培养创新意识下的无机化学实验教学改革探析

摘 要：实验是高校化學学习的最重要的方法，也是其区别于其他传统教学方式方法的路径选择。实施化学实验教学是为培养更高水准的化学专业人才，为高校当中普遍存在的教学内容单一、实验方法落后等问题提供新的途径。培养大学生的创新意识、创新能力是当下高校改革的重要内容。不断完善实验教学方案体系，激发学生的创造力，让相关政策能够切实落地、执行到位，从真正意义上提升学生的创新能力、创新水平。

关键词：创新意识；无机化学；实验教学；改革

实验是化学的灵魂，实验教学能够帮助学生验证所学到的理论知识，让抽象的知识变得具象，让课堂形式更为丰富有趣，从而帮助学生提升求知欲、开拓学生的探索精神、拓展其想象空间和创新水平，在实验的过程中品尝专注的甘甜。无机化学实验年授课学时160，是一门针对大一新生所设立的基础实验课程，它是化学类专业的新生在踏入大学生涯后的第一门实验课程，学生只有打好基础，习得该课程精髓，才可在后续深入学习更易消化和理解其他相关课程，其既是学生接受系统实验方法、进行实验技能训练的起点，又对学生的认知能力、兴趣取向、创新意识的培养起到至关重要的作用。因此，如何利用现有的教学资源，探索多元化的教学方式，构造全面、完整、科学的教学体系，帮助学生建立创新意识、提高创新水平，这是无机化学实验教学改革孜孜不倦所追寻的核心。近年来，中科大无机实验课程组针对传统无机化学实验教学存在的问题，从改善实验内容、改进教学方法等方面进行了大量探索与尝试，取得了一定成效。

一、当下高校无机化学实验教学的现状以及存在的问题

无机化学实验课程开设时间较长，在总体课程教学体系中占据着十分重要的地位。历经多年的发展，高校不断汲取经验，对课程进行优化完善，无机化学实验教学获得了颇多的突破和成就，但依然还有完善空间，其教学成效仍旧不尽人意。在教学理论、研究和方法不断发展的背景下，高校无机化学实验教学中所隐藏的弊病渐浮现。通过深入分析，总结后主要有以下几点：

（一）实验内容陈旧

眼下，无机化学实验课程内容趋于落后，主要表现为：首先，当前的实验教材的内容编排不够科学，从总体上来看，未能突破原来的体系，无法体现出科技的发展和学科的先进性；另外，课程仍旧把基础实验和验证性实验设定为重点内容，而基础实验又比较乏味，验证性不够灵活，学生只是恪守陈规地依据书本内容进行实践操作，这样使得做实验变得很被动，学生根本没有对实验现象和相关理论进行深入思考和分析。这样的情况阻碍了无机化学实验教学效率也降低了学生学习的兴致。

（二）环保意识不强

我国科技文化水平的发展，也提升了人们的环保意识。但是，在高校化学实验上，环境污染和环保意识却并没有受到重视，在此方面，不仅学生甚至教师的环保意识也显得十分淡薄，对实验产生的化学污染，有毒有害的“三废”不进行严格处理，而是直接排放至室外，严重污染外界环境，在此潜移默化下，也不利于学生的环保意识的培养与形成。

（三）教学形式单一

近年来，得益于计算机、网络的发展，多媒体渐渐进入到教学领域，它成功地让图画、音乐、视频等素材与课堂实现联姻，让课堂脱离以往的枯燥乏味，转而向趣味性发展，更高效地给向学生传输知识，教学也因为多媒体的存在摆脱了以往老旧的窠臼，渐渐受到学生和教师的欢迎。但是，信息化技术在理论课堂中也才能做到如此光耀，而在实验课教学领域，它能施展的空间则十分局限。当下，教师讲授实验基本是通过黑板书写的形式进行，很少运用到多媒体，授课模式传统单一，教学成效不尽理想，无法引起学生的学习兴趣，并不用谈学生创新思维的培养了。

（四）实验方法落后

化学学科发展迅速，实验设备不断推陈出新，实验技术和方法突飞猛进。但传统的无机化学实验还是使用最基础的实验仪器，基本只用酒精灯、试管、烧杯、蒸发皿等。实验操作也比较老套，仍使用消耗大、污染严重的陈旧技术。堵塞了学生看到新兴实验设施、了解先进技术的窗口，阻碍了拓展学术视野的可能性，从而也无法提升学生知识素养和创新能力。

