高校化学实验教学模式的创新研究

陈立妙

(中南大学化学与化工学院，长沙 410083)

一、我国高校化学实验教学的现状

化学实验教学方式一直是我国高校化学教学的最常用的教学方式之一。在以往的高校化学实验教学中起到了重要的辅助教学作用，特别是对一些无法讲述的化学反应的现象变化问题的讲解具有不可替代的作用，因此高校化学实验教学一直是化学教学中不断探索、追求完善的过程［1］。但在以往的化学实验教学中，尚存在许多的问题，给学生动手实践的机会偏少，学生很难认识到实验教学的创新作用。究其原因，一是教育目的陈旧狭窄;二是实验过程交代得过细;三是实验中包办太多［2］。忽视了学生创新思维和创新能力的培养。因此应该重视化学实验教学，重视培养学生的创新能力。

(一)实验教学的内容缺乏新意

在以往的实验教学中，通常把验证化学反应的过程和结果作为教学的主要内容，这是由化学教学中的特殊性所决定的。这种教学方式在以往的化学实验教学中取得了很好的效果。但是，这种实验室教学方法由于受化学反应的过程和结果的确定，也就是对课题化学教学过程中教学内容的验证，很难开创学生的创新精神［3］。因此化学实验教学在一定程度上抑制了学生的创新精神。

但随着计算机技术的快速发展，很多的化学实验可以通过计算机技术演示出来，特别是随着VR等模拟技术的广泛应用，化学实验的计算机技术应用越来越广泛，化学反应的过程和结果可以在计算机的演示中随心所欲，因此也比以往的教学效果更加明显。

(二)实验教学的资源浪费较严重

由于实验教学中一些学生的操作不当，或是对操作的时间点把握不好，导致很多实验需要多次反复的操作，这对于一些较为昂贵的实验材料和化学试剂，造成了较多的浪费。尤其是一些大型仪器设备，在购置时，需要支付很高的成本。除了承担每学期一次或是几次的实验内容外基本处于闲置状态，造成了实验仪器和设备的浪费。实验室的仪器和设备还需要安排固定的管理人员进行日常维护，特别是在寒假和暑假期间的维护费用更高。有的实验室仪器和设备是为教师的科研创新活动服务的，基本不针对学生开放，造成极大的资源闲置和浪费，也限制了对化学科学有兴趣的学生利用课余时间开展化学实验操作，因此不利于提高学生的学习兴趣和学习效果。

(三)实验教学的模式固定

化学实验教学的模式通常采用教师为主，学生观察和模拟的教学模式。这种模式往往就已经把教学中的实验效果和实验过程在教师的指导下，重新演示并加以验证。并且实验教学的课程僵化，很多实验教学仅仅是为课程教学服务的。这些固定的课程设置和教学方式忽视了学生的主体地位，使学生的教学地位还是处于以往的“被动式”教学活动中，这种教学模式其实就是应试教学。

(四)实验教学的考核方式单一

化学实验教学中的考核往往是对教学过程中的教学内容和现象进行验证和比较，是教师操作过程的“反复”。被考核的学生只要掌握了教师在实验教学的操作程序，就很容易通过课程考核。单一的考核模式往往忽略了学生的创新技能，这种考核方式在一定程度上抑制了学生的综合素质培养。

二、实验教学中存在问题的原因分析

化学实验教学中存在这些问题的原因是多方面的。首先，化学实验教学中固定的教学模式是因为化学教学的特殊性所决定的［4］。化学教学讲解的一部分内容和现实生活联系不大，一些现象和化学反应只能在实验室才能解释清楚。如，一些化学元素的放射性产生新的元素和物质。其次，以往的化学课程设置已不能满足当前社会发展的需要，特别是随着社会经济的不断发展，一些常用能源材料的逐渐枯竭，将不断地开发新的能源替代品。这些新知识在传统的课程设置和专业知识体系中没有体现，或是没有完全体现出。这些新课程的开设将是今后化学实验教学的重点内容，也是化学专业培养高素质、良好操作技能人才的必备知识。第三，以往的实验室设备、仪器管理和实验室设施配备，以及使用状况的不合理，特别是学生进行化学实验时缺乏自主性和创新性，不适合培养具有创造性的专业人才［5］。

