無機化學實驗教學的改革探索*

閆循智，李紅英

(菏澤學院化學化工系，山東 菏澤 274015)

無機化學實驗是高等教育理、工科化學專業及相關專業開設的第一門獨立的基礎實驗課程.其主要目的是:通過實驗驗證、理解和鞏固所學的無機化學的基本理論和基本知識;通過實驗訓練學生正確地掌握化學實驗的基本操作方法和技能技巧，培養學生獨立工作和獨立思考的能力，養成嚴謹的科學態度和良好的科學思維習慣.為后續課程的學習以及以后的科學研究打下扎實的基礎.

菏澤學院2004年升為本科院校，原來的教學方法忽略了學生動手能力、創新思維及科學探究精神的培養，已不適應高等教育發展的需要;實驗儀器和設備與老牌本科院校相比差距較大;錄取的學生底子薄、基礎差.針對這些情況，為了適應素質教育的需要，近年來我們對無機化學實驗教學進行了改革探索.

1 改革內容

1.1 實驗課程教學過程改革

以往上課是學生帶著教材走進實驗室，老師把實驗原理、實驗目的、實驗儀器和試劑、實驗步驟、注意事項以及最后實驗數據的處理過程講的清清楚楚、明明白白，學生只要按部就班的做就可以了.這樣就養成了學生課前不預習，實驗時不動腦思考，不能聯系實際，不能用已學的知識去解決問題，什么都依靠老師.同時還養成了部分學生實驗報告互相抄襲的壞習慣.如此教學過程使學生失去了學習的主動性，不能培養出學生發現問題、思考問題、解決問題的能力.為了改變這種狀況，無機化學實驗教研組要求學生課前必須預習，并書寫預習報告，上實驗課時提交預習報告且順利回答教師隨機提出的一到兩個關于實驗內容的問題，才能進行實驗.如果沒有預習報告，就不準做實驗;如果預習報告交了，但不能順利回答問題的，要求立刻再預習，直到回答出問題，才允許做實驗.

提交預習報告既可對上課學生進行考勤又可督促學生預習實驗;提問問題的目的是防止學生寫預習報告時只是機械地抄襲教材內容而沒有經過自己的深入思考.

實驗講解過程中，老師要做好演示和示范，不適合當場演示的實驗，可以做成多媒體材料，放映給學生看.這樣可以讓學生做實驗前就明白實驗的整個過程，且對有可能出現的非正常狀況有所預見.

實驗過程中，老師要密切關注學生的實驗操作是否合理.如不合理，應提醒學生思考自己的操作是否不妥，原因是什么，應該怎樣.這樣可以使學生養成良好的實驗習慣，形成規范性實驗操作，培養出扎實的實驗基本功.

實驗完畢，每個學生的實驗記錄或實驗數據需要老師簽字才能離開，這樣既可以培養學生認真觀察、準確描述和及時記錄實驗現象及實驗結果的習慣，又可以避免實驗報告相互抄襲的現象.

1.2 實驗課程教學內容改革

以往的實驗內容多為服務于理論教學而設計，以驗證性實驗為主.這樣不利于培養學生的創新思維能力.為了多角度、多層次、多途徑地訓練學生，我們對實驗課程的內容進行了改革［1－3］.

首先，我們保留了一些經典的基礎性的實驗(占總實驗量的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，以加強學生基本操作的訓練.因為學生基礎差，所以這部分實驗必不可少且非常重要.

其次在學生練習好基本操作的基礎上，我們增加了一些綜合性和設計性的實驗(占總實驗量的30%).其中一部分設計性實驗是由原來的驗證性實驗改編的:如“s區元素的性質”驗證實驗改成“現有一未知溶液，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驗是一些接近現實生活應用型的實驗:如“從海帶中提取碘”.做實驗前一個星期告訴學生實驗題目及目的，然后每3人一個小組，自主設計實驗過程，共同查資料，協商尋找解決方案，老師幫助確定實驗方案，學生共同選擇組合儀器進行實驗.這樣可以激發學生求知探索的熱情，可以加深學生對相關理論知識的印象，又可以培養學生思考問題、分析問題、解決問題的能力，從而提高了學生的綜合素質.

1.3 實行開放式實驗教學

在實驗教學中如何因材施教，兼顧實驗基礎好的與差的兩頭學生，鼓勵學生個性化發展，一直是實驗教學中的一個難題，開放實驗室是破解這一難題的有效方法.無機化學實驗室對低年級學生的基礎性實驗，實行課余時間隨機預約開放與雙休日集中開放兩種方式.開放內容包括學生對失敗實驗的再實驗、課程未統一安排的性質驗證性實驗和向學有余力的學生提供旨在提高實驗技能的選做實驗.開放式實驗的教學方法，充分地發揮了學生的個性及其在實驗中的主體地位，大大地激發了學生學習的自主性，例如:2011級化學工程與工藝專業的徐超越多次星期天練習玻璃管加工實驗，最終做出了質量較高的玻璃彎管;2012年6月1～10日，謝良才、劉龍飛利用兩個周六和周日時間準備“化學魔術實驗”，接著給公選課“化學與生活”的學生上了化學魔術課，產生了非常好的課堂效果，對此我校校報6月13日進行了報道.如此實行一年來，經常參加開放性實驗的學生動手能力和獨立工作能力都有明顯提高:2008級化學專業白莎莎同學參加2011年全省高校實驗技能大賽獲得了一等獎;2010級化工“3+2”班王飛等5人，在2011年10月中國化工學會化學工程專業委員會舉辦的“三井化學”杯第5屆全國化工設計大賽中，獲得了山東賽區二等獎.開放式實驗教學還提高了畢業論文的質量，我系有10多篇優秀畢業論文公開發表:如2008級王傳海同學的論文“天然植物抗氧化活性成分的提取及檢測方法”，發表在中國石油和化工行業優秀期刊《化學分析計量》2012年第1期上.

