创新发展理念下无机化学实验教学探索

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摘要:无机化学实验是高等学校化学类专业的第一门必修基础实践课，是真正开始培养学生基本操作技能和运用理论知识解决问题的一门课程，在提升学生的实践创新能力方面具有独特的地位和作用。为适应新时期人才培养的目标需求，本文针对我校无机化学实验教学在实验教学内容、教学模式、实验成绩考核评价方式等方面的改革措施进行了探讨，特别是引入微视频、微量实验和仿真实验教学。以学生成长为核心，以学生为主体，逐步建立符合时展要求的教学策略。

关键词:无机化学实验;创新发展理念;教学改革;教学模式;实践能力

高等院校是新时代下培养创造型人才的主要基地，本科生是高素质创造型人才培养的最大群体，其中实验教学则是造就创造型人才的摇篮。无机化学实验是我校化学、材料、生命科学、食品科学与工程、食品质量与安全等相关专业学生进入大学后开设的第一门专业基础实践性课程，在本科生培养方案中占据基础地位。《国家中长期教育改革和发展规划纲(2010－2020年)》着重强调:“深化教学改革，支持学生参与科学研究，强化实践教学环节。”无机化学实验是一门实践课程，在学生巩固提升专业理论知识和培养独立分析、发现并解决问题的能力等方面具有独特的地位和作用。该课程的学习为培养学生的创新精神、创新意识、创新思维、创新能力提供重要途径和突破口。而且在培养学生严谨治学的科学态度、主动求知能力和融入思政教育等方面都起着非常重要的作用。目前，本校的无机化学实验在培养学生综合实践能力方面取得了一定的成绩，但与国家、地方对人才的需求仍存在一定的差距。因此，深入对我校的无机化学实验教学进行改革是非常必要的。为达到更好的教学效果，不仅需要激发学生的兴趣，调动学生学习的主动性，更需要规范学生实验操作技能和实验设计反思能力的提高，在当前无机化学教学改革中，先进的教学模式、合理的教学内容和实验考核模式的规范等方面显得尤为重要。

1当前无机化学实验教学中存在的问题

1.1学生学习现状和需求分析。无机化学实验是化学专业和相关专业学生刚进入大学最先学习的实验课程，由于学生在中学很少进行实验操作，甚至未做过实验，大多数学生对实验课程的学习兴趣虽浓厚，但实验目的却略显初浅，对实验内容也差理解，大多是将理论课堂上学到的理论知识进行验证，对实验欠缺主动思考、理解和发散，对实践环节不够重视。在思想认知上并没有将实验课与理论考试课地位等同，在实验报告中出现与实验记录不同的实验数据、复制别人的实验结果等情况。1.2实验教学模式单一。我校仍采用传统的实验教学模式，即课前预习、“先讲后做”、实验操作和实验报告，学生多数是按照教材中描述的实验步骤逐步完成实验，对于实验的设计缺少思考，为了实验而实验。虽然能够完成培养计划中大纲设置的教学任务，但教学效果并不理想。教学实践中特别注重对学生主观能动性和创造性思维和能力的培养，在调研学生的后期学习和发展中虽然看到了一定的成效，比如一些就读于其他高校的硕士研究生受到导师的好评，但仍存在教学模式较为单一的问题，在一定程度上不能适应学生的个性发展。因此，我们需要从教学方法上进行革新。1.3实验课考核制度不合理。现行的考核制度基本是实验报告和其他(实验操作、记录等)分别占70%和30%。实验报告质量不高，存在“抄袭”现象。因此，为了更加全面、公平合理的评估每个学生的综合实验能力，建立合理的考核制度也是尤为重要的。综上所述，需对我校的无机化学实验教学进行深入改革，使其迈入创新无机化学实验新教学阶段，进一步提升我校本科教学质量和人才培养质量。如何提高新时代学生学习的投入性和创造性，以及如何使实验教学适应新时期人才培养的要求，实现知识传授、能力培养和素质提高的紧密结合，是我校实验教学改革的核心问题。我们在教学改革中秉持以“学生的学习和发展为中心”的教育理念［1－2］，优化教学过程。在实验教学模式改革过程中，充分引导学生主动思考，提高学生实验学习能力，加强学生参与实验和反思实验能力的训练，这些对于学生的科学素养、创新思维的培养都十分关键。因此，本论文针对原实验教学过程中出现的问题和不足，根据本课程的特点，反思改革思路，以学生成长为核心，尝试改进教学模式和教学手段，以提高教学质量和学生的实践创新能力，并在无机化学实验教学实践中探索出一套新方法和新对策。

