在無機化學實驗教學過程中培養學生的創新意識*

張秀梅，高　偉

(淮北師范大學化學與材料科學學院，安徽　淮北　235000)

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在無機化學實驗教學過程中培養學生的創新意識*

張秀梅，高偉

(淮北師范大學化學與材料科學學院，安徽淮北235000)

大學生創新能力的培養，是時代的要求。本文論述了無機化學實驗教學對學生創新意識培養的重要性，從實驗室的布置；實驗教學內容的設計；多種實驗教學方法；科研促進教學和完善考核制度五個方面探討了在無機化學實驗教學中培養學生創新能力的策略。通過教學模式的改革，學生的興趣和創新能力都得了很大的提高。

無機化學實驗；創新意識；實驗教學

培養具有創新意識和創新能力的人才，已經成為當今時代的潮流。高等學校作為知識創新和技術創新的基礎，有責任將創新意識和創新能力的培養融人到教學的全過程，提高大學生的創新的本領[1]。實驗教學是高等學校教學體系的一個重要組成部分，是培養學生綜合素質的重要環節。重視化學實驗的教學功能，己逐漸成為廣大化學教師的共識[2]。無機化學實驗是高等學校化學專業學生的第一門基礎實驗課，是學生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的起點，是實驗基本訓練的重要基礎。它對學生創新思維和素質教育的培養起到至關重要的作用。如何在無機化學實驗教學中激發學生的學習興趣，培養他們獨立的實驗工作能力和創新能力，是無機化學實驗教學中的關鍵之一。近幾年來，我們在實驗教學實踐中進行了探索，結合傳統無機化學實驗教學的不足，主要從實驗室的布置、實驗教學內容的精設、混合式實驗教學方法、科研促進教學、完善考核制度等五個方面對無機實驗教學進行了改進，并探討學生的創新意識和創新能力的培養。

1　實驗室的布置

大一新生進入實驗室之前或多或少的對化學實驗以及實驗室的裝飾都有些好奇和設想。無機化學實驗課是新生入學后進行的第一門實驗課，無機實驗室的環境是新生進入實驗室后的第一印象。實驗室的環境對學生的興趣起到很重要的作用。為了營造一個良好的實驗氛圍和學習環境。首先在實驗室過道的兩側墻上貼著著名科學家及學者的畫像和警局，讓學生時時刻刻感受化學的魅力以及自己的責任，激發其學習興趣。其次在實驗內的墻上貼著實驗室守則和一系列規章制度，讓學生明白在實驗室一定要遵守實驗的規則。再著就是實驗室內外放些滅火器，沙袋及沙桶，提示學生實驗的危險性，謹慎性以及操作的規范性。通過上述的感性認識，再加上教師的講解，學生的專業思想和對實驗的興趣都得以建立。為今后的實驗打下很好的基礎。

2　精設實驗項目

傳統無機化學實驗體系研究多圍繞課程知識點的驗證性實驗，主要以滿足單一實驗的教學為主，不能很好地實現實驗與實驗之間以及不同學科間的知識與能力相融合的綜合性實驗。這是目前畢業生普遍存在創新能力不強的主要原因。為了改變這一現象，必須重視培養學生的實驗技能；培養學生的動手能力和培養學生的分析問題和解決問題的能力。因此對無機化學實驗項目進行了改進：

(1)驗證性實驗改為探索性實驗。驗證性實驗是檢驗一個已知的結果是正確的,例如緩沖容量與緩沖溶液組分濃度間的關系，根據實驗要求(增大或減少組分濃度來判斷緩沖容量的大小)通過實驗驗證某一結論是否正確。而探索性實驗，是指在不知實驗結論的前提下，通過改變實驗條件，探索，得出結論。在探索性實驗中學生有較多的思考和討論的空間。學過基本化學理論后，運用已有的知識進行探索性的實驗是非常有利于學生的創新能力培養的，教師可對實驗步驟的設計，操作的安排及規范性以及藥品的選擇提出一些問題，供學生討論研究。

