基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的地方高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐

陳志敏楊穎群毛芳芳陳滿生馮泳蘭張復(fù)興王劍秋曾榮英（1.功能金屬有機(jī)材料湖南省普通高等學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，湖南 衡陽 41008；.衡陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 41008）

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基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的地方高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐

陳志敏1,2楊穎群1,2毛芳芳2陳滿生1,2馮泳蘭1,2張復(fù)興1,2王劍秋1,2曾榮英2
（1.功能金屬有機(jī)材料湖南省普通高等學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，湖南 衡陽 421008；
2.衡陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 421008）

摘 要：衡陽師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院經(jīng)多年探索，構(gòu)建了“三層次三平臺(tái)”無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)踐效果良好，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的良好科學(xué)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)、綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；構(gòu)建；實(shí)踐

一　無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)存問題

幾十年來，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程幾經(jīng)改革，仍存在一些亟待解決的問題：

1.教學(xué)內(nèi)容有待優(yōu)化。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的痕跡尚存， 基礎(chǔ)性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例仍較大。此類“照單抓藥”實(shí)驗(yàn)雖為夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)的必要環(huán)節(jié)，但其比例必須合理，否則將不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于科學(xué)思維的訓(xùn)練，不利于創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，實(shí)驗(yàn)課程體系有待調(diào)整，本課程教學(xué)內(nèi)容有待精選、整合，綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)有待增加。

2.教學(xué)模式有待改革，教學(xué)方法有待改進(jìn)。課程實(shí)施中，常見“填鴨式”模式，而啟發(fā)式，特別是探究式、討論式、參與式等教學(xué)方法則應(yīng)用不足，此均不利于激發(fā)學(xué)生自主性、積極性，不利于科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，不利于分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。

3.教學(xué)資源不足。由于政府和學(xué)校的共同努力，各校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源明顯改善，但仍存在教學(xué)資源不足的問題，如酸度計(jì)、電導(dǎo)儀、分析天平等儀器臺(tái)件數(shù)不足，此將制約學(xué)生能力的培養(yǎng)。

二　解決問題的對策

1.科學(xué)構(gòu)建無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院根據(jù)學(xué)?！百|(zhì)量立校、人才興校、特色強(qiáng)校、依法治?！钡霓k學(xué)校理念，以培養(yǎng)“創(chuàng)新型應(yīng)用型人才”為目標(biāo)，借鑒其它高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革經(jīng)驗(yàn)并自身探索嘗試，構(gòu)建了“三層次三平臺(tái)”無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。“三層次”指無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“基礎(chǔ)性、綜合性、探究性”?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)包含加熱、冷卻、溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶、分離、提純、測定等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)，其中的制備實(shí)驗(yàn)涉及的操作有溶液、固相、無水、無氧等，這類實(shí)驗(yàn)既能夯實(shí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作技能，又能開闊學(xué)生的視野；綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括無機(jī)物、配合物的合成、分離、分析與表征；探究性實(shí)驗(yàn)主要是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。綜合性、設(shè)計(jì)性能較好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，分析問題、解決問題的能力，初步培養(yǎng)學(xué)生的科研能力以及創(chuàng)新能力。將上述實(shí)驗(yàn)分為三階段安排，可循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,提高綜合素質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)思維方法和創(chuàng)新意識(shí)。“三平臺(tái)”指“開放實(shí)驗(yàn)、科技創(chuàng)新和科研”，主要為學(xué)生通過上述第二課堂提升其創(chuàng)新能力和科研能力。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。較多高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化。本?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院開設(shè)了化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)、高分子、化學(xué)生物學(xué)四個(gè)化學(xué)本科專業(yè)，根據(jù)應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及各專業(yè)的實(shí)際情況和特點(diǎn)，及時(shí)更新調(diào)整、科學(xué)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)，從而使課程內(nèi)容既體現(xiàn)系統(tǒng)性、完整性，又體現(xiàn)現(xiàn)代性、實(shí)用性，同時(shí)加大了課程中綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，凸顯課程的綜合性和探究性。如化學(xué)教育專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，目前綜合、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分別占實(shí)驗(yàn)總數(shù)的75%，而高分子材料與工程、化學(xué)生物學(xué)專業(yè)分別為60%。對教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，主要體現(xiàn)在綜合性、探究性實(shí)驗(yàn)的選擇，如選擇一種鈷(Ⅲ)配合物的制備、硫代硫酸鈉的制備、重鉻酸鉀的制備、四氧化三鉛組成的測定，以及醋酸鉻(Ⅱ)水合物的制備等綜合性實(shí)驗(yàn)，選擇堿式碳酸銅的制備、硫酸亞鐵銨的制備、離子的鑒定和未知物的鑒別、環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)-水中溶解氧及大氣中二氧化硫的測定等具探究性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐表明，綜合性實(shí)驗(yàn)，特別是探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、積極性，提升知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力。

我們對許多實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革[9-10]，為了減少試劑用量、降低環(huán)境污染，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)的目的，對試劑用量進(jìn)行了調(diào)整減量，同時(shí)對實(shí)驗(yàn)廢液進(jìn)行了后處理，逐步使實(shí)踐環(huán)節(jié)綠色化、微型化。如醋酸鉻(Ⅱ)水合物的制備實(shí)驗(yàn)，在保證實(shí)驗(yàn)仍能取得較佳效果的基礎(chǔ)上，將反應(yīng)物CrCl3.6H2O的用量降為原用量的25%等。

