第10屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽情況分析與思考

趙斌 章文偉 張劍榮

(南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，南京210023)

第10屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽情況分析與思考

趙斌 章文偉 張劍榮*

(南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，南京210023)

編者按：“第10屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽暨化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會”于2016年7月6日至10日在南京大學(xué)仙林校區(qū)舉行。本刊特邀請?jiān)摯胃傎惖闹鬓k方南京大學(xué)張劍榮教授總結(jié)了競賽中的考試情況，分析了其中存在的問題，并對未來的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提出了思考與建議。此外，代表北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院參加本次比賽的冉隆豪、于位之、宋思成三位同學(xué)均取得了一等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績，在此也一同分享了他們各自的參賽體會。

總結(jié)了第10屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽考試情況，分析了在競賽中所反映出的當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)規(guī)范化操作提出了若干改革思路。

大學(xué)生實(shí)驗(yàn)競賽；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

由教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)教育研究中心主辦、國家自然科學(xué)基金委員會支持，南京大學(xué)承辦的“第10屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽暨化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會”于2016年7月6日至10日在南京大學(xué)仙林校區(qū)舉行。共有來自北京大學(xué)、清華大學(xué)等43所高校的135名化學(xué)類專業(yè)本科生和200余名化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師參加了此次競賽活動。邀請賽旨在檢驗(yàn)我國高等學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果，加強(qiáng)交流，推動化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法改革，探索培養(yǎng)創(chuàng)新型化學(xué)人才的思路、途徑和方法，提高我國高校本科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)總體水平。為了加強(qiáng)國際交流，了解國際化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革趨勢以及我國化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和國際名校相比的優(yōu)勢、特點(diǎn)與不足，此次大賽還特邀美國密西根大學(xué)和英國謝菲爾德大學(xué)師生前來參賽和交流。

本文就此次化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽過程中發(fā)現(xiàn)的問題，以及對未來實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與建設(shè)的指導(dǎo)意義進(jìn)行分析，并對實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會的交流研討情況進(jìn)行簡要介紹。

1 命題思路(試題下載網(wǎng)址：http://chemlabs.nju.edu.cn/)

此次競賽的實(shí)驗(yàn)知識測試和實(shí)驗(yàn)操作考試的命題原則與前9屆基本相同，注重考查學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本知識、基本原理、基本技能的情況，以及運(yùn)用這些知識和技能規(guī)范完成實(shí)驗(yàn)操作的能力。

除了通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目碱}數(shù)量和考題難度，以檢查學(xué)生對知識掌握的熟練度之外，為了體現(xiàn)我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對學(xué)生“多動腦、多思考”的要求，借以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決實(shí)際問題的能力，在本次物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的2個(gè)考題中，都要求考生首先自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。其目的是檢驗(yàn)學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)是“照方抓藥”地做實(shí)驗(yàn)，還是通過“動腦”理解了實(shí)驗(yàn)原理，再“思考”教材上實(shí)驗(yàn)步驟的合理性和可改進(jìn)之處后做實(shí)驗(yàn)的。

為了檢驗(yàn)我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要求學(xué)生“自主學(xué)習(xí)知識、靈活運(yùn)用知識”的教學(xué)效果，本次有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的是一個(gè)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)(鈴木-宮浦反應(yīng)，獲得2010年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng))，我國大部分院校對這個(gè)反應(yīng)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作介紹不多，我們設(shè)計(jì)了科研實(shí)驗(yàn)常用的“無氧合成”和“加壓快速柱層析分離”兩個(gè)基本操作，只給出了操作說明和注意事項(xiàng)，要求學(xué)生基于自學(xué)掌握并順利完成這兩個(gè)基本操作；在乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率測定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了溶劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。相信通過這次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的視野會更加寬廣，對通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和創(chuàng)造新知識的方法有更深的體驗(yàn)。

為了檢驗(yàn)學(xué)生“學(xué)以致用”的能力，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試中，設(shè)計(jì)合成了一個(gè)具有溶劑變色和熱變色效應(yīng)的鎳配位化合物。通過對這個(gè)化合物的合成和性質(zhì)研究，將基本操作與基礎(chǔ)研究、實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行有效的結(jié)合。

