無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索*

閆循智，李紅英

(菏澤學(xué)院化學(xué)化工系，山東 菏澤 274015)

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等教育理、工科化學(xué)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)的第一門(mén)獨(dú)立的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程.其主要目的是:通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理解和鞏固所學(xué)的無(wú)機(jī)化學(xué)的基本理論和基本知識(shí);通過(guò)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生正確地掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作方法和技能技巧，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和獨(dú)立思考的能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)思維習(xí)慣.為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及以后的科學(xué)研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ).

菏澤學(xué)院2004年升為本科院校，原來(lái)的教學(xué)方法忽略了學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維及科學(xué)探究精神的培養(yǎng)，已不適應(yīng)高等教育發(fā)展的需要;實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備與老牌本科院校相比差距較大;錄取的學(xué)生底子薄、基礎(chǔ)差.針對(duì)這些情況，為了適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，近年來(lái)我們對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革探索.

1 改革內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程改革

以往上課是學(xué)生帶著教材走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，老師把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器和試劑、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)以及最后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程講的清清楚楚、明明白白，學(xué)生只要按部就班的做就可以了.這樣就養(yǎng)成了學(xué)生課前不預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)不動(dòng)腦思考，不能聯(lián)系實(shí)際，不能用已學(xué)的知識(shí)去解決問(wèn)題，什么都依靠老師.同時(shí)還養(yǎng)成了部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告互相抄襲的壞習(xí)慣.如此教學(xué)過(guò)程使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不能培養(yǎng)出學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.為了改變這種狀況，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教研組要求學(xué)生課前必須預(yù)習(xí)，并書(shū)寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)提交預(yù)習(xí)報(bào)告且順利回答教師隨機(jī)提出的一到兩個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的問(wèn)題，才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn).如果沒(méi)有預(yù)習(xí)報(bào)告，就不準(zhǔn)做實(shí)驗(yàn);如果預(yù)習(xí)報(bào)告交了，但不能順利回答問(wèn)題的，要求立刻再預(yù)習(xí)，直到回答出問(wèn)題，才允許做實(shí)驗(yàn).

提交預(yù)習(xí)報(bào)告既可對(duì)上課學(xué)生進(jìn)行考勤又可督促學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn);提問(wèn)問(wèn)題的目的是防止學(xué)生寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)只是機(jī)械地抄襲教材內(nèi)容而沒(méi)有經(jīng)過(guò)自己的深入思考.

實(shí)驗(yàn)講解過(guò)程中，老師要做好演示和示范，不適合當(dāng)場(chǎng)演示的實(shí)驗(yàn)，可以做成多媒體材料，放映給學(xué)生看.這樣可以讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)前就明白實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，且對(duì)有可能出現(xiàn)的非正常狀況有所預(yù)見(jiàn).

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，老師要密切關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否合理.如不合理，應(yīng)提醒學(xué)生思考自己的操作是否不妥，原因是什么，應(yīng)該怎樣.這樣可以使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，形成規(guī)范性實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)出扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本功.

實(shí)驗(yàn)完畢，每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)需要老師簽字才能離開(kāi)，這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察、準(zhǔn)確描述和及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的習(xí)慣，又可以避免實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲的現(xiàn)象.

1.2 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容改革

以往的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為服務(wù)于理論教學(xué)而設(shè)計(jì)，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主.這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.為了多角度、多層次、多途徑地訓(xùn)練學(xué)生，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容進(jìn)行了改革［1－3］.

首先，我們保留了一些經(jīng)典的基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)(占總實(shí)驗(yàn)量的70%)，例如玻璃儀器的洗滌、干燥，玻璃管加工以及溶液的配制等，以加強(qiáng)學(xué)生基本操作的訓(xùn)練.因?yàn)閷W(xué)生基礎(chǔ)差，所以這部分實(shí)驗(yàn)必不可少且非常重要.

其次在學(xué)生練習(xí)好基本操作的基礎(chǔ)上，我們?cè)黾恿艘恍┚C合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)(占總實(shí)驗(yàn)量的30%).其中一部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是由原來(lái)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改編的:如“s區(qū)元素的性質(zhì)”驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改成“現(xiàn)有一未知溶液，可能含有 K+，Mg2+，NH4+，Ca2+，Ba2+離子，試分析確定未知液的組成”.另外我們選取的綜合性實(shí)驗(yàn)是一些接近現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用型的實(shí)驗(yàn):如“從海帶中提取碘”.做實(shí)驗(yàn)前一個(gè)星期告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)題目及目的，然后每3人一個(gè)小組，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，共同查資料，協(xié)商尋找解決方案，老師幫助確定實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生共同選擇組合儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).這樣可以激發(fā)學(xué)生求知探索的熱情，可以加深學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的印象，又可以培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì).

