電力院校《無機化學實驗》教材的探索與改革

摘? 要：該文分析了電力院校無機化學實驗的教學現狀，針對電力院校的特點進行無機化學實驗教材的改革。新教材在介紹無機化學實驗的基本知識和操作練習的基礎上，根據自身學科的發展特點加入能源和科學前沿實驗。旨在使學生掌握無機化學實驗的基本知識和理論，了解無機化學實驗的特點，培養學生的實驗操作能力，為其他學科和實驗打下必要的堅實基礎，激發學生的學習熱情，提升學生的動手能力，培養學生自主學習的習慣。

關鍵詞：無機化學實驗? 創新? 教材

中圖分類號：O61-4;G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）03（b）-0229-02

Abstract： This paper analyzes the teaching status of inorganic chemistry experiment in electric power colleges. Innovative teaching materials for inorganic chemistry are carried out according to the characteristics of electric power colleges. On the basis of introducing the basic knowledge and operation exercises of inorganic chemistry experiments， the new textbooks incorporate energy and science frontier experiments according to the development characteristics of own disciplines. The aim is to enable students to master the basic knowledge and theory of inorganic chemistry experiments， to understand the characteristics of inorganic chemistry experiments， to cultivate students' experimental operation ability， to lay the necessary solid foundation for other disciplines and experiments， to stimulate students' enthusiasm for learning， to improve students' practical ability and to cultivate students' habit of self-learning.

Key Words： Inorganic chemistry experiment; Innovation; Teaching material

化學是一門實驗學科，無機化學實驗是大一學生開設的第一門主干實驗課，在學生的學習中起著至關重要的作用，也是后續實驗課的基礎。實驗教材作為實驗教學系統的三大要素之一，是教師教學和學生學習的重要載體，對教學有重要影響，加強教材建設自然成為高校實驗教學改革的重要內容[1-3]。目前，該院學生所用無機化學實驗教材仍為10多年前的自編教材，而理論教材不斷更新，實驗教材卻老舊落后，實驗內容的選擇不能緊貼課本，實驗項目設置不夠合理，存在有毒有害實驗。因此，無機化學實驗教材的改革勢在必行。

新的教材應緊貼課本，強化基礎知識，結合目前研究熱點滲透先進的研究理念，使實驗由枯燥單調變得生動有趣，拓寬學生的知識視野，擴充知識面，為學生打下扎實的實驗基礎，培養學生動手能力和分析，解決問題的能力[4-5]。

1? 教材改革的目標、特色和創新點

編寫一部適用于電力院校培養特點的《無機化學實驗》教材，解決目前實驗教材落后等問題。新的實驗教材以基礎知識為支撐，著重培養學生的基礎操作，同時結合目前研究熱點開設創新型實驗，拓寬學生視野，擴充知識面。針對不同專業、不同學時的問題，開設實驗項目合理﹑內容充實的實驗授課計劃。使學生牢固地掌握基礎操作，同時能自主思考，遇到實驗難題學會主動解決，培養其分析、動手的能力，為后續課程打好實驗基礎。

2? 主要內容和方案

《無機化學實驗》教材針對電力院校的特點進行編排，電力院校的無機化學實驗不同于理科大學，學時較少，同時屬于課內實驗，不單獨考核。在工程認證的要求下對實驗內容要求比較嚴格，各類實驗和知識都要求涉及到。這就要求在較少的學時內盡可能安排較多的實驗內容。新教材實驗學時20學時，基本操作實驗1個（4學時），原理與制備實驗1個（4學時），元素性質實驗1個（4學時），無機前沿實驗1個（4學時）和綜合自選實驗1個（4學時）。在以往的改革中我們將基本操作實驗取消，將其實驗內容打散到各個實驗中，但效果不夠理想，單獨將其作為一個實驗并放在課程的最開始，有利于強化基本知、鞏固基礎，打好實驗基礎。基本操作包括玻璃儀器的洗滌、常用的加熱方法、基本度量儀器的使用、化學試劑的使用、電子天平的使用等內容。原理與制備實驗包括粗食鹽的提純、三草酸合鐵酸鉀的制備、三價鈷的配合物的制備3個實驗，根據學生興趣自行選擇感性的實驗題目。元素性質實驗以主族為單位，分別為碳族、氮族、鹵族、硼族和鑭族元素的性質。無機前沿實驗根據目前的研究熱點和世界前沿課題，選取有代表性的課題為實驗項目，包括金屬有機骨架（MOFs）-氣體吸附、納米顆粒的制備與應用、分子磁體和石墨烯等。綜合實驗項目根據當年的實時熱點進行設定，題目不確定。這樣設置實驗項目和分配學時，在有限的學時內盡量安排全面的知識點，做到各類型實驗學時分配合理，整體兼顧等原則。

