新工科理念引領下的基礎化學實驗課程改革探索

摘 要：為響應學校培養目標和育人要求，本文從教學設計、信息化手段、安全意識和考核方式等方面，針對基礎化學實驗課程進行初步改革探索。在改革探索過程中，充分借助信息化技術的強大力量，以學生安全意識為基礎，深度融合并改進課堂教學，旨在提高學生對實驗課程重要性的認知以及后續學習的積極性和主動性，同時提高學生的實驗操作技能、綜合應用能力以及對知識應用的創新能力，為培育具備“廣泛知識面、強實力”的復合型人才打下牢固的基礎。

關鍵詞：基礎化學實驗；教學改革；課程思政；信息化手段

Abstract：In response to the training objectives and education requirements of school，the elementary reform of the basic chemistry experiment course is explored from the aspects of teaching design，information means，safety awareness and assessment methods in this paper.In the process of reform exploration，based on student safety awareness，taking full advantage of the powerful channel of information technology is deeply integrating and enhancing classroom instruction，which is aimed at improving students' awareness of the importance of experimental courses as well as increasing student enthusiasm and initiative in the curriculum.At the same time，improving students' experimental operation skills，comprehensive application ability and innovative ability of knowledge application，which is laying a solid foundation for cultivating compound talents with extensive knowledge and strong strength.

Keywords：basic chemistry experiment；reform in education；course ideology and politics；information mode

隨著信息化手段的快速發展，傳統實驗課程已經難以滿足現代教育的需求［1］。在新工科建設背景下，以學生為中心，高質量培養具備創新能力、實踐能力的復合型人才成為高校教育的發展目標。實驗教學在提升學生實踐認知、激發創新能力以及培育科學素養方面扮演著舉足輕重的角色［23］。

根據河南工學院專業人才培養方案的課程設置，基礎化學實驗課程是學科基礎類別，對于此類基礎課程，要不斷優化實驗教學內容和方法，從而進一步貼合學校培養應用型人才的發展目標［4］。根據前輩教師的指導和自身積累的教學經驗，現對基礎化學綜合實驗課程的教學模式進行問題總結和改良式探索，以期達到更高效、更適應現代教學需求的目的。

1 課程教學過程中的共性問題

1.1 教學設計的問題

傳統教學模式下，學生被動按照黑板上的內容機械操作實驗。當實驗結果不符合預期時，學生會困惑挫敗，難免對整個實驗過程產生質疑。此外，課程思政常被實驗教師忽視，導致學生缺乏必要的思想政治素養，難以將技能拓展到更深的思想領域。

1.2 信息化技術的缺失

在實驗教學中，信息化技術的缺失導致教學存在諸多不足，若教學只是依賴紙質教材、實物模型及教師口授示范，期末成績靠傳統考試、作業等評估學生學習效果，目前混合教學模式漸趨普遍，缺乏信息化技術支撐會對教學效果與學習體驗造成不良影響。

1.3 安全意識差

通過對學生上課狀態的觀察，發現學生安全意識普遍較差。一方面，學生缺乏對強酸強堿類化學藥品的認識，也沒有接受到足夠的安全教育和演練；另一方面，學生對化學實驗不重視，存在僥幸心理。

1.4 學生參與度低

為保障上課進度與學生安全，任課老師常常提前配好溶液、擺好儀器，這導致學生缺失認識藥品及儀器的機會。班級人數多，難以保證人手一件儀器，老師也無法對每位同學詳細指導，可能會出現部分學生偷懶和互相參考數據的現象。

1.5 考核方式單一

以往實驗成績評定考核方式單一，僅憑實驗報告書寫狀態判定成績。這樣既無法精準衡量學生學習效果和知識掌握程度，也難以反映其學習能力和努力程度，不能作為評價綜合素質及評優評先的重要依據。

2 具體改革內容和改革方法

2.1 教學內容改革

高校的基礎化學實驗課程是化學教育體系中不可或缺的一環，該課程為學生提供了將理論知識應用于實踐的機會。特別是基礎實驗技能，如儀器使用、數據處理和實驗設計等，這些都是未來科研和工作中必不可少的技能［5］。經過討論，將該門課程定為8個實驗分批進行，如表1所示。可以看出，該課程的教學內容逐漸從基礎走向深入，能使學生從較差的實踐能力向熟練的綜合能力過渡。

同時，為進一步推動實驗教學方法和手段的創新與優化，提升實驗教學的整體質量，該門課程特地申請了3個綜合性實驗項目。通過對實驗項目綜合性的開發設計，學生在學習過程中可以提高自己的實驗思維能力。

實驗課是承載思政元素最為豐富的課程形式［6］。因此，根據實驗內容，教師引入相應的思政元素，如表1所示。通過思想政治教育內容與專業知識技能教育內容的有機融合［78］，這種責任感和使命感將激勵學生更加努力地學習，并提高創新能力和實踐能力。

