基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

林慶宇，張 志，毛獻(xiàn)萍，黃志強(qiáng)，李金芳

(賀州學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西 賀州 542899)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的有效形式［1］1。培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才是高等教育的重要任務(wù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)工作的重要組成部分，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、思維能力及科學(xué)作風(fēng)的培養(yǎng)都起著非常重要的作用［2］18。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于理論教學(xué)更具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性。如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，是關(guān)系到高校能否培養(yǎng)出“知識(shí)、能力、素質(zhì)”并重人才的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，重理論輕實(shí)踐的思想嚴(yán)重影響著基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，無論是內(nèi)容還是形式都過于陳舊，實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生往往只是簡單機(jī)械的重復(fù)，這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞箤W(xué)生缺乏獨(dú)立思考能力、獨(dú)立動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ焕趧?chuàng)新意識(shí)及應(yīng)用能力的培養(yǎng)，這就致使基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直扮演著弱勢(shì)的角色。為了提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，從加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)技能教學(xué)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、引入多媒體技術(shù)和橫向現(xiàn)場教學(xué)、實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探索性改革。

1 加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)技能教學(xué)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)技能包括智力技能和操作技能，二者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中相互聯(lián)系、相輔相成。實(shí)驗(yàn)智力技能主要包括對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作方法、儀器裝置的性能、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)測定結(jié)果等方面的認(rèn)識(shí)和理解。而實(shí)驗(yàn)操作技能則體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)操作方面達(dá)到規(guī)范、靈活、協(xié)調(diào)、熟練、準(zhǔn)確的程度，扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)生應(yīng)具備的基本功。

高校的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》等。任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)的開展，都離不開基本的操作，而實(shí)驗(yàn)基本技能的規(guī)范化、熟練化程度直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此從實(shí)驗(yàn)開始就要規(guī)范基礎(chǔ)操作環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)其重要性和必要性［3］99。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)初期，強(qiáng)調(diào)“勤動(dòng)手”，要求學(xué)生掌握基本操作技術(shù)，特別是天平、移液管、容量瓶、滴定管的正確使用、試劑溶液的正確配制與使用、儀器設(shè)備的正確操作，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)、正確記錄、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出合理性評(píng)價(jià)等。通過對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的操作訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程，包括實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、洗滌、稱量、測定以及數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。在強(qiáng)化基本操作能力同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，如物品歸類存放，并保持整潔;實(shí)驗(yàn)完畢按要求進(jìn)行“三廢”處理，不得隨意傾倒;使用后的器皿應(yīng)及時(shí)清洗晾干，備下次使用，等等。使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，為綜合實(shí)驗(yàn)的順利開展打下良好的基礎(chǔ)。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是一種復(fù)雜的綜合能力，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要從創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能等方面著手［4］14。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要方式，單純驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不能作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的唯一內(nèi)容［5］73。高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中，基本操作實(shí)驗(yàn)重復(fù)、學(xué)生普遍動(dòng)手能力差;驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過多，諸多實(shí)驗(yàn)的差別僅僅在于對(duì)象的不同;各門實(shí)驗(yàn)課之間缺乏聯(lián)系和配合，不能形成有機(jī)的整體;綜合、設(shè)計(jì)、研究性實(shí)驗(yàn)偏少且不能有效開展;缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出正確評(píng)價(jià)的判斷能力等，在較大程度上制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。鑒于以上情況，我們改革了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)各門基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課之間的聯(lián)系，消除重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)籌兼顧，橫向聯(lián)系，形成有機(jī)的整體。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，重組實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)增加綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。如:(1)增加“四氧化三鉛組成的測定”綜合實(shí)驗(yàn):測定四氧化三鉛的組成，進(jìn)一步練習(xí)碘量法操作，學(xué)習(xí)用EDTA測定溶液中的金屬離子，該實(shí)驗(yàn)過程比較復(fù)雜、需綜合運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)操作技能。通過綜合實(shí)驗(yàn)，著重培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生具備綜合運(yùn)用滴定分析所用技術(shù)的能力。此外，對(duì)一些讓學(xué)生比較感興趣的、與日常生活密切相關(guān)的食品分析實(shí)驗(yàn)，如果汁飲料中維生素C含量的測定、雞蛋殼中碳酸鈣含量的測定等，鼓勵(lì)他們查找有關(guān)資料，包括樣品的預(yù)處理方法，思考實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題及解決的途徑等等。在實(shí)驗(yàn)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，提出解決辦法，并通過實(shí)驗(yàn)論證有效性和可行性。(2)開設(shè)“化肥中有效磷含量測定”創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn):分別采用重量法、容量法、分光光度法測定化肥中有效磷含量，比較并科學(xué)評(píng)價(jià)測定結(jié)果。新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，讓學(xué)生獨(dú)自完成從查閱文獻(xiàn)資料，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)到撰寫實(shí)驗(yàn)論文的全過程。借助創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用不同方法解決同一問題的能力及對(duì)檢測結(jié)果做出相應(yīng)評(píng)價(jià)的判斷能力，挖掘潛能，提高獨(dú)立開展科研工作的能力和創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以提高學(xué)生思維能力為目的，支持“批判”精神，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所出現(xiàn)的問題鼓勵(lì)學(xué)生通過小組討論自行解決。組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行討論，重視實(shí)驗(yàn)過程，而并不是過分的追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性。

