在无机化学实验中培养学生自主学习与动手能力

2016-03-28樊海梅周美珍宁德师范学院化学系福建宁德352100

赤峰学院学报·自然科学版 2016年1期

樊海梅，周美珍（宁德师范学院　化学系，福建　宁德　352100）

樊海梅，周美珍
（宁德师范学院化学系，福建宁德352100）

摘要：在信息高速膨胀的当今社会，创新是社会发展的源动力，为了使培养的化学人才能够适应当今社会的发展，我们应该在实际教学过程中，培养学生自主学习的能力是非常必要的.在本文中，借助无机化学实验与理论相辅相成的教学特点，重点探讨如何在实际教学过程中提高大学生的自主学习能力、独立思考能力，进而使学生具备独立思考能力和综合创新的能力.

关键词：无机化学实验；自主学习；信息选择；独立思考

在科学技术飞速发展的今天，社会迫切需要具有实践能力和创新能力的应用性人才，学生由高中到大学存在很多方面的转变，包括学习方式、思维方式等，而大一的时候是实现这种转变的关键时期.高中时期，学生主要注重知识的积累、理解，侧重于理论知识的学习，对于实验现象的感官认知主要是靠观察教师的演示性实验，动手能力相对较弱，理论与实践的结合比较薄弱.而理论和实践相结合的地方恰恰是高校的实验室和实验教学.化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是化学理论发展的基础，是检验化学原理的唯一标准，而无机化学实验是基础实验的基础.

《无机化学实验》是以实验操作为主的技能课程，它是与理论课《无机化学》相辅相成的，同时也是化工，物化、材料等相关专业的基础课程，该课程是其他后续理论与实验课程的基础和示范，《无机化学实验》课程的建设，对于化学等专业的发展有着极为重要的基础作用和实际意义.该课程开设时间在新生大学一年级，对于实现学生思维能力、思维方式的转变，理论与实践的结合起到极其重要的作用，该具有自己的培养目标、教学思想、教学内容和方法.课程的目标是：在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时，努力培养学生的自主学习的能力，进而是学生具备创新意识与创新能力.

为了提高学生自主学习与动手能力，我们在无机化学实验的教学过程中将课程内容分为三个层次：1.基础实验：包括基础操作和验证性实验，其目的是使学生规范地掌握化学实验的基本操作和基本技能及一些常见仪器的操作，培养学生观察分析实验现象的能力，能准确诚实记录实验现象与结果，培养学生实际动手能力，逻辑推理能力及解决实际化学问题的实验思维能力.2.无机材料的合成：如过氧化钙的制备，硫酸亚铁铵的制备等，利用多种方法制备常见的无机材料，通过比较各种方法的优缺点，培养学生的判断能力与自主思考的能力.3.综合实验：包括实验方案的设计，优缺点的比较，确定实验方案，及最后实验的确定.培养学生独立思考的能力.

1　通过基础实验培养学生的动手能力及观察能力

大学无机化学实验是在大学一年级的时候开课的，由于多数学生在中学阶段缺乏扎实而系统的基础实验理论的学习，比如仪器的清洗，学生并不清楚什么样的污渍应该选用怎么样的清洗方式，而且对于玻璃仪器洗涤干净的判断标准也不是很清楚，因此，在无机化学实验开课前，应加强学生对基础知识进行系统学习.而且在实验过程中，我们发现学生对于理论知识与实际实验操作之间缺乏一致性，比如，用滴管向试管中滴加液体，理论知识的学习使同学都知道滴加的时候应该垂直、悬空，而且试管中溶液的量不应超过试管容积的二分之一，烧杯等一些玻璃仪器在加热时不能直接加热，但在实际的实验操作过程中，可能由于紧张等原因，并未垂直、悬空，而且有时候现象不明显的时候学生会不断滴加液体，使液体的量超过试管容积的二分之一.所以，在实验过程中除了要培养学生的动手能力、观察能力，同时还应该加强学生基础知识的系统学习以及理论与实验操作的一致性，规范学生的基本操作，严格要求学生做到规范操作、药品用量精确、仪器操作规范，避免由于错误操作或不规范操作而造成试剂的浪费.

在传统的实验教学中，主讲教师在教学中对实验原理、仪器使用方法、具体操作步骤等细节进行详细讲解，而且还要为学生进行实验示范演示，学生只是按照老师的实验示范“依葫芦画瓢”.如在减压抽滤的基本操作，实验老师要讲解基本操作并示范：修剪滤纸，使其略小于布式漏斗，但要覆盖所有的虑孔，并滴加蒸馏水润湿使滤纸与漏斗连接紧密，过滤完之后，先拔掉抽滤瓶接管，后关抽气泵；然后学生依照老师的讲解进行操作至于为什么要这样操作也仅限于老师的讲解.这样就会使一些学生不主动思考，也就更谈不上寻求创新了，因此学生的思维能力和创新能力得不到培养.为了改变这一状态，在实验过程中教师应加强引导，鼓励学生勇于创新、勇于探索、不怕失败，发挥学生的主观能动性，培养他们善于从失败中吸取教训，归纳提炼出新思路的能力.实践也充分证实了只有在实验教学中注重发挥教师的主导作用和学生的主体意识，才能调动学生学习的积极性、主动性，从而提升学生综合素质，包括实验过程中实验台面的整洁程度、时间的统筹安排.

