基礎化學實驗教學改革探究

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(山東科技大學 材料學院， 山東 青島 266590)

材料是現代社會發展的三大支柱之一，海洋，能源，航空航天等領域出處都有著材料的貢獻，材料是科技進步的關鍵，科技的發展離不開材料，材料科學是一個涉及多種學科的較寬口徑專業。該專業以各種材料學、化學、物理學為基礎，主要研究的是材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用，所以基礎化學實驗，在材料學科中占有很重要的地位，基礎的無機化學實驗和分析化學實驗涵蓋了材料學院的所有專業，尤其是高分子材料與工程和材化學專業，這兩門化學實驗在培養學生對化學知識的認知，理論與實踐相結合以及培養學生的動手能力方面，有著舉足輕重的作用。

基礎化學實驗是將化學理論知識應用于操作實踐的重要平臺，也是材料學生掌握相關專業技能的重要基礎，承載著培養學生動手能力、思維能力和創新能力的重要任務。也是對化學實驗理論，實驗方法，實驗技能進行實踐驗證的重要課程。主要是通過學生親自操作，觀察現象，得到產品，對產品進行分析，學生在課堂上獲得的抽象的知識能夠直觀的了解，加深學生對材料化學性能知識的認識。

大一新生接觸到的第一個實驗就是基礎化學實驗，實驗能否成功開設，首先是新生對學院的一個第一認識，同時也代表著對材料這門學科的第一印象，能否提高他們的學習興趣起著尤為關鍵的作用。由于部分學生學習自我約束能力不夠強，同時一起進行實驗的學生數量較多，部分學生并沒有理解實驗過程中的內涵，沒有理解做實驗的目的和意義，僅僅就是機械的按著指導書進行操作，做完實驗，學對實驗所應得到的知識沒有學到，更不用說開拓創新能力的培養了。同時最后的實驗成績也不能正確反映出學生真實的實驗成績。鑒于這種情況，如何開設好實驗課，既能提高學生的學習興趣，又能真實反映學生對實驗的掌握情況，結合本學院的實際情況，學習兄弟院校的經驗，做了一些實驗課的改革，充分利用網絡信息，提高學生的學習興趣，真實反映學生對實驗的掌握程度。

1 利用微課和其他信息提前預習實驗

隨著互聯網的發展，通過各種途徑能活獲取很多的信息，所以以往的課堂和實驗教學方法不能滿足學生的要求，必須進行改革，借用現代的信息手段，來提高學生的學習方法。智能手機的普及，移動平臺的應用越來越廣泛。學生每天接觸最多的就是各大網站、QQ、微信、微博等，都可以成為我們指導學生學習的方法和手段。微課剛好具備了這些功能。教師可以在微課應用平臺上實時更新這些資訊，學生通過電腦、手機、IPAD 等移動終端隨時隨地獲取信息，更新知識。

“微課”主要是以實驗操作視頻片段為主的教學資源，微課的時長比較短，教師在精心設計并制作出微課件后，可將幾個小時的實驗中需要精心操作的部分錄制下來，要求學生提前預習，這樣學生提前對實驗有了感性認知，提高學生對實驗操作的樂趣和積極性，對于即將開設的實驗中實驗儀器的原理及規范的操作以及實驗中需要注意的事項還可以通過動畫的方式直觀呈現，視頻與動畫的結合使教與學變得更輕松更有效率。我們學習了東華大學實驗中心的經驗，計劃建立完善的系統，對學生預習的時間進行考核，督促學生主動的去進行實驗預習。同時也通過QQ群分享給一些與實驗相關的小知識，提高學生對實驗的興趣和探究意識。

圖1就是對即將進行的鉍鉛連續滴定實驗，給同學們提供的預習信息，通過這個圖片，同學們可以直觀的了解到鉍鉛的分布情況：鉍鉛作為伴生的原礦石，鉍礦擁有量最高的是中國，在我國鉍礦儲量最高的是湖南省，通過對此圖進行講解，學生可以對我們國家礦含量分布有一定的了解，還以引導學生對其他金屬的儲量進行查閱，多元化的擴展學生的知識和視野。

圖1 中國鉍礦分布

2 規范實驗操作技能和手段

基礎化學實驗課是以培養高等化學技術人才應具有的能力和素質為主要目的，所以不但要求學生通過實驗得到最終產品，并對最終產品進行檢驗，還要培養學生良好的規范的操作習慣，這就和司機開車一樣，規范的操作習慣也是實驗安全教育必不可少的學習培訓內容。規范操作是實驗課的重要部分，在實驗課實際操作中，如何才能讓每個同學都能了解到規范的操作方法，單靠老師實驗前的講解是達不到目的的，我們就采用了通過圖片的形式，動作標準的同學操作通過電子圖片的方式發送到學生QQ群里，我們會結合圖片給同學介紹如何去進行標準的滴定操作，如何規范量取溶液，從手法到眼睛觀察的位置，從站立的位置到滴定臺的擺放，都會給同學進行講解，說明理由已經對操作安全的影響，對于一些操作不規范的同學，我們也會通過各種方式給予警示和矯正，學生在實驗過程中養成良好的規范的操作。對于操作不規范的學生也作為反面教材，從實驗成績上反映出學生的規范操作程度，引導學生進行規范操作，激勵學生人人爭當榜樣。下圖2就是截取的規范操作的圖片。

圖2 為學生標準操作圖例

3 通過展示學生實驗結果引導學生把握最佳條件

在分析化學實驗中，終點如何判斷，如何抓住突變是學生在實驗過程中不容易掌握的，我們就采取了所有同學將自己的最終終點顏色進行拍照，然后一起進行分析對比，找出最合適的終點顏色，學生自己再逐漸摸索，找出突躍點，找出顏色的突變點。每組同學都對自己的終點拍照后標注姓名和指示劑名稱。

圖3 學生實驗結果展示

從圖3可以看出不同同學操作不同指示劑反映出來的顏色的變化，可以針對這兩張圖片來分析哪組同學對最終顏色掌握的比較精準，哪個反應圖片還沒有到最佳終點，哪個圖片已經過了最佳終點，通過分析，其他同學很容易把握好中點的顏色，既能直觀的看到顏色的變化，又對實驗產生了很大的興趣，還能讓學生來探討未到終點和過終點后顏色變化的原因。有些同學在實驗過程中抓拍的一些漂亮圖片更是提起了學生的興趣，寓教于樂應該如此吧。

4 對實驗結果通過教師簽字的方式給予結果的指導

經過幾個小時的實驗，同學們得出了最終的結果，對于學生在實驗課中得出的結論，沒有對錯之分，只有數據是否合理，在簽字前根據學生的實驗數據，和學生一起分析數據的合理性，找出不合理的原因，如果最終數據偏差比較大的，建議學生進行重復實驗，找出自己出現問題的所在，通過重復實驗加以避免，并了解到正確的操作方法，真正達到實驗的目的，掌握實驗操作原理，這樣大大的提高了學生對實驗自覺學習和分析的能力，有效的和理論知識進行結合。

5 改革前后效果對比

經過對實驗課進行改革，學生的學習和實驗操作積極性有很大的變化。對這些指標大致進行了一下統計，通過對三年各項指標的平均數據進行對比，發現改革以后的實驗教學有了很大的變化，改革前后效果對比數據如表1。