高校转型背景下无机化学实验课程教学模式的多层次改革探索

张 莉，朱元良，曹英寒，李入林，葛中巧

(南阳理工学院 生物与化学工程学院，河南 南阳 473004)

在近几年的经济结构调整和产业升级的过程中,需要大量的技能型、应用型、复合型人才，为了深化创新创业教育改革、产教融合，地方本科高校逐渐向培养适用人才的应用技术型大学转型，从而更好地为地方经济的稳步发展服务[1]。2015年，在国务院印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中，强调要强化实践，注重培养学生的创造性思维，探索培养创新创业人才的新机制。

化学实验是培养应用型化学人才的重要途径，无机化学实验是化学、化工、生物、食品、医学、土木等专业的第一门基础实验课，通过对无机化学实验的认真学习，学生逐步具备了扎实的化学素养，为后续学习其他化学实验课程打下坚实的基础。为了充分发挥无机化学实验的作用，提高无机化学实验教学水平，启迪学生创新思维，更好地完成人才培养目标，深化无机化学实验的教学改革就显得尤为重要。

目前开设的无机化学实验内容传统，大都是验证型的实验项目，还停留在巩固并加深对基本理论知识的理解，掌握基本实验操作、及常用仪器的使用等，且授课过程为教师清晰地讲解实验过程，包括注意事项以及最后实验数据处理方法等，随后学生按部就班进行实验，不用深入思考和查阅相关实验资料。这种传统的单一授课模式使学生很快直接掌握尽可能多的实验信息，但学生易于养成惰性，甚至养成抄袭的坏习惯，缺乏实践意识，影响学生发现、分析、解决问题的能力培养；更为重要的是综合型和设计型实验较少，不利于学生主动性和创新思维的培养，很难达到培养高素质应用型人才的目的[2-3]。因此，改革传统无机化学实验教学模式，探索新的教学方法势在必行。

在高校转型背景下，面对本科层次技术型人才的培养需求，我们无机化学教研组对实验内容和教学模式进行多层次化整合，将无机化学实验课程建设成为培养学生专业基础实验能力的平台，使学生掌握扎实的实验操作技能，更提高学生的学习兴趣和自觉能动性，努力提高学生实验能力的素养[4-5]。

1 验证型实验项目及良好实验习惯的养成

验证型实验主要是规范实验基本操作技能，养成良好的实验习惯，加深对理论知识的验证。我们安排了4个验证型实验项目，包括“粗盐的提纯”、“醋酸标准解离常数和解离度的测定”、“硫酸亚铁铵的制备”及“配合物的生成和性质”，这些都为无机实验教材常年选用的经典案例，易于操作且具有启发性，对培养学生正确掌握化学实验的基本操作技能技巧有重要作用。

我们严格要求学生课前必须预习，并书写预习报告，如果没有预习报告，就不可以做实验。上课时可以顺利回答任课教师提出有关内容的问题，如果不能正确回答问题，就会影响实验的平时成绩。这样可以督促学生积极预习实验，而不是一味地抄袭教材内容。

实验讲解过程中，老师会给学生做好演示，一些内容还做成了微课，如：“结晶”、“常压过滤”、“减压过滤”、及“分析天平的使用”等，作为资料让学生在预习时观看。 目前，微课和翻转课堂被引入教学平台后取得了显著的良好效果，它们可以引导学生在课外主动学习。结果表明，学生观看微课内容后，课堂效率明显提高，实验过程中学生可以更迅速地学会理解实验原理及步骤，学生的实验操作能力得到了切实的提高。

2 综合型实验项目

综合型实验项目目的是选取综合型实验，引导学生广泛查阅资料、自行设计定制实验方案，这样可以充分调动学生的学习主动性和积极参与性，提高实践能力，进一步提高实验技能和素养。我们初步准备了二个综合型实验，分别为“聚碱式氧化铝的制备及净水实验”、“三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备、组成测定及表征”，它们涉及到的单元操作，如：加热、溶解、过滤、沉淀、结晶等，这些都是前面4个验证型实验学习的内容。将学生分成若干小组，大家可以根据自己的个人兴趣选做其中一个，老师提前将实验任务交给学生，学生查阅文献资料后设计出全套的实验方案，其包括:实验原理、实验步骤、所需仪器和试剂，及操作注意事项等，方案经教师审阅批准后各自独立完成实验。在实验过程中要求他们认真操作，如实记录现象和处理数据，遇到问题积极主动讨论解决，最后完成实验报告。这样的实验方式，有助于培养学生的主观能动性，也体验了团队协作的重要性。

3 科研创新型实验项目

科研创新型实验项目的是加强学生合理运用多种实验方法和仪器设备的综合能力，使学生体验到化学知识点的交叉融合，完善学生的实验技能和素养。教师们的科研课题更接近科学研究的前沿，将无机化学实验内容与现代技术相融合，会增加实验的趣味性。我们同时开发了若干个科研创新型实验项目，如：多孔材料的合成及其对气体吸附性能的研究，稀土金属发光材料的制备及其发光性能研究、TiO2复合材料的制备及光催化降解研究等，这些课题是将教师的课题研究融入到无机化学实验的教学中，实验过程包含制备和性能分析，除常规实验操作外，同时利用热重分析仪、熔点仪、比表面积及孔径分析测定仪、紫外-可见分光光度计、红外光谱分析仪、荧光光谱仪等对产物进行表征。这些综合型实验操作步骤多，同时利用大型的仪器设备，体现了实验内容的先进性，培养了学生综合实验能力。大家可以任意选做其中一个实验项目，根据前期的探索性实践，学生对这些实验项目兴趣和积极性都很高。开展科研型实验项目是理论和实践相结合的一个升级体现，同时提高了实验室大型仪器设备的利用率，营造了课研氛围，这对于学生主动学习能力的提高和自身知识结构的优化都有较大帮助。

为了培养应用型技术人才，近年来，我们生化学院不断完善实验教学的硬件条件，同时开展了实验室开放项目和大学生化学实验技能竞赛等活动，引导学生积极主动参与，多方面加强学生综合素质。随着实验教学改革的持续深入，新设备、新技术被广泛应用，实验内容不断更新，综合型和科技创新型等高层次实验所占的比重也会越来越大。通过对无机化学实验的教学内容进行多层次探索性改革，激发学生对实验课的浓厚兴趣和积极性，培养了学生的创新意识和创新能力，提高学生的综合素质[6]。

综上所述，在教学实践中，只有不断改革探索，创新、优化教学方法，才能持续提高实验教学质量，为提升学生综合能力提供一个好的平台，有利于应用型本科院校的可持续发展。