非化學專業大學化學實驗的教學現狀和改進方向

何紅艷

(阿壩師范學院 資源與環境學院，四川 阿壩州 623002)

大學化學課程是高校理工科非化學專業所必修的一門專業基礎課，化學是一門以實驗為基礎的學科，所以高校都會單獨開設一門課程，為大學化學實驗，它的授課對象是大一新生，所涉及專業有生物、醫學、食品、地理等。大學化學實驗課程的開設目的主要有三個，一是使學生能夠掌握基本的化學實驗原理、操作技能和簡單儀器使用方法；二是培養學生初步的分析問題、思考問題和解決問題的能力；最后則是培養學生嚴謹的科學作風，實事求是的科學態度。大學化學實驗作為一門專業基礎課程，它的學習對于非化學專業的高校學生來說，現狀就是面臨困難，特別是教學改革的當下，更具挑戰。面對困境，各高校都給出了自己的解決方案[1-10]，我校也為此做出努力。本文先是簡述了當下高校學子學習大學化學實驗課程面臨的情況，再簡單分析了各高校關于這門課程的教學改進方向。

1 學習大學化學實驗面臨的困難

1.1 學生學習大學化學實驗的主觀困難

首先非化學專業的大一新生，化學基礎參差不齊，化學實驗的基礎就更千差萬別，主要是由于他們來自不同的省份，不同的地區，所在中學對于實驗的重視程度不一。有的學校會讓學生動手實驗，但是中學和大學的實驗硬件設施差距較大，學生也僅僅是會部分實驗操作。部分中學卻是教師實驗或者播放視頻文件，學生觀摩，他們并沒有直接接觸實驗儀器，導致這部分學生的動手能力幾乎為零。更有學校直接忽略化學實驗，教師既沒有實際演示，學生也沒有觀看實驗視頻，對于基礎實驗操作只是知曉文字，腦海里并沒有具象化的實驗過程，實驗基礎一片空白。綜上，對于這樣的情況，大學化學實驗的教學質量和教學目標的達成都面臨巨大挑戰。同時，學生就讀的是非化學專業，對于這門課程的學習，認為其并不是專業課，不能引起重視，且部分課程內容設置難以引起他們的興趣。大學化學實驗的學習，非化學專業學生存在以上主觀困難，同時客觀困難也不容小覷。

1.2 學生學習大學化學實驗的客觀困難

大學化學實驗課程的客觀現狀也讓學生的學習充滿挑戰。當下提倡教學改革，經過改革本課程的課時減少，有限的課時需要完成和以前一樣的教學任務。實驗教學內容與理論課程一一對應，理論課程包括無機化學、分析化學、有機化學和物理化學，范圍較廣，實驗課程與之對應，對于化學專業學生，這是他們5個學期，幾百個學時的學習內容，然而非化學專業的學生就必須在一個學期，幾十學時內完成。其次大學化學實驗課程內容豐富，但是對于非化學專業來說，卻缺乏與之對應的專業特色。比如：無機化學實驗-硫酸亞鐵銨的制備，分析化學實驗-鹽酸溶液的配制與標定，有機化學實驗-苯甲酸的制備，物理化學實驗-化學反應速率與活化能的測定，類似的化學實驗，非化學專業學生缺乏學習興趣，同時又因為與自己專業無關，更不會引起重視，缺乏學習的主觀能動性，學習效果可想而知。且部分高校的大學化學實驗任課教師是化學專業的青年教師，他們對于非化學專業與化學專業之間的聯系認識較少，對根據學科之間的交叉改革實驗內容的經驗不足，很難對授課內容進行更改。再次各高校都普遍存在的一個問題，就是實驗硬件條件未能滿足學生實驗。大學化學實驗是非化學專業學生進校后的第一個實驗課程，一開始會引起同學的極大興趣，但是由于實驗客觀條件有限，需要分組實驗，長此以往，導致部分學生心生懶惰，依賴同組成員，對實驗懈怠，進而降低實驗的教學效果，不能完成教學目標。最后實驗考核機制本就存在著較大問題，使得教師也可能給出一個不公平的分數，且部分學生投機取巧，難以真正學習到知識和技能。目前大部分高校的實驗考核機制還是沿襲傳統，即考核分為兩個部分“實驗操作+實驗報告”，不同高校針對兩部分選取的比例不同。實驗操作部分考試很多時候是一個老師監考多位同學，很難時刻注意到每位同學的實驗操作；有同學會因為老師的觀看，緊張，進而導致發揮失常；或是當天自己的身體原因導致的異常發揮；更有同學趁著教師的不注意，篡改實驗數據。種種原因的出現會使學生得到一個不公平的分數。因為實驗報告占據期末實驗成績的部分，即使未能仔細完成實驗，甚至根本沒有參與實驗，學生也能寫出完美的實驗報告，這時教師在評定實驗報告時就會給出高分。綜上所述，所以考核后的成績分析，教師也就不能得出教學質量的正確結論。大學化學實驗包含四大基礎化學實驗，內容豐富，且多層次，使得最終的考試實驗很難被確定，于是有高校采取了“實驗理論+實驗報告”的模式進行考核，當然，如此的考核制度存在的問題就是學生的實驗操作技能不能被評定，會影響學生的學習主動性，甚至影響學生后續的實驗課程學習。

