基础化学实验教学改革探索与实践

朱 鑫 李合平 武香香 武雪芬

（河南中医学院，河南 郑州 450008）

基础化学实验教学改革探索与实践

朱 鑫 李合平 武香香 武雪芬

（河南中医学院，河南 郑州 450008）

基础化学实验教学对提高学生的素质、培养学生的能力起着至关重要的作用，本文就实验教学中存在的问题、对实验内容的优化整合及实施结果等方面进行了探索。

基础化学实验；教学改革

化学课程是中药学及药学专业的主干课程，是重要的专业基础课，良好的教学效果能够帮助学生建立完整的专业知识框架，对提高学生的素质、培养学生的能力都起着至关重要的作用。其中实验课程的作用更是不可替代，实验教学质量的优劣，直接影响到该专业培养目标的实现[1]。学生在化学实验过程中可受到规范、系统的训练，可以获得大量的感性知识，对培养其理论联系实际的能力；分析解决问题的能力；严谨认真、实事求是、一丝不苟的科学态度和求真、探索、协作的精神；以及创新思维和创新实践的能力等等都起到重要的作用。

我校的基础化学实验教学是围绕着传统的四大化学（无机化学、分析化学、有机化学和物理化学）的理论教学展开的。这种以化学二级学科为基础、四大化学实验为支柱发展起来的实验教学体系，在系统的严谨性、内容的成熟度以及与化学原理的课堂教学联系紧密上有其突出的优点[2]。但是其中也还存在诸多问题。首先，实验课没有完善的考核体系，只依据实验报告给出成绩。这就不能充分调动学生的积极性，学生普遍存在课前不认真预习，做实验时“照方抓药”的情况。另外，实验课程体系中验证性实验较多，综合及设计性实验内容偏少，不利于培养学生的动手能力和实验创新能力。各门实验课之间缺乏联系和配合，不能形成有机的整体，实验内容有同等水平的重复现象。以上诸多问题极大地影响了实验教学的效果，改革势在必行。

1 实验内容的整合

1.1 精简重复的实验内容

各门实验课程之间存在有重复的现象，如果重复的内容由浅入深，可以让学生把知识掌握得更加牢固，但也有同等水平的重复，这就不可避免地占用过多的学时，影响其他教学内容的深度和广度。所以首先要打破各门课程自成体系的状态，把相关课程教学内容融合在一起，进行优化组合。

如一些基本实验操作技能几门实验课程都要用到，这些实验课程中都要重复进行训练。如分析天平的使用；容量仪器如容量瓶、滴定管、移液管的使用等。无机化学实验和分析化学实验中都要用到，因为无机化学实验是在第一学期开设，所以无机化学实验中首先要进行训练，但是由于学时的限制，又不可能进行充分的训练，所以学生的这些基本实验操作技能就不扎实。到了第三学期开设分析化学实验时，这些基本操作因为学生掌握得并不扎实，还要重新进行训练。这样就浪费了过多地学时，影响了综合性及设计性实验的开设。所以就将这些基本实验技能操作放在第一学期，进行强化训练。要求学生对每一个基本操作都要进行一丝不苟的练习，操作的规范、正确是实验结果准确、可靠的最基本的保证。同时，加强对学生良好的工作习惯与工作作风的培养，如要求学生保持实验台面的整洁、仪器存放有序、污物不乱丢弃等等。学生的基本功扎实了，就为后续的实验打下了坚实的基础。

1.2 保留经典的验证性实验

经典的验证性实验，一则是具有实用性，紧密结合实际，二则它们是历经千锤百炼有效训练学生实验基本技能的经典实验，是促进学生形成化学概念、理解和巩固化学知识的必经阶段[3]。学生在验证性实验中可获得大量的感性知识，通过归纳、总结由感性认识上升到理性认识，对课堂讲授的基本理论和基础知识的理解和掌握会更加深刻。通过实验，使理论与实践相结合，培养学生理论联系实际的能力，以及分析问题解决问题的能力。如性质实验中“电解质溶液”，通过实验可加深学生对酸碱电离平衡及沉淀溶解平衡的理解。

同时，在实验中渗透绿色化学的理念，在能够达到同样教学效果的前提条件下，寻找替代品，尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂。如溶度积规则的应用实验中，实验目的是根据溶度积规则及平衡移动原理验证沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化。传统实验中，大部分使用的是Pb（NO3）2和K2CrO4。采用这些沉淀离子及沉淀剂，现象比较明显，但是Pb、Cr是有毒重金属，实验废弃物排放到水中，会对水资源造成严重污染。为了既保留传统实验的精华，又减少实验废弃物对环境的污染，我们根据绿色化学的理念重新选择沉淀离子及沉淀剂，如沉淀的生成实验一般用Pb2+离子和I－离子，我们改用Cu2+离子和OH－离子；分步沉淀一般用Ag+离子与CrO42－离子和Cl－离子，我们改用Cu2+离子与OH－离子和S2－离子[4]。

