化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的啟示*

鄒曉蓉　陶呈安　朱慧　王建方　王芳　黃堅(jiān)（國防科技大學(xué)理學(xué)院化學(xué)與生物學(xué)系，湖南長沙410073）

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化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的啟示*

鄒曉蓉陶呈安朱慧王建方王芳黃堅(jiān)
（國防科技大學(xué)理學(xué)院化學(xué)與生物學(xué)系，湖南長沙410073）

摘要：文章分析了我校學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽中的比賽情況。由此反思我校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，提出了在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核方式等方面進(jìn)行改革的一些具體方法。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；啟示

*感謝國防科技大學(xué)教育教學(xué)研究課題“軍事特色化學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建研究”和理學(xué)院教育教學(xué)研究課題“以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究”對本論文的資助。

Abstract:On the basis of the chemical experiment competition of students in our school, this paper analyzes the existing problems in the chemical experiment teaching, and puts forward some specific measures in the teaching contents, teaching means and examination mode reform in chemical experiment teaching.

Keywords:competition of chemical experiment; the experiment teaching reform; enlightenment

為了深化我?；瘜W(xué)實(shí)踐教學(xué)改革，促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)，促進(jìn)優(yōu)秀人才脫穎而出[1，2]，自2011年起，我們開始舉辦全校性的大學(xué)生化學(xué)競賽（含實(shí)驗(yàn)操作競賽），并指導(dǎo)應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)專業(yè)學(xué)生開始參加湖南省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽以及全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽。2011年至今，在三次省賽和兩次全國賽中，我校學(xué)生共取得一等獎4項(xiàng)，二等獎3項(xiàng)，三等獎3項(xiàng)。在成績的背后，我們也發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題。我們分析了學(xué)生在比賽中的情況，提出了一些改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路，有望通過進(jìn)一步的教學(xué)實(shí)踐，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

一、實(shí)驗(yàn)比賽中學(xué)生存在的主要問題

（一）操作不規(guī)范

主要表現(xiàn)在：（1）忘記一些重要操作，如無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的傾析法固液分離、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的差減稱量法、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中阿貝折射儀的使用等；（2）按照自己習(xí)慣不規(guī)范操作，如移液管的拿法、酸式滴定管活塞的調(diào)節(jié)、容量瓶的使用等；（3）知道如何規(guī)范操作，但動作不流暢，速度過慢。

（二）綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)

主要表現(xiàn)在：（1）習(xí)慣“照方抓藥”完成實(shí)驗(yàn)，碰到“沒有依靠”的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，考慮不全面，方案可行性較差；（2）碰到較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí)，缺乏統(tǒng)籌安排和變通，完成實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量不高；（3）不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)驗(yàn)中的異常，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，甚至多次失敗。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題

通過對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)比賽中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可能存在以下幾個(gè)方面的問題：

（一）操作訓(xùn)練不夠，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏延續(xù)性

學(xué)生忘記一些重要的實(shí)驗(yàn)操作或者操作規(guī)范但動作不流暢、速度慢，可能有兩方面原因：一是我們的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練不夠；二是實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏延續(xù)性。我校化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本情況為：實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少，如無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)大約是國內(nèi)著名高校的三分之一。實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)偏少必然導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的偏少。此外，我校的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)均獨(dú)立設(shè)課，開設(shè)時(shí)間分別在大學(xué)一年級至三年級的不同學(xué)期，時(shí)間相差半年至三年不等。受學(xué)時(shí)數(shù)限制，各實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容均偏重于單科操作訓(xùn)練，相互之間的結(jié)合訓(xùn)練很少或幾乎沒有。如無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在大學(xué)一年級上學(xué)期就開設(shè)完畢，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在大學(xué)一年級下學(xué)期開設(shè)，但內(nèi)容上偏重于滴定分析法，沒有體現(xiàn)與無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的銜接，學(xué)生在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不能復(fù)習(xí)到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作，也體會不到分析化學(xué)在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用。同樣，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)相互之間或者與無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)之間結(jié)合也很少或者沒有。實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的不延續(xù)性必然導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作的遺忘，也會影響到學(xué)生對知識的融會貫通。

（二）對不規(guī)范操作糾正力度不夠

學(xué)生出現(xiàn)較多的不規(guī)范操作，除了規(guī)范性操作訓(xùn)練不夠，還有一個(gè)原因可能是教師對學(xué)生不規(guī)范操作糾正力度不夠。目前，我們關(guān)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練的手段主要是課前教師講解示范，課堂教師巡視和個(gè)別指導(dǎo)。由于形式較為單一，教師一人指導(dǎo)二十個(gè)學(xué)生，難免會出現(xiàn)發(fā)現(xiàn)不了的問題。當(dāng)學(xué)生的錯(cuò)誤操作和不規(guī)范操作未能得到及時(shí)糾正，而學(xué)生自己也沒有意識到，久而久之，就形成了不規(guī)范甚至是錯(cuò)誤操作習(xí)慣。

（三）綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏，對學(xué)生分析思維的訓(xùn)練偏少

學(xué)生在比賽中表現(xiàn)出的較差的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ环矫媾c學(xué)生的綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏有關(guān)；另一方面，與學(xué)生分析思維的訓(xùn)練偏少有關(guān)。我校為化學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)了綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，但此課程被安排在大學(xué)四年級上學(xué)期，而幾門先修實(shí)驗(yàn)課程之間又相對獨(dú)立，缺乏交叉融合，導(dǎo)致了學(xué)生在大學(xué)的前三年缺乏應(yīng)有的綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。此外，我校的實(shí)驗(yàn)課程中，“照方抓藥”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏多，教師課堂講解也很全面，學(xué)生只要按照已有的步驟就能順利完成實(shí)驗(yàn)。整個(gè)教學(xué)過程中，被動接受知識的時(shí)候多，主動思考探究的時(shí)候少。如果學(xué)生本身缺乏主動“想”的意識，教師又沒有積極去激發(fā)的話，是很難提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力的。

