以举办化学实验竞赛为契机,推动化学实验教学发展
Promoting the Development of Chemistry Laboratory Teaching by Organizing Chemistry Experimental Competition
通讯作者:
收稿日期: 2019-07-6 接受日期: 2019-08-8
Received: 2019-07-6 Accepted: 2019-08-8
第10届大学生化学实验竞赛在北京化工大学成功举行,大学生化学实验竞赛能检验学生掌握化学实验技能和操作水平的情况,促进学生更好地了解和掌握实验仪器,锻炼学生的动手能力和创新意识,培养学生严谨科学的态度。通过“北京市大学生化学实验竞赛”这个平台,高校之间更好地交流了化学实验教学的经验,并以此为契机促进化学实验教学的改革,提高化学实验教学水平。
关键词:
The 10th Chemistry Experimental Competition for undergraduates was successfully held in Beijing University of Chemical Technology. This activity can test students' mastery of chemistry laboratory skills and level. It not only exercised the students' practical ability and innovative consciousness, but also fostered their rigorous and scientific attitude. Through this platform of "Chemistry Experimental Competition for undergraduates in Beijing", the experiences of chemistry laboratory teaching were exchanged between the universities, which can promote the reform of chemistry laboratory teaching and improve the teaching level simultaneously.
Keywords:
本文引用格式
张瑶.
Zhang Yao.
1 引言
化学作为一门实验科学,化学实验是学生掌握化学基础知识和实验技能,提高动手能力和综合素质,培养创新意识的重要环节。化学实验竞赛是全面考核学生化学实验技能和创新能力,检验高校化学实验教学效果的有效手段。由北京市教委举办、北京化工大学承办的北京市大学生化学实验竞赛迄今为止已经成功举办了10届。参赛学生年级分布从大一到大三,专业分布从化学专业到生物工程等相关的专业。本文针对北京市大学生化学实验竞赛,就实验竞赛的模式以及对学生实验技能和创新性思维的促进情况,及实验竞赛中存在的问题及建议进行了总结。
2 实验竞赛的模式
北京市大学生化学实验竞赛共有两种模式,分别为“创新实验设计赛”和“化学实验技能赛”,两种模式交替进行。“创新实验设计赛”采用“通讯评审+现场答辩”的形式,每个参赛队设计一项创新实验作品,作品以文字和视频资料形式提交组委会,需提交的创新实验作品资料内容包括:实验指导书,研究报告,不超过8 min的实验操作视频,报送作品需要明确参赛组别(无机、分析、有机、物化、综合,根据实验项目的实际内容任选一)。组委会收到参赛作品材料后,根据申报参赛组别组织评审专家按评审标准分组进行通讯评审。通讯评审成绩前35%的参赛作品根据申报参赛组别分组进行现场答辩,每个项目答辩时间为13 min,包括8 min进行参赛项目的主要内容及创新点介绍,5 min回答评审专家的提问。参赛选手通过对实验设计内容的讲解,实验数据及结果的分析,完成实验课题的成果汇报,并且回答评委教师的提问,评审专家组根据答辩情况按照评分标准评审。通讯评审成绩排名前35%的参赛作品的总成绩=通讯评审成绩× 0.5 +现场答辩成绩× 0.5;通讯评审成绩排名后65%的参赛作品的总成绩=通讯评审成绩× 0.5。“化学实验技能赛”分为三种形式:①实验基础理论笔试;②实验基本操作相关内容;③命题式综合实验。其目的是检验学生化学实验的基本知识、技能和综合实验能力。根据实验基础理论笔试成绩,筛选出占总参赛人数约80%的学生进行实验操作考试。进入实验操作考试的学生通过抽签结果分为无机与分析化学实验组、有机化学实验组和物理化学实验组。实验操作考试共计4 h,包括实验操作内容的完成及实验报告的撰写,监考教师根据评分标准进行现场打分,最后根据笔试成绩和实验操作成绩(各占50%)确定总评成绩。
