開放性化學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐

中北大學(xué)理學(xué)院 張學(xué)俊 李 霞 楊曉峰

開放性化學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐

中北大學(xué)理學(xué)院 張學(xué)俊 李 霞 楊曉峰

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)難以實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力的目標(biāo)，與現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要不相

開放性教學(xué) 改革 實踐

化學(xué)學(xué)科在自然科學(xué)中的所有理論最初均來源于實驗，實驗作為一種手段本身也是對化學(xué)學(xué)科發(fā)展的進(jìn)一步完善?；瘜W(xué)實驗技能是從事化學(xué)相關(guān)工作人員的基本技能，對于化學(xué)、化工、環(huán)境、安全、材料等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說更為重要。大學(xué)期間對化學(xué)實驗操作的學(xué)習(xí)情況影響多數(shù)學(xué)生的實驗技能。實驗教學(xué)的本質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力，提高思維判斷能力，增強創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的目的是提高本科階段的教學(xué)質(zhì)量，加強對高素質(zhì)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，對本科辦學(xué)水平的全面提升具有重要意義。傳統(tǒng)的化學(xué)實驗具體的、相對固定的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，這些內(nèi)容對培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗?zāi)芰?、提高實驗技能有著重要作用，但在發(fā)揮自主能動性方面很欠缺。以素質(zhì)教育為目的，在化學(xué)實驗教學(xué)活動中，我們進(jìn)行了開放性化學(xué)實驗教學(xué)改革實踐?；谝龑?dǎo)與提升學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，充分合理地利用化學(xué)實驗室，在空閑間隙時間段，面向?qū)W生開放實驗室。在保證安全的前提下，鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)行開發(fā)性化學(xué)實驗探究是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的一種補充和延伸。開放性化學(xué)實驗是實驗室場所和實驗時間的開放，同時化學(xué)實驗項目和課題也是靈活開放的。

一、開放性化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容

現(xiàn)行化學(xué)實驗的教學(xué)流程是學(xué)生事先按照實驗講義進(jìn)行相應(yīng)實驗預(yù)習(xí)，實驗課堂上老師對實驗要點簡要講解，學(xué)生依照實驗要求步驟操作實驗反應(yīng)，實驗結(jié)束撰寫實驗報告。整個化學(xué)實驗教學(xué)實施過程中，學(xué)生大多數(shù)情況下被動接受并理解實驗反應(yīng)，缺少主動性。在開放性化學(xué)實驗中，優(yōu)化了實驗教學(xué)內(nèi)容，擯棄陳舊實驗方法和灌輸式講授，引入新技術(shù)和新方法，激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以選擇和設(shè)計感興趣的實驗，利用所學(xué)的基礎(chǔ)實驗技能設(shè)計自選實驗。通過對實驗反應(yīng)的操作、實驗現(xiàn)象的觀察、反應(yīng)過程中問題的思考和討論，實現(xiàn)學(xué)生自主將實驗現(xiàn)象與理論知識進(jìn)行內(nèi)部深化和拓展，激發(fā)他們創(chuàng)新的動力，同時培養(yǎng)分析、解決問題的方法與能力。在開放性實驗中，學(xué)生有極大興趣對實驗反應(yīng)進(jìn)行觀察、思考。分析每一步反應(yīng)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象的同時激發(fā)求知欲，思考可能會產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象，為什么會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象，各現(xiàn)象之間存在什么內(nèi)在聯(lián)系，該實驗成敗的關(guān)鍵在哪里，不同裝置或試劑對這個實驗的影響在哪里。學(xué)生通過自主觀察和實驗，認(rèn)識和變革反應(yīng)物質(zhì)，進(jìn)而對各種化學(xué)進(jìn)行探索，整個實驗過程處于對未知狀態(tài)的探究之中。

