无机化学实验教学的改革探索*

闫循智，李红英

(菏泽学院化学化工系，山东 菏泽 274015)

无机化学实验是高等教育理、工科化学专业及相关专业开设的第一门独立的基础实验课程.其主要目的是:通过实验验证、理解和巩固所学的无机化学的基本理论和基本知识;通过实验训练学生正确地掌握化学实验的基本操作方法和技能技巧，培养学生独立工作和独立思考的能力，养成严谨的科学态度和良好的科学思维习惯.为后续课程的学习以及以后的科学研究打下扎实的基础.

菏泽学院2004年升为本科院校，原来的教学方法忽略了学生动手能力、创新思维及科学探究精神的培养，已不适应高等教育发展的需要;实验仪器和设备与老牌本科院校相比差距较大;录取的学生底子薄、基础差.针对这些情况，为了适应素质教育的需要，近年来我们对无机化学实验教学进行了改革探索.

1 改革内容

1.1 实验课程教学过程改革

以往上课是学生带着教材走进实验室，老师把实验原理、实验目的、实验仪器和试剂、实验步骤、注意事项以及最后实验数据的处理过程讲的清清楚楚、明明白白，学生只要按部就班的做就可以了.这样就养成了学生课前不预习，实验时不动脑思考，不能联系实际，不能用已学的知识去解决问题，什么都依靠老师.同时还养成了部分学生实验报告互相抄袭的坏习惯.如此教学过程使学生失去了学习的主动性，不能培养出学生发现问题、思考问题、解决问题的能力.为了改变这种状况，无机化学实验教研组要求学生课前必须预习，并书写预习报告，上实验课时提交预习报告且顺利回答教师随机提出的一到两个关于实验内容的问题，才能进行实验.如果没有预习报告，就不准做实验;如果预习报告交了，但不能顺利回答问题的，要求立刻再预习，直到回答出问题，才允许做实验.

提交预习报告既可对上课学生进行考勤又可督促学生预习实验;提问问题的目的是防止学生写预习报告时只是机械地抄袭教材内容而没有经过自己的深入思考.

实验讲解过程中，老师要做好演示和示范，不适合当场演示的实验，可以做成多媒体材料，放映给学生看.这样可以让学生做实验前就明白实验的整个过程，且对有可能出现的非正常状况有所预见.

实验过程中，老师要密切关注学生的实验操作是否合理.如不合理，应提醒学生思考自己的操作是否不妥，原因是什么，应该怎样.这样可以使学生养成良好的实验习惯，形成规范性实验操作，培养出扎实的实验基本功.

实验完毕，每个学生的实验记录或实验数据需要老师签字才能离开，这样既可以培养学生认真观察、准确描述和及时记录实验现象及实验结果的习惯，又可以避免实验报告相互抄袭的现象.

1.2 实验课程教学内容改革

以往的实验内容多为服务于理论教学而设计，以验证性实验为主.这样不利于培养学生的创新思维能力.为了多角度、多层次、多途径地训练学生，我们对实验课程的内容进行了改革［1－3］.

首先，我们保留了一些经典的基础性的实验(占总实验量的70%)，例如玻璃仪器的洗涤、干燥，玻璃管加工以及溶液的配制等，以加强学生基本操作的训练.因为学生基础差，所以这部分实验必不可少且非常重要.

其次在学生练习好基本操作的基础上，我们增加了一些综合性和设计性的实验(占总实验量的30%).其中一部分设计性实验是由原来的验证性实验改编的:如“s区元素的性质”验证实验改成“现有一未知溶液，可能含有 K+，Mg2+，NH4+，Ca2+，Ba2+离子，试分析确定未知液的组成”.另外我们选取的综合性实验是一些接近现实生活应用型的实验:如“从海带中提取碘”.做实验前一个星期告诉学生实验题目及目的，然后每3人一个小组，自主设计实验过程，共同查资料，协商寻找解决方案，老师帮助确定实验方案，学生共同选择组合仪器进行实验.这样可以激发学生求知探索的热情，可以加深学生对相关理论知识的印象，又可以培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力，从而提高了学生的综合素质.

1.3 实行开放式实验教学

在实验教学中如何因材施教，兼顾实验基础好的与差的两头学生，鼓励学生个性化发展，一直是实验教学中的一个难题，开放实验室是破解这一难题的有效方法.无机化学实验室对低年级学生的基础性实验，实行课余时间随机预约开放与双休日集中开放两种方式.开放内容包括学生对失败实验的再实验、课程未统一安排的性质验证性实验和向学有余力的学生提供旨在提高实验技能的选做实验.开放式实验的教学方法，充分地发挥了学生的个性及其在实验中的主体地位，大大地激发了学生学习的自主性，例如:2011级化学工程与工艺专业的徐超越多次星期天练习玻璃管加工实验，最终做出了质量较高的玻璃弯管;2012年6月1～10日，谢良才、刘龙飞利用两个周六和周日时间准备“化学魔术实验”，接着给公选课“化学与生活”的学生上了化学魔术课，产生了非常好的课堂效果，对此我校校报6月13日进行了报道.如此实行一年来，经常参加开放性实验的学生动手能力和独立工作能力都有明显提高:2008级化学专业白莎莎同学参加2011年全省高校实验技能大赛获得了一等奖;2010级化工“3+2”班王飞等5人，在2011年10月中国化工学会化学工程专业委员会举办的“三井化学”杯第5届全国化工设计大赛中，获得了山东赛区二等奖.开放式实验教学还提高了毕业论文的质量，我系有10多篇优秀毕业论文公开发表:如2008级王传海同学的论文“天然植物抗氧化活性成分的提取及检测方法”，发表在中国石油和化工行业优秀期刊《化学分析计量》2012年第1期上.

