逍遥学能 2019-03-03 16:26
摘要：
衡阳师范学院化学与材料科学学院经多年探索，构建了“三层次三平台”无机化学实验教学体系，实践效果良好，有效地培养了学生的良好科学素养、综合素质、综合能力、创新意识和创新能力。
关键词：
实验教学体系；构建；实践
一无机化学实验课程现存问题
几十年来，无机化学实验课程几经改革，仍存在一些亟待解决的问题：
1.教学内容有待优化。
传统实验教学内容的痕迹尚存，基础性验证性实验比例仍较大。此类“照单抓药”实验虽为夯实学生基础的必要环节，但其比例必须合理，否则将不利于调动学生的学习积极性，不利于科学思维的训练，不利于创新精神和创新能力的培养。因此，实验课程体系有待调整，本课程教学内容有待精选、整合，综合型、设计型、研究型实验有待增加。
2.教学模式有待改革，教学方法有待改进。
课程实施中，常见“填鸭式”模式，而启发式，特别是探究式、讨论式、参与式等教学方法则应用不足，此均不利于激发学生自主性、积极性，不利于科学思维和创新意识的培养，不利于分析问题和解决问题能力的培养。
3.教学资源不足。
由于政府和学校的共同努力，各校的实验教学资源明显改善，但仍存在教学资源不足的问题，如酸度计、电导仪、分析天平等仪器台件数不足，此将制约学生能力的培养。
二解决问题的对策
1.科学构建无机化学实验教学体系。
我校化学与材料科学学院根据学校“质量立校、人才兴校、特色强校、依法治校”的办学校理念，以培养“创新型应用型人才”为目标，借鉴其它高校无机化学实验改革经验并自身探索尝试，构建了“三层次三平台”无机化学实验教学体系。“三层次”指无机化学实验的“基础性、综合性、探究性”。基础化学实验包含加热、冷却、溶解、蒸发、结晶、分离、提纯、测定等化学实验基本技术，其中的制备实验涉及的操作有溶液、固相、无水、无氧等，这类实验既能夯实学生的实验基本操作技能，又能开阔学生的视野；综合化学实验包括无机物、配合物的合成、分离、分析与表征；探究性实验主要是设计性实验。综合性、设计性能较好地培养学生综合运用知识的能力，分析问题、解决问题的能力，初步培养学生的科研能力以及创新能力。将上述实验分为三阶段安排，可循序渐进地培养学生的实验技能,提高综合素质，培养科学思维方法和创新意识。“三平台”指“开放实验、科技创新和科研”，主要为学生通过上述第二课堂提升其创新能力和科研能力。
2.优化教学内容。
较多高校在实验教学内容上进行了调整优化。本校化学与材料科学学院开设了化学教育、应用化学、高分子、化学生物学四个化学本科专业，根据应用技术型人才培养质量标准，以及各专业的实际情况和特点，及时更新调整、科学设置教学内容，进一步优化了课程结构，从而使课程内容既体现系统性、完整性，又体现现代性、实用性，同时加大了课程中综合性、设计性实验的比例，凸显课程的综合性和探究性。如化学教育专业和应用化学专业，目前综合、设计实验分别占实验总数的75%，而高分子材料与工程、化学生物学专业分别为60%。对教学内容的调整，主要体现在综合性、探究性实验的选择，如选择一种钴(Ⅲ)配合物的制备、硫代硫酸钠的制备、重铬酸钾的制备、四氧化三铅组成的测定，以及醋酸铬(Ⅱ)水合物的制备等综合性实验，选择碱式碳酸铜的制备、硫酸亚铁铵的制备、离子的鉴定和未知物的鉴别、环境化学实验-水中溶解氧及大气中二氧化硫的测定等具探究性的设计性实验。实践表明，综合性实验，特别是探究性实验能较好地提高学生的学习自主性、积极性，提升知识的综合运用能力，培养独立思考、独立工作的能力。我们对许多实验进行了改革[9-10]，为了减少试剂用量、降低环境污染，培养学生环保意识的目的，对试剂用量进行了调整减量，同时对实验废液进行了后处理，逐步使实践环节绿色化、微型化。如醋酸铬(Ⅱ)水合物的制备实验，在保证实验仍能取得较佳效果的基础上，将反应物CrCl3.6H2O的用量降为原用量的25%等。
3.改革教学模式、教学方法。
我院与很多高校一样，为改革传统无机化学实验课程教学过程中的“填鸭式”模式，作了很多探索[2-4]，同时不断改革教学方法和手段[1,6-8]。根据实践教学的特点，我们在教学环节中，运用讲授、演示、实验、讨论、探究等教学方法，注重教学方法的综合、灵活运用，因材施教，因人施教。例如醋酸铬(Ⅱ)水合物的制备、硫酸亚铁铵的制备等内容的教学，主要运用的是讲授、演示、讨论、实验等方法，碱式碳酸铜制备等内容的教学，则主要采取讲授、讨论、实验，特别是探究等方法，等等。实践表明，教学方法的综合运用，较好地激发了学生的学习兴趣、参与意识和求知欲，较好地培养了学生的科学思维能力、科学素养和工作能力。