化學(xué)實驗教學(xué)中心在固定時間對學(xué)生開放，針對教學(xué)任務(wù)安排和學(xué)生個性發(fā)展的需要，提供一定數(shù)目的開放性化學(xué)實驗項目：基礎(chǔ)性、綜合性和研究性實驗(發(fā)布于校園網(wǎng)供學(xué)生選擇)；課外探究性學(xué)習(xí)、發(fā)明創(chuàng)造、科技制作、學(xué)術(shù)論文；鼓勵學(xué)生自擬課題(將化學(xué)實驗探索、科技創(chuàng)新活動與社會實踐結(jié)合)。開放性化學(xué)實驗教學(xué)是傳統(tǒng)實驗教學(xué)的補充和拓展，鼓勵教師作為指導(dǎo)教學(xué)審核、指導(dǎo)學(xué)生自行提出的實驗項目的開展和完成。

二、開放性化學(xué)實驗教學(xué)的管理

基礎(chǔ)化學(xué)實驗中心整合參加開放實驗學(xué)生的數(shù)量和實驗內(nèi)容，分配相應(yīng)的指導(dǎo)老師和實驗員，提倡并鼓勵高年級本科生、研究生參加實驗室開發(fā)管理，協(xié)助實驗項目的指導(dǎo)工作，緩解實驗人員數(shù)量不足的問題。在實驗室開放期間，安排指導(dǎo)教師、實驗員或安全員值班，負(fù)責(zé)教學(xué)秩序、試劑供應(yīng)、安全和開放記錄等管理工作。學(xué)生進(jìn)入化學(xué)實驗室前，閱讀與實驗內(nèi)容有關(guān)的文獻(xiàn)資料，準(zhǔn)備實驗實施方案、步驟等有關(guān)實驗準(zhǔn)備工作，完成實驗項目的方案設(shè)計、實驗裝置安裝與調(diào)試等工作。

開放實驗室的使用有一定程序，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段，建設(shè)化學(xué)實驗教學(xué)和化學(xué)實驗室管理信息平臺，通過網(wǎng)上預(yù)約、虛擬化學(xué)實驗等輔助教學(xué)的智能管理，調(diào)節(jié)化學(xué)實驗室的開放空間。主管教師審查開放性實驗題目，合理安排相應(yīng)實驗室開放時間。進(jìn)入實驗室后，實驗室主管人員應(yīng)對開放人員進(jìn)行必要設(shè)備的使用講解及相應(yīng)實驗室管理、安全教育方可進(jìn)行。開放性化學(xué)實驗教學(xué)中實驗項目的數(shù)量和難度給化學(xué)實驗教學(xué)增加了許多工作，為了確保開放性教學(xué)的效果和質(zhì)量，選拔知識面廣、技能水平高以及具有較強責(zé)任心的人員參加實驗室開放工作。

三、開放性化學(xué)實驗教學(xué)效果

我?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中心實施的開放性化學(xué)實驗教學(xué)項目和內(nèi)容來自于大綱外，學(xué)生在課余時間進(jìn)行實驗。近年來，開放性化學(xué)實驗項目數(shù)目以及參加學(xué)生數(shù)量不斷增加。創(chuàng)新實驗培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，鍛煉了動手能力的同時提升了學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣和對科研學(xué)習(xí)的動力。在已結(jié)題和未結(jié)題的實驗項目中學(xué)生已撰寫發(fā)表多篇實驗綜述、實驗總結(jié)和科技論文，十多項入選山西省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗項目。建立開放性化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量評價體系與大學(xué)生創(chuàng)新、實踐能力的培養(yǎng)效果密切相關(guān)。今后，進(jìn)一步調(diào)整課內(nèi)實驗與課外選修實驗學(xué)時比例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，增加實驗機會，鼓勵實驗教師將精力更多地用于課程體系合理建設(shè)、實驗教學(xué)的改革和培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

[1]張學(xué)俊，李巧玲，安富強.有機化學(xué)與物理化學(xué)實驗[B].北京:化學(xué)工業(yè)出版社， 2014

[2]黎成勇，禹逸君，劉琳琪.高校基礎(chǔ)化學(xué)實驗的現(xiàn)狀分析[J].長沙大學(xué)學(xué)報，2010.02

[3]李 幸.實驗教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思考[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2008.06

（此文系中北大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目）

ISSN2095-6711/Z01-2015-06-0233

適應(yīng)，開放性化學(xué)實驗已成為高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)改革的主流方向。本文對化學(xué)實驗教學(xué)改革進(jìn)行了積極探索，介紹了開放性化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容、管理與效果。