浅谈工科院校综合与设计性化学实验教学改革

曹雪玲++连丽丽++刘岩++金丽

摘 要：高校开展综合与设计性化学实验，因其可以极好地作为培养学生创新创造能力和实践动手能力的重要教学方法，通过综合与设计性化学实验学生们更容易获得更多知识，而且还可以培养学生们的自学能力、自律能力、创新创造能力、科学研究能力和探索能力具有十分重要的作用。本文结合工科院校的特点对本校综合与设计性化学实验内容和实验形式进行总结及探讨。

关键词：综合与设计性化学实验 实验内容及形式 综合能力培养

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（a）-0157-02

Abstract： Comprehensive and designable chemistry experiment were carried out by colleges and universities， which could train students innovative design ability and practice ability， it is not only an important way for the student to obtain knowledge， but also to cultivate the students' self-study ability， work attitude， actual work ability， scientific research ability and innovation ability. In this paper， This paper was concluded and discussed content and form of comprehensive chemistry experiment combining with the characteristics of engineering colleges.

Key Words： Comprehensive and designable chemistry experiment； Experiment contents and forms； Comprehensive ability training

当今社会随着经济结构的深入调整，对大学生综合素质包括：创新能力、探索能力、自主能力等提出了更高的要求[1]。而要培养具有创新意识的高素质人才，就需要改革过去传统的实验教学体系和教学方法，使学生在实验过程中变被动学习为主动学习，逐渐提高发现问题、分析问题和解决问题的能力，增强对困难和失敗的承受力，并增进团队精神和协作能力[2-3]。应社会发展需要及教育体制改革需求，综合性实验可以通过实验内容、方法、手段的创新性教育模式，使学生们更易获得知识，培养其创新创造能力，达到动手能力和综合素质都得到提高的培养目标[4]。

本文通过全面解读综合与设计性实验的定义及要求，结合本校实际情况，针对完善该课程必须体现新世纪的特色以及与工科高校的实际相结合，以培养高素质、强能力的创新人才为目的，对综合与设计性实验优势的内容改革及实践进行了探讨。

1 实验内容的复合化

综合性实验是在学生学习了某一课程或多门课程知识的基础上，进行化学实验操作的过程，其重要特征就是理论知识与实验内容的有机综合。通过综合性实验可以培养学生综合和运用知识的能力、实践动手操作和科技创新的能力、数据处理及查阅资料的能力；设计性实验也是在具有了多门课程基础上，运用多门课程的知识，根据实验要求，自行设计实验方法和实验具体操作步骤，选择的实验题目都具有一定的综合性和探索性。该课程即要求学生结合多门课程知识及多种实验原理设计实验方案，还要培养学生运用已掌握的多种知识去发现问题、分析问题及解决问题。

我校实行实验内容的复合性的主要手段包括。

（1）多门学科的综合：综合与设计性化学实验是在学生大学三年级的时候开设的，此时学生已经学习了四大化学的基础知识（即无机化学、分析化学、有机化学及物理化学），在开始实验的过程中学生们可运用四大化学的知识来设计和解决实验中的问题。例如，开始设计性实验固体多彩酒精块的制备中，首先学生首先利用硬脂酸与氢氧化钠反应制备出酒精块的粗产品，再通过加入硫酸铜使酒精块显示蓝色，制备出具有天蓝色的酒精块，这一部分运用的有机制备的实验方法，而制备的过程中利用分析化学中的酚酞指示剂的变色原理，判断反应进行的程度，而后再利用物理化学的氧弹量热计测定酒精块的燃烧热，并计算固体的摩尔燃烧热。这样一个看似简单的实验，实际上学生们分别运用了有机、分析及物理化学的实验知识及方法才完成了整个实验。

（2）与教师科研相结合：在高等院校中，教师在完成教学任务的基础上，还需要进行科学研究。而科学研究在基础知识之上，更具有探索性和前沿性，对大学生更具有吸引力，学生参与科学研究也可以提高学生的创新能力。对于化学学科及相关的专业来说，在理论学习的时候常常设置相应的实验课程，通过实验加深对理论知识的理解和掌握。而前沿的科研实验与综合性与设计性实验中的“探索性”特征具有很多的相似点。教师在进行科研活动的同时，将一些可以与综合性、设计性实验相切合的内容融入到实验环节中，不仅可以节省大量的科研经费，还可以加快科学研究进程，而随着科学研究的进展，不断更新实验课程的大纲和内容，使学生每年都可以进行不同的实验，增加学生的实验兴趣和动手能力。这样，既顺利地完成了教师的科研任务，又让学生学习了丰富多彩的实验课程，具有双重的的现实意义。

