《綜合化學實驗》課程教學改革與實踐探討

武凱 程聰 謝昆

摘要：《綜合化學實驗》課程是化學師范專業的一門重要的實驗課程，對綜合實驗進行教學改革不僅提升學生對化學知識的綜合運用能力，也是培養學生創新能力和創新精神的重要途徑。強調教師在設計綜合實驗中的作用和設計性綜合實驗教學的實施以及評價辦法。

關鍵詞：綜合化學實驗；實驗教學；教學創新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）12-0277-02

《綜合化學實驗》是化學師范專業的一門重要的實驗課程，是將無機、有機、分析、物化等四大化學實驗的基本原理和操作技能融為一體，各學科知識相互關聯、相互滲透，使實驗內容具有綜合性、系統性和完整性，可提高學生運用化學知識綜合分析問題和解決問題的能力。我們參考了國內外一些大學的先進成熟經驗，結合自身實際條件和本校學生基本素質，同時考慮本校保有實驗裝置等限制條件，積極探索綜合實驗實施辦法，有效推動教學改革。

一、提高學生綜合應用專業知識的能力

化學基礎性人才的培養貫穿于整個本科階段的教學實踐過程，如何在課程設置方面深層體現基礎性人才培養的多重需求，完善所培養人才的知識架構和創新能力，需要教師不斷思考和探索研究的教學實踐過程。

綜合化學實驗綜合了四大化學中的眾多實驗方法和技術，我們根據“知識點”來進行設計選擇，即對化學學科的內容、要求及近幾年來的發展變化進行通盤考慮，把學生應該掌握的知識點、實驗技術、實驗方法和各種表征手段，以及應該了解的當今化學研究的前沿領域篩選出來，進而對實驗內容進行設計和選擇。因此綜合化學實驗具有實驗內容的綜合性與廣泛性，實驗技能的全面性，實驗性質的探索性，實驗操作的開放性，實驗課程設置的獨立性，綜合實驗選題的先進性等特點[1]。

習近平在十九大報告中指出，創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。中國經濟正在走上以創新驅動和創新發展為主導的創新強國之路。我校化學專業順應時代發展，最近幾年畢業班至少一半的學生報考研究生，錄取率逐年提高，一些畢業生進入化學化工類科技企業工作。因而，綜合化學實驗開設一些若干技術操作程序融合程度比較高的準科研型的化學探究實驗，讓學生感受怎樣將基礎實驗教學階段學過的各種分類操作和技能加以融會貫通；另一方面則根據我們實際情況，開設了一些包含某些特殊技術的實驗。這里的特殊技術有兩種含義，一是接觸一些在中低年級難以量大面廣地推開的現代化儀器分析和測試技術。二是讓學生接觸一些交叉學科的技術實驗，以更加直觀的方式更好體會不同學科在解決化學實際問題中的作用。新理論新發明的產生往往出現在學科的邊緣或者交叉點上，讓學生懂得，重視邊緣和交叉學科將使科學向著更深層次和更高水平發展，這是符合自然界客觀規律的。實踐證明，綜合化學實驗拓寬了學生的科學思維，可以有效提高學生繼續深造學習的積極性，并有迅速適應科研和其他工作的心理準備。

二、培養學生創新精神與創新能力

實驗項目的綜合性培養了學生獨立的科研能力。綜合化學實驗是以具體的實驗項目為載體，將基礎化學理論知識、實驗基礎知識和基本操作技能融會貫通而設置的綜合訓練環節。在化學一級學科的層面上研究無機物或有機物的制備、分離：分析、表征等各種實驗技術。很多實驗內容反映化學各研究方向的重大進展、前沿和交叉領域，集合成、分離提純、物理化學性質的測定、結構表征、性能研究等為一體，具有系統性和創新性[2]。當實驗所用藥品有一定的毒性時，要求學生實驗前就要檢索藥品的物化特征，從而預防實驗中可能出現的危險和危害。實驗的關鍵是“知識”到“人”的轉變。這不僅可以激發人的學習興趣，培養人的生存能力，包括觀察能力、知識搜索能力、整合和運用能力、研究與合作能力等，而且能夠造就有素養、有獨立思考和批判精神、有社會價值的人。

化學是實用性很強的學科，但是以前很多化學師范專業畢業生并不熟悉與生活密切相關的化學應用，例如每個家庭日常生活都會用到的洗滌劑和化妝品，主要成分其實都是表面活性劑，2020年全球表面活性劑產量將達到2280萬t，年均增長率近6%。我們開出了對洗滌劑和化妝品進行配方并優化的實驗，學生在完成實驗的同時也對日化產品的應用和發展有了深入了解，建立與社會主義市場經濟相符合的環保意識、成本意識、質量意識、安全意識和團隊協作意識。

