浙江海洋學院大學化學實驗教學改革探索

俞群娣，劉 輝，丁迎燕

（浙江海洋學院食品與藥學學院化學實驗中心,浙江舟山 316004）

復旦大學副校長陸昉教授在第八屆全國大學生化學實驗競賽開幕致辭時說：“實驗是化學的靈魂，是化學的魅力的源泉，而從人才培養的角度來看，更是培養和發展學生思維能力和創新能力的重要方法和手段”。實驗教學是本科教學實施素質教育、培養富有實踐能力和創新精神的高素質人才的關鍵環節[1-5]。浙江海洋學院化學實驗中心承擔全校化學相關類專業的化學實驗教學。早在2002年，浙江海洋學院重組原有的四大化學基礎課，并將四大化學實驗與理論課剝離，單獨設課。隨著課程改革的不斷深入，2006年又將四大基礎化學實驗整合為大學化學實驗一門課程，從化學一級學科的層面按照實驗教學的規律，設置大學化學實驗課程。本課程自成立以來，始終以培養學生的創新意識和創新能力為目標,針對不同的實驗教學對象,結合不同專業需求搭建相適應的實驗教學平臺，重新修訂實驗教學大綱,不斷完善與更新實驗教學內容、引進先進的現代教學手段，取得了一定的效果。

1 實驗教學改革思路

重新整合四大化學實驗內容，以介紹最新實驗技術為前提，以綜合性、設計性、研究性實驗為導向，逐年進行實驗教學內容更新。在實驗教學方式上，以培養學生自主獲得知識能力和創新能力為目標，結合現代化教學手段，建立多元化的實驗教學模式。強調科學教學與人文教學相結合，以本科生導師制為契機，全面提升學生的整體化學素質。

2 實驗教學改革探索

針對不同學科專業的特點,建立了多層次的實驗教學體系,靈活的實驗教學方式和多元的實驗考核辦法。

2.1 實驗課程體系完善

趁著學校修訂2010級本科專業學分制培養計劃之機，重新修訂實驗教學大綱，重新編寫教材。根據各學科專業的特點及與基礎化學實驗之間的關系，搭建三個實驗教學平臺，即大學化學實驗A、大學化學實驗B、大學化實驗C。課程按相近專業或對基礎化學實驗有相近要求的原則分類和開課學期（具體見下表1）。每個平臺都以實驗技術為主線分基礎型、綜合型和研究創新型三個層次，每個層次的實驗項目分選修和必修，采用課內教學和課外教學的方式，系統培養學生動手能力和創新能力。

2.2 實驗教學內容新體系構建

李政道教授曾說過：“實驗無論怎樣強調都不會過分。”新穎的實驗內容是激發學生實驗的原動力，近幾年的教學實踐使我們深深體會到這一點。在這次改革中我們首先整合四大化學的實驗內容，重新編寫實驗教材，構建“三層次、三模塊”的實驗教學內容新體系。三層次指實驗類型分“基礎型、綜合型和研究創新型”三個層次，實驗教學內容按層次分為三個訓練模塊，第一模塊是“三基”訓練，即實驗基本操作、基本實驗技能和基本實驗方法訓練，該模塊訓練的實驗內容是基礎性實驗，屬第一層次。如稱量、滴定、分離、合成及各種常數測定等。第二模塊是“三基”綜合運用能力訓練，該模塊訓練的實驗內容是提高型實驗（綜合性、設計性、應用性），屬第二層次。如食醋中總酸量的測定、井水總硬度測定、海水總鹽度測定、水中溶解氧測定、土壤中有機物含量測定、茶葉中咖啡提取等。第三模塊是研究創新訓練（課外完成），該模塊訓練的實驗內容是開放性實驗，屬第三層次；依托本科生導師制，以大學生創新性實驗及新苗人才培養計劃為支撐，中心實行開放教學，學生自主選擇實驗時間實驗項目，中心為學生提供場地、儀器設備和技術指導等服務。

