地方師范院校《無機化學實驗》課程改革與探索

張 南，張永亞，魏 偉，曹廣秀

(商丘師范學院 化學化工學院，河南 商丘 476000)

無機化學實驗不僅是化學實驗的重要分支，也是學生學習其它化學實驗的重要基礎，是學生必修的一門獨立的基礎實驗課程[1-3]。通過無機化學實驗課程的學習，練習并掌握無機化學實驗中的基本操作和基本技能；配合理論教學，加深理解有關的基本概念、基本理論和元素化學的基本知識；通過無機制備實驗，使學生熟悉無機合成的一些基本過程；通過綜合和設計性實驗，培養學生分析問題、解決問題的能力以及創新能力，使學生形成良好的思維習慣和獨立開展工作的能力[4]。綜上所述，無機化學實驗作為一門理論和實踐緊密結合的課程，對培養實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才具有十分重要的作用[5]。

總之，通過本課程的學習，使學生養成嚴謹求實的科學態度，獲得大量物質變化的感性認識，進一步熟悉元素及其化合物的重要性質和反應，加深對化學基本原理和基礎知識的理解和掌握，使學生養成獨立思考、獨立準備和開展實驗的能力，養成細致的觀察和詳細記錄現象的習慣，達到正確歸納、綜合處理數據和分析實驗結果的能力[6-7]。

1 目前無機化學實驗課程傳統教學中存在的問題

以商丘師范學院為例，無機化學實驗課程傳統教學尚存在一些問題，主要表現在以下幾個方面：

1.1 實驗內容簡單

《無機化學實驗(一)》(大一上學期開設課程)，目前課程內容設置主要為64%的基本操作實驗，包括：儀器的洗滌與干燥、稱量操作練習、分離操作練習、加熱操作練習和溶液的配制等實驗；對于《無機化學實驗(二)》(大一下學期開設課程)，課程內容設置為63%的驗證性實驗和37%的合成鑒定實驗，設計性實驗、綜合性實驗較少，缺乏難度稍高的探究性實驗，學生開展實驗“照方抓藥”，不能夠發展其科學探究能力[8]。

1.2 教學方法單一

在課程教學中常用的教學模式還是“系統陳述知識”模式和“驗證知識”模式。前者使得學生處于課堂被動接受的狀態，不符合“以學生為中心”的教學理念；后者在介紹某一知識后，即提供有關的例證或驗證，不利于激發學生的思維活動。

1.3 教學評價落后

目前該課程學習效果評價主要是預習報告、實驗報告和期末理論考試，過于形式化和看重學生的理論成績，而忽視學生動手能力、自主創新能力及綜合素質等的發展[9]。學校培養學生偏重知識傳授，老師講解原理、步驟，學生被動接受、照本宣科，缺乏創新思維和創造能力的培養。然而，隨著社會對學生綜合素質的要求越來越高，上述培養方式致使學生本科畢業后一方面不能滿足企業的需求(比如：研發崗位、分析檢測崗位等)，職后發展受限；另一方面若讀研深造，因缺乏科學素養，亦不能很好的完成研究課題。

因而如何在教學內容上體現化學實驗設計的改革理念，改變傳統的教學模式，開發多元的、符合課程特點的教學評價方式，從而使實驗課程設計更加具有科學性和探究性成為目前面臨的問題。

2 改革方案

2.1 解決的問題

以我校化學專業為例，無機化學實驗課程教學改革主要解決以下三個問題：

①優化無機化學實驗課程的教學內容體系，解決內容過于簡單的問題。目前教學內容多選擇基本操作實驗和經典驗證性實驗，而開放性和綜合性實驗所占的比重較少，缺乏自主選擇性，這導致學生僅僅機械性地按照實驗教材內容或《無機化學》課程所學知識去驗證實驗結果，不能培養學生的發現問題和解決問題、創造性思維和探索未知的能力。另一方面，教學內容缺乏應用性，脫離現實生活與應用實踐，未讓學生產生學以致用的感受，難以激發學生的學習興趣。

②教學方法單一，仍以講授等教學方式為主，教師在實驗前講解實驗原理、操作步驟、注意事項等，學生按步驟機械的進行操作。在這一教學模式下，難以發揮學生的自主性和創造性，使學生的創新想法、創造能力及發現問題、分析和解決問題的能力逐漸喪失。

③建立更貼合課程特點的、科學的考核方式，解決考核與評價方式單一的問題。目前考核方式通常只注重實驗報告和期末實驗理論考試兩部分內容，這種考核評估具有較大局限性，不能真實反映學生的綜合素質。