綜上所述，本次實(shí)驗(yàn)命題在考核“三基”的基礎(chǔ)上，增加了部分反映“知識學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力”方面的考查元素，符合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的整體趨勢。

2 考試情況

本次實(shí)驗(yàn)競賽的理論考試規(guī)定時(shí)間為2小時(shí)，考生均在要求的時(shí)間內(nèi)完成了答題。

理論考題由無機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)三部分組成，題型為選擇題和簡答題，總分為100分，其中無機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)分別占30分、40分和30分。理論考試題各部分考分及總分的分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。從圖1可知，無論是各部分的得分，還是整體總得分均呈現(xiàn)較好的正態(tài)分布。相比較而言，物理化學(xué)平均得分率為47%，低于無機(jī)及分析化學(xué)(平均得分率為57%)和有機(jī)化學(xué)(平均得分率為53%)。這在一定程度上反映了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論難度較高，實(shí)驗(yàn)課程對實(shí)驗(yàn)儀器要求較高，學(xué)生對于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識掌握相對偏弱。

無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)定競賽時(shí)間均為6.5小時(shí)，總分100分。完成較快的考生僅用時(shí)5.5小時(shí)即完成實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)報(bào)告處理，其他考生也都在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了實(shí)驗(yàn)。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試題由2個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組成，每個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)定時(shí)間為3.5小時(shí)，共7小時(shí)，得分為100分，考生們也都在要求的時(shí)間內(nèi)完成了全部實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容。

無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的得分統(tǒng)計(jì)如圖2所示。從圖2可知，各門實(shí)驗(yàn)的考分也均呈現(xiàn)正態(tài)分布。雖然如此，從圖2(B)可知，與其他2個(gè)實(shí)驗(yàn)(圖2(A)、圖2(C)和圖2(D))相比較，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)得分較高，而且分值分布相對集中。這一方面反映出各院校學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ辛嗣黠@的提高；另一方面也反映出學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)掌握得相對較好。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)二要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)考查溶劑效應(yīng)對乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的影響。雖然考生學(xué)習(xí)過有關(guān)化學(xué)動力學(xué)理論，但對本科生來說，研究動力學(xué)介質(zhì)效應(yīng)，無論是考查視角還是實(shí)驗(yàn)體系都是全新的。盡管如此，從圖2(D)可見，考生得分還是比較理想的。這也同樣反映出各院校在學(xué)生能力培養(yǎng)方面所取得的明顯效果。

我們在4類高校中各選擇了幾個(gè)生源素質(zhì)相近的高校進(jìn)行了比較。表1列出了不同類型院校之間考生的得分情況?？梢钥闯?，理科院校和師范院校的理論考分相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)考分則有一定差距，表明了師范院校在化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)方面做得不錯(cuò)，但是實(shí)驗(yàn)方面相對較弱。而工科院校由于化學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)普遍較少，導(dǎo)致得分弱于理科院校和師范院校。值得注意的是，相對于國內(nèi)考生普遍都有10天培訓(xùn)時(shí)間，歐美參賽院校在沒有經(jīng)過任何培訓(xùn)且對我國競賽考題完全不了解的情況下，實(shí)驗(yàn)得分還高于工科院校和師范院校，接近理科院校，反映出歐美高校學(xué)生“能力”培養(yǎng)的較高水平。

圖1 理論考試分?jǐn)?shù)分布

表1 不同類型院校得分情況對比

3 實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)的問題

3.1 審題不仔細(xì)、自主學(xué)習(xí)能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)

不詳細(xì)看實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不注意聽監(jiān)考老師特別強(qiáng)調(diào)的說明。沒有全局觀念，對時(shí)間安排無統(tǒng)籌規(guī)劃，時(shí)間安排不合理；無機(jī)及分析實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了不必要的儀器洗滌，導(dǎo)致試劑不夠用。有機(jī)實(shí)驗(yàn)操作中，三通閥的使用有附錄，但很多人把旋鈕方向搞反，致使氮?dú)馇蛑械牡獨(dú)獗怀樽?；加壓柱的操作方法試卷上也有附注，層析柱接口處?yīng)該用卡子卡住，很多學(xué)生加壓時(shí)是用一只手按??；另外，多功能攪拌器貼有說明書，有個(gè)別學(xué)生沒仔細(xì)閱讀，溫控探頭不會用，反應(yīng)溫度控制不準(zhǔn)。部分學(xué)生閱讀和理解能力有待提高。在無機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供了移液槍和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的使用說明，可是絕大多數(shù)學(xué)生不仔細(xì)看儀器使用說明，有的學(xué)生看了說明仍不會操作儀器，雖然使用要求在儀器使用說明中已用黑體特別強(qiáng)調(diào)，但絕大多數(shù)學(xué)生移液槍使用完畢后仍沒有復(fù)原。

