地方本科院校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與探討

陳利強(qiáng)　陳麗華　曲陽　朱明霞　孫晶　孫麗娜

摘? ?要：無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)類專業(yè)本科生的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，對訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能、養(yǎng)成科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。結(jié)合黑河學(xué)院的實(shí)際情況，從轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)、強(qiáng)化安全教育、貫徹綠色理念、改進(jìn)考核方式等方面對無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);科學(xué)素養(yǎng);教學(xué)理念;考核方式

化學(xué)是一門自然學(xué)科，這門學(xué)科的建立基于人類不斷地探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)，人類需要通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)不斷地感知自然、探索自然[1]。因此，人類學(xué)習(xí)化學(xué)的重要途徑之一就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是黑河學(xué)院化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和生物等3個專業(yè)本科生的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。該課程對訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能和科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成具有重要的意義。在實(shí)踐過程中，該課程不能局限于對學(xué)生知識的傳授與操作能力的培養(yǎng)，還應(yīng)該聚焦于學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的開發(fā)。

黑河學(xué)院是在1958年創(chuàng)辦的黑河師范?？茖W(xué)校基礎(chǔ)上發(fā)展而來，2004年5月晉升為本科院校。學(xué)校坐落在國家首批沿邊開放城市—黑河市，與素有“大學(xué)城”美譽(yù)的俄羅斯布拉戈維申斯克市隔江相望，是中俄邊境線上中國境內(nèi)唯一一所省屬普通高等本科院校。學(xué)校本著“立足北疆﹑服務(wù)地方﹑面向全國”的育人模式，始終堅(jiān)持以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為教學(xué)工作重心，同時，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研融合和校企合作訂單式人才培養(yǎng)模式，突出學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，目的是為黑河地區(qū)乃至全國其他地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供人才支撐。培養(yǎng)好應(yīng)用型人才離不開實(shí)踐教學(xué)的支撐。而無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為黑河學(xué)院化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和生物等3個專業(yè)本科生的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，其教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)模式對后續(xù)實(shí)踐課具有至關(guān)重要的導(dǎo)向作用。因此，著力提高無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，一方面能為后續(xù)實(shí)踐教學(xué)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，另外一方面，對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)、良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)等都具有重要意義[2]。筆者根據(jù)自身10年的教學(xué)實(shí)踐，從一定角度對地方本科院校的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些探索及思考。

1? ? 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

筆者在10年教學(xué)過程中，做過3屆應(yīng)用化學(xué)專業(yè)班級的班主任，通過對學(xué)生檔案分析發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生來自農(nóng)村。眾所周知，大部分農(nóng)村中學(xué)因?yàn)楫?dāng)?shù)刎斦С至Χ扔邢?，?shí)驗(yàn)條件難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)100%開出率，甚至部分學(xué)校連演示實(shí)驗(yàn)課都不開設(shè)。這就導(dǎo)致大部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識只是停留在書本知識或者視頻中。初、高中階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)不牢固，就會形成重理論、輕實(shí)踐的觀念，其后果就是這部分學(xué)生意識不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對其知識結(jié)構(gòu)形成的重要性。另外，在教授物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)個別學(xué)生態(tài)度不夠端正。在與學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題進(jìn)行交流時，對問題溯源時發(fā)現(xiàn)，很多不良習(xí)慣在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中沒有得到糾正，如分組實(shí)驗(yàn)時，有學(xué)生自始至終作為旁觀者，最后抄襲同組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報告，也有同學(xué)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)不一致時，亂改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，目的是獲得一個較高的分?jǐn)?shù)。以上教學(xué)亂象不但無法達(dá)到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)有教學(xué)效果，還會對后續(xù)其他實(shí)踐教學(xué)帶來不良影響。因此，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一課必須加強(qiáng)教學(xué)理念教育，讓學(xué)生和實(shí)驗(yàn)教師都牢記實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念是訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能和科學(xué)素養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容需要不斷融進(jìn)新的知識及實(shí)驗(yàn)方案，有些老師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，10年甚至20年都沒有更新。而整個社會經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，這就容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)與社會發(fā)展需求脫節(jié)。因此，要在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，一方面緊跟社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的腳步，另一方面緊跟科研前沿的步伐。只有這樣，培養(yǎng)出來的學(xué)生才不會跟社會需求脫節(jié)，學(xué)生才能在每次實(shí)驗(yàn)過程中切身感受化學(xué)突破都是在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐過程中取得的，同時，也能培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

