談化學實驗教學新方向

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摘要:高校化學實驗教學是我國高校化學教學的最常用的教學方式之一，可以同時培養學生的實踐操作能力、創新思維和創新意識的創新能力。文章對化學實驗教學的發展現狀、存在的主要問題進行分析之后，提出化學實驗應以驗證性實驗為基礎，將驗證性和探究性實驗，綜合性和設計性實驗，環保型和實用型實驗相結合，探索出了新形勢下符合具有綜合素質高校學生的高校化學實驗教學的新思路。

關鍵詞:大學化學;實驗教學;教學設計

化學實驗是研究化學學科重要的研究方法，也是推動化學學科發展的動力和源泉。高校化學實驗課程是化學類及相關專業學生的必修課，課程的設置不僅能幫助學生加強對理論知識的理解，提高學生的動手能力、創新思維，也能鍛煉學生的自主思考學習能力和解決問題的能力，進一步培養學生的科研能力。在現有的實驗內容中，驗證性的實驗較多，研究性的實驗較少，單元操作較多，綜合實驗較少，基礎實驗多，探究型實驗少。在教學方法上，以老師講授為主，學生按步操作。在教學時間上，每個實驗幾個課時已經僵化固守。可見傳統的教學內容和教學方法顯然已經不適應新時代對高校教育的要求。特別是對一些無法講述的化學反應現象和變化問題的講解具有不可替代的作用，因此高校化學實驗教學一直以來是化學教學中不斷探索、追求完善的過程。筆者結合實際教學經驗，集中探索了化學實驗教學的新方向新思路［1－13］。

1驗證性和探究性實驗相結合

目前高校針對基礎化學教學實驗一般都是驗證性為主的重復性實驗，目的是讓學生對已學知識有一個深刻的理解，并掌握基本的化學實驗手段，實驗用品使用及實驗儀器操作，規范學生的實驗行為，夯實化學基礎。但存在同學們總是按照實驗書進行操作，大部分學生知其然不知其所以然，只是一名操作工。忽視實驗設計和創新能力的培養，只能是“只會按教材做實驗的呆板式教育”。創新不但是培養學生創新意識，還要培養學生實踐創新想法的能力。探究性實驗在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動。判斷實驗是屬于驗證性還是探究性的，關鍵在于教師對教學實驗目標的設定。例如，我們對于有機合成實驗，若教師先給學生以結論，而后利用實驗驗證，最后通過實驗驗證得出結論的屬于驗證性實驗。若先引導學生猜想，設計不同的合成路線，實施實驗操作，探討不同合成方法、反應條件下對合成反應的影響，通過分析實驗現象或數據得出結論，則該實驗就為探究性實驗。驗證性實驗是對化學理論學習的有效補充，直奔主題，能節省一定的教學時間。探究性實驗則是在于激發興趣、學習解決問題的思路與方法，以及培養學生的邏輯思考和動手能力。當教師對實驗進行設計的時候，教師要從實際出發，認真研究學生的知識構架和認知特征，探究實驗課程內容的選擇，采用驗證性實驗和探究性實驗相結合，以鞏固學生實驗基礎，提高學生創新能力動手能力為目的。

2綜合性和設計性實驗相結合

綜合性實驗強調的是實驗內容涉及課程的綜合知識或與本課程相關知識的實驗的綜合運用。現代化學已經發展為各門學科縱橫交叉，相互滲透和相互融合的科學。為適應現代化學的發展，在實驗教學中應該有意識地將各種學科進行相互滲透。考查學生在具有一定知識和技能的基礎上，運用某一門課程或多門課程的知識、技能和方法綜合分析和應用。綜合性實驗設置上要避免與基礎性實驗重復，注重內容的研究性和知識性。設計性實驗則是以學生為出發點，讓學生自己結合多門學科知識和多種實驗原理，在給定的題目及目的下，自行設計實驗方案和試驗條件，自行選定儀器設備、擬定實驗步驟、分析實驗數據完成實驗。或者在學生閱讀文獻的基礎上，自行設計實驗方案來完成實驗。實驗設計將實驗的主動權交給學生，但并不是讓學生任意為之，隨意設計。要強調實驗設計的原則，首先，安全第一，實驗設計中要對學生強調安全意識，防止有毒有害物質，注意實驗操作流程;其次，要符合一定的化學原理，不能出現科學性的錯誤;第三，程序要合理，多步驟實驗要注意實驗的先后問題;第四，裝置設計連接要合理，要求實驗儀器的連接必須合理、正確。經過實驗方案的設計實施過程，學生學會了如何將所學的理論應用于實踐中，并逐漸培養獨立科研的意識。課程過程中采用小組分工協作的方式，不僅提高個人能力，而且增強團隊合作能力。實驗后期還要按照期刊格式撰寫論文，并進行集中報告與答辯。教育部文件《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》指出:“積極推進研究性教學，提高大學生的創新能力。高等學校的所有實驗室和圖書資料室都要向學生開放，建立大學生盡早進入實驗室研究的基本制度和運行機制。要增加綜合性與創新性實驗，提供豐富的教學參考資料，積極推進討論式教學、案例教學等教學方法和合作式學習方式，引導大學生了解多種學術觀點并開展討論、追蹤本學科領域最新進展，提高自主學習和獨立研究的能力。”提高實驗課程中綜合性、設計性實驗比例，拓展實驗內容，按照教學規律和實驗技能要求組織實驗。在綜合性、設計性實驗項目的選擇上，既要考慮實驗內容的復合性、方法的多元性、手段的多樣性、培養的多樣性，從而達到設計實驗的培養目的。

