无机化学实验教学改革与创新

刘　媛，邹　清，房川琳，杨宗懿，刘艳红

(四川大学　a.化学基础实验教学中心；b.化学学院，成都　610064)



无机化学实验教学改革与创新

刘媛a，邹清a，房川琳a，杨宗懿a，刘艳红b

(四川大学a.化学基础实验教学中心；b.化学学院，成都610064)

传统的无机化学实验教学对学生基本操作和基本素质的培养起到了良好的作用，但也出现了一些弊端，不能很好地适应高校培养应用型人才目标的需求，迫切需要进行改革。该文从教学内容和教学模式、绿色化学教学和开放实验室等方面进行教学改革和探索。突出学生在实验教学中的主体地位，激发学生的兴趣，充分调动教师和学生的积极性，锻炼和培养学生的实践动手和创新能力。

无机化学实验；实验教学改革；教材建设；安全环保

化学是一门实验科学。戴安邦教授认为:“化学实验室是培养全面化学人才的最有效的场所。”只有真正重视实验，才有利于逐步树立实事求是的科学态度[1]。无机化学实验是化学、化工、医学、生物、材料等各专业本科生的第一门必修的、独立的基础实验课程，是学生步入大学后第一次比较全面系统、严格地接受实验技能方面的训练，它不仅为学生学习无机化学的理论知识提供了依据，而且也是继续化学实验课程的基础，同时也为以后独立地进行科学研究和科学实验起了开路铺石的作用[2]。鉴于此，为了提高无机化学实验的教学质量，对传统的无机化学实验教学进行了改革。对调动学生的实验能动性，提高学生对无机化学实验的学习兴趣和独立获取知识的能力，培养学生良好的科学素质和创新能力具有重要意义。

1　目前无机实验教学存在的问题

1.1学生对实验重视程度不够

目前，无机化学实验教学基本是依附于理论课程的，这就决定了实验课的从属地位。学生完成实验的主要目的是验证理论课学过的知识，使得学生们重理论、轻实践，从思想上没有把实验课提升到一定的高度，认真去对待。在实验过程中有“偷工减料”、乱改数据、抄袭结果等现象，导致实验课不能达到应有的教学要求和教学目的。

1.2学生安全环保意识差

无机化学实验课一般是针对大一的学生开设，学生安全环保意识比较差，无机实验中不可避免地产生“三废”，虽数量不多，却成分复杂，有大量有毒有害的物质，不仅威胁到自身安全，还会造成环境污染。

1.3无机实验教学内容陈旧，实验课程进度安排也不合理

传统的无机化学实验内容绝大部分实验属于验证理论的实验，内容较陈旧，创新性实验、设计性实验、综合性实验及应用性实验的内容较少，反映现代新技术发展和学科交叉的实验内容也不多。而且无机化学实验课程进度安排也不合理，即实验课的进度快于理论课，造成理论内容还没上，相应的实验就已经先开了，学生在做实验时因缺乏理论上的指导，只能盲目、机械地完成实验内容。显然，按这种实验内容进行教学，不但学生的基本操作和创新思维得不到很好的训练，而且很大程度上降低了学生的兴趣和对无机化学实验教育的新鲜感。

1.4无机化学实验教学模式和教学方法单一

传统实验教学采用 “先讲后做”和“手把手教”的方法，实验前学生虽然按教师的要求写预习报告，但大部分学生也只是把实验内容照抄一遍，对实验中的重点、难点和注意事项并没有认真思考，也不能用所学的知识对实验中出现的异常现象加以解释，缺乏应有的科学态度。实验时，学生过于依赖老师或教材，离开老师或书本便不会做实验[3-5]。例如很多学生在使用循环水式真空泵时，发现真空度不够，他们就只能请老师来解决，缺乏自主分析问题的能力，不能充分调动学生实验的积极性和自主性。

2　无机化学实验教学改革的探索

2.1实验教学内容的改革

2.1.1重视实验室安全环保教育，加强绿色化学理念

实验室要把安全环保知识、安全制度、操作规程等列为实验教学内容之一，这在无机化学实验开设时显得尤为重要。在基础无机化学实验教学过程中，不断探索和实践，开展绿色化、连贯性实验，充分利用相关反应，将前一个实验产物作为下一个实验的反应物；强化“三废”的处理，做到回收再利用；引入现代信息技术，以多媒体形式完成一些有毒、危害性大、污染严重的实验。

把安全制度、操作规程等列为实验教学的内容之一，四川大学化学基础实验教学中心网站新建立了关于实验室安全环保知识的培训平台，新生在进入实验室前，可以在该平台上先学习强化其安全环保知识与意识，主动积极地参与到安全环保的实验教学中，为无机实验内容改革与创新提供依据，更为学生今后从事综合性探究实验奠定基础。

