無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

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摘要:無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中的重要組成部分，在鍛煉學(xué)生的動手能力、發(fā)展創(chuàng)新思維等方面都起著關(guān)鍵作用。結(jié)合高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題與本學(xué)院藥學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等環(huán)節(jié)提出改革思路。

關(guān)鍵詞:無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);化學(xué)實(shí)驗(yàn)課;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

1加強(qiáng)安全教育

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大一新生進(jìn)入大學(xué)后的第一個化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，面對各式各樣的玻璃儀器、形態(tài)顏色豐富的化學(xué)試劑，很多學(xué)生都會不知所措、手忙腳亂，因?yàn)榇蠖鄶?shù)學(xué)生在中學(xué)階段很少有機(jī)會接觸實(shí)驗(yàn)儀器，有的中學(xué)甚至沒有實(shí)驗(yàn)室，所有的操作方法僅是紙上談兵。新生缺乏實(shí)驗(yàn)的基本操作技能及安全意識，因此加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全教育是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要任務(wù)。將實(shí)驗(yàn)室安全教育列入新生入學(xué)教育的其中一項(xiàng)內(nèi)容，在學(xué)院網(wǎng)站上建立基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全知識的培訓(xùn)平臺［1］，學(xué)生登錄平臺認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)常見玻璃儀器的使用方法、常見試劑的使用儲藏方法、常見設(shè)備的操作規(guī)程、常見事故的處理手段等知識，考核合格后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室上課。此外，本學(xué)院還在實(shí)驗(yàn)課開始的前一周組織全體新生參與實(shí)驗(yàn)室安全教育專題講座，再次強(qiáng)調(diào)牢固的安全意識，強(qiáng)化嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)，為日后無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課能夠安全有序地開展奠定基礎(chǔ)。

2重視環(huán)保理念

高校的實(shí)驗(yàn)作為環(huán)境污染的一部分常常被人們忽略［2］?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)可能會用到有毒有害的試劑，在實(shí)驗(yàn)過程中也或多或少地產(chǎn)生了廢液、廢固或廢氣。每所高校的每一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)都生產(chǎn)出“三廢”，積少成多，每年的排放量不容小覷。因此，除了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全教育，將環(huán)保、綠色化學(xué)的理念融入到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中也十分重要。應(yīng)選用一些低毒、甚至無毒的試劑，選擇對環(huán)境友好的實(shí)驗(yàn)方法，減少污染物的排放。對于實(shí)驗(yàn)課后產(chǎn)生的廢棄物，學(xué)生不能隨意傾倒且必須要分類回收，再由實(shí)驗(yàn)教師統(tǒng)一處理。另一方面，減少試劑的使用量也符合綠色化學(xué)的原則。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中多數(shù)是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，只需要使用很少的試劑便能夠看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，高?？蓢L試建立微型化的實(shí)驗(yàn)體系［3］，簡化實(shí)驗(yàn)裝置，減少試劑的用量。例如:在氧化還原的實(shí)驗(yàn)中［4］，按照課本要求，在試管中先加入3mL或者2mL的液體，接著再加入其他試劑開始反應(yīng)。但是，如果液體的用量減少至1mL，能否發(fā)生反應(yīng)呢?能否看清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?答案是肯定的。采用微型化實(shí)驗(yàn)，不僅能夠節(jié)約成本、降低實(shí)驗(yàn)的危險性，還能夠減少能耗與污染排放，是保護(hù)環(huán)境的有效手段。

