材料物理与化学专业基础化学实验教学方法的探索

张海燕　　张雷

摘要：以大学本科材料物理与化学专业的基础化学实验教学为研究对象，结合近几年的教学经验，简要分析目前学生在实验课程中存在的普遍问题。重点研究非化学专业学生化学实验教学中采用的教学方式，简要探讨提高教学质量，增加学习效率的方法，旨在通过学习兴趣与实验技能的改进与完善，进一步提高基础化学实验的教学质量。

关键词：大学；基础化学实验；教学方法

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）04-0257-02

基础化学实验教学是化学课程的重要环节，是材料物理与化学专业学生的一门必修实验课。在本学院的课程安排中，基础化学实验是本科二年级学生在系统学习基础化学知识后开设的首门化学实验课。通过此课程的学习，使学生加强对化学基础理论知识的理解与运用，训练学生的操作技能、培养学生的学习兴趣和严谨的科研作风。然而，通过仅有的一门实验课来全面掌握化学实验的各方面知识具有很大的难度。普遍存在的问题是：在不能保证学生学习兴趣的前提下无法达到预期的教学效果。因此，借助对教学策略以及教学方式的合理优化，提高基础化学实验的时效性具有重要的研究意义。本文作者结合近几年来在基础化学实验教学中的经验，分析实验课程教学过程中存在的问题及学科现状，探索提高基础化学实验教学效率的新方法与新策略。

一、材料物理与化学专业基础化学实验课现状分析

1.学生学习兴趣不浓，投入精力不足。化学是一门实验科学，化学基础理论与规律都源于化学实验的总结，离开了实验也就谈不上化学。然而，化学相关课程在材料物理与化学专业中所有必修课程中占有的学时比例较低。对大部分学生而言，在有限的学时里很难对化学实验课产生浓厚的学习兴趣。即使部分学生在高中阶段对化学学科产生了浓厚的学习兴趣，目前开设的几门化学实验课无法满足他们对化学相关知识的学习，久而久之学习兴趣也逐渐降低。与其他专业课程一样，学习兴趣是掌握相关基础知识和理论的前提，是提高学习效率的重要方法之一。因此，提高基础化学实验时效性首先要解决的问题是提高学生的学习兴趣。

2.具体实验内容与基础理论知识联系性较差，无法运用基础理论解决实验中遇到的问题。基础化学实验是化学理论的实际应用与具体体现，每一个化学实验都有完整的化学理论或者化学反应机理相匹配。基础化学实验的设计思路就是通过一系列实验操作和实验结果的整理与分析，验证基础化学理论中的某一知识点。一般来说，学生应该熟练掌握化学理论基础知识，并能用学到的化学基础知识去解释实验现象和对实验结果做出预判。然而，在实验过程中发现很多学生没有很好地掌握理论知识，对实验中每一个步骤操作的目的性半知半解，只能按照实验讲义机械地完成实验。基础化学实验的目的之一是让学生通过观察实验现象，直接获取大量的化学事实，加深对基本理论和概念的理解，并进一步用于指导实验。如果能够将学习到的化学基础知识运用到具体的化学实验操作中，对提高基础化学实验的时效性具有重要的意义。

3.实验操作规范性差，导致实验结果与理论数据偏差较大。实验操作的规范性是基础化学实验顺利完成的前提，不规范的操作会造成实验结果的偏差，甚至可能无法保证实验顺利进行。在具体的实验过程中，有些学生因为对实验仪器的使用不熟练，使得他们在具体的实验过程中，操作不规范，实验结果偏差很大。以“溶液的配制与酸碱滴定”为例，由于移取液体的体积偏差较大，导致最后多次滴定数据均不能在误差允许范围内，实验结果误差很大。基础化学实验的目的之一是让学生通过严格的实验操作训练，较规范地掌握基本操作技术，正确使用各类仪器，培养独立操作能力。而在实际的实验教学过程中发现，目前学生在实验规范性操作方面还有待进一步提高。

