淺談工科院校綜合與設計性化學實驗教學改革

曹雪玲++連麗麗++劉巖++金麗

摘 要：高校開展綜合與設計性化學實驗，因其可以極好地作為培養學生創新創造能力和實踐動手能力的重要教學方法，通過綜合與設計性化學實驗學生們更容易獲得更多知識，而且還可以培養學生們的自學能力、自律能力、創新創造能力、科學研究能力和探索能力具有十分重要的作用。本文結合工科院校的特點對本校綜合與設計性化學實驗內容和實驗形式進行總結及探討。

關鍵詞：綜合與設計性化學實驗 實驗內容及形式 綜合能力培養

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（a）-0157-02

Abstract： Comprehensive and designable chemistry experiment were carried out by colleges and universities， which could train students innovative design ability and practice ability， it is not only an important way for the student to obtain knowledge， but also to cultivate the students' self-study ability， work attitude， actual work ability， scientific research ability and innovation ability. In this paper， This paper was concluded and discussed content and form of comprehensive chemistry experiment combining with the characteristics of engineering colleges.

Key Words： Comprehensive and designable chemistry experiment； Experiment contents and forms； Comprehensive ability training

當今社會隨著經濟結構的深入調整，對大學生綜合素質包括：創新能力、探索能力、自主能力等提出了更高的要求[1]。而要培養具有創新意識的高素質人才，就需要改革過去傳統的實驗教學體系和教學方法，使學生在實驗過程中變被動學習為主動學習，逐漸提高發現問題、分析問題和解決問題的能力，增強對困難和失敗的承受力，并增進團隊精神和協作能力[2-3]。應社會發展需要及教育體制改革需求，綜合性實驗可以通過實驗內容、方法、手段的創新性教育模式，使學生們更易獲得知識，培養其創新創造能力，達到動手能力和綜合素質都得到提高的培養目標[4]。

本文通過全面解讀綜合與設計性實驗的定義及要求，結合本校實際情況，針對完善該課程必須體現新世紀的特色以及與工科高校的實際相結合，以培養高素質、強能力的創新人才為目的，對綜合與設計性實驗優勢的內容改革及實踐進行了探討。

1 實驗內容的復合化

綜合性實驗是在學生學習了某一課程或多門課程知識的基礎上，進行化學實驗操作的過程，其重要特征就是理論知識與實驗內容的有機綜合。通過綜合性實驗可以培養學生綜合和運用知識的能力、實踐動手操作和科技創新的能力、數據處理及查閱資料的能力；設計性實驗也是在具有了多門課程基礎上，運用多門課程的知識，根據實驗要求，自行設計實驗方法和實驗具體操作步驟，選擇的實驗題目都具有一定的綜合性和探索性。該課程即要求學生結合多門課程知識及多種實驗原理設計實驗方案，還要培養學生運用已掌握的多種知識去發現問題、分析問題及解決問題。

我校實行實驗內容的復合性的主要手段包括。

（1）多門學科的綜合：綜合與設計性化學實驗是在學生大學三年級的時候開設的，此時學生已經學習了四大化學的基礎知識（即無機化學、分析化學、有機化學及物理化學），在開始實驗的過程中學生們可運用四大化學的知識來設計和解決實驗中的問題。例如，開始設計性實驗固體多彩酒精塊的制備中，首先學生首先利用硬脂酸與氫氧化鈉反應制備出酒精塊的粗產品，再通過加入硫酸銅使酒精塊顯示藍色，制備出具有天藍色的酒精塊，這一部分運用的有機制備的實驗方法，而制備的過程中利用分析化學中的酚酞指示劑的變色原理，判斷反應進行的程度，而后再利用物理化學的氧彈量熱計測定酒精塊的燃燒熱，并計算固體的摩爾燃燒熱。這樣一個看似簡單的實驗，實際上學生們分別運用了有機、分析及物理化學的實驗知識及方法才完成了整個實驗。

（2）與教師科研相結合：在高等院校中，教師在完成教學任務的基礎上，還需要進行科學研究。而科學研究在基礎知識之上，更具有探索性和前沿性，對大學生更具有吸引力，學生參與科學研究也可以提高學生的創新能力。對于化學學科及相關的專業來說，在理論學習的時候常常設置相應的實驗課程，通過實驗加深對理論知識的理解和掌握。而前沿的科研實驗與綜合性與設計性實驗中的“探索性”特征具有很多的相似點。教師在進行科研活動的同時，將一些可以與綜合性、設計性實驗相切合的內容融入到實驗環節中，不僅可以節省大量的科研經費，還可以加快科學研究進程，而隨著科學研究的進展，不斷更新實驗課程的大綱和內容，使學生每年都可以進行不同的實驗，增加學生的實驗興趣和動手能力。這樣，既順利地完成了教師的科研任務，又讓學生學習了豐富多彩的實驗課程，具有雙重的的現實意義。

