谈化学实验教学新方向

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摘要:高校化学实验教学是我国高校化学教学的最常用的教学方式之一，可以同时培养学生的实践操作能力、创新思维和创新意识的创新能力。文章对化学实验教学的发展现状、存在的主要问题进行分析之后，提出化学实验应以验证性实验为基础，将验证性和探究性实验，综合性和设计性实验，环保型和实用型实验相结合，探索出了新形势下符合具有综合素质高校学生的高校化学实验教学的新思路。

关键词:大学化学;实验教学;教学设计

化学实验是研究化学学科重要的研究方法，也是推动化学学科发展的动力和源泉。高校化学实验课程是化学类及相关专业学生的必修课，课程的设置不仅能帮助学生加强对理论知识的理解，提高学生的动手能力、创新思维，也能锻炼学生的自主思考学习能力和解决问题的能力，进一步培养学生的科研能力。在现有的实验内容中，验证性的实验较多，研究性的实验较少，单元操作较多，综合实验较少，基础实验多，探究型实验少。在教学方法上，以老师讲授为主，学生按步操作。在教学时间上，每个实验几个课时已经僵化固守。可见传统的教学内容和教学方法显然已经不适应新时代对高校教育的要求。特别是对一些无法讲述的化学反应现象和变化问题的讲解具有不可替代的作用，因此高校化学实验教学一直以来是化学教学中不断探索、追求完善的过程。笔者结合实际教学经验，集中探索了化学实验教学的新方向新思路［1－13］。

1验证性和探究性实验相结合

目前高校针对基础化学教学实验一般都是验证性为主的重复性实验，目的是让学生对已学知识有一个深刻的理解，并掌握基本的化学实验手段，实验用品使用及实验仪器操作，规范学生的实验行为，夯实化学基础。但存在同学们总是按照实验书进行操作，大部分学生知其然不知其所以然，只是一名操作工。忽视实验设计和创新能力的培养，只能是“只会按教材做实验的呆板式教育”。创新不但是培养学生创新意识，还要培养学生实践创新想法的能力。探究性实验在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。判断实验是属于验证性还是探究性的，关键在于教师对教学实验目标的设定。例如，我们对于有机合成实验，若教师先给学生以结论，而后利用实验验证，最后通过实验验证得出结论的属于验证性实验。若先引导学生猜想，设计不同的合成路线，实施实验操作，探讨不同合成方法、反应条件下对合成反应的影响，通过分析实验现象或数据得出结论，则该实验就为探究性实验。验证性实验是对化学理论学习的有效补充，直奔主题，能节省一定的教学时间。探究性实验则是在于激发兴趣、学习解决问题的思路与方法，以及培养学生的逻辑思考和动手能力。当教师对实验进行设计的时候，教师要从实际出发，认真研究学生的知识构架和认知特征，探究实验课程内容的选择，采用验证性实验和探究性实验相结合，以巩固学生实验基础，提高学生创新能力动手能力为目的。

2综合性和设计性实验相结合

综合性实验强调的是实验内容涉及课程的综合知识或与本课程相关知识的实验的综合运用。现代化学已经发展为各门学科纵横交叉，相互渗透和相互融合的科学。为适应现代化学的发展，在实验教学中应该有意识地将各种学科进行相互渗透。考查学生在具有一定知识和技能的基础上，运用某一门课程或多门课程的知识、技能和方法综合分析和应用。综合性实验设置上要避免与基础性实验重复，注重内容的研究性和知识性。设计性实验则是以学生为出发点，让学生自己结合多门学科知识和多种实验原理，在给定的题目及目的下，自行设计实验方案和试验条件，自行选定仪器设备、拟定实验步骤、分析实验数据完成实验。或者在学生阅读文献的基础上，自行设计实验方案来完成实验。实验设计将实验的主动权交给学生，但并不是让学生任意为之，随意设计。要强调实验设计的原则，首先，安全第一，实验设计中要对学生强调安全意识，防止有毒有害物质，注意实验操作流程;其次，要符合一定的化学原理，不能出现科学性的错误;第三，程序要合理，多步骤实验要注意实验的先后问题;第四，装置设计连接要合理，要求实验仪器的连接必须合理、正确。经过实验方案的设计实施过程，学生学会了如何将所学的理论应用于实践中，并逐渐培养独立科研的意识。课程过程中采用小组分工协作的方式，不仅提高个人能力，而且增强团队合作能力。实验后期还要按照期刊格式撰写论文，并进行集中报告与答辩。教育部文件《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》指出:“积极推进研究性教学，提高大学生的创新能力。高等学校的所有实验室和图书资料室都要向学生开放，建立大学生尽早进入实验室研究的基本制度和运行机制。要增加综合性与创新性实验，提供丰富的教学参考资料，积极推进讨论式教学、案例教学等教学方法和合作式学习方式，引导大学生了解多种学术观点并开展讨论、追踪本学科领域最新进展，提高自主学习和独立研究的能力。”提高实验课程中综合性、设计性实验比例，拓展实验内容，按照教学规律和实验技能要求组织实验。在综合性、设计性实验项目的选择上，既要考虑实验内容的复合性、方法的多元性、手段的多样性、培养的多样性，从而达到设计实验的培养目的。

