高校轉型背景下無機化學實驗課程教學模式的多層次改革探索

張 莉，朱元良，曹英寒，李入林，葛中巧

(南陽理工學院 生物與化學工程學院，河南 南陽 473004)

在近幾年的經濟結構調整和產業升級的過程中,需要大量的技能型、應用型、復合型人才，為了深化創新創業教育改革、產教融合，地方本科高校逐漸向培養適用人才的應用技術型大學轉型，從而更好地為地方經濟的穩步發展服務[1]。2015年，在國務院印發的《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》中，強調要強化實踐，注重培養學生的創造性思維，探索培養創新創業人才的新機制。

化學實驗是培養應用型化學人才的重要途徑，無機化學實驗是化學、化工、生物、食品、醫學、土木等專業的第一門基礎實驗課，通過對無機化學實驗的認真學習，學生逐步具備了扎實的化學素養，為后續學習其他化學實驗課程打下堅實的基礎。為了充分發揮無機化學實驗的作用，提高無機化學實驗教學水平，啟迪學生創新思維，更好地完成人才培養目標，深化無機化學實驗的教學改革就顯得尤為重要。

目前開設的無機化學實驗內容傳統，大都是驗證型的實驗項目，還停留在鞏固并加深對基本理論知識的理解，掌握基本實驗操作、及常用儀器的使用等，且授課過程為教師清晰地講解實驗過程，包括注意事項以及最后實驗數據處理方法等，隨后學生按部就班進行實驗，不用深入思考和查閱相關實驗資料。這種傳統的單一授課模式使學生很快直接掌握盡可能多的實驗信息，但學生易于養成惰性，甚至養成抄襲的壞習慣，缺乏實踐意識，影響學生發現、分析、解決問題的能力培養；更為重要的是綜合型和設計型實驗較少，不利于學生主動性和創新思維的培養，很難達到培養高素質應用型人才的目的[2-3]。因此，改革傳統無機化學實驗教學模式，探索新的教學方法勢在必行。

在高校轉型背景下，面對本科層次技術型人才的培養需求，我們無機化學教研組對實驗內容和教學模式進行多層次化整合，將無機化學實驗課程建設成為培養學生專業基礎實驗能力的平臺，使學生掌握扎實的實驗操作技能，更提高學生的學習興趣和自覺能動性，努力提高學生實驗能力的素養[4-5]。

1 驗證型實驗項目及良好實驗習慣的養成

驗證型實驗主要是規范實驗基本操作技能，養成良好的實驗習慣，加深對理論知識的驗證。我們安排了4個驗證型實驗項目，包括“粗鹽的提純”、“醋酸標準解離常數和解離度的測定”、“硫酸亞鐵銨的制備”及“配合物的生成和性質”，這些都為無機實驗教材常年選用的經典案例，易于操作且具有啟發性，對培養學生正確掌握化學實驗的基本操作技能技巧有重要作用。

我們嚴格要求學生課前必須預習，并書寫預習報告，如果沒有預習報告，就不可以做實驗。上課時可以順利回答任課教師提出有關內容的問題，如果不能正確回答問題，就會影響實驗的平時成績。這樣可以督促學生積極預習實驗，而不是一味地抄襲教材內容。

實驗講解過程中，老師會給學生做好演示，一些內容還做成了微課，如：“結晶”、“常壓過濾”、“減壓過濾”、及“分析天平的使用”等，作為資料讓學生在預習時觀看。 目前，微課和翻轉課堂被引入教學平臺后取得了顯著的良好效果，它們可以引導學生在課外主動學習。結果表明，學生觀看微課內容后，課堂效率明顯提高，實驗過程中學生可以更迅速地學會理解實驗原理及步驟，學生的實驗操作能力得到了切實的提高。

2 綜合型實驗項目

綜合型實驗項目目的是選取綜合型實驗，引導學生廣泛查閱資料、自行設計定制實驗方案，這樣可以充分調動學生的學習主動性和積極參與性，提高實踐能力，進一步提高實驗技能和素養。我們初步準備了二個綜合型實驗，分別為“聚堿式氧化鋁的制備及凈水實驗”、“三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備、組成測定及表征”，它們涉及到的單元操作，如：加熱、溶解、過濾、沉淀、結晶等，這些都是前面4個驗證型實驗學習的內容。將學生分成若干小組，大家可以根據自己的個人興趣選做其中一個，老師提前將實驗任務交給學生，學生查閱文獻資料后設計出全套的實驗方案，其包括:實驗原理、實驗步驟、所需儀器和試劑，及操作注意事項等，方案經教師審閱批準后各自獨立完成實驗。在實驗過程中要求他們認真操作，如實記錄現象和處理數據，遇到問題積極主動討論解決，最后完成實驗報告。這樣的實驗方式，有助于培養學生的主觀能動性，也體驗了團隊協作的重要性。

3 科研創新型實驗項目

科研創新型實驗項目的是加強學生合理運用多種實驗方法和儀器設備的綜合能力，使學生體驗到化學知識點的交叉融合，完善學生的實驗技能和素養。教師們的科研課題更接近科學研究的前沿，將無機化學實驗內容與現代技術相融合，會增加實驗的趣味性。我們同時開發了若干個科研創新型實驗項目，如：多孔材料的合成及其對氣體吸附性能的研究，稀土金屬發光材料的制備及其發光性能研究、TiO2復合材料的制備及光催化降解研究等，這些課題是將教師的課題研究融入到無機化學實驗的教學中，實驗過程包含制備和性能分析，除常規實驗操作外，同時利用熱重分析儀、熔點儀、比表面積及孔徑分析測定儀、紫外-可見分光光度計、紅外光譜分析儀、熒光光譜儀等對產物進行表征。這些綜合型實驗操作步驟多，同時利用大型的儀器設備，體現了實驗內容的先進性，培養了學生綜合實驗能力。大家可以任意選做其中一個實驗項目，根據前期的探索性實踐，學生對這些實驗項目興趣和積極性都很高。開展科研型實驗項目是理論和實踐相結合的一個升級體現，同時提高了實驗室大型儀器設備的利用率，營造了課研氛圍，這對于學生主動學習能力的提高和自身知識結構的優化都有較大幫助。

為了培養應用型技術人才，近年來，我們生化學院不斷完善實驗教學的硬件條件，同時開展了實驗室開放項目和大學生化學實驗技能競賽等活動，引導學生積極主動參與，多方面加強學生綜合素質。隨著實驗教學改革的持續深入，新設備、新技術被廣泛應用，實驗內容不斷更新，綜合型和科技創新型等高層次實驗所占的比重也會越來越大。通過對無機化學實驗的教學內容進行多層次探索性改革，激發學生對實驗課的濃厚興趣和積極性，培養了學生的創新意識和創新能力，提高學生的綜合素質[6]。

綜上所述，在教學實踐中，只有不斷改革探索，創新、優化教學方法，才能持續提高實驗教學質量，為提升學生綜合能力提供一個好的平臺，有利于應用型本科院校的可持續發展。