论文部分内容阅读
摘要：分析了华北电力大学无机化学实验教学中存在的问题，有针对性地提出了教学改革的方法和思路。实践表明，这些措施的运用明显提高了无机化学实验教学质量。
关键词：无机化学实验；教学改革；实验教学
作者简介：李艳青（1980-），女，河北满城人，华北电力大学科技学院，讲师；许佩瑶（1965-），女，河北保定人，华北电力大学环境科学与工程学院，教授。（河北?保定?071000）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0090-02
化学是实践性很强的学科，实验教学在化学教学中占据举足轻重的地位，是一种特殊形式的教学活动。它和理论课内容环环相扣，有助于学生及时理解消化理论课的内容，并增加学生学习的兴趣，具有其他教育活动所不可取代的功能，是培养学生创新能力教育中最重要的一个环节。
无机化学是华北电力大学应用化学、能源化工、环境工程、环境科学等专业的重要专业基础课程，它紧承高中化学，不仅是各专业课的基础，同时也是其他化学基础课的基础。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分，是学生入学后的第一门化学实验课程，对于学生理解掌握无机化学课程的基本原理、培养动手能力和创新思维能力起着至关重要的作用。其基本教学目标可归纳为三个方面：训练学生良好的实验室工作习惯和素养；训练学生的基本实验操作技术和技能；培养学生具有独立进行实验研究工作的初步能力。[1]而在华北电力大学无机化学实验的教学中，原教学体系已经不能满足培养学生创新能力的要求，因此对原课程教学体系及教学方法进行改革变得尤为必要。
一、无机化学实验教学的现状及存在的问题
现华北电力大学应用化学和能源化工专业设立了“无机化学实验A”课程，学时32；环境工程和环境科学专业设立“无机化学实验B”课程，24学时。与其他“211”院校的对应专业相比，华北电力大学的无机化学实验学时明显偏少，如果仍延续传统的理论验证实验模式，无法达到教学目标的要求。所以如何在有限的时间内为学生提供符合学习规律、具有先进性、适合于本科生使用的无机化学实验教学体系是亟待解决的问题。
目前存在的主要问题如下：
（1）实验学时少：目前“无机化学实验A”仅能开设12个实验，主要是基本理论验证实验和常见元素性质实验，制备、分离、鉴定等综合性较强的实验较少；“无机化学实验B”只能开设9～10个实验，元素部分的实验基本无法开出，远远不能满足学生的求知需要。
（2）实验教材内容陈旧：所用的教材是2000年自编的讲义，采取“示范型”的编写方式，形式呆板，缺乏对实验理论、方法、特点的系统介绍，使实验教材停留在实验操作指导的水平上，学生在实验中基本上是“照方抓药”，处于被动状态，不能很好地达到培养实验能力的目的。
（3）实验教学方法比较单一：在实验教学中，仍局限在“验证理论”或“仪器的使用和操作方法训练”的模式上，沿用几十年不变的学生预习，教师课堂讲解，学生按实验步骤操作，课后完成实验报告的老一套做法，使实验课落后于科技的发展和时代的要求，制约了实验教学水平的提高以及学生实验能力和素质的培养。
（4）考核方式不科学：目前在实验成绩的评定上，主要依据实验报告和学生实验操作的情况。由于有部分学生无故旷课，甚至相互抄袭实验报告，或是照着实验书通篇抄写，造成实验成绩评定不能全面反映学生实验能力的高低，使得学生在思想上产生了重理论轻实验、重实验操作轻实验设计、重实验结果轻实验结果分析论证的倾向。
无机化学实验教学改革的目的是建立一个无机化学实验教学的新模式，使无机化学实验具有教学内容前瞻性、教学方法创新性、教学手段现代性的特点，积极促进无机化学实验课教学质量的提高。对无机化学实验的教学体系进行改革，完善教学内容，改革教学方法和考核方法，引入网络教学手段以弥补学时不足，对于提高无机化学实验的教学效果，培养学生独立观察、分析实验现象和作出结论的能力以及科学工作方法显得尤为必要。
二、无机化学实验教学体系的改革
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位，是学生化学实验教育的第一门实验教学课程，学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。[2]华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法，找出存在的问题，以学校培养创新人才的教学目标为宗旨，对课程体系进行全面改革，并在实际教学实践中验证改革的效果。
1.课程体系的定位