三、化学实验教学的创新研究

培养符合我国当前社会经济发展新形势的化学专业技术人才，始终离不开实验教学。特别是在大力提倡素质教育，提高学生的创新能力的今天，高校的化学实验教学必须顺应社会发展的需要，以人才市场的需求为培养目标。因此实验教学应该从以下三个方面努力，为培养高素质的学生打下坚实的基础。

(一)提高实验室的设施设备配备，完善实验室的使用和管理制度

目前一部分高校由于受自身条件的影响，在实验室的设施设备和实验材料上的配备达不到相应的要求。一些新建的高校和西部的一些高校因为财政问题，往往只能先满足基础课程教学的硬件设施的投入，造成了一部分高校化学实验室形同虚设。如西部的某个地方新建高校在本科评估时，专家们看到的化学实验室和该校的物理实验室混在一起。另一部分高校对化学实验室的仪器设备和其他化学试剂材料的配备，投入了大量的物力和财力，对于这些现有的教学资源和实验室，应“尽其所值”。

虽然许多高校购置了几百万元甚至上千万元的仪器设备和实验材料，建立化学示范教学中心，使得化学实验教学的硬件条件得到了很大的改观，但是实验室的利用率不高，一些设施因为比较昂贵，甚至很少允许学生进入实验室操作。只有在学生集中上实验课时才允许进入，一些实验室和仪器由于相关实验的材料和试剂价值高，学校无法长期采购相应的材料和试剂，导致这些设施和设备是“买得起，用不起”的尴尬局面。这些问题往往给学校和学生都造成极大的浪费，更不利于高素质化学人才的培养。

完善实验室的管理，对实验室发挥自身的效益和培养高素质的化学专业人才尤为重要。高校应长时间地开放实验室，吸引学生进入实验室，提高学生对化学课程的学习兴趣。实验室应该配备专业的管理人员，了解专业的特殊性。实验室的管理制度规范化，更能发挥实验室的功能。

(二)提高教师实验教学的水平，提升自身教学能力

1.夯实自身的教学功底

高校教师的教学功底和教学能力主要表现在如何提高学生的实验操作能力。教师要通过扎实的教学功底，引导学生自己进行探讨性试验，加强学生的专业试验操作能力。通过专业的训练方法，让学生掌握基本实验操作方法和技能，帮助学生提高操作能力。提高实验教学质量的前提是要提高实验教师的素质。在试验教学的过程中，教师往往起到主导的作用。作为主导教师，个人素质直接影响着教学质量和人才的培养。在高校学生的人数不断增加，而试验教师相对紧缺的情况下，教师应把握好学生的兴趣、爱好，同时对不同学生采取有差异化的实验教学引导。

2.更新旧的教学理念

高校试验教师应该与时俱进，在实验教学中不断更新旧的教学理念［5］。在培养学生对化学实验的浓厚兴趣上多做努力。目前化学实验教学一般是教师讲解实验原理和实验的内容，并亲自进行试验操作和讲解。在这个过程中，教师始终处于主导地位，这种教学理念往往为学生在实际操作中设定模板和程序，从而无形中影响到学生的创新能力。改变旧的教学观念，应在实验教学中改变过于注重知识的验证、传授，而把试验过程和试验方法融入试验能力与科学素养培养中，运用现代教学方法和手段，积极培养学生对实验的兴趣。特别是运用现代计算机技术，把试验过程和结果生动化和形象化，并在试验中随心所欲地掌握试验的步骤，使一些瞬间现象能通过计算机技术清晰地表现出来。

3.创新化学实验教学内容及教学方法

实验教学内容的创新离不开社会经济发展对化学专业人才的要求［6］。因此，随着社会经济的不断发展，实验教学内容必须符合人才市场需求。实验教师在科研活动中，结合当前社会的实际需求，在树立人才质量意识上，认真创新实验内容和实验教学方法。把传统实验教学方法中具有实际价值的内容和方法与现实很好地结合，并进行科学研究。特别是新的应用性材料的实验，如乙醇替代汽油作为新兴燃料的效果进行比较研究，可以为学生在以后的实际工作中加深对新事物的认识、对新原料的开发研究，为以后培养解决实际问题能力，并在实验中不断验证做充分准备。

