通过安全考试,否则是不允许进入的。我们传统的实验安全教育也有自学和集中授课环节,但往往缺乏的是安全考试制度。进行安全考试能在一定程度上提高学生安全学习的效果,同时把其作为进入实验室的必要条件,能让学生在思想上充分重视,避免了传统安全教育方式中学生可听可不听的懈怠局面。台湾清华大学在授课方面也尽可能以形象教育方式为主,用实物演示、图片展示等教育方式来提高安全教育效果。例如,在讲解实验室灭火知识时,重点强调需要沉着冷静,及时判断火势大小、原因并正确使用消防器材:局部着火,顺手用湿布、沙子等材料盖灭;火势较大时,依据着火原因和火情使用适宜的灭火器材;火势无法控制时,及时断电关气,迅速离开并立即报警。在讲解使用灭火器材时,可以把常见的各类灭火器向学生展示,同时用示范的方式给大家进行演示。通过这样的系列课前安全教育与考试,让每名学生都掌握相关安全知识,提高安全意识和安全能力。这不仅保障安全教育的效果,而且最大限度地减少了实验室安全事故。
教学过程中强化安全教育
传统安全教育方式往往只重视课前的安全教育,在教学实施过程中和结束后并没有实质性的安全教育内容。这也给学生造成误解和思维定势,认为安全教育只是走过场,对于化学实验室安全管理制度也产生不在意的心理,因而易于发生实验室安全事故。在日常实验室安全教育方面,台湾清华大学采取了一些很有特点的措施。例如在每间实验室门口都有危险提示标志,说明该实验室可能产生哪些危险,同时也提示禁止在该实验进行不恰当行为(如吸烟、带入磁性物体等)。每个实验室需要使用的危险试剂、药品都需要进行登记和专人保管使用,在实验室门口醒目的位置建立文件夹,放有该实验室使用的危险药品的性质和预防、处理措施的资料,不断提醒进入实验室的人员要时刻进行规范操作和安全处理。他们还专门成立环安中心来进行实验室安全检查和安全设施维护工作,往往每学期有多次的安全检查。相比之下,内地高校实验室的安全制度实施则相对不力,有些安全检查流于形式,这是需要认真改进的。在化学实验教学过程中需要不断强化安全教育。我校在进行每项化学实验之前,都要求学生进行预习,不仅要对实验机理和实验过程进行预习,而且需要查明实验中每一个用到的试剂与药品的物理、化学性质和安全特性(MSDS)[10]。这样能有效提高学生的安全意识,同时也能指导学生在实验中进行规范操作,避免安全事故。为了能提高学生在化学实验教学过程中的学习效果和安全觉悟,我们计划让学生自己进行实验安全监督。学生相互进行实验操作监督,对实验设施和实验环境提出安全意见,不仅使学生实验操作更加规范,而且让他们时刻具有安全意识,同时也改进了实验室环境和条件。在这个过程中,毕竟学生的经验尚浅,教师应当在合适的时候进行引导,以取得更好的实验教学和安全教育效果。学校提倡在实验前和教学过程中将实验安全教学引入案例教学方式,对社会上最近发生的安全事故和实验室以往的安全隐患进行分析。这样既可以提高学生的学习兴趣和视野,同时也让学生了解正确的安全处理方式。例如在使用金属钠的实验中,在课堂上让学生对“实验室中金属钠着火是否能直接用水进行浇灭?”进行讨论。这样不只是教师直接灌输关于金属钠的安全知识,还让学生在讨论中更加深刻了解金属钠的性质,同时也让学生正确掌握用砂土隔绝氧气而灭火的手段。当然,如果在确保安全条件下用少量金属钠为学生进行教学演示,将能取得更直观的教学效果。这些安全教学方式和手段都是在教学过程中对学生进行安全教育的强化,能让学生在潜意识上强化正确的安全理念和掌握实验安全技巧,培养学生进行化学实验的综合能力。
课后安全评价巩固安全教育效果
传统教学方式忽视了实验结束后对学生的安全教育。实验结束后,学生只是对实验过程进行复述,对实验结果进行处理并书写实验报告。在调查中发现,大多数学生都以获得实验产物的多少来衡量实验的成败,而对实验的规范操作和安全事项不加重视。为了能达到安全教育与实验教学一体化,在课后对学生的安全教育是极其重要的。引入学生对实验安全的自我总结评价方式,能让学生对实验过程的安全进行有效的总结,达到将安全教育贯穿整个实验教学过程的目的。在实验报告中增加实验安全评价一项,让学生从安全角度去审视自己的整个实验过程:实验仪器装置是否按照要求搭建,原料称取时是否有撒漏,实验过程中废气是如何处理的,实验结束后的废料是否进行规范处置等,对每次实验操作进行安全总结。只有这样才能让学生时刻意识到实验安全的重要性。对于那些实验操作不规范、存在实验安全隐患的学生,虽然侥幸得到实验预期的产品和结果,但整个实验严格来说是不合格的。传统教学方式并没有让这些学生意识到问题所在,通过实验后的安全评价能让他们进行这方面的自我批评和改正,真正在实验能力上得到提高。因此推行课后自我安全评价教育方式,能进一步巩固整个实验教学过程的安全教育效果。