3环保型和实用型实验相结合

化学实验过程中不可避免的会产生废弃物，如果将其直接排入下水道和大气中，都会对环境造成污染。在注重环境保护崇尚绿色生活的今天，如何控制减少实验污染对环境的损害是对我们每一个教学工作者的考验。以有机实验为例，药品的使用和操作过程中都可能会对环境产生危害。因此，我们要探究对实验进行优化的方法。创设绿色环保型化学，从源头上控制污染，实验设计中我们要遵循不用危险品，尽量减少实验试剂用量，药品的循环使用和回收。在有机实验操作中，选用无毒或低毒试剂来替换有毒有害物质，拒绝使用一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料。其次，减少用量，将一些常规化实验设计转化为微量实验，并通过实验条件的优化提高转化率、减少损失率。重复使用实验过程中使用的催化剂、载体等。回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。将前一个反应的产物用作下一反应的原料，提高化学试剂的重复利用率。除对实验设计的环保要求外，我们还要通过联系生产，生活实践，培养学生理论联系实际的能力培养实用型人才。高校中很多部门都肩负着研究、教学、产业化的任务，在实验室设备使用过程中，对于提高教师的综合素质，特别是提高教授跨出本专业，结合化学专业知识进行系统学习和转化知识，对实际操作和创新设计能力的提升都具有特殊的作用。产学研相结合可以形成强大的研究、开发、生产一体化的先进系统并进行整合，最终形成综合优势。教学是大学稳定之基，科研则是强校之本。实验内容可根据需要调整或扩展，以满足不同层次的需求。为了强化学生的综合能力，提升学生的整体素质，结合实验室的使用情况，每学期安排开放实验，以供学生自行安排进入实验室。学生可以自己动手操作仪器，参与仪器的调试与操作，也可以自行选题，独立实验，结合以后自身发展相关的内容，变被动为主动。把校内实验与校外实习相结合，让学生自觉过渡到社会实用中去，与相关企业合作，产学研结合，使学生提前做好融入社会的能力和心理准备。

4结语

本文基于化学实验教学中遇到的问题，结合新时期发展对教师和学生提出的要求，思考化学实验教学的新方向，对传统实验教学模式进行大胆改革，夯实学生“基本原理、基本方法、基本操作的掌握、推进实验新体系、新内容、新方法的建设和实施、促进学生学习能力、实践能力、创新能力的培养。做到验证性和探究性，综合性和设计性，环保型和实用型实验相结合，努力提高本科化学实验教学。理论联系实际，我们要根据实际需要采取实验焦旭改革措施提高学生学习的积极性和主动性，在实践过程中进一步完善学生的知识体系，实验能力和科学意识。教学方向的改变基于学校，教师和学生的共同努力，只有三者相互配合，相互支持，相互理解，教学方向才能向着预期的目标前进。明确方向，立定目标，踏实实行，认真总结，化学实验教学中要融入各种智慧和对现实条件的充分认识。中国正处在各项转型的关键时期，化学实验教学也要积极努力的对自身进行改变，结合社会转变中出现的问题，提高化学教学的时效性，实用性和实践性。

作者:范颖 高瑞晗 张前军 单位:贵州大学化学与化工学院

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