4.构建开放实验教学平台。
我院合理规划、统筹管理，有效利用湖南省产学研示范基地“铅锌冶化与新材料产学研基地”、湖南省“十二五”重点建设学科“材料物理与化学”、湖南省大学生创新训练中心“化学化工大学生创新训练中心”、湖南省高校科技创新团队“功能金属有机化合物”创新团队等省级教学科研平台等资源，为学生提供了开放性实验、科技创新、科研等实践平台。学生可参与开放实验，参加科技创新活动，也可参与教师的科研项目。在上述活动中，学生们在老师的指导下，查阅文献资料，了解课题的研究意义目的、现状，理解实验原理，然后设计实验方案。研究方案经由指导教师审阅通过后，由学生完成研究任务。在开放实验室，学生可在教师指导下做自己感兴趣的实验。参加科技创新的同学，在查阅文献资料的基础上，参与科技创新研究项目的申报工作。学生还参与论文、研究报告等的撰写工作。实践表明，上述举措成为提高学生观察问题、分析问题、解决问题的能力，独立思考、独立工作的能力、创新能力和科研能力，以及团队精神的极佳途径。
5.完善实验教学考核机制。
我们在教学过程中不断完善课程的考核机制，强化学习过程、实践能力和专业素质的考核。目前，学生对本门课程学习掌握情况的评价，是通过平时考核和期末考试两部分综合完成的。平时学习情况的考核以学生的课前预习(10%)、实验态度(15%)、基本操作(30%)、实验结果(20%)、工作能力(15%)、实验报告(10%)为依据，评定出平时成绩，然后，根据平时成绩（60％）和期末考试（40％）定出期平分。这种机制较好地促使学生对实践过程的各环节予以重视，获得较好的学习效果，如课前预习，很多学生课前预习做的仔细认真，还查找相关的参考资料；又如实验过程，学生态度认真，重视，并逐步习惯从实验过程总结归纳影响实验的因素，以及实验成败的关键。当实验结果不佳时，学生往往主动重做实验，注意实验条件的探索，直至获得较好的结果等等。
6．加大实验教学投入力度。
为解决教学资源不足的问题，我校重视实验室建设，加大了教学经费的投入,增加了教学相关仪器的台件数，逐步完善实验条件，改善实验教学环境,同时优化教学资源配置,为学生综合素质和创新能力的培养提供了根本保障。
三结语
我院通过多年探索尝试，构建了“三层次三平台”无机化学实验体系，且实践效果良好，如近年来，本院学生获大学生“挑战杯”全国科技竞赛一等奖1项，三等奖1项。近三年，获湖南省大学生化学实验技能大赛一等奖2项，二等奖4项、三等奖3项等。事实充分表明，上述体系的实施激发了学生的学习积极性、实践活动的主动参与性，有效地培养了学生的良好综合素质、科学素养、创新意识，以及科学思维能力、分析问题、解决问题的能力、独立工作、独立思考的能力、创新能力和科研等能力。
作者：陈志敏 杨颖群 毛芳芳 陈满生 冯泳兰 张复兴 王剑秋 曾荣英 单位：功能金属有机材料 湖南省普通高等学校重点建设实验室 衡阳师范学院化学与材料科学学院
参考文献：
[1]朱妙琴,王祖浩.高师无机化学实验教学的改革与学生综合能力的培养[J].化学教育,2002,(11):21-25.
[2]蒋晓慧,胡海斌,鲍正荣,等.构建化学实验教学新模式,提高大学生创新能力[J].西华师范大学学报(自然科学版),2019,(1):105-108.
[3]陈满生,陈志敏,杨颖群,等.基于开放型创新式的无机化学实验教学的探索[J].大学化学,2012,(6):21-23.
[4]陈满生,邓奕芳,陈志敏,等.无机化学实验教学模式的改革与实践[J].衡阳师范学院学报,,(6):143-145.
[5]王剑秋,许志锋,邝代治,等.高师化学类专业“三平台四层次”实践教学新体系的构建[J].衡阳师范学院学报,2019,(6):135-137.
[6]陈志敏,邝代治,冯泳兰.无机化学实验课程内容体系改革与实践的尝试[J].衡阳师范学院学报(自然科学版),2002,(6):113-115.
[7]陆全芳,俞洁.高师化学实验课程体系改革的研究[J].化学教育,2005,(8):42-44.
[8]李夏,田洋,金琼花.无机化学实验在探究式无机化学教学中的重要作用[J].首都师范大学学报(自然科学版),,(4):1-2.
[9]杨颖群,陈志敏,李薇,等.高锰酸钾制备实验的绿色化改进[J].湖北第二师范学院学报,2019,(8):130-132.
[10]杨颖群,陈志敏,李薇,等.醋酸铬(Ⅱ)水合物制备实验的改进[J].衡阳师范学院学报,2019,(6):57-59.