無機化學實驗的創新與改革

摘 要：針對化學專業無機化學實驗中存在的問題進行分析并提出一些建議：端正的實驗態度；明確的實驗目的；規范的實驗操作。響應國家對創新型人才的培養，著力于培養學生的創新思維，以及獨立思考、動手動腦的能力。并對傳統的無機化學實驗課程的教學方式進行改革。

關鍵詞：無機化學實驗；規范操作；創新；改革

中圖分類號：G42 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）14-0184-02

化學是一門綜合性學科，與其他學科有著密切的聯系，并且在日常生活中必不可少，在醫學、科技等方面都有廣泛的應用，所以，對化學的學習和研究十分必要?；瘜W又是一門實踐性很強的學科，實踐是化學學習中非常重要的方法之一。無機化學是化學專業的基礎性學科，同時，無機化學實驗是化學專業學生進入大學之后的第一門實驗課。只有扎實的實驗基本功才有利于其他實驗課的學習。在化學專業的學習與研究中，無機化學實驗起著舉足輕重的作用。通過無機化學實驗的學習，使學生理解實驗的基本原理、掌握實驗基本操作、以及學會對實驗現象和數據的分析和處理等。無機化學實驗這門課程著力于鍛煉學生勤于動腦，善于動手的實驗精神，培育學生成為具有全面的基礎知識和熟練的實驗技能的人才。在教學實踐中，筆者對無機化學實驗課程改革進行了一番探索。

一、目前無機化學實驗中存在的問題

無機化學實驗是很多化學專業的本科生進入大學后學習的基礎課程之一，是學習方式和思維模式的一個重要轉折點，是真正開始學習化學實驗技能，培養學生獨立思考，動手能力的啟蒙階段。但在中學的化學學習過程中，由于理論教學和實踐教學的側重點不同，教師主要是通過實驗來吸引學生的注意力進行理論教學，并且在實驗過程中，只是讓學生簡單的進行結果或者實驗過程的觀察，造成了有些學生的實驗操作不是很規范。所以，大多數學生在中學的化學實驗學習中形成的一些不好的實驗習慣，需要由無機化學實驗課程的教師來指出并糾正。通過對本?；瘜W專業一年級學生無機化學實驗過程中的觀察，總結了以下幾點不規范的實驗現象。

1.實驗目的不明確

明確的實驗目的是化學實驗的前提。大學實驗室的實驗儀器配備齊全，與以前學生見到的有所不同，學生進入化學實驗室后不免會覺得新奇。這時教師千篇一律的枯燥講解無法吸引學生的注意力，使得學生在不知道實驗重點和注意事項的前提下開始進行化學實驗。這勢必造成學生按照實驗課本上面的步驟機械的進行實驗操作，然后記錄一下實驗現象，實驗結束后又按照實驗課本的內容完成實驗報告，無法領會無機化學實驗的真諦。

2.實驗態度不端正

端正的實驗態度是化學實驗的精髓。當教師講解實驗時，經常發現一些學生交頭接耳，嬉戲打鬧，甚至玩手機。實驗時沒有嚴謹的科學態度，實驗后對實驗的原理不是很明確，這樣的實驗達不到實驗的目的。無機化學實驗課程教學的目的是在于培養學生的探索性思維以及獨立實驗的能力，并為其他化學專業課程的學習做準備。所以，要求學生必須具備端正的實驗態度和明確的實驗目的，以及獨特的探索方法。

3.實驗操作不規范

規范的實驗操作是化學實驗的基礎。在化學實驗中，實驗儀器的功能不同，它們的操作方法也會有所不同。例如量筒中的液體不可以直接加熱；試管在加熱過程中如果液體倒流回底部會使試管炸裂；加熱液體時，要用試管夾夾住試管中部，試管與桌面約成60°傾斜，且試管口不能對著別人或自己。這些看似微不足道的問題都可能引起危險事故發生。在實驗中，有的學生不注意實驗操作，會引起試管炸裂，玻璃片飛濺等事故發生，甚至會對周圍其他學生造成人身傷害。有的學生使用電熱套等通電儀器時，燒杯外壁上的水不擦干凈，可能引起實驗室電路燒毀或者火災的發生。