通过调研工作分析比较国内知名综合性大学、行业大学应用化学和环境专业无机化学实验设立情况。调研结果显示，国内大学无机化学实验或单独设课、与分析化学实验合并设立“无机及分析化学实验”或四大化学统一设立“大学化学实验”课程，但无机实验部分的内容80％左右相同，20％为各校根据自身特点设立的实验，如化工大学的无机制备、地质大学的岩层分析，农业大学的土壤性质[3]等；同时和后续课程教师沟通，了解后续课程对化学实验技能的要求。通过研究讨论对我院各专业无机化学实验课程教学体系有了比较明确的定位：即夯实基础，注重特色。也就是在课程体系中确定70％左右的内容为无机化学基本理论和基本知识实验，30％左右为与专业特色相关的实验。
2.教学内容改革和教材编写
将实验内容分为三个模块，分别为“一般理论验证及基本操作训练实验”、“元素性质实验”、“综合性和设计性实验”。每个模块的训练目的不同。根据华北电力大学化学和环境专业各自的特点分别编写适合的教材。在编写中注意筛选、精简、删除、合并教材实验内容，突出电力特色，如对化学专业增加“去离子水的制备和水质检验”；对环境专业，增加“电厂化学车间酸碱废水性质及处理”等与专业相关的实验内容，增加学生的学习兴趣。同时提高综合型设计性实验在整个实验课程中的比重，对原设计性实验进行修改，以期更适应学生的认知水平，在每个验证实验中也增加如混合离子的分离鉴定等设计性小实验，兼顾学生基本操作能力训练和学生创新思维能力的培养。 三、实验教学方法改革
实验教学方法的改革是改革的中心。如何在短短几十个学时中达到培养学生进行化学科学研究的能力的目的是改革要解决的主要问题。
首先，根据“三大实验模块”各自的训练目的循序渐进地采用“指导”、“启发”和“探讨”三个阶段的教学方式。在一般实验中，以“指导”为主，训练学生对实验设备、实验操作方法和化学基本原理的熟悉、掌握。在综合性实验中，启发学生如何发现问题，如何一步步地解决问题。在设计性型实验中，由学生自行拟订方案，动手实验，教学方法以探讨为主，鼓励学生充分发挥创造力和想象力，运用各方面的知识自行设计实验方案，自已探索，独立解决问题。
其次，充分利用多媒体课件、网络教学等教学资源。由于课时限制，无机化学实验很多内容都无法让学生在实验室完成。实行实验室开放制度、建立实验网络平台是解决这一问题的有效手段。[4]无机化学实验仪器和设备主要是玻璃仪器，不需要特殊维护，开放实验室几乎不需要额外的费用，可为基础好的、学有余力的学生提供课外学习和小型研究的场所；建立实验室网络平台，将无机化学课程中涉及到的各种物质图片和由于学时限制无法开出的实验制成视频上网，学生利用课余时间可以在网上观看学习。不仅可以使实验内容更加丰富，省时省力，激发学生的学习兴趣，产生较好的教学效果，还可以培养学生驾驭现代教育信息技术的能力。
四、实验教学过程管理改革
加强实验教学各环节的规范化管理，确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节，对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告，实验时首先提问学生实验有关的操作和现象，讲解时只给学生讲解一些注意事项，实验过程中及时指出学生操作中的问题，并对学生的操作进行打分，对每一步的内容与指标尽量做到量化，使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。[5]
五、改革实验考核方式，提高学生的学习积极性
建立一套有利于学生创新能力培养的实验考核方式，从措施上保证学生在实验中主动预习，主动动手，自觉提高。考核结果采用平时成绩、实验报告成绩、考核成绩相结合的方式。平时成绩主要包括出勤率、实验态度、课堂应答能力、实验操作技能等，由教师按5分制记录在册；实验报告成绩包括实验预习、实验记录、实验完成情况和实验结果的准确性及对实验结果的讨论和分析等，由老师批改实验报告给出；考核成绩拟建立实验考核试题库，根据教学目的分别采用抽签选题、现场口试、方案答辩、实验报告答辩和实验操作检查等方式，对学生的基础知识、实践能力和创新能力进行综合考核。
无机化学实验课程改革在华北电力大学2010、2011级应化、环工、环科各专业进行了实施，综合考核结果表明，学生的实验基本技能和分析解决实际问题的能力水平明显高于往届。与此同时，追踪调查发现，学生在后来其他化学实验课表现出基本操作规范、熟练，具有较高的动手能力、独立思考能力和良好的实验素质，教学改革取得了较好的效果。
参考文献：
[1]杨有为,魏建德,胡玉才.对无机化学实验教学改革的探索研究[J].化工时刊,2008,22(3):76-77.
[2]王利勇,韩媛媛,丁士文,等.大学无机化学实验教学改革的思考[J].实验室科学,2008,(3):28-29.
[3]杨昱,徐雅琴,杨玉玲.农业院校无机化学实验教学改革的几点思考[J].实验室科学,2011,14(4):35-37.
[4]曾凤春,丁杰,黄生田,等.工科无机化学实验教学改革探索[J].四川理工学院学报(社会科学版),2007,(22):263-264.
