以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的高校化學(xué)實驗教學(xué)改革

張世忠

（淮陰工學(xué)院 化工學(xué)院，江蘇淮安 223003）

化學(xué)學(xué)科是高校化學(xué)專業(yè)、生命科學(xué)專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)、醫(yī)學(xué)專業(yè)、藥學(xué)專業(yè)等的重要基礎(chǔ)性課程之一。化學(xué)實驗課程則是化學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容之一，學(xué)生可以通過相關(guān)的化學(xué)實驗知識學(xué)習(xí)、實踐操作來提升自身化學(xué)基礎(chǔ)知識，同時，還可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)化學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度以及科學(xué)研究能力，且對培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)以及創(chuàng)新能力具有積極的促進(jìn)作用。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)。個別高校在化學(xué)實驗教學(xué)中仍存在著教學(xué)模式過于單一化，且缺乏科學(xué)的化學(xué)專業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制，直接影響高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。因此，高校必須要針對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)改革，以此來滿足國家、社會對化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新型人才的需求。

1 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義

創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步與發(fā)展的基礎(chǔ)，也是新時代的迫切要求，更是國家振興的不竭動力。因此，創(chuàng)新型人才既是創(chuàng)新型國家建設(shè)的基礎(chǔ)，更是國家民族發(fā)展的重要力量與源泉。近年來，國家一直關(guān)注高校人才的培養(yǎng)，并提出一系列的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)重要思想。習(xí)近平總書記指出：我們在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的宏偉目標(biāo)中，比歷史上任何時期都更加渴求人才，更加重視科學(xué)精神、創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)。

習(xí)近平總書記還提出：要完善創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。由此可見，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，既是民族復(fù)興的迫切需求，也是國家發(fā)展、民族進(jìn)步的迫切需求。因此，高校必須要不斷完善自身創(chuàng)新人才培養(yǎng)的機(jī)制與模式，通過自身人才培養(yǎng)資源與優(yōu)勢，為國家培養(yǎng)出具有可貴的創(chuàng)新品質(zhì)、堅韌的創(chuàng)新意志、敏銳的創(chuàng)新觀察力、超前的創(chuàng)新思維、豐富的創(chuàng)新知識與能力的專業(yè)型創(chuàng)新型人才，進(jìn)而才能為促進(jìn)國家發(fā)展、民族振興做出貢獻(xiàn)。

2 高校化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題

2.1 化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容單一化

目前，個別高校化學(xué)實驗教學(xué)多以教材為基礎(chǔ)，且教材中的化學(xué)實驗也多是結(jié)合各類化學(xué)理論知識進(jìn)行設(shè)計、設(shè)置的，且將教學(xué)的重點放在了理論驗證方面，這也直接造成了高校化學(xué)實驗內(nèi)容的單一化，且重復(fù)性高的問題；同時，很多化學(xué)實驗還存在著缺乏綜合實踐知識的交叉應(yīng)用問題，這無疑也降低了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量與效率。

2.2 化學(xué)實驗教學(xué)的方式單一化

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些高校在化學(xué)實驗教學(xué)時，受自身實驗條件、教學(xué)條件所限，造成一些重要的實驗內(nèi)容均以多媒體教學(xué)手段來呈現(xiàn)，使學(xué)生處于一個被動的實驗學(xué)習(xí)狀態(tài)，既不能激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與實踐的情感，也降低了學(xué)生主動思考化學(xué)實驗的原理、步驟，更無法培養(yǎng)、調(diào)動學(xué)生創(chuàng)新意識與情感。

一些高校受化學(xué)實驗課時所限，導(dǎo)致學(xué)生只能在有限的課時或是實驗時間內(nèi)完成相應(yīng)的實驗學(xué)習(xí)或?qū)嵺`內(nèi)容，這也很難滿足那些創(chuàng)新意識較強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐活動的開展，久之，無疑會極大地抵制學(xué)生創(chuàng)新意識與積極性。

3 以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的高校化學(xué)實驗教學(xué)改革措施

3.1 豐富計劃學(xué)習(xí)內(nèi)的化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容與教學(xué)方式

高校必須要以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)的化學(xué)實驗教學(xué)改革，在實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上還可以切實提高化學(xué)實驗質(zhì)量，為改善學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)提供更多的保障。

（1）基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與改革。基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容主要涵蓋了化學(xué)實驗的基礎(chǔ)性操作訓(xùn)練、理論知識驗證以及自主科學(xué)研究的方法與訓(xùn)練內(nèi)容。其目的就是在增強(qiáng)學(xué)生化學(xué)實驗基礎(chǔ)理論知識、實驗操作技能的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生逐步具備良好的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維、科學(xué)精神以及熟練的化學(xué)實驗技能。

