地方本科院校無機化學實驗教學的思考與探討

陳利強　陳麗華　曲陽　朱明霞　孫晶　孫麗娜

摘? ?要：無機化學實驗是化學類專業(yè)本科生的第一門基礎實驗課，對訓練學生的基本操作技能、養(yǎng)成科學素養(yǎng)具有重要的意義。結合黑河學院的實際情況，從轉變教學理念、更新實驗內(nèi)容、突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)、強化安全教育、貫徹綠色理念、改進考核方式等方面對無機化學實驗教學改革進行探討。

關鍵詞：無機化學實驗;科學素養(yǎng);教學理念;考核方式

化學是一門自然學科，這門學科的建立基于人類不斷地探索化學實驗，人類需要通過化學實驗不斷地感知自然、探索自然[1]。因此，人類學習化學的重要途徑之一就是化學實驗。無機化學實驗是黑河學院化學、應用化學和生物等3個專業(yè)本科生的第一門基礎實驗課。該課程對訓練學生的基本操作技能和科學素養(yǎng)的養(yǎng)成具有重要的意義。在實踐過程中，該課程不能局限于對學生知識的傳授與操作能力的培養(yǎng)，還應該聚焦于學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的開發(fā)。

黑河學院是在1958年創(chuàng)辦的黑河師范?？茖W?；A上發(fā)展而來，2004年5月晉升為本科院校。學校坐落在國家首批沿邊開放城市—黑河市，與素有“大學城”美譽的俄羅斯布拉戈維申斯克市隔江相望，是中俄邊境線上中國境內(nèi)唯一一所省屬普通高等本科院校。學校本著“立足北疆﹑服務地方﹑面向全國”的育人模式，始終堅持以應用型人才培養(yǎng)為教學工作重心，同時，加強產(chǎn)學研融合和校企合作訂單式人才培養(yǎng)模式，突出學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，目的是為黑河地區(qū)乃至全國其他地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展提供人才支撐。培養(yǎng)好應用型人才離不開實踐教學的支撐。而無機化學實驗作為黑河學院化學、應用化學和生物等3個專業(yè)本科生的第一門基礎實驗課，其教學質(zhì)量和教學模式對后續(xù)實踐課具有至關重要的導向作用。因此，著力提高無機化學實驗教學質(zhì)量，一方面能為后續(xù)實踐教學課程打下堅實的基礎，另外一方面，對學生動手能力的培養(yǎng)、良好學習習慣的養(yǎng)成、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)等都具有重要意義[2]。筆者根據(jù)自身10年的教學實踐，從一定角度對地方本科院校的無機化學實驗教學進行了一些探索及思考。

1? ? 轉變教學理念，更新實驗內(nèi)容

筆者在10年教學過程中，做過3屆應用化學專業(yè)班級的班主任，通過對學生檔案分析發(fā)現(xiàn)，大部分學生來自農(nóng)村。眾所周知，大部分農(nóng)村中學因為當?shù)刎斦С至Χ扔邢蓿瑢嶒灄l件難以達到實驗100%開出率，甚至部分學校連演示實驗課都不開設。這就導致大部分學生對實驗的認識只是停留在書本知識或者視頻中。初、高中階段的實驗教學基礎不牢固，就會形成重理論、輕實踐的觀念，其后果就是這部分學生意識不到實驗教學對其知識結構形成的重要性。另外，在教授物理化學實驗過程中，發(fā)現(xiàn)個別學生態(tài)度不夠端正。在與學生針對實驗教學問題進行交流時，對問題溯源時發(fā)現(xiàn)，很多不良習慣在無機化學實驗課程中沒有得到糾正，如分組實驗時，有學生自始至終作為旁觀者，最后抄襲同組同學的實驗報告，也有同學在實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)不一致時，亂改實驗數(shù)據(jù)，目的是獲得一個較高的分數(shù)。以上教學亂象不但無法達到無機化學實驗教學的應有教學效果，還會對后續(xù)其他實踐教學帶來不良影響。因此，在無機化學實驗教學的第一課必須加強教學理念教育，讓學生和實驗教師都牢記實驗教學理念是訓練學生的基本操作技能和科學素養(yǎng)。

