無機化學實驗教學中設計性實驗的應用

高強　陳傳祥　陳立莊

【摘 要】無機化學實驗教學中設計性實驗的開設，可激發學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力，對于學生創新能力的培養具有重要意義。適時適當的開展設計性實驗可激發學生的學習興趣、培養其勤于動腦的習慣，有利于創新型人才培養任務的完成。

【關鍵詞】無機化學實驗;設計性實驗;應用;創新

中圖分類號： G642.4;O61-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）01-0127-002

無機化學實驗是化學專業學生的學科基礎課，是無機化學教學中不可缺少的重要一環。它擔負著培養學生掌握無機化學實驗基礎知識、基本操作技能及進行科學實驗入門訓練的任務。通過實驗的方式可以使理論知識得以驗證、鞏固和提高。又因為相比有機、分析、物化、化工等實驗，無機化學實驗更為基礎和簡單，其多為大學新生接觸到的首門實驗課程。因此，無機化學實驗教學效果的好壞將直接影響后續相關課程的開展[1]。設計性實驗有別于演示實驗和驗證性實驗，其具有更大的靈活性，對學生創新能力提出更高的要求。在已掌握基本的儀器使用方法和常規操作程序的基礎上，設計性實驗更能激發學生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。設計性實驗是演示實驗和驗證性實驗的進階，是培養化學專業學生科學思維的有效手段[2]。

1 設計性實驗開設的重要性

創新型人才的培養是大學教育的重要任務。在基礎知識扎實掌握的前提下，鍛煉學生打破常規的條條框框，獨立尋求解決問題的方法是培養其創新意識的有效途徑。無機化學中驗證性實驗的開設目的在于使學生能夠掌握必需的基本知識和基本操作技能，其重要性毋庸置疑。然而，學習知識的真正目的在于能夠有效的利用。學以致用才能將課本上死的定理定律轉化為解決實際問題的工具。設計性實驗一方面要求學生利用所學知識解決實驗中提出的諸如分析、分離、檢測等的問題。另一方面又給出自由發揮的空間，無論利用何種方法，只需有效解決問題即為完成實驗要求。這樣的實驗類型從根本上解決了學生循規蹈矩，重視動手而輕視動腦的問題。固定實驗方案和流程的打破也更能激發學生的學習興趣和積極性[3]。此外，本科階段設計性實驗已經初具研究性實驗的雛形，這也為后期部分學生升學進修后獨立研究的開展奠定了最初的基礎。

2 設計性實驗開設的方法和注意事項

2.1 合理選擇設計性實驗的開設時間和內容

如前文所述，設計性實驗是基礎性的演示實驗和驗證性實驗的進階，該類實驗的開展要求學生具備有一定的專業知識和實驗操作技能。因此，設計性實驗的開設時間不宜過早，在所有無機化學實驗中的占比不宜過多，難度不宜太高。通常，在整個無機化學實驗課程的最后階段，開設2-3個與所學知識密切相關的設計性實驗的安排是較為合理的。大一下學期的后半段，學生的無機化學理論課已接近尾聲。在這一階段，大部分課本中的相關知識已講授完成。通過前期幾個甚至十幾個驗證性實驗的鍛煉，學生已掌握了基本的操作技能。此時是開展設計性實驗的最佳時機[4]。在設計性實驗內容的選擇方面，要從學生的實際情況出發。需緊密聯系無機化學理論課的相關內容且避免操作上過于繁瑣，難度太大等的問題。以免使學生們因無法完成而產生懼難的心理。設置的設計性實驗在難度上應具備一定的區分度，循序漸進地提高實驗的深度。

2.2 要注重任課老師在設計性實驗開展過程中的引導作用

設計性實驗開設的目的是要充分調動學生的主觀能動性，自主探尋解決問題的途徑。但值得注意的是，這樣的目的和要求并不意味著實驗任課老師可以不管不問，任由學生自由發揮。對于如何分析問題、通過哪些途徑可以為構建實驗方案提供可行思路等，都需要任課老師的引導。這些指引對于首次接觸設計性實驗的學生來講尤為重要。此外，初步的實驗方案設計完成后，還需要任課老師對其進行認真的審核，考察方案的合理性和可行性等問題。因此，設計性實驗的開設不是降低了任課老師的作用，而是更加突出了任課老師在引導和激發學生創新思維、活學活用等方面的意義，對任課老師提出了更高的要求[5]。

2.3 在設計性實驗開展中強化學生的團隊合作意識

設計性實驗開設的初衷是調動每個學生的積極性，因此，以二三人為一小組通過充分的討論，確定實驗方案和實驗步驟能使全體學生均參與其中。在分析問題、解決問題的過程中，各抒己見，取長補短，這樣不僅能確保最終實驗方案的合理性，同時也大大提升了學生的團隊合作意識[6]。

2.4 縱向比較為學生提供更多新思路

設計性實驗不應以各小組實驗的完成為終點，對不同小組間設計方案甚至不同班級、校內外相關實驗不同設計方案的比較和點評對于學生思路和眼界的開闊有非常重要的意義。縱向比較面對相同問題時不同學生的實驗方案和策略，深入剖析各自的優點和不足之處，是任課老師在設計性實驗開設過程中不可或缺的一步。通過不同案例的解讀，學生能獲得更多新的思想火花，認識到個人在思考問題中的不足。使之能夠理順思路，逐漸培養發現問題、分析問題、解決問題的科學思維。

3 設計性實驗開設的效果

通過一系列設計性實驗的開設，我們發現，相比于無機化學實驗中的驗證性實驗，在設計性實驗的開展過程中學生們表現出更高的熱情和積極性、能動性。各類新奇的思路被激發出來，這無疑大大提高了學生的創造和創新能力。值得注意的是，設計性實驗的開設不止對學生能力的提升具有重要意義，也為任課老師的提供了新的養分和興奮點。為后期進一步開展教育教學活動提供了不少借鑒和新的思路。

4 總結

無機化學實驗教學中設計性實驗的合理應用為學生獨立分析問題、解決問題能力的培養提供了良好的契機。相比于按圖索驥、亦步亦趨的傳統授課方式，其具有更大的靈活性，對學生和任課老師都提出了更高的要求。課本知識的實際應用和自主設計能力的鍛煉，與大學培養創新型人才的要求相吻合。因此，適時適當的開展設計性實驗對于化學專業學生的培養，具有非常重要的意義。

【參考文獻】

[1]石翛然.無機化學實驗教學體會與思考[J].廣州化工，2018，46（22）：138-139.

[2]楊曉紅，王凱淵，王兆春，唐穎，吳嘉薈.設計性實驗教學在研究生創新能力培養中的探索與實踐，西南師范大學學報（自然科學版），2018，43（11）：166-171.

[3]梁清霞.高職藥劑學自主創新性實驗設計初探及反思，衛生職業教育，2018，36（24）78-79.

[4]湯盈.高校體育教育專業實驗教學改革與探索，陰山學刊（自然科學版）2018，32（01），49-51.

[5]蔣紅玲，張文亞.地方高校青年教師教學能力提升的阻抗因素及對策，太原城市職業技術學院學報 2018（11），76-77.

[6]孫向麗，王春杰，王海峰.設計性實驗在無機化學實驗教學中的應用，江西化工，2018（04）145-146.