構(gòu)建農(nóng)科院校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的改革與實(shí)踐

高 寧，張袖麗，李晉玲

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，安徽 合肥 230036）

1 引言

化學(xué)實(shí)驗(yàn)一方面可以讓學(xué)生更好地理解、鞏固、加深所學(xué)理論知識(shí)，更重要的是可以培養(yǎng)學(xué)生的各種能力：理論結(jié)合實(shí)踐的能力、使用現(xiàn)代化儀器設(shè)備的能力、觀察能力、創(chuàng)新能力、科研能力、數(shù)據(jù)處理能力等等.

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心化學(xué)分中心隸屬于理學(xué)院，2002年經(jīng)省教育廳批準(zhǔn)成為“安徽省基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心”.自成立以來，實(shí)驗(yàn)中心在安徽省教育部和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)等各級(jí)主管部門的指導(dǎo)、支持與幫助下，硬件與軟件設(shè)施越來越完善，面對(duì)中國高等教育從專業(yè)教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變，為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展與需要，建設(shè)現(xiàn)代化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，我中心對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些有益的嘗試性改革，取得了一定的成效.

2 原化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的問題與局限

（1）傳統(tǒng)的四大化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程（無機(jī)、分析、有機(jī)、物化）是獨(dú)立開設(shè)的，缺少相互溝通交流，無法使化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系成為一個(gè)整體，這樣所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上就出現(xiàn)了不必要的重復(fù)現(xiàn)象，造成資源的浪費(fèi).

（2）厚理論薄實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象依然存在，過度的強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)課與理論課的同步性，這樣就無法從根本上解決實(shí)驗(yàn)課的從屬地位，從而造成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)步驟，無需思考就能完成，不利于學(xué)生綜合能力、探索精神、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng).

（3）對(duì)常用儀器的基本操作與認(rèn)知不夠重視，化學(xué)試驗(yàn)中的基本操作分散于各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，使學(xué)生疏忽了基本操作技能的訓(xùn)練，造成了基礎(chǔ)操作不規(guī)范、不熟練的現(xiàn)象.

（4）教學(xué)方式與內(nèi)容陳舊，教室、黑板、粉筆的模式使學(xué)生無法對(duì)有些危險(xiǎn)性大、儀器設(shè)備昂貴、試劑昂貴的實(shí)驗(yàn)有所接觸和了解，更無法與新興化學(xué)學(xué)科、現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)與實(shí)用技術(shù)相結(jié)合，是學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力較差.

顯然，原有化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系已不能適應(yīng)新形勢(shì)下人才培養(yǎng)的需要，通過改革來構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已經(jīng)迫在眉睫.

3 改革措施與實(shí)踐

在實(shí)踐中，我們逐漸建立了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)的三級(jí)梯進(jìn)式培養(yǎng)模式.

3.1 整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、夯實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

沒有基礎(chǔ)就沒有上層建筑，作為一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的化學(xué)學(xué)科，沒有良好的基本操作技能就很難做好各類實(shí)驗(yàn)，我們從四大化學(xué)中精選出操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)集中進(jìn)行基本操作訓(xùn)練.重組了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)成基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅰ，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合構(gòu)成基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，將教學(xué)總學(xué)時(shí)從135降至75，刪除合并了電解質(zhì)溶液、糖和蛋白質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)己烯的制備、鄰苯二甲酸二正丁酯的制備、乙酸乙酯的合成（半微量法）等驗(yàn)證性及內(nèi)容重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，將過氧化鈣的制備及含量測定、堿式碳酸銅的制備等實(shí)驗(yàn)移至大二開設(shè)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，做到了減時(shí)增效.完成編寫“安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)Ⅰ和Ⅱ”，已在2013級(jí)、2014級(jí)、2015級(jí)應(yīng)用.

在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要把對(duì)學(xué)生進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)基本操作的訓(xùn)練作為首要任務(wù)，認(rèn)識(shí)并學(xué)會(huì)使用各類常規(guī)儀器、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理方法、如何驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)、如何測量數(shù)據(jù)等，要求老師一定要強(qiáng)調(diào)基本操作的規(guī)范化，注重將基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練貫穿于每個(gè)實(shí)驗(yàn)、每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié).在試驗(yàn)前做到詳細(xì)講解、試驗(yàn)中做到耐心指導(dǎo)、嚴(yán)格把關(guān)，實(shí)驗(yàn)過程中不得離開實(shí)驗(yàn)室，不得批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，必須不斷的巡視檢查各個(gè)學(xué)生試驗(yàn)臺(tái)，發(fā)現(xiàn)的不規(guī)范現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行糾正，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范意識(shí)，這是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段的重點(diǎn).

