基础化学实验课程教学的改革与应用

黄 玉

(邵阳学院 食品与化学工程学院，湖南 邵阳 422000)

基础化学实验课程为我们学院各个专业开设的一门基础实验平台课，在整个课程教学过程中占有非常重要的地位，对培养学生实践技能、思维方法，创新能力等有十分重要的意义，也是全面提高学生素质教育的需要[1]。基础化学实验的主要任务不仅是通过形象鲜明的感性认识使学生加深对化学基本概念、基本理论的理解；更重要的是培养学生分析问题和解决问题的能力；训练学生基本的实验操作技能及培养良好的科学工作方法，对学生以后的专业发展也具有至关重要的作用[2]。

我院将实验教学分为三个层次：(1)基础化学实验，是针对所有专业进行的平台课程；(2)学科基础实验，根据不同的专业进行区分，开设属于专业内的基础实验课程；(3)专业实验，学生在高年级的时候，已经具备了熟练的实验操作技能和一定的理论知识，再进行大型的综合设计性实验，进一步提升学生的科学研究能力。针对不同的层次有必要制定不同的实验实验项目和实验方法。

在学院的支持下，针对原有实验教学体系存在的不足，笔者提出了基础化学实验教学改革的新思路，在改革的过程中，坚持”利用信息化技术，培养应用型技术型人才”的教学理念，在实验教学内容、教学模式和方法几个方面进行了一些创新，并取得了良好的的教学效果。

1 教学改革之前存在的问题

我院的基础化学实验的教学模式是，实验员在开设实验之前先准备好实验所需的实验仪器，实验药品；学生根据实验指导书做好预习，绝大部分的同学都是照本宣科，将指导书上的内容“完整地”抄到预习报告本上，并无自己的理解和想法；上实验课时教师把实验目的、实验原理，实验内容和步骤，实验注意事项、实验数据处理方法写在黑板上；再按照黑板上所写的内容从头到尾非常详细的讲解并演示一次，然后学生机械地按照老师所讲授的内容开始动手做实验[3]。加上实验课时有限，在短短的三到四个课时内完成大量的实验操作，对刚进实验室的学生来说，有点不适应并且不知所措。久而久之，这种教学方式还会使学生逐渐地对做实验失去兴趣和热情。笔者在教学的期间也不断听到学生相互之间议论：老师怎么说你就怎么做就行了。最终造成学生不愿意思考问题，形成不好的实验习惯，对后续的实验课程也产生恶劣的影响[4]。

由以上情况分析可知，传统的“灌输式”教学方法已经远远跟不上现在的现代化教学模式，我院基础化学实验的课时不断缩减，要使学生在有限的时间内完成“认识、了解、掌握、熟练”几个层次的提升，仅仅利用课堂的时间是远远不够的。近年来信息化技术不断引入高校中，由中国大学MOOC 提供的由国内名校名师制作的化学教学慕课，慕课作为一种新型共享资源和一种新型教学模式，

引入基础化学实验教学中，可以成为教学改革的一个突破口，为翻转课堂提供有利的平台[1]。(“慕课”背景下基础化学实验教学研究)，我校引进超星尔雅学习平台，目前为止这个平台已经有370多门通识课课程，超星尔雅课程具备慕课、微课以及直播等多种教学模式，是一个综合性的信息化平台。我们拟将超星尔雅学习平台与传统的教学模式相结合，更高效的利用网络资源，达到更好的教学效果。

2 具体改革内容和改革方法

2.1 精简实验项目，加强学生预习强度

在现有的实验课时(64课时)条件下，我们将实验项目调整如下：

表1 第二学期开设的基础化学实验项目

表1(续)

表2 第三学期开设的基础化学实验项目

注：括号内的数字为实验课时。

从实验项目来看，实验内容涵盖了无机化学、有机化学、分析化学和物理化学的大部分经典实验，增加了实验室安全教育，综合设计性实验。通过简单的实验，培养学生牢固地掌握实验基本技能操作技能。

例如“由海盐制备试剂级NaCl”[5]这一实验，实验流程图如图1。

从实验过程中看出，本实验涵盖了无机制备实验的大部分的操作：固体的溶解，杂质的处理，常压过滤、减压过滤、pH值的调节(pH试纸的使用)，蒸发、结晶、水浴烘干等。笔者从事多年无机化学实验的教学，按照以前的教学方法，逐步的讲解实验原理、实验过程、实验操作，注意事项，至少需要一个小时的时间。现在将实验涉及到的操作制作成短视频上传至学习通平台上，设计题目，学生在预习的时候完成相应的观看要求和作业题目，在课堂上随机提问部分学生的预习情况。由于学生进行了深度的预习，老师再进行操作讲解的时候，相当于二次学习，效果自然会更好。经过两年的实践，收到了良好的效果。

