大学基础化学实验课程教学改革与实践

黄妙龄　解庆范　陈延民　许妙琼　肖春妹　连小兵

摘 要：针对本校转型期基础化学实验存在的问题，对我院所开设的基础化学实验进行改革，科学合理地优化实验内容，改进实验教学方法及考核方式，加强师资队伍的建设，以适应学校转型发展的需要。

关键词：基础化学实验；改革；实践

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）06-0105-03

Abstract： Aiming at the existing problems in basic chemical experiment during the transitional period of our university， we reform the basic chemical experiment set up by our institute， optimize the experimental contents scientifically and reasonably， improve the experimental teaching methods and assessment methods， and strengthen the construction of the teaching staffs to adapt to the requirements in the transformation development of university.

Keywords： basic chemical experimen； reform； practice

《大学基础化学实验Ⅰ-Ⅳ》是我校重要的基础实验课程，它是化工、材料化学、化学、制药工程、生物技术、生物科学、海洋技术、食品科学工程、环境科学和纺织工程等专业的基础必修课程，它由传统的无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验和物理化学实验整合、优化而成。几年来，我们从实际出发，对大学基础化学实验课程进行了改革尝试，也取得了一些成果。比如优化实验项目，减少重复率；利用开放实验室、开放化学实验项目或者大学生创新创业项目的形式达到培养学生创新能力和实验技能的目的。然而，受实验条件的限制，只有一小部分学生可以积极参加这类科研训练。

如何有效地利用有限的教学资源达到更快、更好的对化学化工人才实验技能和创新思维培养，是当前化学教育工作者亟待解决的核心问题之一。完善和实施实践教学体系改革，强化实践教学管理，是当前国家实施应用型专业人才培养目标的重要途径、手段和方法，也是落实教育部关于本科院校转型的教育改革精神的具体体现[1-3]。在这样一个新的教学改革浪潮下，探索实施具有培养学生综合实验技能的化学专业实验教学模式，实现大学化学理论和实验相结合，培养学生的创新能力和积极探索的科学精神，具有迫切性及现实意义[4，5]。

对基础化学实验的改革与所采取的措施，要坚持扬长避短的原则，进行一系列的系统改造，使之能更好地为提高学生学习兴趣和实用性，培养学生解决问题的能力、创新思维和创新能力等服务。

一、实验内容的改革

经过多年的实验教学，我们发现现行的大部分教材知识较陈旧，重复性实验和验证性实验多，综合性和设计性实验较少，特别是实验教学内容与教师的科研项目、现代科技成就和国民经济发展应用及地方经济生产实际脱节。大部分学生的学习缺乏兴趣，往往为实验而实验，以被动学习为主。大多时候实验课上只听教师讲，按部就班地做实验，往往不会去思考为什么会有这样的现象、导致这样现象的原因是什么、为什么不选择其他的试剂药品、师生之间交流较少，导致学生思维不活跃，解决问题能力较弱等一系列问题，而到了要操作考试时，也是处于一个应付考试的状态，忽略了学生的创新能力和实践经验的培养和开发。然而，导致目前现状的一个很大的原因就是实验内容的设计问题，现行教材的实验内容其中大多数为“经典”的实验，数年不变，与当今化学学科中最新的研究成果相关的系列实验少之又少，特别是涉及企业实际应用的实验项目。同时，学校由于发展的需要，仪器在不断地更新，导致实验课本中所讲述的实验仪器与实验室现有仪器并不匹配，有的实验仪器已经被淘汰，但是很多实验课本并没有更新。所以重新梳理和更新基础化学实验内容，增设实际应用实验内容，重构课程体系势在必行。

（一）摒弃陈旧落后的实验，合并雷同的实验

首先，删除一部分老旧的实验项目，实验课的内容必须跟得上时代与科技发展的需要。如玻工实验，这个实验项目危险性较高，学生操作时很容易烧伤，而且主要是在以后的教学实验和科研中学生不需要用到此实验技能，现在的滴管和弯管都有现成的可买，价格也不贵；再如台称的使用，现在连市场上用的都是电子天平，科研就更不用说了。其次，删除或替代一些有毒有害的实验，因为这些实验对环境有污染，对师生身心健康发展也不利。再者，更改实验内容，设计串联实验，合理安排实验项目和次序，使得前面所做实验产物为后面实验做准备。如溶液的配制，所有现有的教材都是配硫酸铜、稀硫酸等，但这些溶液配完后是没有用的，最后只能通过废液处理方法处理掉，如果把它改为配制氢氧化钠、稀醋酸，那么这两种溶液将在下一个实验醋酸电离度和平衡的测定实验中用到。学生发现自己配制的溶液能够在下一个实验中得到使用，会有一些成就感，做实验也会更认真，因为其准确度将影响到下一个实验的实验结果。另外，也避免了药品的浪费。

