淺談工科無機化學實驗課程教學

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摘要：結合本人教學實踐和針對無機化學實驗課程在傳統教學模式中存在的問題及無機化學實驗本身的課程特點，文章設計了無機化學實驗的課程教學模式，包括三個方面:重視和解決不同地區(qū)學生的基礎差異、注重實驗方案的優(yōu)化創(chuàng)新和完善實驗教學評價體系。

關鍵詞：基礎差異；實驗方案；評價體系；無機化學

無機化學實驗是大一新生進入大學階段初次接觸的實驗內容，具有承上啟下的重要作用。其不僅能幫助學生鞏固在課堂上學習的理論知識，鍛煉基本實驗技能，培養(yǎng)學生觀察、分析和解決問題的基本科學實驗能力，也是為提高學習化學的興趣、學習后續(xù)課程和未來的科學研究及實際工作打下良好的基礎[1]。很多大學新生在剛進入大學時，很難適應大學的教學模式。大學課程與高中課程的差異較大，不論是在學習方法上還是在學習的知識點的深度上，都有明顯差異[2,3]。主要體現在下面幾個方面。①地區(qū)差異：在高中階段，不同地區(qū)的學生的課程設置不同。相對而言，沿海城市的教育資源比較豐富，沿海地區(qū)的學生在學習化學基礎知識的同時，能夠有機會在學校實驗室接觸到教材中提到的實驗過程或實驗現象，甚至有可能有自己親自動手做實驗的機會。在這樣的過程中，學生不僅能學到一些基本的實驗操作方法，而且能很好地幫助學生理解書本中的內容。而不少中西部地區(qū)的學生，在高中階段僅僅只能學習課本上的知識，基本沒有動手操作實驗的機會。因而導致不同地區(qū)的學生的基礎差異很大，使大學老師的實驗課程教學實施起來困難重重且教學效果不好。②學習目的和學習方法不同：在現行的應試教育背景下，高中生的學習往往是被動的，家長和老師起主導作用。為了在高考中取得好的成績，去一所理想的學校，在家長和老師的共同監(jiān)督下，大部分的高中學生可以埋頭學習考試大綱規(guī)定的考試內容。而大學需要學生們的自我學習和自我提升能力，大學老師往往只起到引導的作用，學生的學習是自主學習。高中的教學方法以提高解題能力為主而進行的大量解題技巧的練習。

高中生課前預習的習慣并未得到挖掘，在課堂上更是很少記課堂筆記，課后也不會翻看課本回顧知識要點，僅僅是完成老師布置的習題任務，學生學習主動性較差，對教師有很強的依賴性。同時，由于高中升學壓力的影響，學生很少有空余時間去閱讀一些相關的課外資料，不能很好地拓展自己的知識體系。而在大學中，課時相對較少，但教學信息量多，知識點較深入，因此就要求學生進行課前預習，課上記筆記，課后進行大量相關書籍或資料的閱讀，這樣學生才能領會到知識的精髓，才有可能將其運用到以后的學習和實踐中；另外，高中的教學活動都是以教材為依據的，高中化學與大學化學體系基本相同，但其深度相差較大，高中的教材編寫是以基本概念與理論知識為主要內容，基本只涉及基本原理，重點關注思維能力的訓練，常將復雜的問題進行簡化處理，而化學發(fā)展的客觀規(guī)律和事實講述較少，不能聯系實際。但大學化學不僅關注最基本的原理、思想、研究方法，更注重學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。在大學化學課程中，學生除了要對化學的基本概念，化學反應的基本規(guī)律以及能量關系、不同結構的物質的異同點等有全面的認識了解外，對涉及的化學實驗基本技能等能夠熟練掌握，并能在實踐中加以利用。③學生成績評價不夠全面：目前的實驗課程教學成績主要由實驗預習報告、實驗操作和實驗數據分析組成。實驗預習僅通過預習報告評價預習的效果，教師很難了解學生的真實預習情況。實驗操作往往是在實驗過程中的表現及產物的外觀等。這種評價方法難以全面地評價學生的學習效果。因此，很難做到公平公正地評價學生的學習情況。因此，讓學生在無機化學實驗課程中理解和吸收我們教給他們的知識和實驗技巧是每一個高校教師的職責。同時，作為高等教育工作的參與者，我們必須要正確認識高等教育和基礎教育的差異，尤其是教學目的的差異。高等教育是以基礎教育為基礎的專業(yè)化教育，主要目的就是培養(yǎng)具有獨立思想和較高創(chuàng)新能力的高級專業(yè)型人才?；诖宋覀兛梢詮娜缦氯齻€方面著手探索符合現代教學要求的教學方法。

