浅谈理论教学与实验教学的共同创新

孙炜伟 张宝华

（上海大学 环境与化学工程学院化工系，中国 上海200444）

精细化学品化学与实验课程是精细化工专业的必修课程，同时也是化工其他专业的重要选修课程。精细化工作为与经济发展和人民生活密切相关的工业部门，也是发展化学工业的战略重点之一。随着经济和科技的飞速发展，高科技领域成为当代科学技术以及工程的前沿领域，而精细化工这成为该领域中不可缺少的重要组成部分，精细化工与各类新材料、新能源、生物技术、电子信息技术、海洋开发技术和航天航空技术有着密切的关系。各国为了适应精细化工发展的需要，培养更多的精细化工专门技术人才，很多高等院校也相继开始承担起培养专业人才的重任，开设精细化工相关的理论和实验课程。

作为一门理论与实践相结合的课程，精细化学品化学与实验主要介绍精细化工中一些主要的产品（表面活性剂、粘合剂、涂料等）的复配原理与工艺，实验课程主要结合相应的理论知识，让学生自己动手复配一些简单的精细化学品。这些实验教学环节旨在培养学生的实验技能、分析问题、解决问题能力和创新能力等，同时也可以培养学生实事求是的科学态度与严谨周密的工作作风，以及团队协作的共进精神。但是在教学过程中间，往往会存在诸如：理论知识与复配实验的流程脱钩、理论知识学习兴趣不高，对复杂的实验设备和工艺认识不够等一系列问题。本文就针对精细化学品化学与实验课程中容易出现的一些问题展开讨论，就如何实现理论教学和实验教学的共同创新谈几点看法。

1 重视理论课程与实验课程内容上的一致性和对应性

理论知识与实验安排内容上的一致性是理论与实践相结合课程成功教学的首要条件。这里强调的一致性和对应性不单单是指内容上，还体现在时间安排上以及实验方式上。只有保持理论知识和实验的一致性和对应性，才能真正发挥理论与实验相辅相成的作用，真正实现理论知识指导实验、实验课对理论知识的复习巩固。对于一些先上完理论课再集中做实验的课程安排，对于理论与实践相结合的课程是没有任何益处的。如何从时间和内容上都保证理论课程与实验课程的一致性呢？ 这就需要授课教师在课程开始之前要做好充分的准备，对课程的安排有个统筹的把握。首先，教师需要在授课时间上做好安排，具体讲哪些内容，每部分内容根据重要程度安排多少时间，对应的实验课程的时间是多少等等，这些问题教师必须事先考虑好。其次，每次实验课之前的一堂理论课要引起重视，这是在内容上起到承接作用的一堂课。此时实验相关的理论知识已经讲解完成了，这堂课的主要内容是对知识的巩固，教师需要告诉学生下面的这个实验与课程的什么内容相关，同时又涉及到什么知识，通过实验需要验证什么原理或得到什么结果等等。这样就可以有一个从理论到实验的完美过渡，从而将理论与实验有效的结合在一起。以精细化学品化学与实验课程中的“粘合剂合成”实验为例，该实验应该安排在“表面活性剂”、“助剂”、“粘合剂”这三部分内容讲解完成以后，因为在合成粘合剂的过程中需要用的很多的助剂和表面活性剂。在“粘合剂合成”实验之前的一次理论课上，教师需要带领学生一起复习一下粘合剂的知识。同时也不要忘记复习表面活性剂和助剂的相关知识，因为距离这些知识的讲授已经有一段时间了，对学生来说，纲要式的复习十分重要，否则学生可能已经淡忘了这些知识。其实，只有通过复习才能让学生对于“粘合剂合成”实验中可能使用到的理论知识和相关化学品有充分的认识，才可以有效地提高学生的实验效果和对知识的掌握程度。

2 合理安排实验课的预习与复习

对于理论和实验相结合的课程，实验的预习就与理论课的内容密不可分了。为了提高学生实验预习的效果，首先，教师需要充分利用理论课的教学时间，讲授到实验相关章节内容的时候，需要适当地加入实验相关的知识，比如详细分析实验原理，与学生讨论什么样的实验操作和设计更为合理，这样就无形地和学生一起做了实验相关的部分预习工作。当然，这种教师与学生共同的预习只能是提点型的，真正的预习工作还是需要学生自己思考完成的。其次，教师需要充分利用网络资源（或是教学平台等），比如，将实验相关的教案内容、实验基础理论、实验装置及相关零部件图片、实验思考题等等资料挂到学生经常使用的网页上，这样学生可以不受时间和空间的限制预习相关实验内容，实现了资源共享，也大幅度提高了学生预习的效果。同时，实验课程的复习也可以充分利用网络资源，比如，在教学平台中开设实验总结板块，由教师给出部分实验操作的正确方法和实验思考题的答案等，供学生总结复习。在这个过程中，可以督促学生对自己的实验操作加以总结和分析，也可以巩固学生理论课上学到的相关知识。同时在这个平台上也可以开设实验讨论区，让学生可以就实验方案优化，实验结果探讨等方面与教师展开互动交流。