（二）更改部分实验仪器的使用说明

近年来，在学校的大力支持下，我院的很多实验仪器都得到了更新，仪器比教科书上的更为先进，操作更为简单，因此有必要在教科书上把老旧的仪器使用说明进行更新。

（三）增设与生产生活实际、社会需求紧密结合的综合设计实验项目

许多教育工作者提出实施增加综合性化学实验，强化无机、有机、物化、分析、合成与表征、性能测试及应用各方面知识的交叉与融合。在一定程度上，强化了学生实验技能，弥补了大学本科验证实验及演示实验的不足。但这类实验往往只是将一些基本实验技能进行简单的组合，缺乏跟踪当前新兴产业与科技的需要。因此，我们要跟企业联合设计实验项目，寻找与实验教学密切相关的来自生产生活实际的、能激发学生兴趣的实验内容。例如，增设水的常规五项检测实验（酸碱度、化学耗氧量、溶解氧、氨氮、悬浮物），它不仅是一个综合设计性实验，而且跟我们的生活息息相关，可以让学生了解到水的相关知识，掌握自来水厂测试合格自來水的方法。

（四）增设与本校教师科研相关的实验项目

考虑到每年有不少的学生参加研究生考试，另外，近几年我院加大力度引进许多高层次人才（国家千人、闽江学者、桐江学者、新世纪高级人才等），使得我院的科研实力突飞猛进。我们在基础实验课时增设一些与本院教师科研相关的可行的实验项目，让学生在学习基础课的过程中就能接触科研前沿，这部分实验项目可以在教学中作为选修项目，让对科研感兴趣的学生来选修，这对学生今后的考研和毕业设计的科学研究有很大的帮助。

（五）设计不同专业方向相关的综合设计实验项目

《大学基础化学实验》面对不同学科的多个专业，我们可以根据不同的专业特点，在综合性实验方面设计部分适合不同方向的实验项目。这样教师们可以根据不同专业选择部分不同的实验项目进行教学。如食品专业可以设计食品添加剂的测试实验，环境科学专业可以设计土壤重金属分析实验等。这样就不用因为专业不同而订不同的教材。

二、教学方法改革

传统的实验教学中，是教师把实验原理、步骤写在黑板上，然后很详细地从头到尾讲的一遍，学生再动手做实验，虽然上课教师也有提问，但回答的总是个别学生。这种灌溉式教学很容易造成学生不好好预习，等着教师讲，再照着黑板上步骤做。使得学生没有了做实验的兴趣和热情，也提高不了学生发现问题和解决问题的能力，无形中也扼杀了学生的探索创新能力。我们基础实验课程组也试图改变这些弊端，来提高学生学习的主动性和积极性。

（一）实验课堂引入雨课堂教学

雨课堂是一种智慧教学工具，它将复杂的信息技术手段融入到PowerPoint和微信，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁。我们首先在无机化学理论课上引入了雨课堂教学，效果良好。因此，我们把雨课堂教学模式也引入实验课堂，教师可以将带有视频、习题、语音的课前预习课件推送到学生手机，学生平时在刷微信的时候就可以进行课前预习，不懂的问题可以在平台上与教师及时沟通交流；实验课堂上教师讲授和演示时可以增加实时答题和弹幕互动，偶尔发点小红包，奖励作答正确又快速的学生，增强师生互动，提高学生学习的积极性和主动性。另外，雨课堂提供了一套完整立体的数据，可以作为学生的平时成绩。

（二）拍摄基本操作小视频

网上的操作小视频资源有限，且不一定与我们所开设的实验项目相符合。因此，我们准备把基本操作拍摄成小视频，通过雨课堂平台或学校的网络教学平台推送给学生，学生在预习时可以自己提前观看视频学习基本操作，增强理解。在手机不离手的时代，充分利用手机来学习，无形中减少了学生玩游戏的时间，达到双赢的效果。

