構建新型化學實驗教學管理模式，提升實驗教學質量

刁國旺

（揚州大學化學化工學院，江蘇揚州 225002）

構建新型化學實驗教學管理模式，提升實驗教學質量

刁國旺

（揚州大學化學化工學院，江蘇揚州 225002）

實驗教學是許多學科，尤其是理工科學科學生實踐能力、創新能力培養的重要環節之一。影響實驗教學質量的因素有很多，除了教師和學生的素質外，還與下列因素有關：一是實驗教學體系，二是實驗教學方法，三是實驗教學平臺。文章從這三個方面介紹了提高實驗教學質量的經驗與體會。

實驗教學；管理模式；教學質量

隨著國家人才戰略的實施，人才培養理念和人才培養模式有了革命性的變化，即圍繞如何培養創新型人才，從人才培養方案、人才培養方法和人才培養體制上進行改革，遵循人才成長的規律，適應社會發展需要，量身定做，強化人才成長過程中的個性化發展。為此，作為人才培養的主陣地——高等學校的課堂教育如何適應新形勢下人才培養模式的要求，全方位改造或變革教學體系和方法就顯得尤為重要。以化學課程教學為例，如何遵循化學學科的發展規律，在培養學生興趣的同時，讓學生在學習中不僅學會本學科的基本知識，同時學會創造和改造世界的方法論。盡管化學是一門認知性與實踐性很強的學科，但就化學學科自身而言，又分成理論課教學和實踐性教學，兩者既相互聯系，又各有特色。本文擬從化學實驗教學的角度出發，探討新型化學實驗教學體系的建立及其對實驗教學質量的影響特性。

與其他實驗教學一樣，化學實驗教學是學生實踐能力、創新能力培養的重要環節之一。影響化學實驗教學質量的因素有很多，除了教師和學生的素質外，還與實施的實驗教學體系是否合理、實驗教學方法是否恰當、實驗室管理是否科學規范等因素有關。鑒于此，本文擬從這三個方面談談高水平實驗教學改革的思路。

1 新型化學實驗教學體系設立

按照實驗教學的認知規律，將原注重驗證性的四大基礎化學實驗（無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗）和儀器分析實驗經過整合，在化學一級學科層面上將實驗內容重新分類，建立了獨立于理論課程的新的實驗教學體系，設立強化基本技能、儀器操作的基礎性實驗，強調知識綜合、培養學生能力的綜合性實驗，重視探索與創新能力培養的探究性實驗。

其中基礎性實驗開設基礎化學實驗一和基礎化學實驗二兩門課程：基礎化學實驗一主要訓練學生在大學本科階段必須掌握的化學基本實驗技能技巧、物質的分析、分離與提純等方法，基礎化學實驗二主要訓練學生常用儀器的性能及操作方法，常規物理量和參數測量及數據處理等。

綜合性實驗面向化學、化工類各專業學生，對應于綜合化學實驗課程，在大學三年級開設。該層次實驗主要以有機合成、無機合成為主線，輔之以各種分析與測量手段，學生一方面可學到新的合成技術，同時又可以利用在一、二年級掌握的基本實驗技能和儀器操作方法，對合成的產品進行分離提純、分析表征，并測量相關反應的動力學參數等。很顯然，一方面可幫助學生復習、強化前面已學過的知識，進一步規范實驗操作技能和技巧；另一方面也可培養學生綜合應用基礎知識和提高解決實際問題的能力。在這一層次的實驗分為兩個模塊，模塊1為綜合必選模塊，含理工科各專業的必選實驗；模塊2為專業選修模塊，含有專業特色明顯的各種實驗項目，學生可根據自己的專業和學習興趣選修。

探究性實驗面向化學、化工類各專業學生，對應于探究性實驗課程，在大學四年級開設。該層次的實驗內容主要來自教師的科研成果，學生根據自己的專業和興趣自由選擇實驗項目，教材中只給出實驗目的與要求，學生必須通過查閱參考文獻，撰寫實驗方案，經指導老師審查通過后獨立開展實驗，對于實驗過程中發現的問題盡可能自行解決。該類實驗完全摒棄了在以往實驗教學中常用的保姆式教育，放手讓學生去設計、思考，獨立自主地解決實際問題，使學生的創新能力得到顯著提高。

通過以上實驗教學體系的改革，實現了“理工交融、文理滲透”的人才培養模式，擯棄了簡單重復性實驗，提高了實驗效率；強化了基礎，保持了專業特色；綜合性與設計性實驗的比例大幅度增加，使其項目數占實驗總項目數達55%；實驗課時數與理論課時數之比為1.2∶1。

2 實驗教學方法的改革與實踐

與理論課教學不同，實驗教學由于其實踐性較強的特點，因此，基于培養學生實踐能力和創新能力的目的，改進實驗教學方法勢在必行。針對上述新型教學體系，在不同階段，采取相應的教學方法。

基礎實驗是大學化學實驗教學的第一階段，擔負著培養學生基本實驗技能的任務。為提升該階段實驗教學效果，可以通過網絡平臺、實驗前預習和教師示范等方式，使學生在進入實驗室之前，了解相關實驗的基本原理與基本操作技術要領。實驗教學過程中，指導教師應強化指導，嚴格訓練學生的操作技能，規范操作過程。

