综合化学实验的教学思考与讨论*

蒋德敏，陈书鸿

(重庆三峡学院环境与化学工程学院，重庆 404100)

“综合化学实验”课程是我校化学化工类专业的必修课程，其开设目的是提升学生综合运用理论知识和实践操作技能，在实践过程中培养学生分析问题、解决问题的综合能力[1]。同时，通过开设综合化学实验，可有效提升学生的科学素养和创新性思维，为学生能够顺利完成毕业论文及后期从事研究性工作打下坚实的基础[2]。综合化学实验在教学实践过程中，学生要完成文献的调研、实验方案的设计、实验过程的实施、实验数据的分析以及实验报告小论文的写作等一系列工作，对于培养学生的创新性思维、综合能力，实验教学的每一个环节都不可或缺。然而在综合化学实验的实践教学过程中，存在实验教学内容与方法老化，大多数综合化学实验仍然是验证性实验，在教学过程中未能有效激发学生的学习兴趣[3]。同时，实践教学过程中的考核形式单一，重结果、轻过程的考核方法导致学生按方抓药式完成实验[4]。因此，本文在现有综合化学实验教学现状的基础上，提出了综合化学实验设计原则和考核方式，期望通过这些改进能够有效提升综合化学实验的教学质量与效果，以达成综合化学实验课程的教学目标。

1 综合化学实验教学现状分析

1.1 实验教学内容与方法老化

由于综合化学实验的教学过程繁琐，导致实验教学过程大量内容被简化，其综合性未能有效的体现。例如“电解精盐水组分分析”综合化学实验，对电解精盐水组分分析的实验方法仍然主要是传统的滴定法，由于学生在前期的分析化学实验过程已学习实践过，再用类似的方法测定精盐水中钙、镁、氯等离子的含量时，未能有效激发学生的学习兴趣。另外，大部分综合实验仍然是以验证性的实验为主，在实验教学过程中以教师讲解为主导，学生按照实验步骤照方抓药式完成实验过程。当前的综合化学实验教学过程由于实验题材综合性较差，缺乏对学生创新性思维的培养，未能有效锻炼学生运用所学知识解决实际问题的能力。因此，设计新的综合性实验迫在眉睫。

1.2 考核形式单一

当前综合化学实验教学的考核过程延续了基础化学实验教学的考核模式，主要以平时成绩和期末考试成绩为主，尽管这种考核方法被广泛采用，但是对于综合化学实验的教学过程缺乏对学生全流程的考核。平时成绩依然以学生的实验结果为主要参照对象，忽略了学生操作过程的考核。只看实验结果的考核形式，进一步加剧了学生重结果、轻过程的学生态度，甚至引导了部分学生课前不预习、课中按照实验步骤走的学习心态。期末考试大多以试卷化进行，试卷考试不能体现学生对实验操作实践技能，未能实现对操作过程的有效考核。另外，以当前的考核模式，课前认真预习的同学和不预习的同学之间的成绩差距较小，从而降低了学生学习的积极性。因此，对综合化学实验教学实践环节采用多元化、全流程的考核具有重要意义。

2 综合化学实验项目的设计原则

2.1 环保安全原则

近年来，环保安全问题成为社会关注的焦点，在企业生产过程中安全问题不断涌现的同时，高校化学实验室的安全问题也在不断发生，让部分学生及家长谈化色变，导致学生对化学化工类专业的兴趣有所下降。因此在设计综合化学实验时应关注环保安全的原则，尽量不使用具有刺激性气味、强腐蚀性、易燃易爆、强氧化性的试剂，从而减少学生对化学化工类专业的恐惧心里，设计绿色环保安全的实验题目可提升学生学习化学化工类专业的兴趣。

2.2 综合设计原则

综合化学实验是基于无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等四大基础化学的理论和实验课程后开设的一门综合性极强的实验课程，在综合化学实验教学过程中不仅要将学生所学的理论知识、实验方法和操作技能相结合，还要体现实验题目的综合性和创新性，在教学实践过程中能够促进学生运用所学的理论知识和方法解决实际问题。因此，综合化学实验题目在选择时要兼顾基础理论知识与创新型设计，例如选择“天然产物挥发油提取、组分分析及抗氧化性测试”的教学实验具有很好的综合性，其提取工艺参数探究涉及物理化学的知识点，组分分析和抗氧化性测试涉及无机化学、有机化学、分析化学(含仪器分析)等课程的知识点。

