淺談高校化學教學中如何提升學生實驗探究和創新能力

王燕飛

摘 要：近年，高校化學實驗教學的教學實驗內容與方法都有新的改革，通過實踐證明，這些新的教學方式方法有效提高了化學實驗的教學質量，包括實驗課程、實驗項目、實驗教學在內的整個實驗課程體系的建設是高層次人才培養的重中之重，是關系到高層次人才培養的成敗。而互動性較強的化學實驗課程相關研究的開展，能夠激發學生的學習興趣，全面的發展學生們思維、觀察、分析和解決問題的能力，支撐起我國高素質化學創新人才培養目標的實現。

關鍵詞：化學教學;實驗;學生能力;創新

我國非常重視對化學專業人才的培養，《化學類專業本科教學質量國家標準》等標準和建議，就是在2013-2017年由教育部高等學校化學類專業教學指導委員會制訂，對于化學類專業化學實驗教學內容和體系建設提出了相關的指導和要求。針對化學類專業人才培養目標推進化學類專業實驗教學的革新，在教學過程中，通過對應性分析化學實驗教學體系、教學內容和教學層次的改變，發現對學生的實驗研究能力與開創性思維的提升有很大的幫助。適應時代發展，使學生科學探究能力、動手能力、科學素養和可持續發展能力不斷提升，應切實發揮好化學實驗教學對提高大學生培養質量的重要作用。

1 課內外訓練結合提升學生的科學探究能力

在高層次化學人才的培養過程中，科學探究能力是大學生應具備的重要能力之一。近年的化學實驗教學中，關于科研前沿動態的介紹、結合所學相關實驗開展課外研究性實驗、探究實驗中產生的異常現象，針對性組織的實驗研討等，都極大激發起學生的學習熱情與興趣，一些基于創新創業型人才培養的需要，實驗教學內容與科學研究和生產應用相互動的新型教學方法的融合，大學生們的實驗技能、知識轉移能力、創新創業意識等在實驗教學中都得到很好的訓練，而且各環節相互融合、相互支撐，從課內延伸到課外，做到創新創業訓練不斷線，深化了化學實驗教學的改革，取得良好教學效果，實現化學教學質量的提高，使學生能力全面發展，培養出高素質化學創新人才。

2 從實際出發打造有吸引力的化學實驗課

實驗是化學的靈魂，是化學的魅力和激發學生學習興趣的主要源泉，化學屬于一門動手能力很強的學科，通過化學實驗，能最大程度增強學生對學科知識的了解。化學經常與物理和生物一道被稱為“核心科學”，醫學、牙科、獸醫科及藥劑學、藥理學、生物化學等都是以化學為基礎的專業，在學科領域，化學占據了無比重要的地位。化學知識潛移默化的應用于實際生活中的各個方面，比如在講到硫氰酸汞的熱分解相關知識時，可以《哈利波特》電影里面的怪物“法老之蛇”為例，其實就是汞鹽的熱分解并伴有部分產物的燃燒后，形成仿佛蛇一樣卷曲、膨脹的產物，場面非常壯觀。以類似相關例子分析化學知識能引起學生極大的興趣，增強他們的想象力，再引申講解化學實驗相關知識。通過引人入勝的課程設計，能拓寬學生的視野，激發他們對化學探究的興趣，在化學科學的研究方面建立起獨立思維能力，完成基礎知識的積累，提升學生創新能力良好發展。

3 仿真實驗工具輔助化學實驗課

實驗操作是化學教學重要組成部分，實驗教學的好壞，直接關系到學生對知識的理解和應用。然而化學實驗中常涉及到腐蝕性物品或反應劇烈的實驗操作，讓學生動手往往無法保證其安全性，老師操作演示又會降低學生的積極性和探索趣味，而利用仿真程序就完美解決操作困難、成本高、不安全等原因所造成教學過程中的難點，仿真程序涵蓋多學科的實驗操作，可以把大學的理科知識全部互動化的平臺工具，旨在創建免費的互動程序。基于拓展型教育的相關研究并激勵學生在直觀的、游戲化環境中探索和發現。仿真虛擬實驗軟件以其逼真、準確、交互性強的特點，將信息技術與科學課程實驗教學高度整合，彌補了傳統實驗教學不足。利用仿真軟件老師可以演示真實環境中不易操作的實驗，來進行更好的課堂演示，通過趣味互動幫助學生理解深澀難懂的概念及蘊藏的知識點關系，學生可以模擬一些經典的化學實驗和改變實驗環境，可調參數模擬實驗，進一步探究自變量與因變量之間對實驗結果的影響。將抽象概念可視化，仿真軟件支持在線或離線使用，學生在移動設備上直接打開程序就可以進行模擬實驗，傳統課堂與智慧課堂都能很好應用，可以隨時隨地探索、操作并測試實驗，體驗直觀而逼真的實驗過程。加深學生對實驗的理解，幫助學生深入理解課堂知識，激發學生濃厚的學習興趣，提升學生的思考和動手能力。

