工科院校基礎(chǔ)化學實驗教學模式的建立

郭俊文 吳瑞鳳

摘要：四大化學基礎(chǔ)實驗融合貫通，可以實現(xiàn)加強基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、減少重復、力求創(chuàng)新的基本目的。通過一體化、三層次和多模式的教學體系的建立，不僅可以提高實驗教學質(zhì)量，還會把基礎(chǔ)化學實驗教學提高到一個新的水平，將會輻射和受益全校的工科學生和部分文科類的學生，并為化工企業(yè)和相關(guān)行業(yè)的崗位輸送優(yōu)秀的本科畢業(yè)生。另外，教學體系的改革還有利于化學實驗教學團隊的建設(shè)和實驗教材的編制，調(diào)動教師積極參與實驗教學改革，同時也可以促進理論教學體系的改革和建設(shè)。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)化學實驗;教學模式;工科院校

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）45-0246-02

以培養(yǎng)高級專門人才為目標的“四大化學”實驗教學體系和模式已經(jīng)很難適應現(xiàn)代人才培養(yǎng)目標的要求，因此近年來高等學校積極推進化學類專業(yè)人才培養(yǎng)模式、教學體系、教學內(nèi)容和教學方法改革，強調(diào)大學生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)。2011年由化學類專業(yè)教學指導委員會制定的《化學類專業(yè)指導性專業(yè)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）提出了化學實驗教學改革的方向和具體實施，強調(diào)實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要手段。實驗教學不僅要求學生掌握基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，更要注重培養(yǎng)學生的觀察、歸納、思維、判斷和表達能力，以及實事求是的科學態(tài)度和嚴謹扎實的工作作風[1]。

按照以往的教學模式，實驗課程教學內(nèi)容隨理論課同時開設(shè)，其有利方面是學生能緊密結(jié)合課堂理論知識，便于理解實驗原理。但同時存在許多難于克服的缺陷，主要表現(xiàn)在以下四個方面：

1.按照傳統(tǒng)的教學體系，各類專業(yè)基礎(chǔ)課程分別在三個學年中完成。如此課程安排，把原本相互聯(lián)系的化學實驗基本操作、基本技能培訓被人為的分開來，每一門實驗課所學的實驗操作沒有足夠的時間反復訓練，時間間隔長了，學生容易遺忘，達不到教學效果。

2.老師和學生往往重視理論學習而忽視實驗訓練，加上有些實驗附屬于理論課程，不便進行單獨考核。

3.受到實驗場地、臺套數(shù)不足的限制，同一實驗往往需要分組在不同的時間進行，但是在教學安排上卻難以解決教師不足和與學生上課時間沖突的矛盾。

4.同樣由于實驗室空間的不足，目前大多數(shù)實驗存在未講授理論課程就已經(jīng)開始作相關(guān)內(nèi)容實驗的現(xiàn)象。雖然要求學生預習實驗，但大多數(shù)學生做實驗時仍然一頭霧水，造成學生對實驗沒有興趣，敷衍了事。造成基本的化學實驗操作和實驗技能得不到很好的練習和培養(yǎng)，不僅影響到學生后續(xù)課程學習，而且嚴重影響到學生素質(zhì)能力的培養(yǎng)。

目前許多高校都在進行實驗教學改革，如減少驗證性實驗，增加綜合性實驗及探索性實驗[2-5]。但大都只局限在實驗內(nèi)容的改革，還沒有形成多門化學實驗課程的教學體系，無法從根本上解決上述存在的問題。因此改變附屬于傳統(tǒng)理論課的實驗課程，形成相對獨立、系統(tǒng)的和科學合理的基于化學一級學科平臺上的基礎(chǔ)化學實驗課程體系非常必要和迫切。