發達國家大學很注重讓本科生參與科學研究工作，以美國普林斯頓大學為例，理工科學生在一年級時就有教授和幾名同學的小范圍專題研討，本科生需要在畢業前能完成一篇文章或一個研究課題，并要獨立完成畢業論文。因此，我們利用綜合化學實驗課教學的特點，篩選了部分優秀教師的科研成果改編成實驗項目。引導學生了解項目相應領域的研究熱點和最新技術，從化學專業技術視角來對待科學技術問題，鍛煉查閱文獻、獨立思考和結果評估的能力，以鍛煉學生面對挑戰、整合知識、解決問題的能力，從而實現研究導向型學習和開發潛能的目的。

三、教師在設計綜合實驗中起統領和評判的作用

教師安排實驗項目給學生，學生應該自主完成實驗并對其獲取的實驗結果進行判斷、分析。在實驗中所遇到的疑點和問題，教師應該引導學生獨自規劃實驗實施方案。在實驗開始前，教師的首要任務是檢查學生們的設計路線，指導學生們進行實際操作和安全問題防范，最后對實驗結果進行檢查和評判。

四、設計性綜合實驗教學的設計以及實施

1.對實驗任務的具體要求。把制備符合標準的目標產品特點的檢測和表征作為目標。把自己所學的理論知識與查閱的資料相結合，自主地完成設計實驗中的合成方式、條件反應、使用的原材料；在實驗中所出現的問題都是通過學生自身的能力去尋找解決方法。

2.做好實驗前準備工作。為激發學生實驗興趣，實驗前可以自由組合分組。學生可通過網絡等現代技術圍繞實驗內容搜集資料、集體討論、開展研究、提出方案。實驗后，應撰寫實驗報告，對現象進行解釋，回答相關問題，總結經驗和教訓。

3.產物的鑒定和表征。在物質產物合成后，學生要利用已經學過的技術手段進行密度、沸點、折光率的測定，老師要對測定的數據進行復核，教師應對有錯誤的數據通過指引的方式讓學生找到問題的根源并妥善糾正。教師指導學生把譜圖進行針對性分析，若符合樣品標準的就進一步進行紅外測定、質譜測定以及核磁測定。最后，在教師的指導下統一進行圖譜的分析，全部都要獲得正確的合成分析結論。

4.評價設計方案和實驗報告整理提交。教師對學生們所得到的實驗設計方案進行評價，幫助學生找出不足之處，同時發現潛在的優秀學生，并在后續的學習中進行積極引導，做科學引路人。整理實驗報告可以讓學生進一步理清實驗思路、加深對理論知識的理解。[3]實驗報告是對整個實驗過程的系統反饋，學生能夠分析出自己的各種問題原因、思考新方法以及新技術的展望。

五、總結

綜合化學實驗強調興趣驅動、知識的整合和應用，鼓勵自主、能動和互動學習，培養學生的合作精神、組織才能和互動創新精神。因此，綜合實驗的開設可以開發學生潛在的科研能力、探索能力、創新能力，最終目的是培養順應時代發展要求的專業人才。

參考文獻

[1]羅婭君，胡曉黎，李松，等.探索綜合化學實驗培養學生綜合創新能力[J].實驗室研究與探索，2011，11（30）：100-106.

[2]陳小燕，李冰，魏希文，等.綜合化學實驗的綠色化探索[J].廣州化工，2012，4（40）：168-169.

[3]蘇小虎.探究有機化學設計性綜合實驗教學改革與實踐[J].化工管理，2017，（1）：97-98.

Teaching Reform and Practice of Comprehensive Chemistry Experiment Course

WU Kai，CHENG Cong，XIE Kun

（School of Environmental and Chemical Engineering，Chongqing Three Gorges University，Chongqing 404100，China）

Abstract："Comprehensive chemical experiment" course is an important course of experimental chemistry teachers professional，teaching reform of comprehensive experiment can not only improve the students' comprehensive application ability of chemical knowledge，but also an important way to cultivate students' innovative spirit and ability. It emphasizes the role of teachers in designing comprehensive experiments and the design and implementation methods of designing comprehensive experimental teaching.

Key words：Comprehensive chemistry experiment；teaching reform；teaching innovation