圖2 實(shí)驗(yàn)考試分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2 基本操作不規(guī)范

移液管使用不規(guī)范。調(diào)整移液管中液面高度或者吸放溶液時(shí)，移液管不垂直，移液管嘴未靠著容器壁，使移液管嘴掛液滴；不少學(xué)生用濕移液管直接從容量瓶中移取溶液；移液管普遍伸入溶液太深。

部分學(xué)生不會用差減法稱量固體樣品，不會使用稱量瓶；即便知道用差減法稱量，操作也不規(guī)范。例如：不在盛接樣品的容器上方打開或關(guān)閉稱量瓶蓋；倒出一定量樣品后，直接合上稱量瓶蓋，導(dǎo)致樣品粘在瓶口。

不會正確選擇和使用玻璃儀器。當(dāng)反應(yīng)體系為有機(jī)體系，反應(yīng)和接收有機(jī)溶液的玻璃儀器一般應(yīng)選擇圓底燒瓶、茄形瓶、錐形瓶等小口儀器，以防溶劑揮發(fā)。可是，很多學(xué)生沒有這方面的常識，用燒杯來接收常壓過濾的濾液。并且，當(dāng)反應(yīng)體系為有機(jī)體系時(shí)，引入水對實(shí)驗(yàn)是不利的，很多學(xué)生不去思考這方面的問題，在過濾有機(jī)反應(yīng)液時(shí)用水來潤濕濾紙。

過濾操作不規(guī)范。如漏斗嘴與承接容器隔空放置或與承接容器未貼壁；在無機(jī)合成中，實(shí)驗(yàn)過程中有3次過濾，2次常壓、1次減壓。常壓過濾后不洗滌，導(dǎo)致中間產(chǎn)品轉(zhuǎn)移不完全，致使產(chǎn)品收率偏低；在最后一步減壓過濾時(shí)，很多學(xué)生洗滌方法不當(dāng)，導(dǎo)致產(chǎn)品純度較差。

大部分學(xué)生在有機(jī)實(shí)驗(yàn)操作中都沒有用固體漏斗或長頸漏斗加反應(yīng)原料；薄層板在層析杯中展開時(shí)基本都沒有襯濾紙；不會使用水泵安全瓶，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；分液漏斗不檢漏，操作方法不規(guī)范；用層析柱純化有機(jī)產(chǎn)品時(shí)，實(shí)驗(yàn)室提供的層析柱本身帶有砂芯，配備的石英砂是用來封蓋硅膠固定相的，但有一半左右的學(xué)生在空柱子中先加石英砂。

滴定操作問題較多。不少學(xué)生在臨近終點(diǎn)時(shí)不沖洗杯壁，不會加半滴控制終點(diǎn)，不會通過顏色變化準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)，導(dǎo)致終點(diǎn)判斷不準(zhǔn)確，或提前或滯后。

操作習(xí)慣不好。玻棒隨便放在桌面上，不帶實(shí)驗(yàn)記錄本去稱量，直接用手拿稱量瓶；不貼標(biāo)簽，導(dǎo)致取錯(cuò)溶液。

3.3 學(xué)生缺乏“量”的概念

定量分析時(shí)，待分析固體樣品須準(zhǔn)確稱量，標(biāo)準(zhǔn)溶液須準(zhǔn)確移取。在返滴定測試Ni含量時(shí)，已告知學(xué)生須準(zhǔn)確加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液，但沒有告知通過什么儀器加入。有不少學(xué)生就用量筒量取溶液，準(zhǔn)備直接加入，被監(jiān)考老師制止。測pH時(shí)，玻棒和pH試紙所沾溶液不吹入待測液中。

