創(chuàng)新發(fā)展下的無機化學實驗教學改革

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摘要:無機化學實驗是高等學?；瘜W類專業(yè)的第一門必修基礎實踐課，是真正開始培養(yǎng)學生基本操作技能和運用理論知識解決問題的一門課程，在提升學生的實踐創(chuàng)新能力方面具有獨特的地位和作用。為適應新時期人才培養(yǎng)的目標需求，本文針對我校無機化學實驗教學在實驗教學內容、教學模式、實驗成績考核評價方式等方面的改革措施進行了探討，特別是引入微視頻、微量實驗和仿真實驗教學。以學生成長為核心，以學生為主體，逐步建立符合時展要求的教學策略。

關鍵詞:無機化學實驗;創(chuàng)新發(fā)展理念;教學改革;教學模式;實踐能力

高等院校是新時代下培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的主要基地，本科生是高素質創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的最大群體，其中實驗教學則是造就創(chuàng)造型人才的搖籃。無機化學實驗是我?；瘜W、材料、生命科學、食品科學與工程、食品質量與安全等相關專業(yè)學生進入大學后開設的第一門專業(yè)基礎實踐性課程，在本科生培養(yǎng)方案中占據基礎地位?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱(2010－2020年)》著重強調:“深化教學改革，支持學生參與科學研究，強化實踐教學環(huán)節(jié)?！睙o機化學實驗是一門實踐課程，在學生鞏固提升專業(yè)理論知識和培養(yǎng)獨立分析、發(fā)現并解決問題的能力等方面具有獨特的地位和作用。該課程的學習為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力提供重要途徑和突破口。而且在培養(yǎng)學生嚴謹治學的科學態(tài)度、主動求知能力和融入思政教育等方面都起著非常重要的作用。目前，本校的無機化學實驗在培養(yǎng)學生綜合實踐能力方面取得了一定的成績，但與國家、地方對人才的需求仍存在一定的差距。因此，深入對我校的無機化學實驗教學進行改革是非常必要的。為達到更好的教學效果，不僅需要激發(fā)學生的興趣，調動學生學習的主動性，更需要規(guī)范學生實驗操作技能和實驗設計反思能力的提高，在當前無機化學教學改革中，先進的教學模式、合理的教學內容和實驗考核模式的規(guī)范等方面顯得尤為重要。

1當前無機化學實驗教學中存在的問題

1.1學生學習現狀和需求分析

無機化學實驗是化學專業(yè)和相關專業(yè)學生剛進入大學最先學習的實驗課程，由于學生在中學很少進行實驗操作，甚至未做過實驗，大多數學生對實驗課程的學習興趣雖濃厚，但實驗目的卻略顯初淺，對實驗內容也差理解，大多是將理論課堂上學到的理論知識進行驗證，對實驗欠缺主動思考、理解和發(fā)散，對實踐環(huán)節(jié)不夠重視。在思想認知上并沒有將實驗課與理論考試課地位等同，在實驗報告中出現與實驗記錄不同的實驗數據、復制別人的實驗結果等情況。

1.2實驗教學模式單一

我校仍采用傳統(tǒng)的實驗教學模式，即課前預習、“先講后做”、實驗操作和實驗報告，學生多數是按照教材中描述的實驗步驟逐步完成實驗，對于實驗的設計缺少思考，為了實驗而實驗。雖然能夠完成培養(yǎng)計劃中大綱設置的教學任務，但教學效果并不理想。教學實踐中特別注重對學生主觀能動性和創(chuàng)造性思維和能力的培養(yǎng)，在調研學生的后期學習和發(fā)展中雖然看到了一定的成效，比如一些就讀于其他高校的碩士研究生受到導師的好評，但仍存在教學模式較為單一的問題，在一定程度上不能適應學生的個性發(fā)展。因此，我們需要從教學方法上進行革新。

1.3實驗課考核制度不合理

現行的考核制度基本是實驗報告和其他(實驗操作、記錄等)分別占70%和30%。實驗報告質量不高，存在“抄襲”現象。因此，為了更加全面、公平合理的評估每個學生的綜合實驗能力，建立合理的考核制度也是尤為重要的。綜上所述，需對我校的無機化學實驗教學進行深入改革，使其邁入創(chuàng)新無機化學實驗新教學階段，進一步提升我校本科教學質量和人才培養(yǎng)質量。如何提高新時代學生學習的投入性和創(chuàng)造性，以及如何使實驗教學適應新時期人才培養(yǎng)的要求，實現知識傳授、能力培養(yǎng)和素質提高的緊密結合，是我校實驗教學改革的核心問題。我們在教學改革中秉持以“學生的學習和發(fā)展為中心”的教育理念［1－2］，優(yōu)化教學過程。在實驗教學模式改革過程中，充分引導學生主動思考，提高學生實驗學習能力，加強學生參與實驗和反思實驗能力的訓練，這些對于學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)都十分關鍵。因此，本論文針對原實驗教學過程中出現的問題和不足，根據本課程的特點，反思改革思路，以學生成長為核心，嘗試改進教學模式和教學手段，以提高教學質量和學生的實踐創(chuàng)新能力，并在無機化學實驗教學實踐中探索出一套新方法和新對策。

