大类招生背景下工科无机化学实验课程教学改革探索与实践

桑晓光　王锦霞　韩义德　张霞

摘 要 无机化学实验是化学教育的重要组成部分，是本科生进入大学后的第一门实验课，在培养理工科学生的化学能力和化学思维过程中发挥重要作用。为适应大类招生模式，根据我校实际情况，对无机化学实验教学进行了改革。调整与优化了无机化学实验项目，删除知识陈旧或结构不合理的实验;提升无机化学实验安全教育的重要性，增强学生的安全意识;强化了“基本操作实验”，通过实验操作考核促进学生重视实验基本操作的规范性;对成绩评价方式进行了改革，通过增加期末考核，督促学生在平时学习中多思考，加深对实验原理和实验现象的理解;通过制定标准化的评分细则，使得成绩评定更加公正。这些探索与实践对提高无机化学实验的教学质量起到了积极的作用。

关键词 无机化学实验 大类招生 教学改革

中图分类号：G642                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.09.021

Exploration and Practice of Teaching Reform of Inorganic Chemistry Experiment Course for Engineering Students under the Background of Large Class Enrollment

SANG Xiaoguang，[1][2] WANG Jinxia，[1][2] HAN Yide，[1][2] ZHANG Xia[1][2]

（[1] College of Science， Northeastern University， Shenyang， Liaoning 110819;

[2] PBL Teaching Innovation Research Center， Northeastern University， Shenyang， Liaoning 110819）

Abstract Inorganic chemistry experiment is an important part of chemistry education. The first experimental course for undergraduates after entering university plays an important role in cultivating the chemical ability and thinking process of science and engineering students. In order to adapt to the enrollment mode of large categories， the inorganic chemistry experiment teaching was reformed according to the actual situation of our university. The experiment items of inorganic chemistry were adjusted and optimized， and the experiments with obsolete knowledge or unreasonable structure were deleted; the importance of safety education of inorganic chemistry experiment was enhanced， and the safety awareness of students was enhanced; the "basic operation experiment" was strengthened， and the standardization of basic operation was promoted through the experimental operation assessment; the performance evaluation method was reformed， and the final examination was added To urge students to think more in their daily study， deepen their understanding of experimental principles and phenomena， and make the performance evaluation more fair by formulating standardized scoring rules. These explorations and practices have played a positive role in improving the teaching quality of inorganic chemistry experiments.

Keywords inorganic chemistry experiment; large class enrollment; teaching reform

大類招生和培养是一种新型的教育模式，有利于改进学科和专业结构，培养厚基础、宽知识、强能力的高素质人才。[1]大类招生模式下，学生进入高校后需先进行1～2年的公共基础课学习，充分了解学科和专业，之后再根据自己的兴趣特长选取专业。[2]东北大学自2016年启动大类招生培养模式。在培养人才的知识结构上，以“坚、宽、深、交”为目标，重视通识文化教育，加强基础学科、基础理论课程和学科交叉的课程模块的建构，实现学生的知识体系精深、广博与学科交叉的协调统一;改变专业学科学习过早、基础理论薄弱的弊病，培养理论基础厚、综合能力强、人文修养底蕴深厚的复合型人才。各个专业开始重新审视专业培养目标和培养计划。

无机化学实验课程是东北大学的公共基础课，是本科生进入大学后的第一门实验课，是培养学生实验技能的开始，在东北大学理工科学生的化学能力培养和化学思维训练过程中发挥重要作用。[3]近年来，东北大学无机化学实验教学团队在实验教学项目的优化、多元化的实验考核方式以及实验室安全教育等课程建设方面进行了一些探索，取得了一定的成效。

1 实验项目内容的调整与优化

无机化学实验作为基础课需要体现“厚基础、宽口径”，在实验过程中要培养学生的动手能力、思维能力和科学精神，以达到大类招生的培养目标。[4]实验课程应紧跟社会科技发展，及时调整、优化或删除知识陈旧或结构不合理的实验。[5]

我们首先对于学生的“实验课获得感”进行了广泛的调查，在收集调查结果基础上，我们删除了一些学生“实验获得”较为靠后的实验项目。排名靠后的多为基本原理类实验，这类实验的实验原理通常在理论课上讲解比较充分，而实验操作相对简单，例如“离子交换法测定硫酸钙的溶度积常数”，学生认为“等待时间多，原理很简单，太没有挑战性了”。因此删减了部分基本原理实验。

根据学生的专业需求，我们还增加了部分实验，一类为无机合成类实验项目，如“三草酸合铁酸钾的制备及光化学性质”，这类实验中合成步骤较多、操作内容丰富，能够体现无机化学的特点。另外一种为与生产生活联系紧密的实验，如“铝的阳极氧化”，既体现了工科专业的特点又满足了教学要求，此实验学生兴趣度较高。

同时，我们对于原有的元素性质类实验项目内容进行了完善，将以元素为主线的实验（“主族元素性质”“副族元素性质”等），改为以基本原理为主线加入元素性质（如“化学平衡及移动”）。将化学四大平衡与元素性质结合起来，这样不但有利于学生理解基本原理，同时知道这些原理可以在物质性质中有哪些应用。

