在无机化学实验教学过程中培养学生的创新意识*

张秀梅，高　伟

(淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽　淮北　235000)



在无机化学实验教学过程中培养学生的创新意识*

张秀梅，高伟

(淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽淮北235000)

大学生创新能力的培养，是时代的要求。本文论述了无机化学实验教学对学生创新意识培养的重要性，从实验室的布置；实验教学内容的设计；多种实验教学方法；科研促进教学和完善考核制度五个方面探讨了在无机化学实验教学中培养学生创新能力的策略。通过教学模式的改革，学生的兴趣和创新能力都得了很大的提高。

无机化学实验；创新意识；实验教学

培养具有创新意识和创新能力的人才，已经成为当今时代的潮流。高等学校作为知识创新和技术创新的基础，有责任将创新意识和创新能力的培养融人到教学的全过程，提高大学生的创新的本领[1]。实验教学是高等学校教学体系的一个重要组成部分，是培养学生综合素质的重要环节。重视化学实验的教学功能，己逐渐成为广大化学教师的共识[2]。无机化学实验是高等学校化学专业学生的第一门基础实验课，是学生接受系统实验方法和实验技能训练的起点，是实验基本训练的重要基础。它对学生创新思维和素质教育的培养起到至关重要的作用。如何在无机化学实验教学中激发学生的学习兴趣，培养他们独立的实验工作能力和创新能力，是无机化学实验教学中的关键之一。近几年来，我们在实验教学实践中进行了探索，结合传统无机化学实验教学的不足，主要从实验室的布置、实验教学内容的精设、混合式实验教学方法、科研促进教学、完善考核制度等五个方面对无机实验教学进行了改进，并探讨学生的创新意识和创新能力的培养。

1　实验室的布置

大一新生进入实验室之前或多或少的对化学实验以及实验室的装饰都有些好奇和设想。无机化学实验课是新生入学后进行的第一门实验课，无机实验室的环境是新生进入实验室后的第一印象。实验室的环境对学生的兴趣起到很重要的作用。为了营造一个良好的实验氛围和学习环境。首先在实验室过道的两侧墙上贴着著名科学家及学者的画像和警局，让学生时时刻刻感受化学的魅力以及自己的责任，激发其学习兴趣。其次在实验内的墙上贴着实验室守则和一系列规章制度，让学生明白在实验室一定要遵守实验的规则。再着就是实验室内外放些灭火器，沙袋及沙桶，提示学生实验的危险性，谨慎性以及操作的规范性。通过上述的感性认识，再加上教师的讲解，学生的专业思想和对实验的兴趣都得以建立。为今后的实验打下很好的基础。

2　精设实验项目

传统无机化学实验体系研究多围绕课程知识点的验证性实验，主要以满足单一实验的教学为主，不能很好地实现实验与实验之间以及不同学科间的知识与能力相融合的综合性实验。这是目前毕业生普遍存在创新能力不强的主要原因。为了改变这一现象，必须重视培养学生的实验技能；培养学生的动手能力和培养学生的分析问题和解决问题的能力。因此对无机化学实验项目进行了改进：

(1)验证性实验改为探索性实验。验证性实验是检验一个已知的结果是正确的,例如缓冲容量与缓冲溶液组分浓度间的关系，根据实验要求(增大或减少组分浓度来判断缓冲容量的大小)通过实验验证某一结论是否正确。而探索性实验，是指在不知实验结论的前提下，通过改变实验条件，探索，得出结论。在探索性实验中学生有较多的思考和讨论的空间。学过基本化学理论后，运用已有的知识进行探索性的实验是非常有利于学生的创新能力培养的，教师可对实验步骤的设计，操作的安排及规范性以及药品的选择提出一些问题，供学生讨论研究。