3環保型和實用型實驗相結合

化學實驗過程中不可避免的會產生廢棄物，如果將其直接排入下水道和大氣中，都會對環境造成污染。在注重環境保護崇尚綠色生活的今天，如何控制減少實驗污染對環境的損害是對我們每一個教學工作者的考驗。以有機實驗為例，藥品的使用和操作過程中都可能會對環境產生危害。因此，我們要探究對實驗進行優化的方法。創設綠色環保型化學，從源頭上控制污染，實驗設計中我們要遵循不用危險品，盡量減少實驗試劑用量，藥品的循環使用和回收。在有機實驗操作中，選用無毒或低毒試劑來替換有毒有害物質，拒絕使用一些無法替代，又無法回收、再生和重復使用的毒副作用、污染作用明顯的原料。其次，減少用量，將一些常規化實驗設計轉化為微量實驗，并通過實驗條件的優化提高轉化率、減少損失率。重復使用實驗過程中使用的催化劑、載體等。回收未反應的原料、副產物、助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。將前一個反應的產物用作下一反應的原料，提高化學試劑的重復利用率。除對實驗設計的環保要求外，我們還要通過聯系生產，生活實踐，培養學生理論聯系實際的能力培養實用型人才。高校中很多部門都肩負著研究、教學、產業化的任務，在實驗室設備使用過程中，對于提高教師的綜合素質，特別是提高教授跨出本專業，結合化學專業知識進行系統學習和轉化知識，對實際操作和創新設計能力的提升都具有特殊的作用。產學研相結合可以形成強大的研究、開發、生產一體化的先進系統并進行整合，最終形成綜合優勢。教學是大學穩定之基，科研則是強校之本。實驗內容可根據需要調整或擴展，以滿足不同層次的需求。為了強化學生的綜合能力，提升學生的整體素質，結合實驗室的使用情況，每學期安排開放實驗，以供學生自行安排進入實驗室。學生可以自己動手操作儀器，參與儀器的調試與操作，也可以自行選題，獨立實驗，結合以后自身發展相關的內容，變被動為主動。把校內實驗與校外實習相結合，讓學生自覺過渡到社會實用中去，與相關企業合作，產學研結合，使學生提前做好融入社會的能力和心理準備。

4結語

本文基于化學實驗教學中遇到的問題，結合新時期發展對教師和學生提出的要求，思考化學實驗教學的新方向，對傳統實驗教學模式進行大膽改革，夯實學生“基本原理、基本方法、基本操作的掌握、推進實驗新體系、新內容、新方法的建設和實施、促進學生學習能力、實踐能力、創新能力的培養。做到驗證性和探究性，綜合性和設計性，環保型和實用型實驗相結合，努力提高本科化學實驗教學。理論聯系實際，我們要根據實際需要采取實驗焦旭改革措施提高學生學習的積極性和主動性，在實踐過程中進一步完善學生的知識體系，實驗能力和科學意識。教學方向的改變基于學校，教師和學生的共同努力，只有三者相互配合，相互支持，相互理解，教學方向才能向著預期的目標前進。明確方向，立定目標，踏實實行，認真總結，化學實驗教學中要融入各種智慧和對現實條件的充分認識。中國正處在各項轉型的關鍵時期，化學實驗教學也要積極努力的對自身進行改變，結合社會轉變中出現的問題，提高化學教學的時效性，實用性和實踐性。

作者:范穎 高瑞晗 張前軍 單位:貴州大學化學與化工學院

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