3.2 增設(shè)綜合性化學(xué)實(shí)驗(yàn)

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)該至少包含兩個(gè)相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，它能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)與技能的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和分析解決問題的能力.

中心結(jié)合教育部與學(xué)校的要求，將“十一五”規(guī)劃教材升級(jí)為“十二五”規(guī)劃教材，增加了13個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)就增加了7個(gè).并在一年級(jí)打好基礎(chǔ)的層面上開設(shè)了中級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、綠色化學(xué)、有機(jī)合成、儀器分析實(shí)驗(yàn)、商品檢驗(yàn)、天然產(chǎn)物、環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)等更高層次的實(shí)驗(yàn)課程，鍛煉學(xué)生自我解決問題，將理論知識(shí)、測試技術(shù)、基本實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行較全面的綜合運(yùn)用，即鞏固了前面所學(xué)內(nèi)容，又實(shí)現(xiàn)了能力培養(yǎng)方面的進(jìn)一步提高.我們學(xué)校要求化學(xué)專業(yè)的學(xué)生必修綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其他專業(yè)學(xué)生不作硬性要求，但如果有興趣，可以選修.

例如“牛乳酸度的測定”，實(shí)驗(yàn)中需要牛乳，我們可以讓學(xué)生采集各種自己感興趣的牛奶品牌來測定其中的酸度；又如“粗脂肪的定量測定”，該實(shí)驗(yàn)需要用到豆類，中心提供黃豆的同時(shí)我們還鼓勵(lì)學(xué)生自帶各種不同豆類進(jìn)行測定，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)樂趣，又密切的聯(lián)系實(shí)際，提高了學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣.

3.3 自選研究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)

研究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，旨在培養(yǎng)學(xué)生的課外實(shí)驗(yàn)興趣和學(xué)科交叉能力，提高其綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，為較好的完成其畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是正常教學(xué)之外的一個(gè)很有意義的教學(xué)探索.

要求學(xué)生在完成本科生必修實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上，利用自己的課余時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在老師的指導(dǎo)與幫助下獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn).我中心專門設(shè)318室及8個(gè)教師的科研平臺(tái)為學(xué)生創(chuàng)新基金的實(shí)驗(yàn)平臺(tái).目前有兩種選題模式：一種是由教師根據(jù)自己的科研課題設(shè)立項(xiàng)目供學(xué)生選擇，另外一種是學(xué)生查閱文獻(xiàn)自主選題.兩種模式都要求學(xué)生獨(dú)立完成操作并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后以論文的形式提交實(shí)驗(yàn)成果.

研究性實(shí)驗(yàn)對(duì)有志于在化學(xué)學(xué)科上發(fā)展的學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)起到非常重要的作用，該模式也為今后畢業(yè)論文及研究生教育打下良好的基礎(chǔ).

3.4 籌備中的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室

虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體等高科技，通過鍵盤、鼠標(biāo)感受虛擬實(shí)驗(yàn)場景，完成虛擬實(shí)驗(yàn).

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源是我中心正在積極籌備的改革新項(xiàng)目，它可以為學(xué)生提供全面服務(wù)的，包括：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、虛擬實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成.虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以有效彌補(bǔ)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件中的不足，如實(shí)驗(yàn)設(shè)備短缺、實(shí)驗(yàn)場地緊張和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足的局限性，突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)空限制，減少傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的無端損耗，保護(hù)環(huán)境減少污染.

4 后臺(tái)保障體系

4.1 教師隊(duì)伍建設(shè)

形成一支結(jié)構(gòu)合理，愛崗敬業(yè)的高素質(zhì)師資隊(duì)伍是有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革目標(biāo)的根本保證.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心化學(xué)分中心現(xiàn)有人員36人，其中高級(jí)職稱13人，中級(jí)職稱21人，高級(jí)技工2人，具有博士學(xué)位的10人及在讀博士3人，具有碩士學(xué)位的21人.中心面向全校農(nóng)、林、牧、茶、蠶、植保、環(huán)境、生物、食品、和應(yīng)用化學(xué)等二十多個(gè)本科專業(yè)（約3000多學(xué)生/年），開設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（實(shí)習(xí)）課程，實(shí)驗(yàn)課程門類達(dá)20多種，化學(xué)分中心是我校最大的實(shí)驗(yàn)中心之一.