①教師要強(qiáng)化學(xué)生基本操作訓(xùn)練。化學(xué)實驗具有較嚴(yán)格的操作規(guī)范與要求，也是保障其分析結(jié)果準(zhǔn)確性必要條件。因此，教師要通過相應(yīng)的訓(xùn)練活動來提高學(xué)生對化學(xué)常用儀器的操作能力，如分析天平、移液管等的基本操作技能，同時，還可以基于化學(xué)實驗的基本技能提高學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)溶液配制水平等，使之能夠在實踐操作過程中高質(zhì)量地完成相應(yīng)的化學(xué)實驗要求。

②教師要強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)實驗的驗證能力。教師在基于基礎(chǔ)理論教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生實驗現(xiàn)象的觀察能力、實驗結(jié)果的分析能力、疑難問題的解決能力，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識與能力提供保障。教師可以為學(xué)生設(shè)計一些簡單的化學(xué)實驗活動，如水的總硬度測定、硫酸銨含氮量的測量等，由淺入深地培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗驗證能力、理論知識的應(yīng)用與辨析能力。

教師在具體的教學(xué)時還要盡可能地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多的疑問或是思辨類問題，以此來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究能力與創(chuàng)新意識。教師還訓(xùn)練學(xué)生一般的科學(xué)研究方法（主要針對低年級學(xué)生）。如教師可以安排學(xué)生進(jìn)行金屬指示劑的研究實驗，使學(xué)生能夠熟練掌握相關(guān)指示劑溶液的配制方法與技巧，以此來提高學(xué)生測定金屬離子含量的能力。學(xué)生在相應(yīng)的訓(xùn)練過程中既會提高化學(xué)實驗技能，還可以培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與思維。

（2）化學(xué)實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。雖然化學(xué)實驗設(shè)計能力是化學(xué)課程的重要內(nèi)容，但很多教師忽視了該教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生只會“按圖索驥”，缺乏個性化的化學(xué)實驗設(shè)計思維與能力。因此，教師必須要強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)，以此來考核學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)知識、基礎(chǔ)化學(xué)實驗操作能力；同時，還可以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維的改善與形成。另外，教師在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗設(shè)計能力的過程中，還要鼓勵學(xué)生能夠自主地、獨立地運用既有知識、實驗技術(shù)去解決相應(yīng)的實驗方案設(shè)計、實踐活動；同時，教師還要鼓勵學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱、實驗方案獨立進(jìn)行實驗設(shè)計可行性、科學(xué)性的驗證，這對進(jìn)一步改善、提升解決化學(xué)實驗設(shè)計與操作中的釋疑能力具有良好的促進(jìn)作用。

（3）豐富綜合實驗內(nèi)容。目前，化學(xué)業(yè)已發(fā)展成多學(xué)科交叉學(xué)科。教師可以通過為學(xué)生設(shè)計更豐富的綜合性化學(xué)實驗內(nèi)容或是實驗課題來增強(qiáng)學(xué)生跨學(xué)科應(yīng)用意識與能力。如教師可以為學(xué)生設(shè)計一些無機(jī)化學(xué)與化學(xué)的融合式實驗課題，使學(xué)生能夠在綜合性化學(xué)實驗中不斷提升自身綜合知識、跨學(xué)科知識的應(yīng)用能力，在全面拓寬學(xué)生知識面的基礎(chǔ)上還可以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、探究精神以及創(chuàng)新意識的目的。另外，教師還要鼓勵學(xué)生在獨立完成綜合性化學(xué)實驗課題的過程中，應(yīng)利用相關(guān)學(xué)科理論、既有知識進(jìn)行實驗方案的設(shè)計，并通過實驗操作、實驗現(xiàn)象等去發(fā)現(xiàn)自身在實驗中存在的問題，并通過實驗方案、操作流程的優(yōu)化與改進(jìn)來不斷完善自身實驗方案的設(shè)計，這對豐富學(xué)生多學(xué)科知識、激發(fā)其實驗設(shè)計能力、創(chuàng)新能力均具有重要的現(xiàn)實意義。

3.2 拓展計劃學(xué)習(xí)外的化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容與實踐形式

