無機化學實驗教學改革的探索與實踐

　　摘 要： 無機化學實驗課對培養化學化工專業學生的實驗基礎，強化理論課程學習具有非常重要的作用。本文分析了傳統無機化學實驗教學中的一些不足，對無機化學實驗教學過程中的教學模式，教學內容和方法進行了探討，提出了一種可以使學生參與，適用于創新教育的無機化學實驗教學的模式。
　　關鍵詞： 無機化學實驗 教學改革 探索與實踐
　　
　　無機化學實驗是大學化學化工專業及與化學相關專業的一門重要基礎課。同時，它也是承接中學化學實驗和大學化學實驗的一門課程。近幾年來，隨著中學新編化學教材的使用，其實驗課程也有很大的變動，對大學無機化學實驗教學提出了新的課題。傳統的無機化學實驗主要為驗證無機化學理論課所講授內容，沒有形成獨立的系統的教學內容和教學目標，也沒有體現出現代化學實驗實踐性、綜合性和設計性的特點。但是，如何深化改革，如何在教學過程中主動學習、掌握并靈活運用無機化學理論知識和實驗技能，仍然是擺在無機化學實驗教師面前亟待解決的問題。我在多年無機化學實驗教學實踐中，針對無機化學實驗教學目標、內容和模式做了一些初步的探索和實踐，現對此加以闡述，主要為一些教學過程中的感悟和體會。
　　一、無機化學實驗教學的內容設計
　　無機化學是研究碳氫化合物及其衍生物之外所有元素及其化合物的學科，所以無機化學實驗所用的單質和化合物范圍極其廣泛，幾乎包含了所有的元素［１］。傳統無機化學實驗只是對化學理論和元素性質進行了驗證，實驗教學內容缺乏聯系和系統性，學生難以通過實驗來突出教學的重點，尋找內在的規律并總結教學內容。例如，在化學平衡理論的實驗中，包含有酸堿平衡、配位平衡、沉淀—溶解平衡和氧化—還原平衡的實驗［2］。在原有的實驗教學中，這幾部分互相獨立，缺乏聯系，學生對化學平衡概念缺乏清晰、明了的理解。因此在化學平衡部分實驗教學中，應抓住幾類平衡的基本特征，平衡的移動和化學反應平衡常數之間存在怎樣的聯系和規律，并與實驗現象結合起來，以達到實驗教學的目的。在元素部分實驗教學中，單獨的各族元素實驗驗證單質和化合物性質之間的聯系不大，學生對其性質的了解缺乏一個直觀的概念，落入中學化學實驗教學的套路。我們認為這部分的實驗教學應與元素周期表聯系起來，強調同族和同周期單質和化合物性質的遞變規律。同時，根據無機化學實驗的具體章節內容，可以加入一些生活化學和趣味化學的內容來提高學生實驗的積極性。
　　二、無機化學實驗教學過程的監控
　　實驗前做好充分的預習工作是十分重要的，這不僅與實驗內容有關，而且涉及實驗室的安全問題，所以實驗室應嚴格規定：預習不合格的學生不能做實驗。同時，還要把預習成績與考試成績掛鉤。實驗前對實驗預習內容進行提問，考查學生對實驗原理，內容和步驟的理解情況。如果預習充分，在實驗過程中就能做到心中有數，有條不紊地完成實驗內容，并提高學生完成實驗的獨立性。無機化學實驗所涉及的儀器和化學試劑較多，學生操作不規范，錯誤的現象也比較多，所以在實驗中教師一定要注意學生實驗的操作。因為無機化學實驗是大學化學實驗的第一門課程，如果一開始操作不規范并養成習慣，會導致在后續的實驗課程中很難改正，甚至會影響到學生的繼續深造和以后的工作，比如說一些大學四年級化學專業的同學仍不能正確使用滴定管并讀數。所以教師要全程監控學生的實驗過程，提醒實驗中出現的問題并及時糾正，并對一些經常出現的共性錯誤采取集中講解的辦法來解決，特別是要強調無機化學實驗室基礎儀器的使用方法，例如，量筒、酸堿滴定管、分析天平、分液漏斗、離心機等儀器的使用。此外，教師還要指導學生對實驗中出現的問題認真分析和總結經驗教訓，以實驗報告的形式體現出來。
　　三、無機化學實驗教學中現代化儀器的使用
　　傳統的無機化學實驗教學側重于化學理論和化合物性質的驗證，并不重視現代化儀器的使用。如果將先進的儀器測試手段運用于教學過程中，并把實驗結果以圖片、動畫的形式直接展現在學生面前，那么實驗數據就會更加生動形象，增強學生的感性認識，也會引起學生對化學知識的興趣。例如，在晶體制備的實驗中，晶體制備過程完成后用粉末X—射線衍射儀（XRD）來測定晶體的類型，可以鑒定出來制備的晶體是否為我們需要的晶體，通過這一過程也能使學生理解晶體結構的特征［３］。在配位化合物制備和性質實驗中，我們可以測定配位化合物的紫外—可見光譜（UV-vis）來了解配體與中心原子之間的電子躍遷。
　　四、無機化學實驗教學的考試模式
　　考試是檢驗學生學習情況的重要教學環節，也是讓學生能有一個總的復習。無機化學理論課程主要采用閉卷考試的方式，但不管開卷還是閉卷考試，用于無機化學實驗課程都是不太合適的，主要原因為其不符合實驗課程具有實踐性的特征。我們認為應把無機化學實驗的設計和操作作為考試的重點內容，在教學過程中鼓勵學生原創題目，訓練學生的表達知識能力和設計實驗的能力。例如，在常見無機離子分離和鑒定實驗中，由學生自己來確定分離鑒定的原理步驟及所用的化學藥品。教師根據學生所出題目，擇優進行刪減，然后與實驗員商議，根據本實驗室特點來準備學生考試所需要的儀器和化學試劑。在考試過程中注重學生對理論知識的理解和實驗的基本操作。此種考試方法將學生從被動的地位轉為主動的地位，從一個側面提高學生的學習積極性。同時，把平時實驗教學中的預習報告和實驗報告包含在考試成績內。在目前形勢下，這是有利于培養學生創新能力和科學素養的一種考核方法。
　　五、結語
　　在今后的無機化學實驗教學過程中，我們將在教學實踐中不斷地改革、探討與總結，以新的教學理念探索出適應培養創新型化學化工人才的無機化學實驗教學體系。
　　
　　參考文獻：
　　［1］大連理工大學無機化學教研室編.無機化學［M］.北京:高等教育出版社，1990.
　　［2］大連理工大學無機化學教研室編.無機化學實驗［M］.北京:高等教育出版社，1990.
　　［3］北京師范大學無機化學教研室編.無機化學實驗［M］.北京:高等教育出版社，2001.
　　
　　基金項目：平頂山學院高層次人才資助（2008008）