3優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目主要以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，綜合性的實(shí)驗(yàn)較少，自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)更加少。在驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，例如:酸堿滴定、鹵素、氧化還原等，都是學(xué)生在中學(xué)就學(xué)習(xí)過的反應(yīng)，學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎磻?yīng)原理、操作要點(diǎn)等都十分熟悉，就連實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能夠通過理論知識來預(yù)見。這類實(shí)驗(yàn)無法引起學(xué)生的興趣，甚至有可能令學(xué)生產(chǎn)生“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是很簡單無趣”這一想法，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果，也不利于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察現(xiàn)象、獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。很多學(xué)校開始優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增加綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，都獲得了明顯的效果［5－6］。教師提前布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生自行查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。對于學(xué)生設(shè)計(jì)好的方案，教師可先審閱，保證可行后再讓學(xué)生開始實(shí)驗(yàn);也可不審閱，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不斷地發(fā)現(xiàn)問題，摸索著去解決問題。但是，考慮到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的授課對象是大一新生，實(shí)操技能與知識水平有限，難度大的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不易過多。對于學(xué)有余力的同學(xué)，還可鼓勵其利用網(wǎng)絡(luò)公開課，學(xué)習(xí)更多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此外，高校教師還應(yīng)追蹤化學(xué)類學(xué)科的理論前沿與實(shí)驗(yàn)最新動態(tài)，不斷學(xué)習(xí)新的實(shí)驗(yàn)方法，也可將科研成果融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)計(jì)更新更有趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［7］。

4改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

課前學(xué)生完成預(yù)習(xí)報告，課堂上先由教師講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，之后學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，這樣的傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不再適合當(dāng)今的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。改革思路如下:A.制作微課。教師將每次試驗(yàn)的原理、試劑儀器、操作要點(diǎn)、思考問題等內(nèi)容錄制成微課，學(xué)生在課前自行看微課預(yù)習(xí)，提高預(yù)習(xí)質(zhì)量，節(jié)省課堂授課時間。另一方面，學(xué)生也可自行錄制實(shí)驗(yàn)小視頻，供他人評判學(xué)習(xí)，這樣便可提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣。B.建立虛擬實(shí)驗(yàn)室。對于條件要求苛刻、試劑毒性大、反應(yīng)耗時過長或?qū)嶒?yàn)過程不環(huán)保的項(xiàng)目，都可借助虛擬實(shí)驗(yàn)室完成。通過虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生能隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，反復(fù)操作練習(xí)，此舉可避免出現(xiàn)意外事故的風(fēng)險，增加操作的熟練程度，學(xué)校也可節(jié)省成本，減少環(huán)境污染。C.翻轉(zhuǎn)課堂。知識的傳授與學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)課前完成，而課堂則成為借助教師與學(xué)生之間互動從而完成知識的內(nèi)化與升華的一個場所［8］。實(shí)驗(yàn)課前兩周，教師將自制或網(wǎng)上的資源共享給學(xué)生，同時布置題目供學(xué)生思考。得到反饋之后，教師根據(jù)學(xué)生的自學(xué)情況，在實(shí)驗(yàn)課上組織學(xué)生討論，接著在學(xué)生操作的過程中，邊巡視指導(dǎo)，邊引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行思考，增加課堂互動性與學(xué)生的主動性。D.多途徑學(xué)習(xí)輔導(dǎo)。利用QQ群、微信群、微信公眾號［9］、微博等多種手段推廣無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識，解答學(xué)生的疑問，對課堂教學(xué)做出補(bǔ)充。

5鼓勵學(xué)生參加科研競賽項(xiàng)目

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與時間有限，很多學(xué)生在課堂上都沒能完全施展自己的實(shí)驗(yàn)才能，長久下去，其可能會失去對實(shí)驗(yàn)課的熱情，無法真正感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力與重要性。因此，在實(shí)驗(yàn)課之外，學(xué)校定期開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生利用開放實(shí)驗(yàn)室重做實(shí)驗(yàn)，或完成對已有實(shí)驗(yàn)的延伸，或開展創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)。高校的職能不僅僅是教學(xué)，開展科學(xué)研究、發(fā)展科學(xué)知識也是高校的責(zé)任。為了鍛煉學(xué)生的基本技能，調(diào)動他們的積極性，學(xué)院每年都組織實(shí)驗(yàn)大賽。近幾年本院學(xué)生獲得了多個省級、國家級的實(shí)驗(yàn)比賽獎項(xiàng)。成功的喜悅感染了每一個人，激發(fā)了學(xué)生參與競賽的熱情，營造了積極實(shí)驗(yàn)的氛圍。通過科研項(xiàng)目，將理論與實(shí)踐結(jié)合，既緊跟學(xué)科熱點(diǎn)，又能拓寬視野，對于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)造性思維、塑造勇于探索的精神、鍛煉獨(dú)立研究的能力，都發(fā)揮了重要作用。在教導(dǎo)學(xué)生的過程中，學(xué)生可向教師學(xué)習(xí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格、孜孜不倦的科學(xué)態(tài)度;教師也可更加了解學(xué)生，學(xué)習(xí)新潮的想法，教學(xué)相長。除了鼓勵學(xué)生參加科研、競賽活動，還可讓學(xué)生加入到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)后處理的環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生有機(jī)會參與配制試劑、調(diào)試儀器、回收試劑等工作，借此熟悉實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃，熟悉實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室安全意識與綠色化學(xué)意識。

