論基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“第一課”的重要性*

朱光遠(yuǎn)，肖 夢(mèng)

(暨南大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院，廣東 廣州 510632)

我國(guó)高校經(jīng)過近40年的改革和發(fā)展，隨著科學(xué)水平的不斷提高，實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施更加完善和便捷，現(xiàn)今各大高校更注重提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)和勇于創(chuàng)新的人才。

正所謂萬丈高樓平地起，一座大樓要想穩(wěn)固，地基最重要。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在本科教育及培養(yǎng)化學(xué)類人才中起著決定性作用，而基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為大學(xué)生進(jìn)入校園后接觸的第一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，顯得尤為重要。基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅針對(duì)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，同時(shí)也是材料，生物，藥學(xué)，環(huán)境等專業(yè)學(xué)生必修的實(shí)驗(yàn)課之一，是學(xué)生的“啟蒙”實(shí)驗(yàn)課。該課程不僅僅教授大學(xué)生基礎(chǔ)的化學(xué)合成，鑒定和分析等操作，同時(shí)還要培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范使用儀器，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)。而這些內(nèi)容往往都被各大高校安排在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課程中，因此“第一課”就是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“地基”，是保證基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有效，高效進(jìn)行的前提保證。

1 問題及現(xiàn)狀分析

1.1 理論課程和實(shí)驗(yàn)課程不同步

很多高校由于課程安排的原因，理論課程需要循序漸進(jìn)的講解，而實(shí)驗(yàn)課程大多超前理論課程，使得理論課程和實(shí)驗(yàn)課程無法相互融合，這就導(dǎo)致了學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候?qū)?shí)驗(yàn)的原理和背景理解的不夠深刻，只能按照書本的描述和老師的講解機(jī)械的重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，缺乏自己的思考和對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)措施[1-3]。

1.2 學(xué)生動(dòng)手能力較差，缺乏對(duì)儀器的正確認(rèn)知

在工作的幾年時(shí)間中，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)“動(dòng)手能力”較差，甚至都無法準(zhǔn)確叫出所使用儀器的名稱，不能說這些學(xué)生是不會(huì)做或者“不識(shí)字”的，而是他們不知道如何去做，缺乏正確的基礎(chǔ)的理論指導(dǎo)，顯然他們?nèi)狈Α暗谝徽n”的正確教育，同時(shí)還缺乏科研精神和批判性思維，而這些都會(huì)成為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的桎梏。[4-6]

1.3 課程安排不夠合理，“前言”課程重視程度不高

目前基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程已經(jīng)不僅僅是化學(xué)專業(yè)的學(xué)生需要上，其已經(jīng)成為了相關(guān)學(xué)科，比如藥學(xué)，環(huán)境學(xué)，材料學(xué)，醫(yī)學(xué)等專業(yè)的必修基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。然而受專業(yè)課程限制，安排給基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)都很少，這就導(dǎo)致了老師們想要教給學(xué)生必要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能就要擠占“非必要”的內(nèi)容。如部分學(xué)校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安排如下：第一節(jié)課是實(shí)驗(yàn)安全，儀器使用，氯化鉀的提純；第二節(jié)課是摩爾鹽的制備；第三節(jié)課是離子鑒定；第四節(jié)課是滴定實(shí)驗(yàn)；第五節(jié)課是配合物合成。其中第一節(jié)課是實(shí)驗(yàn)安全教育，以及基礎(chǔ)儀器的使用和操作規(guī)范，但是可以看到，在此之外，還安排了一個(gè)正式實(shí)驗(yàn)課程，這就導(dǎo)致了要想在限定時(shí)間內(nèi)完成課程，就只能舍棄“不重要的文字課程”。然而對(duì)于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，他們的基礎(chǔ)掌握程度沒有化學(xué)專業(yè)的學(xué)生那么好，并且缺乏對(duì)化學(xué)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)知，如果再取消基本的安全教育和儀器認(rèn)知和使用規(guī)范，那么可想而知，這些學(xué)生就真的變成了只為上課而上課了。