卫校化学实验教学的理性思考
化学实验是化学教学的重要内容,也是获得化学知识、培养综合能力、形成理性思维的有效方法和手段。化学实验离不开观察、分析、归纳问题的方法,对于化学的认识有一个从感性认识到理性认识的升华过程。由于卫生学校的生源是初中毕业生,学生年龄偏小,理解能力差,基础薄弱,知识结构不全等,使学生感到化学难学,认为学化学没用,对化学失去兴趣而不愿学化学。本文对化学实验教学提出了自己的一些建设性意见。
1.深化、拓展实验教学内容
实验教学内容重视学科效应,存在一定程度上脱离实际生活与社会的需要,造成学生对化学既无兴趣又不重视。为适应学生可能遇到的各种实际生活及专业需要,解决社会实际问题,应以化学实验为起点,深化、拓展实验教学内容,紧密联系学生生活和医学知识,让学生用化学的视角去观察生活、生产和社会中各类化学问题,使学生进入一个崭新的知识层面。
2.强调实验的整体性、系统性和综合性
实验内容的安排顾及不到实验技能的系统性,实验顺序常有难易颠倒的现象。实验教学进度机械与理论课相对应,偏重于化学课自身的系统和完整性,忽视了实验课自身的独立性、系统性和整体性,结果造成了各个实验彼此孤立,缺乏内在联系。
3.强化基本操作训练,重视实验能力的培养
现有教学在编排上总是把基本操作安排在实验部分的开始,以为这样就可以训练好学生的基本操作。实际上技能的形成是以练习为基本途径,通过多次训练才能被掌握。而且大多数实验都是在试管中进行,造成了学生简单动作的重复。从实验的综合状况看,演示的实验多,但效果差;学生实验少,动手能力差;验证性实验偏多,设计性和其他类型实验偏少;化学实验侧重于操作训练,在实验中,观察能力和思维能力的培养是个薄弱环节,对化学实验能力的培养稍显不足。
4.改革实验教学模式
实验教学主要采用的是验证式教学,这使学生不用思考、简单模仿重复就可完成实验,实验结束时甚至连起码的实验原理都不知道。传统教学养成学生只会通过书本学习知识,使他们不懂得何谓观察,何谓思考;而且导致学生厌恶对事实观察,宁肯相信书本上看到的东西,也不相信自己亲眼目睹的事实,忽视对化学实验经验的积累。这种传统的实验教学使得学生缺乏对实验的理性思考和创新,缺乏对实验能力、科学态度和科学方法的培养。
5.重视学生掌握科学的学习方法
正确的学习方法是学生学好功课、发展才智的重要条件。目前教学中缺乏学习方法的教育普遍存在,对学生是否掌握科学的学习方法没有给予足够的重视。学生本身年龄小、学习方法不当,近年来又由于扩招使得生源质量下降,造成教学效果停滞不前,学生学到的东西不能灵活地应用到新的问题情境中,只会生搬硬套,应用知识解决实际问题的能力低下。由课本学习走向社会学习,创新教育成为纸上谈兵。
6.重视辩证思维能力的培养
化学实验不仅要提高学习兴趣,培养学生实事求是科学态度,更重要的是它在培养思维能力方面有着不可替代的作用。在实验教学中,对于物质的结构、化学反应过程和现象,学生总是用感性认识替代辩证思维。如稀H2SO4与Cu的反应时加热与不加热的问题,化学平衡时反应仍然在“动”的问题、酸碱中和反应生成的盐类水解为何不呈中性的问题……教师应该用辩证的思维指导学生学习,让学生的辩证思维能力得到应有的培养和发展。
7.健全实验考核制度
实验教学评价在教学中起了反馈作用。一方面,决定教师采用何种教学方法;另一方面,它还影响学生的学习态度和学习动机。目前的实验评价就是看学生实验做没做,实验报告写没写,实验结果对不对,然后把它作为平时成绩的一部分。不健全的实验考核制度造成学生做实验流于形式,做不做实验无所谓,以至于学校、教师、学生都不愿投入时间、精力、资源进行化学实验的教与学,而宁愿画实验、讲实验,化学实验教学几乎丧失了它的教学价值。
教学改革实施
1.加强教法和学法的有机结合
教学是一门综合性很强的培养人的艺术活动,是“教”和“学”的有机统一体。在教学中不仅要重视“教”,更应重视“学”。以往的化学教学,师生双方都出了偏差。比如,学法上学生更多地注重机械记忆而非理解知识的意义和内在联系;教法上,教师更多强调的是具体知识点的学习和应用,缺少对知识的系统整理。重教师轻学生、重知识轻能力、重教法轻学法的教学,使得知识的学习效率很低。随着时展,知识不断更新,让学生装满知识走出校门,远不如培养他们掌握如何寻找知识和运用知识更重要。古人云,供人以鱼,只解一餐;授以渔,终生受用。重视教法改进的同时也要加强学法的指导,只有将二者有机地结合起来,教学改革才能收到事半功倍的效果。
