工科基礎化學實驗教學模式探討

摘要：我校近年來進行了工科基礎化學實踐教學模式的教學改革工作，在教學理念及教學方式上積累一些經驗，在教學中本著服務學生、強化基本操作、培養科學精神與創新意識進行了一些探索性工作。

關鍵詞：工科基礎化學；實踐教學；教學模式

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0245-03

化學是一門實踐性很強的學科，學科的發展離不開實驗，學生為了更好地理解化學的本質也離不開實驗。工科學生通過大學階段學習，必須培養以下基本素質：動手能力、觀察能力、思維能力及創新能力，這些能力的培養離不開實踐教學，因此，在工科基礎化學實驗教學中，一方面強調其教學的重要性，另一方面為達到其應有的教學效果，必須在教學模式及教學內容上進行必要地教學改革，以達到教書育人的目標，適應社會對人才的需求[1-3]。貴州大學大學化學教學與實驗中心承擔我校化學工程與工藝、生物工程、環境工程、環境科學、無機非金屬材料等專業基礎化學理論教學與實驗教學工作，雖然教學任務繁重，但在學校加強本科教學的大環境下進行了大量的教學改革工作，特從以下幾方面作介紹，以達到加強交流，共同提高的效果。

一、加強教學團隊建設

為了更好地共享人力資源與實驗資源，我校于1998年將原四大基礎化學教研室合并成大學化學教學與實驗中心，建立工科基礎化學實驗教學平臺，達到資源共享，從基礎化學教學整體的層面上審視與調整實驗教學內容與模式，實現基礎化學實驗教學改革的整體性與科學性。教學是個人行為，但教育是整體行為。為了提高我校工科化學教學整體教育效果，中心積極倡導以下教學理念：服務意識、平等意識與創新意識。教育是服務型行業，教師必須提高服務意識與服務能力。服務對象是學生與社會，教學過程也就是服務過程，學生是我們服務的“上帝”；服務內容：知識、見識、思想，三者中知識是著力點，見識寓于知識之中來體現，思想是升華，通過教師的態度與學識潛移默化，再通過學生的理解與思維加工，轉化為個人的潛質。基于此思想，必須建立新型師生關系，平等意識是其核心內容之一，平等體現在兩個方面：人格平等、思想平等，具體體現在教學過程中必須相互尊重，由于教師與學生在知識量、知識結構、人生閱歷等信息事實上的不平等，需要教師提高素養來平衡這種事實上不平等的關系。創新意識不僅是對學生的要求，同時也是對教師的要求，沒有創新能力，不了解創新潛質的特征，怎么能培養學生的創新意識與創新能力呢？《禮記·學記》中對教與學給了很精辟的說明：“是故學然后知不足，教然后知困。知不足然后能自反也，知困然后能自強也。故曰教學相長也。”教與學是相輔相成、對立統一的關系。中心為了提高教學質量，積極鼓勵教師以多種方式進行再教育學習，學成后盡量提供科研條件，為教師的“學”提供場所，在教學中將科研成果轉化為教學素材，達到更有效的教學效果。

二、實驗教學內容與教學模式改革

實踐教學在工科教育中是非常重要的教學環節，工科基礎化學實驗一方面驗證與重復重要理論內容，以規范學生實驗操作與培養學習興趣，另一方面更重要的是通過實驗環節培養學生動手能力、觀察能力與創新意識，以滿足創新型人才培養的需求，達到培養學生動手能力與創新能力相結合，理論驗證與創新思維相結合的實踐教學新模式。基于以上對于實驗教學的認識，我們對傳統的課帶化學實驗內容和模式進行改革，建立分層次、分階段的三門實驗課程，并以獨立考核的方式進行授課；在內容上進行大幅度更新并縮減驗證性實驗內容，更多的引入教師在科研項目中的內容，進行實驗內容的更新。實驗體系循序漸進的安排，由基礎性實驗逐漸進入小型綜合實驗，再進入大型綜合、研究性實驗項目，安排充分的實驗學時，使學生在動手能力與創新意識方面得到較為全面系統的培養提高。