2无机化学实验教学的具体改革内容

2.1精选整合实验内容，合理安排实验进度。我校无机化学实验教学内容进行了整改，引入综合性和设计性实验，但在基础无机化学实验中合成和制备实验还相对较少，不利于培养学生的独立能力和创新能力。在现有实验教学内容的基础上，更新和整合验证性实验。加强教学与科研的结合，增加一些相对成熟的本校最新的无机化学领域实验成果。2.2改革实验教学模式。学生虽然能够按照老师教授的实验步骤完成整个实验，但对于实验目的和能力培养欠缺思考，把无机化学实验课程当成一门实验操作训练课。究其原因与教学目标不明确、教学模式都有一定的关系，因此改进教学模式才能适应当前形势下人才培养的总体目标。更新实验教学方法和手段，采用混合式教学模式，即线下和线上相结合教学模式，引入多媒体辅助实验教学，网络资源共享课教学。教师收集一些演示实验视频和实验现象视频，采用PBL方法引导学生思考，培养学生自主探究能力，提高学生的学习效率［3］。2.2.1重视学生预习环节，注重提升学生自主设计能力，细化实验预习报告考核机制。实验课前预习是学生做好实验的前提和保障。在多年教学经验的基础上，梳理了实验教学内容，将实验中涉及的基本操作以微视频讲解的形式提供给学生，例如，量取液体、溶液的配制、固体的溶解、减压过滤等基本操作，通过学校网络教学平台提供学生课前理解和掌握，为实验课上学生的规范操作提供保障。学生可以根据自己实际情况自行控制进度，实现自主学习。教师将实验知识完整地制作为多媒体课件，突出重点和难点，将实验的注意事项以图片或视频形式进行总结。学生在预习时，结合教师提出的问题进行思考，同学们可提前通过互联网查找相关资料，初步获得理论上的指导［4］。不懂的部分和疑点可以课堂重点攻克。通过规范实验预习环节，学生在实验过程中就可以做到心中有数，实验效果也会明显提高。学生是实验课的主体，教师在课上只需辅助学生解决实验难点，学生通过动手操作各个实验，观察、记录和分析实验现象，特别是实验中遇到不理解的问题，及时通过互联网，或课堂师生讨论得出结果。2.2.2把优质视频资源引入无机化学实验课教学。由于中学时学生做实验的机会较少，学生对实验课充满期待，却又有几分担心。期待自己亲自操作并看到化学实验的神秘性，担心做不好实验和实验的危险性。对于初做实验的大学低年级学生来说，基本操作技能训练和良好规范的实验习惯养成，是实验教学的基本指导思想和重点内容。因为规范的操作和良好的实验室习惯是实验室安全最重要的保障。实验指导老师无法一对一、面对面指导完成每个实验。近年来以微视频手段进行“翻转课堂”，利用微视频来完成教学过程，教学效果显著［5－7］。我们引入慕课资源。组织学生观看实验室安全教育视频，实验室事故处理方法视频等。同时我们也制作了部分实验的实验原理及基本操作微课视频。原因是微视频具有以下几个特征:①内容明确。每一个微视频针对性强，集中解决特定问题;②篇幅短小。用于课堂教学的微视频长度控制10分钟左右，克服了部分学生看不到老师演示操作的问题，效率更高;③进度可控［8］。微视频引入实验教学后，学生参与实验的积极性与操作的规范性有了明显提高。学生可以根据自己的掌握情况，充分发挥主观能动性，对不清楚的环节反复观摩，胸有成竹地完成实践操作。教师在实验课堂中主要承担协作者的角色，让学生真正成为课堂主体。这种方式切实解决了原实验课堂上学生不明白、不愿问、胡乱做的难题，大大提高了实验效率。教师课堂教学的针对性更加明确，只需讲解示教少数共性问题。