我中心要求實(shí)驗(yàn)教師與實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員不僅需要掌握扎實(shí)深厚的理論知識(shí)，還必須具有較高的科學(xué)素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc技巧.近幾年，學(xué)校為我們中心引進(jìn)了多位年輕教師，實(shí)驗(yàn)中心非常重視對(duì)他們的培養(yǎng)，要求：老教師傳、幫、帶；新教師先做助教，旁聽課時(shí)每學(xué)期必須達(dá)到100課時(shí)以上，再通過試講，合格后才能上講臺(tái)講課；統(tǒng)一教學(xué)要求，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，共用教案課件等.通過一系列的措施，新教師可以從中學(xué)習(xí)到必要的教學(xué)技巧與教學(xué)方法.

要求教師學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育理念，在完成教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，更應(yīng)該堅(jiān)持不懈的學(xué)習(xí)不斷更新自我知識(shí)，在教學(xué)大綱、教材更新、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施等各個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，掌握現(xiàn)代化的教學(xué)新手段.教師的創(chuàng)新能力提高了，才能激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，要想培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，就必須教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)，而不是僅僅要求學(xué)生學(xué)會(huì).

成績是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要依據(jù)，中心統(tǒng)一規(guī)定實(shí)驗(yàn)成績由預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣這四部分組成，分別占總成績的比例為2:4:2:2.其中要求教師重視實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成，包括儀器藥品的規(guī)范使用習(xí)慣，清潔衛(wèi)生習(xí)慣，團(tuán)結(jié)協(xié)助習(xí)慣等，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，從細(xì)小的習(xí)慣實(shí)現(xiàn)量變到質(zhì)變，促成學(xué)生整體素質(zhì)的提高，為今后進(jìn)入社會(huì)參加工作奠定良好的基礎(chǔ).

4.2 中心硬件條件

要出色的完成教學(xué)與科研任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室的硬件條件是非常重要的.近幾年，在國家教育部、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、理學(xué)院的大力支持下，加大了對(duì)我中心的建設(shè)投入，初步建成了基礎(chǔ)條件完善，儀器設(shè)備先進(jìn)的各類實(shí)驗(yàn)室.

中心位于化學(xué)樓內(nèi)，建筑面積2000多平米，中心擁有條件良好的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室8間、專業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室2間和化學(xué)研究室8間（包含有機(jī)合成、無機(jī)材料、生物制藥、綠色環(huán)境、表征與分析等方向），可以容納300多學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).中心擁有如原子吸收、FTIR紅外、分子熒光等大型先進(jìn)的教學(xué)科研儀器多臺(tái)、優(yōu)秀的教學(xué)師資和良好的實(shí)驗(yàn)室條件，能夠滿足各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量.

著重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境建設(shè)，包括設(shè)施、文化、衛(wèi)生、安全等.校園網(wǎng)連接到每個(gè)教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室、辦公室，創(chuàng)造良好的學(xué)術(shù)氛圍和人文環(huán)境，建設(shè)“以人為本”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間，為廣大師生提供一個(gè)能夠培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地.

5 結(jié)束語

21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展.這對(duì)化學(xué)學(xué)科也提出了更高的要求，化學(xué)正在從傳統(tǒng)意義的化學(xué)、化工領(lǐng)域向醫(yī)藥、能源、材料、生命、食品等領(lǐng)域滲透.培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才才是高等教育的核心，我們的目標(biāo)是轉(zhuǎn)變教育思想、更新教育觀念、改革人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和手段的現(xiàn)代化.便捷、高效地完成，培養(yǎng)新時(shí)代高等農(nóng)林人才所需的農(nóng)科基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)、技能的教學(xué)任務(wù)，我們將為能夠更好提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平而不斷努力.

〔1〕朱韶平.基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)，2015,31(1):34-36.

〔2〕王豐.構(gòu)建以能力為核心的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與實(shí)踐 [J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013,22(3):107-108.

〔3〕羅亞楠，于麗穎，于曉洋.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革與實(shí)踐[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014,31(8):29-31.