综合设计性化学实验教学实践

郑明花 金京一 王清珊

(延边大学理学院化学系 吉林延吉 133002)

综合设计性实验旨在培养学生实际解决问题的实践能力和综合能力，培育创新意识，是深化实验教学改革，提高实验教学质量的良好途径，也是为了适应21世纪培养具有知识型、创新型和复合型人才需要的重要措施之一[1-6]。与其他课程相比，综合设计性实验课的涉及面比较广，如诸多任课教师之间的交流、教师与实验技术员之间的沟通、实验项目的组织等等。在具体实施过程中，每一环节都要面面俱到，即使是一个细节的微小疏漏，也可能影响整个实验课的顺利开展。因此，对于综合设计性实验而言，不仅需要较适合的教学大纲和教学内容，还需要有效的管理和精心的组织，使学生、任课教师和实验员在平等、和谐的教学环境中共同完成实验教学任务，达到提高学生的综合技能这一教学目的。自2002年我校开设综合设计性实验以来，经过不断的探索和磨合，课程组在教学过程中总结了一些经验和体会。

1 实验项目的开设

综合性设计性实验的教学目的是培养学生的实践能力，提高学生探索新问题的兴趣、认识事物的综合能力以及研究问题的能力。因此，应根据学生现阶段的情况选择实验项目。但也要考虑实验任务难度适中，使学生能在有限的时间内完成实验任务，从而对实验充满信心；实验内容应有一定的伸缩性，以使能力弱一些的学生通过努力可以完成基本的要求，而对于能力强的学生又可以让他们感觉到有充分的发挥余地。考虑实验项目综合性、连续性和设计性的原则，综合设计性实验应尽量选取可激发学生实验兴趣，能调动学生主动性的实验项目，进而达到培养学生综合能力、培育创新精神的目的。下面以在第三学期面向二年级本科生开设的综合设计实验(一)中开设的“气体常数R的测定”项目为例。该项目是典型的验证性实验项目，利用稀酸与镁条反应后生成氢气的体积和质量间的关系计算气体常数R。在几年前的一次基础化学实验课程教学中，有学生质疑测定气体常数R是否只能采用该方法。通过课程组成员的多方调查与反复沟通，决定将该项目作为设计性实验项目引入综合设计实验(一)的教学中。在具体实验教学过程中，我们发现有的学生仍愿意使用教材上的稀酸与镁条反应的实验方案[7]，还有部分学生采用教材上的二氧化碳摩尔质量测定的实验方案；但让我们惊喜的是，有部分学生提出的实验方案已经不再局限于教材，如以空气为实验气体的多种方案，有些是课程组教员没有想到的。特别是有些理论基础扎实的学生，提出了以3种气体为媒介测定pVm/T关系，通过作图的方法来获得气体常数R的数值[8]。该方案的提出不仅使参与实验的学生眼前一亮，同时也对任课教师产生了触动。可见，合理的实验项目选择不仅能调动学生的实验主动性和热情，培养学生综合考虑问题的能力和解决问题的能力，同时也能达到教学相长的目的。

2 确保药品和仪器

确保药品和仪器的正常使用是实验课正常运转的基本条件。综合设计性实验所需药品和仪器相对较多，因此更需要课程负责人、任课教师和实验员之间的良好沟通。为了确保药品的正确配制、使用、摆放和收回，课程负责人在授课前一周就把该项目所需使用的药品清单提交给实验员，以保证实验员有充分的时间去准备该实验项目的所有仪器和药品。

实验课的成功开展与实验员的工作是分不开的。但是，长期以来实验技术人员在实验教学中一直处于次要、从属的地位。为了更好地完成实验课，应积极鼓励实验技术人员共同参与到实验室的日常工作中来。如在药品的使用方面多听取实验员的意见，征求玻璃细工对实验仪器改装的建议；每开一个新项目时，还让实验员与实验教师共同学习新知识，了解、掌握更多更新的实验方法和手段；在编写和修订实验教学大纲及实验讲义时，也让实验员积极参与。这些都可调动实验员的工作热情。

3 集体备课

课程组长期以来坚持实行集体预备实验，所有任课教师一起做下一次授课实验项目，既不论实验项目新旧与否，也不论所需实验时间长短。集体预实验可以检查实验药品或仪器是否有问题，促使任课教师相互交流实验教学中的经验，统一并标准化基本操作，切实温习实验的各个注意事项，清楚实验教学过程的具体现象和细节，有利于实验教学的顺利开展。集体备课还可以加深教师之间的感情交流，使教学过程中能互相帮助，气氛融洽、和谐；同时也能使新教师尽快融入到教学团队之中，保证了对实验课教师队伍的后续培养。集体备课还可以确立统一的评分标准，保证对学生的实验结果评价公平合理。