我校工科基礎化學實踐教學分為三個階段教學，以凸顯實驗教學的重要性、獨立性與層次感。《大學化學基礎實驗Ⅰ》以無機及分析化學實驗內容為主，介紹基本實驗操作原理與規范，數據處理基本原則，內容自成體系，將實驗項目與實驗指導融為一體；《大學化學基礎實驗Ⅱ》以有機化學及物理化學實驗內容為主，介紹有機合成的基本知識，物質的物理化學性質測定基本原理與方法；《大學化學實驗Ⅲ》以儀器分析的基本理論與方法為指導，設計了綜合性及設計性實驗內容，將現代研究手段與開放實驗模式相結合，培養學生的研究能力、設計能力及創新能力。在三門實驗教材中，均增加了不同類型的綜合性及設計性實驗項目。為了有效利用實驗室資源，提高實驗教學效果，體現教學過程中的個性化要求，我們委托專業軟件公司開發化學實驗選課系統，目前已在實驗課程中廣泛使用。學生在化學實驗選課系統中選擇實驗項目、實驗時間，通過網絡進行實驗預習，提交預習報告與實驗報告，實現實驗管理的信息化。化學實驗選課系統體現三個基本思想：競爭機制、以人為本、因材施教。“競爭機制”中的競爭主體是教學資源，包括實踐教學的教師，實踐教學項目及教學環境與管理。通過網絡選擇實驗項目開放模式，以不局限于教學區域、教學人員及實踐教學項目方式，在學生選擇中產生競爭機制，淘汰陳舊實踐教學項目，提高實踐教學教師水平，合理調配與利用區域教學資源。“以人為本”體現教學過程的人性化，同時也是教學過程中一種價值觀的潛移默化。教學過程中以學生為主體，充分體現尊重與信任，將在教學過程中產生意想不到的教學效果，而且產生的社會效應與長遠效應是不可估量的。通過網絡預約選擇實驗模式，給學生充分學習的自由與權力，但要加強管理，在網絡預約實驗模式系統中，充分考慮高效與科學。“因材施教”是中國古代教育思想的智慧。目前大學教育中批量化生產模式是值得商榷的。但高校擴招后學生數量的猛增給個性化教育帶來了影響。我們在大化化學實踐教學中，擬采取靈活的考核方式及實踐活動的多元化，以滿足不同層次學生的成長需求。如建立綜合性實驗平臺，增加綜合性實驗項目；鼓勵學生參加SRT計劃或參與教師科研活動，這些活動以合理方式納入學生實驗考核體系。

三、實驗教學考核方式多元化

考核是教學過程中的重要手段，考核是指揮棒，引導學生的學習價值觀，從而影響到學生的專業價值觀與人生價值觀。考核要體現科學化，要與人才培養的目標結合起來，要重視學習過程，將過程考核與目標考核結合起來。考核不是為難學生，而是在一個大的框架或規則下讓學生有更多機會展示自己的才能與潛質。化學實驗過程承擔著培養學生動手能力、科學素養、創新意識與創新能力的責任，為了配合此教學目標，考核方式應該多元化。《大學化學基礎實驗Ⅰ》及《大學化學基礎實驗Ⅱ》均建立了科學合理的考核方式，學生平時每個實驗的操作標準與規范及實驗結果與報告納入平時成績的范疇，每門課程設立一個考核性實驗項目，在規定時間內完成實驗內容，學生從進入實驗室到提交實驗報告整個過程都納入考核范圍，另外進行必要的實驗理論知識考試，以上三個方面按照不同比例匯集成最終成績。《大學化學實驗Ⅲ》除了與其它兩門課程考核內容相同之外，另外增加了一個綜合性與設計性實驗項目，學生可以完成規定性設計實驗項目，也可以自選題目，在老師同意后進行設計與實驗，亦可以進入教師科研團隊進行一段時間的協助科研活動，此過程考核不以成敗論結果，主要考核學生視野，學生協作精神與創新精神，更重要的是給學生機會發揮其主觀能動性。學生實驗的考核，對于教師來說是一個繁瑣的工作，教師的責任心是完成該項工作的重要保障。

四、規劃與發展

學無止境，教亦無止境。為了達到更好的實踐教學效果，我校大學化學教學與實驗中心從以下幾方面將進一步加強實踐教學：

1.將每門實驗課程中十項最重要基本操作列為學生必須掌握操作，并將其標準操作制作視頻，置于化學實驗選課系統，讓學生有更多機會觀摩與學習；

2.建立實驗項目開發平臺，讓學科發展新技術，新方法能及時進入學生實驗項目中來；

3.綜合性與設計性實驗項目更多與教師科研聯系起來，體現前沿性與實用性。該項的實現與中心教師的整體科研能力發展密切相關。

參考文獻：

[1]杜志強，李寧，封子先，等.培養創新型人才的綜合化學實驗教學模式探索與實踐[J].大學化學，2006，21（4）：15-17.

[2]董澤華，劉宏芳，邱于兵，郭興蓬.工科基礎化學在交叉學科人才培養模式中的研究與實踐[J].化工高等教育，2013，129（1）：38-41.

[3]李和平，龔波林，劉萬毅.深化實驗教學改革？搖強化技能型人才培養[J].實驗技術與管理，2013，30（2）：159-161.

基金項目：2012年貴州省高等學校教學質量與教學改革工程項目

作者簡介：肖仁貴，教授，從事基礎化學教學工作及其相關科研工作。