对于提升高等师范院校无机化学实验课程教学质量的尝试与探索

张中，梁宇宁

摘要：在高等师范院校无机化学实验课程的教学过程中，通过增加综合设计性实验的比重，优化课程教学内容；将形象直观的多媒体教学手段与教师的课堂演示有机结合；以学生在实验课堂上的实际表现为依据，改革课程考核的评价体系以及强调实验产物与废弃物的循环利用，实现化学实验过程的“绿色化”等一系列措施，有效地提升了该课程的教学质量，实现了培养学生的创新实践能力的目标。

关键词：无机化学实验；教学质量；改革；尝试与探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0218-03

无机化学实验是针对高等师范院校化学教育专业的学生开设的一门专业必修课程。通过该课程的学习不仅能够巩固和深化无机化学课程所学的基础理论知识，更重要的是让刚进入大学学习的一年级新生摒弃中学时期形成的不良实验习惯，熟练掌握基本实验操作技能，培养严谨的科学态度和正确的科学研究方法，提升学生的实践动手能力与创新精神，为后续实验课程的学习打下良好的基础[1]。因此，无机化学实验课程的教学质量直接影响着高师院校所培养的中学化学师资的综合素质与能力。传统的无机化学实验教学模式已经与学科的快速发展、专业的培养目标严重脱节，极大地制约了创新人才培养的需求。如何优化整合课程教学内容、采用创新的教学方法与教学手段、改革课程考核的评价方式以有效地提升本课程的教学质量成为了培养高师院校学生的创新实践能力的关键。为提升无机化学实验课程的教学质量，本文作者在多年的无机化学实验课程的教学实践中进行了一些有益的尝试与探索。

一、优化课程教学内容，着力培养学生的创新能力

传统无机化学实验课程的教学中，基本操作、基本化学原理和元素性质实验等验证性实验在教学内容中所占的比重很大，如北京师范大学无机化学教研室编写的《无机化学实验》（第三版）[2]教材中，验证性实验的占比竟然接近60%。开展验证性实验虽然能够巩固学生的基本操作技能，加强学生对基础理论知识的理解，培养学生对实验现象的细致观察能力。但在教学中过多地选用验证性实验内容则难以适应学科发展的需要，不利于实现课程的主要教学目标——培养学生的创新思维能力。我们在近年的教学过程中逐步采用我校自编的《无机化学实验》[3]教材，将一些内容简单、与中学知识重复的验证性实验进行合并、简化，使验证性实验所占的比重下降为45%，同时大幅增加综合性、设计性实验的数目，新开设的实验项目如“微波固相合成——AlPO4的合成及组成测定”、“一维链状牛磺酸钴配位聚合物的溶剂热合成”以及“纳米二氧化钛的制备及其光催化活性”等可以让学生通过课程的学习掌握多种无机合成新技术，熟悉化合物的鉴定及组成分析方法，增强学生的实验设计能力、动手能力，对于拓展学生的知识视野、了解学科的发展前沿、增强学生的专业综合素养以及培养学生的科学研究与创新能力起到积极的作用。而趣味化学实验内容如“化学冰袋的制作”、“暖手袋的制作”、“彩色火焰蜡烛的制作”等的引入则将专业课程的学习与日常生活紧密联系起来，寓教于乐，让学生体会到化学实验的“魔力”，对实验课程的实践性有更清醒的认识。

二、利用多媒体教学手段结合教师现场演示，有效提升课堂教学效果

伴随无机化学学科的发展，专业的新知识、新技术呈几何级数增长，如何在有限的教学时间内向学生传输更多的知识内容变成了一个令任课教师棘手的问题。多媒体教学手段具有知识信息量大、形象直观的特点，将其引入无机化学实验的课程教学能够有效地提升课堂教学的效果[4]。如在“溶液的配制和滴定操作练习”实验中，可先行拍摄滴定操作的正规示范视频并制作成多媒体课件，在课堂上由教师演示滴定操作后，再将正规示范视频采用慢速方式重复播放数次，必要时进行定格展示，让学生更清楚地了解滴定操作的具体步骤和要求；在“醋酸解离常数的测定”实验中，可在多媒体课件中将酸度计的组件和操作面板以图片的形式进行直观的介绍，同时将其使用步骤在课件中呈现出来，方便学生在使用仪器的过程中随时检视自己的操作是否符合规范。此外，在复杂实验装置的组装、化学反应过程的模拟等方面多媒体教学手段与传统教学方式相比也具有明显的优势，可引起学生浓厚的兴趣，因此有必要在无机化学实验教学中广泛采用多媒体教学手段，实现更佳的教学效果。不过多媒体教学这一现代化教学手段现阶段仍然是实验课常规教学手段的一种辅助，与理论课的教学不同，我们更强调教师在实验教学中的引导作用。在讲解实验操作规范和仪器的操作步骤时必须结合现场演示，在学生面前将重要的实验操作技术逐一分解，通过自己的一举一动让学生感受到规范操作的重要性，感受到化学实验的严谨性，感受到化学科学的神奇性。现场演示也有助于在师生之间产生更多的言语、动作交流，充分加强教学效果，有助于学生对教师产生敬佩、尊重之情。

