新工科背景下无机及分析化学实验教学改革探讨

陈 洁，王 斌

(济南大学 化学与化工学院，山东 济南 250022)

人才是推动社会发展的第一要素，新时代迫切需要人才、呼唤人才，在人才培养环节中占中心地位的高等院校需要根据新兴产业和区域发展的相关需求调整人才培养的战略。课堂是新时代人才培养的主渠道，课堂的一端连接着学生，一端连接着国家战略需求与产业发展。面对新形势、新要求，我们需要抓住课堂教学主渠道，打造有趣、有料、有挑战的"高质量课"，有的放矢地探索新工科人才的教育培养新模式。无机及分析化学实验是化学及高分子专业学生进入大学以后的第一门化学类的实验课程，它主要研究元素及其化合物的性质、常用的定量分析方法以及过程所涉及到的基本操作和相关原理。无机及分析化学实验是培养学生化学实验技能与素质的最基础的实践环节的重要组成部分。社会发展取得的每一步成就，都与创新思维的实践有着密不可分的关系。创新思维指的是运用新颖独创的方法去解决现实问题的思维过程，这种思维通常能够突破常规思维的界限，以超常规的方法和视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，产生新颖独到的、有社会意义的思维成果。高校作为中华民族实现伟大复兴、走向创新之路的新生力量，不仅要适应时代潮流，更要积极探索培养学生创新创新精神的有效途径。同时创新教育的实施也成是教育改革的重中之重。作为化学及高分子专业教学的重要组成部分，无机及分析化学实验是最基础同时也是最实用的教学过程。它在实验教学改革中发挥了示范和导向的作用。传统的无机及分析化学实验教学中的经验只关注学生对于基础知识的掌握和对基本操作技能培训，而无法满足日益进步的社会对于人才的创新思维模式的需求。因此，在无机及分析化学实验的教学过程中加强对学生创新思维的培养对目前高校教育改革来说具有重要意义[1]。

1 目前无机及分析化学实验教学过程中存在的主要问题

1.1 内容安排不合理，学生缺乏积极性思考

在我国传统的教育观念中，理论知识比实践似乎具有更重要的地位，实验课程所开设的项目大部分以验证基础课所学的理论知识为主，学生倾向于把无机及分析化学实验当作是理论教学的副产品，在每次的具体实验过程中，学生倾向于完全对照实验教材亦步亦趋的完成实验，这种实验教学过程很难激发学生的主动思考，有些内容超出学生的知识储备，让学生被动的接收知识，有的比较难的知识点学生由于不理解，教材的编写者经常会被学生认为脑洞太大，同时实验课讲授的知识也被学生持有怀疑态度。

1.2 教学模式陈旧，缺乏创新思维

以往的无机及分析化学实验课程通常采用非常单调的教学模式，一般在每次实验课之前，教师需要将学生集中起来，统一讲授实验原理、目的、仪器及试剂的使用，实验过程中的具体注意事项都要十分详细的讲述一遍，但是由于讲授内容越多，所需时间越长，这样过多的讲授容易减弱学生的好奇心，同时由于实验步骤往往有表可依，学生只需按部就班照搬实验步骤就可以完成实验，但是这样的教学模式由于课程模式过于单一、陈旧，整个过程中都没有创新思维的植入，这样的教学过程对于人才培养是及其不利的。

1.3 实验内容缺乏新意，脱离实际应用

传统的无机及分析化学实验内容过于陈旧，有的实验内容已经延续了几十年没有变化，实验内容陈旧使得学生的实验能力跟不上企业、或是进一步从事科学研究工作时对于其实验动手能力的需求。这种欠缺实用性的教学对于实验资源、人力物力都是一种浪费。

1.4 考核方式单一且不合理

传统的考核方式主要依据于实验报告给出成绩，造成部分学生把精力都放在实验报告的撰写上，有些极端情况会出现学生为了凑数据或为了和书本的实验现象一致而编造数据，这与实验教学的目的是背道而驰的。