(三)规范学生的试验操作过程，培养学生的创新能力

1.规范学生实验操作的基本要求，创新试验设计

化学实验是一种要求严格、操作规范的行为。在试验过程中，学生如不能按实际步骤进行操作，可能就会导致错误的结果，甚至是重大的安全问题。提高化学实验的准确性可以培养学生严谨的治学态度。学生在实际操作中一般是按实验教材上的步骤作预习，按部就班地完成试验的过程，再进行实验数据的处理。

化学是一门以实验为基础的科学，化学实验能直观、形象地为学生提供丰富的感性材料，化学的学习过程充满趣味性、思维性、挑战性、探索性和创造性［7］。因此，教师可以充分利用化学实验内容设置问题，引导学生通过对实验进行观察、研究和分析，并通过这个严谨的过程认知新事物。教师可以给学生布置试验设计任务，让学生进行新的探索和尝试。通过对不同试验步骤和内容所产生不同结果的试验设计，可以提高学生的创新思维能力，还能提高学生的学生兴趣和学习效果，这对于高校化学实验教学有着重要意义。

2.加强学生实验的指导和总结

学生对化学试验具有浓厚的兴趣，特别是无法在现实生活中认知的一些新事物和新现象。但是，学生往往只是对化学试验的过程感兴趣，忽略了试验的目的，从而导致学生在试验之前和试验之后缺乏必要的步骤。因此教师对学生要在使用前指导其认真学习试验的步骤和方法，在实验后对结果进行数据的整理和分析。只有通过这样重要的环节才能使化学实验的效果得以体现。

首先要做好学生在实验前的指导，让学生在实验中做到实验内容、实验原理清楚;实验目的、实验步骤明确［8］。其次，在实验中对学生的操作要实施监控，对于一些新的实验设计，可以让学生自己动手，对出现的新结果和新现象进行很好的认知。及时纠正学生在实验中的不规范、不科学，甚至危险的操作。最后对实验进行总结，在实验之后的总结尤为重要，一些结果和现象可以通过自己学习的知识、原理和法则解释清楚，从而加深对专业知识的印象。在此基础上构建“分层次、多形式、一体化”教学体系［9］。

四、结束语

化学实验教学的目的就是培养高素质的化学专业人才，为了人才培养目标的实现，可以对实验室的教学设备、教学仪器和管理进行完善，使实验室的使用科学合理。实验教师也应该从自身能力提升出发，不断提高自己的教学水平，运用先进的、多样的实验教学方法和手段，使实验教学的结果更加明显。并且引导学生不断创新，使学生真正成为实验的主体，更好地培养学生的自主创新能力。

［1］周丽坤.对本科化学实验教学的一些想法与建议［J］.云南大学学报:自然科学版，2008(S1):336.

［2］岳宏望，朱团.化学实验教学中创新能力的培养［J］.科技创新导报，2011(24):166.

［3］马晓园.对大学化学实验教学的思考［J］.佳木斯教育学院学报，2009(3):62.

［4］张会军.加强化学实验教学，培养技能型人才［J］.辽宁教育行政学院学报，2006(8):92.

［5］马志英.化学实验教学是培养医学院校学生探索创新能力的沃土［J］.卫生职业教育，2005(7):70.

［6］胡志彪，周云龙，丘则海，等.地方高校化学实验教学示范中心的建设与实践［J］.龙岩学院学报，2012(4):66.

［7］吴凤兮.高师院校化学实验教学问题情景的创设［J］.滁州学院学报，2010(10):100.

［8］刘洪来，王燕，汪建军，等.化学实验教学质量体系的建设与实践［J］.化工高等教育，2008(3):46.

［9］汤琪，罗固源.加强化学实验教学中学生综合素质和能力的培养［J］.高等建筑教育2007(3):46.