1利用現代的通訊技術，做好高中和大學的銜接

并努力減少地區(qū)學生在實驗課程方面的差異首先，我們要對當前無機化學實驗教材在銜接高中知識結構中存在的問題有明確認知，熟悉各個地區(qū)高中化學教育的內容和要求，結合現有教材的實際情況，探索出適合不同地區(qū)、不同基礎的學生的普適性教學方法?；诂F代通訊技術的大學化學實驗課前的預備知識學習[4]。在熟悉不同地區(qū)高中化學教學情況的基礎上，通過優(yōu)化整合教學資源，建立大學化學實驗課程教學資源庫（包含與大學化學實驗相關的基礎性知識，相關的實驗操作示范視頻和拓展材料）。與大學化學實驗相關的基礎性知識包括與課程相關的預備知識（可能是不少地區(qū)高中課程的學習內容）及無機化學課程內容資源；實驗操作示范視頻包括接下來實驗中涉及的操作規(guī)范及高中階段應該了解的實驗操作等；拓展材料包括與實驗相關的現階段的重要科學進展、趣味化學知識和國家級精品課程學習網站等。這些資源將通過班級微信或QQ群分享給學生，使學生在課前了解足夠多的信息。同時，教學資源庫中的素材在深度和廣度上都有不同層次的區(qū)分，可以滿足不同基礎學生的需求。相對基礎薄弱的學生可以完善基礎理論的學習，而有一定基礎的同學可以閱讀稍有難度和拓展性的知識，為以后的科學創(chuàng)新打下基礎。同時，為了進一步了解學生的學習及預習情況，我們將建設在線平臺。可以實時了解每個學生的學習動態(tài)，包括學習時長，學內容等；同時學生也可以通過留言或在線交流等方式與教師交流討論。這樣教師就能及時解決了學生在預習中所碰到的問題，為后續(xù)進入實驗室試驗的順利進行打下基礎。同時，我們會根據學生在平臺上的課前預習情況給學生打分，并作為學生最終成績的一部分而計入最終成績。通過這樣的過程可以優(yōu)化教學體系，也能讓學生了解更多的前沿科學知識，豐富學生的知識體系，有助于培養(yǎng)學生知識運用能力和創(chuàng)造能力。

2完善實驗內容并注重實驗方案的優(yōu)化創(chuàng)新

化學是一門以實驗為核心的自然學科，通過基本的實驗鍛煉，讓學生建立嚴謹的科學態(tài)度，提高學生在科學實驗方面的基本能力和技巧。首先我們通過現代傳媒技術讓學習基礎相對差的學生得到提高，達到或基本達到教學的要求。同時，無機化學實驗作為大一新生首次接觸到的比較系統的實驗鍛煉機會，也是學生思維能力形成的關鍵時期，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的重要階段[5,6]。我們在實驗過程中需要利用多種方法和模式引導學生創(chuàng)新意識的形成。在實驗前我們首先要向學生介紹相關的實驗安全知識，實驗室的一些規(guī)章制度。對于基礎化學實驗，我們應介紹實驗中涉及的基本概念，基本規(guī)律和理論。在實驗過程，要求學生掌握基本的操作規(guī)范，實驗原始數據記錄的規(guī)范化；對于在實驗中不按要求（亂加試劑或改變添加試劑的順序）的學生，要求他們認真觀察實驗現象，記錄并分析實驗結果，加強對實驗現象背后科學本質的了解和學習；同時，創(chuàng)新是民族進步的力量源泉，也是民族發(fā)展的動力和潛在希望，是發(fā)展之基。高等教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的搖籃。因此，對于實驗中積極思考，改進實驗方案的同學，我們應積極鼓勵，哪怕實驗結果沒有達到預期，只要實驗方案可行，且對實驗現象和結果進行了深入的分析，我們都應該給予高分。同時我們也應該結合無機化學課程的基本知識結構，增加設計型或研究型實驗的次數，以提升學生的科學素養(yǎng)（包括個人和團隊）。例如在學習原電池之后，可以讓學生到實驗室參觀一下燃料電池的制備過程，然后自己做一個蘋果電池等。這樣開放式的試題，會讓學生從多角度思考問題，跳出固定思維的模式，從而提高學生創(chuàng)新思維。另外，也可以讓學生可以根據實驗結果的要求自己設計實驗，鼓勵學生對觀察到的實驗現象進行積極討論，讓學生獨立挖掘實驗現象背后的根本原因，同時也會促使學生回顧和歸納總結所學的知識要點。通過以上這些措施不僅可以鍛煉學生主動學習無機化學的基本理論，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，更能培養(yǎng)學生的科學素質，特別是科學方法和科學的思維方式。

3完善實驗教學評價體系

為了完善實驗教學評價體系，分模塊考核將得使實驗教學考核更客觀[7,8]。因此，我們設計了分模塊的考核方式，其具體的評價體系如表1。

4結語

高中化學知識其深度和廣度與大學化學差異較大，尤其是化學實驗方面。文章基于不同地區(qū)學生的差異及大學課程與高中的銜接問題，論述了結合現代傳媒技術從重視和解決不同地區(qū)學生的基礎差異、注重實驗方案的優(yōu)化創(chuàng)新和完善實驗教學評價體系三個方面解決當下無機化學實驗課程存在的問題。這可以有效增加學生學習知識的深度和廣度，也有助于培養(yǎng)學生知識運用能力和創(chuàng)新能力，適應應用性人才的培養(yǎng)要求。通過建立完善的課程評價體系進而為合理評價學生的學習效果、提升教學質量和為后續(xù)化學教學奠定良好基礎。

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作者：田成波 單位：華僑大學材料科學與工程學院