开放式实验教学有利于全面提高实验教学质量.一方面教师在指导开放性实验过程中，能发现平时实验教学的不足之处，及时地对课堂实验内容进行补充和修订，改进教学方法，从而提高课堂教学质量.另一方面，开放性实验不受计划学时的限制.许多实验时间较长，课堂实验无法开设，可以安排在开放性实验中进行.使学生获得更多的综合性训练，弥补了计划学时的不足.再者，有的同学因病、因事请假，无法正常上实验课，给这些同学安排在星期天补做缺勤的实验，使其不至于掉队.自2011年9月～2012年7月，仅无机化学实验室利用星期天就安排了23人补做了实验，取得了良好的教学效果.今年，考研成绩公布后，学生利用开放实验室有针对性地模拟面试实验，共有80多人，结果全部通过考研面试.

1.4 实验课程教学理念改革

随着社会的进步和发展，绿色环保已成为全球关注的重点话题.把“绿色化学”的思想贯穿在化学教学的全过程中，一方面是培养学生具有强烈的环保意识;另一方面绿色化学实验本身就是化学教育中实施创新教育的重要内容［4］.无机化学实验是大学生入学以来接触的第一门基础实验课，对环境会产生“废气、废液、废渣”的污染，将“绿色化学”的概念渗入到无机化学实验教学当中，对培养学生绿色环保意识有重要作用.

首先将实验试剂品种绿色化.许多无机化学实验原来用的药品是有毒的，在保证实验效果的前提下，我们用其它无毒或低毒的试剂代替.如:“电离平衡和沉淀平衡”实验，其实验目的是加深对电离平衡、沉淀平衡和同离子效应等理论的理解及掌握沉淀的生成、溶解和转化的条件，以往做实验用到的沉淀离子及沉淀剂是Pb(NO3)2和K2CrO4，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.因此我们改成用毒性较小的Cu2+与NaOH来做此实验，同样达到了实验目的和要求，同时降低了环境污染.

其次实验试剂用量少量化.为了将污染降到最小，我们将一部分实验改作微型实验.它不仅可以缩短实验时间，而且使药品得到更充分的利用.如元素性质实验里，将试管改成用点滴板，原来用3mL的试剂量，现在用2～3滴就可完成实验，且效果良好.

最后严格要求学生实验操作的规范性，避免不必要的浪费和环境污染.如废液、废渣不能随处乱倒，保持实验台面整洁，用后的水、电、火及时断掉，药品要正确取用，仪器要正确使用，实验产品可回收和再利用等.如实验“硫酸亚铁铵的制备”中的实验产品硫酸亚铁铵告诉学生不要扔掉，可以用作农作物肥料.由此学生会在行动中对实验化学绿色环保的概念加深理解.

1.5 实验课程考核方法改革

以往的无机化学实验成绩由平时成绩(占30%)和期末笔试成绩(占70%)两部分组成.而平时成绩则只由考勤情况和实验报告来决定，期末笔试成绩也是考书本上的内容.这样不仅会造成学生平时做实验迟到、早退，实验不认真，抄袭实验报告，考试前背实验教材的情况，而且也不利于学生动手能力的培养.为了改善这种状况，我们把无机化学实验考核方法作了改动:实验课平时成绩占70% ，实验操作成绩占30%.其中实验课平时成绩由实验老师根据学生平时的考勤、预习报告、实验操作、实验报告、课堂表现等方面的情况作出评定;实验操作成绩通过考试评定.考试时每5名学生一组，每个学生随时抽签选定实验题目，这些题目老师提前备好，在学生操作过程中，老师根据学生的实验情况依据严格的评分标准当场评定成绩.

考核的新方法实施后，学生比较容易养成良好的实验习惯和素养，训练出基本实验操作技术和技能，并初步培养出学生的动手操作能力和实验研究能力.

2 结论

通过上述无机化学实验课程的改革实践，收到了良好的教学效果.经过调查，大约90%的学生对化学实验有浓厚的兴趣，认为做实验是件愉快的事，并从中加深了对理论知识的理解，锻炼了扎实的实验基本功.另有30%的学生在大一之后就参与到我系教师的科研工作当中，发挥了重要的作用，有些还在正式刊物上发表了论文.

无机化学实验课程的改革探索虽然取得了一定的成绩，但也存在一定的问题.比如设计性和综合性实验对指导教师的知识广度和深度都有了更高的要求，指导教师必须有较全面的理论基础，同时又必须有扎实的动手操作能力和研究能力.另一方面，这些设计性或综合性实验一般比较费时，规定的课时不够用，这也是一个矛盾，因此应适当增加实验课时量.

［1］侯玉霞，李永芳，李芸玲.无机化学实验课程教学改革探索［J］.周口师范学院学报，2012，29(2):77 －78.

［2］李向清，康诗钊，穆劲.大学无机化学实验教学改革探讨［J］.化工高等教育，2011，28(5):24 －26.

［3］苏碧云，李磊，刘祥，等.大学无机化学实验课程内容的优化［J］.大学化学，2012，27(2):34 －37.

［4］巴哈提古丽，陈慧英，李转秀.绿色化无机化学实验教学探索［J］.中央民族大学学报:自然科学版，2010，19(3):86－89.