2.2 信息化手段的利用

為有效利用網絡教學資源和現代教育手段，學校鼓勵使用線上平臺開展線上線下相結合的授課模式，教師和學生能夠借助平臺實現即時的互動交流［9］。在實驗授課過程中，這種混合教學模式能夠調動教師多元化授課的積極性，提高學生對課程的學習興趣，進而出現學生主動走向實驗室，甚至愛上實驗室。在整體授課過程中，將線上平臺運用得當可以極大地提升教學效果和學生的學習體驗。基于此，教師制訂了以下線上教學計劃，如圖1所示：

2.3 安全意識的提高

化學教育中，在提升學生對實驗室安全的認識方面，線上資源具有顯著的優勢。比如，線上提供藥品濺出、儀器損壞或火情等科普視頻，可以讓學生直觀認識到安全操作的重要性，也能深度學習實驗安全規則和個人防護裝備的正確使用以及應對緊急情況的措施。另外，隨著實驗室新安全規范文件的密集出臺，利用平臺可以及時發布文件內容，確保學生獲取到最新的安全知識和信息。在課程中，教師也要按照學校的安全規章制度，第一時間向學生講解，使學生在整體實驗授課過程可以始終保持較強的安全意識。

2.4 學生參與度的提升

課前準備階段，讓學生分批進入實驗室幫助教師做實驗準備

工作，具有實踐價值。在每次準備過程中，學生可以直觀了解藥品外觀、性質以及存儲和使用的注意事項。這種實踐性的方式比單純課堂講授更能吸引學生的注意力。

為提升教學效果和學生的參與感，可對班級進行分組實驗，并細分小組長。在學生們進行實驗操作時，小組長負責本組的實驗操作安全指引，教師來回巡視，負責整體教學安全，同時針對每個小組的實驗進展情況做差異化指導。

在實驗結束時，針對學生取得的實驗結果和制備的相關產品，鼓勵學生展示他們的實驗成果。這種方法是一種富有創意和激勵性的教學方法，不僅能激發學生的興趣和動力，還能促進他們之間的學習和交流，加深對實驗內容和理論知識的理解，從而進一步促進團隊合作精神和提高創新思維能力。

2.5 考核方式的細化

在教育領域，成績評定方法的科學合理性、公平公正性以及多元化，對于激發學生的求知興趣、調動其主動學習的熱情，具有深遠影響［10］。經過學校統一規定，實驗課程的成績按照多次試驗的成績平均分，而每次實驗的成績評定方式為：由課前預習（30%）、實驗操作（40%）、結果分析（30%）三項構成。實驗預習將通過線上預習、簽到以及課堂表現進行課堂現場打分；實驗操作是核心，將通過不斷觀察和學生演示等進行課堂現場打分；結果分析將通過學生提交的實驗報告，根據處理的實驗結果和報告書寫等進行打分。

結合線上平臺的優勢，計劃將實驗報告提交和反饋流程數字化。（1）創建實驗報告提交專區，在學習通上創建專門用于存放實驗報告模板的區域，為每次實驗設置一個提交任務，明確提交截止時間和提交格式要求。（2）指導學生提交實驗報告，除了文字報告，鼓勵學生提交視頻報告和PPT演示等，以多種形式展示實驗過程和結果。（3）高效批改與反饋，教師可進行在線批改，也可引入學生互評機制。此外，利用數據分析功能，查看整體教學效果，為教學改進提供依據，這樣極大地提升學生的學習效率和教師的批改效率，同時也有助于培養學生的自主學習能力和數字化素養。

3 改革成效

通過一系列的改革措施，實驗教學取得了較好的效果，學生的綜合能力得到了極大提高。近幾年，學生參加“技能大賽”“節能減排”“挑戰杯”等實驗競賽的比例逐漸增加，每年均取得了優秀的成績。特別是在2024年“技能大賽”中，學生分別獲得了國家二等獎和三等獎的榮譽。

結語

基于新工科背景和應用型人才的培養目標，本文對基礎化學實驗現存在的問題進行了研究與分析，論述了教學設計、信息化手段、考核方式等方面存在的問題，并提出了相對應的改革方式，為培養既具備創新精神又擁有實踐能力的高素質應用型人才提供堅實的支撐。實驗課程的改革是一個持續的過程，今后，本校將繼續探索適合新時代大學生的教學方法，不斷推動化學實驗教學的創新與發展。

參考文獻：

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［10］鄧理丹，王瑞琪，張杰.基礎化學實驗成績綜合評價體系的探索［J］.安徽化工，2022，48（1）：185186.

基金項目：2025年度河南省高等學校重點科研項目“石墨炔負載金屬納米電極材料的構筑及電還原二氧化碳制碳氫燃料的機制研究”（項目編號：25B480008）；河南工學院重點教改項目（項目編號：2024JGZD006）；河南省高等學校重點科研項目（項目編號：24B140002）

作者簡介：王利丹（1997— ），女，漢族，河南鶴壁人，碩士研究生，助教，研究方向為金屬電池等新型化學能源的教學及研究工作；馬佳慧（1994— ），女，漢族，河南新鄉人，碩士研究生，助理實驗師，研究方向為電氣工程；馮秀芳（1980— ），女，漢族，河南輝縣人，碩士研究生，實驗師，研究方向為環境化學；丁海（1979— ），男，漢族，河南新鄉人，碩士研究生，副教授，研究方向為高分子材料制備與成型、高等職業教育。