2.3 易于实践原则

在实验教学过程中由于各种原因，导致部分大型实验教学流于形式，学生未能有效参与实践环节。因此在综合化学实验教学过程中应选择易于学生实践操作的项目，让学生全流程参与教学实践过程。例如选择“天然产物挥发油提取、组分分析及抗氧化性测试”的教学实验，学生通过查阅文献可了解哪些植物还有挥发油，其挥发油的组成及理化功效等，学生可自主收集实验原材料。挥发油提取、组分分析和抗氧化性测试的操作过程简单易于设计和实践，学生通过学习基础化学实验后，基本能够设计出挥发油提取的实验方案，在老师的指导与协助下，学生能够有效完成实践操作过程。

3 综合化学实验教学设计与安排

以“天然产物挥发油提取、组分分析及抗氧化性测试”的教学实验为例，阐述综合化学实验教学设计与过程安排。因实验室容纳量的限制，需对学生分组教学，每组不超过20人。

3.1 实验方案设计

根据分组情况，各小组内的同学协调合作查阅文献资料、设计实验方案，按照所设计的实验方案，重点标出所需要的试剂、仪器设备、实验探究的因素、考察的实验参数范围、测试指标、预期实验结果以及实验过程中的注意事项等。小组完成实验方案设计后上交电子版作为实验预习报告；以小组为单位进行PPT课堂汇报，教师点评分析其优缺点；根据点评修改后打印上交纸质版作为实验方案。通过学生自主查阅文献资料、设计实验方案，教师点评、反复修改后形成具有可操作性的实验方案。

3.2 实验实施

在实验方案设计完成后，由实验中心开放实验室让学生进一步了解所需要实验仪器与设备的使用方法与规程。在实验教学实施的阶段分三次完成实验，第一次是提取挥发油、第二次是组分分析、第三次是抗氧化性测试。第一次实验时小组随机抽取所需完成的考察因素来提取植物挥发油，第二次和第三次实验教学实施时，每组同学采用该组所提取的挥发油制样，进行其组分分析和抗氧化性测试实验。

3.3 撰写实验报告

实验完成后，小组内学生共享实验原始数据，在指导老师的辅助下每位学生独立完成数据处理、计算分析和绘制作图等。学生将数据处理结果电子版发到指导老师邮箱，指导老师点评数据处理的合理性与准确性，实验结果的正确性。指导学生完成数据分析处理过程后，辅助学生分析数据变化趋势的内在原因。同时，指导老师下发论文写作要求与格式，学生进一步查阅文献，完成撰写实验报告小论文。

4 综合化学实验课程考核与评价

以“天然产物挥发油提取、组分分析及抗氧化性测试”的教学实验为例，阐述综合化学实验课程考核与评价。该实验的教学过程分三个阶段完成，因此，主要对课前预习、实验实施、实验结果与报告等进行考核与评价，其各阶段的考核比重分别为20%、50%、30%。

4.1 课前预习考核

根据教学内容与计划，布置预习要求和下发思考题，以小组为单位指导查阅文献和实验方案的设计等。由于以小组为单位进行提交实验方案和汇报，为了防止部分同学不参与，需对课前预习考核分为实验报告、课堂汇报和回答问题等三类，有效促进每位同学积极参与课前预习过程。对小组上交的预习报告进行评分；在以小组为单位进行PPT课堂汇报时，教师对汇报内容进行点评打分；在汇报完毕后，该组随机抽取一位同学回答思考题，教师点评打分。小组在课前预习阶段考核的参照标准如表1所示，小组的得分为组内每位同学的实际得分。

表1 课前预习考核参照标准

4.2 实验实施过程考核

实验实施是综合化学实验教学的关键，实施过程能有效锻炼学生的操作实践能力，该过程是训练学生运用理论知识解决实际问题的桥梁。为了全程能够对每组进行有效监管与考核，在实验实施过程中需要全程现场指导，指导教师根据每组学生的装置搭建操作过程、操作性问题回答等情况进行评分，实验实施过程考核参照标准如表2所示。全面加强实验过程中过程性评价与考核，可有效防止学生重结果、轻过程的学习态度。

4.3 实验结果与报告考核

在实验实施过程完成后，学生根据实验结果进行数据分析处理，并撰写实验报告小论文。在数据分析过程中训练学生分析问题、解决问题的综合能力，同时锻炼学生的科技论文写作，进一步培养学生的科学素养和科研思维，实验结果与报告的考核参照标准如表3所示。

表3 实验结果与报告的考核参照指标

5 总结

综上所述，综合化学实验课程的内容与形式是提升教学效果的核心所在，针对当前综合化学实验在实践教学过程中存在教学内容与方法老化的问题提出了以环保安全、综合设计和易于实践等原则设计综合化学实验，为了激发学生学习的积极性和主观能动性，在教学过程中实施全过程的监管与考核，可有效改变学生重结果、轻过程的学习态度，从而有效提升综合化学实验的教学质量与效果。