高等學校化學實驗教學改革的研究與實踐

付 蕾，王 蒙，富 波，張 超，張春晶，張基慶，周媛媛，楊連榮，齊樂輝，徐 暘

(黑龍江中醫藥大學 藥學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

化學是一門實踐性強、應用性廣，以實驗為基礎的自然科學。作為新世紀高等學校創新人才培養過程中不可缺少的重要組成部分，化學實驗教學不僅是理論教學的重要延伸和補充，更是提高學生綜合素質、培養學生實踐能力和創新能力的重要途徑[1]。

1 化學實驗教學改革的目標

傳統化學實驗教學大多只重視理論知識的驗證和實驗結果的而獲得，而忽略了在實驗過程中對學生動手能力和創新能力的培養，既不能激發學生學習興趣，也不能充分調動學生的學習積極性[2]。

為適應新世紀人才培養要求，高等學校化學實驗必須進行相應的教學改革。化學實驗教改的目標是：把對學生動手能力、創新能力的培養和綜合素質的提高放在首位，通過實驗教學的開展，使學生在牢固掌握基本操作的基礎上，熟悉科學研究的方法，養成科學的思維方式，具備一定的團隊協作精神和環保意識，畢業后能夠更好地為國家的經濟建設服務[3]。

2 化學實驗教學內容的改革

在“理論教學-實驗教學-科學研究”相互結合的教學平臺支持下，以“合成制備-結構表征-實際應用”為主線，使學生能夠“熟練掌握實驗技能和科研方法，具有團隊合作精神和環保意識，創新能力和綜合素質均得到顯著提高”為目標，將化學實驗教學內容科學地劃分為：“夯實基礎、綜合提高、研究創新”三大模塊。

2.1 基礎型實驗

基本操作實驗是化學實驗課的基礎，通過基本操作技能和實驗方法的訓練規范學生的操作，重點培養學生的實驗技能和動手能力，為后續綜合性實驗的開展打下堅實基礎。

在基礎實驗教學過程當中，首先使學生了解實驗室規則、藥品的取用與保存、易燃易爆試劑取用與存放和意外事故的處理方法，了解實驗常用儀器及設備的性能和使用方法，養成良好的實驗習慣。其次，對于基礎操作和理化常數測定實驗，主要采取學生課下預習，課上教師講解示范，學生獨立操作的方式，從簡單的儀器洗滌、固體藥品的稱量、液體藥品的取用、到溶液的標定、實驗數據的采集與處理，通過教師嚴格、規范的指導和學生反復的練習，使學生夯實化學實驗操作基本功，并熟練掌握測定化合物重要理化常數的方法，動手能力得到加強。再次，對于常用的分離、提純實驗進行規范的操作訓練，使學生在理解實驗原理的基礎上進行獨立操作，教師通過啟發的方式與學生交流，給予學生獨立思考和操作的機會，培養學生動手能力的同時，養成了實事求是、科學嚴謹的工作態度。

2.2 綜合設計性實驗

綜合設計性實驗指的是：在實驗前，先由教師布置實驗題目，學生在明確實驗目的、要求和條件的前提下，自行查閱相關資料并設計實驗方案，綜合運用相關理論知識和實驗方法來獨立完成的實驗，從而更好地提高學生分析問題、解決問題能力，培養學生綜合能力，提高學生綜合素質[4]。

綜合設計性實驗的具體步驟為：教師布置實驗題目→學生獨立查閱相關文獻，設計實驗方案→師生共同研討，確定實驗方案→學生獨立完成實驗→提交實驗報告→師生共同評議總結。通過綜合設計性實驗訓練，學生既夯實了基本操作技能，又能理論聯系實際，舉一反三，從被動的接受知識變為主動地去求知、去探索，他們的表達能力、分析問題解決問題能力、動手能力、團隊協作能力在分析問題和解決問題過程中得到了進一步的發展，綜合素質得到了提高。

