基礎化學實驗課程全英文教學的實踐和體會

黃 淼

(浙江大學伊利諾伊大學厄巴納香檳校區聯合學院，浙江 海寧 314400)

擴大教育開放，同世界一流資源開展高水平合作辦學，是提高我國教育對外開放質量和國際競爭力的重要途經。浙江大學海寧國際校區采用一對多合作辦學模式，即在一個校區內同時與多個國際一流的合作伙伴共建若干個聯合學院。依托本土優勢、結合國外教育優勢、采用英語構建課程體系,以學生為中心，培養知識能力俱佳，具有國際化視野和人文精神的高素質人才[1]。

化學實驗是基礎化學的重要組成部分，是學習化學的基礎和關鍵，也是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節。通過具體的實驗操作可加深對化學理論知識的理解，提高整體教學質量。基礎化學實驗課程采用全英文方式進行課程教學，和雙語化學實驗課程教學方式有所不同[2-3]。其授課教材采用相應聯合學院所使用的原版教材，亦有別于自編講義的全英文化學實驗課程教學方式[4-5]。其教學方式同時吸收了浙江大學長期積累的化學實驗教學經驗和對應聯合學院優良的課程設計方案。基礎化學實驗課程不僅兼顧知識體系的完整性，同時注重探索創新科研能力的培養。以下，對其課程特點和教學模式進行簡單地介紹。

1 課程特點

針對浙江大學海寧國際校區兩個聯合學院(浙江大學伊利諾伊大學厄巴納香檳校區聯合學院、浙江大學愛丁堡大學聯合學院)的機械、電氣、計算機、土木以及生物醫學和生物信息學等專業的大一學生(包括留學生)，分別開設使用不同教材、具有不同側重點的基礎化學實驗課程，均涉及基礎化學中重要的化學原理和基礎知識體系。基礎化學實驗課程教材主要以原版國外教材為主，選用伊利諾伊大學厄巴納香檳校區化學系編訂教材《General Chemistry Experiments》(春夏學期和秋冬學期)[6]以及Bettelheim 和 Landesberg 編著的《Laboratory Experiments for Introduction to General, Organic, and Biochemistry, Eighth Edition》[7]為主要授課教材。

通過精心的課程編排，實現難易適當、循序漸進的教學過程。

(1)設置“課前思考題”引導學生進行課前預習和思考，以便于對實驗內容胸有成竹，有條不紊地進行實驗；

(2)撰寫實驗預習報告，實驗數據記錄在實驗預習報告上，禁止隨意對原始數據進行刪裁取舍；不得為得出某種主觀期望的結論而捏造、篡改、實驗數據；不得抄襲他人實驗數據等，培養和訓練學生的科研品格；

(3)實驗報告注重實驗過程的歸納，實驗現象的記錄與討論。注重學生在預習報告里討論部分的語言表達及其想法的邏輯性及條理性等，將開展全英文化學實驗課程的意義落到實處；

(4)設置“課后思考題”，對實驗內容及其所涉及的生活現象；更好地達到實驗目的方法；相關理論的最新發展方向和進展等方面展開思考。這些“課后思考題”有助于發散拓展知識體系，啟發學生思維，培養學生發現問題解決問題的能力以及檢索和應用文獻的能力。

2 課程教學

2.1 “軟硬結合”教學講授

實驗課程應以學生在實驗過程中的探索、實踐、發現為重點，老師的講授應以引導、概述和啟發為主。因為是針對大一新生授課，學生英語語言基礎還有待提高，注意英文專業詞匯的介紹，以學生對英文實驗教學體系的理解和掌握為重。

