工科院校基础化学实验教学模式的建立

郭俊文 吴瑞凤

摘要：四大化学基础实验融合贯通，可以实现加强基础、淡化专业、减少重复、力求创新的基本目的。通过一体化、三层次和多模式的教学体系的建立，不仅可以提高实验教学质量，还会把基础化学实验教学提高到一个新的水平，将会辐射和受益全校的工科学生和部分文科类的学生，并为化工企业和相关行业的岗位输送优秀的本科毕业生。另外，教学体系的改革还有利于化学实验教学团队的建设和实验教材的编制，调动教师积极参与实验教学改革，同时也可以促进理论教学体系的改革和建设。

关键词：基础化学实验;教学模式;工科院校

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）45-0246-02

以培养高级专门人才为目标的“四大化学”实验教学体系和模式已经很难适应现代人才培养目标的要求，因此近年来高等学校积极推进化学类专业人才培养模式、教学体系、教学内容和教学方法改革，强调大学生创新意识和实践能力的培养。2011年由化学类专业教学指导委员会制定的《化学类专业指导性专业规范》（以下简称《规范》）提出了化学实验教学改革的方向和具体实施，强调实验教学是培养学生创新意识和实践能力的重要手段。实验教学不仅要求学生掌握基础知识、基本理论和基本技能，更要注重培养学生的观察、归纳、思维、判断和表达能力，以及实事求是的科学态度和严谨扎实的工作作风[1]。

按照以往的教学模式，实验课程教学内容随理论课同时开设，其有利方面是学生能紧密结合课堂理论知识，便于理解实验原理。但同时存在许多难于克服的缺陷，主要表现在以下四个方面：

1.按照传统的教学体系，各类专业基础课程分别在三个学年中完成。如此课程安排，把原本相互联系的化学实验基本操作、基本技能培训被人为的分开来，每一门实验课所学的实验操作没有足够的时间反复训练，时间间隔长了，学生容易遗忘，达不到教学效果。

2.老师和学生往往重视理论学习而忽视实验训练，加上有些实验附属于理论课程，不便进行单独考核。

3.受到实验场地、台套数不足的限制，同一实验往往需要分组在不同的时间进行，但是在教学安排上却难以解决教师不足和与学生上课时间冲突的矛盾。

4.同样由于实验室空间的不足，目前大多数实验存在未讲授理论课程就已经开始作相关内容实验的现象。虽然要求学生预习实验，但大多数学生做实验时仍然一头雾水，造成学生对实验没有兴趣，敷衍了事。造成基本的化学实验操作和实验技能得不到很好的练习和培养，不仅影响到学生后续课程学习，而且严重影响到学生素质能力的培养。

目前许多高校都在进行实验教学改革，如减少验证性实验，增加综合性实验及探索性实验[2-5]。但大都只局限在实验内容的改革，还没有形成多门化学实验课程的教学体系，无法从根本上解决上述存在的问题。因此改变附属于传统理论课的实验课程，形成相对独立、系统的和科学合理的基于化学一级学科平台上的基础化学实验课程体系非常必要和迫切。

基于目前化工学院基础化学实验教学的现状，参考其他院校改革的方法和经验[6-7]，从方法论的高度建立新型的实验教学体系。基本思路是把四大化学的实验课内容从理论课程中脱离出来，形成一门独立的实验课程，撤销专门化实验，构建基础实验-综合实验-研究性实验多层次实验教学体系。具体改革措施为：

一、实验内容的改革

按照《规范》的要求，将实验独立设课，形成独立的教学体系。在实验内容安排上，不再按照四大化学分类，而是按实验内容的等级及性质进行分类，将基础化学实验内容分为基础型、提高型和研究型三个層次。基础型实验为基本操作练习，解决学生在中学阶段化学实验操作少而造成的基本操作不熟练和错误。提高型实验为多种操作综合练习实验，包括化学合成实验和化学测量与计算实验。研究型实验为学生独立设计、多门化学课程实验操作综合运用的设计性实验。

经过基础型实验内容的学习，提高型实验内容的重复训练，增加了学生基本实验技能的训练时间及重复次数，能进一步规范学生的实验操作，牢记实验要领，确实提高学生实验动手能力;通过研究型实验培训，培养学生实验兴趣，锻炼学生的思维，提高学生应用所学理论知识和实验技能去分析和解决实际问题的综合能力。

作为单独一门实验课程，实验教学内容系统化、规范化，有利于教师实施教学，也方便对学生进行实验考核;另外按照实验内容的等级划分实验室，将有效地改善学生的实验条件，提高实验室利用率，为提高教学质量打下坚实基础。

二、实验课程实施和考核方式的改革

实验课程独立于理论课程，但又不能完全脱离与理论课程的联系。有些基础性的基本操作训练可安排在理论授课之前完成，有些与理论课授课知识密切相关的实验应放在理论学习之后开设。

