電力院校無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐

李艷青?許佩瑤

摘要：分析了華北電力大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地提出了教學(xué)改革的方法和思路。實(shí)踐表明，這些措施的運(yùn)用明顯提高了無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：李艷青（1980-），女，河北滿城人，華北電力大學(xué)科技學(xué)院，講師；許佩瑤（1965-），女，河北保定人，華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，教授。（河北?保定?071000）

中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）20-0090-02

化學(xué)是實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中占據(jù)舉足輕重的地位，是一種特殊形式的教學(xué)活動(dòng)。它和理論課內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，有助于學(xué)生及時(shí)理解消化理論課的內(nèi)容，并增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，具有其他教育活動(dòng)所不可取代的功能，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力教育中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

無(wú)機(jī)化學(xué)是華北電力大學(xué)應(yīng)用化學(xué)、能源化工、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，它緊承高中化學(xué)，不僅是各專業(yè)課的基礎(chǔ)，同時(shí)也是其他化學(xué)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)。無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是無(wú)機(jī)化學(xué)課程的重要組成部分，是學(xué)生入學(xué)后的第一門(mén)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)于學(xué)生理解掌握無(wú)機(jī)化學(xué)課程的基本原理、培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力起著至關(guān)重要的作用。其基本教學(xué)目標(biāo)可歸納為三個(gè)方面：訓(xùn)練學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)室工作習(xí)慣和素養(yǎng)；訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)和技能；培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究工作的初步能力。[1]而在華北電力大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，原教學(xué)體系已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的要求，因此對(duì)原課程教學(xué)體系及教學(xué)方法進(jìn)行改革變得尤為必要。

一、無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

現(xiàn)華北電力大學(xué)應(yīng)用化學(xué)和能源化工專業(yè)設(shè)立了“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)A”課程，學(xué)時(shí)32；環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)專業(yè)設(shè)立“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)B”課程，24學(xué)時(shí)。與其他“211”院校的對(duì)應(yīng)專業(yè)相比，華北電力大學(xué)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)明顯偏少，如果仍延續(xù)傳統(tǒng)的理論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑹o(wú)法達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。所以如何在有限的時(shí)間內(nèi)為學(xué)生提供符合學(xué)習(xí)規(guī)律、具有先進(jìn)性、適合于本科生使用的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是亟待解決的問(wèn)題。

目前存在的主要問(wèn)題如下：

（1）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少：目前“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)A”僅能開(kāi)設(shè)12個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要是基本理論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和常見(jiàn)元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，制備、分離、鑒定等綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)較少；“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)B”只能開(kāi)設(shè)9～10個(gè)實(shí)驗(yàn)，元素部分的實(shí)驗(yàn)基本無(wú)法開(kāi)出，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的求知需要。

（2）實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容陳舊：所用的教材是2000年自編的講義，采取“示范型”的編寫(xiě)方式，形式呆板，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)理論、方法、特點(diǎn)的系統(tǒng)介紹，使實(shí)驗(yàn)教材停留在實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)的水平上，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中基本上是“照方抓藥”，處于被動(dòng)狀態(tài)，不能很好地達(dá)到培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪康摹?/p>

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法比較單一：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，仍局限在“驗(yàn)證理論”或“儀器的使用和操作方法訓(xùn)練”的模式上，沿用幾十年不變的學(xué)生預(yù)習(xí)，教師課堂講解，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟操作，課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的老一套做法，使實(shí)驗(yàn)課落后于科技的發(fā)展和時(shí)代的要求，制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退刭|(zhì)的培養(yǎng)。

（4）考核方式不科學(xué)：目前在實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定上，主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的情況。由于有部分學(xué)生無(wú)故曠課，甚至相互抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，或是照著實(shí)驗(yàn)書(shū)通篇抄寫(xiě)，造成實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定不能全面反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ母叩?，使得學(xué)生在思想上產(chǎn)生了重理論輕實(shí)驗(yàn)、重實(shí)驗(yàn)操作輕實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、重實(shí)驗(yàn)結(jié)果輕實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析論證的傾向。

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目的是建立一個(gè)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式，使無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有教學(xué)內(nèi)容前瞻性、教學(xué)方法創(chuàng)新性、教學(xué)手段現(xiàn)代性的特點(diǎn)，積極促進(jìn)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量的提高。對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系進(jìn)行改革，完善教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和考核方法，引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段以彌補(bǔ)學(xué)時(shí)不足，對(duì)于提高無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和作出結(jié)論的能力以及科學(xué)工作方法顯得尤為必要。

二、無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有特殊地位，是學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的第一門(mén)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)態(tài)度如何會(huì)直接影響今后整體化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。[2]華北電力大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革應(yīng)全面分析調(diào)研無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、方法，找出存在的問(wèn)題，以學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教學(xué)目標(biāo)為宗旨，對(duì)課程體系進(jìn)行全面改革，并在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中驗(yàn)證改革的效果。

