基于应用基础型人才培养的基础化学实验教学改革

王静

摘 要 以培养应用基础型人才为指导，把基础化学实验教学研究作为一项重要的研究课题，通过将学生作为实验教学主体、优化实验教学内容、引入网络教学平台、改进实验考核方案、推进开放实验教学、提高教师队伍素质等方面的教学改革探索，构建教学体系，提高实验教学质量，培养具备实践创新能力和严谨科学作风的优良大学生。

关键词 基础化学；实验教学；网络教学平台

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）14-0130-04

Reform of Basic Chemistry Experiment Teaching based on Trai-ning of Application Basic Talents//WANG Jing

Abstract In order to cultivate the Application-based Talents as the guide， the basic chemical experimental teaching was researched as an important research topic. This paper puts forward the teaching reform： putting the students as the experimental teaching subjects， optimize the experimental teaching content， introduction of multi-media teaching platform， improving experimental evaluation scheme，

promoting open experimental teaching， improving the quality of tea-

chers. From these aspects， teaching reform was explored. Through constructing the teaching system and improving the quality of expe-

riment teaching， the enthusiasm of the students will be fully mobi-lized. The ultimate aim is to cultivate excellent students in the new era with practical innovation ability and rigorous scientific style.

Key words basic chemistry； experiment teaching； web-based tea-ching platform

1 前言

基礎化学实验是一门将基础理论与实验技能相融合的综合性实践课程，主要授课对象是刚步入大学的理工科学生，在培养学生科学素养与专业兴趣、巩固理论知识、培养动手实践能力、发掘学生想象潜力、开发创新能力和综合能力等方面，是其他教学方式不能替代的[1]。基础化学实验为学生本科学习期间的专业实验课程、毕业论文设计以及继续深造打基础，其重要性不言而喻[2]。

但在基础化学实验课程教学过程中，往往出现“重理论轻实验”的现象，多数学生做实验的目的是完成任务，以至于实验中只是“照方抓药”，无须多加思考和分析，即可顺利完成整个实验，对实验的理解不够，导致实验过后即忘、重复出错、知识点断裂等情况。而这与教学大纲的预期效果相差较远，实验教学效果不尽如人意[3]。国外很多高校，实验课时超过理论课时，学科间相互渗透，强调实验的综合性。国外大学生化学实验能力普遍较强，国内本科教学对实验的重视还远远不及[4]。

基础化学实验作为化学学科的重要组成部分，实验教学要体现“基础性、系统性、高效性、实用性、科学性”的原则[5]。学生良好实验习惯和科学实验态度的养成不可能一蹴而就，需要通过多种途径、多个层次的培养逐渐形成[6]。那么势必要求教师在基础化学实验的各个教学环节，包括硬件设施、教学方法、教学手段、教师素养等方面不断改革，以学生为主导，通过教师的不断引导，学生能够“渐入佳境”，打造坚实的实验基础和严谨的科学精神。

2 基础化学实验教学改革必要性

青岛科技大学的基础化学实验主要包括无机化学和分析化学的实验内容，开设的实验类型为基本简单操作和验证性实验，所设置的实验项目均为经典实验，在培养学生观察力和基本操作能力方面的重要性不言而喻。但随着科研技术的发展，学科交叉越来越多，而重复的经典实验使得学生对实验课的兴趣逐渐减退，以至于出现应付实验、转专业等现象。时代需要的勇于创新、大胆探索的人才，却在初次真正接触实验的过程中没有得到开发。

目前，学校的化学、化工、材料、环境、高分子和机电等六个学院均开设了基础化学实验课程。作为一门基础课程，开设面广，每学期开课班级达到90多个。每学年基础化学实验中心要开展37个实验项目，而能够完成实验课程的实验室只有八个。随着逐渐增加的学生实验人数，实验室和实验仪器设备受限，实验授课教师和实验教辅人员不能及时补充，造成实验教学任务带来的压力不断加剧。在人员配置和基础设施有限的情况下，基础化学实验教学质量受到一定的影响。

因实验室有限，实验采取的是循环进行的方式，出现理论课与实验课严重脱节的现象。教师经常要在课堂上用较多时间讲解实验原理知识，学生因理论知识欠缺，对出现的实验现象无法思考解释。学生被动地接受教师传授的理论知识和实验方法，没有提前经过自我思考分析，无法体会到实验的乐趣。在多次实验课后，学生的实验兴趣越来越低，一贯的输入式教学模式势必达不到预期的实验教学效果。这要求教师深入思考教学过程中的各个环节，以培养学生的科学素养和创新能力为主导，对基础化学实验教学进行改革。endprint

