基礎化學實驗教學改革探索與實踐

朱 鑫 李合平 武香香 武雪芬

（河南中醫(yī)學院，河南 鄭州 450008）

基礎化學實驗教學改革探索與實踐

朱 鑫 李合平 武香香 武雪芬

（河南中醫(yī)學院，河南 鄭州 450008）

基礎化學實驗教學對提高學生的素質、培養(yǎng)學生的能力起著至關重要的作用，本文就實驗教學中存在的問題、對實驗內容的優(yōu)化整合及實施結果等方面進行了探索。

基礎化學實驗；教學改革

化學課程是中藥學及藥學專業(yè)的主干課程，是重要的專業(yè)基礎課，良好的教學效果能夠幫助學生建立完整的專業(yè)知識框架，對提高學生的素質、培養(yǎng)學生的能力都起著至關重要的作用。其中實驗課程的作用更是不可替代，實驗教學質量的優(yōu)劣，直接影響到該專業(yè)培養(yǎng)目標的實現(xiàn)[1]。學生在化學實驗過程中可受到規(guī)范、系統(tǒng)的訓練，可以獲得大量的感性知識，對培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際的能力；分析解決問題的能力；嚴謹認真、實事求是、一絲不茍的科學態(tài)度和求真、探索、協(xié)作的精神；以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐的能力等等都起到重要的作用。

我校的基礎化學實驗教學是圍繞著傳統(tǒng)的四大化學（無機化學、分析化學、有機化學和物理化學）的理論教學展開的。這種以化學二級學科為基礎、四大化學實驗為支柱發(fā)展起來的實驗教學體系，在系統(tǒng)的嚴謹性、內容的成熟度以及與化學原理的課堂教學聯(lián)系緊密上有其突出的優(yōu)點[2]。但是其中也還存在諸多問題。首先，實驗課沒有完善的考核體系，只依據(jù)實驗報告給出成績。這就不能充分調動學生的積極性，學生普遍存在課前不認真預習，做實驗時“照方抓藥”的情況。另外，實驗課程體系中驗證性實驗較多，綜合及設計性實驗內容偏少，不利于培養(yǎng)學生的動手能力和實驗創(chuàng)新能力。各門實驗課之間缺乏聯(lián)系和配合，不能形成有機的整體，實驗內容有同等水平的重復現(xiàn)象。以上諸多問題極大地影響了實驗教學的效果，改革勢在必行。

1 實驗內容的整合

1.1 精簡重復的實驗內容

各門實驗課程之間存在有重復的現(xiàn)象，如果重復的內容由淺入深，可以讓學生把知識掌握得更加牢固，但也有同等水平的重復，這就不可避免地占用過多的學時，影響其他教學內容的深度和廣度。所以首先要打破各門課程自成體系的狀態(tài)，把相關課程教學內容融合在一起，進行優(yōu)化組合。

如一些基本實驗操作技能幾門實驗課程都要用到，這些實驗課程中都要重復進行訓練。如分析天平的使用；容量儀器如容量瓶、滴定管、移液管的使用等。無機化學實驗和分析化學實驗中都要用到，因為無機化學實驗是在第一學期開設，所以無機化學實驗中首先要進行訓練，但是由于學時的限制，又不可能進行充分的訓練，所以學生的這些基本實驗操作技能就不扎實。到了第三學期開設分析化學實驗時，這些基本操作因為學生掌握得并不扎實，還要重新進行訓練。這樣就浪費了過多地學時，影響了綜合性及設計性實驗的開設。所以就將這些基本實驗技能操作放在第一學期，進行強化訓練。要求學生對每一個基本操作都要進行一絲不茍的練習，操作的規(guī)范、正確是實驗結果準確、可靠的最基本的保證。同時，加強對學生良好的工作習慣與工作作風的培養(yǎng)，如要求學生保持實驗臺面的整潔、儀器存放有序、污物不亂丟棄等等。學生的基本功扎實了，就為后續(xù)的實驗打下了堅實的基礎。

1.2 保留經(jīng)典的驗證性實驗

經(jīng)典的驗證性實驗，一則是具有實用性，緊密結合實際，二則它們是歷經(jīng)千錘百煉有效訓練學生實驗基本技能的經(jīng)典實驗，是促進學生形成化學概念、理解和鞏固化學知識的必經(jīng)階段[3]。學生在驗證性實驗中可獲得大量的感性知識，通過歸納、總結由感性認識上升到理性認識，對課堂講授的基本理論和基礎知識的理解和掌握會更加深刻。通過實驗，使理論與實踐相結合，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，以及分析問題解決問題的能力。如性質實驗中“電解質溶液”，通過實驗可加深學生對酸堿電離平衡及沉淀溶解平衡的理解。

同時，在實驗中滲透綠色化學的理念，在能夠達到同樣教學效果的前提條件下，尋找替代品，盡量用低毒或無毒化學試劑替代有毒化學試劑。如溶度積規(guī)則的應用實驗中，實驗目的是根據(jù)溶度積規(guī)則及平衡移動原理驗證沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的轉化。傳統(tǒng)實驗中，大部分使用的是Pb（NO3）2和K2CrO4。采用這些沉淀離子及沉淀劑，現(xiàn)象比較明顯，但是Pb、Cr是有毒重金屬，實驗廢棄物排放到水中，會對水資源造成嚴重污染。為了既保留傳統(tǒng)實驗的精華，又減少實驗廢棄物對環(huán)境的污染，我們根據(jù)綠色化學的理念重新選擇沉淀離子及沉淀劑，如沉淀的生成實驗一般用Pb2+離子和I－離子，我們改用Cu2+離子和OH－離子；分步沉淀一般用Ag+離子與CrO42－離子和Cl－離子，我們改用Cu2+離子與OH－離子和S2－離子[4]。

