化學實驗室的設置與實驗教學內容改革

摘要:以物質制備（純化）—分析表征—性質及性能測試為主線，構建實驗化學課程新體系。按化學一級學科分別設置制備實驗室、分析實驗室、測試實驗室和創新實驗室，構建基礎—提高—設計創新三層次實驗體系，改革實驗教學內容，注重創新能力的培養，切實提高人才培養質量。新的化學實驗室設置方案具有首創性。

關鍵詞:實驗教學 實驗室設置 課程體系 實驗化學

中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(b)-0000-00

高校教學實驗室在提高學生綜合素質和培養創新人才方面具有十分重要的地位和作用[1，2]。化學是一門以實驗為基礎的學科， 如何構建一個科學、規范、和諧的現代化的化學實驗室， 為培養人才服務， 是高校化學教育工作者研究的重要課題， 也是化學實驗教學改革的重點。近年來， 長江大學工程技術學院在完善管理制度的基礎上， 從化學實驗課程體系、實驗室設置、教學內容改革等方面進行了有益的探索與嘗試， 收到了較好的效果。

1 優化實驗教學體系，科學設置實驗室

目前， 許多高校的化學類專業都把四大化學實驗合并， 建立了一級學科的大學化學實驗[3，4]， 鼓勵優秀的教師到實驗中心作專職實驗指導教師。我院從2009年開始，將原來獨立設課的《無機及分析化學實驗》、《有機化學實驗》、《物理化學實驗》等課程作全面的調整，統一整合為一門課程《實驗化學》。按化學一級學科，以物質制備（純化）—分析表征—性質及性能測試為主線構建實驗體系，減少原設課程不必要的重復，提高學生對化學實驗的學習興趣和獨立獲取知識的能力。

據調查，國內高校化學實驗室的設置一般是根據化學二級學科的名稱來定的，如無機化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室、物理化學實驗室等，這本身就與新的化學實驗體系相矛盾。為此，我們利用新建化學實驗室的契機，大膽改革，將新的化學實驗室分別命名為：制備實驗室、分析實驗室、測試實驗室和創新實驗室，以滿足新的化學實驗教學體系的要求。制備實驗室主要開設物質制備實驗，以有機合成實驗為主，也包括一些無機制備實驗，如微波法合成磷酸鋅、聚硅酸鐵的制備等；分析實驗室主要開設分析、表征實驗，以無機及分析化學實驗為主，也包括儀器分析和有機分析實驗內容；測試實驗室主要開設物性參數測試實驗，主要為物理化學實驗內容，也包括一些無機化學實驗和性能測試實驗，如聚硅酸鐵的絮凝性能評價等。創新實驗室則主要依托教師的科研項目和大學生創新實驗項目，開設研究性實驗。

2 以人為本，構建三層次實驗教學內容

教學觀念是實驗室建設的先導。通過多次調研和交流， 樹立了以人為本，著重培養能力、全面提高素質和以創新能力培養為核心的實驗教學觀念[5]。在確定新的實驗教學體系和實驗室設置方案的基礎上，精心選取具有層次特征明顯的實驗教學內容，以利于各實驗室教學工作的順利開展。

本著基礎、提高、創新的原則，根據實驗性質、對象及培養目標，將實驗內容劃分為基礎、提高及設計創新性實驗三個層次，從而使實驗教學內容更具科學性、綜合性和前瞻性。其中基礎性實驗為驗證性實驗和基本技能訓練實驗， 主要培養學生化學實驗的基本技能；提高性實驗主要包括：合成、分離、表征、物性參數測試等多元實驗。可以培養學生綜合運用這一層次中所涉及的基本知識、基本技能， 并培養他們分析和解決復雜問題的能力。設計創新性實驗則是在基礎性、提高性實驗的基礎上由學生自主設計實驗方案，在教師指導下，獨立完成實驗任務。既補充一些先進的、有代表性的實驗內容， 又增加一些從科研成果轉化而來的新技術含量高的實驗。這樣既培養了學生的創新意識和創新能力，提高了學生的實驗興趣，又鍛煉培養了一批實驗教學骨干，他們除了對本實驗教學過程熟悉外，還需要了解整個實驗系統的思想內容設置，了解高校實驗教學動態，了解最新科技的化學本質。要求以實驗為載體，最大限度地挖掘學生的知識潛力。 實驗內容安排可以打破傳統的順序，按不同的實驗技能培養要求，按內容分為若干階段，對實驗教學進行總體設計，對陳舊的知識進行更新，對重復的內容進行重組，以達到提升實驗起點，優化實驗教學的目的。

3 改革教學內容， 注重能力培養

實驗教學改革的重點是實驗教材、內容、方法和手段的更新。在精選實驗項目的同時， 對傳統實驗項目的內容也進行一定的了改進， 改變實驗教材多年不變的做法， 注重內容的整合， 刪除一些陳舊的內容， 補充一些先進的、有代表性的實驗內容， 增加一些從科研成果轉化來的技術含量高的實驗內容，充分利用現代化教育技術和實驗手段， 增強實驗效果， 努力提高學生的實驗能力和綜合素質。強調新內容必須具有啟發性， 給學生留有一定的思維空間。如有機化學實驗中苯甲酸的制備， 我們在對甲苯用高錳酸鉀進行氧化的實驗中加入相轉移催化劑，使反應時間由4～5小時縮短為1小時，并且增加微波加熱的對比實驗，大大加強了實驗效果，學生對相轉移催化劑的作用和微波加熱的效率有了更清晰的認識。此外，及時將教師的科研項目和成果引入實驗項目中，使學生了解科技的一些前沿知識，可讓學生進行其中部分實驗工作，這也是對教師能力較好的展示。經過細心挑選，選擇了“咪唑啉季銨鹽表面活性劑的合成”、“醛酮胺縮合物的合成” 等源自教師的科研成果及科研項目的實驗內容。實驗過程中學生始終保持很高的學習興趣，獨立創造欲望非常強烈，學生不斷要求增加這種實驗。增加該類實驗的作用與目的主要在于，同一實驗可同時運用幾種實驗方案和方法，達到同一目的并可制備出系列產品，使學生掌握化合物的結構對性能的影響，促使學生從理論上分析，并用其指導實驗，提高了學生的求知欲和對實驗課的興趣，培養了學生敢于創新的思想。

總之，新的實驗化學課程體系和實驗室設置方案徹底打破了二級學科的限制，按化學一級學科分別設置制備實驗室、分析實驗室、測試實驗室和創新實驗室，構建基礎—提高—設計創新三層次實驗體系，改革實驗教學內容，注重學生創新能力的培養，切實提高了人才培養質量。在2010年湖北省化學實驗技能竟能競賽中，長江大學工程技術學院學子取得優異成績，位居同類高校第一名。

參考文獻

[1] 趙躍民. 實驗室是大學核心競爭力[ J] . 實驗室研究與探索，2005( 2) : 1-4

[2] 衣俊卿. 實驗室是現代綜合性大學發展的依托[ J] . 實驗室研究與探索，2005( 7) : 1-4.

[3] 鄧仕英，賴艷，李克華.化學實驗課程體系改革探討[ J] .長江大學學報（自然科學版），2010，7（1）：342-343

[4] 陳紅軍，楊 鈴. 我校化學實驗課教學改革的探索和思考[J] .高等理科教育， 2003(2):101-104

[5] 席美云. 注重人才素質培養 提高實驗教學效益[ J] . 大學化學，2000( 4) : 23-25.