3 基础化学实验教学改革原则

随着我国社会发展和教育制度的改革，就业竞争日趋激烈，用人单位对学生综合能力和动手能力的要求越来越高。能力的提升主要通过实践锻炼，作为本科实践教学中的重要组成部分，实验教学在培养学生创新能力和实践能力方面显得尤为重要[7]。

基础化学实验是大学生接触科学实验的第一堂课。如何在实验教学中激发学生实验兴趣，提升学生观察、分析和解决问题的能力，培养学生严谨的学术作风、实事求是的科学态度和创新精神，是基础化学实验改革亟待解决的问题。基础化学实验教学改革要不断提高教学质量，以培养高素质的当代大学生为目标，坚持将基础实验能力和创新能力相结合，培养学生动手操作，加强探究能力和质疑能力，促进学生实践创新思维培养，以树立科学的思维方式。

4 基础化学实验教学改革策略

以学生为主体的实验教学模式改革 目前基础化学实验课是在教师讲解、演示实验后，学生根据教师讲授内容模拟实验，这也是传统的教学模式。学生在实验课堂中被动听讲，被动接受教师给出的实验步骤、注意事项等。长期观察后发现，这种教学模式导致学生在动手操作中出现观察不仔细，较少对实验现象提出异议，细节注意不到，遇到问题不能较好地运用理论知识解释，重复出现操作不当等问题。究其原因，学生一直处于被动地位，主动观察、思考问题、解决问题的能力得不到体现培养。

那么，采取什么样的实验教学模式来激发学生的主动性和热情，提高学生的实验技能，成为亟待解决的问题。在此认识基础上，各个高校在实验教学过程中不断进行尝试和改进，如目前出现的翻转课堂、项目式教学模式，都是将学生作为主体进行教学的新模式。根据不同实验内容的特点采取不同的教学模式方法，将学生放在主体位置，充分发挥学生自主性，从而着手逐渐推进实验教学模式的改革[8]。

青岛科技大学的基础化学实验内容集中在滴定实验和元素性质实验。学生完成一次实验主要分为四步：预习和书写预习报告、教师讲解、实验操作和完成实验报告。教师应在首次进行实验课程中对学生做好引导，避免“重知识点轻方法”的现象。学生结合课本对实验原理及操作进行预习，同时查阅相关文献，延伸知识点，开拓思路。学生通过自我学习，对实验内容进行自主整理和分析理解。对预习过程中发现的疑难问题，学生先查阅文献，尝试思考解答；对无法解答的问题可以体现在预习报告上，在课堂上与教师一同寻找答案。学生可以按照自己的方式，根据自己的理解和掌握完成预习报告，避免通常出现的照抄课本，未经过分析思考现象。

授课环节，教师可以提前通过预习报告了解学生对实验的理解情况。在实验课堂上，教师减少讲解时间，以答疑解惑、沟通交流为主，对学生的疑惑点展开针对性的讨论。根据学生的反馈和经验设计一些需要通过实验验证的问题，让学生在实验中思考验证。

基础化学实验课堂不同于理论课，在动手操作过程中，学生往往不能发现操作中的小失误，有时甚至对无法用理论知识解释的实验现象“百思不得其解”。所以，学生除了独立完成实验，还要将实验中存在的困惑及时反馈给教师。教师根据不同学生的实验操作掌握程度，进行一对一的答疑辅导，分析问题产生的原因和改正方法。通过自主学习操作和教师的引导，学生养成良好的实验习惯和掌握独立完成实验的方法。教师及时了解学生对原理知识和实验操作掌握的情况，将课堂收集到的信息补充整理到教学课件中。基础化学实验课结束后，学生整理实验报告时必须对本次实验进行总结，反思实验中的操作失误和误差产生的原因，对学习效果进行自我评价，了解自己是否达到了既定的目标。学生整理汇总的同时，提高自主学习能力，思维方式也将逐渐上升。

基础化学实验教学模式的探索，立足于学生学习实验的实际情况，重视培养学生在学习过程中的自主地位和自主学习能力，培养学生统筹安排时间、团结协作、发现问题并用所学知识解决问题的能力。