这种以问题为导向的学习方式极大地促进了学生创新思维的开拓和实践动手能力的提高。另外，微视频将教学内容永久存档于学校网络学习平台，学生如需要复习、补漏等，只需点击网络课程即可。2.2.3微量实验探索，创建环保实验新理念。无机化学实验中“三废”的污染与利用问题，一直备受关注［9］。对“三废”进行绿色无害化处理和减少有毒产物的产生是实验改进的关键，也是对大学生进行绿色环保教育、创新教育和思政教育的有效途径。具体解决方法为:①进行微量实验的探索;②针对有毒有害气体的实验，尽可能放在密闭的容器中进行，设计出合理的气体收集和处理方案，主要采用三种方法:转化、吸收和吸附。例如对于元素部分实验会有Cl2、H2S、NO2等气体，可以将气体产物直接通入NaOH溶液或用浸有NaOH溶液的棉花球吸收。对于有重金属离子及其化合物的液体和固体化合物产生的实验，一是要控制反应量减少，二是对其必须科学处理，尽可能环保绿色处理，才能使我们的生活环境得到有效保护。这样的做法不仅创新了教学内容与教学模式，而且提升了师生的综合实验能力、创新能力和自觉环保意识。2.2.4引入仿真实验教学手段。对一些产生污染严重、毒害大，实验现象不明显，反应时间太长的实验，利用仿真实验呈现出来，如氯气的制备，镉、汞的相关实验。仿真实验具有零污染、零排放的特点［10］，利用我校仿真实验室，开展部分仿真实验教学。2.2.5建设实验试题题库。通过网络教学平台，建立无机化学网上课程，建立并逐步完善实验试题题库。通过题库，加强学生对基础操作理论性知识的掌握，可以从中抽调试题对学生进行期末笔试。2.3改革无机化学实验考核评价方式。我校无机化学实验的考核方式是以实验报告和实验操作、课堂表现、预习报告、出勤等来确定学生的最终成绩。实验成绩百分制为:实验报告成绩(70分)、实验操作成绩(20分)和其他成绩(10分)。这种考核方式虽然看似公平合理，但有部分同学存在抄袭数据现象，造成用心做实验的同学未必能得到高分，而敷衍做实验的同学可能会有较高的分值。不能真实反映每位同学的实验综合能力和实验态度。因此，改革实验课期末成绩的百分制组成，探索精细合理的考核内容，具体包含五部分:预习成绩(20%)、实验成绩(50%)、学期实验总结(10%)、笔试成绩(10%)、其他(10%)。每个实验结束后，立刻上交本次实验结果，老师详细记录或存档保存，避免相互抄袭。增加学期实验总结的目的是促进学生对所做实验进行整体梳理，对基本操作加深印象，提高综合应用的能力。选用多元化考核方法，加强过程性考核已被广泛推广［11－12］。此外，我们在教学改革中，为普遍提高学生学习效果和多元化选拔培养优秀学生，探索建立了互动答疑和课程竞赛等环节。

3结语

无机化学实验教学改革是一项复杂而细致的长期工作，未来的教育必将融入更多的“信息技术”元素。笔者结合自身教育教学理论与实践的经验，对教学模式进行了改革，实验教学中引入微视频和慕课等优质资源，强化学生预习环节，提高了学生自主学习的能力和热情，注重对实验内容的优化，提升了学生的绿色环保意识，改革了考核评价机制。经过此次改革后，无机化学实验教学虽取得了初步的效果，今后还需要继续优化各个环节，同时加强新时代无机化学实验教师的信息素养，摸索出一条切实可行的网络与实践结合的混合教学模式。总之，本校无机化学实验教学应紧跟国家需求，不断探索、创新和完善教学模式，培养出适应社会需求的合格人才。

作者:郭彩红 单位:山西师范大学化学与材料科学学院