基于創新型人才培養的化學實驗教學改革

周立清

摘 要：實驗教學是培養學員綜合實踐能力和創新精神的重要途徑，本文主要從實驗課程體系、教學內容、施訓方法幾個方面對化學實驗進行改革，對培養創新型人才有重要的指導意義。

關鍵詞：化學實驗;課程體系;教學;改革;創新

化學是一門以實驗為基礎的學科。和其他自然學科相比，化學更顯示出它對實驗的依賴關系，任何化學的原理、定律以及規律無一不是從實驗中得到的結論。只有那些思想活躍、求知欲望前列、同時又有良好實驗習慣和動手能力并能注意觀察現象的人才才有可能成為化學研究的成功者。因此，化學實驗對學員綜合素質的培養有十分重要的作用，化學實驗的開展應按照國家教委和總部的要求，結合我校人才培養的具體情況，以培養學員的自主實踐能力和創新精神為目標，從實驗體系、教學內容、施訓方式幾個方面進行改革。

一、建立有利于創新能力培養的課程體系

創新能力的培養必須以基本知識、基本技能、基本方法為基礎，沒有基本的知識和技能的積累，創新就成了無源之水。我們可以以鞏固基礎技能訓練、強化綜合知識應用、營造智力發展、開拓創新能力的人才培養宗旨，把整個化學實驗課程設計分為四個層次，即：基本實驗操作、驗證性實驗、綜合性實驗、創新設計實驗。

其中，基本實驗操作包括滴定操作、天平的使用、溶液的配置、熔點的測定等，對學員的基本動手能力的培養有重要的作用;驗證性實驗主要是通過實驗加深學員對已學知識的理解;綜合性實驗是加深各知識點之間的聯系，各種實驗技能的掌握和理解，“蔗糖的水解”實驗，既結合動力學知識，又結合了科學處理實驗數據能力的培養，激發了學員的學習興趣。最高層次的是創新設計實驗，學員根據實驗內容自行設計實驗路線，解決實際問題的能力得到很大的提高。這樣的課程體系設置，立足于學員綜合實驗能力的培養，由易到難，從扎實基礎到創新設計，最終將實現“多層次、創新型實驗教學”模式，最大程度地提高本科學員的科學實踐能力和綜合素質。

二、設計突出創新能力培養的教學內容

（一）與學科前沿發展相結合，提高實驗內容的新穎性

創新設計實驗的內容設計與學科前沿發展相結合，直接來院于一線研究并密切關注研究的前沿成果，緊跟學科的研究方向。這樣的實驗內容新穎，側重于新的知識點的引入，不僅可以培養學員的研究興趣，更注重科研能力和創新思維的培養。目前主要涉及到的實驗有：環氧樹脂合成及水性環氧改性、功能有機硅、銀-氯化銀電極的制備與使用等。

（二）與現代分析技術相結合，提高實驗內容的先進性

將現代分析技術引入到實驗中，可以使學員接觸先進儀器設備，并懂得先進儀器設備的使用及功能，培養學員解決實際問題的能力。根據實驗室現有的紅外光譜分析儀、紫外分光光度計、電化學分析儀、萬能材料試驗機等先進儀器設備，我們提出了設計型實驗內容。如紫外分光光度法測定人發中的微量鋁，測定水性涂料中甲醛的含量，紅外光譜法測有機物的結構等。學員可按自己的興趣選擇實驗課題，查閱有關文獻，設計出完整的實驗方案，其中包括采集樣品、樣品處理、儀器設備的使用、實驗報告書寫。

三、建立促進創新能力培養的施訓模式

（一）分層次的實驗教學模式

化學實驗教學應針對不同實驗類型制定不同的教學目標，實行多層次的教學模式：基礎實驗，以教員指導為主，強調學員熟練儀器的使用方法，驗證實驗內容，掌握基本功;綜合實驗，要求學員在教員的指導下，自己具體地去完成實驗內容，碰到問題能夠自己解決;設計研究性，以學員為主，教員只給出實驗要求，學員自主選題，獨立完成設計方案和操作，自行獲取和分析實驗數據并得出結論。部分能力強、興趣高的學員還可以通過創新實驗、開放實驗，提高自己的綜合能力。這樣一來，教員角色由教學的中心轉變成教學組織者、輔導者，從而把學員能力的培養當做教學的重點，給予學員寬松的思維空間，發展和提高了學生的創新意識和能力。

（二）信息化的實驗教學手段

信息化的教學手段是指：一方面運用計算機多媒體課件輔助教學，以生動、直觀的形式演示出有劇毒、易爆、危險、產生有害物質的化學實驗;另一方面通過多媒體教學視頻課件對常規儀器的規范操作進行展示，比如對電光分析天平的使用、萬分之一電子天平的使用、滴定分析操作等以視頻的形式展示出來，暨開拓了學員的視野，又豐富了實驗教學的內容與形式。另外，應用計算機處理實驗數據，不但可以減少在數據處理過程中認為因素產生的誤差，提高實驗結果的準確性，還可極大提高工作效率。這樣無論從指導生產實踐還是客觀的評價學員的實驗結果都具有重要的意義。

總之，深化化學實驗教學改革是一項長期而艱巨的系統工程，任重而道遠，需要我們不斷探索和總結。我們應清醒地認識到，學員的創新能力培養決非一朝一夕之功。教員需以高度的責任感、高瞻遠矚的教育眼光，鍥而不舍地對學員進行創新能力的培養，為國家培養出高素質的人才。