基础化学实验课程全英文教学的实践和体会

黄 淼

(浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院，浙江 海宁 314400)

扩大教育开放，同世界一流资源开展高水平合作办学，是提高我国教育对外开放质量和国际竞争力的重要途经。浙江大学海宁国际校区采用一对多合作办学模式，即在一个校区内同时与多个国际一流的合作伙伴共建若干个联合学院。依托本土优势、结合国外教育优势、采用英语构建课程体系,以学生为中心，培养知识能力俱佳，具有国际化视野和人文精神的高素质人才[1]。

化学实验是基础化学的重要组成部分，是学习化学的基础和关键，也是培养学生实践能力和创新能力的重要环节。通过具体的实验操作可加深对化学理论知识的理解，提高整体教学质量。基础化学实验课程采用全英文方式进行课程教学，和双语化学实验课程教学方式有所不同[2-3]。其授课教材采用相应联合学院所使用的原版教材，亦有别于自编讲义的全英文化学实验课程教学方式[4-5]。其教学方式同时吸收了浙江大学长期积累的化学实验教学经验和对应联合学院优良的课程设计方案。基础化学实验课程不仅兼顾知识体系的完整性，同时注重探索创新科研能力的培养。以下，对其课程特点和教学模式进行简单地介绍。

1 课程特点

针对浙江大学海宁国际校区两个联合学院(浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院、浙江大学爱丁堡大学联合学院)的机械、电气、计算机、土木以及生物医学和生物信息学等专业的大一学生(包括留学生)，分别开设使用不同教材、具有不同侧重点的基础化学实验课程，均涉及基础化学中重要的化学原理和基础知识体系。基础化学实验课程教材主要以原版国外教材为主，选用伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区化学系编订教材《General Chemistry Experiments》(春夏学期和秋冬学期)[6]以及Bettelheim 和 Landesberg 编著的《Laboratory Experiments for Introduction to General, Organic, and Biochemistry, Eighth Edition》[7]为主要授课教材。

通过精心的课程编排，实现难易适当、循序渐进的教学过程。

(1)设置“课前思考题”引导学生进行课前预习和思考，以便于对实验内容胸有成竹，有条不紊地进行实验；

(2)撰写实验预习报告，实验数据记录在实验预习报告上，禁止随意对原始数据进行删裁取舍；不得为得出某种主观期望的结论而捏造、篡改、实验数据；不得抄袭他人实验数据等，培养和训练学生的科研品格；

(3)实验报告注重实验过程的归纳，实验现象的记录与讨论。注重学生在预习报告里讨论部分的语言表达及其想法的逻辑性及条理性等，将开展全英文化学实验课程的意义落到实处；

(4)设置“课后思考题”，对实验内容及其所涉及的生活现象；更好地达到实验目的方法；相关理论的最新发展方向和进展等方面展开思考。这些“课后思考题”有助于发散拓展知识体系，启发学生思维，培养学生发现问题解决问题的能力以及检索和应用文献的能力。

2 课程教学

2.1 “软硬结合”教学讲授

实验课程应以学生在实验过程中的探索、实践、发现为重点，老师的讲授应以引导、概述和启发为主。因为是针对大一新生授课，学生英语语言基础还有待提高，注意英文专业词汇的介绍，以学生对英文实验教学体系的理解和掌握为重。

另外，所讲授课程不仅是对化学概念和原理的理解，也能联系生活实际，且具有一定的先进性和前瞻性。比如，在“Quantitative Analysis of Vitamin C Contained in Foods”实验中，不仅涉及定量分析的原理，滴定步骤的操作等，在前沿介绍中，适当加入关于维C的历史发现过程，维C缺乏所引起的病症，不同食品中的维C含量，在维C的研究方面所获得的突破和荣誉，现阶段对于维C的研究进展等内容。这些“软性知识”的引入，激发学生学习和科研兴趣，也和生物医学和生物信息学专业结合起来，使学生在潜移默化中领略“学课融合”和“学课交叉”的魅力。

在学生进行实验的过程中，加强指导和交流，帮助学生科学地开展实验。采用小班教学，一次实验人数不超过24人，这就利于老师巡视检查学生的实验操作，及时纠正不当操作，使学生养成良好的实验习惯。

规范的实验操作，是合理开展实验流程的必要条件，同时可以有效地防范实验中的意外危险。合理使用实验器材不仅是学生专业素养的体现，也利于延长实验器材的使用寿命。

2.2 “多媒体化”教学演示

实验教学过程应注重提升学生专业操作技能，形成专业意识，养成专业素质。讲授实验课程内容的同时，要注意现场演示实验步骤中的规范操作，讲解具体操作的难点和易错点。比如在配制溶液过程如何使用移液管、容量瓶、滴定管，如何进行减压过滤，如何使用分光光度计等。例如，在“减压过滤”操作中：合适的滤纸大小是比漏斗内径略小，又能恰好掩盖住漏斗全部瓷孔，这样可以避免液体不经滤纸过滤直接流入吸滤瓶；漏斗最下端应远离吸滤瓶支管口，如果靠近支管口会导致流下的液体被吸入真空水泵；抽滤完成要先移开导管，再关闭循环水泵的开关，否则吸滤瓶里的液体会倒吸进循环水泵。可以发现，减压过滤操作的很多注意事项都有其实际的意义。这样不仅“知其然”也能“知其所以然”的指导往往会事半功倍，令学生们印象深刻。

可以一边进行操作演示，一边结合幻灯片进行文字说明，使学生可以更直观地掌握操作方法。比如，移液管的使用对于新生是一个难点，一边演示，一边用简单易懂的语言对学生进行讲解有助于学生们正确掌握移液管的使用方法：

(1)Place the tip of the clean pipet into the liquid. Make sure that the tip is always below the surface of the liquid.

