浅谈高校化学教学中如何提升学生实验探究和创新能力

王燕飞

摘 要：近年，高校化学实验教学的教学实验内容与方法都有新的改革，通过实践证明，这些新的教学方式方法有效提高了化学实验的教学质量，包括实验课程、实验项目、实验教学在内的整个实验课程体系的建设是高层次人才培养的重中之重，是关系到高层次人才培养的成败。而互动性较强的化学实验课程相关研究的开展，能够激发学生的学习兴趣，全面的发展学生们思维、观察、分析和解决问题的能力，支撑起我国高素质化学创新人才培养目标的实现。

关键词：化学教学;实验;学生能力;创新

我国非常重视对化学专业人才的培养，《化学类专业本科教学质量国家标准》等标准和建议，就是在2013-2017年由教育部高等学校化学类专业教学指导委员会制订，对于化学类专业化学实验教学内容和体系建设提出了相关的指导和要求。针对化学类专业人才培养目标推进化学类专业实验教学的革新，在教学过程中，通过对应性分析化学实验教学体系、教学内容和教学层次的改变，发现对学生的实验研究能力与开创性思维的提升有很大的帮助。适应时代发展，使学生科学探究能力、动手能力、科学素养和可持续发展能力不断提升，应切实发挥好化学实验教学对提高大学生培养质量的重要作用。

1 课内外训练结合提升学生的科学探究能力

在高层次化学人才的培养过程中，科学探究能力是大学生应具备的重要能力之一。近年的化学实验教学中，关于科研前沿动态的介绍、结合所学相关实验开展课外研究性实验、探究实验中产生的异常现象，针对性组织的实验研讨等，都极大激发起学生的学习热情与兴趣，一些基于创新创业型人才培养的需要，实验教学内容与科学研究和生产应用相互动的新型教学方法的融合，大学生们的实验技能、知识转移能力、创新创业意识等在实验教学中都得到很好的训练，而且各环节相互融合、相互支撑，从课内延伸到课外，做到创新创业训练不断线，深化了化学实验教学的改革，取得良好教学效果，实现化学教学质量的提高，使学生能力全面发展，培养出高素质化学创新人才。

2 从实际出发打造有吸引力的化学实验课

实验是化学的灵魂，是化学的魅力和激发学生学习兴趣的主要源泉，化学属于一门动手能力很强的学科，通过化学实验，能最大程度增强学生对学科知识的了解。化学经常与物理和生物一道被称为“核心科学”，医学、牙科、獸医科及药剂学、药理学、生物化学等都是以化学为基础的专业，在学科领域，化学占据了无比重要的地位。化学知识潜移默化的应用于实际生活中的各个方面，比如在讲到硫氰酸汞的热分解相关知识时，可以《哈利波特》电影里面的怪物“法老之蛇”为例，其实就是汞盐的热分解并伴有部分产物的燃烧后，形成仿佛蛇一样卷曲、膨胀的产物，场面非常壮观。以类似相关例子分析化学知识能引起学生极大的兴趣，增强他们的想象力，再引申讲解化学实验相关知识。通过引人入胜的课程设计，能拓宽学生的视野，激发他们对化学探究的兴趣，在化学科学的研究方面建立起独立思维能力，完成基础知识的积累，提升学生创新能力良好发展。

3 仿真实验工具辅助化学实验课

实验操作是化学教学重要组成部分，实验教学的好坏，直接关系到学生对知识的理解和应用。然而化学实验中常涉及到腐蚀性物品或反应剧烈的实验操作，让学生动手往往无法保证其安全性，老师操作演示又会降低学生的积极性和探索趣味，而利用仿真程序就完美解决操作困难、成本高、不安全等原因所造成教学过程中的难点，仿真程序涵盖多学科的实验操作，可以把大学的理科知识全部互动化的平台工具，旨在创建免费的互动程序。基于拓展型教育的相关研究并激励学生在直观的、游戏化环境中探索和发现。仿真虚拟实验软件以其逼真、准确、交互性强的特点，将信息技术与科学课程实验教学高度整合，弥补了传统实验教学不足。利用仿真软件老师可以演示真实环境中不易操作的实验，来进行更好的课堂演示，通过趣味互动帮助学生理解深涩难懂的概念及蕴藏的知识点关系，学生可以模拟一些经典的化学实验和改变实验环境，可调参数模拟实验，进一步探究自变量与因变量之间对实验结果的影响。将抽象概念可视化，仿真软件支持在线或离线使用，学生在移动设备上直接打开程序就可以进行模拟实验，传统课堂与智慧课堂都能很好应用，可以随时随地探索、操作并测试实验，体验直观而逼真的实验过程。加深学生对实验的理解，帮助学生深入理解课堂知识，激发学生浓厚的学习兴趣，提升学生的思考和动手能力。