高校在以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的化學(xué)實驗教學(xué)改革時，既要進(jìn)行計劃學(xué)時內(nèi)的教學(xué)創(chuàng)新與改革，還要進(jìn)行計劃學(xué)時外的教學(xué)創(chuàng)新，為學(xué)生增加開放實驗時間，以此為學(xué)生提供、創(chuàng)造更為寬松的、自由的化學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境、自主實驗操作或是理論驗證的空間與平臺，進(jìn)而才能促進(jìn)學(xué)生個性化的化學(xué)學(xué)習(xí)與發(fā)展，且為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與能力提供了良好的環(huán)境。

（1）為學(xué)生提供自主化學(xué)實驗時間。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生在計劃課時內(nèi)無法完成教材或是教師安排的實驗內(nèi)容，因此，學(xué)校應(yīng)為這些學(xué)生安排一定時間的自主實驗操作的時間，使他們有更多的時間、精力去思考自身在計劃課內(nèi)未完成的化學(xué)實驗原因或是實驗失敗的原因，這對調(diào)動、激發(fā)其化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)、操作以及個性化的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性實驗設(shè)計等均具有重要的現(xiàn)實意義。

（2）為學(xué)生設(shè)計一些自選類的化學(xué)實驗課題。教師應(yīng)為學(xué)生設(shè)計一些自選類的化學(xué)實驗課題，以供學(xué)生結(jié)合自身學(xué)習(xí)需求、既有能力進(jìn)行個性化的選擇。教師在設(shè)計自選類化學(xué)實驗課題時，應(yīng)以“最適合發(fā)展區(qū)”“個性化發(fā)展”為原則，并將自選化學(xué)實驗課題進(jìn)行合理分類，以滿足不同層次學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)需求。一類是基礎(chǔ)類的實驗課題，其目的就是吸引更多的學(xué)生能夠主動走進(jìn)實驗室，自主進(jìn)行化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。如教師可以為學(xué)生設(shè)計“利用原還法制備石墨烯”實驗等，具體的制備方法可由學(xué)生自主進(jìn)行設(shè)計，并通過相應(yīng)的實驗操作進(jìn)行自主驗證。

此類實驗課題，既可以調(diào)動學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與實踐的參與情感，還可以提高學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識。另一類是“問題驗證類實驗課題”或是“面向課題實驗”，此類實驗課題屬研究性課題，且更有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與意識。如“牛奶中鈣含量測定方法的優(yōu)化與創(chuàng)新”課題、“水樣中重金屬元素的檢測方法的優(yōu)化”課題等。此類自選類化學(xué)實驗課題，既可以促使學(xué)生能夠基于現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行新方法、新理論的探究，還可以有效激發(fā)學(xué)生接受挑戰(zhàn)的熱情。學(xué)生在參與此類自選類化學(xué)實驗課題時，往往可以令其自主地完成相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，相關(guān)實驗成果、方法、理論的再學(xué)習(xí)與再驗證。

學(xué)生還可以在樣本采集、樣本處理、分析方法、儀器選擇等方面逐步開展實驗創(chuàng)新的思考；學(xué)生還會在具體的實驗過程中經(jīng)歷“實驗理論→實驗構(gòu)想→實驗設(shè)計→實驗流程→嘗試實驗→實驗失敗→實驗總結(jié)與思考→再實驗→再難證→再失敗→再思考→再實踐……”的良性循環(huán)。該良性循環(huán)恰恰也是科學(xué)研究、科學(xué)論證的全過程。學(xué)生在該過程中不僅可以鞏固既有化學(xué)的知識，還可以學(xué)習(xí)、吸收更多的文獻(xiàn)成果及相關(guān)新知識、新方法，學(xué)生還會在具體的實驗、總結(jié)、再實驗的過程中逐步進(jìn)行化學(xué)知識體系、實驗方法及理論的自我豐富與自我完善，最終為培養(yǎng)、改善學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識形成良好的推動作用。

3.3 完善學(xué)校化學(xué)實驗教學(xué)資源建設(shè)

高校在開展以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的化學(xué)實驗教學(xué)改革過程中，還要積極進(jìn)行化學(xué)實驗教學(xué)資源的建設(shè)工作，為保障化學(xué)實驗教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)。

（1）校內(nèi)化學(xué)實驗教學(xué)資源的建設(shè)。高校應(yīng)結(jié)合化學(xué)專業(yè)的實驗教學(xué)需求，不斷完善相應(yīng)的實驗環(huán)境、實驗儀器、實驗設(shè)備等，以此來提高學(xué)校化學(xué)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)條件，在提高實驗教學(xué)效果的基礎(chǔ)上還可以為培養(yǎng)創(chuàng)新型化學(xué)人才提供教學(xué)資源的保障。