開放式實驗教學有利于全面提高實驗教學質量.一方面教師在指導開放性實驗過程中，能發現平時實驗教學的不足之處，及時地對課堂實驗內容進行補充和修訂，改進教學方法，從而提高課堂教學質量.另一方面，開放性實驗不受計劃學時的限制.許多實驗時間較長，課堂實驗無法開設，可以安排在開放性實驗中進行.使學生獲得更多的綜合性訓練，彌補了計劃學時的不足.再者，有的同學因病、因事請假，無法正常上實驗課，給這些同學安排在星期天補做缺勤的實驗，使其不至于掉隊.自2011年9月～2012年7月，僅無機化學實驗室利用星期天就安排了23人補做了實驗，取得了良好的教學效果.今年，考研成績公布后，學生利用開放實驗室有針對性地模擬面試實驗，共有80多人，結果全部通過考研面試.

1.4 實驗課程教學理念改革

隨著社會的進步和發展，綠色環保已成為全球關注的重點話題.把“綠色化學”的思想貫穿在化學教學的全過程中，一方面是培養學生具有強烈的環保意識;另一方面綠色化學實驗本身就是化學教育中實施創新教育的重要內容［4］.無機化學實驗是大學生入學以來接觸的第一門基礎實驗課，對環境會產生“廢氣、廢液、廢渣”的污染，將“綠色化學”的概念滲入到無機化學實驗教學當中，對培養學生綠色環保意識有重要作用.

首先將實驗試劑品種綠色化.許多無機化學實驗原來用的藥品是有毒的，在保證實驗效果的前提下，我們用其它無毒或低毒的試劑代替.如:“電離平衡和沉淀平衡”實驗，其實驗目的是加深對電離平衡、沉淀平衡和同離子效應等理論的理解及掌握沉淀的生成、溶解和轉化的條件，以往做實驗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，實驗廢棄物排放到水中，會對水資源造成嚴重污染.因此我們改成用毒性較小的Cu2+與NaOH來做此實驗，同樣達到了實驗目的和要求，同時降低了環境污染.

其次實驗試劑用量少量化.為了將污染降到最小，我們將一部分實驗改作微型實驗.它不僅可以縮短實驗時間，而且使藥品得到更充分的利用.如元素性質實驗里，將試管改成用點滴板，原來用3mL的試劑量，現在用2～3滴就可完成實驗，且效果良好.

最后嚴格要求學生實驗操作的規范性，避免不必要的浪費和環境污染.如廢液、廢渣不能隨處亂倒，保持實驗臺面整潔，用后的水、電、火及時斷掉，藥品要正確取用，儀器要正確使用，實驗產品可回收和再利用等.如實驗“硫酸亞鐵銨的制備”中的實驗產品硫酸亞鐵銨告訴學生不要扔掉，可以用作農作物肥料.由此學生會在行動中對實驗化學綠色環保的概念加深理解.

1.5 實驗課程考核方法改革

以往的無機化學實驗成績由平時成績(占30%)和期末筆試成績(占70%)兩部分組成.而平時成績則只由考勤情況和實驗報告來決定，期末筆試成績也是考書本上的內容.這樣不僅會造成學生平時做實驗遲到、早退，實驗不認真，抄襲實驗報告，考試前背實驗教材的情況，而且也不利于學生動手能力的培養.為了改善這種狀況，我們把無機化學實驗考核方法作了改動:實驗課平時成績占70% ，實驗操作成績占30%.其中實驗課平時成績由實驗老師根據學生平時的考勤、預習報告、實驗操作、實驗報告、課堂表現等方面的情況作出評定;實驗操作成績通過考試評定.考試時每5名學生一組，每個學生隨時抽簽選定實驗題目，這些題目老師提前備好，在學生操作過程中，老師根據學生的實驗情況依據嚴格的評分標準當場評定成績.

考核的新方法實施后，學生比較容易養成良好的實驗習慣和素養，訓練出基本實驗操作技術和技能，并初步培養出學生的動手操作能力和實驗研究能力.

2 結論

通過上述無機化學實驗課程的改革實踐，收到了良好的教學效果.經過調查，大約90%的學生對化學實驗有濃厚的興趣，認為做實驗是件愉快的事，并從中加深了對理論知識的理解，鍛煉了扎實的實驗基本功.另有30%的學生在大一之后就參與到我系教師的科研工作當中，發揮了重要的作用，有些還在正式刊物上發表了論文.

無機化學實驗課程的改革探索雖然取得了一定的成績，但也存在一定的問題.比如設計性和綜合性實驗對指導教師的知識廣度和深度都有了更高的要求，指導教師必須有較全面的理論基礎，同時又必須有扎實的動手操作能力和研究能力.另一方面，這些設計性或綜合性實驗一般比較費時，規定的課時不夠用，這也是一個矛盾，因此應適當增加實驗課時量.

［1］侯玉霞，李永芳，李蕓玲.無機化學實驗課程教學改革探索［J］.周口師范學院學報，2012，29(2):77 －78.

［2］李向清，康詩釗，穆勁.大學無機化學實驗教學改革探討［J］.化工高等教育，2011，28(5):24 －26.

［3］蘇碧云，李磊，劉祥，等.大學無機化學實驗課程內容的優化［J］.大學化學，2012，27(2):34 －37.

［4］巴哈提古麗，陳慧英，李轉秀.綠色化無機化學實驗教學探索［J］.中央民族大學學報:自然科學版，2010，19(3):86－89.