對于提升高等師范院校無機化學實驗課程教學質量的嘗試與探索

張中，梁宇寧

摘要：在高等師范院校無機化學實驗課程的教學過程中，通過增加綜合設計性實驗的比重，優化課程教學內容；將形象直觀的多媒體教學手段與教師的課堂演示有機結合；以學生在實驗課堂上的實際表現為依據，改革課程考核的評價體系以及強調實驗產物與廢棄物的循環利用，實現化學實驗過程的“綠色化”等一系列措施，有效地提升了該課程的教學質量，實現了培養學生的創新實踐能力的目標。

關鍵詞：無機化學實驗；教學質量；改革；嘗試與探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0218-03

無機化學實驗是針對高等師范院校化學教育專業的學生開設的一門專業必修課程。通過該課程的學習不僅能夠鞏固和深化無機化學課程所學的基礎理論知識，更重要的是讓剛進入大學學習的一年級新生摒棄中學時期形成的不良實驗習慣，熟練掌握基本實驗操作技能，培養嚴謹的科學態度和正確的科學研究方法，提升學生的實踐動手能力與創新精神，為后續實驗課程的學習打下良好的基礎[1]。因此，無機化學實驗課程的教學質量直接影響著高師院校所培養的中學化學師資的綜合素質與能力。傳統的無機化學實驗教學模式已經與學科的快速發展、專業的培養目標嚴重脫節，極大地制約了創新人才培養的需求。如何優化整合課程教學內容、采用創新的教學方法與教學手段、改革課程考核的評價方式以有效地提升本課程的教學質量成為了培養高師院校學生的創新實踐能力的關鍵。為提升無機化學實驗課程的教學質量，本文作者在多年的無機化學實驗課程的教學實踐中進行了一些有益的嘗試與探索。

一、優化課程教學內容，著力培養學生的創新能力

傳統無機化學實驗課程的教學中，基本操作、基本化學原理和元素性質實驗等驗證性實驗在教學內容中所占的比重很大，如北京師范大學無機化學教研室編寫的《無機化學實驗》（第三版）[2]教材中，驗證性實驗的占比竟然接近60%。開展驗證性實驗雖然能夠鞏固學生的基本操作技能，加強學生對基礎理論知識的理解，培養學生對實驗現象的細致觀察能力。但在教學中過多地選用驗證性實驗內容則難以適應學科發展的需要，不利于實現課程的主要教學目標——培養學生的創新思維能力。我們在近年的教學過程中逐步采用我校自編的《無機化學實驗》[3]教材，將一些內容簡單、與中學知識重復的驗證性實驗進行合并、簡化，使驗證性實驗所占的比重下降為45%，同時大幅增加綜合性、設計性實驗的數目，新開設的實驗項目如“微波固相合成——AlPO4的合成及組成測定”、“一維鏈狀牛磺酸鈷配位聚合物的溶劑熱合成”以及“納米二氧化鈦的制備及其光催化活性”等可以讓學生通過課程的學習掌握多種無機合成新技術，熟悉化合物的鑒定及組成分析方法，增強學生的實驗設計能力、動手能力，對于拓展學生的知識視野、了解學科的發展前沿、增強學生的專業綜合素養以及培養學生的科學研究與創新能力起到積極的作用。而趣味化學實驗內容如“化學冰袋的制作”、“暖手袋的制作”、“彩色火焰蠟燭的制作”等的引入則將專業課程的學習與日常生活緊密聯系起來，寓教于樂，讓學生體會到化學實驗的“魔力”，對實驗課程的實踐性有更清醒的認識。

二、利用多媒體教學手段結合教師現場演示，有效提升課堂教學效果

伴隨無機化學學科的發展，專業的新知識、新技術呈幾何級數增長，如何在有限的教學時間內向學生傳輸更多的知識內容變成了一個令任課教師棘手的問題。多媒體教學手段具有知識信息量大、形象直觀的特點，將其引入無機化學實驗的課程教學能夠有效地提升課堂教學的效果[4]。如在“溶液的配制和滴定操作練習”實驗中，可先行拍攝滴定操作的正規示范視頻并制作成多媒體課件，在課堂上由教師演示滴定操作后，再將正規示范視頻采用慢速方式重復播放數次，必要時進行定格展示，讓學生更清楚地了解滴定操作的具體步驟和要求；在“醋酸解離常數的測定”實驗中，可在多媒體課件中將酸度計的組件和操作面板以圖片的形式進行直觀的介紹，同時將其使用步驟在課件中呈現出來，方便學生在使用儀器的過程中隨時檢視自己的操作是否符合規范。此外，在復雜實驗裝置的組裝、化學反應過程的模擬等方面多媒體教學手段與傳統教學方式相比也具有明顯的優勢，可引起學生濃厚的興趣，因此有必要在無機化學實驗教學中廣泛采用多媒體教學手段，實現更佳的教學效果。不過多媒體教學這一現代化教學手段現階段仍然是實驗課常規教學手段的一種輔助，與理論課的教學不同，我們更強調教師在實驗教學中的引導作用。在講解實驗操作規范和儀器的操作步驟時必須結合現場演示，在學生面前將重要的實驗操作技術逐一分解，通過自己的一舉一動讓學生感受到規范操作的重要性，感受到化學實驗的嚴謹性，感受到化學科學的神奇性。現場演示也有助于在師生之間產生更多的言語、動作交流，充分加強教學效果，有助于學生對教師產生敬佩、尊重之情。