3 充分有效地利用实验课讲解时间

对于每一个实验课的教师来说，如何上好实验课，实验课上需要讲解哪些内容，都是需要仔细思考的。例如精细化学品化学与实验这种理论与实验相结合的课程，实验课上的讲解不仅是对于理论课学习内容的复习，也对学生顺利安全地完成实验有很好的指导作用。那么在这样的讲解过程中，实验指导老师就需要清楚的讲解实验内容，实验步骤和实验与理论知识的结合点，特别要强调实验的难点以及实验的注意事项等。对于学生来说，提前对实验做了很好的预习，加上教师实验课前的讲解，就可以对整个实验过程有更清晰的认识，从而可以加强师生的互动，也可以很好地提高学生对于实验学习的兴趣。但是，实验课讲解内容和时间要做好安排，不能影响实验的正常进行，如果讲解时间过长，会占用学生实验的时间，同时也会是学生产生倦怠心理，不利于课堂的秩序和实验的进行。比如，精细化学品化学与实验中“粘合剂的制备”实验，实验前的讲解内容可以包括：粘合剂的理论知识（回顾理论课学习过的常用粘合剂、粘合原理等），本次实验需要的原料与实验设备，实验过程中容易出现的问题以及应该注意的安全事宜等，最好时间控制在10 分钟左右。

4 发挥学生的主体作用，重视学生对于实验过程或结果的反馈

在实验中，学生的主体作用主要体现在，学生需要自己独立完成查阅实验资料、确定实验方案、安装实验装置、进行实验测试和记录实验结果，以及撰写实验报告等。在整个实验过程中，教师只是起到辅助的作用，即审查与指导，同时实验指导教师要经常关注学生实验过程的安全性问题。整个实验过程结束后，学生主要以实验报告的形式反馈实验结果与实验过程中遇到的一些问题。教师一定要提高对于实验报告的重视程度，这样才可以及时了解学生在实验中遇到的一些问题，这些问题也可以充分体现学生对于理论知识的学习和掌握程度。对于教师来说，掌握学生实验的第一手资料对理论课教学的完善与改进有很好的指导作用。比如，有些学生在实验中的加热搅拌溶解的环节遇到问题，可能是对于反应物的物理化学性质掌握不够，也可能是实验仪器错误使用或是实验材料准备不当。这样就提醒教师思考：是否理论课上介绍反应物性质的内容讲解不够，是否实验前没有介绍清楚各种实验仪器的使用要求，是否准备实验仪器的时候存在疏漏等等。这样从学生反馈的一个小问题，教师就可以从多个方面反思和改进，以使理论课和实验课的教学都不断进步，从而提高教师自身的教学水平和学生的学习效果。

5 加强学生的课外阅读或实践，安排讨论时间

对于精细化工的学习来说，课堂时间是很有限的，短短一个学期的学习时间是完全不能对精细化工有一个全面的了解的，所以理论课的时间只能选择精细化工中比较重要和实用的几部分内容来讲解，实验课程的安排也只能针对这些讲解的内容来设计。这样就需要加强学生的课外学习，课外学习的内容可以一部分由教师指定，另外一部分让学生根据各自的兴趣爱好自主学习。其中教师对于指定的课外学习内容，需要做一个统筹的安排，最大限度地提高课外学习的效率。比如，教师每周安排两小时课外学习内容，10 周共有20 小时的课外学习时间，在这20 小时内，可以安排10 小时来完成理论课授课内容的拓展阅读，另外10 小时可以补充2-3 个不在授课内容内的精细化工专题，让学生通过课外学习来了解大概知识。当然，对于课外学习的成果也需要有相应的考核方式，比如，在学生完成课外阅读后，安排一定的讨论时间，让学生就阅读的内容展开讨论和总结。最后，教师也可以考虑安排除常规实验课外的实验室开放时间，给希望参与课外实践的同学提供一定的实验条件，特别是一些参与或计划参与大学生创新实验的学生，让他们在课外可以有一个很好的平台来完成创新实验，提高学习与探索的热情。

对于理论与实验相结合的课程，理论知识与实验内容是相辅相成、密不可分的，两者互相补充才能实现理论与实践的完美结合。因此对于教师而言，实现理论教学和实验教学的共同创新，才是不断提高此类课程教学水平的有效途径。在理论教学与实验教学的共同创新过程中，需要特别注重对于实验课程的创新，主要从实验内容与理论课程相对应、合理安排实验预复习、重视实验课讲解时间、重视学生对实验过程和结果的反馈以及加强学生的课外实践这五个方面实现。重视这五个方面的创新，可以有效地提高学生的学习热情和效果，也可以不断提升教师的教学水平。

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