高师院校化学专业实验教学的新思考

2020-12-21刘乐平周志强吴子华杨立云张丽霞

高教学刊 2020年35期

刘乐平周志强吴子华杨立云张丽霞

摘要：文章从改革实验体系、调整实验内容、改进教学方法、完善考核方式等四个方面总结了目前各高校化学实验改革的基本方向和主要内容;进一步提出实验教学改革还应包括处理好预习报告和实验报告的关系、实验报告的设计以及实验报告的教学功能和规范性要求。

关键词：实验教学;实验报告;考核方式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2020）35-0112-04

Abstract： This paper summarizes the basic direction and main content of the reform of chemistry experiment in colleges and universities from four aspects： reforming experiment system， adjusting experiment contents， improving teaching methods and improving assessment methods. It is further proposed that the experimental teaching reform should also include handling the relationship between the preview report and the experimental report， the design of the experimental report， and the teaching function and normative requirements of the experimental report.

Keywords： experimental teaching; experiment report; assessment methods

高师院校化学实验主要包括四大基础学科的实验，实验课与理论课相得益彰，在培养师范生的专业知识和素质方面，均起到不可替代的作用。通过查阅大量文献发现，高师院校化学实验教学改革的文章颇多，可见实验教学工作者对化学实验改革的关注和重视程度。为适应时代的要求，高师院校实验改革的脚步从未停止过。

一、目前的改革现状

整体来看，不管是有机实验[1-4]、无机实验[5-8]、物化实验[9-11]还是分析试验[12-15]，其改革的内容大致可分为以下四个方面：

（一）实验体系的改革

打破了传统的化学实验体系，建立了新的、系统的实验体系。如不再区分为化学四大基础学科实验，将实验分为基础化学实验，综合化学实验、综合设计实验等，实现了“一体化、多层次、开放式”的实验教学，对培养学生的综合素质和创新能力的提高起到了推波助澜的作用。

（二）实验内容的调整

对实验的内容进行合理的删减和更新。为了与基础教育课程改革相互相应，培养师范生的创新和探究能力，在实验内容方面增加探究性实验，减少验证性实验，增加开发新实验，减少经典实验，体现实验内容的基础性、综合性、实践性、创新性;减少部分对人体伤害较大、污染环境、高危险性的实验，增加或设计绿色环保的实验;增加实验的趣味性;对实验内容编排顺序进行调整，使实验内容与理论内容更加紧密等;在授课过程中，在实验的教学内容中渗透人文教育;优化实验方案，增加创新实验，开放性实验，设计性实验等。

（三）教学方法改进

优化教学方法，引入现代化教学手段，实施多媒体教学，使实验教学信息化;线上线下教学相结合;利用微信平台、微视频等向学生推送与实验相关的知识背景、仪器介绍以及与实验理论相关的前沿科研动态或教师的科研项目动态，加强师生双向互动等。

（四）完善考核方式，使考核方法多样化

考核方法不再是单一的考评成绩，而是综合多方面进行成绩评定。完善过程性考核与结果性考核有机结合的考评制度，综合应用笔试、口试、操作等多种形式;加强过程管理，如实验的预习、实验仪器的技能操作、实验课中的回答问题和实验过程中的动手能力、问题的处理能力等，多角度给予评价，更加注重学生在实验过程的综合表现。

除了以上四个主要方面外，各高校还因地制宜的根据自己的实际情况不断探索新的提高教学效果的新路子：如创造环境，开放实验室，在合理的时间和范围内进行实验的探讨;从学生个人发展角度出发，与大创项目相结合，培养学生的科研素质;从施教者个人角度出发，提升教师的教学理念，提升教师的教学素质[16-18]等。

实验教学改革受到如此关注，值得欣慰，但从目前高等师范院校实验教学的实际情况来看，改革均集中在实验内容、教学方法和考核方法等方面，这些方面很显然是从施教者的角度出发考虑的，如何从学生角度出发，强化化学实验的教学功能，是实验教学工作者要解决的主要问题。

