大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的探討與創(chuàng)新

江泓 張志秋 張梅 段吉國

摘要：大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)體系和方法的完善與創(chuàng)新，對于提高大學(xué)化學(xué)的教育成效是至關(guān)重要的。通過教學(xué)的創(chuàng)新，提高大學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)大學(xué)生的積極性，重視大學(xué)生的主導(dǎo)地位，鍛煉大學(xué)生在實驗中的動手操作能力和思維方式。本文以培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和強動手能力的大學(xué)生為目標(biāo)，分析探討了現(xiàn)今大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的課程內(nèi)容選擇和教學(xué)手段的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：大學(xué)化學(xué)實驗；實驗內(nèi)容；教學(xué)手段

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）45-0279-02

一、前言

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，對于大學(xué)化學(xué)的教學(xué)不僅需要學(xué)生掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成以及性質(zhì)，還應(yīng)該通過大學(xué)化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生實際動手操作能力、創(chuàng)新性思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，大學(xué)化學(xué)及其實驗是很多專業(yè)必修的化學(xué)基礎(chǔ)課。大學(xué)化學(xué)實驗是理論知識的實際應(yīng)用，而理論知識的學(xué)習(xí)也離不開大學(xué)化學(xué)實驗的支撐，大學(xué)生在學(xué)好大學(xué)化學(xué)理論知識的同時更應(yīng)該掌握各項化學(xué)實驗技能。在大學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)大綱要求和理論課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度開設(shè)多個經(jīng)典而具有影響力且可重復(fù)操作的實驗，有利于造就高素質(zhì)化學(xué)化工類復(fù)合型人才，便于推進(jìn)素質(zhì)教育。但是，目前很多大學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)還處于大學(xué)生嚴(yán)格按照教師預(yù)先規(guī)定的實驗內(nèi)容和規(guī)范操作被動得到相應(yīng)的實驗結(jié)果的階段，使得大學(xué)生機械的照貓畫虎，無法激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及創(chuàng)新意識。因此，在大學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)過程中，一方面應(yīng)使大學(xué)生對各類實驗產(chǎn)生強烈的好奇心和求知欲；另一方面是使大學(xué)生明白任何實驗學(xué)科的發(fā)展和科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不可一蹴而就，需要每位科研人員的長期實驗和不斷的重復(fù)。培養(yǎng)大學(xué)生的科研素養(yǎng)，為其今后為化學(xué)事業(yè)做貢獻(xiàn)夯實基礎(chǔ)。本文主要探討了如何在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中，充分調(diào)動大學(xué)生的積極主動性，達(dá)到“玩轉(zhuǎn)課堂”、快樂學(xué)習(xí)的效果。

二、大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新

1.實驗內(nèi)容豐富創(chuàng)新。無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)是大學(xué)化學(xué)實驗的四大基礎(chǔ)化學(xué)實驗。用單一的教學(xué)方法講授基本的實驗課程內(nèi)容會讓學(xué)生覺得枯燥無味，不能集中精力參與到實驗中去，進(jìn)而大大降低了學(xué)習(xí)效率，無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生主觀能動性和實際動手操作能力的教學(xué)目標(biāo)。因此，豐富創(chuàng)新大學(xué)化學(xué)實驗內(nèi)容，有利于拓寬學(xué)生的知識面，并開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。例如，可以讓學(xué)生首先制得色彩斑斕的配合物，然后通過pH調(diào)節(jié)使其從沉淀轉(zhuǎn)為溶解，這樣學(xué)生能夠在實驗動手操作的過程中觀察到不同顏色的配合物，并發(fā)現(xiàn)溶解等有趣的實驗現(xiàn)象，通過直觀的感受，學(xué)生會對配位平衡留下深刻的印象。通過多種現(xiàn)象的大學(xué)化學(xué)實驗也可以促進(jìn)學(xué)生對大學(xué)化學(xué)的認(rèn)知。

大學(xué)實驗內(nèi)容除了經(jīng)典的驗證性實驗外還可以加入探索性的實驗，還應(yīng)該與實際生活涉及的化學(xué)應(yīng)用相結(jié)合，而不應(yīng)僅僅局限于課本上的實驗內(nèi)容。例如，通過讓學(xué)生根據(jù)實驗原理設(shè)計實驗方案、實驗步驟以及后期的實驗結(jié)果處理，培養(yǎng)學(xué)生將已學(xué)的理論知識和實驗操作技能運用于實驗設(shè)計中，利用在實驗中掌握的思維方式探索設(shè)計實驗中的問題，這樣不僅可以營造大學(xué)化學(xué)實驗課堂良好的學(xué)習(xí)氛圍，也增強了學(xué)生對大學(xué)化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)興趣。此外，還可以讓學(xué)生更好的理解大學(xué)化學(xué)的概念和化學(xué)實驗的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生樂于發(fā)現(xiàn)生活中的化學(xué)，也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不與社會脫節(jié)，有利于學(xué)生今后的職業(yè)規(guī)劃與社會的需求接軌。

2.實驗方案的修改。在大學(xué)實驗的教學(xué)中，應(yīng)該側(cè)重于提高質(zhì)量進(jìn)而避免對實驗數(shù)量的追求。因此，在實驗過程中，教師應(yīng)通過實驗結(jié)果的不同引導(dǎo)學(xué)生思考對應(yīng)的原因。通過“引導(dǎo)式”教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，應(yīng)盡量避免“灌輸式”、機械式的實驗課堂。此外，當(dāng)實驗過程中出現(xiàn)錯誤或不當(dāng)操作時，不應(yīng)立刻制止，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生檢查實驗步驟中各項操作，啟發(fā)學(xué)生用已學(xué)的理論知識對實驗過程中產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋，達(dá)到學(xué)以致用的效果，也利于學(xué)生更好的理解理論知識。