2 关于无机及分析化学实验教学改革的探讨

2.1 注重与理论的融合互补，提高学生综合运用知识的能力与创新精神

在实验教学的过程中，应注重实验课程所授知识与理论课程知识点的融合互补，要吸收当代教学、科研中成熟的代表性成果，使实验课程与理论课程互相依托，相辅相成，鼓励学生主动发现问题和尝试解决问题。教学过程要以加强基础训练和注重学生能力培养为主线，知识讲授的过程要按照由浅入深、循序渐进的认识规律。将课程内容分为基本操作训练、基础实验、综合实验、设计实验几个部分，在传授基本知识，训练基本操作技能的基础上，使学生初步掌握从事化学研究的方法和规律。实验教师需要在课堂上引导学生，用创新思维思考问题、发现问题，促进学生分析问题并帮助学生解决问题。教师需要灵活使用启发式教学针对不同的教学内容设置合理的问题情境，有节奏地设置悬念，让学生发现自己的创造力，而不是将所有实验中可能出现的问题都一股脑地教给学生。应鼓励学生探索和解决问题，激励学生主动思考和形成创新的思维模式[2]。

2.2 更新教学内容，激发学生的学习兴趣

在实验内容的选择方面，应该适当增加选做实验的内容，比如可以首先让学生成立兴趣小组，不同的兴趣小组可以选择不同的实验项目，由小组同学通过团队合作完成一个实验项目。另外，应当适当增加综合性实验及设计性实验的比例，如增加一些关于生物组织中某些元素及化合物的提取及结构鉴定、金属配合物的制备、废弃物的回收利用等内容。同时还可以结合实验课程教师的科研方向，根据其研究课题引入一些在实践中经过多次验证的成熟的实验，将其作为学生设计实验进行开设，如：贵金属纳米球的制备及表征、应用等。这对于激发学生的科研兴趣，提升学生的创新思维是有很大帮助的。

2.3 科研反哺教学，让学生参与科学研究，提高学生的创新能力

授课教师可以结合自身的科研成果，建立开放的实验平台，提供定量或定性指标，鼓励学生参与其中，感受科学研究的氛围，这样可以使对科学创新感兴趣的学生有机会培养自己的创新能力，实验授课教师应该在课堂上鼓励学生寻找导师，同时尝试申请由学校或学院经费资助的大学生科技创新训练项目。除了实验课堂，实验教师更应该引导学生课后进行科学研究，提高实际的实验技能，增强创新能力[3]。这种对于帮助学生独立发现问题，解决问题是很有好处的。对低年级的学生来说，对理论知识的理解，对实验现象的分析和实验方法的合理性认知尚不成熟，需要教师及时准确地予以指导，帮助其完成总结，引导反思，鼓励学生独立思考。在开放的实验平台中，学生可以有机会不断探索，练习和反思。对于提高学生的整体素质是非常有益的，同时还能够加强学生与老师之间的沟通交流，对于提高实验课堂的教学效果也有促进作用[4]。

2.4 改革考核方式，提高学生的科学素质

考核的过程应该贯穿无机及分析化学实验教学的始终，从实验预习准备、操作、实验报告书写到最终的综合实验测试。每次实验课上，教师需要针对实验预习过程、基础操作、实验结果三部分进行综合评价。实验的预习准备是非常重要的，学生需要明确实验原理及目的，预习相关仪器的使用原理及方法，课堂上实验教师需要纠正学生的一些不当操作，同时记录学生的操作表现。观测评估要贯穿每一次实验课，最终根据每次成绩进行加权重分析，保证考核结果的科学性。考核实验应该设置为综合性实验，教师在学期最后一次实验的前2～3周公布相关的实验命题，要求学生根据兴趣自行组建2～5人的实验小组，独立查阅文献，小组成员需要协同合作，并根据现有资源条件拟定实验方案，选择实验仪器和相关试剂进行实验，教师则需要根据每个小组在考核过程中的表现，可以设置一些现场提问环节，根据各组最终的实验结果，进行综合评分。

3 结语

本文着眼于现代社会对高素质人才的需求，紧密围绕高等院校无机及分析化学实验课程教学模式的创新与学生实践能力的培养，就无机及分析化学实验课程存在的问题分析，通过完善实验教学内容、利用科研反哺教学、适当更新教学内容和教学模式、引进新的教学方法，创立新的实验考核模式等探究，旨在提高学生实践技能以及培养训练创新思维[5]。因此，对无机及分析化学实验教学过程进行积极改革和创新探索是高等教育实现高素质应用型人才培养的重要保障。