淺談理論教學與實驗教學的共同創新

孫煒偉 張寶華

（上海大學 環境與化學工程學院化工系，中國 上海200444）

精細化學品化學與實驗課程是精細化工專業的必修課程，同時也是化工其他專業的重要選修課程。精細化工作為與經濟發展和人民生活密切相關的工業部門，也是發展化學工業的戰略重點之一。隨著經濟和科技的飛速發展，高科技領域成為當代科學技術以及工程的前沿領域，而精細化工這成為該領域中不可缺少的重要組成部分，精細化工與各類新材料、新能源、生物技術、電子信息技術、海洋開發技術和航天航空技術有著密切的關系。各國為了適應精細化工發展的需要，培養更多的精細化工專門技術人才，很多高等院校也相繼開始承擔起培養專業人才的重任，開設精細化工相關的理論和實驗課程。

作為一門理論與實踐相結合的課程，精細化學品化學與實驗主要介紹精細化工中一些主要的產品（表面活性劑、粘合劑、涂料等）的復配原理與工藝，實驗課程主要結合相應的理論知識，讓學生自己動手復配一些簡單的精細化學品。這些實驗教學環節旨在培養學生的實驗技能、分析問題、解決問題能力和創新能力等，同時也可以培養學生實事求是的科學態度與嚴謹周密的工作作風，以及團隊協作的共進精神。但是在教學過程中間，往往會存在諸如：理論知識與復配實驗的流程脫鉤、理論知識學習興趣不高，對復雜的實驗設備和工藝認識不夠等一系列問題。本文就針對精細化學品化學與實驗課程中容易出現的一些問題展開討論，就如何實現理論教學和實驗教學的共同創新談幾點看法。

1 重視理論課程與實驗課程內容上的一致性和對應性

理論知識與實驗安排內容上的一致性是理論與實踐相結合課程成功教學的首要條件。這里強調的一致性和對應性不單單是指內容上，還體現在時間安排上以及實驗方式上。只有保持理論知識和實驗的一致性和對應性，才能真正發揮理論與實驗相輔相成的作用，真正實現理論知識指導實驗、實驗課對理論知識的復習鞏固。對于一些先上完理論課再集中做實驗的課程安排，對于理論與實踐相結合的課程是沒有任何益處的。如何從時間和內容上都保證理論課程與實驗課程的一致性呢？ 這就需要授課教師在課程開始之前要做好充分的準備，對課程的安排有個統籌的把握。首先，教師需要在授課時間上做好安排，具體講哪些內容，每部分內容根據重要程度安排多少時間，對應的實驗課程的時間是多少等等，這些問題教師必須事先考慮好。其次，每次實驗課之前的一堂理論課要引起重視，這是在內容上起到承接作用的一堂課。此時實驗相關的理論知識已經講解完成了，這堂課的主要內容是對知識的鞏固，教師需要告訴學生下面的這個實驗與課程的什么內容相關，同時又涉及到什么知識，通過實驗需要驗證什么原理或得到什么結果等等。這樣就可以有一個從理論到實驗的完美過渡，從而將理論與實驗有效的結合在一起。以精細化學品化學與實驗課程中的“粘合劑合成”實驗為例，該實驗應該安排在“表面活性劑”、“助劑”、“粘合劑”這三部分內容講解完成以后，因為在合成粘合劑的過程中需要用的很多的助劑和表面活性劑。在“粘合劑合成”實驗之前的一次理論課上，教師需要帶領學生一起復習一下粘合劑的知識。同時也不要忘記復習表面活性劑和助劑的相關知識，因為距離這些知識的講授已經有一段時間了，對學生來說，綱要式的復習十分重要，否則學生可能已經淡忘了這些知識。其實，只有通過復習才能讓學生對于“粘合劑合成”實驗中可能使用到的理論知識和相關化學品有充分的認識，才可以有效地提高學生的實驗效果和對知識的掌握程度。

2 合理安排實驗課的預習與復習

對于理論和實驗相結合的課程，實驗的預習就與理論課的內容密不可分了。為了提高學生實驗預習的效果，首先，教師需要充分利用理論課的教學時間，講授到實驗相關章節內容的時候，需要適當地加入實驗相關的知識，比如詳細分析實驗原理，與學生討論什么樣的實驗操作和設計更為合理，這樣就無形地和學生一起做了實驗相關的部分預習工作。當然，這種教師與學生共同的預習只能是提點型的，真正的預習工作還是需要學生自己思考完成的。其次，教師需要充分利用網絡資源（或是教學平臺等），比如，將實驗相關的教案內容、實驗基礎理論、實驗裝置及相關零部件圖片、實驗思考題等等資料掛到學生經常使用的網頁上，這樣學生可以不受時間和空間的限制預習相關實驗內容，實現了資源共享，也大幅度提高了學生預習的效果。同時，實驗課程的復習也可以充分利用網絡資源，比如，在教學平臺中開設實驗總結板塊，由教師給出部分實驗操作的正確方法和實驗思考題的答案等，供學生總結復習。在這個過程中，可以督促學生對自己的實驗操作加以總結和分析，也可以鞏固學生理論課上學到的相關知識。同時在這個平臺上也可以開設實驗討論區，讓學生可以就實驗方案優化，實驗結果探討等方面與教師展開互動交流。