在實驗的過程中，還應(yīng)該提出多個不同梯度的問題，誘導(dǎo)學(xué)生積極思考，將理論知識和實驗過程結(jié)合起來。例如，實驗前可以提問學(xué)生所需的實驗裝置，裝置是否需要烘干，移取不同體積的溶液時應(yīng)該用何種儀器以及兩種儀器同時存在時何種儀器更精確，對于稱量易吸水潮濕的物質(zhì)時應(yīng)該用何種容器，等等。通過對各種問題的發(fā)現(xiàn)和解決，可以提高學(xué)生對實驗內(nèi)容的理解，進(jìn)而達(dá)到實驗教學(xué)的課程目標(biāo)。

3.啟發(fā)式實驗報告。對于傳統(tǒng)的大學(xué)化學(xué)實驗，學(xué)生局限于“食譜氏”的實驗內(nèi)容，按部就班的完成教師事先安排的實驗方案以及對應(yīng)的實驗現(xiàn)象和結(jié)果，撰寫具有固定模式的實驗報告，易使學(xué)生產(chǎn)生依賴性而缺乏主動性。因此，在實驗教學(xué)過程中應(yīng)用啟發(fā)式的方法撰寫實驗報告，有助于學(xué)生系統(tǒng)理解大學(xué)化學(xué)實驗的相關(guān)概念和原理，使得單一的學(xué)習(xí)方式得以改善，也可以培養(yǎng)學(xué)生的交流表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。教師可以通過講解該實驗的目的誘導(dǎo)學(xué)生思考相應(yīng)的實驗原理，將實驗和理論知識結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合課本思考實際問題的思維。此外，在實驗結(jié)束后引導(dǎo)學(xué)生回顧化學(xué)知識和實驗步驟、實驗現(xiàn)象以及實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生從多角度觀察和思考問題的能力。提高學(xué)生的實驗技能以及對不同化學(xué)方法的掌握和運用，讓學(xué)生學(xué)會獨立分析問題和動手解決問題，同時也推進(jìn)了化學(xué)教育的發(fā)展。

4.開放實驗室教學(xué)。由于大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)一般課時很少，因此除了課程大綱要求的課時外，還應(yīng)該提供更多的課外培訓(xùn)的實驗室，便于學(xué)生在課余時間能夠更加充分的理解實驗現(xiàn)象與原理，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的實驗科研能力。

為吸引學(xué)生進(jìn)入實驗室學(xué)習(xí)，可以設(shè)立大學(xué)生化學(xué)實驗創(chuàng)新計劃，達(dá)到實驗教學(xué)的有效性。學(xué)生與教師通過雙向溝通對于實驗時間等相關(guān)內(nèi)容達(dá)成一致意見，進(jìn)而開展實驗創(chuàng)新，使得更多的學(xué)生在課余時間也能夠接觸到化學(xué)實驗。其中，出于對學(xué)生和其他科研工作人員的人身安全著想，應(yīng)制定相應(yīng)的實驗室規(guī)則制度以及培養(yǎng)方法，在雙方同意的條件下進(jìn)行實施。多種實驗室的開放，不僅可以拓寬學(xué)生的知識視野，也可培養(yǎng)其對實驗的興趣并提高其創(chuàng)新能力；進(jìn)而通過實驗技能的積累以及理論知識的儲備，提高學(xué)生的實驗操作水平和科研創(chuàng)新能力，為今后的化學(xué)化工行業(yè)提供高素質(zhì)、高技能的復(fù)合型人才。

規(guī)范性和長期性的實驗室開放，不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容大綱上的實驗，還可以讓學(xué)生接觸到多種大型儀器，如獲得質(zhì)譜、色譜、核磁共振譜等結(jié)果，進(jìn)而讓學(xué)生了解相關(guān)實驗產(chǎn)物的純度等，并讓學(xué)生學(xué)會分析通過儀器獲得的各種譜圖，有助于提高學(xué)生在今后的科研和工作解決問題的能力。

三、總結(jié)

大學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)理念是“以人為本”。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)是知識的引路人。通過豐富實驗內(nèi)容，提高學(xué)生的積極性，使得課堂學(xué)習(xí)氛圍濃厚有趣。通過實驗方案的修改以及啟發(fā)式實驗報告的撰寫提高學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，讓學(xué)生學(xué)會用所學(xué)的知識解釋觀察的實驗現(xiàn)象，通過與他人的交流讓學(xué)生用自己的語言來描述實驗現(xiàn)象和結(jié)果，使學(xué)生加深理解理論知識的同時增強語言表達(dá)和交流討論的能力。

將學(xué)習(xí)和生活緊密地結(jié)合，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象，應(yīng)用化學(xué)知識解釋生活中的不同現(xiàn)象，利用化學(xué)實驗手段來分析實際生活中的化學(xué)問題，提高學(xué)生對所學(xué)知識的掌握和應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目標(biāo)。實驗室的開放有助于學(xué)生更好的理解化學(xué)實驗，獲得扎實的實驗技能，探索不同的科研手段，為今后的學(xué)習(xí)和工作夯實實驗基礎(chǔ)。通過對大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的探索，并在實踐教學(xué)中逐步落實，爭取為國家和社會提供一批高素質(zhì)創(chuàng)新型的科技人才。

參考文獻(xiàn)：

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