新工科背景下無機及分析化學實驗教學改革探討

陳 潔，王 斌

(濟南大學 化學與化工學院，山東 濟南 250022)

人才是推動社會發展的第一要素，新時代迫切需要人才、呼喚人才，在人才培養環節中占中心地位的高等院校需要根據新興產業和區域發展的相關需求調整人才培養的戰略。課堂是新時代人才培養的主渠道，課堂的一端連接著學生，一端連接著國家戰略需求與產業發展。面對新形勢、新要求，我們需要抓住課堂教學主渠道，打造有趣、有料、有挑戰的"高質量課"，有的放矢地探索新工科人才的教育培養新模式。無機及分析化學實驗是化學及高分子專業學生進入大學以后的第一門化學類的實驗課程，它主要研究元素及其化合物的性質、常用的定量分析方法以及過程所涉及到的基本操作和相關原理。無機及分析化學實驗是培養學生化學實驗技能與素質的最基礎的實踐環節的重要組成部分。社會發展取得的每一步成就，都與創新思維的實踐有著密不可分的關系。創新思維指的是運用新穎獨創的方法去解決現實問題的思維過程，這種思維通常能夠突破常規思維的界限，以超常規的方法和視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，產生新穎獨到的、有社會意義的思維成果。高校作為中華民族實現偉大復興、走向創新之路的新生力量，不僅要適應時代潮流，更要積極探索培養學生創新創新精神的有效途徑。同時創新教育的實施也成是教育改革的重中之重。作為化學及高分子專業教學的重要組成部分，無機及分析化學實驗是最基礎同時也是最實用的教學過程。它在實驗教學改革中發揮了示范和導向的作用。傳統的無機及分析化學實驗教學中的經驗只關注學生對于基礎知識的掌握和對基本操作技能培訓，而無法滿足日益進步的社會對于人才的創新思維模式的需求。因此，在無機及分析化學實驗的教學過程中加強對學生創新思維的培養對目前高校教育改革來說具有重要意義[1]。

1 目前無機及分析化學實驗教學過程中存在的主要問題

1.1 內容安排不合理，學生缺乏積極性思考

在我國傳統的教育觀念中，理論知識比實踐似乎具有更重要的地位，實驗課程所開設的項目大部分以驗證基礎課所學的理論知識為主，學生傾向于把無機及分析化學實驗當作是理論教學的副產品，在每次的具體實驗過程中，學生傾向于完全對照實驗教材亦步亦趨的完成實驗，這種實驗教學過程很難激發學生的主動思考，有些內容超出學生的知識儲備，讓學生被動的接收知識，有的比較難的知識點學生由于不理解，教材的編寫者經常會被學生認為腦洞太大，同時實驗課講授的知識也被學生持有懷疑態度。

1.2 教學模式陳舊，缺乏創新思維

以往的無機及分析化學實驗課程通常采用非常單調的教學模式，一般在每次實驗課之前，教師需要將學生集中起來，統一講授實驗原理、目的、儀器及試劑的使用，實驗過程中的具體注意事項都要十分詳細的講述一遍，但是由于講授內容越多，所需時間越長，這樣過多的講授容易減弱學生的好奇心，同時由于實驗步驟往往有表可依，學生只需按部就班照搬實驗步驟就可以完成實驗，但是這樣的教學模式由于課程模式過于單一、陳舊，整個過程中都沒有創新思維的植入，這樣的教學過程對于人才培養是及其不利的。

1.3 實驗內容缺乏新意，脫離實際應用

傳統的無機及分析化學實驗內容過于陳舊，有的實驗內容已經延續了幾十年沒有變化，實驗內容陳舊使得學生的實驗能力跟不上企業、或是進一步從事科學研究工作時對于其實驗動手能力的需求。這種欠缺實用性的教學對于實驗資源、人力物力都是一種浪費。

1.4 考核方式單一且不合理

傳統的考核方式主要依據于實驗報告給出成績，造成部分學生把精力都放在實驗報告的撰寫上，有些極端情況會出現學生為了湊數據或為了和書本的實驗現象一致而編造數據，這與實驗教學的目的是背道而馳的。

