地方高校无机化学实验教学改革探索

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地方高校无机化学实验教学改革探索

张萍花，刘文雪，王红艳，卓　馨，马坤琴，周　进，李静静

（宿州学院化学化工学院，安徽宿州　２３４０００）

摘要：无机化学实验是化学相关专业学生进入大学接触的第一门基础实验课，其在提高学习兴趣、强化教学效果有着极其重要的作用。

传统无机化学实验教学模式不能很好地适应高校应用型人才培养需求，因此改革迫在眉睫。针对无机化学实验教学现状，拟在理论与实验同步化、实验类型多样化、加强安全教育、微型实验、创新实验教学方式、优化考核机制六个方面对其进行改革，以期提高教学效果和学生在教学中的主体地位。关键词：无机化学实验；教学模式；改革探讨中图分类号：Ｇ６４２．４２３　　　　文献标识码：Ｂ　　　　文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１５－０１６７－０２

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＲｅｆｏｒｍｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅａｃｈｉｎｇｉｎＬｏｃａｌ

ＣｏｌｌｅｇｅｓａｎｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ

ＺｈａｎｇＰｉｎｇｈｕａ，ＬｉｕＷｅｎｘｕｅ，ＷａｎｇＨｏｎｇｙａｎ，ＺｈｕｏＸｉｎ，ＭａＫｕｎｑｉｎ，ＺｈｏｕＪｉｎ，ＬｉＪｉｎｇｊｉｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｕｚｈｏｕ　２３４０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｂａｓｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｕｒｓｅｔｈａｔｓｔｕｄｅｎｔｓｏｆｃｈｅｍｉｓｔｒｙｒｅｌａｔｅｄ

ｍａｊｏｒｓｃｏｍｅｉｎｔｏｃｏｎｔａｃｔｗｉｔｈａｆｔｅｒｅｎｔｅｒｉｎｇｔｈｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｉｔｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｌｅａｒｎｉｎｇａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅｌｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｃｏｌｌｅｇｅａｐｐｌｉｅｄｔａｌｅｎｔｓｔｒａｉｎｉｎｇ，ｓｏｉｔｉｓｕｒｇｅｎｔｔｏｒｅｆｏｒｍｔｈｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ

，ｉｔｉｓｐｌａｎｎｅｄｔｏｒｅｆｏｒｍａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ

ｓｉｘａｓｐｅｃｔｓ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇｔｈｅｏｒｙａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｄｉｖｅｒｓｉｆｙｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｙｐｅｓ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｓａｆｅｔｙｅｄｕｃａｔｉｏｎ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｍｉｃｒｏ－ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｉｎｎｏｖａｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔ＇ｓｍａｉｎｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ；ｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅｌ；ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｒｅｆｏｒｍ　　化工类实验始于无机化学，是大学生接触的第一门专业实验课程其在引导学生进入专业学习、激发学习兴趣、培养良好实验习惯和实践动手能力方面至关重要。因此，高校教师须从行动和思想上重视无机化学实验教学，本着为学生服务的态

１－３］

。对无机度，一切为学生的目的，积极探索实验教学改革［

化学实验教学现存问题与不足，探讨了改革思路，以期提高学生对无机化学实验的学习兴趣和实践创新能力。

接导致学生“照方抓药”，形式机械，降低学生对实验的新鲜感和兴趣，不仅影响实验教学效果，也不利于学生独立思考能力培养和思维发散。

１．３　安全意识薄弱

无机化学实验室中，涉及的化学试剂种类多、数量大，且部分试剂有毒性，有些实验在操作过程中也会产生有毒有害物质，给实验室和周围环境造成污染，同时也可能给学生和教师带来危害。目前我校无机化学实验开课对象是大一新生，中学阶段很少接触各类实验仪器，实验课更是相对较少，新生缺乏实验的基本技能，安全意识也十分薄弱。

１　教学不足

１．１　理论与实验脱节

无机化学理论教学使用的教材大多数具有较强的理论性，编写者缺少工程实践专业知识，注重理论，轻视实验，直接致使理论与实验课程各自独立。另外，理论教学和实验教学分工太过明确，欠缺整体性，理论课程的教学进度不能与实验课程很好地接轨。实验时学生因缺乏对理论知识的理解与掌握，只能盲目、机械地完成实验。显然，如若按照此方式长此以往教学，不仅严重阻碍学生基本技能的训练和创新思维的发散，更大程度上降低了学生对无机化学实验的新鲜感与兴趣。

１．４　节约环保观念欠缺

目前无机化学实验属于药品高消耗和玻璃仪器高损坏的常规实验，多数学生做实验时试剂取用过多，潜意识认为“多多益善”，试剂越多反应越充分实验效果越好，造成了试剂不必要浪费。