1.4 缺乏基本認(rèn)知，導(dǎo)致管理困難

由于很多高校對(duì)于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程“第一課”重視度不高，學(xué)生對(duì)于儀器的如何規(guī)范使用和如何清理都了解的不清不楚。一方面，學(xué)生不規(guī)范操作儀器會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中存在較大的安全隱患；另一方面，由于學(xué)生的操作不當(dāng)，經(jīng)常損壞儀器，同時(shí)學(xué)生沒有掌握儀器的清潔和保養(yǎng)方法，實(shí)驗(yàn)完后只是草草的結(jié)束，這就導(dǎo)致沒有及時(shí)清理的玻璃儀器會(huì)隨著時(shí)間變得很難清理。尤其是在摩爾鹽制備和離子鑒定的實(shí)驗(yàn)中，錐形瓶和離心管很多時(shí)候會(huì)因?yàn)榍逑吹牟患皶r(shí)和不到位，導(dǎo)致無法再次使用，平白增添了實(shí)驗(yàn)成本。

以上的種種問題和現(xiàn)狀，很大的原因是因?yàn)閷W(xué)生在進(jìn)行基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課前沒有接受正規(guī)的，全面的課前教育導(dǎo)致的。這種情況不僅僅會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程管理困難，增加大量的非必要實(shí)驗(yàn)成本，而且還會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中存在較大安全隱患。為此我們經(jīng)過觀察和探討，針對(duì)這些問題，嘗試了一些解決方案。下面就這些問題談一談我們的做法，希望能起到警醒的作用。

2 解決方法與思考

2.1 擬解決方案

通過和學(xué)生以及任課老師進(jìn)行交流，也同時(shí)參觀和學(xué)習(xí)了一些優(yōu)秀院校的管理模式，針對(duì)以上的種種問題，初步有了一些想法和規(guī)劃。

(1)“第一課”的理念不是一朝一夕就可以培養(yǎng)出來的，這需要長(zhǎng)期的實(shí)施，使“第一課”的理念融入到師生的學(xué)習(xí)中去，從觀念上開始重視“第一課”的學(xué)習(xí)。作為大學(xué)生首次接觸實(shí)驗(yàn)課程的第一課，這個(gè)課程要單獨(dú)成為一個(gè)課程，而不能和其他實(shí)驗(yàn)課程混雜在一起，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“第一課”的重要性，如有必要，甚至可以酌情安排單獨(dú)成為實(shí)驗(yàn)課中的“理論課”，這樣可以讓學(xué)生在正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，就可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室的情況有基本了解，了解常用儀器的名稱，使用方法和保養(yǎng)方法。可以安排簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作考試，合格者才給進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會(huì)，這樣即可以減少實(shí)驗(yàn)過程中由于誤操作引發(fā)的實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)，同時(shí)也降低了儀器維修增補(bǔ)的費(fèi)用。

(2)要提高任課老師對(duì)“第一課”的重視程度，因?yàn)槟壳案咝＠蠋煻蓟揪邆涞暮芨叩膶?shí)驗(yàn)素養(yǎng)，這對(duì)教學(xué)是很有幫助的，但同時(shí)老師們也可能會(huì)忽視一些細(xì)節(jié)。學(xué)生第一次接觸實(shí)驗(yàn)課程，很多操作方法都是盲目的學(xué)習(xí)指導(dǎo)老師的動(dòng)作，這就導(dǎo)致了一旦發(fā)生老師都出現(xiàn)誤操作的情況，那有可能會(huì)導(dǎo)致這種情況“泛濫”，這就極大的增加了安全隱患的出現(xiàn)。

(3)要提高學(xué)生自我思考和批判性思維，在給學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，在保證安全性的同時(shí)，放手讓學(xué)生去嘗試實(shí)驗(yàn)方法，不要僅僅局限在書本上的實(shí)驗(yàn)過程。培養(yǎng)學(xué)生“想”和“試”的意識(shí)，針對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不僅要明白原理，還要盡量掌握這個(gè)原理的應(yīng)用方向。