2 实验方法的多元化

方法的多元性即综合运用两种或两种以上的基本实验方法完成同一个实验，培养学生运用不同的思维方式和不同的实验原理综合分析问题、解决问题、掌握不同的实验方法。例如，开始设计性实验黄连粉中小檗碱的提取实验中，首先学生首先通过加热回流，提取黄连粉中的小檗碱，然后运用碘化铋与生物碱的显色反应，判断提取物，而后再借助紫外分光光度计，利用标准曲线法进行定量分析，确定黄连粉中小檗碱的含量。通过这一实验学生们运用了三种实验方法完成了整个实验。endprint

3 实验教学方法的改革

综合性与设计性实验是以学生在学习了大量的基础化学知识的基础上，开设的具有一定创新性的开发自我实验思维的教学模式。所以，我们改变了以往实验环节中，实验的目的、原理、内容等都固定的，以教师讲解为主的教学模式，以学生为主体，调动学生的自主学习能力了，让学生自己制定实验的方法。因而，综合性与设计性实验教学方法进行相应的改革：

（1）自主选课，灵活上课：以往的实验课程都是固定的上课时间和固定的实验内容，而本校采用实验室开放，学生自主选择实验内容，选择上课时间。首先制定25个可供选择的实验题目，及可以开放实验室的时间，每名学生进入选课系统，自主选择自己感兴趣的实验题目及上课时间，但是规定每名学生要选择4个实验题目，并且必须有两个设计性实验，其余两个为综合性实验。这样提高了学生自主学习的积极性，提高了实验教学效果。

（2）设计实验，自主完成：学生根据自己的兴趣选择了实验题目，按照教师的提示及实验要求，学生进行分组讨论，自行制定实验方案，教师再根据学生的实验方案提出合理的建议，重新制定实验方案，学生按照实验方案进行实验操作，完成实验内容。

（3）成绩评定，公平合理：教师在评定实验成绩时不应只看实验结果和实验报告，应尽量考虑每名学生的前期准备情况，包括：实验方案的合理性、实验准备的充分程度等。注重学生运用综合知识的能力及实验动手能力。

4 综合性与设计性实验内容改革的存在问题

（1）如何引导学生正确的选择和安排自己的时间和实验题目，自主选择的结果通常会使上课时间和实验题目分散，不利于实验准备人员准备实验药品及器材，增加教师上课次数。

（2）实验内容设计的难易程度的把握，很多实验内容并不适合本科学生，如何设置合理的实验题目，即让学生感兴趣又要知识性强易于操作，就需要教师制定实验大纲和实验题目多加考虑。

（3）綜合与设计性实验既然是多种实验内容的综合，就需要尽量不要重复以往实验内容，又要尽量运用多种实验方法。

5 结语

对于工科院校的学生的实验课程来说，综合与设计性实验的教学需要应用所学的基础知识和锻炼动手能力之外，还需要加强其自主安排能力和创新能力。通过我校综合与设计性实验的教学改革探索，我们深刻认识到工科院校的综合与设计性实验项目需与自身定位、社会生产实践接轨，并从实验资源和师资力量等多方面给予配套和保障。通过综合与设计性实验的教学训练，大学生具有创新意识和动手能力，更适应社会的需求，力求打造成“现代工程师”。

参考文献

[1] 黄品梅，黄道平，梁锦.开发综合设计性实验 促进创新人才之培养[J].21世纪实验与创新，2010（6）：98-100.

[2] 杨晶晶，李健，薛蒙伟.应用型高校应用化学综合与设计性实验的探索[J].广州化工，2015，43（21）：200-202.

[3] 刘玉成.实验教学中综合设计性实验的探讨[J].教育教学论坛，2010（6）：124-125.

[4] 蔡莉莉，胡德志，彭涛.综合设计性实验对学生创新能力的培养[J].华北科技学院学报，2009，6（3）：91-93.endprint