基于目前化工學院基礎(chǔ)化學實驗教學的現(xiàn)狀，參考其他院校改革的方法和經(jīng)驗[6-7]，從方法論的高度建立新型的實驗教學體系。基本思路是把四大化學的實驗課內(nèi)容從理論課程中脫離出來，形成一門獨立的實驗課程，撤銷專門化實驗，構(gòu)建基礎(chǔ)實驗-綜合實驗-研究性實驗多層次實驗教學體系。具體改革措施為：

一、實驗內(nèi)容的改革

按照《規(guī)范》的要求，將實驗獨立設(shè)課，形成獨立的教學體系。在實驗內(nèi)容安排上，不再按照四大化學分類，而是按實驗內(nèi)容的等級及性質(zhì)進行分類，將基礎(chǔ)化學實驗內(nèi)容分為基礎(chǔ)型、提高型和研究型三個層次。基礎(chǔ)型實驗為基本操作練習，解決學生在中學階段化學實驗操作少而造成的基本操作不熟練和錯誤。提高型實驗為多種操作綜合練習實驗，包括化學合成實驗和化學測量與計算實驗。研究型實驗為學生獨立設(shè)計、多門化學課程實驗操作綜合運用的設(shè)計性實驗。

經(jīng)過基礎(chǔ)型實驗內(nèi)容的學習，提高型實驗內(nèi)容的重復訓練，增加了學生基本實驗技能的訓練時間及重復次數(shù)，能進一步規(guī)范學生的實驗操作，牢記實驗要領(lǐng)，確實提高學生實驗動手能力;通過研究型實驗培訓，培養(yǎng)學生實驗興趣，鍛煉學生的思維，提高學生應用所學理論知識和實驗技能去分析和解決實際問題的綜合能力。

作為單獨一門實驗課程，實驗教學內(nèi)容系統(tǒng)化、規(guī)范化，有利于教師實施教學，也方便對學生進行實驗考核;另外按照實驗內(nèi)容的等級劃分實驗室，將有效地改善學生的實驗條件，提高實驗室利用率，為提高教學質(zhì)量打下堅實基礎(chǔ)。

二、實驗課程實施和考核方式的改革

實驗課程獨立于理論課程，但又不能完全脫離與理論課程的聯(lián)系。有些基礎(chǔ)性的基本操作訓練可安排在理論授課之前完成，有些與理論課授課知識密切相關(guān)的實驗應放在理論學習之后開設(shè)。

實驗前，要求學生利用網(wǎng)上資源進行預習。實驗課上改變傳統(tǒng)的老師先講實驗的方式，而是通過提問的方式考查學生的預習情況，了解學生對實驗原理和意義的理解情況，然后再針對性進行講解。這樣的預習和提問方式，可以改變學生應付預習，只是簡單抄寫講義，而不動腦思考的弊端。學生參加實驗，應有規(guī)范、準確的原始實驗數(shù)據(jù)記錄并經(jīng)教師簽字認可，完成實驗報告。基礎(chǔ)化學實驗中的基本實驗操作1人1組，儀器實驗的操作可多人1組，但學生須獨立操作完成實驗訓練。

分別建立基礎(chǔ)驗證實驗學生實驗成績的評價體系和創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗的評價體系。例如，對單個基礎(chǔ)驗證性實驗項目設(shè)立評分標準，再根據(jù)每個實驗項目的難易確定相應的權(quán)重因子，最后的實驗成績則為各個單個實驗項目的成績乘以相應權(quán)重的加和。而創(chuàng)新性和設(shè)計性實驗的評價體系則包括文獻調(diào)研和論證、實驗設(shè)計和分析、工作總結(jié)報告等成績的加和為最后的實驗課程成績。在考核形式上課采取多種方式，如筆試+綜合考評;學生答辯+綜合考評;實驗技能考核+研究實驗的匯報與演示等。