2　通过简单无机材料的合成培养学生信息收集的能力

所谓信息收集就是学生观察记录社会显性现象的过程，是科学绘图、信息分析的前提条件.在社会活动中，每个人都是生活的参与者，具备良好的信息收集能力，有助于学生更好地认知社会、适应社会.在无机化学实验中，学生需要收集的信息主要是各种操作所带来的实验改变.提升学生的信息收集能力主要体现在“三理解一掌握”，即让学生理解为什么收集信息，收集什么样的信息，明白收集的信息是否有效，掌握规范的信息记录方法.其中，“三理解”相对容易理解，需要强调的是“一掌握”.众所周知，数据是信息的符号载体，其可以是数字、文字、图像等表达形式.因每个人的认知水平及习惯上的差异，要想让别人了解数据所承载的信息，收集者就必须将收集到的信息转化为人们能够读懂的数据，并对数据背景进行相应地解读，即掌握规范的信息记录方法.对于无机化学实验，信息主要是以表格的形式记录，虽然表格对于大多数大学生都不陌生，但真正掌握其中要点的还是少数.一个完整的表格应该包含以下几部分内容：表格标题、边框、表头、行标题、列标题、数据项等，其中表格标题不能忽略，同时为了方便上下文引用，应在标题前注明表格编号；表格边框应采用实线表示，如果是三线式表格，标题行必须加边框；表格表头应根据实际需要选择合适的形式；表格行标题及列标题要归类清晰，有单位的物理量必须注明相应的单位.此外，如有必要，还需要注明数据收集的环境参数，比如室温、大气压等.总之，在化学实验教学中通过“三理解一掌握”等情况的落实，切实提升学生的信息收集能力.

同时，为了拓展学生的知识面，在实验理论知识的学习过程中，教师应当适当的向学生讲述文献资料查阅的方法，增强学生收集材料的能力，有利于后续综合设计型实验及本科毕业论文的进行.

3　通过综合实验培养学生自主学习与独立思考的能力

针对无机实验部分，验证性实验较多，实验药品的加入量、加入顺序、每一步会产生什么样的现象教材上都有明确的说明，实验的目的主要是为了规范学生的基本操作和提升其观察、记录实验现象的能力，进而对课本知识进行验证，学生自己主动动脑思考的机会较少，应多开展综合性实验.首先，实验研究项目的选择是关键，选题原则是与实验内容有关但难度略高于学生现有水平，即为学生设置适当高度的台阶通过努力就能迈过，这能激发学生的挑战性.然后，教师的指导作用有几方面：指导学生如何查阅资料；指导学习如何分析资料，找出能为自己所用的有用资料；指导学生如何分析与筛选资料.最后，指导学生撰写实验方案，并按优化的实验方案进行实验.现行的无机化学验教材中，内容多为服务于理论教学而设.而自主创新型实验则能很好地弥补这种缺陷，使学生逐步发展为能够自觉思考，主动发现问题，进而寻求方法解决问题，成为真正具有创新能力的适应社会需求的人才.学校可以设立开放实验室，鼓励学生自主选题并拟定实验内容，再将内容交由教师审定并给出指导意见，在学生独立操作的前提下，于实验过程中给予适当的辅导和帮助，最大程度上培养学生的自主意识和创新精神.鼓励学生参与教师的在研科研项目也是一个培养创新型人才的有效方法.课堂实验以经典和验证性的实验培养学生的动手能力和观察、记录现象的能力.通过让学有余力的学生在课余时间参加在研项目，可以让他们了解本学科最新的研究方向和研究方法，促进学生创新性思维的养成.

4　在实验过程推行微型化实验的进行

无机化学实验对仪器设备的要求非常低，但在实验过程中需要大量的化学试剂，特别是一些性质实验，如：离子的鉴定与分离，如果使用不当会造成较为严重的环境污染，因此，除了在实验过程中要培养学生的动手能力及观察能力、信息收集的能力、自主学习与独立思考的能力，还应培养学生把绿色化学的观点贯穿在实验的整个过程中，一方面可以节约药品，降低实验成本，另一方面可以减少污染，保护大家的身体健康.为了既可以明显的观察到实验现象，又可以减少对环境的污染，在实验过程中，除了妥善处理废气、废液，也应该推行微型化实验，比如在离子的分离与鉴定的实验中，最初用到的是试管，药品的用量较多，实验后期的要处理的废液也比较多，如果处理不好会造成重金属离子污染，后来改用井穴板，根据沉淀的颜色选用不同颜色的井穴板，既可以明显的看到实验现象，又可以减少药品的用量,减少对于环境的污染.

在实验过程中除了，培养学生的观察能力、动手能力、信息收集能力以及培养学生环境保护的意识，为了更好的培养学生独立思考的能力，在每次实验结束的时候，最好应该给学生留出一些时间，让学生对实验过程中的一些环节、现象进行思考，与老师探讨一些自己解决不了的问题，同时还可以将自己在实验过程中的经验与教训进行总结，与同学分享，通过这种方式逐渐提高学生分析问题、解决问题的能力.

在无机化学实验培养学生独立思考与创新能力的同时，我们也应该继续关注大学化学实验的改革，不再将化学实验明确的分为无机实验、有机实验、分析及物理化学实验,而是按照实验的难以程度及对仪器的依赖程度，将实验分为基础实验、综合实验、设计实验等，在基础实验中主要是基本知识的学习、一些简单仪器的使用，如天平、烘箱以及一些蒸馏装置的搭建等，锻炼学生的动手能力、观察能力.这样避免像酸碱滴定此类的实验重复开展.