(2) 开设交叉综合型实验。交叉综合型实验是指化学与生物、材料等相关学科交叉开设综合设计实验，综合设计实验以研究性，综合性为主，其实验是要求学生具备一定的基础理论知识，一定的实验基本操作能力和文献查阅能力。该类实验体现了化学前沿，热点研究和实际应用相结合，如含锌药物的制备及含量的测定，Zn的化合物ZnSO4·7H2O，ZnO，Zn(Ac)2等都有药物作用，医学上ZnSO4·7H2O内服为催吐剂，外用可配制滴眼液(0.1%～1%)利用其收敛性可治疗沙眼。在制药工业上，硫酸锌是制备其它含锌药物的原料；0.1%～0.5% 的醋酸锌溶液可作洗眼剂，外用为收敛及缓冲的消毒药。此实验与实际应用相结合，学生倍感兴趣，同时学生从中学到了分离、提纯、成分分析等综合实验技能，提高学生的综合解决问题的能力、创新能力以及用化学知识造福于人类的能力。含碘废液的回收及利用，碘是人体必需的微量元素，在工业和医药中都有很大用处，并且制取单质碘时工艺复杂，成本昂贵。某课题组以及基础实验中需要用到含碘的原料，因而产出许多含碘的废液，若将其直接排放,不仅带来环境污染，而且造成碘资源的浪费，因此从含碘废液中回收碘，充分利用二次资源。此类实验结合“绿色化学”教学理念，变废为宝，减少污染。加强学生的绿色化学和环境保护意识。

(3)注重开放性实验。开放性实验旨在培养学生的动手能力及创新精神，以学生为主体，按实验目的，独立设计实验方案，自行选择实验装置，指导教师审查实验方案。培养学生自主学习能力，充分发挥学生的特长。我院每学期都有多项开放实验项目，由指导教师申请，各类实验项目的教学内容、学员选定与课程安排,分别由各位立项教师具体安排和负责。如房间内甲醛含量的测定，甲醛作为室内最主要的污染物之一，越来越受到人们关注。甲醛已被世界卫生组织WHO定为人体潜在致癌物和环境污染物[3]。因此，了解测定室内空气中甲醛的含量并及时防御意义重大。检测选择具有代表性的实验室、学生宿舍和教师住宅等多处，分析甲醛的主要来源、讨论防治对策。

3　混合式实验教学方法

常言道，教学相长，教学过程中师生主客体角色要不断的互换，学生应充分地自我表现，自主地发展，有利于人的“潜力”的开发。传统的实验教学方法为教师要求学生提前预习实验内容，教师根据理论课上讲授的知识对实验内，实验步骤和实验原理等进行详细的讲解，后由学生为主体完成实验任务。随着教育信息化的深入，混合式教学模式应在实验教学中引起重视。混合式教学是把传统的面对面教学和数字化教学结合起来，从而获得更佳的教学效果。借助互动性强的网络学习平台，提供大量的在线学习视频，供学生随时观看，反复学习；再通过面对面的课堂互动讨论，为学生答疑解惑，培养学生综合能力。具体做法为：首先教师进行网络环境的设计，混合教学目标的确定和教学资源的收集；其次学生在线自主学习，在线互动、答疑、监督评价；再通过小组讨论深化理解；课堂上师生面对面交流，教师对重点难点进行讲解辅导特别是实验基本操作的规范性，学生进行实验活动，教师引导、点评。

4　科研促进教学

教学和科研是高等院校发展的永恒主题。高校教师既要从事教学，又要进行科研，以教学为中心，教学带动科研，科研促进教学[4]。科学研究可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系，增强教学的深度和广度，提高教学效果。科研课题和科研成果转化为实验教学内容，促进实验教学内容的更新。在实验前，学生不知道实验结果，自行查阅文献，设计实验步骤，记录实验数据，书写实验报告。尽管学生实验的最后结果不一定达到要求，但是通过综合训练，使学生对科研的基本方法和过程有了一个清楚的认识和体验，有效地调动了学生的主动性，提高了学生的动手能力。教师对学科前沿动态应保持充分的敏感，能够较好地把握前沿动态，把科研的思维方法及科研态度融入实验教学中。把最新的知识和信息传递给学生，让学生参与科研，感受科研氛围，增加学生的学习兴趣。同时借助科研经费改善实验条件，近年来，教师努力争取课题，利用承担国家级及省部级的科研经费，购置了一些实验仪器如紫外测试仪，热重分析仪，旋转蒸发仪，电子分析天平等改善了实验设备条件，有效地推动了实验室的建设。实验教学内容直接接触学科研究前沿，学生在这种氛围熏陶下，其创新精神、创新意识和创新能力都得到了相应的提高。