结合科研生产的实验教学内容改革 基础化学实验课与理论课程是相互独立又相互支撑的，作为一门实验学科，实验课的顺利完成以理论课为基础，那么对实验课内容的安排就需要与理论课紧密结合。尤其是在实验课时有限的情况下，实验课内容的精选以及实验顺序的合理编排显得至关重要[9]。

实验课程内容是实验教学目标的具体体现和完成教学目标的主要途径。实验课程内容的安排应以实验技术要素为主线进行规划。目前实验课的教学内容仅包括依附于理论课堂的验证性经典实验，且实验内容多年没有变更，而能够反映时代要求，有利于培养学生创造性思维，与科学前沿相关联的综合和设计性实验极少。刚进入大学的学生社会实践机会少，对所学理论知识与实验、生产和生活实践的联系和应用不很了解。因此，选择实验内容时应注重尽可能与生产、生活实践相结合。

将实验课内容扩充为涉及化学学科知识点和实验操作内容的综合、设计性实验，给学生发挥的空间，把实验态度由“要求做”變成“我要做”，将教师安排的实验转变为学生自己的实验，让学生有一定程度的自主设计和安排空间，提高学生的实验兴趣。设计性实验不仅检验学生应用理论知识、掌握实验原理与实验操作、确定实验条件、选择实验方法的能力，还可以激发学生的实验热情，让学生充分发挥其思维和想象力，使学生的创新和科学精神得到启发和锻炼，培养学生综合解决问题的能力[10]。

青岛科技大学实验教学内容的改革需要对实验教学课程的方案通过论证、细化，结合学校实际，提出全新的基础化学实验课程体系和实验教学大纲[8]。再者，要及时根据学生专业的不同、研究对象的变化和教师科研的发展，每年更新实验内容，以在一定的时间内循环更新所有实验内容[3]，保证实验内容具有基础性、综合性、实用性和新颖性。

实验教学中存在的常见问题主要是，实验要求熟练掌握的基本操作训练数目不足，从而造成在不同实验课中学生过多浪费时间在技能练习的低层次循环上。因此，对实验课程顺序安排上可以先易后难，先单项操作后综合实验，应与理论课程紧密相连，以在实验操作中能够理论指导实践，有理有据地发现、分析实验现象。对实验教学内容，可以先安排基础技能训练实验，后安排综合实验，然后安排设计实验，并确保一定的数量。endprint

真实合理的实验教学考核方式改革 基础化学实验课的成绩分配为平时成绩80%，期末考试成绩20%。每项实验成绩分为预习、动手操作、卫生和实验报告成绩，各占20分、40分、10分和30分。每学期最后的实验成绩均出现平时成绩较高，但考试成绩低的现象，存在矛盾。平时的预习报告学生千篇一律，照抄课本的现象非常严重；而在课堂提问时发现，学生照抄后完全没有经过思考理解，没有达到预习的效果。由于班级学生较多，教师不可能全程监督每个学生的操作，那么动手操作的成绩并不能真实反映出学生的动手操作能力。而筆试考试又不可避免地出现与理论考试重复的现象，考查的依然仅是学生对理论知识掌握的情况。可以看出，目前的考核方式对学生实验操作技能的考查不够全面、准确，无法真实评价学生的实验能力水平。因此，为了使成绩全面准确地反映学生的实验水平，要求进行实验考核方式改革，要对每一个程序的评价标准做出合理调整。

教师加强平时对学生的要求和训练，让学生认真对待每次实验，不能消极应付。充分调动学生学习的积极主动性，有助于学生掌握实验技能，提高实验教学质量[11]。首先，教师要明确告知学生每一项的明确要求和评分的标准。如在预习环节，教师应鼓励学生根据自己的预习理解，用自己的方式表述，同时提出实验预习存在的疑惑，以避免毫无意义地照抄课本。在学生实验操作过程中，可以随机考核他们的操作情况，教师根据制定的操作技术标准，检查、考核动手操作能力[9]。教师应严格要求实验报告以论文格式撰写，引导学生用严谨的科研思维将简单的实验记录用完整的科研论文方式表述[3]。而对于学期末的考试评价，则可以增加综合实验的比重，增加多位教师评价学生实验动手操作能力，并在实验结束后给出清晰的评分依据，让学生明确得失分数的原因。同时，该实验考试也成为一次学习的机会。

视频教材和网络教学平台改革 随着电子产品的飞速发展和网络信息的急剧增加，网络可以利用的资源越来越丰富。教师应该鼓励学生在网络上查找相关实验视频和教师制作的实验视频进行观看。实验前的预习观看，学生先自主学习实验内容，在自我理解后带着问题进入实验，能够通过实验解决疑问。实验结束后学生的再次学习，除了加深实验印象，还促使学生总结实验得失。