2 實驗方法的多元化

方法的多元性即綜合運用兩種或兩種以上的基本實驗方法完成同一個實驗，培養學生運用不同的思維方式和不同的實驗原理綜合分析問題、解決問題、掌握不同的實驗方法。例如，開始設計性實驗黃連粉中小檗堿的提取實驗中，首先學生首先通過加熱回流，提取黃連粉中的小檗堿，然后運用碘化鉍與生物堿的顯色反應，判斷提取物，而后再借助紫外分光光度計，利用標準曲線法進行定量分析，確定黃連粉中小檗堿的含量。通過這一實驗學生們運用了三種實驗方法完成了整個實驗。endprint

3 實驗教學方法的改革

綜合性與設計性實驗是以學生在學習了大量的基礎化學知識的基礎上，開設的具有一定創新性的開發自我實驗思維的教學模式。所以，我們改變了以往實驗環節中，實驗的目的、原理、內容等都固定的，以教師講解為主的教學模式，以學生為主體，調動學生的自主學習能力了，讓學生自己制定實驗的方法。因而，綜合性與設計性實驗教學方法進行相應的改革：

（1）自主選課，靈活上課：以往的實驗課程都是固定的上課時間和固定的實驗內容，而本校采用實驗室開放，學生自主選擇實驗內容，選擇上課時間。首先制定25個可供選擇的實驗題目，及可以開放實驗室的時間，每名學生進入選課系統，自主選擇自己感興趣的實驗題目及上課時間，但是規定每名學生要選擇4個實驗題目，并且必須有兩個設計性實驗，其余兩個為綜合性實驗。這樣提高了學生自主學習的積極性，提高了實驗教學效果。

（2）設計實驗，自主完成：學生根據自己的興趣選擇了實驗題目，按照教師的提示及實驗要求，學生進行分組討論，自行制定實驗方案，教師再根據學生的實驗方案提出合理的建議，重新制定實驗方案，學生按照實驗方案進行實驗操作，完成實驗內容。

（3）成績評定，公平合理：教師在評定實驗成績時不應只看實驗結果和實驗報告，應盡量考慮每名學生的前期準備情況，包括：實驗方案的合理性、實驗準備的充分程度等。注重學生運用綜合知識的能力及實驗動手能力。

4 綜合性與設計性實驗內容改革的存在問題

（1）如何引導學生正確的選擇和安排自己的時間和實驗題目，自主選擇的結果通常會使上課時間和實驗題目分散，不利于實驗準備人員準備實驗藥品及器材，增加教師上課次數。

（2）實驗內容設計的難易程度的把握，很多實驗內容并不適合本科學生，如何設置合理的實驗題目，即讓學生感興趣又要知識性強易于操作，就需要教師制定實驗大綱和實驗題目多加考慮。

（3）綜合與設計性實驗既然是多種實驗內容的綜合，就需要盡量不要重復以往實驗內容，又要盡量運用多種實驗方法。

5 結語

對于工科院校的學生的實驗課程來說，綜合與設計性實驗的教學需要應用所學的基礎知識和鍛煉動手能力之外，還需要加強其自主安排能力和創新能力。通過我校綜合與設計性實驗的教學改革探索，我們深刻認識到工科院校的綜合與設計性實驗項目需與自身定位、社會生產實踐接軌，并從實驗資源和師資力量等多方面給予配套和保障。通過綜合與設計性實驗的教學訓練，大學生具有創新意識和動手能力，更適應社會的需求，力求打造成“現代工程師”。

參考文獻

[1] 黃品梅，黃道平，梁錦.開發綜合設計性實驗 促進創新人才之培養[J].21世紀實驗與創新，2010（6）：98-100.

[2] 楊晶晶，李健，薛蒙偉.應用型高校應用化學綜合與設計性實驗的探索[J].廣州化工，2015，43（21）：200-202.

[3] 劉玉成.實驗教學中綜合設計性實驗的探討[J].教育教學論壇，2010（6）：124-125.

[4] 蔡莉莉，胡德志，彭濤.綜合設計性實驗對學生創新能力的培養[J].華北科技學院學報，2009，6（3）：91-93.endprint