無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“套餐化”教學(xué)體系探索

婁 杰，余 磊，楊秀群，付秋平，劉 瑩

(貴陽學(xué)院 實(shí)驗(yàn)中心，貴州 貴陽 550005)

化學(xué)及相關(guān)專業(yè)大學(xué)生第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課就是“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”，學(xué)好它就是為后繼實(shí)驗(yàn)課程打下夯實(shí)的基礎(chǔ)，更是科研的鋪路石[1-3]。貴陽學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室已于2014年完成對全校開設(shè)《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》相關(guān)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行改造并重組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并建立模塊化實(shí)驗(yàn)課程體系，同時于2018年搭建完成信息管理平臺，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程管理、實(shí)驗(yàn)耗材管理、實(shí)驗(yàn)室使用申請等過程信息化管理。

“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用至今，總結(jié)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)，二級學(xué)院根據(jù)人才培養(yǎng)方案要求調(diào)整實(shí)驗(yàn)學(xué)時數(shù)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)，導(dǎo)致同一課程，不同專業(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時數(shù)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)都在發(fā)生變化，這樣增加實(shí)驗(yàn)員工作量和藥品的采購種類。因此，本文結(jié)合現(xiàn)有的無機(jī)模塊化實(shí)驗(yàn)方案、各個教學(xué)院實(shí)際情況和實(shí)驗(yàn)室情況，探索一種套“以學(xué)時選套餐，以專業(yè)選項(xiàng)目”的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)套餐化教學(xué)體系[4]。

1 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)室相關(guān)相關(guān)情況

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室共有兩間，每間實(shí)驗(yàn)室能同時容納28人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，專職實(shí)驗(yàn)員1人，實(shí)驗(yàn)教師為各學(xué)院任課教師。實(shí)驗(yàn)室有電子天平、分光光度計、電爐、PH計、電熱鼓風(fēng)干燥箱等設(shè)備，有試管、燒杯、容量瓶、滴定管等常規(guī)玻璃儀器，基本能滿足現(xiàn)有學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求。

1.2 近三年實(shí)驗(yàn)室生時數(shù)

近三年以來，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的班級數(shù)、學(xué)時數(shù)及生時間逐年遞減，其主要原因有一下兩點(diǎn)：第一，學(xué)校根據(jù)發(fā)展需求，控制各專業(yè)招生人數(shù)，逐年減少?？粕猩媱?，并于2019年停止招收?？粕坏诙?，各教學(xué)院人才培養(yǎng)的變動，化學(xué)及相關(guān)專業(yè)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)遞減。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 近三學(xué)年的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室生實(shí)數(shù)情況

2 《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程模塊化現(xiàn)狀及不足

2.1 課程模塊化的現(xiàn)狀

貴陽學(xué)院無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)化學(xué)與材料工程學(xué)院、食品與制藥工程學(xué)院和生物與環(huán)境生態(tài)學(xué)院的化學(xué)及化學(xué)相關(guān)課程的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程，目前共9門課程，9個課程模塊。目前主要現(xiàn)狀：不同學(xué)院不同專業(yè)相同課程實(shí)驗(yàn)課學(xué)大綱不同、實(shí)驗(yàn)學(xué)時不同、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不同、使用的教材各異。如生物與環(huán)境工程學(xué)院和食品與制藥工程學(xué)院課程學(xué)時均為18，生物與環(huán)境工程學(xué)院開設(shè)6個項(xiàng)目，而食品與制藥工程學(xué)院開設(shè)5個項(xiàng)目等。

2.2 主要存在的不足之處

2.2.1 同一課程同一項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)學(xué)時不同

因教材不統(tǒng)一，導(dǎo)致部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱相同，但實(shí)驗(yàn)學(xué)時、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟有較大的差異，故實(shí)驗(yàn)員在耗材種類統(tǒng)計和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中不能按同一實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，增大實(shí)驗(yàn)員的準(zhǔn)備和管理工作量。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不同步，增大管理難度

各學(xué)院對于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)的時間及實(shí)驗(yàn)順序交替性和隨意性大，增加了實(shí)驗(yàn)室廢液的分類收集難度，不利于及時處理。若每兩周處理一次廢液，增加了實(shí)驗(yàn)員工作量，若一學(xué)期最后處理，會因處理周期過長對廢液成分、濃度都具有模糊性，增加了實(shí)驗(yàn)室廢液的處理難度。

在同一實(shí)驗(yàn)室一周內(nèi)開展交替開展重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)，因?qū)嶒?yàn)所需的儀器不同，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)儀器的更換需要交替重復(fù)性的完成，增加實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的難度，具有一定的不科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)教師對學(xué)生管理不嚴(yán)格，學(xué)生任意更換儀器設(shè)備后也不復(fù)于原位置，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作臺物品過多雜亂無章，影響實(shí)驗(yàn)操作，具有一定的安全隱患，同時也不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多樣性

經(jīng)統(tǒng)計，中心實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的無機(jī)化學(xué)模塊化項(xiàng)目分為基本知識和操作、基礎(chǔ)元素化學(xué)、無機(jī)化合物的單質(zhì)合成與表征和基本化學(xué)原理的5個模塊，對目前開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類如圖1所示，統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)學(xué)時的專業(yè)在選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)時就會出現(xiàn)很多種組合，增加藥品種類和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作量。[2]若開展“以學(xué)時選套餐，以專業(yè)選項(xiàng)目”的方法，統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)教材，將有利于實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)備課和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于實(shí)驗(yàn)員對實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。