2無機化學實驗教學的具體改革內容

2.1精選整合實驗內容，合理安排實驗進度

我校無機化學實驗教學內容進行了整改，引入綜合性和設計性實驗，但在基礎無機化學實驗中合成和制備實驗還相對較少，不利于培養(yǎng)學生的獨立能力和創(chuàng)新能力。在現有實驗教學內容的基礎上，更新和整合驗證性實驗。加強教學與科研的結合，增加一些相對成熟的本校最新的無機化學領域實驗成果。

2.2改革實驗教學模式

學生雖然能夠按照老師教授的實驗步驟完成整個實驗，但對于實驗目的和能力培養(yǎng)欠缺思考，把無機化學實驗課程當成一門實驗操作訓練課。究其原因與教學目標不明確、教學模式都有一定的關系，因此改進教學模式才能適應當前形勢下人才培養(yǎng)的總體目標。更新實驗教學方法和手段，采用混合式教學模式，即線下和線上相結合教學模式，引入多媒體輔助實驗教學，網絡資源共享課教學。教師收集一些演示實驗視頻和實驗現象視頻，采用PBL方法引導學生思考，培養(yǎng)學生自主探究能力，提高學生的學習效率［3］。

2.2.1重視學生預習環(huán)節(jié)，注重提升學生自主設計能力，細化實驗預習報告考核機制實驗課前預習是學生做好實驗的前提和保障。在多年教學經驗的基礎上，梳理了實驗教學內容，將實驗中涉及的基本操作以微視頻講解的形式提供給學生，例如，量取液體、溶液的配制、固體的溶解、減壓過濾等基本操作，通過學校網絡教學平臺提供學生課前理解和掌握，為實驗課上學生的規(guī)范操作提供保障。學生可以根據自己實際情況自行控制進度，實現自主學習。教師將實驗知識完整地制作為多媒體課件，突出重點和難點，將實驗的注意事項以圖片或視頻形式進行總結。學生在預習時，結合教師提出的問題進行思考，同學們可提前通過互聯網查找相關資料，初步獲得理論上的指導［4］。不懂的部分和疑點可以課堂重點攻克。通過規(guī)范實驗預習環(huán)節(jié)，學生在實驗過程中就可以做到心中有數，實驗效果也會明顯提高。學生是實驗課的主體，教師在課上只需輔助學生解決實驗難點，學生通過動手操作各個實驗，觀察、記錄和分析實驗現象，特別是實驗中遇到不理解的問題，及時通過互聯網，或課堂師生討論得出結果。

2.2.2把優(yōu)質視頻資源引入無機化學實驗課教學由于中學時學生做實驗的機會較少，學生對實驗課充滿期待，卻又有幾分擔心。期待自己親自操作并看到化學實驗的神秘性，擔心做不好實驗和實驗的危險性。對于初做實驗的大學低年級學生來說，基本操作技能訓練和良好規(guī)范的實驗習慣養(yǎng)成，是實驗教學的基本指導思想和重點內容。因為規(guī)范的操作和良好的實驗室習慣是實驗室安全最重要的保障。實驗指導老師無法一對一、面對面指導完成每個實驗。近年來以微視頻手段進行“翻轉課堂”，利用微視頻來完成教學過程，教學效果顯著［5－7］。我們引入慕課資源。組織學生觀看實驗室安全教育視頻，實驗室事故處理方法視頻等。同時我們也制作了部分實驗的實驗原理及基本操作微課視頻。原因是微視頻具有以下幾個特征:①內容明確。每一個微視頻針對性強，集中解決特定問題;②篇幅短小。用于課堂教學的微視頻長度控制10分鐘左右，克服了部分學生看不到老師演示操作的問題，效率更高;③進度可控［8］。微視頻引入實驗教學后，學生參與實驗的積極性與操作的規(guī)范性有了明顯提高。學生可以根據自己的掌握情況，充分發(fā)揮主觀能動性，對不清楚的環(huán)節(jié)反復觀摩，胸有成竹地完成實踐操作。教師在實驗課堂中主要承擔協(xié)作者的角色，讓學生真正成為課堂主體。這種方式切實解決了原實驗課堂上學生不明白、不愿問、胡亂做的難題，大大提高了實驗效率。教師課堂教學的針對性更加明確，只需講解示教少數共性問題。這種以問題為導向的學習方式極大地促進了學生創(chuàng)新思維的開拓和實踐動手能力的提高。另外，微視頻將教學內容永久存檔于學校網絡學習平臺，學生如需要復習、補漏等，只需點擊網絡課程即可。