4.實驗臺面不整潔

實驗室規則中明確指出，實驗臺上的儀器，藥品應整齊地放在一定的位置上并保持臺面的清潔?；瘜W實驗中經常會涉及一些加熱、燃燒的問題，實驗臺的藥品架上存放的化學藥品中很多都是易燃、易爆、有腐蝕性和有毒的。如果實驗臺上的雜物較多，實驗時沒有足夠的空間，將實驗臺上的酒精燈推倒引燃實驗臺上的物品，或是碰到藥品架上的藥品都可能會引起火災、爆炸等危害人身安全的事故發生。

5.實驗人數較多

經過調查發現很多高校都面臨一個實驗條件有限，而實驗人數較多的問題，這一問題嚴重制約著無機化學實驗的教學質量。因為在無機化學實驗教學過程中，由于學生人數多，教師在講解實驗時總會出現一些學生聽不清楚的情況。而且在實驗過程中教師也無法在第一時間處理學生的問題。同時由于實驗條件和實驗時間有限，也無法保證每個學生都有操作實驗的機會，從而最終影響無機化學實驗的教學質量。

二、無機化學實驗中需要改進的問題

實驗室有關火災、爆炸等事故的發生時有報道，造成實驗人員傷亡的事件也屢見不鮮，實驗的不規范操作付出的慘痛代價足以給我們敲響警鐘，專業的實驗技能的培養已迫在眉睫。在此，就山西師大化學專業無機化學實驗的教學提出以下幾點建議。

1.端正的實驗態度

第一個問題中我們提到了有關實驗室實驗時一組多人的問題，這種情況使得一些主觀能動性差的學生實驗態度不端正，養成動手能力差的壞習慣。有些學生因為操作不規范或者其他原因，得到了誤差較大的實驗結果。他們不是對實驗過程反思或者重新實驗，而是對自己的實驗數據進行造假。這樣的實驗態度對以后專業課的學習和實驗會造成嚴重的影響。實驗的實踐是為了學生對所學專業知識的進一步驗證和鞏固。無機化學實驗是檢驗學生對無機化學課上所學元素及其化合物性質的理解和進一步的認識，以及無機化學基本知識的掌握，便于學生加深對繁瑣的化合物的特殊性質的記憶。所以，端正的實驗態度是順利完成實驗的有力保障之一。

2.明確的實驗目的

以前學生實驗目的不明確，對以后的學習造成嚴重的影響。所以，這就要求第一節無機化學實驗課時教師講解有關認真進行實驗的原因，以及實驗時需要注意的一些細節性的問題。例如進入實驗室必須穿實驗服、實驗后打掃實驗室等。教師可以從網上查找一些有關實驗目的不明確，以及實驗操作不規范造成實驗事故的圖片及視頻給學生講解。讓學生明白在專業實驗課程學習中要有明確的實驗目的，避免不必要的危險發生。

3.規范的實驗操作

規范的實驗操作是化學實驗的鑰匙，同時規范的實驗操作可以適當的減小實驗的誤差。在進入大學以前，化學實驗課大部分是為了學生更好地理解在理論課中學習的內容。學生只是簡單的觀察實驗現象，加深對知識點的記憶，只是注重實驗結果而忽視了實驗過程中的操作。進入大學后的無機化學實驗課要求及時糾正學生的實驗操作，避免影響學生后續化學實驗的學習。進入實驗室必須穿著實驗服，將書等雜物放在規定的地方。實驗人數較多時，可以分時段進行教學，或者可以在實驗室安裝投影儀，教師可以通過投影儀來進行講解，防止人多而聽不見、看不見教師講解的問題。如果實驗步驟較復雜，教師可以把一些引導性的步驟寫在實驗室的黑板上。學生可以參考儀器的使用方法，裝置的安裝以及廢棄藥品的處理等等的相關說明?；蛘咄ㄟ^一些新穎的方法來吸引學生自覺的糾正不規范的實驗操作，例如在學校的無機化學實驗課上，我們的教師采用了以下方法。

第一，觀看實驗視頻。隨著科技的發展，幾乎每個學校都有可以用來上網查閱教學資源的電腦。教師可以上網查找有關實驗基本操作的視頻，下載視頻來讓學生進行觀看。教師首先播放視頻，然后讓學生進行實驗操作，教師進行點評，指出學生實驗過程中不規范的操作。通過點評加深學生對實驗操作的認識，避免其他實驗中類似的錯誤發生。