3 引入多媒體技術(shù)和橫向現(xiàn)場教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課中，對(duì)基礎(chǔ)儀器的使用(如分析天平、移液管、分光光度計(jì)等)以及常規(guī)操作(如重量分析)的講解內(nèi)容多，課堂容量大［6］99，特別是需要演示操作細(xì)節(jié)的實(shí)驗(yàn)多，如對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷;在綜合實(shí)驗(yàn)課中，對(duì)典型綜合實(shí)驗(yàn)的講解、分解演示、現(xiàn)象分析、延伸至相關(guān)問題的思考等，僅靠實(shí)驗(yàn)老師在現(xiàn)場示范是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為解決這一問題，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入多媒體教學(xué)手段，把實(shí)驗(yàn)室的基本規(guī)則、安全知識(shí)、實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)等，制成多媒體課件，通過多媒體教學(xué)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)新方法、新技術(shù)的介紹，豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，讓學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)技能，起到輔助教學(xué)的作用。

此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，鑒于所配備儀器的局限性，化學(xué)分析部分開設(shè)項(xiàng)目偏多，而儀器分析部分課程偏少，不利于學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。為解決這個(gè)問題，積極與企業(yè)及科研單位進(jìn)行橫向聯(lián)系，實(shí)地觀摩專業(yè)儀器的操作技術(shù)，如液相色譜儀、氣相色譜儀測定食品添加劑檢驗(yàn)技術(shù)、原子吸收光譜儀測定重金屬檢驗(yàn)技術(shù)等，引入現(xiàn)場教學(xué)，參與實(shí)際操作，使理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4 實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才

加強(qiáng)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的作用，全面推進(jìn)素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育，是當(dāng)前高等教育中實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要課題之一［7］205。作為基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，也應(yīng)實(shí)行開放性教學(xué)，包括在實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備上實(shí)行全方位開放。在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下，在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，讓學(xué)生對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探索性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)并進(jìn)行操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)的事實(shí)加以分析并做出結(jié)論，進(jìn)而用獲得的經(jīng)驗(yàn)來解決問題。實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，遵循重視基礎(chǔ)、拓展思維的原則，以培養(yǎng)思維能力、注重實(shí)踐創(chuàng)新為指導(dǎo)思想［8］30，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)一步熟練實(shí)驗(yàn)基本操作和基本技能，激發(fā)對(duì)科學(xué)研究的興趣，豐富和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。

高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室除了實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，也是科研的重要場所。實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還可讓學(xué)有余力的大學(xué)生在老師的指導(dǎo)下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)，獨(dú)立完成基本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、技術(shù)路線的選擇、儀器設(shè)備的安裝調(diào)試與使用、實(shí)驗(yàn)階段性成果的分析，并撰寫實(shí)驗(yàn)成果的可行性報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、歸納綜合能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，為將來從事科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！督逃科胀ǜ叩葘W(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估方案》已明確把“實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間長，開放范圍及覆蓋面廣，效果好”作為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)。

5 結(jié) 語

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?；瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與化學(xué)專業(yè)理論課密切相關(guān)，但又是一門獨(dú)立的課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的一種教學(xué)過程，它區(qū)別于理論教學(xué)，但兩者又是相輔相成。通過教學(xué)過程證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在理工科專業(yè)學(xué)生的動(dòng)手能力、思維方式的培養(yǎng)上具有其它教學(xué)環(huán)節(jié)不可替代的作用。總體來說，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)不斷地探索與嘗試，總結(jié)和完善，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革達(dá)到預(yù)期效果。

［1］北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室等.無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)［M］.北京:高等教育出版社，1983.

［2］趙順實(shí).高等醫(yī)藥院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.時(shí)珍國醫(yī)國藥，2006(9).

［3］趙桂欣.淺談分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］.衛(wèi)生職業(yè)教育，2005(20).

［4］張樹永，宋其圣.興趣培養(yǎng)是綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)教育的前提［J］.大學(xué)化學(xué)，2005(4).

［5］王玉蘭，趙鵬，趙衛(wèi)軍等.高校本科生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索［J］.黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(4).

［6］趙桂欣.淺談分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］.衛(wèi)生職業(yè)教育，2005(23).

［7］林瓊，胡勤.分析化學(xué)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建與探索［J］.海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009(2).

［8］張靖方.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2006(8).