2.2.3微量實驗探索，創(chuàng)建環(huán)保實驗新理念無機化學實驗中“三廢”的污染與利用問題，一直備受關注［9］。對“三廢”進行綠色無害化處理和減少有毒產物的產生是實驗改進的關鍵，也是對大學生進行綠色環(huán)保教育、創(chuàng)新教育和思政教育的有效途徑。具體解決方法為:①進行微量實驗的探索;②針對有毒有害氣體的實驗，盡可能放在密閉的容器中進行，設計出合理的氣體收集和處理方案，主要采用三種方法:轉化、吸收和吸附。例如對于元素部分實驗會有Cl2、H2S、NO2等氣體，可以將氣體產物直接通入NaOH溶液或用浸有NaOH溶液的棉花球吸收。對于有重金屬離子及其化合物的液體和固體化合物產生的實驗，一是要控制反應量減少，二是對其必須科學處理，盡可能環(huán)保綠色處理，才能使我們的生活環(huán)境得到有效保護。這樣的做法不僅創(chuàng)新了教學內容與教學模式，而且提升了師生的綜合實驗能力、創(chuàng)新能力和自覺環(huán)保意識。

2.2.4引入仿真實驗教學手段對一些產生污染嚴重、毒害大，實驗現象不明顯，反應時間太長的實驗，利用仿真實驗呈現出來，如氯氣的制備，鎘、汞的相關實驗。仿真實驗具有零污染、零排放的特點［10］，利用我校仿真實驗室，開展部分仿真實驗教學。

2.2.5建設實驗試題題庫通過網絡教學平臺，建立無機化學網上課程，建立并逐步完善實驗試題題庫。通過題庫，加強學生對基礎操作理論性知識的掌握，可以從中抽調試題對學生進行期末筆試。

2.3改革無機化學實驗考核評價方式

我校無機化學實驗的考核方式是以實驗報告和實驗操作、課堂表現、預習報告、出勤等來確定學生的最終成績。實驗成績百分制為:實驗報告成績(70分)、實驗操作成績(20分)和其他成績(10分)。這種考核方式雖然看似公平合理，但有部分同學存在抄襲數據現象，造成用心做實驗的同學未必能得到高分，而敷衍做實驗的同學可能會有較高的分值。不能真實反映每位同學的實驗綜合能力和實驗態(tài)度。因此，改革實驗課期末成績的百分制組成，探索精細合理的考核內容，具體包含五部分:預習成績(20%)、實驗成績(50%)、學期實驗總結(10%)、筆試成績(10%)、其他(10%)。每個實驗結束后，立刻上交本次實驗結果，老師詳細記錄或存檔保存，避免相互抄襲。增加學期實驗總結的目的是促進學生對所做實驗進行整體梳理，對基本操作加深印象，提高綜合應用的能力。選用多元化考核方法，加強過程性考核已被廣泛推廣［11－12］。此外，我們在教學改革中，為普遍提高學生學習效果和多元化選拔培養(yǎng)優(yōu)秀學生，探索建立了互動答疑和課程競賽等環(huán)節(jié)。

3結語

無機化學實驗教學改革是一項復雜而細致的長期工作，未來的教育必將融入更多的“信息技術”元素。筆者結合自身教育教學理論與實踐的經驗，對教學模式進行了改革，實驗教學中引入微視頻和慕課等優(yōu)質資源，強化學生預習環(huán)節(jié)，提高了學生自主學習的能力和熱情，注重對實驗內容的優(yōu)化，提升了學生的綠色環(huán)保意識，改革了考核評價機制。經過此次改革后，無機化學實驗教學雖取得了初步的效果，今后還需要繼續(xù)優(yōu)化各個環(huán)節(jié)，同時加強新時代無機化學實驗教師的信息素養(yǎng)，摸索出一條切實可行的網絡與實踐結合的混合教學模式?？傊?，本校無機化學實驗教學應緊跟國家需求，不斷探索、創(chuàng)新和完善教學模式，培養(yǎng)出適應社會需求的合格人才。

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作者：郭彩紅 單位：磁性分子與磁信息材料教育部重點實驗室