二、培养创新意识下的无机化学实验教学改革策略

（一）改进实验内容，激活学生的创新意识

在教学实践和探索中发现，在一些比较典型的实验项目上，虽然内容乏善可陈，但如果教师能够制定出适宜的方案去引导学生，同样能够激发出学生的创新的火花，让传承与创新完美融合。

例如，“硫代硫酸钠的制备”是一个经典实验，传统的实验方法是以烧杯作为反应容器，将乙醇浸润的硫粉和水在高温下反应1小时。由于硫粉在高温时易升华，在同学们操作实验时，室内必然会充斥着十分严重的硫蒸气，刺鼻的气味让人难受，同时危及人体健康。针对此，在和学生们探讨了传统实验方式的缺陷后，对实验装置进行了改进，即以磨口锥形瓶和球形冷凝管搭建一套回流装置作为反应容器，从而解决了在烧杯这一敞开体系中进行实验的问题。改进后的实验装置既绿色环保，降低了对身体的伤害；又可有效避免在原敞开体系中因水分蒸发所带来的不断添加水的麻烦。

（二）改进教学方法，培养学生的发散性思维

大多数晶体的制备与提纯实验都涉及到分离操作，常见的分离操作有倾析法、减压过滤法、常压过滤法、离心分离法等。在进行与此类操作有关的实验时，若仅仅是简单地告诉学生该采取哪种分离方式，那么一堂课下来，学生往往只学到了实验操作，而很少思考操作的意义，将来自己进行科学研究时，往往不知所措。针对上述问题，在讲解此类操作时，采取了启发引导的教学方式，即从每种分离方法的特点讲起，剖析选择该方法的考虑因素，归纳其适用范围等，并列举一些具有代表性的实验实例，之后，当堂给出一道测试题，检验学生对固液分离知识点的掌握程度。经由上述内容来制定出一套有用的教学方案，可以通过对比引起学生的注意，从而有利于锻炼学生的思维能力，使学生能做到举一反三，灵活掌握所学知识。

（三）发掘前沿项目，加强学科融合

科学的发展越来越呈现出多学科交叉融合的趋势，也为复合型创新人才提供了更为广阔的天地，以及提出了更高的要求。因此在一年级的无机化学实验教学中，也开设了一些和前沿知识相关的实验项目，加强学科间的交叉融合。例如，根据2010年诺贝尔物理奖和本校化学系优秀人才俞书宏的工作，无机化学实验课程组专为学生开设“纳米氧化型石墨烯的制备及表征”实验，内容为：用氧化反应获得氧化型石墨烯，再测定氧化型石墨烯薄膜的电阻，与石墨烯薄膜的电阻对比。

（四）實现绿色实验，培养学生环保意识

近十年来，人类为“先污染、后治理”的理念交出了深刻的学费，它作为惩戒，也同时是一个契机，让人们把目光从这一不科学的理念转向源头治理。化学化工为人类的发展做出了不可磨灭的贡献，它不仅满足人类物质需求还促进了科学的发展，但是它所带来的污染现象也不容忽视。基于此，绿色化学走向了舞台。所谓的绿色化学是以化学来治理化学，把化学产品设计、制造和使用过程中产生的污染物质降低甚至消除。它最值得称道的是让污染在源头被终止，掐断它产生的可能性来做到零污染和零排放。让化学走向绿色已经成为新时代化学课程的主要趋势。作为一名化学专业的学生，理应有意识地去了解和实施环境保护和可持续发展，掌握绿色化学的性质，学习绿色化学的技术，这将能够成为我国未来环保和治理工作上的有效臂膀，能够很大程度地推动发展。对此，把绿色化学的意识贯彻到教学的各方面，并引导学生在实验教学时亲自实践，对形成环保价值观、培养绿色化学理念和掌握有关技术方法有着不容小觑的推动力。

三、结语

实施化学实验教学是为更高水准地培养化学专业人才。高校在无机化学实验教学中产生的问题随处可见，如实验内容落后、教学模式老套、环保意识缺乏及其实验操作不够先进等。由此可见，高校无机化学实验亟需改革，通过对教学的升级与革新能够有力提升教学效率、形成学生的创造思维，“启发引导式”方法的提出无疑能够解决问题，教师通过它有利于帮助学生打破思维定势，开阔思维发散的视野，强化思维发散的意识，激发思维发散的兴趣，也使得整个课堂教学变得更加富有创意。从而真正能够从根源上落实，培养学生的创新能力。

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作者简介：陈爱敏（1978—），女，汉族，河南台前人，硕士，助教，主要研究方向：无机分析。

基金项目：新乡学院2017年校级教育教学改革研究立项项目《化学工程与工艺专业工程实践教学模式的探索与实践》（课题编号：XJGLX2017-12）。