基于創(chuàng)新型人才教育的無機化學(xué)實驗教學(xué)改革探索

沈鳳翠

（安徽工程大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，安徽蕪湖241000）

無機化學(xué)實驗作為化學(xué)實驗重要的組成部分，是大一新生首次學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗，學(xué)好無機化學(xué)實驗不僅加深和鞏固學(xué)生對理論知識的理解，提升學(xué)生基本實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神以及獨立思考、分析和解決問題的重要能力，也為后期課程學(xué)習(xí)和未來的科學(xué)素養(yǎng)奠定良好基礎(chǔ)[1]。近年來，隨著高等教育改革不斷推進，傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗在教學(xué)中往往只注重于基礎(chǔ)知識的把握和對基本實驗操作技能的訓(xùn)練，缺乏對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，而且存在教學(xué)內(nèi)容和形式單一，實驗藥品污染環(huán)境等問題。因此，在無機化學(xué)實驗的教學(xué)過程中轉(zhuǎn)變教學(xué)認(rèn)識，改變教學(xué)模式對未來創(chuàng)新人才的教育培養(yǎng)具有重要的意義[2]。

1 實驗體系的改革

對于當(dāng)前的實驗教學(xué)體系，需要獨立并實踐理論教學(xué)，著力構(gòu)筑以培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力、創(chuàng)新能力為宗旨的實驗教學(xué)新體系。該體系根據(jù)實驗課程特點劃分為基礎(chǔ)型實驗（元素各類性質(zhì)等驗證實驗）、綜合型實驗（無機合成等類型實驗）和研究創(chuàng)新型實驗（自主設(shè)計等應(yīng)用型實驗）三個層次?；A(chǔ)型實驗做到規(guī)范化和制度化，讓學(xué)生明白怎么做和為什么，以及可不可以的辯證思維和基礎(chǔ)實驗操作能力；綜合和創(chuàng)新研究型實驗讓學(xué)生用掌握的知識舉一反三，學(xué)會創(chuàng)新和創(chuàng)造，從而搭建層次間的一體化、交叉和循序漸進的新實驗教學(xué)體系[3]。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

（1）性質(zhì)實驗常常涉及有毒藥品，有環(huán)境污染風(fēng)險，宜調(diào)整實驗內(nèi)容，推薦微型實驗，大大降低藥品使用量；同時建議學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，思考如何設(shè)計將有毒化學(xué)品轉(zhuǎn)化為無毒藥品或者某些反應(yīng)的原料，便于學(xué)生環(huán)保意識和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[4]。

（2）較多實驗內(nèi)容相對陳舊，實驗課程完全參考課本，學(xué)生容易造成預(yù)習(xí)實驗和實際操作機械地抄和做，不思考、沒興趣的不良后果[5]。這就需要在前期開設(shè)基礎(chǔ)實驗以規(guī)范學(xué)生實驗操作，在良好掌握性質(zhì)類實驗的基礎(chǔ)上，以學(xué)生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主旨，增加開展綜合性、設(shè)計性實驗以及學(xué)科前沿類的專題內(nèi)容，對基礎(chǔ)驗證性實驗進行多元重組、學(xué)科交叉，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生充分調(diào)研思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[6]。

3 改變教學(xué)方式

現(xiàn)有的教學(xué)模式以教師講授為主，實驗教學(xué)課時有限，學(xué)生學(xué)習(xí)效果差，實驗過程中可能會對實驗內(nèi)容理解不透徹進而忽視注意事項，學(xué)生安全無法全部保障。隨著高等學(xué)校教育素質(zhì)改革，對實驗教學(xué)課時進行一定的壓縮，無機化學(xué)實驗課堂和實驗教學(xué)課時數(shù)之間存在矛盾，這就要求對目前現(xiàn)有的教學(xué)方式進行改革。