1.3 增加探索性、综合性实验内容

探索性的实验内容可以极大地激发学生的兴趣。对于探索性的实验内容我们分了两个阶段来进行安排，第一阶段是在现有的验证性实验的基础上逐渐融入探索性的内容，遵循由简至繁，循序渐进的原则。如“配合物的生成、性质和应用”实验中，配合物[Cu（NH3）4]SO4的晶体制得之后，要用NH3•H2O溶液溶解，以增加配合物的稳定性，如果用含Cu2+的溶液溶解，是不是也能增加配合物的稳定性呢？学生马上就可以在现有的条件下进行探索，简单易行。再如KMnO4与NaSO3分别在酸性、中性和碱性条件下的反应现象应该是紫色褪去变成浅粉色、有褐色沉淀生成和溶液变成墨绿色，但实际情况反应现象却是多种多样的，出现反常现象之后引导学生要思考“为什么”，可以通过重复实验、作对比实验等方法找到原因。第二阶段则是直接给出题目，由学生自行查阅文献，设计出简便、廉价、可行的方案，由教师审查后方可独立进行实验。对培养学生的动手能力和创新精神、创新能力具有很好的促进作用。

综合性实验内容涉及某一学科的多个知识点或多个学科的知识点，涉及多种实验方法与手段，学生在做实验的过程中要综合运用所学过的知识、多种实验原理及方法去分析问题和解决问题，各项智力因素都能得到发展。例如“三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备及表征”实验[5]，使学生能将无机物制备、重量分析测定结晶水、滴定分析测定草酸根和铁的含量与红外光谱表征等结合在一起，跨越了无机化学、分析化学和有机化学等3个二级学科。再如“阿司匹林的制备与质量检测”实验，让学生在理论上能综合运用有机化学的理论和知识，掌握阿司匹林药物合成、分离、纯化的基本技能，并用分析化学的方法对其进行含量测定。

2 实施结果

通过对实验内容的整合及优化调整，将四大基础化学实验（无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验）整合为基础化学实验一和基础化学实验二，分别在一、二年级开设，并编写了配套的教材。基础化学实验一主要训练学生在大学本科阶段必须掌握的包括分析天平、容量仪器的使用等化学基本实验技能以及无机物的分析、分离与提纯等方法，基础化学实验二主要训练学生掌握有机物的分析、分离与提纯的方法，了解常用仪器的性能、基本原理，掌握其操作方法，熟悉常规物理量和参数的测量等。

对学生的能力训练分为了3个阶段，第一阶段是基本操作技能训练和验证性实验，主要训练学生掌握化学实验的基本操作技能、基本仪器的操作方法以及基本理论等；并在此基础上逐渐融入探索性实验的内容。第二阶段为综合性实验，是在第一阶段学生掌握了扎实的基本实验技能之后进行的，主要是关于无机物和有机物的制备，并且包括各种分离、分析与测定要求，这样学生就可以将所学到的多学科的理论知识与多种研究方法、手段联系起来，可学到新的合成技术，在对合成的产品进行分离、提纯、分析的过程中，进一步强化了实验基本操作技能和技巧，同时也提高了综合运用各种知识解决实际问题的能力。第三阶段为设计性实验，教材中只给出实验目的要求与设计提示，学生必须自主查阅参考文献，撰写实验方案，经指导教师审查通过后独立开展实验，对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决。该类实验对于提高学生独立自主地解决实际问题的能力以及创新能力有极大的促进作用。

我校中药学及药学等本科专业从09年开始实施以上实验教学模式。通过以上改革，增强了实验教学效果，学生的实验基本操作技能基本功比原来扎实了，对实验课的兴趣更加浓厚，对提高学生的综合素质起到了积极作用。改革是一项长期系统的工程，是常态化的工作，我们将在以后的教学工作中不断进行探索和反思，不断提高实验教学的质量。

[1] 张黎明,王敏,戴玉杰,等.基于实验室开放基金项目综合性实验的实施[J].药学教育,2011,27(1):52-55.

[2] 毛献萍,李金芳,黄志强.大学基础化学实验模块化改革初探[J].高校教育工程,2010(2):75-76.

[3] 王仁国,赵茂俊,张云松,等.基础化学实验改革的反思[J].实验技术与管理,2010,27(8):132-134.

[4] 白广梅,李英.无机化学实验的绿色化[J].实验技术与管理,2006,23(2):104-105.

[5] 杨水彬,黄春保,王虹,等.地方高等师范院校化学实验课程体系的构建与实践[J].大学化学,2010,25(3):13-15.

R-03

A

1671-8194（2011）13-0169-02