材料物理與化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探索

張海燕　　張雷

摘要：以大學(xué)本科材料物理與化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為研究對象，結(jié)合近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，簡要分析目前學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中存在的普遍問題。重點(diǎn)研究非化學(xué)專業(yè)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用的教學(xué)方式，簡要探討提高教學(xué)質(zhì)量，增加學(xué)習(xí)效率的方法，旨在通過學(xué)習(xí)興趣與實(shí)驗(yàn)技能的改進(jìn)與完善，進(jìn)一步提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大學(xué)；基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）04-0257-02

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)課程的重要環(huán)節(jié)，是材料物理與化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門必修實(shí)驗(yàn)課。在本學(xué)院的課程安排中，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是本科二年級學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)知識后開設(shè)的首門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課。通過此課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生加強(qiáng)對化學(xué)基礎(chǔ)理論知識的理解與運(yùn)用，訓(xùn)練學(xué)生的操作技能、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)。然而，通過僅有的一門實(shí)驗(yàn)課來全面掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的各方面知識具有很大的難度。普遍存在的問題是：在不能保證學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的前提下無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。因此，借助對教學(xué)策略以及教學(xué)方式的合理優(yōu)化，提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性具有重要的研究意義。本文作者結(jié)合近幾年來在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中存在的問題及學(xué)科現(xiàn)狀，探索提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的新方法與新策略。

一、材料物理與化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀分析

1.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，投入精力不足?；瘜W(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，化學(xué)基礎(chǔ)理論與規(guī)律都源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，離開了實(shí)驗(yàn)也就談不上化學(xué)。然而，化學(xué)相關(guān)課程在材料物理與化學(xué)專業(yè)中所有必修課程中占有的學(xué)時(shí)比例較低。對大部分學(xué)生而言，在有限的學(xué)時(shí)里很難對化學(xué)實(shí)驗(yàn)課產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。即使部分學(xué)生在高中階段對化學(xué)學(xué)科產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，目前開設(shè)的幾門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課無法滿足他們對化學(xué)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，久而久之學(xué)習(xí)興趣也逐漸降低。與其他專業(yè)課程一樣，學(xué)習(xí)興趣是掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識和理論的前提，是提高學(xué)習(xí)效率的重要方法之一。因此，提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)效性首先要解決的問題是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與基礎(chǔ)理論知識聯(lián)系性較差，無法運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)理論的實(shí)際應(yīng)用與具體體現(xiàn)，每一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都有完整的化學(xué)理論或者化學(xué)反應(yīng)機(jī)理相匹配?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路就是通過一系列實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理與分析，驗(yàn)證基礎(chǔ)化學(xué)理論中的某一知識點(diǎn)。一般來說，學(xué)生應(yīng)該熟練掌握化學(xué)理論基礎(chǔ)知識，并能用學(xué)到的化學(xué)基礎(chǔ)知識去解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出預(yù)判。然而，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生沒有很好地掌握理論知識，對實(shí)驗(yàn)中每一個(gè)步驟操作的目的性半知半解，只能按照實(shí)驗(yàn)講義機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的之一是讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，直接獲取大量的化學(xué)事實(shí)，加深對基本理論和概念的理解，并進(jìn)一步用于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。如果能夠?qū)W(xué)習(xí)到的化學(xué)基礎(chǔ)知識運(yùn)用到具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中，對提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性具有重要的意義。

3.實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論數(shù)據(jù)偏差較大。實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)順利完成的前提，不規(guī)范的操作會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差，甚至可能無法保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，有些學(xué)生因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器的使用不熟練，使得他們在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差很大。以“溶液的配制與酸堿滴定”為例，由于移取液體的體積偏差較大，導(dǎo)致最后多次滴定數(shù)據(jù)均不能在誤差允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差很大?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的之一是讓學(xué)生通過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，較規(guī)范地掌握基本操作技術(shù)，正確使用各類儀器，培養(yǎng)獨(dú)立操作能力。而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，目前學(xué)生在實(shí)驗(yàn)規(guī)范性操作方面還有待進(jìn)一步提高。

二、探索教學(xué)新方法，提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)效性

為了能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目的，需要針對上述問題，調(diào)整教學(xué)方法。本文作者結(jié)合近幾年在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積累的經(jīng)驗(yàn)，探索幾種提高教學(xué)時(shí)效性的方法。