二、实验教学改革的新思考

（一）实验教学应与个人职业发展相结合

实验的教学功能不只是练就学生的基本操作实验技能;将理论与实践结合起来，在实验中更深层次的理解理论;学会记录数据和处理数据，保持严谨的科学作风等。实验的教学功能应该与学生个人的将来职业发展奠定基础，除了对所有学生做出共性的要求外，还要根据学生将来的就业意向，提出不同的要求。比如将来从事中学化学教学和从事科研工作，应有不同的导向，对其要求应有所侧重和不同，这一方面的内容文献中很少有报道。

（二）应重视实验教学中实验報告的教学功能

实验的教学功能应该从学生学习的角度出发，强调学生应该学会：能够将自己所领悟到的知识、所做的实验内容、所得到的收获或教训、记录的数据及实验结果，经过深思、加工和整理，以报告的形式合理呈现出来，体现学生在实验过程中的参与价值。因此如何让学生完成一份高质量的实验报告是发挥实验教学功能需要思考的一个方面。

一份完成的质量较好的实验报告，呈现的整体效果除了与学生个人的因素有关外，还有一个重要的相关因素，就是实验报告的设计。

实验教学过程除了包含实验内容，实验的设计，实验的教学方法和考核方法等，还应包括实验报告的设计、学生对实验报告的完成。在实验教学过程中，实验报告的设计是一个重要的教学环节，这个环节虽然不出现在教师的授课过程中，却贯穿了学生完成实验内容学习的整个过程。实验报告设计的好，对学生预习实验内容，明确实验过程，记录数据及处理，思考问题等都会起到提纲挈领的作用。正如熊言林老师说的，应从化学实验教学功能、化学实验教学如何从学生实际出发等方面对化学实验教学改革进行反思并提出观点。我们认为应从以下方面着手：

1. 如何设计实验报告

化学实验报告的通用模板一般包括以下几块内容：实验目的、实验原理，实验步骤，数据处理，思考讨论。由于无机实验、有机实验、分析试验、物化实验是高师院校化学专业的基础实验课，各有自己独特的特点。实验报告的设计也应有自己的特点，不应该一概而论，一个模式。化学实验完成得好，体现了学生的必备的实验技能;如果实验报告设计合理，能让学生在完成实验报告的过程中学到和展示实验技能外的个人潜在能力和综合素质。比如实验内容的表达方式、数据处理的构思方式、步骤呈现的逻辑性和条理性，问题探讨的合理性及深度等。通用模板很显然针对性不强。通过查阅文献发现，实验教学改革中，很少有提到关于实验报告设计方面的内容[19]。如何根据化学实验课程本身的特点设计实验报告，在实验教学改革中是一个值得研究的内容。

我校无机、有机、分析、物化实验教学团队在实验教学改革过程中，正在尝试设计具有本门学科特色的实验报告。经过多年探索，无机实验报告的设计卓有成效[19]，实践效果良好，实验报告的质量明显提高;物化实验报告则尝试在实验目的一栏，增加了实验理论背景知识一栏;在报告最后增加了该理论知识在科研中的应用，要求学生查阅文献，目的是为了培养学生查阅文献的能力，为其将来的职业发展奠定基础;分析报告中主要尝试增加本实验知识在现实生活中应用的简介等;有机实验报告主要尝试增加了实验原理的知识背景，要求查阅反应历程及相关的知识演变;讨论部分要求学生提出其它合理的合成方法等。实验报告的新设计需要不断调整，其实施后的效果也需要长时间的实践检验。

2. 如何对待预习报告

实验报告分为预习报告和实验报告。预习报告是学生在实验之前要完成的，其目的是让学生实验前对原理、内容有所了解，有所准备，确保实验顺利、有效的完成。几乎各院校在实验课之前都要求学生预习实验内容并书写预习报告。预习报告的格式一般均包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤等，既没有考虑实验的类别，也不考虑实验的特点及内容，尤其是缺乏学生对预习的内容及程度的引导;特别是无机化学实验，令缺乏化学实验相关知识的大一学生很是迷茫，预习时只能按照报告的固有模式，把相关内容从实验书上搬到实验报告上;另一方面，由于预习报告和实验报告的模式近乎相同，体现不出预习报告与实验报告的递进性和延续性。学生不明白预习报告的目的及预习报告和实验报告的区别，实验完成后又将实验报告中的目的原理、仪器试剂、操作步骤等重写一遍，既浪费时间也无用途。