2.3 研究創新型實驗

創新能力是指運用知識、經驗和理論，在科學、技術等領域和各種實踐活動中不斷產生具有社會價值、經濟價值、生態價值的新思想、新理論、新方法和新發明的能力[5]。

當代社會的競爭，從本質上講就是人的創新能力的競爭。研究創新型實驗是大學化學實驗教學體系中第三層次的實驗，是以具體的科研項目為載體，將化學理論知識、實驗知識和實驗操作技能融會貫通的綜合性訓練。在內容上融無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、生物學、醫學、藥學、環境科學等學科于一體，在一級學科層面上對有機化合物和無機化合物的制備、分離、純化、表征[6]。我們每年都堅持從導師的最新科研成果中選取與化學知識和藥學知識相關的小型科研題目作為研究創新型實驗，如：抗腫瘤藥物斑蝥素類似物及其衍生物的合成；基于結構優化的小分子新藥研發等。每一個研究創新型實驗過程都是一個完整的科學研究過程,學生根據實驗的研究目標獨立查閱國內外相關文獻、設計方案、獨立完成實驗，對實驗數據進行處理和分析，并得出最終結論。研究創新型實驗在充分調動學生學習積極性、鍛煉了學生動手能力的同時，使學生熟悉了科學研究的過程和方法，拓寬了知識面，科學研究能力得到全面提升。

3 化學實驗教學方法的改革

3.1 以學生為主體，教師為主導

為提高化學實驗課的教學效果，充分調動學生的學習積極性，在授課過程中，我們堅持“以學生為主體，教師為主導”的教學理念，采用啟發式與互動式相結合教學方法。在教學過程，將學生放在主體地位，教師則起到引導和啟發作用，做到課前強化預習、課上雙向互動、認真規范操作，并通過啟發的方式，引導學生獨立解決問題。整個預習→討論→實驗的過程中，學生思維始終處于活躍狀態，主觀能動性得到了充分發揮，實現從“要我學”到“我要學”的轉變[7]。

3.2 建立“開放實驗室”

“以學生為主體，教師為主導”的教學模式沖擊著傳統的“封閉式”實驗室管理機制。學生自主學習的瓶頸是封閉的實驗室，要使實驗內容、時間、條件、指導教師等多方面因素均適應學生的發展需求，就必須“有秩序、分層次”的開放實驗室。“開放實驗”室是指：利用實驗室現有的資源、儀器設備、場地設施、技術服務等，將實驗室全面、全天向學生開放，為學生營造寬松的學習和實驗環境，學生進入實驗室后，可通過自主選題開展實驗[8-9]。

為此，我們遵循“計劃教學→開放實驗→課外實踐”相結合的實驗教學模式，利用現有的實驗室資源、儀器設備、場地設施、技術服務等，將3個基礎化學實驗室和4個科研室全面、全天向學生開放，并由專職的實驗教師和科研人員進行管理，鼓勵學生充分利用實驗中心的設備和技術優勢，自行選擇試劑、儀器，自己動手安裝實驗裝置、操作大型精密儀器，按照自行設計的方案進行獨立的科研實驗，為學生營造寬松、自主的學習環境，從而激發了學生從事科學研究的積極性，促進了學生個性的發展，提高了學生的綜合素質和科研能力，強化了學生探索精神和創新能力的培養。

4 考核方式改革

實驗考核是化學實驗教學中的一個重要環節，也是檢驗實驗教學效果、提高實驗教學質量的重要手段。只重視實驗報告，而忽視實驗過程的傳統考核方式不能激發學生的學習興趣，不利于創新思維的發展和科研能力的培養[10]。

教學改革后，采用“平時成績+期末成績”的組合考核方式，能夠更加科學、客觀地反映學生的學習成績，學生普遍感到自身的動手能力、實驗技能和綜合素質得到了提高。

5 結論與展望

化學實驗教學作為新世紀高等學校創新人才培養過程中的重要組成部分，不僅是理論教學的重要延伸和補充，更是提高學生綜合素質、培養學生實踐能力和創新能力的重要途徑。經過多年的研究與實踐，我校化學實驗課程的建設水平和教學質量得到了顯著的提高，對高素質創新型人才的培養起到了重要的促進作用。