浙江海洋學(xué)院大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

俞群娣，劉 輝，丁迎燕

（浙江海洋學(xué)院食品與藥學(xué)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,浙江舟山 316004）

復(fù)旦大學(xué)副校長陸昉教授在第八屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽開幕致辭時(shí)說：“實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂，是化學(xué)的魅力的源泉，而從人才培養(yǎng)的角度來看，更是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的重要方法和手段”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本科教學(xué)實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)富有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-5]。浙江海洋學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)全校化學(xué)相關(guān)類專業(yè)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。早在2002年，浙江海洋學(xué)院重組原有的四大化學(xué)基礎(chǔ)課，并將四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)與理論課剝離，單獨(dú)設(shè)課。隨著課程改革的不斷深入，2006年又將四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合為大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一門課程，從化學(xué)一級學(xué)科的層面按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)律，設(shè)置大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。本課程自成立以來，始終以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力為目標(biāo),針對不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對象,結(jié)合不同專業(yè)需求搭建相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，重新修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,不斷完善與更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、引進(jìn)先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)手段，取得了一定的效果。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路

重新整合四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以介紹最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)為前提，以綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向，逐年進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上，以培養(yǎng)學(xué)生自主獲得知識(shí)能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)代化教學(xué)手段，建立多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。強(qiáng)調(diào)科學(xué)教學(xué)與人文教學(xué)相結(jié)合，以本科生導(dǎo)師制為契機(jī)，全面提升學(xué)生的整體化學(xué)素質(zhì)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

針對不同學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn),建立了多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,靈活的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和多元的實(shí)驗(yàn)考核辦法。

2.1 實(shí)驗(yàn)課程體系完善

趁著學(xué)校修訂2010級本科專業(yè)學(xué)分制培養(yǎng)計(jì)劃之機(jī)，重新修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，重新編寫教材。根據(jù)各學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn)及與基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，搭建三個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，即大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)A、大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)B、大學(xué)化實(shí)驗(yàn)C。課程按相近專業(yè)或?qū)A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有相近要求的原則分類和開課學(xué)期（具體見下表1）。每個(gè)平臺(tái)都以實(shí)驗(yàn)技術(shù)為主線分基礎(chǔ)型、綜合型和研究創(chuàng)新型三個(gè)層次，每個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分選修和必修，采用課內(nèi)教學(xué)和課外教學(xué)的方式，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系構(gòu)建

李政道教授曾說過：“實(shí)驗(yàn)無論怎樣強(qiáng)調(diào)都不會(huì)過分?！毙路f的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的原動(dòng)力，近幾年的教學(xué)實(shí)踐使我們深深體會(huì)到這一點(diǎn)。在這次改革中我們首先整合四大化學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重新編寫實(shí)驗(yàn)教材，構(gòu)建“三層次、三模塊”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系。三層次指實(shí)驗(yàn)類型分“基礎(chǔ)型、綜合型和研究創(chuàng)新型”三個(gè)層次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容按層次分為三個(gè)訓(xùn)練模塊，第一模塊是“三基”訓(xùn)練，即實(shí)驗(yàn)基本操作、基本實(shí)驗(yàn)技能和基本實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練，該模塊訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，屬第一層次。如稱量、滴定、分離、合成及各種常數(shù)測定等。第二模塊是“三基”綜合運(yùn)用能力訓(xùn)練，該模塊訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是提高型實(shí)驗(yàn)（綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性），屬第二層次。如食醋中總酸量的測定、井水總硬度測定、海水總鹽度測定、水中溶解氧測定、土壤中有機(jī)物含量測定、茶葉中咖啡提取等。第三模塊是研究創(chuàng)新訓(xùn)練（課外完成），該模塊訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是開放性實(shí)驗(yàn)，屬第三層次；依托本科生導(dǎo)師制，以大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)及新苗人才培養(yǎng)計(jì)劃為支撐，中心實(shí)行開放教學(xué)，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，中心為學(xué)生提供場地、儀器設(shè)備和技術(shù)指導(dǎo)等服務(wù)。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改革探索