1.探索應(yīng)用實(shí)例式教學(xué)方法，提高學(xué)生對基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣。應(yīng)用實(shí)例式教學(xué)方法是指在實(shí)驗(yàn)課中，添加一些與日常生活相關(guān)的實(shí)例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生興趣低，一方面是其對實(shí)驗(yàn)課程熟悉程度不夠，只能機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)；另一方面是對實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容不感興趣，無法調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情。針對這一問題，可以在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，添加一些能夠引起學(xué)生興趣的內(nèi)容，或者適當(dāng)?shù)貙⒕唧w的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與日常生活中的某些現(xiàn)象聯(lián)系，提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的關(guān)注度，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)效性。例如，汽車雨刷器使用的玻璃水采用添加醇類分子降低凝固點(diǎn)的方法，使得玻璃水在冬天-40℃以上都可以使用。通過日常生活中的應(yīng)用實(shí)例，再加上從理論方面進(jìn)一步的介紹相關(guān)內(nèi)容，會(huì)在很大程度上提高基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)效性。

2.探索討論式教學(xué)方法，加強(qiáng)對基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)化學(xué)知識的聯(lián)系。討論式教學(xué)是指在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中，針對某一具體的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者相關(guān)基礎(chǔ)理論知識，教師與學(xué)生共同開展深入的研究與討論。學(xué)生在這一過程中可對已學(xué)過的化學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行梳理，同時(shí)又可以提升對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解。盡管討論式教學(xué)方法在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到了教師的普遍采用，但是目前仍舊以教師講授為主，只有少數(shù)學(xué)生參與，而大部分學(xué)生沒有參與到討論過程中。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師可以就某一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生多發(fā)言、多討論，盡可能讓所有學(xué)生都參與到討論中。讓學(xué)生主動(dòng)地回顧學(xué)過的相關(guān)知識點(diǎn)，分析目前實(shí)驗(yàn)課程中涉及到的理論知識來得到相應(yīng)的結(jié)論。

3.探索拓展式教學(xué)方法，進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ健Ｍ卣故浇虒W(xué)方法是指在現(xiàn)有的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過引導(dǎo)、協(xié)助學(xué)生拓展知識水平，設(shè)計(jì)綜合性更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，展示與提升學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。拓展式教學(xué)方法，對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，提供了一次補(bǔ)充、復(fù)習(xí)和鞏固基礎(chǔ)化學(xué)知識的機(jī)會(huì)；為基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的學(xué)生提供一次展示能力、提升實(shí)驗(yàn)水平的機(jī)會(huì)。通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能自行查找資料、設(shè)計(jì)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、獲取數(shù)據(jù)，分析問題、解決問題，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和獨(dú)立工作的能力。在拓展式教學(xué)方法中，學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，可以是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中某個(gè)實(shí)驗(yàn)的延伸，也可以是基于化學(xué)基礎(chǔ)知識中的某個(gè)理論、公式，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或者證實(shí)該理論。

4.監(jiān)督學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁?xí)慣。基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及許多操作技能，每一步操作的嚴(yán)格性、準(zhǔn)確性直接影響最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在復(fù)雜、多步驟的實(shí)驗(yàn)過程中也可以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)以及未來科學(xué)研究的學(xué)術(shù)態(tài)度，因此，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣與傳授相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識同樣重要，甚至比理論知識學(xué)習(xí)更重要。以“常壓過濾和減壓過濾”為例，要求學(xué)生必須按照規(guī)定操作完成實(shí)驗(yàn)。否則，會(huì)出現(xiàn)透濾等不正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的就是要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、勤奮好學(xué)的思想品質(zhì)、一絲不茍的工作作風(fēng)、條理整潔的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神、勇于開拓的創(chuàng)新意識，為今后的科研工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

從教育教學(xué)體系的發(fā)展角度上說，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是化學(xué)理論課的延續(xù)。要求學(xué)生既要掌握一定的基礎(chǔ)化學(xué)知識，又要能夠采用規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)。合適的教學(xué)方法對于實(shí)現(xiàn)教學(xué)大綱的目的，具有重要的意義。本文通過總結(jié)分析近年來基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問題，從多個(gè)角度探討教學(xué)方法的改進(jìn)與優(yōu)化，旨在提升基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)效性?？偠灾?，本文對基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)的分析與總結(jié)，希望能夠?yàn)榻窈蠡瘜W(xué)相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一定的參考與幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]張國艷，朱萬春.物理化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理與建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（4）：235.

[2]鄧鵬飛，羅由萍，吳水星.大類培養(yǎng)下普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].廣東化工，2017，44（5）：193.

[3]汪大海，付強(qiáng).材料物理與化學(xué)專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（1）：103.

[4]黎紅梅，劉靜，王險(xiǎn)峰.大一基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐與總結(jié)[J].大學(xué)化學(xué)，2011，25（5）：39.endprint