三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體方法

我校是一所軍事院校，與地方大學(xué)本科生相比，我校學(xué)生除了要學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，還要學(xué)習(xí)與政治思想、軍事理論和實(shí)踐等相關(guān)的課程。因此，我校學(xué)生的科學(xué)文化知識課程的學(xué)時(shí)數(shù)都會有一定壓縮。在學(xué)時(shí)數(shù)有限的情況下，思考如何對學(xué)生進(jìn)行有效的、高質(zhì)量的實(shí)踐能力培養(yǎng)是十分必要的。

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

針對上述我?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，有必要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。首先應(yīng)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，多一些設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，將各實(shí)驗(yàn)課程中單純的基本操作融入到設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)中?？紤]到學(xué)時(shí)數(shù)的限制，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的一個(gè)拓展，也可以與綜合性實(shí)驗(yàn)組合在一起；可以是一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，也可以是一個(gè)實(shí)驗(yàn)中某個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，如實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)或者數(shù)據(jù)記錄和處理的設(shè)計(jì)等等；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以要求學(xué)生具體實(shí)施，也可以要求學(xué)生查閱文獻(xiàn)、整理資料后以課堂匯報(bào)的形式體現(xiàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)主要是后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程與一門或多門先修實(shí)驗(yàn)課程的有機(jī)組合。以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，其先修課程為無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，所以其設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)中通常既有無機(jī)物的合成制備，又有合成產(chǎn)物的組成分析。比較經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)有[3-6]：硫酸亞鐵銨的制備與含量測定、三氯化六氨合鈷（Ⅲ）的制備和組成分析、三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的合成和組成分析、硫酸四氨合銅（Ⅱ）的制備及配離子組成測定等。這些實(shí)驗(yàn)中既有過濾、分離、結(jié)晶等無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，又有稱量、滴定、移液等分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作。優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容既保證了實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的延續(xù)性，又可在有限的時(shí)間內(nèi)鍛煉學(xué)生的分析思維，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

（二）改革教學(xué)手段

在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，如何有效地培養(yǎng)學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，應(yīng)采用多種教學(xué)手段。教師的正確示范、個(gè)別指導(dǎo)是一個(gè)重要方面，此外還應(yīng)通過突出學(xué)生的不規(guī)范操作，加深學(xué)生對不規(guī)范操作的認(rèn)識，強(qiáng)化學(xué)生的自我糾正意識。以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，可以采取以下措施：列出稱量、滴定、移液、記錄等每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范要求和不規(guī)范情況[7]，讓學(xué)生對照后進(jìn)行自評，隨時(shí)了解自己的問題所在，以便及時(shí)進(jìn)行改正；加強(qiáng)師生互動，每一次實(shí)驗(yàn)中可以抽查一至多名學(xué)生上臺演示一項(xiàng)基本操作，通過其他學(xué)生和教師的“挑刺”，找到演示學(xué)生操作中存在的問題，這無論對演示學(xué)生還是“挑刺”學(xué)生，都會是一個(gè)印象深刻的環(huán)節(jié)。

（三）改革考核方式

我?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的考核方式主要是平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查。平時(shí)成績主要根據(jù)學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞記分；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績主要根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理、結(jié)果討論、思考題回答情況評分；實(shí)驗(yàn)考查有以筆試為主的，也有通過一個(gè)考試實(shí)驗(yàn)來評分的，但評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也是以實(shí)驗(yàn)結(jié)果或者綜合表現(xiàn)為主。可見，我們的考核方式在操作考試方面還有不足。因此，改革考核方式，增加操作考試的比例，對于加強(qiáng)學(xué)生對規(guī)范操作的重視，提高學(xué)生規(guī)范操作的水平有十分重要的作用。以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，參照全國賽或者省賽操作比賽的模式，以一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)為考試實(shí)驗(yàn)，建立無機(jī)合成、組成分析等相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的評分細(xì)則，讓學(xué)生主動地重視實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

四、結(jié)束語

通過對學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽中比賽情況的分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)競賽中出現(xiàn)的操作不規(guī)范、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)等問題，可能是由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對學(xué)生的操作訓(xùn)練不夠，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏延續(xù)性；對學(xué)生不規(guī)范操作糾正力度不夠；綜合性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏，對學(xué)生分析思維的訓(xùn)練偏少等問題所導(dǎo)致。提出了通過減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容；通過教師示范、指導(dǎo)、學(xué)生自評、學(xué)生和教師“挑刺”等多種方式的結(jié)合改革教學(xué)手段；通過增加操作考試的比例改革考核方式。

參考文獻(xiàn)

[1]全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽競賽宗旨[Z].

[2]湖南省普通高等學(xué)校大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽章程[Z].

[3]武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心編.無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn).第二版[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2001.

[4]蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)——基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅰ[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2004.

[5]歐陽玉祝.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[6]李艷輝.無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn).第二版[M].南京：南京大學(xué)出版社，2012.

[7]谷春秀.化學(xué)分析與儀器分析實(shí)驗(yàn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：鄒曉蓉（1975-），女，副教授，博士，主要從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）06-0140-02