2.3 實驗教學方式改革探索

2.3.1 改革實驗教學方式

新體系下實驗教學采用層次化教學模式。在第一層——基礎實驗層,教學方式以灌輸式為主。實驗課先由老師示范和講解,然后學生按照教材設定的實驗步驟和方法,獨立完成所有實驗任務。老師現場指導，在巡視中糾正學生的操作錯誤和答疑。其教學目的是讓學生系統掌握基本的實驗原理和實驗方法，熟練掌握實驗基本操作技能，為第二第三層次的學習打下結實的基礎。在第二層——綜合提高實驗層,采取靈活多變的教學方式,初期仍然以老師輔導為主，幫助學生溝通所學理論與實驗的關系，領會每個實驗的設計思路和目的，起到融會貫通、舉一反三的教學效果，努力拓寬學生的實驗學習思維。其教學的重點是培養學生自主學習的能力，有利于后期學習的順利開展。后期逐步過渡到以老師的引導為主，模擬科學研究進行啟發式教學。在第三層——研究創新實驗層,實行自主式教學。學生自由選擇實驗內容和實驗指導老師，在老師的幫助下，獨立查閱文獻資料，設計實驗方案，及時完成實驗任務，準確采集和處理實驗數據,上報實驗結果，最終達到提高學生綜合化學素質能力和創新意識的教學目標。

表1 大學化學實驗開課平臺Tab.1 The curriculum arrangement of university chemistry experiment

第一和第二層次的實驗項目設置分為必做和選做二種,在課內學生完成必做項目后,在課外實踐活動中可根據自己的興趣選做實驗,鼓勵學生個性發展。

2.3.2 應用現代教育技術

以校院網為依托，收集和開發了多種網絡實驗教學資源。建設大學化學實驗網絡課程，使學生能方便地通過網絡進行預習、答疑和查閱有關資料。充分發揮傳統的老師板書教學的優點的同時，結合現代教育技術，開發實驗教學多媒體課件，尤其是實驗基本操作及儀器基本操作的講解采用實驗教學錄像播放課堂效果會更好。

2.3.3 實施開放式實驗教學

為達到培養學生創新能力的目標,采用實驗室開放管理模式。執行化學實驗室開放制度,對計劃外的驗證型、綜合設計型實驗教學實行預約開放,對大學生創新性實驗活動和“新苗”人才計劃立項項目實行完全開放。通過開放，推動學生能自主學習與實踐，充分調動學生學習的主觀能動性,更好地培養學生的創新能力和團隊協作精神。

2.4 多元化實驗考核方法建立

實驗考核辦法是衡量實驗教學效果,保證實驗教學質量的重要手段。對于不同層次的實驗給出不同的考核方式。確保真實地反映學生實驗技術水平。

第一層次主要是考察學生對實驗的基礎知識和基本實驗操作技能的掌握情況，實驗考核由平時單個實驗成績按各單個實驗學時數占總學時的權重數累加。平時單個實驗成績包括實驗預習情況、實驗操作和實驗報告三部分；其中預習報告為10%，實驗操作占50%，實驗報告40%；

第二層次的實驗則采用平時單個實驗累積成績加期末考核。平時單個實驗成績評定同第一層次的實驗考核；期未考核分操作考核和筆試兩種方式，每個學期根據具體情況由指導老師選擇考核方式。

第三層次的實驗成績主要以學生的研究報告、論文、發明的專利等來考核，考核結果作為學分制學生的課外綜合素質分。

3 實驗室開放及運行特色

為加強學生課外實踐活動，達到培養學生創新能力的目標，浙江海洋學院化學實驗中心部份實驗室面向全校師生開放，中心執行開放性實驗室運行制度。開放性實驗內容可以學生自帶（鼓勵學生自帶），也可以由中心提供。實驗前由學生預約，中心批準并安排指導教師。學生進實驗室前須給出詳細的實驗預習報告，經指導教師檢閱后，方可進實驗室進行實驗。近幾年來，進入開放性實驗室進行各種實踐活動的學生越來越多，已經成為浙江海洋學院學生開展創新性、研究性實驗活動的主要場所之一。總結開放性實驗教學有以下幾個特色。

3.1 開放性實驗教學與課堂實驗教學相結合

《大學化學實驗》的授課對象是剛進大學校門的大一新生，他們中大多數人在中學階段缺乏系統而專業的實驗技能學習與訓練，在思想上認為化學實驗課的目的只是驗證課堂上所學過的化學理論知識。結果技能上的不熟練以致于上課時手忙腳亂，錯誤百出，安全問題嚴重；思想上的不重視導致實驗學習缺乏主動性、探索性和研究性。真對這些現象，開設大學化學實驗項目時分必修和選修，采取課堂實驗教學和課外實驗教學相結合的教學手段，及時地對學生進行科學的實驗方法和系統的實驗技能的訓練。課堂內培養學生扎實的實驗基本知識和基本技能，課外進行拓展，循序漸進地進行綜合能力的培養，為后續的專業實驗教學打下結實的基礎。

