基于创新能力培养的高校基础化学实验教学探索

林庆宇，张 志，毛献萍，黄志强，李金芳

(贺州学院 化学与生物工程学院，广西 贺州 542899)

化学是一门以实验为基础的科学，实验教学是实施全面化学教育的有效形式［1］1。培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才是高等教育的重要任务，实验教学作为教学工作的重要组成部分，对学生实践能力、思维能力及科学作风的培养都起着非常重要的作用［2］18。

实验教学相对于理论教学更具有直观性、实践性、综合性和创新性。如何提高实验教学的质量，是关系到高校能否培养出“知识、能力、素质”并重人才的关键。在传统的实验教学中，重理论轻实践的思想严重影响着基础化学实验的教学，无论是内容还是形式都过于陈旧，实验过程中学生往往只是简单机械的重复，这种实验模式使学生缺乏独立思考能力、独立动手实验能力，不利于创新意识及应用能力的培养，这就致使基础实验教学一直扮演着弱势的角色。为了提高基础化学实验教学质量，从加强基本实验技能教学、优化实验教学内容、引入多媒体技术和横向现场教学、实行开放性实验教学等方面对基础化学实验教学进行探索性改革。

1 加强基本实验技能教学，强化创新能力培养的基础

实验技能包括智力技能和操作技能，二者在实验教学过程中相互联系、相辅相成。实验智力技能主要包括对实验原理、操作方法、仪器装置的性能、实验现象、数据处理及评价测定结果等方面的认识和理解。而实验操作技能则体现在实验操作方面达到规范、灵活、协调、熟练、准确的程度，扎实的实验技能是学生应具备的基本功。

高校的基础化学实验教学包括《无机化学实验》、《有机化学实验》、《分析化学实验》等。任何一个实验的开展，都离不开基本的操作，而实验基本技能的规范化、熟练化程度直接影响实验结果的准确性，因此从实验开始就要规范基础操作环节，强调其重要性和必要性［3］99。在实验教学初期，强调“勤动手”，要求学生掌握基本操作技术，特别是天平、移液管、容量瓶、滴定管的正确使用、试剂溶液的正确配制与使用、仪器设备的正确操作，并对实验现象和实验数据及时、正确记录、对实验结果做出合理性评价等。通过对化学基础实验的操作训练，培养学生独立地完成一个完整的实验过程，包括实验仪器的选择、洗涤、称量、测定以及数据记录、数据处理、完成实验报告等。在强化基本操作能力同时，注重培养学生良好的实验习惯，如物品归类存放，并保持整洁;实验完毕按要求进行“三废”处理，不得随意倾倒;使用后的器皿应及时清洗晾干，备下次使用，等等。使学生养成严谨的科学态度和实事求是的科学作风，为综合实验的顺利开展打下良好的基础。

2 优化实验教学内容，逐步培养学生创新能力

创新能力是一种复杂的综合能力，对学生创新能力的培养，要从创新意识、创新思维、创新技能等方面着手［4］14。实验教学作为创新能力培养的重要方式，单纯验证性实验不能作为实验教学的唯一内容［5］73。高校化学实验教学课程中，基本操作实验重复、学生普遍动手能力差;验证性实验项目过多，诸多实验的差别仅仅在于对象的不同;各门实验课之间缺乏联系和配合，不能形成有机的整体;综合、设计、研究性实验偏少且不能有效开展;缺乏对实验结果做出正确评价的判断能力等，在较大程度上制约了学生创新能力的培养。鉴于以上情况，我们改革了传统的实验教学内容，加强各门基础化学实验课之间的联系，消除重复性实验，统筹兼顾，横向联系，形成有机的整体。对实验教学内容进行整合，重组实验项目，在进行基础验证性实验的同时，重点增加综合性、创新性实验。如:(1)增加“四氧化三铅组成的测定”综合实验:测定四氧化三铅的组成，进一步练习碘量法操作，学习用EDTA测定溶液中的金属离子，该实验过程比较复杂、需综合运用多种实验操作技能。通过综合实验，着重培养分析问题、解决问题的能力，使学生具备综合运用滴定分析所用技术的能力。此外，对一些让学生比较感兴趣的、与日常生活密切相关的食品分析实验，如果汁饮料中维生素C含量的测定、鸡蛋壳中碳酸钙含量的测定等，鼓励他们查找有关资料，包括样品的预处理方法，思考实验中可能出现的问题及解决的途径等等。在实验过程中，鼓励学生自己发现问题，提出解决办法，并通过实验论证有效性和可行性。(2)开设“化肥中有效磷含量测定”创新性实验:分别采用重量法、容量法、分光光度法测定化肥中有效磷含量，比较并科学评价测定结果。新的实验教学模式下，让学生独自完成从查阅文献资料，准备实验到撰写实验论文的全过程。借助创新性实验，培养学生灵活运用不同方法解决同一问题的能力及对检测结果做出相应评价的判断能力，挖掘潜能，提高独立开展科研工作的能力和创新意识。在实验教学中，以提高学生思维能力为目的，支持“批判”精神，对实验过程中所出现的问题鼓励学生通过小组讨论自行解决。组织学生对实验现象、结果进行讨论，重视实验过程，而并不是过分的追求实验结果的一致性。