2.加速教材改革建设
没有好的教材不会有好的教学。教材是教师组织和实施教学活动的重要媒体和理论依据,是教学目标得以实现的有力保障。化学实验作为重要的化学教学内容,应根据学科的特点、医学职业教育的专业(药剂、护理)特色、学生的认知水平(初中)、学生的实验技能水平与发展要求,来精心编排和组织化学实验,优化实验内容和结构,使化学实验能够体现专业特色,与学生生活和社会实际相联系,演示实验与分组实验或师生协作实验、验证性与探究性或综合性实验有机结合,同时也增加实验的趣味性,适合学生的认知能力水平与发展需求,成为融化学知识、科学思维、科学方法、实践技能、创新能力等综合培养与训练为一体的新型课程体系。化学实验教学最重要的目标就是掌握化学知识和培养学生的学习能力,为学习后续课程掌握必要的知识及能力。因此,要加速实验教材的改革建设,适当减少验证性实验,丰富实验内容与类型,以医学问题和实际生活问题的发现为线索,适当增加与医学和生活联系紧密的实验内容,拉近医学与化学、生活与化学的距离,让学生真正感觉到学化学有用,因而化学有用要学。
3.搞好实验考核
以能力为本位的中职教育改革方向,要求教学应该更关注如何利用学科优势,促进学生综合职业能力和发展能力的形成。实验评价也必须遵循现代教育理念,以全方面最大可能地促进学生的发展、力求帮助发现选择和形成一切有可能的、适合学生的有效教育方式为目的,建立新型的实验评价体系,对学生的学习成效做出有效的评价。
实验作为化学课的一部分,不单独考试。实验成绩以学生实验报告为基础,记入平时成绩中。所占比例较低。因此学生上实验课但不动手,做实验但不思考,只看不做、只做不思、实验报告抄袭现象严重。为了推动实验教学的改革和实验能力的全面培养,需要改进和加强实验考核工作。实验考核不应只局限于操作技能或实验结果,要扩大考核范围,改进考核方法及标准,在此基础上全面地做出教学评价。
4.加强化学实验教学与医学专业课程教学的相互联系
化学教学要为医学类学生学习医学专业课程服务,但化学教师缺乏对医学临床知识的了解,应加强与医学专业课程任课教师交流反馈相关信息,了解今后学生在学习医学专业课程中会遇到哪些与化学相关的内容,学生学习化学后能否适应医学专业课程教学的要求,以进一步对化学实验教学进行指导,提高化学实验教学的针对性和实用性。
5.重视对教师的继续教育
通过教师讲解,让学生认识到大学实验与高中实验的不同,认识到进行主动学习对其能力和综合素质提高的重要性,然后再根据学生自愿报名,将带教班级的学生分为两组,其中实验改革组按照以下方案进行,对照组按照普通教学法进行。
1.1课前预习与小组讨论:
布置学生进行课前预习,预习时以教材为主,以网络资料和图书馆课外书为补充。撰写实验预习报告,报告内容分实验原理、步骤、注意事项、问题、可改进操作,引导学生尤其注意实验注意事项和实验问题的收集。在课前两天,自由组合的几个小组一起进行探讨,尤其是实验注意事项、实验问题和可改进操作的讨论。对照组学生只需参考实验教材写出普通实验预习报告。
1.2课堂学生讲解和教师补充相结合,教师演示和学生体验相结合:
为了督促学生养成主动预习习惯,使学生由“要我学”转变为“我要学”,每次课堂开始时叫1名学生上台讲解实验,讲解完后,先由学生自愿主动补充。然后再由教师补充讲解学生未讲到位的部分。同时教师进行关键操作的演示,可以叫学生上台配合体验实验操作过程。特别强调让学生提出对实验部分操作过程的改进,对可行的部分将允许学生按照新操作过程进行实验。对照组学生不需上台进行实验讲解。
1.3学生实验:
生按照讲解和演示的过程完成实验内容。对于部分小组提出设计的可行的部分操作的改进方案,鼓励引导学生按照新方案进行实验。如果实验课堂不能够满足新方案的要求,将给学生提供教师药物化学科研实验室和相应实验条件,在课后时间完成。对照组完全按照教材内容方案进行实验。第四,讨论总结分析、撰写实验报告和实验改进方案:实验完成后,在课堂组织学生分组讨论总结,课后撰写实验报告,对于部分实验,鼓励引导学生提出并上交实验改进方案。在下次实验课堂前,教师将针对实验报告和实验改进方案进行评述。对照组学生只需递交普通实验报告,而实验组的实验报告形式和内容形式自由。上教学方法的实施,与未参与改革组相比,实验改革组学生的学习效果明显要好,学习积极性也要高,实验动手能力、分析问题和解决问题的能力均明显要强,同时也让部分学生体验到了自行设计实验的成就感,激发了其对科研的兴趣爱好。
2以有机化学实验为起点培养本科生科研素质
从以上参与有机化学实验教学改革的学生中,组建本科学生课外科研兴趣小组,长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下,在笔者所进行教改的2个实验班中,实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提,因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学,分成了2组,在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比,这些学生思想动机总体相对较端正,除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外,其它学生一直踏踏实实,完成了多个环节的课外科研活性内容,坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期,这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能,同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后,尽管有专业知识的限制,但是由于学生的主动积极进取学习,大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能,熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索,也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后,在教师的指导下,学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候,利用前期实验结果,指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文,利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成,因此,在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛,学生的潜力得到了充分的发挥,不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力,也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力,整体综合素质较高。例如,首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目(2010R413019,2011R413025,12R413020)和多项校学生科研项目;同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇;其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;由于毕业论文是几年积累的结晶,这些学生的本科毕业论文整体水平较高,避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念,大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电,其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假,每个寒暑假都能留在实验室做实验,每个寒暑假只休息两周时间。再次,在所带教的学生中,学生的学习成绩总体不是特别好,只有一人次拿过一等奖学金,但由于综合素质强,在研究生考试中脱颖而出,有5人考取了硕士研究生,其中有北京大学和浙江大学各一名(整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名)。
3小结