以培养创新型人才为目标的高校化学实验教学改革

张世忠

（淮阴工学院 化工学院，江苏淮安 223003）

化学学科是高校化学专业、生命科学专业、环境科学专业、医学专业、药学专业等的重要基础性课程之一。化学实验课程则是化学教学中的重要内容之一，学生可以通过相关的化学实验知识学习、实践操作来提升自身化学基础知识，同时，还可以培养学生严谨化学思维、科学态度以及科学研究能力，且对培养学生化学核心素养以及创新能力具有积极的促进作用。但在调查中发现。个别高校在化学实验教学中仍存在着教学模式过于单一化，且缺乏科学的化学专业的创新型人才培养机制，直接影响高校创新型人才培养的质量。因此，高校必须要针对培养创新型人才的目标进行教学改革，以此来满足国家、社会对化学学科创新型人才的需求。

1 创新型人才培养的意义

创新是一个民族进步与发展的基础，也是新时代的迫切要求，更是国家振兴的不竭动力。因此，创新型人才既是创新型国家建设的基础，更是国家民族发展的重要力量与源泉。近年来，国家一直关注高校人才的培养，并提出一系列的创新型人才培养重要思想。习近平总书记指出：我们在实现中华民族伟大复兴的宏伟目标中，比历史上任何时期都更加渴求人才，更加重视科学精神、创新能力的人才培养。

习近平总书记还提出：要完善创新人才培养模式，强化科学精神、创造性思维的培养。由此可见，创新型人才的培养，既是民族复兴的迫切需求，也是国家发展、民族进步的迫切需求。因此，高校必须要不断完善自身创新人才培养的机制与模式，通过自身人才培养资源与优势，为国家培养出具有可贵的创新品质、坚韧的创新意志、敏锐的创新观察力、超前的创新思维、丰富的创新知识与能力的专业型创新型人才，进而才能为促进国家发展、民族振兴做出贡献。

2 高校化学实验教学存在的问题

2.1 化学实验教学的内容单一化

目前，个别高校化学实验教学多以教材为基础，且教材中的化学实验也多是结合各类化学理论知识进行设计、设置的，且将教学的重点放在了理论验证方面，这也直接造成了高校化学实验内容的单一化，且重复性高的问题；同时，很多化学实验还存在着缺乏综合实践知识的交叉应用问题，这无疑也降低了创新型人才培养的质量与效率。

2.2 化学实验教学的方式单一化

调查发现，一些高校在化学实验教学时，受自身实验条件、教学条件所限，造成一些重要的实验内容均以多媒体教学手段来呈现，使学生处于一个被动的实验学习状态，既不能激发学生对化学实验学习与实践的情感，也降低了学生主动思考化学实验的原理、步骤，更无法培养、调动学生创新意识与情感。

一些高校受化学实验课时所限，导致学生只能在有限的课时或是实验时间内完成相应的实验学习或实践内容，这也很难满足那些创新意识较强学生的创新实践活动的开展，久之，无疑会极大地抵制学生创新意识与积极性。

3 以培养创新型人才为目标的高校化学实验教学改革措施

3.1 丰富计划学习内的化学实验教学的内容与教学方式

高校必须要以培养创新型人才为目标进行系统的化学实验教学改革，在实现创新型人才培养的基础上还可以切实提高化学实验质量，为改善学生专业素养提供更多的保障。

（1）基础化学实验教学内容的优化与改革。基础化学实验教学内容主要涵盖了化学实验的基础性操作训练、理论知识验证以及自主科学研究的方法与训练内容。其目的就是在增强学生化学实验基础理论知识、实验操作技能的基础上培养学生逐步具备良好的、严谨的科学思维、科学精神以及熟练的化学实验技能。

①教师要强化学生基本操作训练。化学实验具有较严格的操作规范与要求，也是保障其分析结果准确性必要条件。因此，教师要通过相应的训练活动来提高学生对化学常用仪器的操作能力，如分析天平、移液管等的基本操作技能，同时，还可以基于化学实验的基本技能提高学生标准溶液配制水平等，使之能够在实践操作过程中高质量地完成相应的化学实验要求。

②教师要强化学生化学实验的验证能力。教师在基于基础理论教学来培养学生实验现象的观察能力、实验结果的分析能力、疑难问题的解决能力，为培养学生创新意识与能力提供保障。教师可以为学生设计一些简单的化学实验活动，如水的总硬度测定、硫酸铵含氮量的测量等，由浅入深地培养学生化学实验验证能力、理论知识的应用与辨析能力。