3 引入多媒体技术和横向现场教学，强化学生创新能力培养

在基础实验课中，对基础仪器的使用(如分析天平、移液管、分光光度计等)以及常规操作(如重量分析)的讲解内容多，课堂容量大［6］99，特别是需要演示操作细节的实验多，如对滴定终点的判断;在综合实验课中，对典型综合实验的讲解、分解演示、现象分析、延伸至相关问题的思考等，仅靠实验老师在现场示范是远远不够的。为解决这一问题，在化学实验教学中引入多媒体教学手段，把实验室的基本规则、安全知识、实验基本操作技术等，制成多媒体课件，通过多媒体教学，同时加强对新方法、新技术的介绍，丰富学生的实验知识，让学生更好地掌握实验技能，起到辅助教学的作用。

此外，在实验教学中，鉴于所配备仪器的局限性，化学分析部分开设项目偏多，而仪器分析部分课程偏少，不利于学生综合实验能力的提高。为解决这个问题，积极与企业及科研单位进行横向联系，实地观摩专业仪器的操作技术，如液相色谱仪、气相色谱仪测定食品添加剂检验技术、原子吸收光谱仪测定重金属检验技术等，引入现场教学，参与实际操作，使理论与实践有机结合，从而激发学生的学习兴趣，提高学生综合实验能力，强化学生创新能力的培养。

4 实行开放性实验教学，培养创新人才

加强开放性实验教学，充分发挥实验教学在培养创新人才中的作用，全面推进素质教育与创新教育，是当前高等教育中实验教学改革的重要课题之一［7］205。作为基础化学实验，也应实行开放性教学，包括在实验时间、实验内容和实验设备上实行全方位开放。在实验教师的指导下，在一定的时间和空间范围内，以学生为学习主体，让学生对验证性实验、探索性、创新型实验等自主进行实验方案设计并进行操作，对实验的事实加以分析并做出结论，进而用获得的经验来解决问题。实行开放性实验教学，给学生创造一个宽松的学习环境，遵循重视基础、拓展思维的原则，以培养思维能力、注重实践创新为指导思想［8］30，让学生在实验过程中进一步熟练实验基本操作和基本技能，激发对科学研究的兴趣，丰富和巩固所学的理论知识。

高校化学实验室除了实验教学外，也是科研的重要场所。实行开放性实验教学，还可让学有余力的大学生在老师的指导下进入实验室进行科学试验，独立完成基本实验的设计、技术路线的选择、仪器设备的安装调试与使用、实验阶段性成果的分析，并撰写实验成果的可行性报告。在实验过程中培养学生的逻辑思维能力、归纳综合能力、发现问题和解决问题的能力，为将来从事科研工作打下坚实的基础。《教育部普通高等学校本科教学工作水平评估方案》已明确把“实验室开放时间长，开放范围及覆盖面广，效果好”作为实验室建设目标。

5 结 语

基础化学实验是高校化学及相关专业学生必修的专业基础课，它与化学专业理论课密切相关，但又是一门独立的课程。实验教学是理论与实践紧密结合的一种教学过程，它区别于理论教学，但两者又是相辅相成。通过教学过程证明，实验教学在理工科专业学生的动手能力、思维方式的培养上具有其它教学环节不可替代的作用。总体来说，基础化学实验教学的改革应不断地探索与尝试，总结和完善，使化学实验教学的改革达到预期效果。

［1］北京师范大学无机化学教研室等.无机化学实验［M］.北京:高等教育出版社，1983.

［2］赵顺实.高等医药院校实验教学改革［J］.时珍国医国药，2006(9).

［3］赵桂欣.浅谈分析化学的实验教学［J］.卫生职业教育，2005(20).

［4］张树永，宋其圣.兴趣培养是综合素质和创新意识教育的前提［J］.大学化学，2005(4).

［5］王玉兰，赵鹏，赵卫军等.高校本科生物化学实验教学改革探索［J］.黄河水利职业技术学院学报，2006(4).

［6］赵桂欣.浅谈分析化学的实验教学［J］.卫生职业教育，2005(23).

［7］林琼，胡勤.分析化学开放式实验教学模式的构建与探索［J］.海南大学学报(自然科学版)，2009(2).

［8］张靖方.加强实验教学管理促进实验教学改革［J］.实验室科学，2006(8).