另外，所講授課程不僅是對化學概念和原理的理解，也能聯系生活實際，且具有一定的先進性和前瞻性。比如，在“Quantitative Analysis of Vitamin C Contained in Foods”實驗中，不僅涉及定量分析的原理，滴定步驟的操作等，在前沿介紹中，適當加入關于維C的歷史發現過程，維C缺乏所引起的病癥，不同食品中的維C含量，在維C的研究方面所獲得的突破和榮譽，現階段對于維C的研究進展等內容。這些“軟性知識”的引入，激發學生學習和科研興趣，也和生物醫學和生物信息學專業結合起來，使學生在潛移默化中領略“學課融合”和“學課交叉”的魅力。

在學生進行實驗的過程中，加強指導和交流，幫助學生科學地開展實驗。采用小班教學，一次實驗人數不超過24人，這就利于老師巡視檢查學生的實驗操作，及時糾正不當操作，使學生養成良好的實驗習慣。

規范的實驗操作，是合理開展實驗流程的必要條件，同時可以有效地防范實驗中的意外危險。合理使用實驗器材不僅是學生專業素養的體現，也利于延長實驗器材的使用壽命。

2.2 “多媒體化”教學演示

實驗教學過程應注重提升學生專業操作技能，形成專業意識，養成專業素質。講授實驗課程內容的同時，要注意現場演示實驗步驟中的規范操作，講解具體操作的難點和易錯點。比如在配制溶液過程如何使用移液管、容量瓶、滴定管，如何進行減壓過濾，如何使用分光光度計等。例如，在“減壓過濾”操作中：合適的濾紙大小是比漏斗內徑略小，又能恰好掩蓋住漏斗全部瓷孔，這樣可以避免液體不經濾紙過濾直接流入吸濾瓶；漏斗最下端應遠離吸濾瓶支管口，如果靠近支管口會導致流下的液體被吸入真空水泵；抽濾完成要先移開導管，再關閉循環水泵的開關，否則吸濾瓶里的液體會倒吸進循環水泵。可以發現，減壓過濾操作的很多注意事項都有其實際的意義。這樣不僅“知其然”也能“知其所以然”的指導往往會事半功倍，令學生們印象深刻。

可以一邊進行操作演示，一邊結合幻燈片進行文字說明，使學生可以更直觀地掌握操作方法。比如，移液管的使用對于新生是一個難點，一邊演示，一邊用簡單易懂的語言對學生進行講解有助于學生們正確掌握移液管的使用方法：

(1)Place the tip of the clean pipet into the liquid. Make sure that the tip is always below the surface of the liquid.

(2)Squeeze the bulb with your smart hand, and the air is expelled from the bulb.

(3)Put the mouth of the bulb into the top of the pipet, gently release the bulb and the liquid will be drawn up into the pipet.

(4)A small amount of liquid will be needed for rinse and rinse 2～3 times. The liquid for rinsing should be collected in the waste.

(5)By varying the bulb, the rise of the liquid into the pipet can be controlled. Allow the liquid to fill the pipet to a level slightly above the etched mark.

(6)And then replace the bulb with your finger to cover the top of pipet immediately.

(7)Withdraw the pipet from the liquid. Draw the tip of the pipit along the wall of the container and carefully roll your finger to adjust the level of the meniscus of the liquid until it touches the etched line.

(8)Cover the top of the pipet with your finger tightly and drain the liquid into a collection flask.

(9)Remove and drops on the tip of pipet by touching it against the inside walls of the collection flask.

通過這樣詳細的講解，輔以動作演示，并在學生練習中加強指導和糾正，加強學生對于化學實驗操作技能的掌握。

另外，有條件的實驗室可以設置“教學攝像頭”，將實驗老師的演示實時地投影到幕布上，增強教學質量。合理應用多媒體設施，尤其是實驗室安全知識的介紹上顯得尤為方便。比如實驗室的著裝要求，沾染藥品時的應急措施、消防器材的使用，化學藥品傾灑的處理措施，實驗廢液的分類處置等方面通過播放圖片或視頻的形式展示給學生，結合安全理論知識的講解和考試確保學生對實驗室安全預防措施、事故響應和應急處理有清晰的認知[8]。