具體方案如下：

（1）通過調研及匯總資料文獻，項目負責人及項目組成員認真研究該項目，結合該學院培養方案及實驗室條件確定教材內容。在確定實驗教材內容時，要以每個專業學生本科階段的總體培養目標為指導，圍繞學生綜合實踐能力培養的系統性和整體性特征編排實驗課程體系。通過基礎知識的學習讓學生從整體上認識化學實驗，培養學生所必需的基本實驗素養。

（2）在具體安排實驗教材時要考慮到結構的合理性。結合無機化學課程，無機化學實驗安排為基礎知識﹑儀器使用和實驗項目。在充分掌握了基礎操作之后開展物質的組成﹑結構﹑測定和性質實驗。在實驗性質的安排上，兼顧驗證性﹑設計型和綜合性實驗，同時結合目前熱點探究開設創新型實驗。拓寬學生視野、激發調動學生興趣，為后續課程輸出基礎牢固﹑動手能力強的學生。

（3）項目負責人查閱相關文獻、教材等資料，歸納總結，確定教材目錄框架及基本安排，確定教材編寫大綱。實驗內容的安排由項目負責人和于海輝﹑林松竹﹑王冬共同完成，最后由孫宇修正校訂，定稿印刷出版。

3? 特色

該教材將無機化學實驗基礎和當今的研究熱點密切聯系，在強化基礎實驗知識的同時，適當提升課程的難度。引入當今熱點研究問題，打開學生視野。具有結構合理、安排恰當、聯系實際、突出重點的特點。既強化了化學實驗的理論性、系統性，又突出科學的前沿性。實驗不僅是教師為教學而使用的“教材”， 在當今信息化時代， 更應當成為學生使用的“學材”。為方便學生查閱和掌握某種類型的操作， 我們將儀器的使用方法以閱讀材料的形式編入到首次使用的實驗中。在電子天平的實驗中，將電子天平的操作過程錄制成視頻，可關注微信公眾號進行觀看，便于學生的預習和復習，避免不經常練習帶來的生疏和忘記。在醋酸電離度和電離常數的測定實驗中，錄制了酸度計的標定操作視頻，同樣可以關注微信觀看。

4? 重視設計性實驗

根據工程認證的要求，在新版的教材中加大了設計性實驗的比例，重視設計性實驗的“設計”部分。以往的實驗教材中也有設計性實驗，例如“粗食鹽的提純”“從含鋁材料中提取并制備硫酸鋁”等，但進行這類實驗時學生沒有充分的“設計”，大部分的實驗步驟不夠詳細，預習報告即使不夠合格也沒有二次修改，導致實驗結果不夠理想，產率過高或者過低。新版教材加入了新的設計性實驗，將設計性實驗的比例提高到30%。同時，加入預習報告修改流程，反復修改到合理才能進行實驗操作部分。

5? 結語

教材改革應突出聯系電力行業中化學理論應用與化學問題的解決，包括新材料、能源、環境保護等領域的實際應用研究，化學前沿領域的精粹概述。針對實驗班學生培養特點，完善基礎化學理論學習體系，有助于引導學生在較高層面學習化學理論，為學好、學活工程化學奠定基礎。

參考文獻

[1] 劉冰，陳厚，徐強.《無機及分析化學實驗》教材建設的探索與實踐[J].化學教育，2015（4）：6-9.

[2] 王靜霞.大一無機化學教材建設的一些思考[J].化學教育，2014（16）：10-12.

[3] 任世斌.地方高校生命學院無機化學教學改革的思考[J].廣州化工，2014，42（3）：150-151.

[4] 李向清，康詩釗，穆勁.對無機化學教材建設的思考[J].化工高等教育，2010（4）：101-103.

[5] 陳志寧.化學實驗教材改革與學生科學素質的培養[J].江西教育學院學報，2006，27（3）：74-75.

①基金項目：東北電力大學教學研究項目（No.JX201646）;吉林省教育廳項目（項目編號：JJKH20170096KJ）。

通訊作者：張凌云（1978—），女，漢族，吉林吉林人，博士，高級實驗師，主要從事鋰離子電池和太陽能電池等新型能源 ? ? ? ?材料的研究，E-mail：zhanglingyun@vip.sina.com。