無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

高強(qiáng)　陳傳祥　陳立莊

【摘 要】無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，可激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。適時(shí)適當(dāng)?shù)拈_展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)其勤于動(dòng)腦的習(xí)慣，有利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)任務(wù)的完成。

【關(guān)鍵詞】無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);應(yīng)用;創(chuàng)新

中圖分類號(hào)： G642.4;O61-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0127-002

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)課，是無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中不可缺少的重要一環(huán)。它擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生掌握無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本操作技能及進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)入門訓(xùn)練的任務(wù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式可以使理論知識(shí)得以驗(yàn)證、鞏固和提高。又因?yàn)橄啾扔袡C(jī)、分析、物化、化工等實(shí)驗(yàn)，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)更為基礎(chǔ)和簡(jiǎn)單，其多為大學(xué)新生接觸到的首門實(shí)驗(yàn)課程。因此，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的好壞將直接影響后續(xù)相關(guān)課程的開展[1]。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有別于演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其具有更大的靈活性，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力提出更高的要求。在已掌握基本的儀器使用方法和常規(guī)操作程序的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更能激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)階，是培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)學(xué)生科學(xué)思維的有效手段[2]。

1 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的重要性

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是大學(xué)教育的重要任務(wù)。在基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)掌握的前提下，鍛煉學(xué)生打破常規(guī)的條條框框，獨(dú)立尋求解決問(wèn)題的方法是培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)的有效途徑。無(wú)機(jī)化學(xué)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)目的在于使學(xué)生能夠掌握必需的基本知識(shí)和基本操作技能，其重要性毋庸置疑。然而，學(xué)習(xí)知識(shí)的真正目的在于能夠有效的利用。學(xué)以致用才能將課本上死的定理定律轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問(wèn)題的工具。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一方面要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)中提出的諸如分析、分離、檢測(cè)等的問(wèn)題。另一方面又給出自由發(fā)揮的空間，無(wú)論利用何種方法，只需有效解決問(wèn)題即為完成實(shí)驗(yàn)要求。這樣的實(shí)驗(yàn)類型從根本上解決了學(xué)生循規(guī)蹈矩，重視動(dòng)手而輕視動(dòng)腦的問(wèn)題。固定實(shí)驗(yàn)方案和流程的打破也更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性[3]。此外，本科階段設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)初具研究性實(shí)驗(yàn)的雛形，這也為后期部分學(xué)生升學(xué)進(jìn)修后獨(dú)立研究的開展奠定了最初的基礎(chǔ)。

2 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的方法和注意事項(xiàng)

2.1 合理選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)時(shí)間和內(nèi)容

如前文所述，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)性的演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)階，該類實(shí)驗(yàn)的開展要求學(xué)生具備有一定的專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能。因此，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)時(shí)間不宜過(guò)早，在所有無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的占比不宜過(guò)多，難度不宜太高。通常，在整個(gè)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的最后階段，開設(shè)2-3個(gè)與所學(xué)知識(shí)密切相關(guān)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的安排是較為合理的。大一下學(xué)期的后半段，學(xué)生的無(wú)機(jī)化學(xué)理論課已接近尾聲。在這一階段，大部分課本中的相關(guān)知識(shí)已講授完成。通過(guò)前期幾個(gè)甚至十幾個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的鍛煉，學(xué)生已掌握了基本的操作技能。此時(shí)是開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的最佳時(shí)機(jī)[4]。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇方面，要從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)。需緊密聯(lián)系無(wú)機(jī)化學(xué)理論課的相關(guān)內(nèi)容且避免操作上過(guò)于繁瑣，難度太大等的問(wèn)題。以免使學(xué)生們因無(wú)法完成而產(chǎn)生懼難的心理。設(shè)置的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在難度上應(yīng)具備一定的區(qū)分度，循序漸進(jìn)地提高實(shí)驗(yàn)的深度。

2.2 要注重任課老師在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展過(guò)程中的引導(dǎo)作用

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的目的是要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，自主探尋解決問(wèn)題的途徑。但值得注意的是，這樣的目的和要求并不意味著實(shí)驗(yàn)任課老師可以不管不問(wèn)，任由學(xué)生自由發(fā)揮。對(duì)于如何分析問(wèn)題、通過(guò)哪些途徑可以為構(gòu)建實(shí)驗(yàn)方案提供可行思路等，都需要任課老師的引導(dǎo)。這些指引對(duì)于首次接觸設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)講尤為重要。此外，初步的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)完成后，還需要任課老師對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的審核，考察方案的合理性和可行性等問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)不是降低了任課老師的作用，而是更加突出了任課老師在引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、活學(xué)活用等方面的意義，對(duì)任課老師提出了更高的要求[5]。

2.3 在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展中強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的初衷是調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的積極性，因此，以二三人為一小組通過(guò)充分的討論，確定實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟能使全體學(xué)生均參與其中。在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，各抒己見，取長(zhǎng)補(bǔ)短，這樣不僅能確保最終實(shí)驗(yàn)方案的合理性，同時(shí)也大大提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)[6]。

2.4 縱向比較為學(xué)生提供更多新思路

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不應(yīng)以各小組實(shí)驗(yàn)的完成為終點(diǎn)，對(duì)不同小組間設(shè)計(jì)方案甚至不同班級(jí)、校內(nèi)外相關(guān)實(shí)驗(yàn)不同設(shè)計(jì)方案的比較和點(diǎn)評(píng)對(duì)于學(xué)生思路和眼界的開闊有非常重要的意義?？v向比較面對(duì)相同問(wèn)題時(shí)不同學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案和策略，深入剖析各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，是任課老師在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)過(guò)程中不可或缺的一步。通過(guò)不同案例的解讀，學(xué)生能獲得更多新的思想火花，認(rèn)識(shí)到個(gè)人在思考問(wèn)題中的不足。使之能夠理順?biāo)悸?，逐漸培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)思維。

3 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的效果

通過(guò)一系列設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，我們發(fā)現(xiàn)，相比于無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開展過(guò)程中學(xué)生們表現(xiàn)出更高的熱情和積極性、能動(dòng)性。各類新奇的思路被激發(fā)出來(lái)，這無(wú)疑大大提高了學(xué)生的創(chuàng)造和創(chuàng)新能力。值得注意的是，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)不止對(duì)學(xué)生能力的提升具有重要意義，也為任課老師的提供了新的養(yǎng)分和興奮點(diǎn)。為后期進(jìn)一步開展教育教學(xué)活動(dòng)提供了不少借鑒和新的思路。

4 總結(jié)

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的合理應(yīng)用為學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)提供了良好的契機(jī)。相比于按圖索驥、亦步亦趨的傳統(tǒng)授課方式，其具有更大的靈活性，對(duì)學(xué)生和任課老師都提出了更高的要求。課本知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用和自主設(shè)計(jì)能力的鍛煉，與大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求相吻合。因此，適時(shí)適當(dāng)?shù)拈_展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)，具有非常重要的意義。

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