2? ? 梯度化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提升創(chuàng)新能力

在現(xiàn)有教學(xué)模式中，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)的項(xiàng)目主要是“照方抓藥式”的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。該教學(xué)模式導(dǎo)致很多學(xué)生甚至老師，都認(rèn)為無機(jī)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的就是通過單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生基本操作能力。這種觀念一旦形成，不僅不利于本課程實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，還不利于后續(xù)實(shí)踐課程教學(xué)目的的實(shí)現(xiàn)。綜合考慮學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的參差不齊，建議無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該分層次教學(xué)，在大一上學(xué)期開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要是基本操作型實(shí)驗(yàn)，目的是訓(xùn)練學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室掌握正確的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能。如對儀器設(shè)備的認(rèn)知、固體和液體的稱量取、加熱、冷卻、過濾、結(jié)晶等操作以及玻璃儀器的洗滌、干燥、常見氣體制備裝置的搭建等，上述實(shí)驗(yàn)課的課時按照2學(xué)時設(shè)置。在大一下學(xué)期，就可以在繼續(xù)夯實(shí)學(xué)生基本操作的基礎(chǔ)上開設(shè)一些綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，如通過無機(jī)物或配合物的制備、分離、分析、表征等，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。這些實(shí)驗(yàn)課的課時可以按照3學(xué)時設(shè)置。對于一些想進(jìn)一步深造或者想進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，可以向教師提出參加開放實(shí)驗(yàn)的要求。在開放實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生最好結(jié)合相關(guān)老師的科研項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)﹑通過對文獻(xiàn)的深度分析提出科學(xué)問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并跟指導(dǎo)教師討論，形成最終實(shí)驗(yàn)方案并積極推進(jìn)，形成相關(guān)的材料，通過無機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和應(yīng)用創(chuàng)新的能力。

3? ? 強(qiáng)化安全教育，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)好習(xí)慣

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是提供化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件及進(jìn)行科學(xué)探究的重要場所，因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展離不開化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。而實(shí)驗(yàn)室通常配有化學(xué)藥品柜，里面裝有多種常見的化學(xué)藥品，實(shí)驗(yàn)室還有各種實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)所需氣體的儲存鋼瓶等。因此，學(xué)生進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)室之前，一定要仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)規(guī)則，進(jìn)行安全教育并考核，只有考核優(yōu)秀后才可讓其嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作[3]。實(shí)驗(yàn)室因?yàn)樘幹貌划?dāng)及其他原因?qū)е碌陌踩鹿视|目驚心。例如，2018年北京交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室爆炸案，3位同學(xué)在此次爆炸中身亡，2016年華東理工大學(xué)1名碩士因中試實(shí)驗(yàn)爆炸而遇難;2015年清華大學(xué)1名博士后在實(shí)驗(yàn)室爆炸中身亡。每一次高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室安全事故，都是對各個設(shè)有化學(xué)類專業(yè)高校的一次警醒，時刻提醒著每一位化學(xué)類專業(yè)老師和學(xué)生必須繃緊安全教育的神經(jīng)。