(2) 開設交叉綜合型實驗。交叉綜合型實驗是指化學與生物、材料等相關學科交叉開設綜合設計實驗，綜合設計實驗以研究性，綜合性為主，其實驗是要求學生具備一定的基礎理論知識，一定的實驗基本操作能力和文獻查閱能力。該類實驗體現了化學前沿，熱點研究和實際應用相結合，如含鋅藥物的制備及含量的測定，Zn的化合物ZnSO4·7H2O，ZnO，Zn(Ac)2等都有藥物作用，醫學上ZnSO4·7H2O內服為催吐劑，外用可配制滴眼液(0.1%～1%)利用其收斂性可治療沙眼。在制藥工業上，硫酸鋅是制備其它含鋅藥物的原料；0.1%～0.5% 的醋酸鋅溶液可作洗眼劑，外用為收斂及緩沖的消毒藥。此實驗與實際應用相結合，學生倍感興趣，同時學生從中學到了分離、提純、成分分析等綜合實驗技能，提高學生的綜合解決問題的能力、創新能力以及用化學知識造福于人類的能力。含碘廢液的回收及利用，碘是人體必需的微量元素，在工業和醫藥中都有很大用處，并且制取單質碘時工藝復雜，成本昂貴。某課題組以及基礎實驗中需要用到含碘的原料，因而產出許多含碘的廢液，若將其直接排放,不僅帶來環境污染，而且造成碘資源的浪費，因此從含碘廢液中回收碘，充分利用二次資源。此類實驗結合“綠色化學”教學理念，變廢為寶，減少污染。加強學生的綠色化學和環境保護意識。

(3)注重開放性實驗。開放性實驗旨在培養學生的動手能力及創新精神，以學生為主體，按實驗目的，獨立設計實驗方案，自行選擇實驗裝置，指導教師審查實驗方案。培養學生自主學習能力，充分發揮學生的特長。我院每學期都有多項開放實驗項目，由指導教師申請，各類實驗項目的教學內容、學員選定與課程安排,分別由各位立項教師具體安排和負責。如房間內甲醛含量的測定，甲醛作為室內最主要的污染物之一，越來越受到人們關注。甲醛已被世界衛生組織WHO定為人體潛在致癌物和環境污染物[3]。因此，了解測定室內空氣中甲醛的含量并及時防御意義重大。檢測選擇具有代表性的實驗室、學生宿舍和教師住宅等多處，分析甲醛的主要來源、討論防治對策。

3　混合式實驗教學方法

常言道，教學相長，教學過程中師生主客體角色要不斷的互換，學生應充分地自我表現，自主地發展，有利于人的“潛力”的開發。傳統的實驗教學方法為教師要求學生提前預習實驗內容，教師根據理論課上講授的知識對實驗內，實驗步驟和實驗原理等進行詳細的講解，后由學生為主體完成實驗任務。隨著教育信息化的深入，混合式教學模式應在實驗教學中引起重視。混合式教學是把傳統的面對面教學和數字化教學結合起來，從而獲得更佳的教學效果。借助互動性強的網絡學習平臺，提供大量的在線學習視頻，供學生隨時觀看，反復學習；再通過面對面的課堂互動討論，為學生答疑解惑，培養學生綜合能力。具體做法為：首先教師進行網絡環境的設計，混合教學目標的確定和教學資源的收集；其次學生在線自主學習，在線互動、答疑、監督評價；再通過小組討論深化理解；課堂上師生面對面交流，教師對重點難點進行講解輔導特別是實驗基本操作的規范性，學生進行實驗活動，教師引導、點評。

4　科研促進教學

教學和科研是高等院校發展的永恒主題。高校教師既要從事教學，又要進行科研，以教學為中心，教學帶動科研，科研促進教學[4]。科學研究可以更新教師知識結構、完善教師的知識體系，增強教學的深度和廣度，提高教學效果。科研課題和科研成果轉化為實驗教學內容，促進實驗教學內容的更新。在實驗前，學生不知道實驗結果，自行查閱文獻，設計實驗步驟，記錄實驗數據，書寫實驗報告。盡管學生實驗的最后結果不一定達到要求，但是通過綜合訓練，使學生對科研的基本方法和過程有了一個清楚的認識和體驗，有效地調動了學生的主動性，提高了學生的動手能力。教師對學科前沿動態應保持充分的敏感，能夠較好地把握前沿動態，把科研的思維方法及科研態度融入實驗教學中。把最新的知識和信息傳遞給學生，讓學生參與科研，感受科研氛圍，增加學生的學習興趣。同時借助科研經費改善實驗條件，近年來，教師努力爭取課題，利用承擔國家級及省部級的科研經費，購置了一些實驗儀器如紫外測試儀，熱重分析儀，旋轉蒸發儀，電子分析天平等改善了實驗設備條件，有效地推動了實驗室的建設。實驗教學內容直接接觸學科研究前沿，學生在這種氛圍熏陶下，其創新精神、創新意識和創新能力都得到了相應的提高。