2.3 “頭腦風暴式”實驗討論

在學生實驗結束后，可以根據實驗進行情況預留一些時間，對實驗過程可能涉及的過程或是化學原理進行類似“頭腦風暴”的討論。比如在“通過蒸餾對混合物進行分離”的實驗中，有同學發現，在用鹽溶液做蒸餾液體的時候，會出現這種現象：冷凝管下端會聚集液體，當液體聚集較多時，一起流出，一次會達到2～3 mL；也會逐滴滴下。但是用有機試劑做蒸餾液體時，液體一般逐滴滴下，沒有聚集現象。這種現象怎么解釋？這種情況下就可以組織學生討論，提出這個問題，有哪些可能的原因導致這一現象，又有哪些方法可以驗證自己的推論。鼓勵學生們大膽提出自己的猜想和看法，老師可以參與觀點的收集和記錄。

這種“頭腦風暴式”實驗討論有效地避免了傳統教學中“提問——回答”方式下有些學生不喜歡發言，不愛發言的習慣。在有效的組織下，輕松活躍的氣氛帶動越來越多的學生參與討論。實驗結束后對實驗過程中出現的一些現象等進行討論，可以幫助學生回憶梳理實驗過程，發現自己在實驗過程中遺漏的現象。準確地記錄實驗現象和實驗數據很重要，及時地思考和推理亦具有重要地意義。

2.4 “面面聚焦式”實驗考核

實驗課的考核應涵蓋學生對實驗的理解、實驗操作技能的掌握，實驗報告的撰寫，利用有限資源進行科學探索的能力等。本實驗課程以pre-lab question，report，discussion，post-lab question, lab cleanness五個模塊對學生課前預習效果、實驗數據的分析處理并形成報告能力、實驗現象分析思考能力、課后思維拓展能力、實驗儀器和臺面的清潔進行較為全面的考核。

實驗是從已知探索未知從而獲得新知的過程，在這個過程中，如何科學求證是關鍵的一步。因此在實驗后期采用“設計實驗”的考核方式，鼓勵學生設計科學的路線，求證自己的設想，查閱文獻，設計實驗，提交設計報告，闡述實驗路線，經過合作討論實驗的可行性，再進行實驗驗證。在原來的實驗基礎上，以學生的興趣和疑問為核心，引導其進行實驗設計。將學習到的化學知識進行融會貫通，培養學生獨立思考問題的能力以及溝通合作能力，提升科研創新素質。

3 課程授課要求

實驗課程的教學不同于理論課，實驗課上很多討論和交流是實時進行的。這就對老師的英語口語能力有更高的要求。能否清晰準確的用英語進行表達和交流，是進行全英文實驗教學的基礎。

化學實驗是一門實踐與理論相結合的課程，實驗老師規范地進行操作演示，對于學生專業能力的培養十分重要。這就要求任課老師具有精湛的化學實驗操作技能。

化學實驗課是綜合的課程，涉及無機化學、分析化學、有機化學、物理化學等化學分支學課知識。看似簡單的問題也可能是“冰山一角”，理解這個問題需要龐大的理論知識儲備。這就要求任課老師需要扎實的理論基礎。

4 結 語

本文簡單地闡述了浙江大學海寧國際校區基礎化學實驗課程現階段的有關課程編排、課程教學、課程考核和課程要求的一些特點和體會。全英文化學實驗教學在深入理解專業知識，提高專業的英文表達和寫作能力，培養初步的科研創新能力方面具有重要的意義。與中文實驗教學相比，英文實驗教學拓寬了學生不同語言體系下的專業素養，培養國際化的專業能力，較好地鍛煉了英語文獻的查閱，英文實驗報告的寫作能力。在課程建設方面，參與課程的老師、教材和教學方式都需要不斷的精進提高，才能使實驗教學發揮其本應有的作用和意義。希望本文所介紹的課程設計和課程教學方式，對于開展全英文基礎化學實驗課程有一定的參考意義。