1.3 實(shí)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何因材施教，兼顧實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)好的與差的兩頭學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，一直是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)難題，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是破解這一難題的有效方法.無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)低年級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)行課余時(shí)間隨機(jī)預(yù)約開(kāi)放與雙休日集中開(kāi)放兩種方式.開(kāi)放內(nèi)容包括學(xué)生對(duì)失敗實(shí)驗(yàn)的再實(shí)驗(yàn)、課程未統(tǒng)一安排的性質(zhì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和向?qū)W有余力的學(xué)生提供旨在提高實(shí)驗(yàn)技能的選做實(shí)驗(yàn).開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，充分地發(fā)揮了學(xué)生的個(gè)性及其在實(shí)驗(yàn)中的主體地位，大大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，例如:2011級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的徐超越多次星期天練習(xí)玻璃管加工實(shí)驗(yàn)，最終做出了質(zhì)量較高的玻璃彎管;2012年6月1～10日，謝良才、劉龍飛利用兩個(gè)周六和周日時(shí)間準(zhǔn)備“化學(xué)魔術(shù)實(shí)驗(yàn)”，接著給公選課“化學(xué)與生活”的學(xué)生上了化學(xué)魔術(shù)課，產(chǎn)生了非常好的課堂效果，對(duì)此我校校報(bào)6月13日進(jìn)行了報(bào)道.如此實(shí)行一年來(lái)，經(jīng)常參加開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立工作能力都有明顯提高:2008級(jí)化學(xué)專業(yè)白莎莎同學(xué)參加2011年全省高校實(shí)驗(yàn)技能大賽獲得了一等獎(jiǎng);2010級(jí)化工“3+2”班王飛等5人，在2011年10月中國(guó)化工學(xué)會(huì)化學(xué)工程專業(yè)委員會(huì)舉辦的“三井化學(xué)”杯第5屆全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽中，獲得了山東賽區(qū)二等獎(jiǎng).開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)還提高了畢業(yè)論文的質(zhì)量，我系有10多篇優(yōu)秀畢業(yè)論文公開(kāi)發(fā)表:如2008級(jí)王傳海同學(xué)的論文“天然植物抗氧化活性成分的提取及檢測(cè)方法”，發(fā)表在中國(guó)石油和化工行業(yè)優(yōu)秀期刊《化學(xué)分析計(jì)量》2012年第1期上.

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量.一方面教師在指導(dǎo)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能發(fā)現(xiàn)平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足之處，及時(shí)地對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和修訂，改進(jìn)教學(xué)方法，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量.另一方面，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)不受計(jì)劃學(xué)時(shí)的限制.許多實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，課堂實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)設(shè)，可以安排在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行.使學(xué)生獲得更多的綜合性訓(xùn)練，彌補(bǔ)了計(jì)劃學(xué)時(shí)的不足.再者，有的同學(xué)因病、因事請(qǐng)假，無(wú)法正常上實(shí)驗(yàn)課，給這些同學(xué)安排在星期天補(bǔ)做缺勤的實(shí)驗(yàn)，使其不至于掉隊(duì).自2011年9月～2012年7月，僅無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室利用星期天就安排了23人補(bǔ)做了實(shí)驗(yàn)，取得了良好的教學(xué)效果.今年，考研成績(jī)公布后，學(xué)生利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室有針對(duì)性地模擬面試實(shí)驗(yàn)，共有80多人，結(jié)果全部通過(guò)考研面試.

1.4 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)理念改革

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，綠色環(huán)保已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)話題.把“綠色化學(xué)”的思想貫穿在化學(xué)教學(xué)的全過(guò)程中，一方面是培養(yǎng)學(xué)生具有強(qiáng)烈的環(huán)保意識(shí);另一方面綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身就是化學(xué)教育中實(shí)施創(chuàng)新教育的重要內(nèi)容［4］.無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)生入學(xué)以來(lái)接觸的第一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生“廢氣、廢液、廢渣”的污染，將“綠色化學(xué)”的概念滲入到無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綠色環(huán)保意識(shí)有重要作用.