教师在具体的教学时还要尽可能地为学生创设更多的疑问或是思辨类问题，以此来培养学生科学研究能力与创新意识。教师还训练学生一般的科学研究方法（主要针对低年级学生）。如教师可以安排学生进行金属指示剂的研究实验，使学生能够熟练掌握相关指示剂溶液的配制方法与技巧，以此来提高学生测定金属离子含量的能力。学生在相应的训练过程中既会提高化学实验技能，还可以培养严谨的科学态度与思维。

（2）化学实验设计能力的培养。虽然化学实验设计能力是化学课程的重要内容，但很多教师忽视了该教学环节，导致学生只会“按图索骥”，缺乏个性化的化学实验设计思维与能力。因此，教师必须要强化学生化学实验设计能力的培养，以此来考核学生基础化学知识、基础化学实验操作能力；同时，还可以促进学生创新意识与创新思维的改善与形成。另外，教师在培养学生化学实验设计能力的过程中，还要鼓励学生能够自主地、独立地运用既有知识、实验技术去解决相应的实验方案设计、实践活动；同时，教师还要鼓励学生通过文献查阅、实验方案独立进行实验设计可行性、科学性的验证，这对进一步改善、提升解决化学实验设计与操作中的释疑能力具有良好的促进作用。

（3）丰富综合实验内容。目前，化学业已发展成多学科交叉学科。教师可以通过为学生设计更丰富的综合性化学实验内容或是实验课题来增强学生跨学科应用意识与能力。如教师可以为学生设计一些无机化学与化学的融合式实验课题，使学生能够在综合性化学实验中不断提升自身综合知识、跨学科知识的应用能力，在全面拓宽学生知识面的基础上还可以达到培养学生科学思维、探究精神以及创新意识的目的。另外，教师还要鼓励学生在独立完成综合性化学实验课题的过程中，应利用相关学科理论、既有知识进行实验方案的设计，并通过实验操作、实验现象等去发现自身在实验中存在的问题，并通过实验方案、操作流程的优化与改进来不断完善自身实验方案的设计，这对丰富学生多学科知识、激发其实验设计能力、创新能力均具有重要的现实意义。

3.2 拓展计划学习外的化学实验教学的内容与实践形式

高校在以培养创新型人才为目标的化学实验教学改革时，既要进行计划学时内的教学创新与改革，还要进行计划学时外的教学创新，为学生增加开放实验时间，以此为学生提供、创造更为宽松的、自由的化学学习环境、自主实验操作或是理论验证的空间与平台，进而才能促进学生个性化的化学学习与发展，且为培养学生的创新意识与能力提供了良好的环境。

（1）为学生提供自主化学实验时间。调查发现，一些学生在计划课时内无法完成教材或是教师安排的实验内容，因此，学校应为这些学生安排一定时间的自主实验操作的时间，使他们有更多的时间、精力去思考自身在计划课内未完成的化学实验原因或是实验失败的原因，这对调动、激发其化学实验的学习、操作以及个性化的学习、创新性实验设计等均具有重要的现实意义。

（2）为学生设计一些自选类的化学实验课题。教师应为学生设计一些自选类的化学实验课题，以供学生结合自身学习需求、既有能力进行个性化的选择。教师在设计自选类化学实验课题时，应以“最适合发展区”“个性化发展”为原则，并将自选化学实验课题进行合理分类，以满足不同层次学生化学实验学习需求。一类是基础类的实验课题，其目的就是吸引更多的学生能够主动走进实验室，自主进行化学实验学习与训练。如教师可以为学生设计“利用原还法制备石墨烯”实验等，具体的制备方法可由学生自主进行设计，并通过相应的实验操作进行自主验证。

此类实验课题，既可以调动学生化学实验学习与实践的参与情感，还可以提高学生化学基础知识。另一类是“问题验证类实验课题”或是“面向课题实验”，此类实验课题属研究性课题，且更有利于培养学生创新思维与意识。如“牛奶中钙含量测定方法的优化与创新”课题、“水样中重金属元素的检测方法的优化”课题等。此类自选类化学实验课题，既可以促使学生能够基于现有方法的基础上不断进行新方法、新理论的探究，还可以有效激发学生接受挑战的热情。学生在参与此类自选类化学实验课题时，往往可以令其自主地完成相关文献的查阅，相关实验成果、方法、理论的再学习与再验证。