（三）精炼实验预习报告和实验报告

多年的教学发现学生的预习报告基本上是抄书，例行公事地把报告写完，对实验内容并没有真正了解和思考，而实验报告则是把预习报告再抄一遍，然后再加些数据处理，但对于误差分析只是三言两语了事，有的干脆没写。这样写报告工作量大效果又不好，没有达到提高学生发现问题、解决问题的能力以及创新能力。解決的办法是：对于预习报告中的实验原理和实验步骤要求学生用简练的语言来描述，实验步骤最好画流程图并标注注意事项，并预测该实验的危险性；对于实验目的、原理、步骤如果学生在预习报告里书写正确，则实验报告可以不必再写，若预习报告里书写不正确的学生则要在实验报告里改正。实验报告主要侧重于数据处理和总结实验结果与预设结果或理论结果的差异，并分析其原因。

三、实验考核成绩科学合理化

大部分专业的基础化学实验课都已经是独立设课，可以单独考核。但不同专业或相同专业不同教师所授班级的考核方式不尽相同，基本上由授课教师自行制定。从今年开始，我们设立课程组，成绩评定方式由各课程统一制定。建议实验成绩应包含平时成绩（预习报告、实验前的课堂作答、实验操作、实验报告）（60%）、期末操作考试（20%）、期末理论考试（20%）。

四、加强师资队伍的管理与培养

只有一流的教师队伍才能创造一流的教育业绩，因此，努力建设一支结构合理、素质优良，专兼结合的教师队伍是实验教学改革的重中之重。

（一）设立专门准备实验的实验员

以往担任实验课程的教师必须自己准备实验、上课、改报告等等，这些教师同时又担任理论课的讲授，工作量非常大，造成工作效率不高的现象。现在，我院的基础化学实验课程有专门的实验员进行实验前的准备，大大降低了教师们的工作强度。

（二）以老带新

在教师培训方面，采取老带新的办法。近两年，我院引进了大量的刚毕业的博士生，他们在科研方面有着优异的表现，但在教学方面都是新手。所以在安排实验授课教师时，一个班级安排一个老教师和一个新来的博士生，以老带新，传授他们一些教学经验；新来的博士生们在辅导学生实验过程中，可以把他们的一些实践经验和科研理念传授给学生。

（三）不定期开设公开课

每门实验课均不定期地开设公开课，没有上课冲突的教师都须前往听课，然后组织一起讨论、总结。

（四）鼓励教师外出学习考察

创造条件，让教师们“走出去，带回来”。鼓励教师们积极参加各种教学研讨会，到各个高校学习考察，把别人好的经验带回来。

五、结束语

经过多年的实验改革，我院在基础化学实验教学方面取得了一定的成效。实验室管理越来越规范；学生学习的主动性、积极性和创造性大大增强，综合素质得到了全面的提高，为后续专业课的学习和科研打下坚实的基础；在实验教学过程中，教师必须不断地加强理论知识与实践经验，努力地调整知识结构，并注重对学生进行因材施教。当前，地方本科院校正积极地向应用型转型，课程的建设与改革也必须紧紧围绕这个主题，为培养符合社会需求的应用型人才承担应有的责任。

参考文献：

[1]宋心琦.有关化学实验改革的想法与建议[J].化学教育，2001（3）：36-38.

[2]王彬彬，毕淑云，刘春悦，等.培养学生科学素养的高校化学实验改革[J].长春师范大学学报，2015，34（4）：125-127.

[3]南米娜，蒲陆梅，王兴民.大学生职业能力提升要求下的应用化学实验的改革与实践[J].高教学刊，2016（3）：117-119.

[4]高伟，伍乔林，罗旭阳.基础有机化学实验改革思路[J].高教学刊，2016（15）：70-71.

[5]刘德芳，刘蓉.基于创新人才培养的分析化学教学改革研究[J].西南师范大学学报，2014，39（10）：166-167.

[6]高伟，伍乔林，罗旭阳.基础有机化学实验改革思路[J].高教学刊，2016（15）：70-71.

[7]舒广文.“化学生物学实验”课程教学改革探索[J].高教学刊，2017（06）：69-70.