基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)改革

周立清

摘 要：實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)員綜合實踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑，本文主要從實驗課程體系、教學(xué)內(nèi)容、施訓(xùn)方法幾個方面對化學(xué)實驗進行改革，對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗;課程體系;教學(xué);改革;創(chuàng)新

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。和其他自然學(xué)科相比，化學(xué)更顯示出它對實驗的依賴關(guān)系，任何化學(xué)的原理、定律以及規(guī)律無一不是從實驗中得到的結(jié)論。只有那些思想活躍、求知欲望前列、同時又有良好實驗習(xí)慣和動手能力并能注意觀察現(xiàn)象的人才才有可能成為化學(xué)研究的成功者。因此，化學(xué)實驗對學(xué)員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有十分重要的作用，化學(xué)實驗的開展應(yīng)按照國家教委和總部的要求，結(jié)合我校人才培養(yǎng)的具體情況，以培養(yǎng)學(xué)員的自主實踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo)，從實驗體系、教學(xué)內(nèi)容、施訓(xùn)方式幾個方面進行改革。

一、建立有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程體系

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)必須以基本知識、基本技能、基本方法為基礎(chǔ)，沒有基本的知識和技能的積累，創(chuàng)新就成了無源之水。我們可以以鞏固基礎(chǔ)技能訓(xùn)練、強化綜合知識應(yīng)用、營造智力發(fā)展、開拓創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)宗旨，把整個化學(xué)實驗課程設(shè)計分為四個層次，即：基本實驗操作、驗證性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新設(shè)計實驗。

其中，基本實驗操作包括滴定操作、天平的使用、溶液的配置、熔點的測定等，對學(xué)員的基本動手能力的培養(yǎng)有重要的作用;驗證性實驗主要是通過實驗加深學(xué)員對已學(xué)知識的理解;綜合性實驗是加深各知識點之間的聯(lián)系，各種實驗技能的掌握和理解，“蔗糖的水解”實驗，既結(jié)合動力學(xué)知識，又結(jié)合了科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)能力的培養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。最高層次的是創(chuàng)新設(shè)計實驗，學(xué)員根據(jù)實驗內(nèi)容自行設(shè)計實驗路線，解決實際問題的能力得到很大的提高。這樣的課程體系設(shè)置，立足于學(xué)員綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，由易到難，從扎實基礎(chǔ)到創(chuàng)新設(shè)計，最終將實現(xiàn)“多層次、創(chuàng)新型實驗教學(xué)”模式，最大程度地提高本科學(xué)員的科學(xué)實踐能力和綜合素質(zhì)。

二、設(shè)計突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容

（一）與學(xué)科前沿發(fā)展相結(jié)合，提高實驗內(nèi)容的新穎性

創(chuàng)新設(shè)計實驗的內(nèi)容設(shè)計與學(xué)科前沿發(fā)展相結(jié)合，直接來院于一線研究并密切關(guān)注研究的前沿成果，緊跟學(xué)科的研究方向。這樣的實驗內(nèi)容新穎，側(cè)重于新的知識點的引入，不僅可以培養(yǎng)學(xué)員的研究興趣，更注重科研能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。目前主要涉及到的實驗有：環(huán)氧樹脂合成及水性環(huán)氧改性、功能有機硅、銀-氯化銀電極的制備與使用等。

（二）與現(xiàn)代分析技術(shù)相結(jié)合，提高實驗內(nèi)容的先進性

將現(xiàn)代分析技術(shù)引入到實驗中，可以使學(xué)員接觸先進儀器設(shè)備，并懂得先進儀器設(shè)備的使用及功能，培養(yǎng)學(xué)員解決實際問題的能力。根據(jù)實驗室現(xiàn)有的紅外光譜分析儀、紫外分光光度計、電化學(xué)分析儀、萬能材料試驗機等先進儀器設(shè)備，我們提出了設(shè)計型實驗內(nèi)容。如紫外分光光度法測定人發(fā)中的微量鋁，測定水性涂料中甲醛的含量，紅外光譜法測有機物的結(jié)構(gòu)等。學(xué)員可按自己的興趣選擇實驗課題，查閱有關(guān)文獻，設(shè)計出完整的實驗方案，其中包括采集樣品、樣品處理、儀器設(shè)備的使用、實驗報告書寫。

三、建立促進創(chuàng)新能力培養(yǎng)的施訓(xùn)模式

（一）分層次的實驗教學(xué)模式

化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)針對不同實驗類型制定不同的教學(xué)目標(biāo)，實行多層次的教學(xué)模式：基礎(chǔ)實驗，以教員指導(dǎo)為主，強調(diào)學(xué)員熟練儀器的使用方法，驗證實驗內(nèi)容，掌握基本功;綜合實驗，要求學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，自己具體地去完成實驗內(nèi)容，碰到問題能夠自己解決;設(shè)計研究性，以學(xué)員為主，教員只給出實驗要求，學(xué)員自主選題，獨立完成設(shè)計方案和操作，自行獲取和分析實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。部分能力強、興趣高的學(xué)員還可以通過創(chuàng)新實驗、開放實驗，提高自己的綜合能力。這樣一來，教員角色由教學(xué)的中心轉(zhuǎn)變成教學(xué)組織者、輔導(dǎo)者，從而把學(xué)員能力的培養(yǎng)當(dāng)做教學(xué)的重點，給予學(xué)員寬松的思維空間，發(fā)展和提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。

（二）信息化的實驗教學(xué)手段

信息化的教學(xué)手段是指：一方面運用計算機多媒體課件輔助教學(xué)，以生動、直觀的形式演示出有劇毒、易爆、危險、產(chǎn)生有害物質(zhì)的化學(xué)實驗;另一方面通過多媒體教學(xué)視頻課件對常規(guī)儀器的規(guī)范操作進行展示，比如對電光分析天平的使用、萬分之一電子天平的使用、滴定分析操作等以視頻的形式展示出來，暨開拓了學(xué)員的視野，又豐富了實驗教學(xué)的內(nèi)容與形式。另外，應(yīng)用計算機處理實驗數(shù)據(jù)，不但可以減少在數(shù)據(jù)處理過程中認為因素產(chǎn)生的誤差，提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可極大提高工作效率。這樣無論從指導(dǎo)生產(chǎn)實踐還是客觀的評價學(xué)員的實驗結(jié)果都具有重要的意義。

總之，深化化學(xué)實驗教學(xué)改革是一項長期而艱巨的系統(tǒng)工程，任重而道遠，需要我們不斷探索和總結(jié)。我們應(yīng)清醒地認識到，學(xué)員的創(chuàng)新能力培養(yǎng)決非一朝一夕之功。教員需以高度的責(zé)任感、高瞻遠矚的教育眼光，鍥而不舍地對學(xué)員進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為國家培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。