大學化學實驗的第二階段是開設綜合化學實驗。由于該階段實驗為包含2個或2個以上二級學科內容的實驗，因此同一個實驗需要在不同實驗室完成，這就要求這些實驗室（包括基礎實驗室）采取開放的管理模式，學生可在綜合實驗室完成合成等前期階段的工作，其他工作可根據自己的安排，通過預約登記，在其他開放實驗室完成。綜合實驗室的指導教師負責學生在綜合實驗室的前期工作的指導，其后期實驗的指導工作由相關開放實驗室實驗技術人員協助指導。

綜合性實驗采用理論考試、操作考試、平時成績綜合評估的評分方式。綜合性實驗主要目標是強化學生能力的培養，因此對理論知識的要求較基礎性實驗的要高。通過實驗理論考試可評價學生分析問題、解決問題的能力，再結合學生平時實驗過程中綜合素質和能力的情況，從而得到考核成績。通常情況下，以理論考試20%、操作考試15%，平時成績65%的比例綜合評分。

大學化學實驗的最后一個階段是探究性實驗。對于探究性實驗，要求學生可通過文獻資料的閱讀、分析提出實驗方案并組織實施，指導教師負責審查學生提出的實驗方案，并協助學生完善實驗方案。實驗方案確定后，從實驗儀器的搭建到實驗過程的實施等均有學生自主完成。在實驗過程中，創新性的觀點和思維是最重要的，同時實驗的結果能反映學生科學探索的能力，教師要善于發現，并加以引導。

3 實驗室實行開放式管理，努力為培養創新型人才服務

與上述實驗教學體系相配套，實驗室實行“開放式”管理新模式。正如前文所說，由于開設的綜合性和探索性實驗數量大幅度提高，客觀上要求實行開放式教學。以綜合性實驗為例，學生在綜合性實驗室可完成合成等實驗步驟，對合成產品的進一步表征通常用到在基礎實驗一或基礎實驗二中使用的儀器，有些甚至需在大型儀器室完成。如果實驗室不開放，學生很難完成全部實驗內容。根據實驗室功能的不同，實行兩種形式的開放模式，一是自由式開放，主要是大型儀器實驗室，學生憑儀器操作上崗證到值班室領取鑰匙上機實驗；對于本科生，通常在基礎實驗階段已經開設與相關儀器相關的實驗，學生已經掌握相關儀器的操作方法，經儀器管理人員的考核通過即可發給上崗證。二是預約式開放（主要針對基礎實驗室和專業實驗室），學生可根據需要，到實驗中心預約登記處登記預約，實驗中心將根據實驗室使用情況合理安排，同時安排值班人員值班。為保證實驗室開放工作的有序進行，制定了《化學教學實驗室開放實施辦法及相關規定》。“規定”要求實驗項目和實驗儀器設備向學生開放，允許學生根據教學基本要求和個人興趣在一定范圍內選擇實驗內容和實驗設備，設計實驗方案，在教師的指導下完成實驗；教學實驗室開放要結合教學條件和學生特點，實行必修與選修相結合，固定實驗時間與浮動實驗時間相結合，即在學生完成基本技能訓練以及大部分綜合性實驗的基礎上，可根據專業要求和學習興趣選做部分綜合性、設計性實驗，甚至是創新性研究課題。通過幾年來的運行實踐表明，現行的實驗室管理模式，極大地方便了師生教學與科研工作，同時學生自主學習的能力得到了充分的發揮。

名家介紹：刁國旺，1958年出生，江蘇姜堰人，博士生導師，教授，江蘇省教學名師，現任揚州大學化學化工學院院長。1997年7月獲南京大學授予的理學博士學位，江蘇省高校青藍工程跨世紀學術帶頭人培養人選，1999-2001年曾赴美國紐約州立大學Albany分校進行博士后研究。江蘇省教育廳2007年度優秀科技創新團隊帶頭人。2006-2010年教育部高等學校化學與化工學科教學指導委員會化學基礎課程教學指導分委員會委員。多年來一直從事電化學、超分子化學、納米科學及環境化學等領域的研究工作，在超微電極電化學理論、富勒烯C60電化學特性的研究等領域取得了較好的研究成果，先后主持國家自然科學基金項目三項，省教育廳重大項目一項。

Design of a New Type of Management for Chemical Experiment Education to Improve its Teaching Quality

DIAO Guo-wang
（Yangzhou University,Yangzhou Jiangsu 225002,China）

The experimental education is one of the key steps for training students'practical ability,and their innovative ability for many subjects,especially for science and engineering.There are many factors will affect the quality of experiment teaching.Except for the diathesis of the teachers and students,the three factors,such as the experimental teaching system,the experimental teaching method,and experimental teaching platform cannot be neglected,which will be discussed detail in this article.

experimental teaching;management mode;educational quality

G642.423

A

1671-0142（2012）02-0001-03

刁國旺（1958-），男，江蘇姜堰人，博士，教授.

（責任編輯劉 紅）