“一体化、三阶段、三层次、多渠道”化学实验教学新模式探索

冯雪风, 罗 峰

(东华理工大学 化学生物与材料科学学院,江西 抚州 344000)

“一体化、三阶段、三层次、多渠道”化学实验教学新模式探索

冯雪风, 罗 峰

(东华理工大学 化学生物与材料科学学院,江西 抚州 344000)

依托省级化学实验教学示范中心平台,进行实验教学的改革和探索，建立了“各级学科一体化、培养进程三阶段、实验项目三层次、教学方式多渠道”为主的实验教学新模式, 取得了较好的效果，提高了学生综合素质，特别是动手、创新能力。

创新；提高；实验教学新模式

大学生动手能力、创新能力的提高，一直是当代社会关注的问题。我国著名教育家陶行知就提出活的教育理念“教学做合一”，指出“ 百见不如一做”。1943年，他在《新华日报》上发表了《创造宣言》一文，提出“处处是创造之地，天天是创造之时，人人是创造之人，让我们向着创造之路迈进吧”[1]。然而高校尤其是理工科专业在培养学生动手能力方面普遍存在着重理论轻实验、各二级学科实验独立、实验内容陈旧、教学方法呆板，实践教学中重验证性实验轻设计性、创新性、研究性实验，脱离生产实际，办学投入不足无法适应持续扩招后的教学需求，导致大学生综合素质尤其是动手能力与创新创业能力差，不能适应社会发展需要等突出问题。针对这些问题，我们以省级化学实验示范中心为平台，以应用化学专业为主体，探索“一体化、三阶段、三层次、多渠道”的化学实验教学新模式。

1 组合二级学科，制定“一体化”化学实验教学新体系

以往的化学实验，二级学科界限十分清楚，无机化学、分析化学、有机化学、物理化学，科科泾渭分明，各自独立。根据“促进各二级学科间连贯性、节省资源，提高办学效率”的目标和原则[2]，我们集中实验室空间、实验室仪器设备，集中管理、统筹规划，建立一套本科四年不断线的一体化实验教学新体系。

首先，各二级学科实验知识点、教学目的与要求全部提出。整体重新组合实验内容，力争实验知识体系的完整。其次，改革以前的无机、分析、有机、物化实验室，设立基础实验室、专业实验室、创新实验室并设计各实验室的实验项目。形成各二级学科一体化的化学实验教学新体系。

2 实施“三阶段”实验教学新体系

根据学生的认知能力，实验教学中学生的动手能力培养主要通过“基础—提高—创新”三阶段，使学生的动手能力达到“基础人人过关，提高阶段熟练，创新阶段心中有数，胸有成竹”。规定学生要人人过关的基础阶段包括:台称、分析天平、移液管(吸量管)、容量瓶的使用，酸碱管的滴定操作，减压抽滤操作，酸度计使用，蒸馏、分馏装置安装与操作[3]。基础阶段在基础实验室进行，这个阶段不拘泥于形式，可以是单独的仪器使用、片断式的技能操作或完整的基础实验来完成；提高阶段通过经典、现代的实验项目综合基础阶段的仪器和操作，以及现代仪器使用、操作和基本化学原理，经过训练和强化，达到灵巧熟练。提高阶段主要在专业实验室进行，除了上述的实验目的要求，还要求实验的连续性、逻辑性和完整性，同时要有实验测试结果，结果分析报告；创新阶段则根据当前工业、生活中存在的化学需要，提出问题，并在创新实验室进行设计和实验，使学生的能力得到循序渐进的提高。

同时，还将基础、提高、创新三阶段的阶段目的和要求进行具体地、规范地量化，让学生通过对照可以知道自己的哪个环节有缺陷，从而有针对性地加强训练，保证了学生实验动手能力的提高。

3 实施“三层次”实验教学新体系

把实验项目分基础性实验、综合设计实验、创新性实验三层次教学。基础性实验项目强调规范化训练，让学生学习基本知识、掌握基本理论、训练基本操作、培养基本技能。综合设计性实验项目强调综合能力及综合素质的提高，综合运用多个学科知识，或使用不同实验操作方法，或完成一个“合成—分离—表征—性能—应用”全过程。创新性实验项目强调创新意识与创新能力的培养，在教师的指导下实验内容自主选择、实验过程自主安排、研究结果自行分析，实验在更加自由开放的环境中进行。围绕创新能力教学目标要求，选择、优化设计实验教学内容，加大实验教学学分比例，优化各环节开设顺序。

(1) 基础性实验，主要使学生掌握基本实验技能、方法和手段，重点是仪器的使用、操作，养成严谨的工作作风和科学态度。基础性实验，主要以基础理论课程的课内实验为基础，如溶液的配制及滴定、典型无机盐制备、常用有机物的制备及分离、趣味化合物的检测及物理性质测定。实验性质包括演示性、模拟性、验证性、操作性等多层次实验在内。通过实验项目的浓缩、整合，既加强各二级学科的联系，又节省资源，还多角度全方位地培养学生的动手操作能力和理论联系实际能力。

(2)综合设计实验，主要针对学生今后从事的职业和社会人才需求，安排一些学科交叉、操作复杂、理论知识广的实验。如环境污染物检测、食品中某化合物的测定、矿石中某离子的测定、某合成物的成分测定等。通过有限的实验项目培养学生对复杂基体的处理及各学科知识的融会贯通，提高学生的综合能力和综合素质。