(4)提高管理質(zhì)量，“多點(diǎn)監(jiān)督”。建立完善的管理制度，針對(duì)不按規(guī)則操作，不清理儀器，實(shí)驗(yàn)后儀器亂擺亂放的情況要嚴(yán)肅處理。建立儀器設(shè)備更換登記明賬，破損和折舊的儀器更換要登記到個(gè)人，讓學(xué)生更加珍惜儀器的使用。設(shè)立完善的值日制度，要認(rèn)真檢查實(shí)驗(yàn)后的情況，保證每次實(shí)驗(yàn)后儀器都已經(jīng)清晰干凈，沒有破損，以保證下次實(shí)驗(yàn)順利的進(jìn)行。

2.2 教學(xué)案例

作為一名無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)老師，初步擬定了兩種教學(xué)改革方案，同步實(shí)施到目前的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中，以期通過對(duì)比找到更合適的改革方案，最終能夠達(dá)到增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“第一課”的重視程度，增強(qiáng)“第一課”對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)意義。

第一種方案，我們針對(duì)每一次實(shí)驗(yàn)課程制作了微視頻，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中需要的操作方法都進(jìn)行了詳細(xì)演示，并且對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中可能發(fā)生的錯(cuò)誤操作及危險(xiǎn)環(huán)節(jié)都進(jìn)行了詳細(xì)講解。同時(shí)建立了公眾號(hào)，制作好的微視頻進(jìn)過業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)豐富的老師審核后上傳到公眾號(hào)，并發(fā)給學(xué)生查閱。學(xué)生們通過微視頻可以提前學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并掌握基本實(shí)驗(yàn)技能。現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)是一個(gè)高速發(fā)展的信息化社會(huì)，現(xiàn)在學(xué)生接觸各種網(wǎng)絡(luò)信息資源的途徑越來越多，也越來越方便，這種制作微視頻的方法符合現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。目前該方案已經(jīng)實(shí)施一年有余，我們通過走訪學(xué)生以及讓學(xué)生填寫調(diào)查問卷的形式來了解學(xué)生對(duì)這種方式的接受程度。其中91%的學(xué)生都愿意接受并主動(dòng)查閱微視頻來提前了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在這些微視頻中，我們著手與目前從事的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，著重講解了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中所用到的玻璃儀器的操作方法，比如酒精燈的使用方法，酒精燈打翻著火時(shí)的處理辦法；基本玻璃儀器，如玻璃杯，玻璃棒，試管的使用方法；離子鑒定實(shí)驗(yàn)中離心機(jī)的操作方法。通過一年兩個(gè)學(xué)期的觀察，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)偬崆巴ㄟ^微視頻學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法后，在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)誤操作的情況越來越少，并且相關(guān)實(shí)驗(yàn)的任課老師也反應(yīng)實(shí)驗(yàn)課的講解效果得到了顯著提升，學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)化學(xué)儀器的認(rèn)知程度再顯著加強(qiáng)。再也沒有出現(xiàn)學(xué)生突然跑到實(shí)驗(yàn)室跟老師說“老師，我那個(gè)燒東西的儀器不見了”這種情況發(fā)生。這就說明我們通過微視頻提前讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作及儀器名稱是有幫助的。尤其對(duì)于非化學(xué)專業(yè)，沒有相關(guān)專業(yè)背景的學(xué)生來說，這種方法能夠更直接的讓他們認(rèn)識(shí)化學(xué)儀器。我所在的學(xué)校是一所華僑學(xué)校，港澳臺(tái)的學(xué)生很多，由于基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)境不同，很多港澳臺(tái)的學(xué)生剛剛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，都無法準(zhǔn)確的叫出每個(gè)儀器的名稱，而通過微視頻的學(xué)習(xí)，這類學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)知已經(jīng)有了明顯改善。雖然儀器名稱對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來說是很微不足道的一部分，但我認(rèn)為這一點(diǎn)恰恰能體現(xiàn)這個(gè)學(xué)生收到的基礎(chǔ)教育是否良好。