无机实验是大一学生首次接触的实验，书写预习和实验报告无疑也是首次。若无正确引导，预习报告和实验报告完成的五花八门，学生费力，老师费时，既不利于学生个人的学习，也不利于良好实验习惯的养成，同时还会影响到后续课程如有机、分析、物化等实验的授课。如何处理好预习报告，是实验教学工作者需要思考的问题。

这一点，我校无机教研室教学团队走出了自己的新路子。针对大学与高中所学内容和方式的不同，本着从学生的角度出发，基于自主学习的理念，针对每一个具体的无机化学实验，不管是性质实验还是制备实验，设计了一体化的实验预习和实验报告格式，有针对性的引导学生完成实验前预习所要求的阅读及思考内容，实验过程中完成现象及数据的记录，课后再根据实验结果完成报告及讨论，实现了预习和试验的紧密结合，同时也让预习报告成为可以量化考核的一部分。此项举措改变了传统的实验教学的模式，使学生从实验教师讲解过多的被动型转化为针对性引导下的主动学习、思考和试验型，实验教学效果显著。

3. 实验报告规范性的思考

一份规范的、高质量的实验报告并不是将书中目的、原理、仪器及试剂、操作步骤原封不动照搬下来。一份好的实验报告让人一目了然，让人有以下收获：比如某人具有基本的化学知识和操作技能，从未做过次实验，在看了一份好的实验报告之后，应明白实验的背景和目的及该实验的意义;看了实验原理，应明白实验的理论依据、实验过程需要测定的物理量、数据处理的依据以及明白数据处理过程中用到的公式中符号的物理意义;看过仪器和药品：明白实验用到的主要试剂及试剂的规格（比如化学纯、分析纯等，试剂是否需要处理等，并注明厂家）和仪器的名称、型号、生产厂家;阅读过实验操作步骤：能按照实验操作步骤顺利完成实验的各个步骤及各项物理量的测试;根据数据处理：同样能将测得数据进行相关处理，并得到实验报告的最终结果以及与理论值的偏离程度;同时还能对实验进行相关反思等。

由此看来，实验原理应是在融合了实验过程内容后对实验依据的融会贯通，而不是公式或方程式的罗列，应重点强调学生提炼出实验原理的要点，用自己的语言描述出自己所理解的实验的原理;实验仪器及试剂应是实验过程中用到的试剂和仪器，不应是实验课本所列出的仪器。实验课本上列出的仪器的名称和型号總滞后于现实更新的仪器;实验的操作步骤也应是实验过程中的真实操作步骤，应强调学生自己组织语言，简单明了描述实验过程，避免照书死搬硬套，与事实不符;数据的记录和处理更要体现真实性、条理性、过程性、个性化，体现理论参考值的文献来源，即评判实验结果依据的可靠性;实验反思更应针对实验过程出现的问题，不应是一个简单的问答题。

4. 发挥实验报告潜在功能的思考

每一份实验报告的设计或完成都应该与学生的培养目标相挂钩。大一是新生的过渡期，应遵循循序渐进的方式，让学生认识到，实验技能和处理报告的能力都与培养目标和个人职业发展相一致。如当一名化学老师要有最基本的绘制规范简单化学仪器的能力。为了培养学生的教学基本功，在无机性质实验报告的完成过程中，要求学生通过示意图或流程图描述实验过程;在无机和有机制备实验中，要求绘制仪器装置图，锻炼师范生规范的绘出简单实验仪器示意图的能力，为将来从事中学化学教学打下基础。

在师范院校化学专业的基础实验中，物化实验最具有综合性、代表性，一份物化实验就是一份小论文，对物化实验报告的严格要求正是为了毕业论文的写作打基础。在实验报告中，强调学生自己组织语言，描述实验背景，实验原理、实验操作步骤等，都是为了锻炼师范生的书面语言表达能力、逻辑分析能力。从学生本人而言，能将自己所作实验清晰、明了以文字呈现出来，就是完成了一篇小小论文。