4 化学实验慕课（MOOC）的建设

师生共铸化学实验慕课（MOOC）的打造和系统建设，在亲自动手录制慕课的过程中，每个镜头、每句解说，可由学生来“助演”，慕课主要以学生为中心，更需要学生积极参与、师生共建来“升级”移动虚拟实验，增加和丰富实验内容，从顶层设计到落地生根，各个环节环环相扣，紧密围绕教学展开各项改革措施。慕课录制后，通过报名可查看虚拟实验使用说明，全部配套的多个虚拟实验。结合大学慕课及labs资源，快速构建专属SPOC，应用效果非常好。通过慕课的学习，使学生能很好的完成三个步骤，课前预习：学习安全资源→完成安全测试→获得安全证书→签到承诺书→学习慕课资源→完成虚拟实验→做好预习记录→扫描签到→在线预习测试;课中学习：掌握基本技能→分析实验现象→规范操作实时评价;课后研讨：自带样品设计实验→上传原始数据→提交实验报告→在线评阅→师生互动→课后讨论。经过慕课的制作和学习，能够培养和锻炼自学能力，演示基本操作、独立讲解一次实验原理、经常讨论，询问想法，全面把握学生表现，巩固和提高学生的化学实验知识和技能，从总体上提高教学水平，为今后相应工作打下坚实基础，有利于学生未来从事化学教学和科研工作。

5 教师严谨科学的教学

一位高水平的、热爱教学和喜欢学生的老师，要做到对化学课本烂熟于心，并在自己对专业知识有了比较深的理解后，能够深入浅出的为学生讲解课本知识、扩大学生的知识面，鼓励学生多动手，启发他们勤思考。授课老师应做到专业、敬业的去完成教学工作，从设计教案到实验器材的购置，每一个环节都应做到尽心尽力，所有的实验都要反复推敲，反复操作。目的只有一个，既能帮助学生更好的学好课本知识，又能补充目前学校教学动手机会少的遗憾，努力为学生创造更多学习机会。教师对教学内容讲得又好，拓展的内容又多，学生才能听得津津有味，才会收获良多。由高水平老师带来的实验课程，渐入佳境后，一定会对学生未来的学习和生活产生一定的影响，在这些学生中会出现一位科学家也不是没有可能的。

6 学生自身能力培养

学无止境，学生应意识到自身的不足，提高对化学知识学习的目标和要求，认为已学的很好的同学，如果脱离开书本，不一定就能完整正确的写出最基本的化学反应方程式，包括各种箭头的使用，基本概念的理解及最基本的应用，都需要扎实的学习。尤其是化学实验室是一个充满危险的地方，空间狭小、人员密集，面临各种安全隐患。易发生火灾、爆炸事故，更面临化学试剂腐蚀毒害，放射性照射，电气设备漏电，玻璃制品破碎割伤等大小事故。因此，学生要保持安全意识，养成良好安全习惯，接受全面的实验室安全教育，了解行之有效的实验室安全管理措施，在安全中享受化学带来的乐趣。

总而言之，美妙神奇的化学，带给我们奇妙的感受，产生思维的碰撞，同时化学的专业术语、抽象概念、晦涩的理论和定律，给学好化学带来很大挑战。实验课是沟通理论和事实的桥梁，“实验失败”也是学生实验的常客，为此学生要始终带着一颗满怀好奇和探究之心，通过扎实的学习、积极参与、亲身体验，认真观察实验现象，分析实验数据和结果，从实验中不断的获得灵感，拓展知识，培养创新能力，使学生科学研究素养和品质得到有效训练。

参考文献：

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[2]郭栋才，王玉枝，李永军，吴朝阳，刘浩然，蔡双莲，高娜，蔡炽.构建化学实验教学新体系，培养创新创业人才[J].大学化学，2019，34（4）： 1-5.