3.改革教學(xué)模式、教學(xué)方法。我院與很多高校一樣，為改革傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中的“填鴨式”模式，作了很多探索[2-4]，同時(shí)不斷改革教學(xué)方法和手段[1,6-8]。根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，我們在教學(xué)環(huán)節(jié)中，運(yùn)用講授、演示、實(shí)驗(yàn)、討論、探究等教學(xué)方法，注重教學(xué)方法的綜合、靈活運(yùn)用，因材施教，因人施教。例如醋酸鉻(Ⅱ)水合物的制備、硫酸亞鐵銨的制備等內(nèi)容的教學(xué)，主要運(yùn)用的是講授、演示、討論、實(shí)驗(yàn)等方法，堿式碳酸銅制備等內(nèi)容的教學(xué)，則主要采取講授、討論、實(shí)驗(yàn)，特別是探究等方法，等等。實(shí)踐表明，教學(xué)方法的綜合運(yùn)用，較好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、參與意識(shí)和求知欲，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力、科學(xué)素養(yǎng)和工作能力。

4.構(gòu)建開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。我院合理規(guī)劃、統(tǒng)籌管理，有效利用湖南省產(chǎn)學(xué)研示范基地“鉛鋅冶化與新材料產(chǎn)學(xué)研基地”、湖南省“十二五”重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科“材料物理與化學(xué)”、湖南省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心“化學(xué)化工大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心”、湖南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)“功能金屬有機(jī)化合物”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等省級教學(xué)科研平臺(tái)等資源，為學(xué)生提供了開放性實(shí)驗(yàn)、科技創(chuàng)新、科研等實(shí)踐平臺(tái)。學(xué)生可參與開放實(shí)驗(yàn)，參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，也可參與教師的科研項(xiàng)目。在上述活動(dòng)中，學(xué)生們在老師的指導(dǎo)下，查閱文獻(xiàn)資料，了解課題的研究意義目的、現(xiàn)狀，理解實(shí)驗(yàn)原理，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。研究方案經(jīng)由指導(dǎo)教師審閱通過后，由學(xué)生完成研究任務(wù)。在開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可在教師指導(dǎo)下做自己感興趣的實(shí)驗(yàn)。參加科技創(chuàng)新的同學(xué)，在查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，參與科技創(chuàng)新研究項(xiàng)目的申報(bào)工作。學(xué)生還參與論文、研究報(bào)告等的撰寫工作。實(shí)踐表明，上述舉措成為提高學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力，獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力、創(chuàng)新能力和科研能力，以及團(tuán)隊(duì)精神的極佳途徑。

5.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核機(jī)制。我們在教學(xué)過程中不斷完善課程的考核機(jī)制，強(qiáng)化學(xué)習(xí)過程、實(shí)踐能力和專業(yè)素質(zhì)的考核。目前，學(xué)生對本門課程學(xué)習(xí)掌握情況的評價(jià)，是通過平時(shí)考核和期末考試兩部分綜合完成的。平時(shí)學(xué)習(xí)情況的考核以學(xué)生的課前預(yù)習(xí)(10%)、實(shí)驗(yàn)態(tài)度(15%)、基本操作(30%)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果(20%)、工作能力(15%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(10%)為依據(jù)，評定出平時(shí)成績，然后，根據(jù)平時(shí)成績（60%）和期末考試（40%）定出期平分。這種機(jī)制較好地促使學(xué)生對實(shí)踐過程的各環(huán)節(jié)予以重視，獲得較好的學(xué)習(xí)效果，如課前預(yù)習(xí)，很多學(xué)生課前預(yù)習(xí)做的仔細(xì)認(rèn)真，還查找相關(guān)的參考資料；又如實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生態(tài)度認(rèn)真，重視，并逐步習(xí)慣從實(shí)驗(yàn)過程總結(jié)歸納影響實(shí)驗(yàn)的因素，以及實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不佳時(shí)，學(xué)生往往主動(dòng)重做實(shí)驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)條件的探索，直至獲得較好的結(jié)果等等。

6．加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入力度。為解決教學(xué)資源不足的問題，我校重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，加大了教學(xué)經(jīng)費(fèi)的投入,增加了教學(xué)相關(guān)儀器的臺(tái)件數(shù)，逐步完善實(shí)驗(yàn)條件，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,同時(shí)優(yōu)化教學(xué)資源配置,為學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了根本保障。

三　結(jié) 語

我院通過多年探索嘗試，構(gòu)建了“三層次三平臺(tái)”無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，且實(shí)踐效果良好，如近年來，本院學(xué)生獲大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”全國科技競賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。近三年，獲湖南省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)等。事實(shí)充分表明，上述體系的實(shí)施激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、實(shí)踐活動(dòng)的主動(dòng)參與性，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的良好綜合素質(zhì)、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)，以及科學(xué)思維能力、分析問題、解決問題的能力、獨(dú)立工作、獨(dú)立思考的能力、創(chuàng)新能力和科研等能力。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編校：張京華）

作者簡介：陳志敏（1956－），女，湖南衡陽人，衡陽師范學(xué)院教授，研究方向?yàn)榕湮换瘜W(xué)和無機(jī)化學(xué)教學(xué)。

基金項(xiàng)目：湖南省教育廳教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號[湘教通][2013]223號341）；湖南省教育廳教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號[湘教通][2012]401號341）；衡陽師范學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號JYKT201425)；“材料物理與化學(xué)”湖南省十二五重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科資助；“功能金屬有機(jī)化合物”湖南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助；功能金屬有機(jī)材料湖南省普通高等學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室資助。

收稿日期：2016－02－20

中圖分類號：G521

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1673-2219（2016）03-0114-02