學生學習大學化學實驗的現狀如上所述，面臨各種困難，各高校都做出了努力，大致在以下幾個方面給出解決方案。

2 大學化學實驗課程的教學改進方向

2.1 學情分析

學生是教學的主體，關于大一新生的學情分析，要求教師必須全面且仔細完成。學情分析包括原有知識分析和認知能力分析，原有知識分析主要是了解學生在中學時代的化學實驗操作技能基礎；認知能力分析則是全面了解學生分析問題和解決問題的能力。只有做好了學情分析，教師才能展開自己的教學活動，并且根據不同專業的具體情況，可以適時調節自己的授課內容。

2.2 學習興趣

中國古代偉大教育家孔子曾說“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，興趣作為一名最好的老師對于學習來說至關重要。怎樣提高非化學專業學生學習大學化學實驗的興趣呢？各高校嘗試不同方法，其中一些已經收到良好的效果。比如：清華大學[9]開展了結合專業特點的實用性實驗內容，引導學生將化學與其專業背景相聯系，大大提了學生的動手主動性。東北石油大學[10]豐富創新大學化學實驗內容，通過大學化學實驗的多種現象促進學生對于化學知識的學習，引起學生探索知識的興趣。

2.3 實驗內容的層次性

針對教學改革后的實驗課時有限，在有限的時間內學生需要掌握基本的化學實驗操作技能，同時還需要培養學生的創新能力，這就要求教師對于實驗教學內容，結合理論課進行篩選，同類型的實驗只需要出現一次，同時設置不同層次的實驗，即基礎實驗，綜合實驗和設計實驗。

2.4 實驗內容的專業性

大學化學實驗內容對于非化學專業的學生來說，應該傾向于選取與專業有關聯的實驗。既能引起學生興趣，同時對于學習后續專業實驗課程有一定幫助。也就是同樣的實驗原理，采用不一樣的實驗名稱和有專業特色的實驗操作。例如：無機化學中的元素化學實驗，對于化學專業學生，實驗可以是水溶液中Ag+、Cu2+、Cr3+、Ni2+、Ca2+的分離與檢出；而生物專業，則可以換成植物中元素的鑒定；材料專業，可以引進關于先進材料里元素含量分析的實驗；食品專業，則可以是果蔬中的組分分析。在實驗改進中，對于經驗不足的青年教師，應該多了解學科交叉，和經驗豐富的老教師溝通，同時經常與非化學專業的教師交流，熟悉他們的人才培養方案，知曉大學化學實驗對后續授課內容的關聯，對于授課內容的選取和改進大有裨益。

2.5 硬件設施

對于實驗硬件條件不足的問題，可以通過采取小班實驗教學來克服，基礎實驗爭取做到單人一組，綜合實驗和設計實驗采取幾人一組完成。同時實驗室管理方面，建立健全的實驗室儀器、藥品管理制度和實驗室使用的安全制度，教師也要在課堂強調節約型實驗和安全實驗的重要性，給剛進入實驗室的學生建立良好的實驗室使用約定，即在安全的環境下，不浪費藥品，對玻璃儀器輕拿輕放，熟記化學儀器的操作守則。高校對學生開放實驗室，學生可以利用自己的空閑時間重做他們上課時未能成功完成的實驗，且設計性實驗的進行也要求開放實驗室。

2.6 實驗考核制度

實驗考核制度不僅僅是大學化學實驗的改革主方向，同時也是高校關于實驗改革的努力方向。正如前文所述，傳統的實驗考核方案不能如實反映學生的學習效果，對于教學質量，教師很難做出正確結論。實驗考核改革可以從平時成績和期末成績兩個方向入手，平時成績的組成可以是實驗預習、實驗操作和實驗態度。首先應該讓實驗預習成為實驗分數的范疇，從而能盡量改正學生只是簡單抄寫實驗原理和實驗步驟的習慣。真正的實驗預習應該是提前學習實驗原理，了解實驗步驟，特別是注意實驗中的細節，而細節大都來自理論知識的應用，對于剛開始學習實驗的學生，很容易忽視，因為他們大多只是草草瀏覽，并不會深究，這樣很難培養他們的實驗分析能力，就更難學會用實驗反應理論，以理論聯系實際。其次把實驗操作分數分到每一次實驗，不論是分組實驗還是單獨實驗都應該有實驗操作分數，而不是僅讓考試實驗的操作作為整個實驗分數中實驗操作部分的全部組成；再次實驗態度也是實驗考核內容，實驗態度表現在學生實驗參與度、實驗試劑與儀器的整理和實驗數據的實事求是等，良好的實驗態度是學會實驗操作技能的基礎，同時也是形成良好學習作風的根本要求。期末成績則包括理論考試和實驗操作考試。理論考試范圍主要是基本儀器的使用注意事項、所學實驗的原理部分和實驗中的注意事項。理論考試可以促進學生對實驗知識的掌握，鞏固實驗操作。實驗操作考試可以是所學實驗，也可以是學過實驗的升華。考試對象是非化學專業學生，所以主旨應該是基礎操作考核，不涉及復雜儀器和繁瑣的操作過程。

3 總結

當代理工科高校非化學專業學生學習大學化學實驗面臨的困難，分為主觀和客觀，針對這些情況，高校都在摸索解決方案，方法主要分布在六大方面，其中部分高校的改革方案已見成效，但都還在繼續改進，努力提高大學化學實驗課程的教學質量，爭取全面達成教學目標。對于學生，雖然面臨困難，但學好這門專業基礎課程，可以為自己后續學習奠定基礎。