三、改革課程考核的評價體系，重視學生實踐動手能力的培養

鑒于實驗課程的特殊性，僅以期中和期末的筆試或操作考試來評價學生的課程學習情況顯然有違科學性，教師更應該注重學生在課程學習過程中的實際表現，使課程成績的評定更趨合理化。在教學中，我們按照平時成績占70%，筆試和操作考試成績占30%的標準來評定學生的實驗課成績。加大平時成績所占的比重，能有效地促使學生在整個學習過程中保持積極性、主動性。在平時成績的評定中，我們擯棄過去根據某學生一個學期的整體表現打分的粗略方式，而是將成績的評定細化到每一次實驗。對每一次實驗的評價則由過去的教學中只依據預習報告、實驗報告的書寫質量對學生的學習成績進行評價的片面手段，轉而重視學生在整個實驗中的具體表現，綜合考慮實驗的預習情況、學習態度與實驗內容的完成情況、基本操作掌握情況及臺面清潔、現象記錄及實驗結果、實驗報告的書寫質量等指標對學生的實驗成績進行評價，每一部分的分值均為20%，使最終的評分能更真實地反映學生的課堂學習情況，防止出現學生不認真完成實驗內容而通過后期“加工雕琢”實驗報告獲得好成績的現象。評價方式的變化可以讓學生在實驗過程中全神貫注、手腦并用，對于提高實驗技能和實踐動手能力具有重要的意義，同時也有利于指導教師增強責任心，加強課堂巡視，充分了解學生的基本技能是否規范、實驗現象的記錄是否完整、實驗結果是否正確、實驗態度是否端正，并可及時發現教學中存在的疏漏和不足并當場在課堂中予以糾正，避免此次教學中出現的問題影響到后續的教學。endprint

四、逐步實現化學實驗內容的“綠色化”，培養學生良好的環境保護意識

環境污染問題是21世紀世界各國尤其是發展中國家所面臨的迫切問題，而化學工業作為主要的環境污染源已日漸成為“人民公敵”。實現化學過程的“綠色化”是改變化學及化學工業所面臨的窘境的唯一有效辦法。在高師院校的實驗教學課堂上面向未來的中學化學教育工作者傳授環境保護的知識，樹立“綠色化學”的良好意識對于建設大眾期望的環保性社會，消除化學對公眾的負面影響，培養青少年的環境意識具有極為重要的意義。無機化學實驗課程的教學過程中需要使用大量的有毒有害化學試劑，鑒于目前絕大多數高等院校的實驗室還不具備處理實驗廢棄物的儀器設備，因此這些試劑本身或者實驗過程中產生的廢水、廢渣極有可能對環境造成難以修復的污染。如何在教學過程中體現綠色環保理念，實現實驗過程的“綠色化”是當前的無機化學實驗教學中碰到的一個大問題。本著預防大于治理的原則，應從實驗源頭上對污染進行防控。為此我們首先在實驗內容的選取上遵循“5R”原則（減少用量Reduce，重復使用Reuse，循環利用Recycle，再生Regeneration，拒用Rejection）[5]，盡量摒棄對環境污染大的如汞、重鉻酸鉀、苯等試劑藥品，優化實驗方案與實驗裝置，加強實驗廢棄物的處理，盡量減少化學實驗的污染排放；其次強調實驗產物與廢棄物的循環利用，通過開設“由含銀廢液制備硝酸銀”、“由廢干電池制備硫酸錳銨”、“由易拉罐合成明礬”、“由貝殼制備乳酸鈣”等實驗項目，使對環境有毒有害的物質在實驗室內進行流轉，防止廢棄物對土壤、大氣造成污染，不但可以節約大量的實驗藥品與經費，而且可以向學生灌輸原子經濟的概念；此外，我們還在“醋酸亞鉻的制備”、“水的電解”等實驗中采用微型儀器裝置，在保證實驗現象、結果清晰準確的前提下大幅度減少了藥品用量，不但實現了實驗“綠色化”的述求，而且能夠促使學生更仔細地觀察實驗現象，注重實驗操作的準確性。今后我們還將對某些嚴重污染環境、對學生身體健康損傷大的實驗項目進行計算機仿真化，更大限度地消除無機化學實驗對環境所造成的污染。

五、結語

近年來，我們在無機化學實驗課程的教學過程中進行的一些有益的嘗試與探索對于提升化學教育專業學生的創新實踐能力已經起到了積極的作用，為后續課程的學習打下了堅實的基礎。培養出的一些學生先后在全國師范生化學實驗技能大賽以及廣西高校大學生化學實驗技能競賽中取得優異的成績；部分學生在進入老師的研究室開展研究工作時也表現出了良好的科研素養，在科學研究過程中取得了一些令人矚目的成果。這些收獲促使我們在今后的教學過程中進一步加強實驗課的教學改革，追尋學科發展的腳步，利用更有效的手段與措施來發展學生的創新實踐能力。

參考文獻：

[1]朱妙琴，王祖浩.高師無機化學實驗教學的改革與學生綜合能力的培養J].化學教育，2002，（11）：21-25.

[2]北京師范大學無機化學教研室，等.無機化學實驗（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]蔣毅民.無機化學實驗[M].桂林：廣西師范大學出版社，2013.

[4]寶金榮，朱曉偉，李文先.無機化學實驗教學改革初探[J].實驗室科學，2013，（2）：49-51.

[5]鄒少蘭.綠色化學與綠色化學實驗[J].萍鄉高等專科學校學報，2004，（4）：25-28.

基金項目：國家自然科學基金（NO.21361004）。

作者簡介：張中（1976-），男，廣西桂林人，博士，副教授，現主要從事大環配位化學的研究。endprint