（2）加強(qiáng)校外化學(xué)實驗、實踐資源的建設(shè)。高校在自身資金受限、化學(xué)實驗實踐需求等情況下，可以積極與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境監(jiān)測站、制藥企業(yè)、化工企業(yè)、檢驗檢疫局等單位進(jìn)行合作或是簽署學(xué)生實習(xí)協(xié)議等，使之能夠成為高校化學(xué)實驗的合作單位，以此來為學(xué)生提供更多的化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與實踐資源。同時，學(xué)生在相關(guān)單位開展化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與實踐過程中，還可以有效豐富學(xué)生相關(guān)知識體系、實驗操作技巧，學(xué)生還可以在實習(xí)合作單位中與前輩們學(xué)習(xí)到更多的化學(xué)知識與實踐技能，使之化學(xué)知識體系更具備學(xué)科的先進(jìn)性、應(yīng)用性，在增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識與實驗技能的基礎(chǔ)上還可以為促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的形成提供更多的保障。

3.4 完善化學(xué)實驗教學(xué)的評價機(jī)制

教學(xué)的評價機(jī)制是教師教學(xué)實踐工作中的核心環(huán)節(jié)，也是改善、提升教學(xué)質(zhì)量的重要保障。因此，高校化學(xué)教師還要積極進(jìn)行教學(xué)評價機(jī)制的改革，通過不斷完善教學(xué)評價機(jī)制來改善學(xué)生化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與實踐的情感，且有助于培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)實驗學(xué)習(xí)與實踐過程中的質(zhì)疑意識、釋疑能力以及創(chuàng)新能力，為促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的形成與發(fā)展提供保障。同時，學(xué)生還可以結(jié)合教師的教學(xué)評價發(fā)現(xiàn)、了解自身在化學(xué)實驗學(xué)習(xí)或是實踐中存在的不足或是進(jìn)步情況，且會對既有問題加以針對性的修正，這對改善、提升學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力、實驗?zāi)芰哂辛己玫拇龠M(jìn)作用。

在具體的教學(xué)評價改革中，教師要結(jié)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)分別從“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”三個維度為化學(xué)實驗教學(xué)評價的基本目標(biāo)。教師可以基于上述三大教學(xué)評價目標(biāo)分別對其進(jìn)行細(xì)化，使之教學(xué)評價內(nèi)容更具針對性、科學(xué)性以及可行性，并為指導(dǎo)教學(xué)評價的落實提供保障。教師在細(xì)化化學(xué)實驗教學(xué)評價目標(biāo)時，上述三大教學(xué)評價目標(biāo)加以細(xì)分，以提升教學(xué)評價的針對性與有效性。如將“知識與技能”的教學(xué)評價目標(biāo)加以展開、細(xì)化，將“知識與技能”細(xì)分為化學(xué)基礎(chǔ)知識掌握情況、化學(xué)實驗基礎(chǔ)操作能力、基礎(chǔ)類知識的運用能力等。教師可以將“過程與方法”的教學(xué)評價目標(biāo)加以細(xì)分，如化學(xué)知識在實踐中的應(yīng)用能力、化學(xué)實驗設(shè)計能力、多學(xué)科知識的應(yīng)用意識與應(yīng)用能力等。教師還可以將“情感態(tài)度與價值觀”的教學(xué)評價目標(biāo)加以細(xì)分，如化學(xué)學(xué)習(xí)情感及實驗實踐情況等。教師只有在更新教學(xué)評價理念、明確教學(xué)評價目標(biāo)以及合理地進(jìn)行教學(xué)評價目標(biāo)的細(xì)分之后，才能夠切實發(fā)揮出教學(xué)評價的功能，才能為培養(yǎng)創(chuàng)新型化學(xué)人才提供保障。

4 結(jié)束語

高校在開展以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的化學(xué)實驗教學(xué)改革時，既要積極開展創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)的教學(xué)改革，還要為學(xué)生提供良好的實驗學(xué)習(xí)與實踐的環(huán)境；同時，教師還要通過教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價的優(yōu)化與改革來加強(qiáng)了學(xué)生化學(xué)理論知識體系、實驗設(shè)計能力，在彰顯學(xué)生個性化學(xué)習(xí)與實驗主體性的同時，促進(jìn)學(xué)生個性化發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為國家培養(yǎng)出更多、更具創(chuàng)新能力的化學(xué)專業(yè)人才。