图1 由海盐制备试剂级NaCl实验流程图

2.2 示范操作的规范性，多鼓励学生上台演示，讲解

在进行基础化学实验教学中，特别要注重实验操作的规范性。老师的一举一动都会成为学生的模仿对象，因此无论是在讲解实验的基本操作，还是仪器的使用，都要严谨地、严格地按照操作要求进行。第一次上实验课时，调查了解到80%以上的学生在高中时没有动手操作实验。因此可以说上基础化学实验课程就如同学生第一次学走路，第一次学用筷子吃饭一样，只有一个标准的、规范的动作，才会让更多的学生更快、更好地掌握操作方法。笔者在上课的时候示范操作之后，会叫学生上讲台进行演示，这样也可以实时检验学生的听课效果。例如“试剂的取用和溶液的配制”实验中，重点是要熟练掌握移液管和吸量管的操作，图2和图3分别是不同的学生的操作演示。

两位学生都是自告奋勇地上台来进行演示，说明他们认为自己的操作比较是到位的，但是从表现来看并非如此。图2的男生蹲着进行操作，容易造成身体不稳；图3的男生右手手指太过笔直，久而久之手会感觉疲累。学生的这种错误的操作作为一种“反面教材”，教师通过错误的操作来说明为什么不合适，往往能达到更好的效果，学生在操作时也会立马规避此错误操作。当然我们也会对自愿上台的学生进行鼓励和加分。笔者经常对学生说实验操作时一定要“优雅”，站立的姿势比趴着、蹲着要好，手臂放松比全身紧张更舒服，以这种标准来激励学生时刻注意自己的动作的规范性。

图2 学生演示吸量管的操作

图3 学生演示吸量管操作

2.3 加强实验巡视，进行一对一指导

由于我们学院的学生入校成绩参差不齐，动手能力也有差别，要在有限的时间里完成多种技能操作，仅仅是通过观看视频，教师的讲解是远远不够的，还需要自己动手操作加以熟练。我们学院的实验课是2位老师指导40位学生，很难顾及到每位同学，根据此种状况，我们进行了三种处理方法：1)两位老师分工合作，固定集中指导20位学生，某位学生的错误操作也在一定程度上说明有部分同学是没有很好的掌握的，老师小范围内再进行演示一次；2)充分利用学习通的视频，将每个操作分成多个视频，如果学生的动作不对，则要求学生再次观看视频，再进行操作；3)笔者通过观察发现，很多学生“惧怕”老师指出错误，急着进行自以为正确的改正，一急躁动作反而更加错误，这时候如果将“教师指导”改为“同学互助指导”效果更好，我们学院开设实验的方式是：化学、化工、制药、食品质量与安全、食品科学与工程、生物工程六个专业同时开设基础化学实验课程，每40人一个批次，为了统一实验室的安排，一个实验会在一个星期内全部完成，因此有些班级的学生会先进行，有些班级后开设，这也为“同学互助指导”提供了有利的条件，教师可以第一次实验课时确定部分操作规范，实验认真的学生，做为下一批次实验课的“小老师”，如此以来，学生在面对“小老师”时更放松更自在，效果出奇地好。实验完毕，笔者也收到很多“小老师”的实验反馈，他们认为自身学到了很多的知识，某些一知半解的问题也迎刃而解。

2.4 实验后加强操作的回顾，理论知识的巩固

整个实验的完整过程为：实验前预习-认真进行实验操作-进行数据分析，完成实验报告和思考题三个部分。通过学习通平台，老师上传和本次实验相关的问题，学生通过平台进行反馈，平台针对答案给出正确率，可以更方便、高效地了解学生的掌握情况，也在一定程度上减轻了老师的教学压力。

3 改革取得的成果

通过利用信息化的平台，加强学生的预习程度，制作实验操作视频进行实时指导，鼓励学生上台操作演示、成为“小老师”，课后实时反馈实验效果，取得了良好的效果。我们学院化学专业的学生参加“湖南省大学生化学实验技能竞赛”，作为一个二本院校，每年均获得不错的成绩，无机和分析、有机方向在2016、2017年均获得一等奖，物化方向为二等奖。

4 结语

将信息化教学引入到基础化学实验教学中是今后教学的一个重要研究方向，当然仅仅利用教学视频，实时考核的方式是远远不够的，我们还可以借鉴重点本科院校的教学方式，比如建设仿真实验室、虚拟实验室，华东理工大学化学实验教学中心开发了适用于多类别教学任务的化学实验信息化教学平台[6]，引入更多的信息化教学方式，整合优质资源，多与其他高校教师进行教学交流，集思广益，打造高效的教学课堂。