2 關于無機及分析化學實驗教學改革的探討

2.1 注重與理論的融合互補，提高學生綜合運用知識的能力與創新精神

在實驗教學的過程中，應注重實驗課程所授知識與理論課程知識點的融合互補，要吸收當代教學、科研中成熟的代表性成果，使實驗課程與理論課程互相依托，相輔相成，鼓勵學生主動發現問題和嘗試解決問題。教學過程要以加強基礎訓練和注重學生能力培養為主線，知識講授的過程要按照由淺入深、循序漸進的認識規律。將課程內容分為基本操作訓練、基礎實驗、綜合實驗、設計實驗幾個部分，在傳授基本知識，訓練基本操作技能的基礎上，使學生初步掌握從事化學研究的方法和規律。實驗教師需要在課堂上引導學生，用創新思維思考問題、發現問題，促進學生分析問題并幫助學生解決問題。教師需要靈活使用啟發式教學針對不同的教學內容設置合理的問題情境，有節奏地設置懸念，讓學生發現自己的創造力，而不是將所有實驗中可能出現的問題都一股腦地教給學生。應鼓勵學生探索和解決問題，激勵學生主動思考和形成創新的思維模式[2]。

2.2 更新教學內容，激發學生的學習興趣

在實驗內容的選擇方面，應該適當增加選做實驗的內容，比如可以首先讓學生成立興趣小組，不同的興趣小組可以選擇不同的實驗項目，由小組同學通過團隊合作完成一個實驗項目。另外，應當適當增加綜合性實驗及設計性實驗的比例，如增加一些關于生物組織中某些元素及化合物的提取及結構鑒定、金屬配合物的制備、廢棄物的回收利用等內容。同時還可以結合實驗課程教師的科研方向，根據其研究課題引入一些在實踐中經過多次驗證的成熟的實驗，將其作為學生設計實驗進行開設，如：貴金屬納米球的制備及表征、應用等。這對于激發學生的科研興趣，提升學生的創新思維是有很大幫助的。

2.3 科研反哺教學，讓學生參與科學研究，提高學生的創新能力

授課教師可以結合自身的科研成果，建立開放的實驗平臺，提供定量或定性指標，鼓勵學生參與其中，感受科學研究的氛圍，這樣可以使對科學創新感興趣的學生有機會培養自己的創新能力，實驗授課教師應該在課堂上鼓勵學生尋找導師，同時嘗試申請由學?；驅W院經費資助的大學生科技創新訓練項目。除了實驗課堂，實驗教師更應該引導學生課后進行科學研究，提高實際的實驗技能，增強創新能力[3]。這種對于幫助學生獨立發現問題，解決問題是很有好處的。對低年級的學生來說，對理論知識的理解，對實驗現象的分析和實驗方法的合理性認知尚不成熟，需要教師及時準確地予以指導，幫助其完成總結，引導反思，鼓勵學生獨立思考。在開放的實驗平臺中，學生可以有機會不斷探索，練習和反思。對于提高學生的整體素質是非常有益的，同時還能夠加強學生與老師之間的溝通交流，對于提高實驗課堂的教學效果也有促進作用[4]。

2.4 改革考核方式，提高學生的科學素質

考核的過程應該貫穿無機及分析化學實驗教學的始終，從實驗預習準備、操作、實驗報告書寫到最終的綜合實驗測試。每次實驗課上，教師需要針對實驗預習過程、基礎操作、實驗結果三部分進行綜合評價。實驗的預習準備是非常重要的，學生需要明確實驗原理及目的，預習相關儀器的使用原理及方法，課堂上實驗教師需要糾正學生的一些不當操作，同時記錄學生的操作表現。觀測評估要貫穿每一次實驗課，最終根據每次成績進行加權重分析，保證考核結果的科學性?？己藢嶒瀾撛O置為綜合性實驗，教師在學期最后一次實驗的前2～3周公布相關的實驗命題，要求學生根據興趣自行組建2～5人的實驗小組，獨立查閱文獻，小組成員需要協同合作，并根據現有資源條件擬定實驗方案，選擇實驗儀器和相關試劑進行實驗，教師則需要根據每個小組在考核過程中的表現，可以設置一些現場提問環節，根據各組最終的實驗結果，進行綜合評分。

3 結語

本文著眼于現代社會對高素質人才的需求，緊密圍繞高等院校無機及分析化學實驗課程教學模式的創新與學生實踐能力的培養，就無機及分析化學實驗課程存在的問題分析，通過完善實驗教學內容、利用科研反哺教學、適當更新教學內容和教學模式、引進新的教學方法，創立新的實驗考核模式等探究，旨在提高學生實踐技能以及培養訓練創新思維[5]。因此，對無機及分析化學實驗教學過程進行積極改革和創新探索是高等教育實現高素質應用型人才培養的重要保障。