三、改革课程考核的评价体系，重视学生实践动手能力的培养

鉴于实验课程的特殊性，仅以期中和期末的笔试或操作考试来评价学生的课程学习情况显然有违科学性，教师更应该注重学生在课程学习过程中的实际表现，使课程成绩的评定更趋合理化。在教学中，我们按照平时成绩占70%，笔试和操作考试成绩占30%的标准来评定学生的实验课成绩。加大平时成绩所占的比重，能有效地促使学生在整个学习过程中保持积极性、主动性。在平时成绩的评定中，我们摈弃过去根据某学生一个学期的整体表现打分的粗略方式，而是将成绩的评定细化到每一次实验。对每一次实验的评价则由过去的教学中只依据预习报告、实验报告的书写质量对学生的学习成绩进行评价的片面手段，转而重视学生在整个实验中的具体表现，综合考虑实验的预习情况、学习态度与实验内容的完成情况、基本操作掌握情况及台面清洁、现象记录及实验结果、实验报告的书写质量等指标对学生的实验成绩进行评价，每一部分的分值均为20%，使最终的评分能更真实地反映学生的课堂学习情况，防止出现学生不认真完成实验内容而通过后期“加工雕琢”实验报告获得好成绩的现象。评价方式的变化可以让学生在实验过程中全神贯注、手脑并用，对于提高实验技能和实践动手能力具有重要的意义，同时也有利于指导教师增强责任心，加强课堂巡视，充分了解学生的基本技能是否规范、实验现象的记录是否完整、实验结果是否正确、实验态度是否端正，并可及时发现教学中存在的疏漏和不足并当场在课堂中予以纠正，避免此次教学中出现的问题影响到后续的教学。endprint

四、逐步实现化学实验内容的“绿色化”，培养学生良好的环境保护意识

环境污染问题是21世纪世界各国尤其是发展中国家所面临的迫切问题，而化学工业作为主要的环境污染源已日渐成为“人民公敌”。实现化学过程的“绿色化”是改变化学及化学工业所面临的窘境的唯一有效办法。在高师院校的实验教学课堂上面向未来的中学化学教育工作者传授环境保护的知识，树立“绿色化学”的良好意识对于建设大众期望的环保性社会，消除化学对公众的负面影响，培养青少年的环境意识具有极为重要的意义。无机化学实验课程的教学过程中需要使用大量的有毒有害化学试剂，鉴于目前绝大多数高等院校的实验室还不具备处理实验废弃物的仪器设备，因此这些试剂本身或者实验过程中产生的废水、废渣极有可能对环境造成难以修复的污染。如何在教学过程中体现绿色环保理念，实现实验过程的“绿色化”是当前的无机化学实验教学中碰到的一个大问题。本着预防大于治理的原则，应从实验源头上对污染进行防控。为此我们首先在实验内容的选取上遵循“5R”原则（减少用量Reduce，重复使用Reuse，循环利用Recycle，再生Regeneration，拒用Rejection）[5]，尽量摒弃对环境污染大的如汞、重铬酸钾、苯等试剂药品，优化实验方案与实验装置，加强实验废弃物的处理，尽量减少化学实验的污染排放；其次强调实验产物与废弃物的循环利用，通过开设“由含银废液制备硝酸银”、“由废干电池制备硫酸锰铵”、“由易拉罐合成明矾”、“由贝壳制备乳酸钙”等实验项目，使对环境有毒有害的物质在实验室内进行流转，防止废弃物对土壤、大气造成污染，不但可以节约大量的实验药品与经费，而且可以向学生灌输原子经济的概念；此外，我们还在“醋酸亚铬的制备”、“水的电解”等实验中采用微型仪器装置，在保证实验现象、结果清晰准确的前提下大幅度减少了药品用量，不但实现了实验“绿色化”的述求，而且能够促使学生更仔细地观察实验现象，注重实验操作的准确性。今后我们还将对某些严重污染环境、对学生身体健康损伤大的实验项目进行计算机仿真化，更大限度地消除无机化学实验对环境所造成的污染。

五、结语

近年来，我们在无机化学实验课程的教学过程中进行的一些有益的尝试与探索对于提升化学教育专业学生的创新实践能力已经起到了积极的作用，为后续课程的学习打下了坚实的基础。培养出的一些学生先后在全国师范生化学实验技能大赛以及广西高校大学生化学实验技能竞赛中取得优异的成绩；部分学生在进入老师的研究室开展研究工作时也表现出了良好的科研素养，在科学研究过程中取得了一些令人瞩目的成果。这些收获促使我们在今后的教学过程中进一步加强实验课的教学改革，追寻学科发展的脚步，利用更有效的手段与措施来发展学生的创新实践能力。

参考文献：

[1]朱妙琴，王祖浩.高师无机化学实验教学的改革与学生综合能力的培养J].化学教育，2002，（11）：21-25.

[2]北京师范大学无机化学教研室，等.无机化学实验（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]蒋毅民.无机化学实验[M].桂林：广西师范大学出版社，2013.

[4]宝金荣，朱晓伟，李文先.无机化学实验教学改革初探[J].实验室科学，2013，（2）：49-51.

[5]邹少兰.绿色化学与绿色化学实验[J].萍乡高等专科学校学报，2004，（4）：25-28.

基金项目：国家自然科学基金（NO.21361004）。

作者简介：张中（1976-），男，广西桂林人，博士，副教授，现主要从事大环配位化学的研究。endprint