不會判斷產(chǎn)品是否析出完全。在良溶劑中加入不良溶劑是常用的一種獲得產(chǎn)品的方法，但很多學(xué)生不會判斷產(chǎn)品是否析出完全，也沒有這個(gè)意識，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量偏低。

3.4 安全意識還不夠

進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些女學(xué)生雖然把頭發(fā)扎起來了，但是沒有按要求扎短至肩部以上；不少學(xué)生還不習(xí)慣戴防護(hù)眼鏡和手套做實(shí)驗(yàn)，這種現(xiàn)象在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)尤為突出。做有機(jī)實(shí)驗(yàn)的不少學(xué)生習(xí)慣把頭伸進(jìn)通風(fēng)櫥觀察或操作；很大一部分學(xué)生溶脹硅膠(溶劑為石油醚、乙酸乙酯)用大燒杯，未用準(zhǔn)備好的250毫升錐形瓶。無機(jī)合成部分，反應(yīng)液為有機(jī)體系，反應(yīng)體系不能密閉，但很多學(xué)生加塞進(jìn)行反應(yīng)，這樣操作極其危險(xiǎn)，說明學(xué)生沒有意識到安全方面存在的隱患。揮發(fā)性有機(jī)廢液長時(shí)間在敞口燒杯中放置，沒有及時(shí)倒入具蓋廢液瓶。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會情況

競賽期間舉行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研討會，由邀請專家和參賽帶隊(duì)教師共18位教師做了精彩報(bào)告。教育部高等學(xué)校化學(xué)教育研究中心主任段連運(yùn)教授回顧了全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽的發(fā)展歷程，指出化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)找到了一條“一體化、多層次、開放式”的實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)路徑，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成為了化學(xué)教學(xué)改革中力度最大的一環(huán)。大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽已成為廣大教師總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、交流思想的平臺，也是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的平臺，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情起到了重要的推動作用。來自美國密西根大學(xué)的Brian P.Coppola教授為近500名參賽師生做了題為“New Ideas for Chemistry Education”的大會報(bào)告。他指出，化學(xué)教育正在發(fā)生顯著的變革。教師和學(xué)生擁有不斷變革的技術(shù)、便利的溝通手段和開放的信息資源，應(yīng)思考如何將這些技術(shù)和手段進(jìn)行整合，建立基于研究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程以及以學(xué)生為中心的教學(xué)材料；Coppola還對比了中國和美國大學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，及其對學(xué)生能力形成的影響。英國謝菲爾德大學(xué)的Julie Hyde博士做了題為“Undergraduate Laboratory Teaching and Practical Outreach Events at Sheffield University，UK”的報(bào)告，主要介紹了謝菲爾德大學(xué)在3種教育模式中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其要求的差異，介紹了他們在向中小學(xué)生及社會推廣化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能方面所做出的努力。山東大學(xué)張樹永教授做了關(guān)于“未來化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的整體規(guī)劃與重點(diǎn)工作”的報(bào)告，主要圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題、目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)理念與未來改革與建設(shè)重點(diǎn)3方面進(jìn)行了討論，報(bào)告以12個(gè)發(fā)人深省的問題結(jié)尾，引起了在場實(shí)驗(yàn)教育工作者的深思。其他報(bào)告人就各自學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了交流。

5 對未來實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和競賽安排的思考

全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽已舉辦10屆，取得了有目共睹的成績。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(一)通過搭建競賽平臺，推動廣大教師不斷交流思想、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使得教育部化學(xué)類教學(xué)指導(dǎo)委員會所倡導(dǎo)的“一體化、多層次、開放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革理念深入人心并被很好地貫徹落實(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成為了化學(xué)教學(xué)改革中力度最大的一環(huán)；(二)通過競賽發(fā)現(xiàn)和解決問題，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件改善、加快了實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)、規(guī)范了實(shí)驗(yàn)基本操作和實(shí)驗(yàn)室安全設(shè)施、加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室管理和建設(shè)。對開闊學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情也起到了重要作用；(三)鍛煉和培養(yǎng)了骨干實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，形成了老中青相結(jié)合的指導(dǎo)教師梯隊(duì)，對穩(wěn)定骨干實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍起到了積極的作用；(四)擴(kuò)大了國際影響和交流。美國化學(xué)會非常關(guān)注我國舉辦的全國大學(xué)生實(shí)驗(yàn)競賽，為了了解本次競賽的目的、組織方式、競賽內(nèi)容，以及所反映出的中美化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各自的特點(diǎn)，全額資助密歇根大學(xué)師生參加了此次競賽活動。Coppola教授也將把這次競賽活動的報(bào)告發(fā)表在J.Chem.Edu.雜志上，向全世界化學(xué)教育界同行進(jìn)行介紹。這次競賽也給我們留下了許多思考。