4 重视教学过程

综合设计性实验不同于基础实验，包含了多个原理、基本操作、设计与相关内容。在实验过程中，不可避免地会出现各种各样的问题，因此更需要教师的系统指导。考虑到不同的指导教师具有本身的特点与讲课方式，这就要求课程负责人既要在良好的沟通下制订教学过程的统一标准，也要积极配合其他任课教师处理、解决实验过程中随时出现的问题。

在实验课的每一个环节上要求任课教师严格把关。从进入实验室开始，到离开实验室之前的全过程都属于实验教学范围。任课教师在这一期间要随时给予学生指导，对任何环节都要予以重视。在实验过程中，特别提倡学生与教师之间在和谐、平等条件下的相互交流，教师要重视学生的基本操作，在学生实验及设计过程的不同阶段，及时对出现的问题以及容易忽视的细节进行指导，鼓励学生独立思考、大胆创新并敢于质疑，帮助学生建立创新的思维方式和科学的研究方法。同时，教师在实验课中也要重视培养学生的自我管理能力以及正视挫折、相互帮助、勇于奉献的精神。

5 实验报告书的评分

与理论课的评分不同，实验课平时成绩比重较大，占总评成绩的60%。就综合设计性实验课而言，其中包括很多过程，每一个过程都要在报告书的评分中体现，这就更加要求对实验报告书的评判要全面、准确、客观。实验报告书的评分是由课程负责人制定统一标准，各指导教师具体评判，以体现学生的真实水平。

在对实验报告书评分时，应注重学生的基本操作和综合素质，并兼顾学生的实际实验能力。评定范围包括基本操作、实验结果和方案设计3大部分。其中，基本操作兼顾考查学生的实验室基本素养，实验结果以教师集体预备实验获得的结果为评定标准，方案设计的评分注重考查方案设计的合理性，特别是对最终实验结论的具体分析。

6 期末考试和成绩评定

如何组织实验课期末考试是实验教学中的难点。为了保证实验课期末考试全面、公正、合理，必须要有详细的计划。根据实验课的特点，我们把综合设计性实验的期末考试时间设为100分钟，在规定时间内要完成4～6个实验题目，包括具体实际操作部分和数据处理等笔答部分。为了突出实际能力的考核，操作考核通常占期末考试的75%，数据处理占15%，实验目的(原理)和思考题各占5%。

首先，确定考试题目及准备。由于实验室场地和监考老师的限制，全班学生不能同时进行考试，因此考试要分几个场次。为了更好地反映学生的真实水平，在授课的有关内容中选择有代表性的、可操作性强的、在规定时间能够完成的4～6个题目作为期末考试内容。实验题目确定后，把所需的药品和仪器清单提前交给实验员，并且还要组织任课教师在考试前集体交叉预做一遍考试内容，计算出平均值作为数据处理的评分标准。每张试卷的思考题，基本上是每人一道。

其次，为了表现期末考试的公平性，学生考试之前需要进行两次抽签。第一轮抽签提前进行，以确定实验考试场次，第二轮现场抽签确定具体的实验台和实验项目(实验台上已准备好药品、仪器及试卷)，然后立即考试。学生根据自己的考试题目进行操作，每一位监考老师根据考前制订的操作评分标准，对学生的操作进行具体打分，到规定的时间考试结束。

最后进行期末总评分。操作部分的成绩由监考老师在该场考试结束后的5分钟内当场判定并签名，然后通报考生并提交给课程负责人。笔答部分由任课教师在所有考试结束后集体进行判卷。课程负责人综合学生的平时成绩和期末成绩，即可得到学生的综合设计性实验课的最后总评分，一学期的综合设计性实验课就圆满结束了。

总之，综合设计性实验的教学需要课程负责人、任课教师、实验技术人员以及每个学生的共同努力。从实验项目的开设、实验的展开、学生平时成绩的评判至期末考试的组织与评分等，每一个环节都需要精心组织和良好沟通。只有营造和谐、平等、互相尊重、积极向上的教学氛围，才能教学相长，培养学生的综合能力，培育学生的创新精神。

[1] 王伯康,王志林,孙尔康.大学化学,2001,16(2):25

[2] 吴传保,刘利江,曾湘晖,等.实验室研究与探索,2009,28(6):5

[3] 张小林,周美华,李茂康.实验技术与管理,2007,24(4):94

[4] 王少刚,刘仁培,封小松.实验室研究与探索,2009,28(9):117

[5] 杨正银,王春明,唐宁,等.高等理科教育,2005,64(6):22

[6] 张晓慧,乔成立.教育探索,2008,209(11):81

[7] 宗汉兴.化学基础实验.杭州:浙江大学出版社,2009

[8] 傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学.第5版.北京:高等教育出版社,2005