高校無機化學實驗教學改革探究

裴陽 許志龍 劉俊杰（北京科技大學天津學院 天津301830）

進入21世紀，實驗教學已成為新一輪課程改革研究的熱門課題。在應用型人才培養模式背景下，化學作為一門以實驗為基礎的學科，其實驗教學的研究和發展顯得尤為重要。無機化學實驗作為一門基礎的專業必修課程，既是對理論知識的驗證與延伸，又為有機化學實驗、分析化學實驗等其他實驗學科的學習提供了必要的基礎，起著關鍵的承上啟下的作用。該課程不僅要求學生掌握最基本的化學實驗操作技能，更重要的是鍛煉學生的實踐創新能力，但在傳統的教學過程中，依然存在許多問題亟待解決。

1 無機化學實驗教學存在的問題

1.1 綠色化學理念意識薄弱

無機化學實驗多涉及具有腐蝕性、揮發性以及含有重金屬離子的化學試劑，大部分學生安全意識薄弱，僅僅依靠教師在課上做口頭安全教育，難以引起學生重視，因而存在一定的安全隱患。以鹽酸和氨水為例，鹽酸易產生揮發性氯化氫，氨水易產生揮發性氨氣，如果實驗所需的試劑濃度較高，即便在通風良好的環境中，學生近距離操作實驗時，也難免會接觸到揮發性氣體。硫酸銅是一種含有重金屬銅離子的試劑，重金屬離子對水體具有嚴重的污染性，即便教師在課上會反復提醒學生應做好廢液的回收處理工作，也難免存在個別隨意傾倒試劑的現象，因而會對生態環境造成惡劣影響。

1.2 實驗項目缺乏創新性

眾所周知，化學實驗課程是學生通過自主操作、設計實驗，觀察實驗現象，驗證實驗理論，進而理解和應用理論知識。目前無機化學實驗項目的選擇上存在以下問題：（1）實驗項目與課本理論缺乏關聯性；（2）各個實驗項目之間缺乏聯系，且存在實驗原理重疊的問題，實驗種類較少；（3）驗證性實驗較多，而設計性實驗較少，學生在操作實驗過程中因過分追求與課本理論現象的契合度而忽視了對實際現象的觀察與思考。

1.3 考核方式落后

目前無機化學實驗的考核方式是以實驗報告為主，實驗報告包括實驗目的、實驗原理、實驗儀器與試劑、實驗步驟、數據處理及思考題五個部分，前四個部分大多數學生會照抄原文，根本達不到預習實驗的效果。無機化學實驗一般采用分組上課，同組學生的實驗數據是完全一樣的，這樣一來，數據處理及思考題部分又存在相互抄襲的現象。基于以上情況，實驗課程以實驗報告作為主要的考核方式，就會導致學生重報告而輕操作，不利于學生實驗技能的提高。

2 改進措施

實驗室作為培養應用型人才的重要基地，只有不斷創新實驗項目，改革教學模式，提升教育質量，才能為后續的素質教育打下堅實的基礎。針對以上存在的問題，本文將從以下三個方面提出改進措施。

2.1 樹立綠色化學理念

綠色化學是指用化學原理、技術或方法減少或消除對人類健康、安全、生態環境有害物質的使用和產生的科學[1]。高校無機化學實驗教學中常會涉及酸類、堿類、易燃品、腐蝕品等危險化學試劑，實驗后會產生相應的化學廢液，而學生在實驗過程中的安全意識比較淡薄，因而可以從以下方面對課程進行改進：（1）學生正式進入實驗室做實驗之前，需接受4學時的實驗室安全教育培訓，實行安全準入制度，安全知識考核達標后才允許學生進入實驗室[2]；（2）對于涉及到危險化學品的實驗，首先應該考慮用安全綠色的化學試劑替代，無法找到合適替代試劑的實驗可以采取“微型實驗”的模式[3]，微型化學實驗通過使用盡可能少的試劑量得到準確、明顯的實驗現象，具有安全系數高、操作簡單、環境污染小的特點。對于具有較高危險性的實驗，也可以采用慕課平臺或虛擬仿真實驗教學平臺進行教學，學生通過觀看、學習慕課資源[4]或在虛擬仿真實驗平臺進行模擬實驗操作，既保證安全，又能讓學生在無法在實驗室操作實驗的前提下體驗到直觀生動的實驗現象。（3）實驗結束后應將廢液進行分類回收，嚴禁直接倒入下水道，實驗室應設立廢液暫存場所，并定期與具有資質的廢液處理公司聯系進行回收處理。

2.2 創新實驗項目

目前，無機化學實驗在實驗項目的選取上存在課本理論聯系不緊密、各個實驗項目之間理論串聯性不強且存在原理重疊、實驗項目與生活實際缺乏聯系等問題。這對以上問題，可以從以下方面進行改進：（1）加強與課本理論知識的聯系，篩選實驗項目時應優先參考《無機化學》大綱，使實驗內容盡可能地覆蓋課本知識；（2）優選與實際生活聯系緊密的實驗項目，這在教學過程中更容易激發學生的學習興趣，同時能將課本知識更好的應用到實際問題的解決當中；（3）篩選實驗項目時，應尤其注意各個實驗的原理部分，防止存在知識重疊的情況，應善于發掘實驗之間的聯系，設計串聯實驗，有利于幫助學生將知識融會貫通；（4）適當增加綜合設計類實驗，不能僅僅局限于參照教材“按部就班”地完成實驗，在實驗設計環節，應善于激發學生的創新能力，多啟發學生，通過不同的設計和不一樣的實驗現象，讓學生在獨立思考和相互學習的過程中不斷取得進步。

2.3 優化考核方式

無機化學實驗傳統的考核方式中，實驗報告的書寫占據了較大的比例，實驗報告主要由實驗目的、實驗原理、實驗儀器和試劑、實驗步驟、數據處理和思考題構成。這種考核方式忽略了學生在實驗過程中的動手操作能力、實驗設計能力以及觀察實驗、分析實驗的能力，因此考核方式不夠客觀全面。實驗課程的考核方式應能全面反映學生的綜合素質，因此除了書寫實驗報告外，還應將考核比例向課堂上的實驗操作傾斜，應將實驗過程中學生的設計思路、操作規范程度、所得實驗現象納入綜合考評中，構建多元的考核體系。

3 結語

總之，實驗室作為培養應用型人才的重要基地，應順應教學改革的趨勢，樹立綠色化學理念，創新實驗項目，優化考核方式，應著重培養學生的動手操作能力、獨立思考能力和創新能力，提升教育質量，為培養高素質化學專業人才打下堅實基礎。