１．５　教学模式枯燥

目前无机化学实验以传统模式展开教学，即教师讲、学生做，教师从实验目的到实验数据处理全部演示清楚后，学生才开始动手做实验。学生只要按照教师的思路做，都会得到相似中的现象和结果。在这种灌溉式教学模式驱使下，学生不假思索、按部就班地完成实验，除了对动手能力有所锻炼，根本毫无其他任何意义，一段时间过后对实验没有任何印象，过于依赖教师，没有独自思考和发挥的空间。

１．２　验证性实验偏多

在无机化学实验内容设计中，以验证性实验为主，综合和

设计、应用型实验所占比例极少，严重失衡，导致不能充分发挥教学的协同效应，无疑是不合理的。实验教学中，教师“按图索骥”将更多的时间和精力放在内容和方法的讲解上，只重视实验结果以及数据处理，对其中的设计原理、思路等一笔带过，间

　　收稿日期：２０１８－０５－０８

基金项目：宿州学院《仪器分析》大规模在线开放课程（ＭＯＯＣ）示范项目（ｓｚｘｙ２０１７ｍｏｏｃ０５）；王红艳名师工作室２０１６ｍｓｇｚｓ０７１）；化学工程与工艺教学团队（２０１７ｊｘｔｄ０４５）（

作者简介：张萍花（１９８９—），女，江西上饶人，硕士，助教，研究方向：新能源与绿色化学。

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入微型化。微型教学表明，减少试剂消耗、降低费用、减轻污

染、提高灵活性和实验室利用率、强化学生动手能力、培养认真

［５－７］

。与常规化学实验细致科学作风等方面均具有显著效果１）操作安全，污染较小。相比，微型实验具有以下几种特点：（

微型实验试剂用量少，产物少，生成污染物少，废物排放量少，有效降低对环境的污染，且大大降低了实验的危险性。（２）节约时间，节省经费。微型实验具有仪器简单、反应速率快，实验现象明显等特点，节约实验时间进而提高实验教学质量。另外据大量实验表明，微型实验的实际使用量相比于常规实验节省约９０％，在实验仪器的花费也明显降低，大幅度地节省了实验经费。

提高微型实验占常规实验的比重，引进微型实验装置，开近年来随着我校招生人数的增加，实验室越发拥挤，与此

同时受学时限制，使学生实验课程时间不断减少。封闭管理的传统实验室只能在教师安排好的固定时间内完成规定的实验项目，学生在实验中提出的问题没有时间解决，进一步探索更是空谈。久之，对实验的重视度下降，存在应付实验的心理和做法，严重阻碍了学生对实验的积极主动性的发挥。

１．６　考核形式单一

大部分考核制度按照出勤∶实验报告∶期末操作考试＝１∶３∶

其形式单一，无法较为合理地评价学生对无６的比例进行考核，

机化学实验的掌握程度和个人的思维表达能力、观察动手能力以及发现、分析、解决问题的能力。

２　改革探索２．１　理论与实验同步化

教师可根据无机化学实验教学课表，调整理论教学时间，确保理论与实验内容的一致性、连贯性。理论课程在内容上与部分实验课程紧密联系，有机结合。可使得学生掌握理论知识的同时对相关实验原理有所了解，丰富了实验内容，且缓解了理论课普遍存在的学时少、内容多的矛盾。

教师需明确教学目标，落实教学内容。面对学生实验操作能力的水平参差不齐现象，在实验内容的选取上，可安排必做和选做实验。其中可把综合设计型实验安排为选做内容，学生可根据自身兴趣爱好选择实验内容，以充分调动学生自主学习的积极性，更好达到预期教学效果，实现强化学生实践创新能力的目标。

２．２　实验类型多样化

无机化学实验教材课本中有大量的验证性实验，这对巩固学生基本知识，规范学生基本操作和技能有着举足轻重的作用。随着现代化教育事业的发展，人才培养理念应同等地看待基础知识的学习和实际操作能力的培养。验证性实验，使学生掌握实验的基础理论和基本操作技能，然后再采取由浅及深，由表到里，逐步深入的方式，增加综合性实验、设计性实验，充分调动学生自身的创新思维来研究、解决问题。比如教师可提前将实验的命题交给学生，要求自愿组队，通过查阅有关的资料文献后，设计出实验方案，写好预习实验报告，其中包括：实验目的、实验原理、试剂与仪器、实验步骤、注意事项及实验预期现象与结果等，待实验指导教师审阅合格后方可独立完成实验。