3 充分有效地利用實驗課講解時間

對于每一個實驗課的教師來說，如何上好實驗課，實驗課上需要講解哪些內容，都是需要仔細思考的。例如精細化學品化學與實驗這種理論與實驗相結合的課程，實驗課上的講解不僅是對于理論課學習內容的復習，也對學生順利安全地完成實驗有很好的指導作用。那么在這樣的講解過程中，實驗指導老師就需要清楚的講解實驗內容，實驗步驟和實驗與理論知識的結合點，特別要強調實驗的難點以及實驗的注意事項等。對于學生來說，提前對實驗做了很好的預習，加上教師實驗課前的講解，就可以對整個實驗過程有更清晰的認識，從而可以加強師生的互動，也可以很好地提高學生對于實驗學習的興趣。但是，實驗課講解內容和時間要做好安排，不能影響實驗的正常進行，如果講解時間過長，會占用學生實驗的時間，同時也會是學生產生倦怠心理，不利于課堂的秩序和實驗的進行。比如，精細化學品化學與實驗中“粘合劑的制備”實驗，實驗前的講解內容可以包括：粘合劑的理論知識（回顧理論課學習過的常用粘合劑、粘合原理等），本次實驗需要的原料與實驗設備，實驗過程中容易出現的問題以及應該注意的安全事宜等，最好時間控制在10 分鐘左右。

4 發揮學生的主體作用，重視學生對于實驗過程或結果的反饋

在實驗中，學生的主體作用主要體現在，學生需要自己獨立完成查閱實驗資料、確定實驗方案、安裝實驗裝置、進行實驗測試和記錄實驗結果，以及撰寫實驗報告等。在整個實驗過程中，教師只是起到輔助的作用，即審查與指導，同時實驗指導教師要經常關注學生實驗過程的安全性問題。整個實驗過程結束后，學生主要以實驗報告的形式反饋實驗結果與實驗過程中遇到的一些問題。教師一定要提高對于實驗報告的重視程度，這樣才可以及時了解學生在實驗中遇到的一些問題，這些問題也可以充分體現學生對于理論知識的學習和掌握程度。對于教師來說，掌握學生實驗的第一手資料對理論課教學的完善與改進有很好的指導作用。比如，有些學生在實驗中的加熱攪拌溶解的環節遇到問題，可能是對于反應物的物理化學性質掌握不夠，也可能是實驗儀器錯誤使用或是實驗材料準備不當。這樣就提醒教師思考：是否理論課上介紹反應物性質的內容講解不夠，是否實驗前沒有介紹清楚各種實驗儀器的使用要求，是否準備實驗儀器的時候存在疏漏等等。這樣從學生反饋的一個小問題，教師就可以從多個方面反思和改進，以使理論課和實驗課的教學都不斷進步，從而提高教師自身的教學水平和學生的學習效果。

5 加強學生的課外閱讀或實踐，安排討論時間

對于精細化工的學習來說，課堂時間是很有限的，短短一個學期的學習時間是完全不能對精細化工有一個全面的了解的，所以理論課的時間只能選擇精細化工中比較重要和實用的幾部分內容來講解，實驗課程的安排也只能針對這些講解的內容來設計。這樣就需要加強學生的課外學習，課外學習的內容可以一部分由教師指定，另外一部分讓學生根據各自的興趣愛好自主學習。其中教師對于指定的課外學習內容，需要做一個統籌的安排，最大限度地提高課外學習的效率。比如，教師每周安排兩小時課外學習內容，10 周共有20 小時的課外學習時間，在這20 小時內，可以安排10 小時來完成理論課授課內容的拓展閱讀，另外10 小時可以補充2-3 個不在授課內容內的精細化工專題，讓學生通過課外學習來了解大概知識。當然，對于課外學習的成果也需要有相應的考核方式，比如，在學生完成課外閱讀后，安排一定的討論時間，讓學生就閱讀的內容展開討論和總結。最后，教師也可以考慮安排除常規實驗課外的實驗室開放時間，給希望參與課外實踐的同學提供一定的實驗條件，特別是一些參與或計劃參與大學生創新實驗的學生，讓他們在課外可以有一個很好的平臺來完成創新實驗，提高學習與探索的熱情。

對于理論與實驗相結合的課程，理論知識與實驗內容是相輔相成、密不可分的，兩者互相補充才能實現理論與實踐的完美結合。因此對于教師而言，實現理論教學和實驗教學的共同創新，才是不斷提高此類課程教學水平的有效途徑。在理論教學與實驗教學的共同創新過程中，需要特別注重對于實驗課程的創新，主要從實驗內容與理論課程相對應、合理安排實驗預復習、重視實驗課講解時間、重視學生對實驗過程和結果的反饋以及加強學生的課外實踐這五個方面實現。重視這五個方面的創新，可以有效地提高學生的學習熱情和效果，也可以不斷提升教師的教學水平。

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