實驗教學內(nèi)容需要不斷融進新的知識及實驗方案，有些老師的實驗教學內(nèi)容，10年甚至20年都沒有更新。而整個社會經(jīng)濟在快速發(fā)展，這就容易導致實驗教學與社會發(fā)展需求脫節(jié)。因此，要在無機化學實驗教學過程中不斷更新實驗教學內(nèi)容，一方面緊跟社會經(jīng)濟發(fā)展需求的腳步，另一方面緊跟科研前沿的步伐。只有這樣，培養(yǎng)出來的學生才不會跟社會需求脫節(jié)，學生才能在每次實驗過程中切身感受化學突破都是在實驗室的實踐過程中取得的，同時，也能培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)。

2? ? 梯度化實驗內(nèi)容，提升創(chuàng)新能力

在現(xiàn)有教學模式中，無機化學實驗開設的項目主要是“照方抓藥式”的驗證性實驗。該教學模式導致很多學生甚至老師，都認為無機實驗課的教學目的就是通過單純的驗證性實驗提高學生基本操作能力。這種觀念一旦形成，不僅不利于本課程實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，還不利于后續(xù)實踐課程教學目的的實現(xiàn)。綜合考慮學生實驗操作能力的參差不齊，建議無機化學實驗教學設計應該分層次教學，在大一上學期開設的實驗主要是基本操作型實驗，目的是訓練學生在實驗室掌握正確的化學實驗基本操作技能。如對儀器設備的認知、固體和液體的稱量取、加熱、冷卻、過濾、結晶等操作以及玻璃儀器的洗滌、干燥、常見氣體制備裝置的搭建等，上述實驗課的課時按照2學時設置。在大一下學期，就可以在繼續(xù)夯實學生基本操作的基礎上開設一些綜合應用型實驗，如通過無機物或配合物的制備、分離、分析、表征等，提高學生運用所學知識解決實際問題的能力。這些實驗課的課時可以按照3學時設置。對于一些想進一步深造或者想進行探索性實驗的同學，可以向教師提出參加開放實驗的要求。在開放實驗過程中，學生最好結合相關老師的科研項目設計實驗內(nèi)容。學生自主查閱文獻﹑通過對文獻的深度分析提出科學問題、設計實驗方案并跟指導教師討論，形成最終實驗方案并積極推進，形成相關的材料，通過無機化學開放實驗培養(yǎng)學生獨立思考和應用創(chuàng)新的能力。

3? ? 強化安全教育，培養(yǎng)實驗好習慣

化學實驗室是提供化學實驗條件及進行科學探究的重要場所，因此，化學實驗的順利開展離不開化學實驗室。而實驗室通常配有化學藥品柜，里面裝有多種常見的化學藥品，實驗室還有各種實驗儀器及實驗所需氣體的儲存鋼瓶等。因此，學生進入化學實驗室之前，一定要仔細閱讀實驗室的相關規(guī)則，進行安全教育并考核，只有考核優(yōu)秀后才可讓其嚴格按照操作規(guī)程進行實驗操作[3]。實驗室因為處置不當及其他原因導致的安全事故觸目驚心。例如，2018年北京交通大學實驗室爆炸案，3位同學在此次爆炸中身亡，2016年華東理工大學1名碩士因中試實驗爆炸而遇難;2015年清華大學1名博士后在實驗室爆炸中身亡。每一次高?；瘜W實驗室安全事故，都是對各個設有化學類專業(yè)高校的一次警醒，時刻提醒著每一位化學類專業(yè)老師和學生必須繃緊安全教育的神經(jīng)。