化學(xué)類專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生是面向生產(chǎn)﹑服務(wù)和管理等一線應(yīng)用型人才。因此，對他們強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室安全教育，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣具有重要意義。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)類專業(yè)學(xué)生上的第一門實(shí)踐課程，基于以下兩方面原因需要對學(xué)生進(jìn)行安全教育和良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成。（1）學(xué)生安全意識水平參差不齊，大多數(shù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能差，缺乏安全意識和突發(fā)事件應(yīng)急處理的經(jīng)驗(yàn)。（2）學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課就不可避免地要親身接觸和使用各種有毒性、腐蝕性、易燃性和易爆性的化學(xué)試劑以及各類實(shí)驗(yàn)所需的玻璃器皿及實(shí)驗(yàn)裝置等。好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣不是一天養(yǎng)成的，是需要大家共同努力才能達(dá)成的目標(biāo)。首先，在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)以前，化學(xué)實(shí)驗(yàn)授課老師應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行安全教學(xué)培訓(xùn)，只有考核達(dá)到優(yōu)秀水平才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。其次，在實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生查明實(shí)驗(yàn)所用試劑的理化性質(zhì)﹑安全特性及注意事項(xiàng)等，熟悉實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備的操作規(guī)程并檢查實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備是否能正常運(yùn)行等。再次，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該加強(qiáng)巡視，及時指出學(xué)生的不規(guī)范操作并及時示范正確的操作。最后，同組的同學(xué)要相互加強(qiáng)監(jiān)督，確保實(shí)驗(yàn)操作安全進(jìn)行。良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣不但有利于學(xué)生今后實(shí)驗(yàn)操作的安全，還有利于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。

4? ? 培養(yǎng)環(huán)保意識，貫徹綠色理念

化學(xué)每一次歷史性進(jìn)程的突破，在改善人類生活的同時，也會對自然界的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。如塑料袋的發(fā)明極大地便利了人民的生活，但是也使生態(tài)環(huán)境中充滿了廢棄的塑料及微塑料，嚴(yán)重危害人類的健康和社會的安定。因此，為促進(jìn)人類與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，綠色化學(xué)作為一門新興的學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課在開設(shè)的過程中，實(shí)驗(yàn)教師有責(zé)任將綠色化學(xué)理念貫穿于整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中盡可能拒用一些毒性比較大的藥品，可以通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或者藥品替換達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。不可替換的毒性或者危險性較大的藥品，應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)過程中減少其用量。能夠循環(huán)使用的藥品，盡可能循環(huán)使用，對于可回收利用或者能再生的藥品也盡量再生，目的是讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品的使用達(dá)到綠色化。每次實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)教師都要對學(xué)生強(qiáng)調(diào)“三廢”分類處理的重要性，采用提問的方式考查學(xué)生不同廢物處理的操作等。

5? ? 改進(jìn)考核方式，注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)

以往無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核比較隨意，平時分占30%，有些實(shí)驗(yàn)教師讓學(xué)生交一篇論文，以論文來定平時分，這種考核方式已經(jīng)不再適用。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種多因素、多層次、多環(huán)節(jié)的綜合行為，不能單純地通過一篇論文或者實(shí)驗(yàn)報告來定學(xué)生的分?jǐn)?shù)。要想培養(yǎng)出具有優(yōu)異綜合素質(zhì)的學(xué)生，必須從如下方面對學(xué)生進(jìn)行全面評估，如實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告及提問情況、實(shí)驗(yàn)時是否遵守紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)態(tài)度是否端正、是否具有良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)操作是否準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察記錄是否真實(shí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理是否真實(shí)、實(shí)驗(yàn)報告整潔程度及是否對一些現(xiàn)象進(jìn)行了合理的解釋。為了使實(shí)驗(yàn)成績的評定更加客觀、公正及經(jīng)得起檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該對每個考核項(xiàng)制定詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)及所占分比例。這種考核方式可能會增加教師的工作量，但是減少了實(shí)驗(yàn)教師隨意打分的情況，還能有效促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。否則，有些學(xué)生在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課程中會表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范及安全意識不強(qiáng)等問題。

6? ? 結(jié)語

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的首門實(shí)驗(yàn)課程，其教學(xué)效果將直接影響學(xué)生后續(xù)求學(xué)生涯甚至參加工作之后的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素養(yǎng)。因此，本著對學(xué)生和社會負(fù)責(zé)的態(tài)度，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該緊跟時代步伐﹑與時俱進(jìn)﹑勇于創(chuàng)新，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該引領(lǐng)其他基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)向前發(fā)展。

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