2 实验安全教育项目建设

在无机化学实验以及各类化学实验中都会用到很多化学药品、电气设备，实验过程中也会产生化学废弃物，安全的实验环境对于实验教学的顺利开展具有重要的意义，在实验过程中培养学生的安全环保意识也是无机化学实验的教学要求之一。无机化学实验课程的授课对象为大学一年级学生，他们在中学阶段的化学实验多为演示实验，实际动手操作较少甚至没有，实验安全意识薄弱，因此提升他们的安全意识是十分迫切和必要的。[6]

为了强化学生的安全意识，在学生初次进入实验室上实验课之前，以课堂讲授的方式安排一次化学实验安全教育课。授课内容以近年来实验室安全事故案例为切入点，讲解了化学实验室存在的火灾、触电、割烫伤等潜在危害，还讲述了着火、烫伤和酸碱灼伤等化学实验室事故应急处理方法等。教学中设置互动环节，让学生寻找给定场景中的不安全因素，使学生充分认识到每种错误操作的危害性。在课后设置了安全教育考试以检验教学效果。

3 强化基本实验操作能力训练

实验的操作是无机化学实验的核心。实验操作是否规范、准确与实验结果的准确度关系很大。由于学生中学化学实验知识相对薄弱，对于一部分学生而言，只是机械地完成了实验，但是对实验操作缺乏思考，不注重细节，教学效果不甚理想。[7]

“基本操作实验”是无机化学实验课的传统实验项目，通常在学期初开设，在课堂上讲解无机化学实验中常见设备和仪器的使用方法和注意事项。为了使学生更好、更直观的了解到这些知识，在开设“基本操作实验”时不固定实验室，开放所有实验室，学生可以在集中讲解后实地了解本学期所用所有设备和仪器，避免由于场地空间的限制使得演示设备有限的问题。同时，为了考查学生基本操作技能的掌握情况，对每个同学进行了约3分钟的一对一现场测验，任课老师现场随机出题。通过这些方法使学生充分了解基本操作知识，与“厚基础”的教学目标相适应，实验教学效果得到显著提升。

4 实验课程考核评价体系改革

考核是教学的重要环节，应该全面、客观和公正地反映学生的学习情况。[8]无机化學实验课传统考核方法中以单个实验成绩的总和作为最后的总成绩，在实际教学过程中发现学生常常是“学一个，忘一个”，不注意思考实验项目之间的联系。为了改善这种情况，在近两年的实验课教学中，增加了期末考核环节。期末考核包括理论和操作两部分，单独完成。理论题目覆盖实验原理、实验操作和相应理论课知识。操作题目为设计题，根据给定题目，自行设计小实验，在规定时间内完成实验操作和实验报告，监考教师根据评分标准现场打分。通过增加期末考核，可以督促学生在平时学习中多加思考，加深对实验原理和实验现象的理解。

在大类招生背景下，课程成绩与学生专业选择权挂钩，公正尤为重要。无机化学实验课任课教师众多，在批改实验报告时具有一定的主观性，无法做到完全客观公正。为了解决这一问题，教学团队参照阅卷模式，制定了标准化的评分细则，对实验报告中的每一部分如何给分进行了详细的说明，要求指导同一个实验的教师必须参照评分细则进行批改。这一方法的实施使得任课教师有据可依，既尽可能使评分公平公正，又节省了教师的时间。

5 结语

无机化学实验是工科专业的公共基础实践课和应用化学专业的专业基础实践课，是后续课程学习的重要基础。自大类招生以来，无机化学实验教学团队在教学方式和考核模式等方面进行了改进，对实验项目进行了调整与优化，提升了安全教育的重要性，强化了“基本操作实验”，并对成绩评价方式进行了改革。这些探索与实践意在提高无机化学实验的教学质量，提高学生学习的主动性，在训练学生思维和操作方面起到了积极的作用。今后团队将继续加强对课程的教学研究和探索，不断更新课程内容，同时加强教师队伍的建设。无机化学实验课程改革是一项长期的任务，改革不但要体现在形式上，更要体现在过程中，需要我们在长期实践中不断改进完善。

*通讯作者：张霞

基金项目：2018年，辽宁省教育厅，2018年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目立项：大类招生背景下无机化学公共基础课程新教与学模式探索与实践;2020年，东北大学理学院，“慕课+翻转课堂”应用于无机化学教学;2020年，东北大学，东北大学PBL教学法研究与应用项目

参考文献

[1] 姜宪凯.化学学科大类人才培养研究[J].教育教学论坛，2017（05）：98-99.

[2] 黎朝，洪炜，杨朝勇，等.基于大类招生培养模式的化学人才培养方案和课程体系设计[J].大学化学，2018.33（09）：1-7.

[3] 黄微，李婉，刘卫，等.中国科学技术大学无机化学实验课程建设的探索与实践[J].大学化学，2014.29（03）：21-24.

[4] 邓鹏飞，罗由萍，吴水星.大类培养下普通化学实验教学改革初探[J].广东化工，2017.44（05）：193-194.

[5] 苏碧云，李磊，刘祥，等.大学无机化学实验课程内容的优化[J].大学化学，2012.27（02）：34-37.

[6] 莫梅，张宏萌，张萌，等.实验室安全教育课程体系建设与实践[J].教育教学论坛，2019（45）：275-276.

[7] 李跃华，赵霞，严亚，等.提高化学实验基本操作规范性和熟练性的思考[J].大理大学学报，2019.4（06）：42-44.

[8] 侴晓玉，郭秀芝，孔令艳.无机化学实验成绩评价标准与考核方式初探[J].大学化学，2017.32（03）：30-33.