(3)创新性实验，主要针对实验教学、工业生产中遇到的化学问题或者教师的科研方向，指导学生自主设计、自主安排实验、独立研究分析。力求实验有创新性，能够最大化地培养学生的探索、创新能力。

4 实施以学生为主、教师为辅助的教学新模式

在化学实验教和学的过程中，以学生为主体、教师为辅助，提高学生自主实验的主动性。

实验教学过程中，教师是引导者，负责激发学生的兴趣，引发学生实验探索的动力；教师是管理者，在实验课前要求学生认真预习，完成资料检索、实验方案设计，组织学生对实验方案、方法进行讨论；教师是指导者，指导学生进行实验，纠正学生实验过程中的不规范操作等。学生则是主人，是设计者，是操作者。实验过程中，老师不再在黑板上写实验目的、原理、步骤、注意事项，而是学生课前互相讨论、自己设计，自己组装并实验、操作；实验过程中学生也不必受实验指导书、实验台、仪器的限制，不受实验室开放时间的限制，可以自主选择进行。

比如综合实验《硫酸亚铁铵的制备》，我们提前一周给学生实验题目，要求学生找资料或视频定好实验内容、具体的实验步骤。实验课前三十分钟大家讨论可行性及注意事项，老师旁听、指导。结果学生发现不同资料具体步骤有偏差：首先在制备硫酸亚铁这步时，有的铁屑过量，有的是硫酸过量；其次硫酸亚铁铵溶液蒸发浓缩过程有的水浴加热、有的直接加热。在教师的提示下学生发现了问题所在并知道上述不同方式的优点、缺陷。然后学生自己修订步骤，教师对学生的试剂用量加以要求，学生就兴趣盎然地自主实验，提高了实验效果和效率。

5 实施多渠道教学模式

为了节省教育资源、解决实验室紧张问题，我们针对实验教学内容和环节的不同特点，采取多渠道教学模式。利用计算机、网络和虚拟现实等技术，在校园网上上传实验教学动画课件或网络实验资源，或在计算机上进行模拟仿真、虚拟实验。学生可以根据自己的实际情况选择实验时间、内容、进度进行虚拟实验，最后才进基础实验室、专业实验室、创新实验室进行实验和操作。这样充分调动学生的积极性，使其有充足的时间观察、发现问题，独立分析和解决问题。

6 实施多层次、多环节量化考核方式

为了提高学生的操作水平、实验技能、理论联系实际的能力及创新能力，在充分发挥学生的主观能动性外，教师还对学生进行全方位考核。考核包括实验前、实验中、实验后、学期结束四阶段。首先，实验前的预习、准备情况、设计方案，通过提问和检查的方式进行。其次，实验过程中实验技能的考核，有相应的量化考核步骤，要求学生按质按量按时完成。然后，对实验后实验结果及报告的考核，考核结果及误差情况以及报告的规范性。最后是学期结束实验考试，考试形式有操作考试、未知物或含量测试考试和笔试三类，既考核了学生的动手技能、准确性、理论联系实际能力，还考核了学生的创新能力。

总之，应用化学专业在实施“一体化，三层次、三阶段，多渠道”化学实验教学模式中，要尽力克服实验教学中影响实验教学质量的因素[5]，提高学生的动手能力和创新能力。当然这一模式仍在探索过程中，还有待于进一步改进和完善。

[1]陶行知.创造宣言[M]//胡晓风.生活教育文选.成都：四川教育出版社，1988:156-158.

[2]何剑峰,叶志翔,何月顺，等. 交叉应用型嵌入式创新人才培养中实验教学的探索与实践[J].东华理工大学学报:社会科学版, 2013,32(4):489-493.

[3]冯雪风,杨水平,金卫根,等.理工科大学生专业技能过关训练的研究[J].江西化工,2010, 99(3):168-169.

[4]李秀玲,曾秀琼,赵华绒,等.在基础化学实验中开设小型综合实验的探讨[J].大学化学,2013,26(6):12-13.

[5]彭秋华,李农勤,农燕.影响当前高校教学质量的几个因素的再探讨[J]. 东华理工大学学报:社会科学版,2010,29(3):279-282.

Research on the New Model of “Integration, Three-stage, Three-level and Multi-channel” for Chemistry Experiment Teaching

FENG Xue-feng, LUO Feng

(FacultyofChemistryBiologyandMaterialSciences,EastChinaInstituteofTechnology,Fuzhou344000,China)

The reform and exploration of experimental teaching model is carried out based on the provincial chemistry experiment teaching demonstration center platform. Students’ comprehensive quality, especially practical and innovative ability, can be enhanced with the new experimental teaching mode, which involves “subject integration, three-stage training process, three-level experiment and multi-channel teaching way”.

innovation; enhance; new model of experiment teaching

2014-03-03

江西省高校教研省级立项课题(项目编号JXJG-13-6-2)。

冯雪风(1972—)，女，江西崇仁人，副教授,主要从事基础化学研究。

冯雪风,罗峰.“一体化、三阶段、三层次、多渠道” 化学实验教学新模式探索[J].东华理工大学学报：社会科学版，2014，33(2)：190-192.

Feng Xue-feng,Luo Feng. Research on the new model of “Integration, Three-stage, Three-level and Multi-channel” for chemistry experiment teaching[J].Journal of East China Institute of Technology(Social Science)，2014，33(2)：190-192.

G642.0

A

1674-3512(2014)02-0190-03