6完善師生考核制度

傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核方式通常以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告為主，根據(jù)報告內(nèi)容是否完整、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄是否清楚、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算是否準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述是否詳細(xì)以及實(shí)驗(yàn)后有否討論總結(jié)等方面做出評判。這導(dǎo)致學(xué)生把大部分的精力放在了完成實(shí)驗(yàn)報告上，而輕視了在實(shí)驗(yàn)過程中的思考、觀察與操作，非常不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的提高，與借助實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)全方位技能人才的目標(biāo)也相背離。同時，這種傳統(tǒng)的考核方式，無法了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、操作技巧、思維能力、解決問題的能力，也不利于培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣與創(chuàng)造力。為此，應(yīng)完善考核制度:A.細(xì)化評分標(biāo)準(zhǔn)。不再籠統(tǒng)地打一個分?jǐn)?shù)，而要明確每一個考察內(nèi)容的分值，例如:預(yù)習(xí)占5分，出勤占5分，操作占20分，有了清晰的標(biāo)準(zhǔn)才能使評分更公平客觀。B.提高實(shí)驗(yàn)過程考核的比重。相比于產(chǎn)率高低、計(jì)算結(jié)果對錯，更要注重學(xué)生在課堂上的操作與表現(xiàn)，例如:裝置的搭建、現(xiàn)象的記錄、對異常結(jié)果的思考及應(yīng)變處理手段。C.設(shè)計(jì)加分項(xiàng)目。如果學(xué)生提出了一個很有意義的問題或?qū)Ξ惓，F(xiàn)象做出了詳細(xì)的解釋，等等，富有創(chuàng)造性的舉動，都應(yīng)當(dāng)面給其加分，以資鼓勵，此舉也有助于調(diào)動其他同學(xué)的積極性。D.增加期末考試。將某一次實(shí)驗(yàn)作為期末考試內(nèi)容或建立網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)，通過多樣的題型對學(xué)生進(jìn)行較全面的考察;還可借助虛擬實(shí)驗(yàn)室，減少試錯的風(fēng)險。教學(xué)的主體是學(xué)生，學(xué)生學(xué)得好不好與教師教得好不好有很大關(guān)系，教學(xué)效果的評價必須參考學(xué)生的意見，所以還應(yīng)對教師進(jìn)行考核。建立教學(xué)反饋機(jī)制，在學(xué)期末收集學(xué)生對于教師及實(shí)驗(yàn)課的意見與建議，教師根據(jù)反饋的信息不斷地優(yōu)化教學(xué)方案［10］。唯有如此才能精進(jìn)教學(xué)，使得學(xué)生與教師共同進(jìn)步，創(chuàng)造一個更加高效的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂。

7結(jié)語

教改是永恒的話題，以上改革措施有的已經(jīng)試行，有的仍在探索中。希望通過以上方法，提高無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

［1］劉媛，鄒清，房川琳，等.無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新［J］．實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016，14(01):140－142，145.

［2］申麗華.綠色化學(xué)在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索［J］．中國現(xiàn)代教育裝備，2016，(11):54－56.

［3］吳茂英，肖楚民，韓峭峰，等.無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化的新嘗試及其教學(xué)效果［J］．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，(03):16－19.

作者：黎卓熹 張鏢 李小珠 關(guān)冠恒 單位：中山大學(xué)新華學(xué)院藥學(xué)院