三、實驗室管理的改革

首先建立完整規(guī)范的管理體制，制定嚴格的崗位責任制及考評方法。其次搭建高效率的資源共享平臺，統(tǒng)一安排實驗室資源，最大化地利用實驗室的空間和儀器設(shè)備，解決目前基礎(chǔ)實驗室空間不足、儀器設(shè)備各實驗室重復擺放但利用率低的矛盾。再次，搭建合理的實驗室構(gòu)架，將實驗室分為化學基礎(chǔ)實驗室、化學合成實驗室、化學綜合實驗室和中級儀器實驗室。最后完善先進的實驗室管理和實驗教學信息平臺。目前化工學院已經(jīng)具備學生實驗網(wǎng)上預約系統(tǒng)、儀器預約系統(tǒng)和試劑認領(lǐng)系統(tǒng)，還需加強網(wǎng)上預習實驗系統(tǒng)的建設(shè)，為實驗室的進一步開放打下基礎(chǔ)。

多途徑開放實驗室，培養(yǎng)學生的化學實驗興趣，提高實踐能力和自主創(chuàng)新能力。例如，讓學生參與青年教師的科研課題，既可以解決青年教師參與科研工作卻沒有實驗室的困擾，調(diào)動青年教師參與科研的積極性，又培養(yǎng)了本科生的實驗興趣，學生得到的科研成果還可以作為畢業(yè)論文的組成部分，實現(xiàn)教師和學生“雙贏”。另外開放實驗室還為全校各專業(yè)的本科生參與學校的科技創(chuàng)新項目提供了很好的平臺，起到一定的示范和輻射作用。

四、實驗教材的建設(shè)

結(jié)合已有的四大化學實驗講義，剔除內(nèi)容重復和陳舊的實驗內(nèi)容，并結(jié)合實際情況，有選擇的補充較為新穎的實驗項目，特別是綜合性和設(shè)計性實驗，并有一定量的備選實驗項目，方便學生選擇自己感興趣的實驗項目，也為實驗室的開放教學做些基礎(chǔ)工作。同時制作電子版教材，以供學生上網(wǎng)預習或后續(xù)課程學習時查閱。

五、實驗教師隊伍的建設(shè)

實驗室人員由實驗指導教師和實驗技術(shù)人員組成。實行主講教師責任制和課前集體備課制度。例如，每學期開課前進行集體備課，主講教師預做實驗;指定每個班級的開課時間、地點和指導教師。在學期末全體教師根據(jù)本學期實驗教學中存在的問題進行討論，并提出改進意見。對實驗課進行教學質(zhì)量評價，由自評、教師互評、教學督導小組評價和學生評教等幾個部分組成。經(jīng)常開展學校和學院的實驗教學經(jīng)驗交流會和實驗教學改革研討會，不定期派出教師參加全國性的實驗室管理和教學改革研討會，到國家實驗示范中心進行參觀和交流。采取多種鼓勵措施，促進高素質(zhì)人才加入實驗教師隊伍，積極爭取學校在職稱評定和薪金待遇方面對實驗技術(shù)人員的政策支持，穩(wěn)定和規(guī)范實驗教師隊伍，建立完善的實驗教學質(zhì)量保證體系。

新教學模式建立后，通過對不同專業(yè)、不同層次的學生設(shè)立不同種類和級別的實驗項目，讓非化學專業(yè)的學生也能感受到化學實驗的魅力，甚至吸引文科類學生走進化學實驗室，拓寬化學視野。另外，通過設(shè)立研究型實驗項目和鼓勵學生參與教師的科研項目等多種模式，提高學生自主學習的積極性。培養(yǎng)學生科研思維和獨立操作能力，促進教學質(zhì)量的提高，為相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)提供實踐創(chuàng)新平臺。

參考文獻：

[1]教育部高等學校化學類專業(yè)教學指導委員會[M].高等學校化學類專業(yè)指導性專業(yè)規(guī)范，2011.

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[3]倪春林，周家容，鄭文旭，楊樂敏.農(nóng)科院校化學類專業(yè)綜合設(shè)計性實驗教學模式的探討與實踐[J].實驗室科學，2010，13（6）.

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