2.3.1 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

新體系下實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用層次化教學(xué)模式。在第一層——基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層,教學(xué)方式以灌輸式為主。實(shí)驗(yàn)課先由老師示范和講解,然后學(xué)生按照教材設(shè)定的實(shí)驗(yàn)步驟和方法,獨(dú)立完成所有實(shí)驗(yàn)任務(wù)。老師現(xiàn)場指導(dǎo)，在巡視中糾正學(xué)生的操作錯(cuò)誤和答疑。其教學(xué)目的是讓學(xué)生系統(tǒng)掌握基本的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，熟練掌握實(shí)驗(yàn)基本操作技能，為第二第三層次的學(xué)習(xí)打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。在第二層——綜合提高實(shí)驗(yàn)層,采取靈活多變的教學(xué)方式,初期仍然以老師輔導(dǎo)為主，幫助學(xué)生溝通所學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，領(lǐng)會(huì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和目的，起到融會(huì)貫通、舉一反三的教學(xué)效果，努力拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)思維。其教學(xué)的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，有利于后期學(xué)習(xí)的順利開展。后期逐步過渡到以老師的引導(dǎo)為主，模擬科學(xué)研究進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。在第三層——研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)層,實(shí)行自主式教學(xué)。學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師，在老師的幫助下，獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，準(zhǔn)確采集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),上報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終達(dá)到提高學(xué)生綜合化學(xué)素質(zhì)能力和創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)目標(biāo)。

表1 大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開課平臺(tái)Tab.1 The curriculum arrangement of university chemistry experiment

第一和第二層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置分為必做和選做二種,在課內(nèi)學(xué)生完成必做項(xiàng)目后,在課外實(shí)踐活動(dòng)中可根據(jù)自己的興趣選做實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。

2.3.2 應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)

以校院網(wǎng)為依托，收集和開發(fā)了多種網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。建設(shè)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程，使學(xué)生能方便地通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)習(xí)、答疑和查閱有關(guān)資料。充分發(fā)揮傳統(tǒng)的老師板書教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多媒體課件，尤其是實(shí)驗(yàn)基本操作及儀器基本操作的講解采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像播放課堂效果會(huì)更好。

2.3.3 實(shí)施開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo),采用實(shí)驗(yàn)室開放管理模式。執(zhí)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放制度,對計(jì)劃外的驗(yàn)證型、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行預(yù)約開放,對大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和“新苗”人才計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目實(shí)行完全開放。通過開放，推動(dòng)學(xué)生能自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

2.4 多元化實(shí)驗(yàn)考核方法建立

實(shí)驗(yàn)考核辦法是衡量實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要手段。對于不同層次的實(shí)驗(yàn)給出不同的考核方式。確保真實(shí)地反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平。

第一層次主要是考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握情況，實(shí)驗(yàn)考核由平時(shí)單個(gè)實(shí)驗(yàn)成績按各單個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)占總學(xué)時(shí)的權(quán)重?cái)?shù)累加。平時(shí)單個(gè)實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分；其中預(yù)習(xí)報(bào)告為10%，實(shí)驗(yàn)操作占50%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%；

第二層次的實(shí)驗(yàn)則采用平時(shí)單個(gè)實(shí)驗(yàn)累積成績加期末考核。平時(shí)單個(gè)實(shí)驗(yàn)成績評定同第一層次的實(shí)驗(yàn)考核；期未考核分操作考核和筆試兩種方式，每個(gè)學(xué)期根據(jù)具體情況由指導(dǎo)老師選擇考核方式。

第三層次的實(shí)驗(yàn)成績主要以學(xué)生的研究報(bào)告、論文、發(fā)明的專利等來考核，考核結(jié)果作為學(xué)分制學(xué)生的課外綜合素質(zhì)分。

3 實(shí)驗(yàn)室開放及運(yùn)行特色

為加強(qiáng)學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)，浙江海洋學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心部份實(shí)驗(yàn)室面向全校師生開放，中心執(zhí)行開放性實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行制度。開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以學(xué)生自帶（鼓勵(lì)學(xué)生自帶），也可以由中心提供。實(shí)驗(yàn)前由學(xué)生預(yù)約，中心批準(zhǔn)并安排指導(dǎo)教師。學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前須給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)指導(dǎo)教師檢閱后，方可進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。近幾年來，進(jìn)入開放性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各種實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生越來越多，已經(jīng)成為浙江海洋學(xué)院學(xué)生開展創(chuàng)新性、研究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主要場所之一?？偨Y(jié)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)有以下幾個(gè)特色。