2.1.2优化实验教学内容，实施“应专业施教”的模式，培养学生的兴趣和创新能力

无机化学实验在整个化学实验教学中占有重要地位，学生的兴趣和学习态度会直接影响今后整体化学实验教学的效果。整合无机化学实验的内容，构筑新的实验体系。为了让学生真正地体会到其中的乐趣，精简验证性化学实验，寻找与其专业相关又有趣的实验，无机化学实验课程体系中建立一个更加符合多学科背景的实验内容体系。对于药学院的新生，开设了硫酸亚铁铵的制备，硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]是治疗缺铁性贫血药物的重要成分，融合无机化学理论知识和药学专业知识，为高素质药学人才的培养打下了结实的基础。同时，硫酸亚铁铵的制备是利用废铁屑为原料，变废为宝的环保型实验。然而常用的装置为敞开式，导致实验并不环保。我们可以引导学生用制备硫化氢气体的方法来改进装置，达到环保的目的，激发了学生学习无机化学和做实验的兴趣，培养了学生的独立实验能力和创新意识。

2.1.3开设综合设计型实验，发挥学生的主观能动性

无机化学实验内容应加强与现代技术的融合，增加实验的趣味性，提高实验的应用性，并且要以学生为主体，培养发现问题和解决问题的能力，发挥学生的主观能动性。在几次基础实验课程后，开设综合设计型实验。教师提前1～2周将设计实验的任务交给学生，只提示要达到的目的，要求学生通过查阅文献资料后设计出实验方案，实验方案包括:实验目的、原理、方法步骤、需用到的仪器和试液，实验预期结果及操作注意事项，经教师审阅合格后独立完成实验。例如，在完成无机化学基础实验后，选择教材中没有实验步骤的“氯化钠的提纯与精制”进行实验设计。这样不仅激发学生的自主学习兴趣，还可以提高了他们分析问题和解决问题的能力。

2.2实验教学模式的改革

2.2.1以学生为主体，运用“启发式”教学方式，激发学生的兴趣

在实验教学方法改革中，坚持“启发式”教学方法，实验课上教师首先以提问的方式展开教学，启发学生对实验原理及预习报告所出现问题展开思考，针对实验中易出现问题加以“启发式”说明，鼓励和促使学生独立思考问题、观察和分析问题，遇到困难自行寻找解决问题的办法，激发学生的学习主动性[6]。以综合性实验硝酸钾的制备为例，该制备实验在实际操作中以硝酸钠和氯化钾作为反应原料，反应的条件一般较难控制，混合溶液中有4种盐，分别是硝酸钾、氯化钾、硝酸钠和氯化钠，在溶液中构成一个复杂的四元交互体系。在具体的实验课堂教学中，先把学生进行分组，讲授实验内容并进行讨论，然后各组同学按照不同的实验条件进行，通过比较各组同学的实验结果，向学生提出问题。从教学效果分析，实验课堂教学中潜移默化的培养学生思维能力是有促进作用的[7]。这一做法极大地调动了学生学习的主动性，激发了自主探索的积极性，学生们以极大的兴趣展开讨论，这种“启发式”教学方法较之传统教学方法在提高学生创新能力方面的优势就更加明显了。

2.2.2引入现代信息技术，优化实验教学效果

现行无机化学实验教学中计算机多媒体课件使用较少，网上资源得不到充分利用，学生的视野受到限制。实验教学过程中应充分利用多媒体技术，增大课堂教学的容量，增强教学的直观性，使学生充分认识了解化学现象、反应规律和操作步骤。如酸度计、电导率仪等常用实验仪器的使用方法，利用多媒体辅助教学，学生可以清楚看到实验的具体过程，弄懂实验的基本原理和具体步骤，自己动手完成实验更加顺利。我们也可以利用网络交流工具，如班级QQ群，采用在线或留言方式集体讨论在实验中遇到的问题。打破实验教学的地域性和时间性的约束，丰富学生的学习内容，拓展学生的视野。

2.2.3开放实验室，引导学生及早介入科研

在平时的实验教学过程中，学生缺乏自由发挥的机会。开放实验室可以为这些同学提供很好的机会，不仅弥补了普通实验教学时间紧、学生动手时间有限等缺点，而且还可提高无机化学实验室的利用率。学生可在课余时间到实验室做自己感兴趣的实验，也可参与教师的课题研究。学生可在教师所提供的根据科研项目引出的开放实验题目中选择自己感兴趣的题目，在教师指导下通过查阅国内外文献资料，自行设计实验方案。这为他们熟悉科研工作的基本过程，拓宽眼界，提高科研创新能力，今后从事科研工作奠定了一定的基础[8]。