实验前，要求学生利用网上资源进行预习。实验课上改变传统的老师先讲实验的方式，而是通过提问的方式考查学生的预习情况，了解学生对实验原理和意义的理解情况，然后再针对性进行讲解。这样的预习和提问方式，可以改变学生应付预习，只是简单抄写讲义，而不动脑思考的弊端。学生参加实验，应有规范、准确的原始实验数据记录并经教师签字认可，完成实验报告。基础化学实验中的基本实验操作1人1组，仪器实验的操作可多人1组，但学生须独立操作完成实验训练。

分别建立基础验证实验学生实验成绩的评价体系和创新性、设计性实验的评价体系。例如，对单个基础验证性实验项目设立评分标准，再根据每个实验项目的难易确定相应的权重因子，最后的实验成绩则为各个单个实验项目的成绩乘以相应权重的加和。而创新性和设计性实验的评价体系则包括文献调研和论证、实验设计和分析、工作总结报告等成绩的加和为最后的实验课程成绩。在考核形式上课采取多种方式，如笔试+综合考评;学生答辩+综合考评;实验技能考核+研究实验的汇报与演示等。

三、实验室管理的改革

首先建立完整规范的管理体制，制定严格的岗位责任制及考评方法。其次搭建高效率的资源共享平台，统一安排实验室资源，最大化地利用实验室的空间和仪器设备，解决目前基础实验室空间不足、仪器设备各实验室重复摆放但利用率低的矛盾。再次，搭建合理的实验室构架，将实验室分为化学基础实验室、化学合成实验室、化学综合实验室和中级仪器实验室。最后完善先进的实验室管理和实验教学信息平台。目前化工学院已经具备学生实验网上预约系统、仪器预约系统和试剂认领系统，还需加强网上预习实验系统的建设，为实验室的进一步开放打下基础。

多途径开放实验室，培养学生的化学实验兴趣，提高实践能力和自主创新能力。例如，让学生参与青年教师的科研课题，既可以解决青年教师参与科研工作却没有实验室的困扰，调动青年教师参与科研的积极性，又培养了本科生的实验兴趣，学生得到的科研成果还可以作为毕业论文的组成部分，实现教师和学生“双赢”。另外开放实验室还为全校各专业的本科生参与学校的科技创新项目提供了很好的平台，起到一定的示范和辐射作用。

四、实验教材的建设

结合已有的四大化学实验讲义，剔除内容重复和陈旧的实验内容，并结合实际情况，有选择的补充较为新颖的实验项目，特别是综合性和设计性实验，并有一定量的备选实验项目，方便学生选择自己感兴趣的实验项目，也为实验室的开放教学做些基础工作。同时制作电子版教材，以供学生上网预习或后续课程学习时查阅。

五、实验教师队伍的建设

实验室人员由实验指导教师和实验技术人员组成。实行主讲教师责任制和课前集体备课制度。例如，每学期开课前进行集体备课，主讲教师预做实验;指定每个班级的开课时间、地点和指导教师。在学期末全体教师根据本学期实验教学中存在的问题进行讨论，并提出改进意见。对实验课进行教学质量评价，由自评、教师互评、教学督导小组评价和学生评教等几个部分组成。经常开展学校和学院的实验教学经验交流会和实验教学改革研讨会，不定期派出教师参加全国性的实验室管理和教学改革研讨会，到国家实验示范中心进行参观和交流。采取多种鼓励措施，促进高素质人才加入实验教师队伍，积极争取学校在职称评定和薪金待遇方面对实验技术人员的政策支持，稳定和规范实验教师队伍，建立完善的实验教学质量保证体系。

新教学模式建立后，通过对不同专业、不同层次的学生设立不同种类和级别的实验项目，让非化学专业的学生也能感受到化学实验的魅力，甚至吸引文科类学生走进化学实验室，拓宽化学视野。另外，通过设立研究型实验项目和鼓励学生参与教师的科研项目等多种模式，提高学生自主学习的积极性。培养学生科研思维和独立操作能力，促进教学质量的提高，为相关专业人才的培养提供实践创新平台。

参考文献：

[1]教育部高等学校化学类专业教学指导委员会[M].高等学校化学类专业指导性专业规范，2011.

[2]林洪文.综合设计性实验与大学生实验创新能力培养的探索[J].西南科技大学高教研究，2005，74（1）.

[3]倪春林，周家容，郑文旭，杨乐敏.农科院校化学类专业综合设计性实验教学模式的探讨与实践[J].实验室科学，2010，13（6）.

[4]王桂花，张常群，杜洪光.开放式综合设计性实验的实践与思考[J].化工高等教育，2003，（2）.

[5]石玮玮，程远征，阎芳.“探究式”综合设计性实验的实践探索[J].光譜实验室，2013，309（4）.

[6]吕亚萍，倪哲明.基础化学实验教学中培养学生创新能力的探索[J].化工高等教育，2001，（4）.

[7]孙虹，陈红，王章彪，韩成良.基础化学实验教学体系教学改革的实践与探讨[J].合肥学院学报（自然科学版），2007，17（4）.