4 化學實驗慕課（MOOC）的建設

師生共鑄化學實驗慕課（MOOC）的打造和系統建設，在親自動手錄制慕課的過程中，每個鏡頭、每句解說，可由學生來“助演”，慕課主要以學生為中心，更需要學生積極參與、師生共建來“升級”移動虛擬實驗，增加和豐富實驗內容，從頂層設計到落地生根，各個環節環環相扣，緊密圍繞教學展開各項改革措施。慕課錄制后，通過報名可查看虛擬實驗使用說明，全部配套的多個虛擬實驗。結合大學慕課及labs資源，快速構建專屬SPOC，應用效果非常好。通過慕課的學習，使學生能很好的完成三個步驟，課前預習：學習安全資源→完成安全測試→獲得安全證書→簽到承諾書→學習慕課資源→完成虛擬實驗→做好預習記錄→掃描簽到→在線預習測試;課中學習：掌握基本技能→分析實驗現象→規范操作實時評價;課后研討：自帶樣品設計實驗→上傳原始數據→提交實驗報告→在線評閱→師生互動→課后討論。經過慕課的制作和學習，能夠培養和鍛煉自學能力，演示基本操作、獨立講解一次實驗原理、經常討論，詢問想法，全面把握學生表現，鞏固和提高學生的化學實驗知識和技能，從總體上提高教學水平，為今后相應工作打下堅實基礎，有利于學生未來從事化學教學和科研工作。

5 教師嚴謹科學的教學

一位高水平的、熱愛教學和喜歡學生的老師，要做到對化學課本爛熟于心，并在自己對專業知識有了比較深的理解后，能夠深入淺出的為學生講解課本知識、擴大學生的知識面，鼓勵學生多動手，啟發他們勤思考。授課老師應做到專業、敬業的去完成教學工作，從設計教案到實驗器材的購置，每一個環節都應做到盡心盡力，所有的實驗都要反復推敲，反復操作。目的只有一個，既能幫助學生更好的學好課本知識，又能補充目前學校教學動手機會少的遺憾，努力為學生創造更多學習機會。教師對教學內容講得又好，拓展的內容又多，學生才能聽得津津有味，才會收獲良多。由高水平老師帶來的實驗課程，漸入佳境后，一定會對學生未來的學習和生活產生一定的影響，在這些學生中會出現一位科學家也不是沒有可能的。

6 學生自身能力培養

學無止境，學生應意識到自身的不足，提高對化學知識學習的目標和要求，認為已學的很好的同學，如果脫離開書本，不一定就能完整正確的寫出最基本的化學反應方程式，包括各種箭頭的使用，基本概念的理解及最基本的應用，都需要扎實的學習。尤其是化學實驗室是一個充滿危險的地方，空間狹小、人員密集，面臨各種安全隱患。易發生火災、爆炸事故，更面臨化學試劑腐蝕毒害，放射性照射，電氣設備漏電，玻璃制品破碎割傷等大小事故。因此，學生要保持安全意識，養成良好安全習慣，接受全面的實驗室安全教育，了解行之有效的實驗室安全管理措施，在安全中享受化學帶來的樂趣。

總而言之，美妙神奇的化學，帶給我們奇妙的感受，產生思維的碰撞，同時化學的專業術語、抽象概念、晦澀的理論和定律，給學好化學帶來很大挑戰。實驗課是溝通理論和事實的橋梁，“實驗失敗”也是學生實驗的常客，為此學生要始終帶著一顆滿懷好奇和探究之心，通過扎實的學習、積極參與、親身體驗，認真觀察實驗現象，分析實驗數據和結果，從實驗中不斷的獲得靈感，拓展知識，培養創新能力，使學生科學研究素養和品質得到有效訓練。

參考文獻：

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