2018年11月我校承办的第10届北京市大学生化学实验为化学实验技能赛,例如,有机化学实验组竞赛题目“食用香料己酸乙酯的制备与鉴定”,需要学生完成一个涵盖合成、分离与鉴定的有机实验,旨在考察学生的基本实验技能和综合实验能力。题签中给出实验目的、实验原理、主要仪器和试剂、主要原料及产物的物理常数、实验步骤等,学生需要独立完成实验并撰写实验报告,包括实验原理、实验操作步骤及现象、实验结果、思考题等内容。化学实验技能赛从实验能力的方面考查了参赛者的理论水平、实验操作能力和分析问题能力,包括学生的基本仪器操作能力、实验结果计算能力、实验误差分析能力和实验报告撰写能力等。
3 实验竞赛前的准备工作
第10届北京市大学生化学实验竞赛共有22所高校共计219组选手参加初试,165组参赛选手进入实验操作考试。由于对本届实验竞赛的重视,我们加强了对实验条件的改善,特别是实验仪器的配置,尽量保证所有参赛选手用新的仪器。我们还对每个细节进行斟酌考虑,在实验竞赛评分标准上,更是下了很多功夫。从选题、实验设计、实验操作方法、实验数据处理等多方面进行反复推敲,并多次进行实验,确保实验结果的准确和实验竞赛的成功。题目的选择和设计要适合学生的知识层次,与各校学生的平均水平相差不大,也能用到很多基本的操作等,体现了竞赛项目的基础性、创新性、科学性、经济性的标准。
4 实验竞赛反应出的突出问题
1)学生基本功不扎实。实验竞赛的重点也是在考察学生的实验基本功,竞赛中暴露出学生实验基本操作能力不强、不能充分地利用各种资源、化学实验操作不够规范等问题。存在学生因违规操作,造成影响实验进度,并影响数据准确性的问题。例如:天平的类型选择不正确;滴定操作不规范;减压过滤的操作顺序不正确;在合成反应中对反应进程控制不好,造成产率不高;电导率仪的操作不规范等。
2)创新性教育理念的匮乏。由于不同学校使用的仪器型号不同,尽管提供操作说明,仍有出现一些学生面对新型仪器错误操作的情况。我们要转变人才培养的理念,加强创新型人才的培养,做到以不变应万变。
3)高校实验教学设备的参差不齐。不同高校在化学实验设施上还存在着一定的差距,实验设备的落后和匮乏是学生实验操作落后的一个原因。使用过相关仪器的学生明显优势于未使用过该仪器的其他高校学生。
4)赛前宣传和动员不足。对实验竞赛的宣传和动员力度要加大,同时在辅导方面要多吸引有实践性的一线教师参与,学校可以举办多场实验竞赛专题讲座,邀请具有丰富经验的竞赛指导教师为学生讲解竞赛规则和实战技巧,强调实验仪器使用方法和基本操作技巧,提高学生的整体实验水平。
5)竞赛方式的不合理。实验设计竞赛从一定程度上能够反映出学生的思维能力和实验能力,但是近年来发现有的学校有急功近利的现象,将研究生的科研课题拿来用作竞赛内容,而不是本科生独立完成的实验内容。参赛学生虽对参赛课题的讲述较为流利,但面对评委教师的提问时回答的就比较敷衍,甚至直说是师兄师姐的课题,这个实验成果就不能准确反映本科生的实际实验水平。因此,也建议以后尽量采取理论考试和实验操作考试相结合的模式。
5 对举办化学实验竞赛模式的建议
1)采取多个高校参与组织和承办化学实验竞赛的模式。北京化工大学从2009年开始承办北京市大学生化学实验竞赛,迄今为止已经举办了10届。对于参与度较高的一些高校来说已经逐渐丧失了新鲜感和特色,采取多校参与承办的模式,一方面可以提高化学实验竞赛的影响力,另一方面,进一步提高各个学校对其的重视程度,给各个学校的参赛选手和教师以新鲜感,增进教师之间的交流和学习。
2)将北京市大学生化学实验竞赛的模式逐渐推向全国。我们可以借鉴北京市化学实验竞赛的经验,举办全国大学生化学实验竞赛,让更多的学校参与进来,促进国内各个高校的交流和提升。
3)采取以化学实验技能赛为主的模式。通过举办不同模式的实验竞赛,我们进行了对比发现实验操作竞赛更能检测出学生真实的实验能力和操作水平,因此建议今后的举办模式应更倾向于对实验操作技能的考察。
6 实验竞赛对实验教学的促进
从近5年来北京市大学生化学实验竞赛的特等奖获奖情况(图1)可以看出:北京师范大学、首都师范大学等师范类院校更注重实验教学,北京师范大学每年的获奖人数都较多,获奖总人数遥遥领先于其他高校。中国农业大学在第十届大学生化学实验竞赛中的获奖情况出现了跨越式的增长,说明该校注重了对学生实验能力的培养,激励了学生参与竞赛的积极性。北京化工大学的参与度较高,通过参与大学生化学实验竞赛,发现本校参赛学生在实验基本操作能力、独立实验操作能力、竞争意识等方面均有一定的提高。
图1
7 结语
第10届北京市大学生化学实验竞赛圆满落下帷幕,各个高校也都取得了可喜的成绩。通过此次竞赛,增进了各高校间的相互了解,知晓了彼此存在的差距,激发了广大学生的学习热情,让学生对自我实验操作技能和创新意识有了更深层次的了解和定位。同时,在本次大学生化学实验竞赛过程中也暴露出了许多问题,例如创新性思维的欠缺,自主实践能力的薄弱,仪器的使用及基本操作的不规范等。通过北京市大学生化学实验竞赛,如何提升化学实验教学质量已经引起参赛各高校有关领导和教师的高度关注,这既反映出了对于学生能力培养的紧迫性,也说明了大学生化学实验竞赛在学生能力培养方面的有效性,促进了实验教学的改革,达到了以赛促教的目的。
参考文献
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