基礎化學實驗教學模式的整合創新與實踐探索

黃敏?余梅

摘要：培養大學生的創新能力是各高校普遍面臨的一個重要課題。為了充分激發大學生的創新能力、挖掘大學生的創新潛力，廣東石油化工學院探索出了一套行之有效的以培養大學生創新能力為核心的基礎化學實驗課程體系。

關鍵詞：創新意識；創新能力；基礎化學；實驗教學體系

作者簡介：黃敏（1966-），女，布依族，貴州都勻人，廣東石油化工學院化學與生命科學學院副院長，教授；余梅（1981-），女，河南信陽人，廣東石油化工學院化學與生命科學學院，講師。（廣東 茂名 525000）

基金項目：本文系2012年廣東石油化工學院教研教改項目的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0109-02

為貫徹廣東石油化工學院“培養人格健全、基礎扎實、實踐能力強、具有創新精神的應用型高級專門人才”的人才培養目標，圍繞培養適應新世紀現代化建設需要的、具有較強創新精神和競爭意識，以及實踐能力強的高素質人才的指導思想，不斷推進教學理念更新、管理體制創新，逐步探索并形成了有利于創新人才成長的培養體系。廣東石油化工學院開展了以培養具有創新意識的應用型人才為目標的化工類專業基礎化學實驗課程體系的教學內容改革的研究，經過教師們多年的努力，構建了一套適合廣東石油化工學院特點的以培養學生創新意識和實踐能力為核心的基礎化學實驗課程體系。

一、優化人才培養方案，構建創新型實踐教學體系

實踐教學環節是培養學生動手能力、創新意識以及創新能力的重要環節，是考查學生掌握“三基”（即：基本理論、基本技能、基本操作）的主要途徑，同時也是實現專業培養目標的重要教學環節。

如圖1所示，新實驗教學模式下實驗內容由淺入深、循序漸進，使學生的實驗技能訓練逐步加強。它作為一種以學生為主體，能充分發揮學生主動性、培養學生的創新意識和實驗能力的新實驗教學形式，符合新世紀對學生進行知識、能力、素質綜合培養的需求。

二、注重設計性及研究性實驗教學環節，探索實驗教學的新模式

教學是教師教學和學生學習的互動過程，是主導和主體的統一。以前傳統的課堂教學方式只能培養學生的模仿接受能力，不能培養學生獨立解決問題和探究學習的能力，這種教學方法雖然強化了服從權威和信任的品質，但卻抹殺了學生的獨立判斷能力和獨立批判精神。因此，要培養學生獨立創新意識和獨立實踐能力，實現從知識的傳授、解惑到實踐能力培養的轉變，必須充分發揮學生作為學習主體的作用，調動學生在學習中的積極性、獨立性、創造性、主動性和批判性。

設計性實驗是繼基礎化學四大化學實驗教學完成后，根據無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗以及物理化學實驗等實驗課程精選、整合、更新后形成的實驗內容。針對廣東石油化工學院化工專業學生的特點，開設了無機物合成、有機物合成、化合物中成份和含量的測定等專項設計實驗內容。這種設計實驗是由任課教師規定方法、指定路線，學生在經過四大化學實驗全面的基礎技能訓練后，按照指導教師給定的設計要求，運用已學過的基本知識獨立（或在教師指導下）擬定實驗方案，寫出實驗操作步驟，同時準備設計實驗所需的試劑及玻璃儀器，并在實驗完成后寫出完整的實驗報告。這類實驗模擬了進行科學研究的基本過程，學生可以得到開展科研工作的全過程訓練。

研究性實驗主要是根據教師的科研成果和廣東石油化工學院的石化特色轉化而來，這使得研究性實驗教學內容貼近現實，更綜合化、現代化，有利于對學生進行知識、能力、素質的綜合培養。由5～6名學生自愿組成實驗小組，題目確定后，各實驗小組圍繞自己的實驗題目查閱相關的文獻資料或參考實驗書籍，設計出具體的實驗方案。

改革后的設計性實驗的教學內容重點放在培養學生調研文獻、設計實驗、發現問題、分析問題及解決問題的綜合能力與素質方面。而研究性實驗則采取開放式實驗教學和科研訓練相結合的教學環節。研究性實驗更多的是注重培養和訓練學生的科研能力及創新思維，且大多數情況下以實驗開放或進入教師科研實驗室結合指導教師科研課題的內容進行。學生在指導教師的指導下自行選擇小研究課題，自行設計實驗方案，并最終完成研究實驗全部內容。