首先將實(shí)驗(yàn)試劑品種綠色化.許多無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原來(lái)用的藥品是有毒的，在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，我們用其它無(wú)毒或低毒的試劑代替.如:“電離平衡和沉淀平衡”實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖羌由顚?duì)電離平衡、沉淀平衡和同離子效應(yīng)等理論的理解及掌握沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化的條件，以往做實(shí)驗(yàn)用到的沉淀離子及沉淀劑是Pb(NO3)2和K2CrO4，但是Pb、Cr是有毒重金屬，實(shí)驗(yàn)廢棄物排放到水中，會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染.因此我們改成用毒性較小的Cu2+與NaOH來(lái)做此實(shí)驗(yàn)，同樣達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，同時(shí)降低了環(huán)境污染.

其次實(shí)驗(yàn)試劑用量少量化.為了將污染降到最小，我們將一部分實(shí)驗(yàn)改作微型實(shí)驗(yàn).它不僅可以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而且使藥品得到更充分的利用.如元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)里，將試管改成用點(diǎn)滴板，原來(lái)用3mL的試劑量，現(xiàn)在用2～3滴就可完成實(shí)驗(yàn)，且效果良好.

最后嚴(yán)格要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，避免不必要的浪費(fèi)和環(huán)境污染.如廢液、廢渣不能隨處亂倒，保持實(shí)驗(yàn)臺(tái)面整潔，用后的水、電、火及時(shí)斷掉，藥品要正確取用，儀器要正確使用，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品可回收和再利用等.如實(shí)驗(yàn)“硫酸亞鐵銨的制備”中的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品硫酸亞鐵銨告訴學(xué)生不要扔掉，可以用作農(nóng)作物肥料.由此學(xué)生會(huì)在行動(dòng)中對(duì)實(shí)驗(yàn)化學(xué)綠色環(huán)保的概念加深理解.

1.5 實(shí)驗(yàn)課程考核方法改革

以往的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)(占30%)和期末筆試成績(jī)(占70%)兩部分組成.而平時(shí)成績(jī)則只由考勤情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)決定，期末筆試成績(jī)也是考書(shū)本上的內(nèi)容.這樣不僅會(huì)造成學(xué)生平時(shí)做實(shí)驗(yàn)遲到、早退，實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真，抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，考試前背實(shí)驗(yàn)教材的情況，而且也不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng).為了改善這種狀況，我們把無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方法作了改動(dòng):實(shí)驗(yàn)課平時(shí)成績(jī)占70% ，實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)占30%.其中實(shí)驗(yàn)課平時(shí)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)老師根據(jù)學(xué)生平時(shí)的考勤、預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂表現(xiàn)等方面的情況作出評(píng)定;實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)通過(guò)考試評(píng)定.考試時(shí)每5名學(xué)生一組，每個(gè)學(xué)生隨時(shí)抽簽選定實(shí)驗(yàn)題目，這些題目老師提前備好，在學(xué)生操作過(guò)程中，老師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況依據(jù)嚴(yán)格的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)場(chǎng)評(píng)定成績(jī).

考核的新方法實(shí)施后，學(xué)生比較容易養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和素養(yǎng)，訓(xùn)練出基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)和技能，并初步培養(yǎng)出學(xué)生的動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)研究能力.

2 結(jié)論

通過(guò)上述無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革實(shí)踐，收到了良好的教學(xué)效果.經(jīng)過(guò)調(diào)查，大約90%的學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有濃厚的興趣，認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)是件愉快的事，并從中加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，鍛煉了扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本功.另有30%的學(xué)生在大一之后就參與到我系教師的科研工作當(dāng)中，發(fā)揮了重要的作用，有些還在正式刊物上發(fā)表了論文.

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革探索雖然取得了一定的成績(jī)，但也存在一定的問(wèn)題.比如設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)對(duì)指導(dǎo)教師的知識(shí)廣度和深度都有了更高的要求，指導(dǎo)教師必須有較全面的理論基礎(chǔ)，同時(shí)又必須有扎實(shí)的動(dòng)手操作能力和研究能力.另一方面，這些設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)一般比較費(fèi)時(shí)，規(guī)定的課時(shí)不夠用，這也是一個(gè)矛盾，因此應(yīng)適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)量.

［1］侯玉霞，李永芳，李蕓玲.無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索［J］.周口師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，29(2):77 －78.

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