[5]高喜平,李军波,等.无机化学实验教学的改革初探[J].化工时刊,
2010,24(4):72-74.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：无机化学实验；教学改革；实验教学
作者简介：李艳青（1980-），女，河北满城人，华北电力大学科技学院，讲师；许佩瑶（1965-），女，河北保定人，华北电力大学环境科学与工程学院，教授。（河北?保定?071000）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0090-02
化学是实践性很强的学科，实验教学在化学教学中占据举足轻重的地位，是一种特殊形式的教学活动。它和理论课内容环环相扣，有助于学生及时理解消化理论课的内容，并增加学生学习的兴趣，具有其他教育活动所不可取代的功能，是培养学生创新能力教育中最重要的一个环节。
无机化学是华北电力大学应用化学、能源化工、环境工程、环境科学等专业的重要专业基础课程，它紧承高中化学，不仅是各专业课的基础，同时也是其他化学基础课的基础。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分，是学生入学后的第一门化学实验课程，对于学生理解掌握无机化学课程的基本原理、培养动手能力和创新思维能力起着至关重要的作用。其基本教学目标可归纳为三个方面：训练学生良好的实验室工作习惯和素养；训练学生的基本实验操作技术和技能；培养学生具有独立进行实验研究工作的初步能力。[1]而在华北电力大学无机化学实验的教学中，原教学体系已经不能满足培养学生创新能力的要求，因此对原课程教学体系及教学方法进行改革变得尤为必要。
一、无机化学实验教学的现状及存在的问题
现华北电力大学应用化学和能源化工专业设立了“无机化学实验A”课程，学时32；环境工程和环境科学专业设立“无机化学实验B”课程，24学时。与其他“211”院校的对应专业相比，华北电力大学的无机化学实验学时明显偏少，如果仍延续传统的理论验证实验模式，无法达到教学目标的要求。所以如何在有限的时间内为学生提供符合学习规律、具有先进性、适合于本科生使用的无机化学实验教学体系是亟待解决的问题。
目前存在的主要问题如下：
（1）实验学时少：目前“无机化学实验A”仅能开设12个实验，主要是基本理论验证实验和常见元素性质实验，制备、分离、鉴定等综合性较强的实验较少；“无机化学实验B”只能开设9～10个实验，元素部分的实验基本无法开出，远远不能满足学生的求知需要。
（2）实验教材内容陈旧：所用的教材是2000年自编的讲义，采取“示范型”的编写方式，形式呆板，缺乏对实验理论、方法、特点的系统介绍，使实验教材停留在实验操作指导的水平上，学生在实验中基本上是“照方抓药”，处于被动状态，不能很好地达到培养实验能力的目的。
（3）实验教学方法比较单一：在实验教学中，仍局限在“验证理论”或“仪器的使用和操作方法训练”的模式上，沿用几十年不变的学生预习，教师课堂讲解，学生按实验步骤操作，课后完成实验报告的老一套做法，使实验课落后于科技的发展和时代的要求，制约了实验教学水平的提高以及学生实验能力和素质的培养。
（4）考核方式不科学：目前在实验成绩的评定上，主要依据实验报告和学生实验操作的情况。由于有部分学生无故旷课，甚至相互抄袭实验报告，或是照着实验书通篇抄写，造成实验成绩评定不能全面反映学生实验能力的高低，使得学生在思想上产生了重理论轻实验、重实验操作轻实验设计、重实验结果轻实验结果分析论证的倾向。
无机化学实验教学改革的目的是建立一个无机化学实验教学的新模式，使无机化学实验具有教学内容前瞻性、教学方法创新性、教学手段现代性的特点，积极促进无机化学实验课教学质量的提高。对无机化学实验的教学体系进行改革，完善教学内容，改革教学方法和考核方法，引入网络教学手段以弥补学时不足，对于提高无机化学实验的教学效果，培养学生独立观察、分析实验现象和作出结论的能力以及科学工作方法显得尤为必要。
二、无机化学实验教学体系的改革
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位，是学生化学实验教育的第一门实验教学课程，学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。[2]华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法，找出存在的问题，以学校培养创新人才的教学目标为宗旨，对课程体系进行全面改革，并在实际教学实践中验证改革的效果。
1.课程体系的定位