總的來說，當前采用的無機化學實驗教學內容、教學模式和評價方式均已不能滿足社會和工作崗位對人才培養的需求，亟需改革。

2.2 具體的實施措施

2.2.1 優化無機化學實驗課程的教學內容體系，加大綜合性實驗內容的比重

對于基本操作實驗和驗證性實驗等內容做適當刪減，增加物質的制備、物質的分離與提純、物質的表征以及物質性質變化規律實驗的占比。通過預習基本原理，結合無機化學理論課程知識，“學生為主，教師為輔”，讓學生自主設計實驗，教師從旁指導，與學生討論可行性，既調動了學生的學習積極性，又為培養具有創新探究意識和實驗操作能力的新興人才打下良好的基礎。具體方案如下：對于《無機化學實驗(一)》，將基本操作實驗從21個課時壓縮至10個課時，綜合性實驗從12個課時提高至23個課時；對于《無機化學實驗(二)》，驗證性實驗從18個課時壓縮至8個課時，合成鑒定實驗保持14個課時，設計性實驗從無加至10個課時。

2.2.2 實驗與理論相結合

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗可以驗證猜想，也可以推翻猜想，枯燥無味的理論知識因為有了實驗而變得生動有趣。無機化學實驗是與無機化學理論課程同步開設的，實驗內容的設置需與理論課程章節相呼應，所以如何在不脫離理論的基礎上開展與新教學理念相符的實驗至關重要。具體方案如下：實驗安排與當周所學無機化學理論章節同步。傳統的教學中，理論教學和實驗課往往是分開的，也就是說理論課和實驗課的教學進度有時會不一致，會出現實驗課的開設滯后理論課太久，甚至在理論課之前，這可能使得學生在預習以及實驗過程中一頭霧水，只能按照實驗步驟按部就班的機械操作。將實驗安排與理論章節同步后，既能達到鞏固理論知識的目的，又能使學生整個實驗過程得心應手，充滿興趣。比如學生在學習了第22章“鐵系元素和鉑系元素”第3-2節“鈷和鎳的配合物”后，可以開設“三氯化六氨合鈷(III)的合成和組成測定”實驗，重要配合物的顏色、結構和性質是本章的一個重難點，可以讓學生及時的通過實驗了解其合成方法、顏色和鑒定方法等信息，更有利于學生在理解的基礎上鞏固所學知識。

2.2.3 培養學生的分析能力

能熟練的完成實驗操作不足以滿足企業對人才的需求。觀察到現象、拿到實驗結果只是第一步，能夠從現象和結果中分析出原因，進而解釋該現象和結果是如何與化學結構相聯系的，明白結構是如何決定性質的，性質是如何決定用途的才是目的。這就要求課程在培養學生實操能力的基礎上，進一步訓練其數據分析能力。具體方案如下：首先，要求實驗報告中不光要對實驗現象和結果作詳細的記錄，還要增加一項“解釋原因”。學生可課下通過獨立思考給出答案，也可課上通過討論等教學方法實現培養學生的分析能力的目的；其次，引導學生進行課后反思，對實驗設計進行反思、對實驗過程進行反思，對結果進行反思。反思有助于加深對原理的理解，有助于自身能力的提高。其次，規范實驗結果的處理，要求學生將實驗結果“化學用語化”、“表格化”或“線圖化”。用元素符號、化學式、化學方程式和化學圖示等化學用語，對獲得的化學實驗結果加以系統化和簡明化；用若干條橫豎線制成表格(表中項目是某些物理量，并標出物理量的單位)，對實驗結果加以系統化和簡明化；用直線圖或曲線圖對實驗結果加以系統化和簡明化(適用于一個物理量的變化引起另一個物理量變化的情況)[10]。

2.2.4 考核多樣化

僅通過實驗報告和理論考試成績評價學生的學習效果對于《無機化學實驗》課程存在一定的局限性，既不能體現學生基本操作能力，也不能體現學生對儀器和試劑的選擇能力以及綜合運用所學理論知識的能力。獲得所謂的“正確”實驗結果不是目的，更重要的是使學生經歷和體驗獲得實驗結果的探索過程，在這個過程中受到科學的訓練，形成科學的態度、情感和價值觀[11]。具體改進方案如下：首先，該課程的最終成績可由預習報告成績、實驗報告成績、基本操作成績、實驗設計成績以及理論考試成績五個部分組成，合理分配比重，充分調動學生的學習積極性，培養學生的創新思維、實踐能力；其次，學期末開展實踐實訓，組織學生進行綜合性強、難度稍大、與生產生活密切聯系的設計性實驗，讓學生綜合運用一整個學期所學，發散思維，形成解釋。給學生提供一個實驗方向，讓學生自主設計方案并分組開展實驗，利用課程內容相關的知識和操作技能，小組協作，獲得實驗結果，形成報告并提交。

3 結語

本文分析了商丘師范學院化學專業《無機化學實驗》課程存在的問題，調整教學內容，打破以往的灌輸式“講實驗”的教學模式，優化評價方式，轉變教學觀念，提出了可行有效的解決方案，以激發學生學習興趣、激發學生創造性思維、增加學習深度、培養學生科學探究能力為目的，引導學生主動思考、理論聯系實踐，提升課程教學質量，提高學生的動手能力、分析與解決問題的能力，為本科生將來的工作和繼續深造打下良好的基礎。