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北京师范大学化学系
北京师范大学化学系
国家教学成果奖总结报告
本科化学专业实验课程体系改革
--课程建设、教学改革及实验中心建设
成果完成人: 赵新华 申秀民 赵云岭
张站斌 冯瑞琴
成果完成单位: 北京师范大学
推荐等级建议:国家级教学成果二等奖
化学仍然是一门实践性很强的学科,但是由于历史的原因和受经济不发达的制约,我国传统的化学实验教学十分薄弱,已经不能适应新世纪社会对人才的需要,也与国际的教育水平有较大差距。在20世纪80年代末,国内几所重点综合型大学的研究人员洞察了21世纪社会以及化学学科的发展与走向,首先提出面向新世纪的大学化学教学的改革构想,其中大学化学实验教学的改革被提到重要位置。进入21世纪,北京师范大学建设“综合性、有特色、研究型的世界知名高水平大学”的战略目标()的开通为师生的主动,互动学习和加强教学研究及讨论提供了条件。
“化学基础实验”在教学总体目标的指导下,遵循“一体化,多层次”循序渐进的原则,选择实验内容。单一操作训练,强调操作的标准化和规范化;连续性实验,使学生更加重视实验,提高学习兴趣,同时培养学生节约和环境保护的良好意识。为了使学生在较短的时间里能够独立开展实验,实验深度和难度循序渐进,由简单到综合。通过综合性、实用性和趣味性的实验以及丰富的实验习题、思考题培养学生分析和解决实际问题的能力。在一年级开展测量实验,强化了定量的概念,更加注重数据的科学性、精确性和对误差的分析,强化了严谨的科学态度和品质的培养。元素化学扬弃了大量的验证性实验,融合进元素的分离与鉴定,提高了学生的学习兴趣和积极性,加强了分析和解决问题的能力的培养。学生在大学一年级全面接触化学领域各二级学科,有助于学生开阔视野,有利于提高学生的学习积极性,发挥学生的主观能动性。
教改型普通高等教育“十五”国家级规划教材《化学基础实验》教科书总结了5年实验教改的经验,由北京师范大学主编,于2004年6月由高等教育出版社出版[附件4(4)]。该教材经过悉心编排和对实验的筛选,在每篇综述中对有关实验的理论进行阐述,使实验课不必紧紧依附于讲授课,成为可以独立开设的课程。教材中备有预习题,思考题,实验习题和附注,附录,有利于学生主动学习。《化学基础实验》教材的出版,深化了大学一年级实验教改的成果。
(2)“化学合成实验”突出了化学的学科特点与实践能力的培养:“化学合成实验”强调了化学合成是化学学科的核心的特点,体现了当前化学学科从分化走向综合的大趋势。“化学合成实验”用166学时,以无机合成,有机合成和高分子合成的基本原理和典型的合成方法为基本内容,以反应产物性质的测定以及元素和结构的鉴定等内容为重点,将合成化学与仪器分析化学结合起来[附件4(4)]。通过这样的实验安排,使学生不仅掌握了无机、有机、高分子化合物的基本合成理论,方法和鉴定方法,而且初步了解了科学研究的基本方法和工业生产的各个最基本的环节,加强了实践能力的培养。开阔了学生的视野,提高了学习效果和学生自主学习的积极性。
在“化学合成实验”中,每个学生独立地从原料的准备开始,运用水溶液中的和非水溶剂体系的各种合成技术,合成,分离,提纯预定的产品。同学们不但亲自用化学分析测定元素组成而且运用常规的物理性质测定方法和各种大型仪器的分析方法,包括各种光谱技术和色谱技术,对合成产物进行元素分析,有机官能团分析和结构的分析。高分子基础实验要求学生掌握高分子材料的简单合成技术与操作,了解高分子化合物在生产实践中的重要作用,拉近了化学与社会的距离。
培养环境保护意识,提倡“绿色化学”也是贯彻于“化学合成实验” 始终的重要命题。少量实验,连串实验,试剂回收,废弃物处理,这些现代社会理念在日常实验教学工作中渗透到学生的行动中。
《化学合成实验》是一本教改型普通高等教育“十五”国家级规划教材,2005年即将由高等教育出版社出版。北京师范大学化学系作为设计编写大纲的主要单位之一,参加了本书的编写[附件4(5)]。《化学合成实验》是上述教改思想的总结和提高。《化学合成实验》将系统学习基础知识与技术,掌握典型的合成方法与探究式学习,培养分析问题和解决问题的能力结合起来,强化了严谨的科学态度和品质的培养。
经过“化学基础实验”和“化学合成实验”两年的学习,大学三年级学生达到了基本的化学专业实验要求,为在一定化学理论的高度和化学规律的深度基础上开展“化学综合和设计实验”创造了条件。
(3)“化学综合和设计实验”是完全新增的实验板块:“化学综合和设计实验”由两部分构成,一部分为单元实验,67学时/人,包括传统的物理化学实验,结构化学实验和工业化学实验。另一部分是完全新增的“综合和设计实验”板块,132学时/人[附件4(3)]。
“综合和设计实验”板块将科学研究成果转化为教学实验,新编并开设了18个共470学
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