“授之以鱼不如授之以渔”的道理在无机化学实验教学中也屡试不爽。如可大量增加开发新技术实验，使得学生将学习到的基本技能应用到设计实验中，既可让学生体会学以致用的重要性，又能激发学生学习的兴趣与热情，提高学生的思维能力和创新能力。

２．３　加强安全教育

将实验室的安全制度、操作规程等作为入学教育的必修内

容，在学校网站上建立有关化学实验室安全知识的培训平台［４］，新生初次进入实验室前，要求其该平台上认真学习安全知识，并且做相关的练习题，不及格不允许其进入实验室。增强环保意识，积极主动地参与安全环保实验学习中，强化严谨的实验作风，为以后从事相关研究奠定基础。

在实验方案设计过程中，积极倡导教师将绿色化学理念融入设计实验。采取一系列有效措施使化学实验对环境污染降到最低。在拟定实验方案前，了解试剂性质，避免使用有毒或污染较大物质，选择安全系数高、对环境污染小的实验方法和实验装置，如若无法避免，实验方案必须包括有效的保护和紧急处理措施，加强实验室通风、散气。

２．４　微型实验

近年，微型无机化学实验在国内外发展较快，化学实验渐

展微型实验，减少试剂用量，加强试剂综合利用。对实验中的废液、废渣等进行专门的回收与处理，节约药品，减少污染的同时，还传授给学生良好的环保意识和习惯。例如在“含银废液中回收银”的实验中，可以利用水合肼作还原剂的方法进一步蒸馏得到银单质。不仅减少了实验药品的消耗，还防止含银废液对水体、环境等造成污染。此方法经过最初构想，初步尝试，现今在我校已经步入正轨，取得了较好的教学效果。

２．５　创新教学方式

针对单一化的教学模式这一难题，在实验教学方面，提出

以下几种措施：（

１）增加趣味性实验。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”如俗语所言，教师根据学生听课情况，恰当地利用授课技巧，让学生在了解课程实用性的前提下，增加课程的趣味性。如“水面鞭炮”、“神蜡自燃”、“火山爆发”等一系列有关火的趣味实验。培养实验兴趣，提高学习热情，达到事半功倍的良好效果。（２）转换师生角色。在实验过程中，学生是实验教学的主体而不是消极被动的参与者，教师需以学生为主体，让学生更多地参与实验设计、实施和总结等，从实际应用中发现问题，提出问题，引导学生独立思考，让学生重新诠释角色定位，真正做到以主人的姿态对待学习。这样的过程既能摆脱无机化学实验传统教学中的抽象与枯燥，又可实现学生由被动式学习到主动研究性学习的根本转变，培养学生发现和解决问题的能力，充分发挥其主观能动性。（３）体验教学。在实验教学中，教师强调学生注重预习环节，提高学习效率。让学生准备实验，诱发学习兴趣，调动学生学习的积极性，提高教学效果。鼓励学生勇于发现，思考，创新。（４）技能竞赛。学校可定期举办化学实验技能大赛，有效地激发了学生对实验的学习兴趣与热情，提高学生的实验知识技能，增强实验操作能力，培养严谨的实验态度，创造生与生，生与师之间团队协作的良好学习氛围。

２．６　优化考核机制

考核机制，直接影响学生对实验态度和积极性。规范的成绩评定制度可充分调动学生学习的积极性，培养学生实验的综合能力和创新能力。现对单一的考核方式提出以下初步改革：（１）细化考核标准。成绩评价标准：平时５０％（实验操作２５％、课堂讨论１０％、实验报告１５％）和期末考试操作５０％（机试２５％、操作２５％）。这种综合性的考核方式让学生从被动学习转变成主动学习，使其注重实验教学的每一个环节，全面提高学生的理解能力与创新能力。（２）无纸化考试。在校园网络在线考试系统中开放对无机化学实验的在线视频，在线练习以及在线考试，内容全面，重点考查学生的综合能力。考查内容主要包括实验基本概念、原理、技能技巧、元素基本性质、反应方程式、实验仪器的使用及实验数据处理等，考查学生无机化学的基本理论知识水平，提高学生理论知识与实验内容之间互相

转化的能力。（

３）学生评价老师。实验课程结束后，采用随机抽样不记名的方式要求被抽到的学生对教师的实验指导、教学

（下转第１７０页）

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过咀嚼之后就可以产生非常的形变，这一现象与它的玻璃化转

变相关。泡泡糖的主要成分是聚醋酸乙烯酯，玻璃化转变温度是２８℃，室温处在它的玻璃态，但是咀嚼之后就进入到它的高弹态，高弹态的聚合物在小外力的作用下即可发生较大的形变。学生在听完这个例子后，对玻璃化转变概念就会有一定的认识，且印象会很深刻。同样相似的例子生活中还有很多，学生可以自己去发现，去解释。