1.3 增加探索性、綜合性實驗內容

探索性的實驗內容可以極大地激發(fā)學生的興趣。對于探索性的實驗內容我們分了兩個階段來進行安排，第一階段是在現(xiàn)有的驗證性實驗的基礎上逐漸融入探索性的內容，遵循由簡至繁，循序漸進的原則。如“配合物的生成、性質和應用”實驗中，配合物[Cu（NH3）4]SO4的晶體制得之后，要用NH3?H2O溶液溶解，以增加配合物的穩(wěn)定性，如果用含Cu2+的溶液溶解，是不是也能增加配合物的穩(wěn)定性呢？學生馬上就可以在現(xiàn)有的條件下進行探索，簡單易行。再如KMnO4與NaSO3分別在酸性、中性和堿性條件下的反應現(xiàn)象應該是紫色褪去變成淺粉色、有褐色沉淀生成和溶液變成墨綠色，但實際情況反應現(xiàn)象卻是多種多樣的，出現(xiàn)反常現(xiàn)象之后引導學生要思考“為什么”，可以通過重復實驗、作對比實驗等方法找到原因。第二階段則是直接給出題目，由學生自行查閱文獻，設計出簡便、廉價、可行的方案，由教師審查后方可獨立進行實驗。對培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力具有很好的促進作用。

綜合性實驗內容涉及某一學科的多個知識點或多個學科的知識點，涉及多種實驗方法與手段，學生在做實驗的過程中要綜合運用所學過的知識、多種實驗原理及方法去分析問題和解決問題，各項智力因素都能得到發(fā)展。例如“三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀的制備及表征”實驗[5]，使學生能將無機物制備、重量分析測定結晶水、滴定分析測定草酸根和鐵的含量與紅外光譜表征等結合在一起，跨越了無機化學、分析化學和有機化學等3個二級學科。再如“阿司匹林的制備與質量檢測”實驗，讓學生在理論上能綜合運用有機化學的理論和知識，掌握阿司匹林藥物合成、分離、純化的基本技能，并用分析化學的方法對其進行含量測定。

2 實施結果

通過對實驗內容的整合及優(yōu)化調整，將四大基礎化學實驗（無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗和物理化學實驗）整合為基礎化學實驗一和基礎化學實驗二，分別在一、二年級開設，并編寫了配套的教材。基礎化學實驗一主要訓練學生在大學本科階段必須掌握的包括分析天平、容量儀器的使用等化學基本實驗技能以及無機物的分析、分離與提純等方法，基礎化學實驗二主要訓練學生掌握有機物的分析、分離與提純的方法，了解常用儀器的性能、基本原理，掌握其操作方法，熟悉常規(guī)物理量和參數(shù)的測量等。

對學生的能力訓練分為了3個階段，第一階段是基本操作技能訓練和驗證性實驗，主要訓練學生掌握化學實驗的基本操作技能、基本儀器的操作方法以及基本理論等；并在此基礎上逐漸融入探索性實驗的內容。第二階段為綜合性實驗，是在第一階段學生掌握了扎實的基本實驗技能之后進行的，主要是關于無機物和有機物的制備，并且包括各種分離、分析與測定要求，這樣學生就可以將所學到的多學科的理論知識與多種研究方法、手段聯(lián)系起來，可學到新的合成技術，在對合成的產(chǎn)品進行分離、提純、分析的過程中，進一步強化了實驗基本操作技能和技巧，同時也提高了綜合運用各種知識解決實際問題的能力。第三階段為設計性實驗，教材中只給出實驗目的要求與設計提示，學生必須自主查閱參考文獻，撰寫實驗方案，經(jīng)指導教師審查通過后獨立開展實驗，對于實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題盡可能自行解決。該類實驗對于提高學生獨立自主地解決實際問題的能力以及創(chuàng)新能力有極大的促進作用。

我校中藥學及藥學等本科專業(yè)從09年開始實施以上實驗教學模式。通過以上改革，增強了實驗教學效果，學生的實驗基本操作技能基本功比原來扎實了，對實驗課的興趣更加濃厚，對提高學生的綜合素質起到了積極作用。改革是一項長期系統(tǒng)的工程，是常態(tài)化的工作，我們將在以后的教學工作中不斷進行探索和反思，不斷提高實驗教學的質量。

[1] 張黎明,王敏,戴玉杰,等.基于實驗室開放基金項目綜合性實驗的實施[J].藥學教育,2011,27(1):52-55.

[2] 毛獻萍,李金芳,黃志強.大學基礎化學實驗模塊化改革初探[J].高校教育工程,2010(2):75-76.

[3] 王仁國,趙茂俊,張云松,等.基礎化學實驗改革的反思[J].實驗技術與管理,2010,27(8):132-134.

[4] 白廣梅,李英.無機化學實驗的綠色化[J].實驗技術與管理,2006,23(2):104-105.

[5] 楊水彬,黃春保,王虹,等.地方高等師范院校化學實驗課程體系的構建與實踐[J].大學化學,2010,25(3):13-15.

R-03

A

1671-8194（2011）13-0169-02