3.1 開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的授課對象是剛進(jìn)大學(xué)校門的大一新生，他們中大多數(shù)人在中學(xué)階段缺乏系統(tǒng)而專業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，在思想上認(rèn)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的目的只是驗(yàn)證課堂上所學(xué)過的化學(xué)理論知識(shí)。結(jié)果技能上的不熟練以致于上課時(shí)手忙腳亂，錯(cuò)誤百出，安全問題嚴(yán)重；思想上的不重視導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性、探索性和研究性。真對這些現(xiàn)象，開設(shè)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)分必修和選修，采取課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段，及時(shí)地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。課堂內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)和基本技能，課外進(jìn)行拓展，循序漸進(jìn)地進(jìn)行綜合能力的培養(yǎng)，為后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)對象相結(jié)合

不同實(shí)驗(yàn)對象開放性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容也不一樣。大一新生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能弱，專業(yè)知識(shí)接觸少，不適合難度大的研究性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，應(yīng)以實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)基本方法和實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練為主，側(cè)重培養(yǎng)他們查閱文獻(xiàn)資料的能力與創(chuàng)新思維。在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱里有必修和選修的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。必修項(xiàng)目是在課堂上完成的，選修項(xiàng)目供學(xué)生課外學(xué)習(xí)。借助本科生導(dǎo)師制，從大一下學(xué)期開始，每個(gè)本科生都會(huì)有一個(gè)指導(dǎo)老師，指導(dǎo)老師就會(huì)擬定一些較易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要求學(xué)生閱讀一定數(shù)量的文獻(xiàn)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案?；A(chǔ)好的學(xué)生也可自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。大二學(xué)生分兩種情況，一種是專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，有一定獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，中心鼓?lì)他們積極申報(bào)校級大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)項(xiàng)目及省級新苗人才計(jì)劃項(xiàng)目，積極報(bào)名參加學(xué)科競賽。另一種情況是專業(yè)基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生，則相對降低實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難度，通過以實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、問題分析與解決等多種形式的訓(xùn)練，提高自身的綜合化學(xué)素質(zhì)。大三學(xué)生具備較好的專業(yè)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)生可以根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)單獨(dú)或組隊(duì)對某一領(lǐng)域進(jìn)行較為深入的研究。鼓勵(lì)學(xué)生自選研究方向，根據(jù)自己感興趣的學(xué)科領(lǐng)域選擇指導(dǎo)教師，共同擬定研究課題，并允許其研究成果可以作為畢業(yè)論文。

3.3 開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教師科研相結(jié)合

浙江海洋學(xué)院是一所研究型綜合性大學(xué)，其優(yōu)勢是師資隊(duì)伍力量雄厚,科學(xué)研究能力強(qiáng)。從大二開始選拔部分優(yōu)秀學(xué)生當(dāng)科研助手,參與到教師的科研活動(dòng)中,承擔(dān)一部分力所能及的科研課題,通過科研實(shí)踐氛圍的熏陶,激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣,引導(dǎo)學(xué)生積極探索。目前在我校承擔(dān)的科研項(xiàng)目中,約有90%的項(xiàng)目有本科生參與。用他們做科研的實(shí)際體會(huì)教會(huì)學(xué)生探索研究的方法和獲取新知識(shí)的能力。

3.4 開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生畢業(yè)論文相結(jié)合

目前諸多社會(huì)因素致使本科學(xué)生的就業(yè)壓力增大，大多數(shù)大四學(xué)生在最后的一學(xué)期因把精力都放在找工作、考公務(wù)員或者考研上，而忽視了畢業(yè)論文，導(dǎo)致畢業(yè)論文的質(zhì)量下降。而開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生為本，允許大三學(xué)生將開放性實(shí)驗(yàn)研究成果作為畢業(yè)論文，以吸引學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對此很感興趣。很多學(xué)生都積極申報(bào)各種學(xué)生科研項(xiàng)目，主動(dòng)參與老師科研。可見將開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生畢業(yè)論文相結(jié)合，既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，又能使學(xué)生提前準(zhǔn)備畢業(yè)論文，充分緩解畢業(yè)生找工作、考研等與做畢業(yè)論文之間的矛盾，提高學(xué)生完成畢業(yè)論文的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

由于建立了科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和行之有效的教學(xué)模式,本科生的實(shí)踐能力和科研能力都得到了很大的提高。近3年來,本科生公開發(fā)表的論文論文有20余篇；省級新苗人才項(xiàng)目立項(xiàng)的有近10項(xiàng)；每年有許多學(xué)生申請校級創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目并獲得立項(xiàng)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心每年開放性實(shí)驗(yàn)人學(xué)時(shí)數(shù)約為20000。今后我們的重點(diǎn)要加強(qiáng)學(xué)科競賽，爭取在全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽和浙江省大學(xué)生化學(xué)學(xué)科競賽上有新的突破。

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