化學類專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生是面向生產(chǎn)﹑服務和管理等一線應用型人才。因此，對他們強化實驗室安全教育，培養(yǎng)良好的實驗習慣具有重要意義。無機化學實驗是化學類專業(yè)學生上的第一門實踐課程，基于以下兩方面原因需要對學生進行安全教育和良好實驗習慣的養(yǎng)成。（1）學生安全意識水平參差不齊，大多數(shù)學生實驗操作技能差，缺乏安全意識和突發(fā)事件應急處理的經(jīng)驗。（2）學生上實驗課就不可避免地要親身接觸和使用各種有毒性、腐蝕性、易燃性和易爆性的化學試劑以及各類實驗所需的玻璃器皿及實驗裝置等。好的實驗習慣不是一天養(yǎng)成的，是需要大家共同努力才能達成的目標。首先，在學生進入實驗室開展實驗以前，化學實驗授課老師應該對學生進行安全教學培訓，只有考核達到優(yōu)秀水平才能進入實驗室。其次，在實驗前，讓學生查明實驗所用試劑的理化性質(zhì)﹑安全特性及注意事項等，熟悉實驗所需設備的操作規(guī)程并檢查實驗所用儀器設備是否能正常運行等。再次，在實驗操作過程中，實驗教師應該加強巡視，及時指出學生的不規(guī)范操作并及時示范正確的操作。最后，同組的同學要相互加強監(jiān)督，確保實驗操作安全進行。良好的實驗習慣不但有利于學生今后實驗操作的安全，還有利于學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度的培養(yǎng)。

4? ? 培養(yǎng)環(huán)保意識，貫徹綠色理念

化學每一次歷史性進程的突破，在改善人類生活的同時，也會對自然界的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。如塑料袋的發(fā)明極大地便利了人民的生活，但是也使生態(tài)環(huán)境中充滿了廢棄的塑料及微塑料，嚴重危害人類的健康和社會的安定。因此，為促進人類與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，綠色化學作為一門新興的學科應運而生。無機化學實驗課在開設的過程中，實驗教師有責任將綠色化學理念貫穿于整個實驗教學過程中，潛移默化地培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。在實驗教學過程中盡可能拒用一些毒性比較大的藥品，可以通過實驗項目或者藥品替換達到相應實驗教學效果。不可替換的毒性或者危險性較大的藥品，應該在實驗過程中減少其用量。能夠循環(huán)使用的藥品，盡可能循環(huán)使用，對于可回收利用或者能再生的藥品也盡量再生，目的是讓化學實驗藥品的使用達到綠色化。每次實驗前，實驗教師都要對學生強調(diào)“三廢”分類處理的重要性，采用提問的方式考查學生不同廢物處理的操作等。

5? ? 改進考核方式，注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)

以往無機化學實驗考核比較隨意，平時分占30%，有些實驗教師讓學生交一篇論文，以論文來定平時分，這種考核方式已經(jīng)不再適用。無機化學實驗教學是一種多因素、多層次、多環(huán)節(jié)的綜合行為，不能單純地通過一篇論文或者實驗報告來定學生的分數(shù)。要想培養(yǎng)出具有優(yōu)異綜合素質(zhì)的學生，必須從如下方面對學生進行全面評估，如實驗預習報告及提問情況、實驗時是否遵守紀律、實驗態(tài)度是否端正、是否具有良好的實驗習慣、實驗操作是否準確、實驗現(xiàn)象觀察記錄是否真實、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理是否真實、實驗報告整潔程度及是否對一些現(xiàn)象進行了合理的解釋。為了使實驗成績的評定更加客觀、公正及經(jīng)得起檢驗，實驗教師應該對每個考核項制定詳細的評分標準及所占分比例。這種考核方式可能會增加教師的工作量，但是減少了實驗教師隨意打分的情況，還能有效促進學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。否則，有些學生在后續(xù)的實驗課程中會表現(xiàn)出實驗操作不規(guī)范及安全意識不強等問題。

6? ? 結語

無機化學實驗作為化學類專業(yè)學生開設的首門實驗課程，其教學效果將直接影響學生后續(xù)求學生涯甚至參加工作之后的實驗技能和科學素養(yǎng)。因此，本著對學生和社會負責的態(tài)度，無機化學實驗教學應該緊跟時代步伐﹑與時俱進﹑勇于創(chuàng)新，無機化學實驗教學應該引領其他基礎化學實驗和專業(yè)實驗的教學向前發(fā)展。

[參考文獻]

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