通過實驗，學生可在培養科研能力與創新意識的同時，了解到學科發展與科技創新的前沿，受到了良好的科學研究氛圍的熏陶。而對于學生自行設計的設計性實驗、研究性實驗的實驗方案，需經教師和學生一起認真討論確認實驗方案確實可行后才允許進行實驗。整個實驗過程由各組自行安排、自我組織實施和管理。學生可以充分利用課余時間在實驗室進行自主實驗。實驗時組員之間分工協作，獨自進行實驗試劑的配制和儀器的準備，遇到問題獨立查找原因、分析問題、及時解決。在整個實驗過程中，教師除了為學生實驗創造一個良好的實驗環境條件并提供所需的實驗儀器設備和必需的實驗材料及藥品外，還需保證實驗室在課余時間也能夠向學生開放。在上課和課余時間，隨時對學生進行實驗指導和解答他們在實驗中遇到的問題，引導和啟發學生綜合運用所學知識和實驗技能獨立解決實驗中遇到的各種問題，確保實驗能夠順利完成。學生完成實驗后，經過實驗數據整理、實驗結果分析，最終以論文的形式提交一個完整的實驗報告。

三、鼓勵學生積極參加大學生課外科技創新活動，激發學生的創新欲望

基礎技能-綜合-設計性-研究性實驗教學模式的構建打破了四大化學基礎實驗各自獨立的實驗格局，對實驗內容進行了優化與重組，按照由易到難、由簡單到綜合的順序開展了實驗教學。通過實驗可以培養學生初步的查閱文獻的能力和設計實驗的能力、對實驗結果綜合分析的能力、使用某些大型儀器的能力和初步的撰寫規范的實驗小論文的能力；培養學生實事求是的科學精神、善于合作的團隊精神和鍥而不舍的研究精神，實現了“一體化、多層次、開放式”的實驗教學模式，較好的培養了學生的創新意識和實踐能力。經過基礎化學實驗課訓練后的學生踴躍參加各種大學生課外科技創新活動及學科競賽，這些競賽活動能夠極大地激發學生的創造潛能和學習興趣，同時，也是培養當代大學生團隊協作意識和創新精神的有效途徑。

作為培養高等人才的學校要積極主動地創造條件，不斷開展各種學生科技競賽活動，同時要采取有效措施積極鼓勵學生外出參與各類課外科技創新競賽活動，引導學生在社會實踐中不斷學習，理論與實際相結合。學生通過參與競賽活動能更好地將所學的理論知識運用于實踐，培養了學生的獨立科研能力、人際交往能力、團隊協作能力、創新能力，增強了學生的參與及服務意識，并取得了很好的成績。該模式從2008年開始執行至今，化工類專業學生對學習基礎化學實驗的興趣越來越高，每年參加基礎化學實驗各類競賽的人數大幅增加。如自2008年以來，在廣東省高校化學化工基礎化學實驗技能大賽中廣東石油化工學院化工類專業學生共獲得了一等獎4人次，二等獎2人次，三等獎3人次；在“挑戰杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽中共獲三等獎5項。學生學習化學的積極性不斷提高，化工學院、化學學院考研學生人數不斷增加，獲學校大學生創新性實驗項目資助立項數目逐年升高。學生通過在大一、大二階段基礎化學實驗課程階段的學習，動手能力得到不斷加強，學生們在進行畢業論文階段都能很快適應。

四、結束語

實踐教學是創新人才培養的重要渠道。實踐教學在培養學生動手能力、學習與認知能力，特別是提高創新意識和創新能力方面起著至關重要的作用。在實際教學中要注重實踐教學與理論教學的有機結合，為增強學生對理論知識的應用，實驗內容可靈活設置。同時要加強實驗室建設，配備必要的實驗設備，增加開放性實驗室并配備專門的指導教師。這對于提高有創新意識的學生的創新能力具有極大地推動作用。

21世紀是知識經濟時代與信息時代，更是一個全面創新的時代。高等學校大學生創新能力的培養無論對國家、對民族，還是對大學生個人的發展都非常重要。經濟時代和信息時代的到來，不僅對大學生的創新能力提出了嚴峻的挑戰，也孕育著對當代大學生創新能力培養的珍貴契機。科技強則國強，而科技發展的生命力在于不斷創新。對于我國高等學校而言，培養大學生的科技創新能力是我國高等教育的一項重要任務。在高校大學生創新教育過程中應采取多種渠道和多種手段，其中構建以培養學生創新意識和實踐能力為核心的基礎化學實驗課程體系是創新教育的重要環節。

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（責任編輯：孫晴）