二、探索教学新方法，提高基础化学实验时效性

为了能够实现基础化学实验的学习目的，需要针对上述问题，调整教学方法。本文作者结合近几年在基础化学实验教学中积累的经验，探索几种提高教学时效性的方法。

1.探索应用实例式教学方法，提高学生对基础化学实验的学习兴趣。应用实例式教学方法是指在实验课中，添加一些与日常生活相关的实例，提高学生的学习兴趣。学生兴趣低，一方面是其对实验课程熟悉程度不够，只能机械地按照实验步骤完成实验；另一方面是对实验的具体内容不感兴趣，无法调动学习热情。针对这一问题，可以在具体的实验教学中，添加一些能够引起学生兴趣的内容，或者适当地将具体的实验内容与日常生活中的某些现象联系，提高学生对实验的关注度，进而提高实验课程的时效性。例如，汽车雨刷器使用的玻璃水采用添加醇类分子降低凝固点的方法，使得玻璃水在冬天-40℃以上都可以使用。通过日常生活中的应用实例，再加上从理论方面进一步的介绍相关内容，会在很大程度上提高基础化学实验教学的时效性。

2.探索讨论式教学方法，加强对基础化学实验与基础化学知识的联系。讨论式教学是指在基础化学实验课程中，针对某一具体的实验操作、实验现象或者相关基础理论知识，教师与学生共同开展深入的研究与讨论。学生在这一过程中可对已学过的化学基础知识进行梳理，同时又可以提升对化学实验的理解。尽管讨论式教学方法在基础化学实验中得到了教师的普遍采用，但是目前仍旧以教师讲授为主，只有少数学生参与，而大部分学生没有参与到讨论过程中。在实际教学过程中，教师可以就某一实验现象设问，引导学生多发言、多讨论，尽可能让所有学生都参与到讨论中。让学生主动地回顾学过的相关知识点，分析目前实验课程中涉及到的理论知识来得到相应的结论。

3.探索拓展式教学方法，进一步提升学生的综合实验能力水平。拓展式教学方法是指在现有的基础化学实验基础上，通过引导、协助学生拓展知识水平，设计综合性更强的实验，展示与提升学生的综合实验能力。拓展式教学方法，对于基础较差的学生来说，提供了一次补充、复习和巩固基础化学知识的机会；为基础好、能力强的学生提供一次展示能力、提升实验水平的机会。通过设计性实验，使学生能自行查找资料、设计方案，动手实验、观察现象、获取数据，分析问题、解决问题，提高学生的综合素质和独立工作的能力。在拓展式教学方法中，学生设计的实验，可以是基础化学实验中某个实验的延伸，也可以是基于化学基础知识中的某个理论、公式，设计相关实验验证或者证实该理论。

4.监督学生规范实验操作，养成严谨的操作习惯。基础化学实验涉及许多操作技能，每一步操作的严格性、准确性直接影响最后的实验结果。在复杂、多步骤的实验过程中也可以培养学生认真对待实验以及未来科学研究的学术态度，因此，培养学生的实验操作习惯与传授相关化学基础知识同样重要，甚至比理论知识学习更重要。以“常压过滤和减压过滤”为例，要求学生必须按照规定操作完成实验。否则，会出现透滤等不正确的实验现象。基础化学实验的教学目的就是要培养学生实事求是的科学态度、勤奋好学的思想品质、一丝不苟的工作作风、条理整洁的实验习惯、相互协作的团队精神、勇于开拓的创新意识，为今后的科研工作奠定堅实的基础。

从教育教学体系的发展角度上说，基础化学实验课程是化学理论课的延续。要求学生既要掌握一定的基础化学知识，又要能够采用规范的实验操作完成实验。合适的教学方法对于实现教学大纲的目的，具有重要的意义。本文通过总结分析近年来基础化学实验教学中普遍存在的问题，从多个角度探讨教学方法的改进与优化，旨在提升基础化学实验教学的时效性。总而言之，本文对基础化学教学的分析与总结，希望能够为今后化学相关专业实验教学提供一定的参考与帮助。

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