从个人职业规划的角度而言，一个优秀的教师是需要将自己的优秀教研成果及教学经验和教改良策行之于文的，没有书写实验报告的经验和毕业论文的经验，很难将其做好;而对于一个从事科学研究的工作者，将自己的研究成果转化成可发表的文字，更需要思维的逻辑性、严密性、条理性，更需要在本科教育过程中得到锻炼，而思考性的完成实验报告就是很好的实践过程。

5. 体现实验过程的实验报告设计的思考

为贯彻落实党的十九大精神，按照国家教育事业发展“十三五”规划工作要求，提高师范类专业人才培养质量，教育部目前正在开展普通高等学校师范类专业认证工作。师范类专业认证工作的核心强调的是教学以学生为中心，体现教学的过程性。

完成一个实验，必定经历一个过程。如何将实验过程体现在实验报告中，如何在每个学生写的实验报告中体现学生的个性过程性工作、参与程度及动手能力和思考能力，是一个值得实验教学老师深深思考的问题。教育过程是一个艺术化的过程，实验过程也是教育过程的一部分，是一个讲究方法，讲究内容，讲究创新等的过程，实验报告的设计也应以此为依据，应使学生的实验报告体现个性化特点，创新性，甚至艺术性，不应拘泥于原来实验报告的模板，更应在表达方式、呈现方式上有所突破和创意，否则实验报告就成了“五股文”。有一位老教师在自己的空间写道：退休前批改本科毕业论文，偶尔会遇到喜欢用词抒情的学生，免不了要说：我们要写的是科技论文，不是科普文章;这两天看了中科院博士生导师徐中民发表在核心期刊《冰川冻土》上的一篇论文，谈及导师的崇高和师娘的优美，视角之独特和用词之华丽让人眼界大开，原来科技论文也可以这样写啊。此番言语足以引起实验教学工作者的深思，实验报告的模式也应不拘一格，富有创新性。

总之，化学实验教学几乎贯穿了师范生的整个大学生活，对实验教学功能的重视程度体现了教育工作者对创新人才培养的重视程度。化学实验教学改革的步伐不断向前迈进，化学实验改革的内容也在不断更新。总之，化学实验教学的改革是仁者见仁，智者见智，希望实验教学工作者的每一步努力都能有利于学生的培养和个人的发展，有利于社会和教育事业的发展。

参考文献：

[1]吴建宁，孟桂花，王刚，等.基于网络教学的有机化学实验教学改革探讨[J].课程教育研究，2016（12）：47-48.

[2]申有名，周诗彪，肖安国，等.有机合成化学实验教学改革探讨[J].教师教学论坛，2018，386（44）：286-287.

[3]田恒，田禾青.大学有机化学实验创新教学改革研究[J].合肥师范学院学报，2018（3）：82-83.

[4]张玉才，赵利风，木尼热阿布都克力木.新疆高校有机化学实验教学改革的初探与实践[J].化工时刊，2017（3）：51-53.

[5]张巍巍，杨秋爱，牛魏，等.改革无机化学实验教学模式以适应就业需求[J].实验室科学，2017，20（6）：118-120.

[6]李荣芳，刘新芳，张晓宇，等.无机化学实验课程的优化改革尝试[J].大学化学，2015（2）：31-33.

[7]王红艳，李淑珍，徐玲，等.大学无机化学实验教学中的人文教育探索[J].教师教学论坛，2015（52）：143-144.

[8]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（2）：35-37.

[9]张丽霞，盛家荣.新课程改革背景下高师物理化学实验教学改革探索[J].广西教育学院学报，2013（2）：130-133.

[10]张小亮，杨振，章磊，等.高师院校物理化学实验教学改革探索[C]//全国大学化学教学研讨会.中国化学会，2011.

[11]何荣幸，黄成，彭敬东.物理化学实验教学改革中的创新教育思路[J].西南師范大学学报（自然科学版），2012，37（4）：186-189.