通过调研工作分析比较国内知名综合性大学、行业大学应用化学和环境专业无机化学实验设立情况。调研结果显示，国内大学无机化学实验或单独设课、与分析化学实验合并设立“无机及分析化学实验”或四大化学统一设立“大学化学实验”课程，但无机实验部分的内容80％左右相同，20％为各校根据自身特点设立的实验，如化工大学的无机制备、地质大学的岩层分析，农业大学的土壤性质[3]等；同时和后续课程教师沟通，了解后续课程对化学实验技能的要求。通过研究讨论对我院各专业无机化学实验课程教学体系有了比较明确的定位：即夯实基础，注重特色。也就是在课程体系中确定70％左右的内容为无机化学基本理论和基本知识实验，30％左右为与专业特色相关的实验。
2.教学内容改革和教材编写
将实验内容分为三个模块，分别为“一般理论验证及基本操作训练实验”、“元素性质实验”、“综合性和设计性实验”。每个模块的训练目的不同。根据华北电力大学化学和环境专业各自的特点分别编写适合的教材。在编写中注意筛选、精简、删除、合并教材实验内容，突出电力特色，如对化学专业增加“去离子水的制备和水质检验”；对环境专业，增加“电厂化学车间酸碱废水性质及处理”等与专业相关的实验内容，增加学生的学习兴趣。同时提高综合型设计性实验在整个实验课程中的比重，对原设计性实验进行修改，以期更适应学生的认知水平，在每个验证实验中也增加如混合离子的分离鉴定等设计性小实验，兼顾学生基本操作能力训练和学生创新思维能力的培养。 三、实验教学方法改革
实验教学方法的改革是改革的中心。如何在短短几十个学时中达到培养学生进行化学科学研究的能力的目的是改革要解决的主要问题。
首先，根据“三大实验模块”各自的训练目的循序渐进地采用“指导”、“启发”和“探讨”三个阶段的教学方式。在一般实验中，以“指导”为主，训练学生对实验设备、实验操作方法和化学基本原理的熟悉、掌握。在综合性实验中，启发学生如何发现问题，如何一步步地解决问题。在设计性型实验中，由学生自行拟订方案，动手实验，教学方法以探讨为主，鼓励学生充分发挥创造力和想象力，运用各方面的知识自行设计实验方案，自已探索，独立解决问题。
其次，充分利用多媒体课件、网络教学等教学资源。由于课时限制，无机化学实验很多内容都无法让学生在实验室完成。实行实验室开放制度、建立实验网络平台是解决这一问题的有效手段。[4]无机化学实验仪器和设备主要是玻璃仪器，不需要特殊维护，开放实验室几乎不需要额外的费用，可为基础好的、学有余力的学生提供课外学习和小型研究的场所；建立实验室网络平台，将无机化学课程中涉及到的各种物质图片和由于学时限制无法开出的实验制成视频上网，学生利用课余时间可以在网上观看学习。不仅可以使实验内容更加丰富，省时省力，激发学生的学习兴趣，产生较好的教学效果，还可以培养学生驾驭现代教育信息技术的能力。
四、实验教学过程管理改革
加强实验教学各环节的规范化管理，确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节，对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告，实验时首先提问学生实验有关的操作和现象，讲解时只给学生讲解一些注意事项，实验过程中及时指出学生操作中的问题，并对学生的操作进行打分，对每一步的内容与指标尽量做到量化，使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。[5]
五、改革实验考核方式，提高学生的学习积极性
建立一套有利于学生创新能力培养的实验考核方式，从措施上保证学生在实验中主动预习，主动动手，自觉提高。考核结果采用平时成绩、实验报告成绩、考核成绩相结合的方式。平时成绩主要包括出勤率、实验态度、课堂应答能力、实验操作技能等，由教师按5分制记录在册；实验报告成绩包括实验预习、实验记录、实验完成情况和实验结果的准确性及对实验结果的讨论和分析等，由老师批改实验报告给出；考核成绩拟建立实验考核试题库，根据教学目的分别采用抽签选题、现场口试、方案答辩、实验报告答辩和实验操作检查等方式，对学生的基础知识、实践能力和创新能力进行综合考核。
无机化学实验课程改革在华北电力大学2010、2011级应化、环工、环科各专业进行了实施，综合考核结果表明，学生的实验基本技能和分析解决实际问题的能力水平明显高于往届。与此同时，追踪调查发现，学生在后来其他化学实验课表现出基本操作规范、熟练，具有较高的动手能力、独立思考能力和良好的实验素质，教学改革取得了较好的效果。
参考文献：
[1]杨有为,魏建德,胡玉才.对无机化学实验教学改革的探索研究[J].化工时刊,2008,22(3):76-77.
[2]王利勇,韩媛媛,丁士文,等.大学无机化学实验教学改革的思考[J].实验室科学,2008,(3):28-29.
[3]杨昱,徐雅琴,杨玉玲.农业院校无机化学实验教学改革的几点思考[J].实验室科学,2011,14(4):35-37.
[4]曾凤春,丁杰,黄生田,等.工科无机化学实验教学改革探索[J].四川理工学院学报(社会科学版),2007,(22):263-264.
[5]高喜平,李军波,等.无机化学实验教学的改革初探[J].化工时刊,
2010,24(4):72-74.
（责任编辑：王祝萍）