構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂為實驗教學(xué)改革提供一定的可行性。實驗前教師對班級進行分組，將實驗中需要掌握的相關(guān)知識點和注意事項通過一定的方式如雨課堂、QQ 群等發(fā)給學(xué)生，使學(xué)生對實驗內(nèi)容有一定的了解，利用自己的業(yè)余時間再觀看網(wǎng)絡(luò)資源，明確具體的實驗過程，進行課前預(yù)習(xí)吸收，遇到問題及時與教師或同學(xué)進行線下或線上討論，著力解決學(xué)習(xí)中遇到的難點后，分組討論，制作ppt，再給大家講解實驗過程，重視課堂討論，尤其是實驗過程中的注意事項和重難點，加深學(xué)生對知識的吸收、理解和應(yīng)用[7]。通過讓學(xué)生自行調(diào)研和主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，加深實驗安全意識。同時將翻轉(zhuǎn)課堂用于設(shè)計性實驗，可以大大增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情和動力，為后期本科生進入科研項目學(xué)習(xí)夯實基礎(chǔ)。

4 建設(shè)虛擬仿真平臺

無機化學(xué)中經(jīng)典實驗常涉及劇毒、強腐蝕以及爆炸等危險性過程，本著以人為本的理念可以加大實驗投資力度，構(gòu)建虛擬仿真實驗平臺[8]。虛擬仿真實驗平臺利用相關(guān)的計算機軟件模擬對應(yīng)的實驗，讓學(xué)生根據(jù)實驗條件選擇適合的實驗儀器和藥品，通過計算機對反應(yīng)過程進行數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)象分析進行判斷得出相應(yīng)結(jié)論。通過模擬特定的實驗環(huán)境，不僅可以使學(xué)生通過動畫深刻了解實驗現(xiàn)象和實驗原理，避免學(xué)生接觸有毒有害的化學(xué)品，而且通過精準(zhǔn)控制反應(yīng)條件，保證了實驗結(jié)果。這種綠色安全實驗平臺的立體化教學(xué)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，它和動手操作實驗相輔相成，將實際操作能力的鍛煉和理論知識融會貫通，幫助學(xué)生理解相關(guān)的理論知識，從而實現(xiàn)最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供新的渠道。

5 改變評價體系

考核是反映學(xué)生對所學(xué)知識和實驗技能掌握程度的一種手段，是實驗教學(xué)的重要組成部分，但往往沒有具體的考核方法。常見的考核方式是將平時實驗成果和最終的實驗操作成績相結(jié)合。但在平時成績評定時教師容易根據(jù)實驗報告的結(jié)果來考量成績，而忽視學(xué)生操作過程的表現(xiàn)以及平時綜合創(chuàng)新型實驗學(xué)生的付出，這種只注重結(jié)果、忽視過程的考核方式存在很大的弊端，對學(xué)生后續(xù)實驗課程的學(xué)習(xí)沒有方向性，進而影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性[9]。

為了讓實驗成績充分反映學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐操作能力，以及為教師后期實驗教學(xué)提供參考性的指導(dǎo)，需要不斷完善考核方式，重視學(xué)生實踐操作能力、平時自主學(xué)習(xí)能力以及專業(yè)素質(zhì)的考核，評價模式轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程評價與結(jié)果評價并重，可以采用實驗理論與實驗操作考試、平時課堂表現(xiàn)與期末成績“四六分”或“五五分”的全方位考核評價模式，具體表現(xiàn)為平時成績（實驗預(yù)習(xí)+實驗過程表現(xiàn)+實驗報告）40%，課堂討論成績10%，期末成績（實驗操作+筆試成績）占50%。該評價體系鼓勵學(xué)生深入思考，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維，敦促學(xué)生積極預(yù)習(xí)、主動參與課堂討論、認(rèn)真實驗，提升了學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的綜合能力。

6 結(jié)束語

以學(xué)生為中心的“無機化學(xué)實驗”教學(xué)改革優(yōu)化了實驗內(nèi)容，增加了多種師生互動交流的教育模式，使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃觿?chuàng)新，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的創(chuàng)新意識能力，為以后的學(xué)習(xí)奠定扎實的基礎(chǔ)，為創(chuàng)新人才的教育添磚加瓦。