学生还可以在样本采集、样本处理、分析方法、仪器选择等方面逐步开展实验创新的思考；学生还会在具体的实验过程中经历“实验理论→实验构想→实验设计→实验流程→尝试实验→实验失败→实验总结与思考→再实验→再难证→再失败→再思考→再实践……”的良性循环。该良性循环恰恰也是科学研究、科学论证的全过程。学生在该过程中不仅可以巩固既有化学的知识，还可以学习、吸收更多的文献成果及相关新知识、新方法，学生还会在具体的实验、总结、再实验的过程中逐步进行化学知识体系、实验方法及理论的自我丰富与自我完善，最终为培养、改善学生创新思维、创新意识形成良好的推动作用。

3.3 完善学校化学实验教学资源建设

高校在开展以培养创新型人才为目标的化学实验教学改革过程中，还要积极进行化学实验教学资源的建设工作，为保障化学实验教学改革奠定基础。

（1）校内化学实验教学资源的建设。高校应结合化学专业的实验教学需求，不断完善相应的实验环境、实验仪器、实验设备等，以此来提高学校化学实验教学的基础条件，在提高实验教学效果的基础上还可以为培养创新型化学人才提供教学资源的保障。

（2）加强校外化学实验、实践资源的建设。高校在自身资金受限、化学实验实践需求等情况下，可以积极与当地的环境监测站、制药企业、化工企业、检验检疫局等单位进行合作或是签署学生实习协议等，使之能够成为高校化学实验的合作单位，以此来为学生提供更多的化学实验学习与实践资源。同时，学生在相关单位开展化学实验学习与实践过程中，还可以有效丰富学生相关知识体系、实验操作技巧，学生还可以在实习合作单位中与前辈们学习到更多的化学知识与实践技能，使之化学知识体系更具备学科的先进性、应用性，在增强学生专业知识与实验技能的基础上还可以为促进学生创新意识、创新能力的形成提供更多的保障。

3.4 完善化学实验教学的评价机制

教学的评价机制是教师教学实践工作中的核心环节，也是改善、提升教学质量的重要保障。因此，高校化学教师还要积极进行教学评价机制的改革，通过不断完善教学评价机制来改善学生化学实验学习与实践的情感，且有助于培养学生在化学实验学习与实践过程中的质疑意识、释疑能力以及创新能力，为促进学生学科素养的形成与发展提供保障。同时，学生还可以结合教师的教学评价发现、了解自身在化学实验学习或是实践中存在的不足或是进步情况，且会对既有问题加以针对性的修正，这对改善、提升学生化学学习能力、实验能力均具有良好的促进作用。

在具体的教学评价改革中，教师要结合创新型人才培养目标分别从“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三个维度为化学实验教学评价的基本目标。教师可以基于上述三大教学评价目标分别对其进行细化，使之教学评价内容更具针对性、科学性以及可行性，并为指导教学评价的落实提供保障。教师在细化化学实验教学评价目标时，上述三大教学评价目标加以细分，以提升教学评价的针对性与有效性。如将“知识与技能”的教学评价目标加以展开、细化，将“知识与技能”细分为化学基础知识掌握情况、化学实验基础操作能力、基础类知识的运用能力等。教师可以将“过程与方法”的教学评价目标加以细分，如化学知识在实践中的应用能力、化学实验设计能力、多学科知识的应用意识与应用能力等。教师还可以将“情感态度与价值观”的教学评价目标加以细分，如化学学习情感及实验实践情况等。教师只有在更新教学评价理念、明确教学评价目标以及合理地进行教学评价目标的细分之后，才能够切实发挥出教学评价的功能，才能为培养创新型化学人才提供保障。

4 结束语

高校在开展以培养创新型人才为目标的化学实验教学改革时，既要积极开展创新型专业人才培养的教学改革，还要为学生提供良好的实验学习与实践的环境；同时，教师还要通过教学模式、教学内容、教学评价的优化与改革来加强了学生化学理论知识体系、实验设计能力，在彰显学生个性化学习与实验主体性的同时，促进学生个性化发展，培养学生创新意识和创新能力，为国家培养出更多、更具创新能力的化学专业人才。