第二，實驗操作比賽，觀看實驗視頻或者教師講解后，教師可以組織學生進行實驗操作的比賽。同一個實驗操作可以分為三組或者更多組進行比賽，同時每一組對應選擇兩個學生評委。學生通過觀察其他學生操作中的錯誤，發現自身操作中的錯誤。一輪比賽完成后由教師進行評判，指出學生提出的以及沒有發現的問題并進行講解。培養學生觀察能力的同時也可以使學生更進一步地加深對該操作的印象。

三、教學方式的轉變

隨著科技發展的日益進步，社會對創新型人才的要求越來越多。無機化學實驗課程是一門培養學生的創新思維能力，探索事物發展的基礎性學科?；瘜W專業的學習對學生的實驗設計、探索能力和動手能力要求較高，無機化學實驗課上教師需要注意這方面的教學。以前的無機化學實驗課上，大部分的教師都是按照實驗課本上的內容進行講解，學生按照實驗課本上的內容進行“照搬照抄”的做實驗。實驗課本可以為教師的教學和學生的學習提供參考，而不是沒有創新的效仿。一些教師要求學生寫預習報告，學生同樣還是按照實驗書上寫的很明確的實驗目的，實驗儀器，實驗過程照抄一遍。這樣的做法只是簡單的瀏覽了實驗步驟，完全達不到化學實驗的本質要求。無機化學實驗課程的學習要求學生必須嚴格要求自己，對實驗有獨特的見解和設計思路。

進入實驗室之前，教師要求學生寫預習報告，這個報告并不是沒有新意的實驗課本上的實驗目的、實驗內容等。實驗前一段時間，教師可以對學生進行分組，并提前把這次實驗課的課題告訴學生。學生通過上網查閱或者查看資料等方式設計實驗，確定實驗方法、實驗用品、實驗步驟。例如五水合硫酸銅結晶水的測定實驗，每個小組的學生提前上網查閱了解五水硫酸銅的相關知識，例如CuSO4·5H2O晶體在不同溫度下的反應是如何逐步脫水的，溫度分別是多少，影響不同的脫水溫度和脫水過程的因素。實驗過程中水合硫酸銅晶體灼燒后的坩堝和沉淀能否放在空氣中，灼燒時坩堝內的晶體的顏色變化，以及晶體顏色發生什么變化時停止加熱等。然后確定實驗方案及實驗所需的用品、試劑等，并寫在實驗預習報告中。實驗時，幾個小組的學生可以分別講解本組的實驗設計，然后由教師審查確保沒有危險性存在的情況下實驗。實驗時不需要這幾個小組同時進行，一個小組進行時其他小組進行仔細觀察，找出其中存在的問題以及需要改進的地方，例如在這個實驗中是否存在更加簡單的實驗過程等。最后通過對比，得出實驗步驟簡潔以及實驗結果較好的小組。實驗結束后，教師針對此次實驗提出幾個相關的思考題加深學生對本次實驗的印象。課后要求學生寫實驗報告，實驗報告中要求學生寫出本次實驗中自己的設計思路，以及實驗過程中解決的問題。

其次，教師在批改實驗報告中通常使用的是打分制，并不能使學生看出實驗報告中存在的問題。建議教師可以進行評語式的批改，引起學生在實驗后對實驗的思考，進一步的加深學生對實驗的理解。

四、總結

隨著科技的不斷進步，經濟的不斷發展，國家對創新型人才的需要供不應求。社會發展的趨勢要求對創新型人才的培養至關重要，所以在無機化學實驗課程中同樣要做到與時俱進。文章中總結了在實驗中存在的一些普遍性的問題，以及需要改進的方案。同時還增加了上網查閱資料、分組討論、學生自己設計實驗方案等教學手段，并且在實踐教學過程中進行教學試驗。結果表明，改革后的教學方法有利于學生創新能力的培養。學生以獨特的思維和敏銳的觀察能力完成實驗，更近一步的加深了對實驗的理解，教學試驗取得了較好的教學成果。