5.1 堅(jiān)持競賽指導(dǎo)思想

堅(jiān)持競賽考查內(nèi)容的基礎(chǔ)性。競賽的目的是為了考查和了解我國化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和理論、基本技能、基本技術(shù)等方面的教學(xué)情況。本次競賽暴露的問題提醒我們，當(dāng)把目光集中在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的時(shí)候，不能削弱實(shí)驗(yàn)的“三基”訓(xùn)練。另一方面，我們也要清楚地認(rèn)識到，競賽成績僅僅反映了學(xué)生知識和技能掌握和使用的程度，并不能全面反映學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。在堅(jiān)持競賽內(nèi)容基礎(chǔ)性的基礎(chǔ)上，如何把反映學(xué)生“手腦并用、自主學(xué)習(xí)、活學(xué)活用”能力的內(nèi)容融入到考題中，是今后競賽命題面臨的挑戰(zhàn)[3－6]。

5.2 與時(shí)俱進(jìn)，重新檢視“三基”內(nèi)涵

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量新知識、新理論、新方法、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，“三基”的內(nèi)涵必然會相應(yīng)發(fā)生改變。例如，各種快速、安全和高效可控的加熱技術(shù)的發(fā)展，使得煤氣燈加熱技術(shù)的重要性大大下降；電子天平因其稱量快速準(zhǔn)確、靈便輕巧等優(yōu)勢全面替代了光電機(jī)械天平和托盤天平；定量移液槍使移液管的應(yīng)用機(jī)會減少了一半；原子發(fā)射光譜、離子色譜技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的陰、陽離子鑒定方法；在有機(jī)化合物及其官能團(tuán)鑒定技術(shù)方面，質(zhì)譜、核磁、紅外和紫外光譜已成為通用技術(shù)，元素分析和傳統(tǒng)有機(jī)官能團(tuán)鑒定技術(shù)的重要性已經(jīng)明顯降低；先進(jìn)材料合成及其功能界面技術(shù)的發(fā)展，使得電鏡、顯微成像技術(shù)應(yīng)用逐步成為常態(tài)化。另外，隨著社會公眾安全、環(huán)保意識的提高，化學(xué)合成和制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)朝無害化、綠色化和綜合化發(fā)展已成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然趨勢。所以，重新研究和規(guī)范“三基”內(nèi)涵、修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本內(nèi)容是非常有必要的[7－11]。

5.3 出臺“實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)”的規(guī)范性指導(dǎo)文件

化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和操作方法很多都是長期經(jīng)驗(yàn)的積累。對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的初學(xué)者來說，按照這些方法進(jìn)行規(guī)范操作能夠保證他們安全、順利地完成實(shí)驗(yàn)并獲得準(zhǔn)確、重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這對定量分析操作尤其重要。誠然，對于個(gè)別實(shí)驗(yàn)操作究竟怎么做才最合理，不同學(xué)校之間可能存在爭議，這恰恰體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)操作技能和方法的經(jīng)驗(yàn)性特征。另外，有些做科研的教師聲稱，在科研實(shí)驗(yàn)室中有時(shí)沒有按照基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)所教的方式操作，也沒有發(fā)生什么問題，從而質(zhì)疑規(guī)范操作的必要性。這種質(zhì)疑顯然是不可取的。此次競賽中暴露出的實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范問題有些非常觸目驚心，如果任其發(fā)展，將會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下滑，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。此外，近十多年來，新實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法不斷涌現(xiàn)，如何總結(jié)和規(guī)范這些新的實(shí)驗(yàn)操作，編寫新的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和相關(guān)指導(dǎo)書，具有緊迫和現(xiàn)實(shí)的意義。