另外要加强实践教学环节，优化高分子物理实验项目，通过在企业实际的调研，从企业中获取实验的试样，在实验过程中进行测试，分析，让学生能够近距离的接触一线企业的产品信息，对自己的专业将会有更具体的、更深刻的认识。近几年来，通过学校的不断努力，开拓了更多的实习实践基地，每年都有组织学生去高分子相关的企业、工厂进行学习，学生都会有比较大的收获。例如去衡水新光新材料有限公司进行实习，在实习过程中，学生们见识了很多在学校没有的先进仪器设备，认识了高水平的研发团队，参观了大型的生产设备，在工程师对企业和产品的介绍中感受到高分子材料的广阔发展前景。

在高分子物理的教学过程中，通过优化教学内容、改进教学方法、改革教学手段、加强理论与实践的联系等措施，使学生更容易理解高分子物理的基本知识，掌握重要的内容，在学习过程中不断提高专业素质。使课程的教学效果更好，教师的教学水平也能得到进一步的提升，为培养应用型人才添砖加瓦。

上内容，然后引导学生再去拓展其他相关的实例，例如有的学

生提出“会堂隔音材料”的例子，这样就加深巩固了内耗的知识，通过这样的教学过程，学生既理解了基本的知识又可以达到知识的应用。另外在教学过程中选取一些问题，开展课堂讨论教学，也同样起到了事半功倍的效果。课堂讨论是师生互动的一种非常好的形式，既能发挥教师的主导作用，又能体现学生的主体作用。当然在具体实施的过程中，还要根据学生的实际情况，积极调动绝大多数的学生进行讨论，要在课前布置讨论题目，给学生至少一周的时间进行准备，课上鼓励学生多发言，对表现好的学生进行表扬，对表现不好的也要多鼓励，充分发挥讨论课的作用，提高学生的学习兴趣和教师的教学质量。

３　改革教学手段

受到时间和空间的限制，传统的通过教师课堂传授知识的教学手段已无法满足当前学生的学习要求，也使学生与教师的交流、沟通受到一定的限制。当今时代，随着互联网技术的迅猛发展，将互联网技术应用到教学过程中，使得教学与学习更

［３］

加个性化。在课堂上通过多媒体提供感性材料将抽象的知识点以具体、直观、形象的形式展示给学生，例如在讲聚合物粘

ｌａｓｈ动画，播放动画前先让学生弹性的力学模型时，可以制作Ｆ

思考施加外力和撤除外力时模型中弹簧和黏壶的变化过程，使学生在脑海里形成一幅动画，再结合Ｆｌａｓｈ动画的演示，可以加

Ｑ群，将深印象，帮助理解；课下通过建立微信客户端或者是Ｑ

课件、相关资料等传送给学生，供学生随时随地学习；针对课程内容多，难度大的问题，可以录制微课，把一些重要的但是又难懂、难以理解的知识、概念录制成一个个简短的微视频，将录制的微视频与学生在网络上共享，这样可以使学生把一些在课堂上没有完全理解的知识，通过观看微视频的形式进行巩固学习，帮助其理解内容。

参考文献

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学实验教学改革探索［Ｊ］．山东化工，２０１８，４７（１５）：１６７－１６８，１７０．）

４　加强理论与实践的联系

高分子物理是一门基于实验和实践的课程，很多的理论都

［４］

是建立在实验的基础上的。在讲授高分子物理时一定要理论结合实践。平时的教学过程中，不仅仅是将书本上的理论知识传授给学生，还要引导学生发现和收集生活中的高分子材料以及与理论知识相关的现象，运用所学的知识去解释这些现象，这样对知识的掌握才会融会贯通。例如在讲解聚合物的玻

５］

璃化转变理论的时候，以泡泡糖为例［引入玻璃化转变的概念，泡泡糖刚拿出来的时候是不易发生较大的变形的，但是经（上接第１６８页）态度、教学效果等方面进行评分。教师应该认真总结学生给的个人建议和改进措施，在实验中积累经验与可取之处。该机制客观真实的评价着重突显出了学生对该门实验课程认识的重要性，便于指导教师进一步改进实验教学方法，提高教学水平。师生间相互促进，相互学习，无机化学实验教育改革才更有意义。

通过这种考核方式，全面地考察了学生对实验的基本知识和操作技能的掌握情况，使得学生既重视平日的基础技能训练又加强理论学习，提高自主学习，积极思考的能力，同时也增强其设计实验、观察实验现象、提出分析和解决问题的综合能力。

櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉櫉３　结语

无机化学实验的改革与探索其目的在于更好地培养出高能力高素质的化工专业人才，为化学实验的后续学习奠定了坚实的基础。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，对无机化学实验教学的改革与探讨越发地格外重要。

参考文献

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