5　完善考核制度

考核是实验教学中的重要环节之一，对教学起到导向、检验、反馈和激励等作用。科学合理的考核既能全面和公正评价学生接受和掌握知识和操作技能的程度，也能客观评价指导教师的教学质量和效果，及时诊断实验过程中存在的问题，反馈各种信息，充分调动双方的积极性和主动性，提高实验教学质量[5]。实验教学不同于理论教学，它不仅讲授解释相关的理论知识，而且要注重培养学生的思维能力、观察能力和操作技能力以及培养学生分析问题和解决问题的能力。因此，对实验成绩的考核应该贯穿实验教学的全过程，即实验态度、实验预习、实验操作、实验提问及讨论、实验报告、个人实验总结等。学生进行实验前指导教师应该通过提问的方式来考查检验学生预习的情况，如本实验的主要目的是什么？用到了哪些主要的仪器，在这些仪器使用过程中应注意些什么？等等。根据学生的回答情况和预习报告的书写情况给出实验预习成绩。学生在实验操作过程中，指导教师应以巡视的方式，观察学生操作的规范性，动手熟练的程度性等，解决学生实验操作过程中存在的问题,或对学生操作过程中存在的问题进行质疑，以交流的方式与学生进行探讨。实验结束后，检查实验数据的正确性，有明显错误的，找出出错的原因如果有时间要求立刻重做，如果没时间下次和别的组一起重做。实验报告包括详细的实验过程、实验现象、实验分析、讨论及数据记录和个人对所做实验的总结、感受。应于下一个实验前交给指导教师。教师应及时批改实验报告,对有错误的地方作记号指出，并及时反馈给学生。一学期所有的实验都结束了，进行一次实验考试(一般安排在实验结束后一周进行)。实验考试分为口试和实验操作，口试的主要内容是各实验的实验原理、思考题及实验过

程中存在的问题；操作考试的内容主要是已做实验中一些主要仪器的使用，让学生在规定的时间内当场完成实验内容。最后由指导教师给出考试成绩。公正、客观地评价学生的实验成绩应贯穿整个实验过程中。

6　结　语

近些年来，我院的实验教学工作在校院两级领导的正确指引下，实验教师不断地钻研探索改革创新下，取得了较大的发展进步，在许多教师的心目中己牢固树立了实验教学应与时共进教学模式不断创新，才有利于培养学生的创新意识和创新能力。

[1]张永华,郭长彬,张国玺.在有机化学实验教学中培养学生的创新能力[J].首都师范大学学报(自然科学版),2007,28(12):88-91.

[2]张学军,王锁萍.全面改革实验教学，培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2005(1):4-6.

[3]苏斌,杨雪萍,赵翠影,等.室内甲醛含量的测定及清除剂的制备[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2009(4):138-139.

[4]韦化,唐纪良.以科研促进实验教学改革培养学生的创新精神和实践能力[J].中国大学教学, 2008(3): 81-83.

[5]曾明荣.改善实验条件,完善考核制度实现师生互动[J].实验技术与管理,2007,24(10):143-147.

Cultivating Students’ Innovative Consciousness during the Teaching of Inorganic Chemistry Experiment*

ZHANGXiu-mei,GAOWei

(School of Chemistry and Material Science, Huaibei Normal University, Anhui Huaibei 235000, China)

The cultivation of college students’ innovative abilitities is the requirement of the times. The importance of cultivating students’ innovative consciousness in the Inorganic Chemistry Experiment teaching was discussed. Based on five aspects such as laboratory arrangement, design of experiment contents, experimental teaching methods, scientific research promoting teaching and perfecting examination system, strategy in cultivating the students’ creative ability in the teaching of Inorganic Chemistry experiment was investigated. The students’ interest and innovation abilitities were greatly improved by the reform of teaching mode.

Inorganic Chemistry Experiment; innovative consciousness; experimental teaching

安徽省教学研究项目资助(No: 2014jyxm171)。

张秀梅(1979-)，女，博士，副教授，主要从事无机化学及化学基础实验教学研究。

O61

A

1001-9677(2016)012-0198-03