(2)Squeeze the bulb with your smart hand, and the air is expelled from the bulb.

(3)Put the mouth of the bulb into the top of the pipet, gently release the bulb and the liquid will be drawn up into the pipet.

(4)A small amount of liquid will be needed for rinse and rinse 2～3 times. The liquid for rinsing should be collected in the waste.

(5)By varying the bulb, the rise of the liquid into the pipet can be controlled. Allow the liquid to fill the pipet to a level slightly above the etched mark.

(6)And then replace the bulb with your finger to cover the top of pipet immediately.

(7)Withdraw the pipet from the liquid. Draw the tip of the pipit along the wall of the container and carefully roll your finger to adjust the level of the meniscus of the liquid until it touches the etched line.

(8)Cover the top of the pipet with your finger tightly and drain the liquid into a collection flask.

(9)Remove and drops on the tip of pipet by touching it against the inside walls of the collection flask.

通过这样详细的讲解，辅以动作演示，并在学生练习中加强指导和纠正，加强学生对于化学实验操作技能的掌握。

另外，有条件的实验室可以设置“教学摄像头”，将实验老师的演示实时地投影到幕布上，增强教学质量。合理应用多媒体设施，尤其是实验室安全知识的介绍上显得尤为方便。比如实验室的着装要求，沾染药品时的应急措施、消防器材的使用，化学药品倾洒的处理措施，实验废液的分类处置等方面通过播放图片或视频的形式展示给学生，结合安全理论知识的讲解和考试确保学生对实验室安全预防措施、事故响应和应急处理有清晰的认知[8]。

2.3 “头脑风暴式”实验讨论

在学生实验结束后，可以根据实验进行情况预留一些时间，对实验过程可能涉及的过程或是化学原理进行类似“头脑风暴”的讨论。比如在“通过蒸馏对混合物进行分离”的实验中，有同学发现，在用盐溶液做蒸馏液体的时候，会出现这种现象：冷凝管下端会聚集液体，当液体聚集较多时，一起流出，一次会达到2～3 mL；也会逐滴滴下。但是用有机试剂做蒸馏液体时，液体一般逐滴滴下，没有聚集现象。这种现象怎么解释？这种情况下就可以组织学生讨论，提出这个问题，有哪些可能的原因导致这一现象，又有哪些方法可以验证自己的推论。鼓励学生们大胆提出自己的猜想和看法，老师可以参与观点的收集和记录。

这种“头脑风暴式”实验讨论有效地避免了传统教学中“提问——回答”方式下有些学生不喜欢发言，不爱发言的习惯。在有效的组织下，轻松活跃的气氛带动越来越多的学生参与讨论。实验结束后对实验过程中出现的一些现象等进行讨论，可以帮助学生回忆梳理实验过程，发现自己在实验过程中遗漏的现象。准确地记录实验现象和实验数据很重要，及时地思考和推理亦具有重要地意义。

2.4 “面面聚焦式”实验考核

实验课的考核应涵盖学生对实验的理解、实验操作技能的掌握，实验报告的撰写，利用有限资源进行科学探索的能力等。本实验课程以pre-lab question，report，discussion，post-lab question, lab cleanness五个模块对学生课前预习效果、实验数据的分析处理并形成报告能力、实验现象分析思考能力、课后思维拓展能力、实验仪器和台面的清洁进行较为全面的考核。

实验是从已知探索未知从而获得新知的过程，在这个过程中，如何科学求证是关键的一步。因此在实验后期采用“设计实验”的考核方式，鼓励学生设计科学的路线，求证自己的设想，查阅文献，设计实验，提交设计报告，阐述实验路线，经过合作讨论实验的可行性，再进行实验验证。在原来的实验基础上，以学生的兴趣和疑问为核心，引导其进行实验设计。将学习到的化学知识进行融会贯通，培养学生独立思考问题的能力以及沟通合作能力，提升科研创新素质。

3 课程授课要求

实验课程的教学不同于理论课，实验课上很多讨论和交流是实时进行的。这就对老师的英语口语能力有更高的要求。能否清晰准确的用英语进行表达和交流，是进行全英文实验教学的基础。

化学实验是一门实践与理论相结合的课程，实验老师规范地进行操作演示，对于学生专业能力的培养十分重要。这就要求任课老师具有精湛的化学实验操作技能。

化学实验课是综合的课程，涉及无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等化学分支学课知识。看似简单的问题也可能是“冰山一角”，理解这个问题需要庞大的理论知识储备。这就要求任课老师需要扎实的理论基础。

4 结 语

本文简单地阐述了浙江大学海宁国际校区基础化学实验课程现阶段的有关课程编排、课程教学、课程考核和课程要求的一些特点和体会。全英文化学实验教学在深入理解专业知识，提高专业的英文表达和写作能力，培养初步的科研创新能力方面具有重要的意义。与中文实验教学相比，英文实验教学拓宽了学生不同语言体系下的专业素养，培养国际化的专业能力，较好地锻炼了英语文献的查阅，英文实验报告的写作能力。在课程建设方面，参与课程的老师、教材和教学方式都需要不断的精进提高，才能使实验教学发挥其本应有的作用和意义。希望本文所介绍的课程设计和课程教学方式，对于开展全英文基础化学实验课程有一定的参考意义。