第二種方案，我們將以前第一節(jié)課的內(nèi)容拆分，不再把基礎(chǔ)認(rèn)知教育和實(shí)驗(yàn)課壓縮在一起上課。因?yàn)檫@種方案涉及到教學(xué)大綱改革，所以我們只是先進(jìn)行試點(diǎn)，再通觀察成效提交改革申請(qǐng)。

原來的課程是把化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)儀器認(rèn)識(shí)和基本操作以及實(shí)驗(yàn)安全內(nèi)容和第一次實(shí)驗(yàn)課程放在一起，原本的目的是為了節(jié)約實(shí)驗(yàn)，減少不必要的課程負(fù)擔(dān)。但是通過我近幾年實(shí)驗(yàn)課的觀察發(fā)現(xiàn)，很多課程在基礎(chǔ)操作講解和實(shí)驗(yàn)安全講解部分過于簡(jiǎn)單，這就導(dǎo)致學(xué)生重視程度不夠。鑒于這種情況，我們首先在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行試點(diǎn)，把基本操作和實(shí)驗(yàn)安全講解單獨(dú)設(shè)置成第一節(jié)課，老師在這節(jié)課就通過視頻結(jié)合實(shí)際操作的方法向同學(xué)們講解無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的注意事項(xiàng)。雖然這種拆分方案會(huì)增加實(shí)驗(yàn)課的上課實(shí)驗(yàn)，但是會(huì)大大提高“第一課”的教學(xué)質(zhì)量，可以讓學(xué)生全身心的投入到對(duì)于基本儀器操作和實(shí)驗(yàn)安全的學(xué)習(xí)中來。近幾年國(guó)家對(duì)于實(shí)驗(yàn)安全的管理越來越嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)也越來越高，我認(rèn)為“第一課”不僅僅能夠讓學(xué)生充分學(xué)習(xí)化學(xué)儀器的使用方法，而且可以認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)安全的重要性。

通過一個(gè)學(xué)期的試點(diǎn)運(yùn)行，這種突出“第一課”的方法深受老師和學(xué)生的好評(píng)，我們也采用了調(diào)查問卷的方式收集學(xué)生的反饋意見，很多學(xué)生表示更容易接受這種方法，他們的注意力可以在第一節(jié)課的時(shí)候充分集中去學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，而不用再分心考慮第一節(jié)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

通過對(duì)比以上兩種方案，我們最終發(fā)現(xiàn)兩種方案結(jié)合，互補(bǔ)長(zhǎng)短的方式是最好的，我們可以通過微視頻提前讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)在“第一課”的時(shí)候只向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)室的儀器以及實(shí)驗(yàn)安全內(nèi)容。未來我們也將用這種方式試行下去，并從中吸取經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)改進(jìn)方案。

3 結(jié) 語

總的來說，我們通過改善管理制度，加強(qiáng)監(jiān)管，實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境衛(wèi)生等方面已經(jīng)有了明顯的改善，學(xué)生打碎儀器，更換儀器的頻率明顯降低，已經(jīng)初步取得成效。并且通過實(shí)驗(yàn)方案的改革，學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)化學(xué)儀器的認(rèn)知，以及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)安全的認(rèn)知有了明顯提高。學(xué)生們已經(jīng)不再是為了完成一門課業(yè)而上實(shí)驗(yàn)課，而是通過提前學(xué)習(xí)和“第一課”的講解，增加了學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，我認(rèn)為興趣才是學(xué)生學(xué)習(xí)的最好老師。但是，不足之處同樣存在，尤其是和廈門大學(xué)，南京大學(xué)等高水平大學(xué)相比，而這也正是督促我們不斷發(fā)展進(jìn)步的源泉。我們相信，通過我們的努力，一定可以將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，讓“第一課”真正成為大學(xué)生進(jìn)入學(xué)校后接觸的第一堂實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課程，讓他們不僅僅可以學(xué)校到相關(guān)的基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)，更為他們以后的人生道路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。