2.2.4做到理论教学和实验教学同步进行

传统无机化学课程出现理论教学和实验教学脱节，“先讲后做”或“先做后讲”的现象经常发生。针对这一现象，我们精心安排课程进度，做到实验内容同步于理论课程，如学完“配合物”这一章后，紧接着安排“磺基水杨酸与三价铁离子配合物的组成及稳定常数的测定”实验，便于学生理解和记忆理论知识。

2.2.5定期举行实验技能大赛

在本科实验教学中，为了积极落实素质教育，规范实验操作，提高学生的动手能力，增加学生学习无机化学实验的兴趣，应定期举行化学实验技能大赛。在参赛的整个过程都以规范操作为主线，让学生多加练习，在练习中教师要加强巡视指导，使学生不正确不规范的操作及时得到纠正，并养成良好的实验习惯，激发学生的学习兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力。

2.2.6报废仪器的合理使用

报废的仪器设备可以将其摆到实验室，学生可通过以拆装这些报废器材，了解仪器的主要构造、各部件的组成部分及其工作原理，熟悉仪器构造性能和操作要领。此外老师还可将这些废旧的仪器设备作为教具，在课堂上对学生进行讲解，使学生的学习更具直观性，使课堂授课的效果更佳。这样不仅可以变废为宝，发挥报废仪器的使用价值，而且还可以提高学生们创作的积极性。同时还可作为培训青年教师和实验技术人员的基地，在经验丰富教师的指导下，新的工作人员可在短期内迅速掌握仪器的构造，了解仪器易出故障和日常维护、维修，有力推动了实验技术人员的素质提高[9-11]。

3　结束语

联合国教科文组织提出关于“没有实验就不算是科学研究”，把实验真正看成是实现专业培养目标重要的实践性教学环节。无机化学实验是化学实验的基础，通过对实验课教学模式和教学内容等方面对无机化学实验教学进行了改革与实践，提高了学生的学习主动性和积极性，培养了学生的创新意识和创新能力，为进一步的学习和工作打下了坚实的基础。

[1]陈培丽，王佳.化学实验课教学中的特点及改革[J].实验室科学，2007(2)： 46 - 47.

[2]王高花.无机化学实验教学改革的探究[J].山西师范大学学报，2014(28)：49 - 50.

[3]韩明梅，赵蕾，赵红梅，等.应用化学专业无机化学实验教学改革的探索[J].广州化工，2014，42(13)：231 - 232.

[4]娄正松.大学生科学素质和创新能力与无机化学实验教学[J].江苏技术师范学院学报，2011，17(10):81-84.

[5]韩明梅，庄晓娟.大学无机化学实验教学改革的探索与实践[J].内蒙古师范大学学报，2014，27(9)：144-146 .

[6]杨彩琴，王静，吴海燕，等.改革无机化学实验教学，促进学生创新能力培养[J].白求恩医学院学报，2007，5(4)，247-248.

[7]田俐，陈琳，张馨，等.无机化学实验教学改革的探索与实践[J].实验科学与技术，2006，4(6)：54-56.

[8]殷平，杨有为，魏建德，等.对无机化学实验教学改革的探索研究[J].化工时刊，2008，22(3) ：76-77.

[9]吴健.充分利用报废仪器的再利用价值提高学生的综合素质[J].辽宁科技学院学报，2006，8(1)：71-72.

[10]米晨，汤秀芬.高校报废仪器设备二次利用的思考[J].实验室研究与探索，2013，32(4)：227-229.

[11]刘岳启.闲置、报废仪器的合理利用[J].实验室研究与探索，2002，21(4):123-124.

Reform and Innovation of Experiment Teaching of Inorganic Chemistry

LIU Yuana，ZOU Qinga，FANG Chuanlina，YANG Zongyia，LIU Yanhongb

(a.Experiment Teaching Center of Basic Chemistry; b.College of Chemistry，Sichuan University，Chengdu 610064，China)

Traditional inorganic chemistry experiment teaching for cultivating the students’ basic operation and basic quality played a good role，but also had some disadvantages.It not well adapted to cultivate applied talents in colleges and universities.It is urgent to reform.In the process of experiment，the teaching of inorganic chemistry ，teaching contents，teaching mode，green chemistry and opening laboratory were reformed and explored.In these fields，the dominant position of students in the experimental teaching was highlighted，and the interests of students were stimulated.Meanwhile，students’ manipulative ability and creative thinking have been cultivated.

inorganic chemistry experiment;experimental teaching reform; construction of teaching materials;safety and environmental protection

2015-04-30；修改日期: 2015-06-10

四川大学实验室及设备处立项项目(2015-41)。

刘媛(1987-)，女，硕士，实验师，主要从事无机化学实验教学与管理工作。

G642.423；O6-3

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.01.040