圖1 無機(jī)化學(xué)模塊化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類

3 探索“以學(xué)時選套餐，以專業(yè)選項(xiàng)目”的實(shí)驗(yàn)課程模塊

3.1 “以學(xué)時選套餐，以專業(yè)選項(xiàng)目”

總結(jié)近幾年無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的課程學(xué)時數(shù)為18學(xué)時、36學(xué)時、72學(xué)時，其中前兩者主要是非化學(xué)專業(yè)，后者是化學(xué)專業(yè)。根據(jù)各相近專業(yè)的培養(yǎng)方案，確定同一課程的套餐項(xiàng)目。根據(jù)專業(yè)學(xué)時將無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在套餐中設(shè)定為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計性實(shí)驗(yàn)、開放新性實(shí)驗(yàn)中的幾個，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是以培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)基本操作技能的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化為目的；綜合性實(shí)驗(yàn)是以提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知和綜合運(yùn)用知識的能力為目標(biāo)；創(chuàng)新設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是以提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的有效途徑為導(dǎo)向，開放性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的重要體現(xiàn)。

“18學(xué)時套餐”分為18A和18B兩個套餐，主要適用于生物與環(huán)境工程學(xué)院茶學(xué)和生態(tài)環(huán)境專業(yè)、食品與制藥工程學(xué)院食品工程和制藥工程等專業(yè)，其項(xiàng)目如表2所示。此套餐以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主，以綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性設(shè)計實(shí)驗(yàn)為輔，結(jié)合教師教學(xué)方法和體系，規(guī)范學(xué)生基本操作技能，引導(dǎo)學(xué)生初步了解化學(xué)原理及化學(xué)反應(yīng)特征。

表2 “18學(xué)時套餐” 明細(xì)

“36學(xué)時套餐”分為36A和36B兩個套餐，主要適用于化學(xué)與材料工程學(xué)院科學(xué)教育和材料工程專業(yè)，其項(xiàng)目如表3所示。此套餐以規(guī)范基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)操作，以綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性設(shè)計實(shí)驗(yàn)為主，結(jié)合教師教學(xué)方法和體系，規(guī)范學(xué)生基本操作技能，培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)認(rèn)識和實(shí)踐能力。

表3 “36學(xué)時套餐” 明細(xì)

“72學(xué)時套餐”分為72A和72B兩個套餐，主要適用于化學(xué)與材料工程學(xué)院化學(xué)專業(yè)，其項(xiàng)目如表4所示。此套餐以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性設(shè)計實(shí)驗(yàn)為主，以開放性實(shí)驗(yàn)為輔，結(jié)合教師教學(xué)方法和體系，夯實(shí)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才為目標(biāo)。

表4 “72學(xué)時套餐” 明細(xì)

3.2 以學(xué)時數(shù)選套餐，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)順序

各教學(xué)院根據(jù)自己專業(yè)需求不同，按人才培養(yǎng)方案學(xué)時數(shù)選定實(shí)驗(yàn)套餐，由基礎(chǔ)化學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室根據(jù)申請統(tǒng)一安排全校的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開出順序，并確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開出的時間和名稱，任課教師可登陸基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行課程安排查詢。

3.3 力爭實(shí)現(xiàn)信息化(平臺)和常態(tài)化(安全衛(wèi)生)管理

信息化(平臺): 充分利用基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理平臺，積極探索探索“以學(xué)時選套餐，以專業(yè)選項(xiàng)目”的實(shí)驗(yàn)課程模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)選課、系統(tǒng)申請、系統(tǒng)排課、系統(tǒng)耗材申報、教學(xué)資料數(shù)據(jù)系統(tǒng)上傳的管理模式，充分做到有據(jù)可依，有底可查的規(guī)范化管理，有效減輕實(shí)驗(yàn)員的工作量。

常態(tài)化(安全衛(wèi)生):以項(xiàng)目為導(dǎo)向，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目卡一次性準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的耗材及儀器，同一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后及時對實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生和儀器大清理，及時依據(jù)廢液管理辦法轉(zhuǎn)移上一項(xiàng)目所分類的廢液，盡可能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室廢液零庫存。日常保證實(shí)驗(yàn)室地面、桌面和準(zhǔn)備間三整潔。

4 結(jié)語

“套餐化”教學(xué)體系探索是在模塊化的基礎(chǔ)上提出的，充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源與管理平臺，實(shí)現(xiàn)信息化管理。本體系的提出，有效合理的增加實(shí)驗(yàn)員與任課教師的默契，減少實(shí)驗(yàn)員的準(zhǔn)備工作量，提升實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的效果和改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境。依據(jù)不同學(xué)時設(shè)計不同層次的實(shí)驗(yàn)層次、數(shù)量與項(xiàng)目，因材施教，不斷提升學(xué)生綜合素質(zhì)和綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力，為后繼的分析、有機(jī)化學(xué)等實(shí)驗(yàn)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。