1.課程體系的定位

通過(guò)調(diào)研工作分析比較國(guó)內(nèi)知名綜合性大學(xué)、行業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)和環(huán)境專業(yè)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)立情況。調(diào)研結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)或單獨(dú)設(shè)課、與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)合并設(shè)立“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)”或四大化學(xué)統(tǒng)一設(shè)立“大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，但無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容80％左右相同，20％為各校根據(jù)自身特點(diǎn)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)，如化工大學(xué)的無(wú)機(jī)制備、地質(zhì)大學(xué)的巖層分析，農(nóng)業(yè)大學(xué)的土壤性質(zhì)[3]等；同時(shí)和后續(xù)課程教師溝通，了解后續(xù)課程對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的要求。通過(guò)研究討論對(duì)我院各專業(yè)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系有了比較明確的定位：即夯實(shí)基礎(chǔ)，注重特色。也就是在課程體系中確定70％左右的內(nèi)容為無(wú)機(jī)化學(xué)基本理論和基本知識(shí)實(shí)驗(yàn)，30％左右為與專業(yè)特色相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

2.教學(xué)內(nèi)容改革和教材編寫(xiě)

將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三個(gè)模塊，分別為“一般理論驗(yàn)證及基本操作訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)”、“元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”、“綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”。每個(gè)模塊的訓(xùn)練目的不同。根據(jù)華北電力大學(xué)化學(xué)和環(huán)境專業(yè)各自的特點(diǎn)分別編寫(xiě)適合的教材。在編寫(xiě)中注意篩選、精簡(jiǎn)、刪除、合并教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，突出電力特色，如對(duì)化學(xué)專業(yè)增加“去離子水的制備和水質(zhì)檢驗(yàn)”；對(duì)環(huán)境專業(yè)，增加“電廠化學(xué)車(chē)間酸堿廢水性質(zhì)及處理”等與專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)提高綜合型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程中的比重，對(duì)原設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修改，以期更適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知水平，在每個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中也增加如混合離子的分離鑒定等設(shè)計(jì)性小實(shí)驗(yàn)，兼顧學(xué)生基本操作能力訓(xùn)練和學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革是改革的中心。如何在短短幾十個(gè)學(xué)時(shí)中達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)科學(xué)研究的能力的目的是改革要解決的主要問(wèn)題。

首先，根據(jù)“三大實(shí)驗(yàn)?zāi)K”各自的訓(xùn)練目的循序漸進(jìn)地采用“指導(dǎo)”、“啟發(fā)”和“探討”三個(gè)階段的教學(xué)方式。在一般實(shí)驗(yàn)中，以“指導(dǎo)”為主，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作方法和化學(xué)基本原理的熟悉、掌握。在綜合性實(shí)驗(yàn)中，啟發(fā)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如何一步步地解決問(wèn)題。在設(shè)計(jì)性型實(shí)驗(yàn)中，由學(xué)生自行擬訂方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教學(xué)方法以探討為主，鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，運(yùn)用各方面的知識(shí)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自已探索，獨(dú)立解決問(wèn)題。

其次，充分利用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等教學(xué)資源。由于課時(shí)限制，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)很多內(nèi)容都無(wú)法讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成。實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度、建立實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是解決這一問(wèn)題的有效手段。[4]無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備主要是玻璃儀器，不需要特殊維護(hù)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醪恍枰~外的費(fèi)用，可為基礎(chǔ)好的、學(xué)有余力的學(xué)生提供課外學(xué)習(xí)和小型研究的場(chǎng)所；建立實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將無(wú)機(jī)化學(xué)課程中涉及到的各種物質(zhì)圖片和由于學(xué)時(shí)限制無(wú)法開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)制成視頻上網(wǎng)，學(xué)生利用課余時(shí)間可以在網(wǎng)上觀看學(xué)習(xí)。不僅可以使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加豐富，省時(shí)省力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生較好的教學(xué)效果，還可以培養(yǎng)學(xué)生駕馭現(xiàn)代教育信息技術(shù)的能力。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理改革

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理，確保學(xué)生能力的提高。為此可把實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程分為預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、報(bào)告、總結(jié)四個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)四個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)管理建立規(guī)范化的內(nèi)容和質(zhì)量指標(biāo)體系。實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先提問(wèn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)有關(guān)的操作和現(xiàn)象，講解時(shí)只給學(xué)生講解一些注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中及時(shí)指出學(xué)生操作中的問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行打分，對(duì)每一步的內(nèi)容與指標(biāo)盡量做到量化，使教學(xué)雙方在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中都有據(jù)可依。[5]

五、改革實(shí)驗(yàn)考核方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

建立一套有利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)考核方式，從措施上保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)預(yù)習(xí)，主動(dòng)動(dòng)手，自覺(jué)提高?？己私Y(jié)果采用平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、考核成績(jī)相結(jié)合的方式。平時(shí)成績(jī)主要包括出勤率、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、課堂應(yīng)答能力、實(shí)驗(yàn)操作技能等，由教師按5分制記錄在冊(cè)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)完成情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論和分析等，由老師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出；考核成績(jī)擬建立實(shí)驗(yàn)考核試題庫(kù)，根據(jù)教學(xué)目的分別采用抽簽選題、現(xiàn)場(chǎng)口試、方案答辯、實(shí)驗(yàn)報(bào)告答辯和實(shí)驗(yàn)操作檢查等方式，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行綜合考核。

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革在華北電力大學(xué)2010、2011級(jí)應(yīng)化、環(huán)工、環(huán)科各專業(yè)進(jìn)行了實(shí)施，綜合考核結(jié)果表明，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力水平明顯高于往屆。與此同時(shí)，追蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在后來(lái)其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)出基本操作規(guī)范、熟練，具有較高的動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力和良好的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，教學(xué)改革取得了較好的效果。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）