3.2 開放性實驗內容與實驗對象相結合

不同實驗對象開放性實驗的教學內容也不一樣。大一新生實驗基礎知識和實驗基本技能弱，專業知識接觸少，不適合難度大的研究性和設計性實驗學習，應以實驗基礎知識、實驗基本方法和實驗基本技能訓練為主，側重培養他們查閱文獻資料的能力與創新思維。在大學化學實驗教學大綱里有必修和選修的實驗項目。必修項目是在課堂上完成的，選修項目供學生課外學習。借助本科生導師制，從大一下學期開始，每個本科生都會有一個指導老師，指導老師就會擬定一些較易實現的實驗項目，要求學生閱讀一定數量的文獻，然后設計實驗方案。基礎好的學生也可自擬實驗項目。大二學生分兩種情況，一種是專業基礎扎實，有一定獨立實驗能力，中心鼓勵他們積極申報校級大學生創新性實驗學習項目及省級新苗人才計劃項目，積極報名參加學科競賽。另一種情況是專業基礎相對較差的學生，則相對降低實驗項目難度，通過以實驗方案設計、問題分析與解決等多種形式的訓練，提高自身的綜合化學素質。大三學生具備較好的專業知識和基本實驗技能，學生可以根據專業特點單獨或組隊對某一領域進行較為深入的研究。鼓勵學生自選研究方向，根據自己感興趣的學科領域選擇指導教師，共同擬定研究課題，并允許其研究成果可以作為畢業論文。

3.3 開放性實驗教學與教師科研相結合

浙江海洋學院是一所研究型綜合性大學，其優勢是師資隊伍力量雄厚,科學研究能力強。從大二開始選拔部分優秀學生當科研助手,參與到教師的科研活動中,承擔一部分力所能及的科研課題,通過科研實踐氛圍的熏陶,激發學生的科學研究興趣,引導學生積極探索。目前在我校承擔的科研項目中,約有90%的項目有本科生參與。用他們做科研的實際體會教會學生探索研究的方法和獲取新知識的能力。

3.4 開放性實驗教學與學生畢業論文相結合

目前諸多社會因素致使本科學生的就業壓力增大，大多數大四學生在最后的一學期因把精力都放在找工作、考公務員或者考研上，而忽視了畢業論文，導致畢業論文的質量下降。而開放性實驗教學堅持以學生為本，允許大三學生將開放性實驗研究成果作為畢業論文，以吸引學生進行研究性學習與創新性實驗，學生對此很感興趣。很多學生都積極申報各種學生科研項目，主動參與老師科研。可見將開放性實驗教學與學生畢業論文相結合，既能培養學生的創新意識，又能使學生提前準備畢業論文，充分緩解畢業生找工作、考研等與做畢業論文之間的矛盾，提高學生完成畢業論文的質量。

4 結束語

由于建立了科學合理的實驗教學體系和行之有效的教學模式,本科生的實踐能力和科研能力都得到了很大的提高。近3年來,本科生公開發表的論文論文有20余篇；省級新苗人才項目立項的有近10項；每年有許多學生申請校級創新性實驗研究項目并獲得立項。化學實驗中心每年開放性實驗人學時數約為20000。今后我們的重點要加強學科競賽，爭取在全國大學生化學實驗競賽和浙江省大學生化學學科競賽上有新的突破。

[1]彭緒蘭.改革實驗教學培養創新人才[J].高等理科教育,2002(6):17-19.

[2]崔學桂,張樹永,李建平.培養學生創新、綜合思維能力是大學化學實驗課的中心任務[J].實驗技術與管理,2003,20(2):120-124.

[3]曹瑰華,席美云.化學設計實驗教學內容和方法的探索與實踐[J].高等理科教育,2005(6):27-29.

[4]張欣華,楊 光,肖進兵.開設綜合研究型化學實驗的嘗試[J].實驗技術與管理,2003,20(5):155-158.

[5]魯保富,鄭春龍.實驗體系與創新能力培養的探索與實踐[J].高等理科教育,2005(6):107-109.