5　完善考核制度

考核是實驗教學中的重要環節之一，對教學起到導向、檢驗、反饋和激勵等作用。科學合理的考核既能全面和公正評價學生接受和掌握知識和操作技能的程度，也能客觀評價指導教師的教學質量和效果，及時診斷實驗過程中存在的問題，反饋各種信息，充分調動雙方的積極性和主動性，提高實驗教學質量[5]。實驗教學不同于理論教學，它不僅講授解釋相關的理論知識，而且要注重培養學生的思維能力、觀察能力和操作技能力以及培養學生分析問題和解決問題的能力。因此，對實驗成績的考核應該貫穿實驗教學的全過程，即實驗態度、實驗預習、實驗操作、實驗提問及討論、實驗報告、個人實驗總結等。學生進行實驗前指導教師應該通過提問的方式來考查檢驗學生預習的情況，如本實驗的主要目的是什么？用到了哪些主要的儀器，在這些儀器使用過程中應注意些什么？等等。根據學生的回答情況和預習報告的書寫情況給出實驗預習成績。學生在實驗操作過程中，指導教師應以巡視的方式，觀察學生操作的規范性，動手熟練的程度性等，解決學生實驗操作過程中存在的問題,或對學生操作過程中存在的問題進行質疑，以交流的方式與學生進行探討。實驗結束后，檢查實驗數據的正確性，有明顯錯誤的，找出出錯的原因如果有時間要求立刻重做，如果沒時間下次和別的組一起重做。實驗報告包括詳細的實驗過程、實驗現象、實驗分析、討論及數據記錄和個人對所做實驗的總結、感受。應于下一個實驗前交給指導教師。教師應及時批改實驗報告,對有錯誤的地方作記號指出，并及時反饋給學生。一學期所有的實驗都結束了，進行一次實驗考試(一般安排在實驗結束后一周進行)。實驗考試分為口試和實驗操作，口試的主要內容是各實驗的實驗原理、思考題及實驗過

程中存在的問題；操作考試的內容主要是已做實驗中一些主要儀器的使用，讓學生在規定的時間內當場完成實驗內容。最后由指導教師給出考試成績。公正、客觀地評價學生的實驗成績應貫穿整個實驗過程中。

6　結　語

近些年來，我院的實驗教學工作在校院兩級領導的正確指引下，實驗教師不斷地鉆研探索改革創新下，取得了較大的發展進步，在許多教師的心目中己牢固樹立了實驗教學應與時共進教學模式不斷創新，才有利于培養學生的創新意識和創新能力。

[1]張永華,郭長彬,張國璽.在有機化學實驗教學中培養學生的創新能力[J].首都師范大學學報(自然科學版),2007,28(12):88-91.

[2]張學軍,王鎖萍.全面改革實驗教學，培養學生創新能力[J].實驗室研究與探索,2005(1):4-6.

[3]蘇斌,楊雪萍,趙翠影,等.室內甲醛含量的測定及清除劑的制備[J].吉林師范大學學報(自然科學版),2009(4):138-139.

[4]韋化,唐紀良.以科研促進實驗教學改革培養學生的創新精神和實踐能力[J].中國大學教學, 2008(3): 81-83.

[5]曾明榮.改善實驗條件,完善考核制度實現師生互動[J].實驗技術與管理,2007,24(10):143-147.

Cultivating Students’ Innovative Consciousness during the Teaching of Inorganic Chemistry Experiment*

ZHANGXiu-mei,GAOWei

(School of Chemistry and Material Science, Huaibei Normal University, Anhui Huaibei 235000, China)

The cultivation of college students’ innovative abilitities is the requirement of the times. The importance of cultivating students’ innovative consciousness in the Inorganic Chemistry Experiment teaching was discussed. Based on five aspects such as laboratory arrangement, design of experiment contents, experimental teaching methods, scientific research promoting teaching and perfecting examination system, strategy in cultivating the students’ creative ability in the teaching of Inorganic Chemistry experiment was investigated. The students’ interest and innovation abilitities were greatly improved by the reform of teaching mode.

Inorganic Chemistry Experiment; innovative consciousness; experimental teaching

安徽省教學研究項目資助(No: 2014jyxm171)。

張秀梅(1979-)，女，博士，副教授，主要從事無機化學及化學基礎實驗教學研究。

O61

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1001-9677(2016)012-0198-03