学生可以观看实验课件视频进行学习，并不代表对教师的工作要求降低，相反，对教师的授课和答疑解惑要求更高。教师要在授课之前查阅大量知识的基础上为学生提供相关案例，与当前研究前沿或是热门应用相结合，根据实验教学任务，要求制作出优良、精简的实验视频或PPT课件。同时也要结合班级、专业的差异，多年教学中学生反馈的实验疑惑和常出现的错误。这也对教师的工作提出新的要求，教师要在实验课堂中及时与学生做好面对面沟通，在实验课程后做好总结整理，及时将学生反映出的情况添加到教学课件中。教师可以将基础化学实验课程的教学内容上传校园网，建立教学网络，通过教学网络平台，控制和调节实验内容[10]；学生可以在校内的任何地方上网学习。网络教学内容直接影响到学生对实验的第一印象，良好的教学平台，能够避免学生出现“实验无用”的思想，打开学生思维，保持学生对实验动手操作的热情。

推进开放实验教学 开放实验是实验课程时间和内容由学生在一定范围内自行选择的一种教学方式，给学生提供自由探索和发展的空间，有利于激发学生的实验热情，培养学生的创新思维和实验技能，同时提高实验室和仪器设备的使用率，充分发挥实验教学资源的作用[7]。

教师结合生活生产和科技前沿设计出与专业有一定联系的实验内容，鼓励学生根据理论知识和实验技能，结合自己兴趣爱好，在查阅文献资料后提出实验方案，由实验教师审阅并优化改进；确认实验可行性后，经过实验技术人员安排，方可进入开放实验室完成实验。

基础化学实验教学涉及的专业和班级较多，实验使用的仪器设备和试剂较复杂。要确保开放实验教学的真正顺利进行，势必对实验室资源、管理和教师素质提出较高要求。在实验室资源上，制定合理的规章管理制度，合理安排实验室使用，规范实验室开放和仪器设备的使用管理。实施开放实验后，每天进行实验的学生人数增多，实验仪器设备满负荷工作，实验技术人员要加强日常维护，合理安排实验人数和实验时间，确保学生实验的顺利开展。实验指导教师引导学生爱护实验仪器设备，注重节约实验试剂，进行绿色实验。明确规定学生每次实验完成后，及时归还借用物资，清点并按规定放置仪器设备，认真填写仪器设备使用记录，经指导教师签字后方可离开实验室。

在整个实验过程中，学生自行思考、整理材料、提出方案、联系教师、商讨实验内容、安排实验、准备实验仪器与药品、动手操作、发现问题、分析解决问题、整理总结报告，切身体会一个完整的实验过程，主动性和积极性得到提高，解决问题的能力获得提升，加强了实验素质与技能，实验能力自然提高。

提高实验教师人员整体素质 基础化学实验教学的重要作用决定教师必须具备较高素质和高度责任心。在工作量大、任务艰巨的教学背景下，培养专职实验教师和管理人员，大力提倡有经验和责任心的教师从事实验教学，提高实验教师的整体素质。

实验教师除了完成实验课，还可以将科研和教学有机结合起来，把前沿科技带入实验课中传授给学生，及时更新课件内容，与学生及时交流沟通，第一时间了解学生的学习情况。教师在整理总结后作为经验相互分享，同时体现在课堂和教学课件中。教师只有不断扩充知识面，增强业务能力，提升工作主动性，给学生做好榜样，学生才会对教师有更多的尊敬和信任，才会对实验教学产生兴趣[12]。实验技术人员要提高教育资源利用率，做好仪器和药品的管理，与实验课教师相互学习、相互促进。教师的和谐沟通是共同提高的好机会。

要鼓励骨干教师承担部分实验教学，参与实验室建设，从大一新生起严格把握实验教学质量。只有建立一支高素质的实验教师队伍，促进教学改革，才能有效地提高实验教学质量。

5 结语endprint

基础化学实验教学改革是一项复杂、长期的系统工程，改革的任务任重道远，需要学校在教学资源的各个方面不断进行探索。本文仅从教学模式、内容、方法等方面提出改革措施，还需要在实际教学过程中实施、优化和修正，需要随着科技的进步和社会发展，不断对基础化学实验教学体系做出改革，从而取得更理想的实验教学效果。

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