5.4 進(jìn)一步提高安全意識，養(yǎng)成防護(hù)習(xí)慣

近年來，隨著國家投入的大幅度增加，我國高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)水平與國外著名高校間的差距迅速縮小，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全設(shè)施建設(shè)也已接近國際標(biāo)準(zhǔn)[12]，但不可否認(rèn)，我國高校實(shí)驗(yàn)室在安全意識教育、安全制度建設(shè)、安全管理方面與國際一流大學(xué)仍有較大差距。此次競賽，英國謝菲爾德大學(xué)的Julie Hyde博士和美國密西根大學(xué)的Brian P.Coppola教授特別強(qiáng)調(diào)，在歐美大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)者必須要穿戴好安全防護(hù)裝備才能進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū)，否則將給予相應(yīng)的處罰。而反觀我們，不僅是學(xué)生，甚至我們的教師，也包括那些在歐美等高校留學(xué)或進(jìn)修過的教師，整體的實(shí)驗(yàn)室安全意識都很薄弱，對于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等以儀器為主的實(shí)驗(yàn)室，大部分教師和學(xué)生沒有穿戴安全防護(hù)裝備的習(xí)慣。這表明，我們的安全意識教育還必須大力加強(qiáng)，應(yīng)該進(jìn)一步強(qiáng)化安全防護(hù)要求和考核，使實(shí)驗(yàn)室安全深入人心，變成每位教師和學(xué)生的自覺行動。各化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心還應(yīng)注重細(xì)節(jié)和落實(shí)，制訂應(yīng)急預(yù)案，配備急救措施，建設(shè)報(bào)警條件等。另外，實(shí)驗(yàn)服應(yīng)由實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)一回收洗滌，不得由實(shí)驗(yàn)人員帶出實(shí)驗(yàn)室。

[1]朱亞先,張樹永,陸靖,鄭蘭蓀.中國大學(xué)教學(xué),2015,No.2,31.

[2]段連運(yùn).大學(xué)化學(xué),2002,No.5,64.

[3]張樹永,張劍榮,陳六平.大學(xué)化學(xué),2009,44(4),24.

[4]張樹永.中國大學(xué)教學(xué),2015,No.3,55.

[5]曾秀瓊,趙華絨,譚桂娥,蔡吉清,方文軍.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015,32(4),179.

[6]夏春蘭,鄧立志,劉欲文,龔淑玲,黃馳.大學(xué)化學(xué),2011,26(4),17.

[7]陳六平,鄒世春,石建新,劉鵬,楊洋溢.大學(xué)化學(xué),2007,22(1),14.

[8]沈永雯,俞娥,梁永民.大學(xué)化學(xué),2014,29(1),26.

[9]雷杰,高翔,馬林,張晉芬,莊繼華.大學(xué)化學(xué),2012,27(1),16.

[10]蘇碧云,李磊,劉祥,孟祖超.大學(xué)化學(xué),2012,27(2),34.

[11]李愛峰,孫愛玲,柳仁民.大學(xué)化學(xué),2012,27(6),29.

[12]王燕,殷馨,孫學(xué)芹,熊焰.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015,32(2),208.

Examination Analysis and Problem Thinking on the 10th National Undergraduate Chemistry Laboratory Tournament

ZHAO BinZHANG Wen-WeiZHANG Jian-Rong*
(School of Chemistry&Chemical Engineering,Nanjing University,Nanjing 210023,P.R.China)

This paper summarizes the 10th National Undergraduate Chemistry Laboratory Tournament, analyzes the problems existing in current experiment teaching which are reflected in the tournament,and gives some reform suggestions on the basic contents of experiment teaching and the standardization of experiment operation.

Undergraduate chemistry laboratory tournament;Experiment teaching;Teaching reform

G64；O6

*通訊作者，Email:jrzhang@nju.edu.cn

國家自然科學(xué)基金會人才培養(yǎng)項(xiàng)目(J1103310)和支撐條件建設(shè)(J1210030)；江蘇省高校品牌專業(yè)項(xiàng)目(2015－2019年)

10.3866/PKU.DXHX201609016

www.dxhx.pku.edu.cn