无机化学实验教学中设计性实验的应用

高强　陈传祥　陈立庄

【摘 要】无机化学实验教学中设计性实验的开设，可激发学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力，对于学生创新能力的培养具有重要意义。适时适当的开展设计性实验可激发学生的学习兴趣、培养其勤于动脑的习惯，有利于创新型人才培养任务的完成。

【关键词】无机化学实验;设计性实验;应用;创新

中图分类号： G642.4;O61-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）01-0127-002

无机化学实验是化学专业学生的学科基础课，是无机化学教学中不可缺少的重要一环。它担负着培养学生掌握无机化学实验基础知识、基本操作技能及进行科学实验入门训练的任务。通过实验的方式可以使理论知识得以验证、巩固和提高。又因为相比有机、分析、物化、化工等实验，无机化学实验更为基础和简单，其多为大学新生接触到的首门实验课程。因此，无机化学实验教学效果的好坏将直接影响后续相关课程的开展[1]。设计性实验有别于演示实验和验证性实验，其具有更大的灵活性，对学生创新能力提出更高的要求。在已掌握基本的仪器使用方法和常规操作程序的基础上，设计性实验更能激发学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。设计性实验是演示实验和验证性实验的进阶，是培养化学专业学生科学思维的有效手段[2]。

1 设计性实验开设的重要性

创新型人才的培养是大学教育的重要任务。在基础知识扎实掌握的前提下，锻炼学生打破常规的条条框框，独立寻求解决问题的方法是培养其创新意识的有效途径。无机化学中验证性实验的开设目的在于使学生能够掌握必需的基本知识和基本操作技能，其重要性毋庸置疑。然而，学习知识的真正目的在于能够有效的利用。学以致用才能将课本上死的定理定律转化为解决实际问题的工具。设计性实验一方面要求學生利用所学知识解决实验中提出的诸如分析、分离、检测等的问题。另一方面又给出自由发挥的空间，无论利用何种方法，只需有效解决问题即为完成实验要求。这样的实验类型从根本上解决了学生循规蹈矩，重视动手而轻视动脑的问题。固定实验方案和流程的打破也更能激发学生的学习兴趣和积极性[3]。此外，本科阶段设计性实验已经初具研究性实验的雏形，这也为后期部分学生升学进修后独立研究的开展奠定了最初的基础。

2 设计性实验开设的方法和注意事项

2.1 合理选择设计性实验的开设时间和内容

如前文所述，设计性实验是基础性的演示实验和验证性实验的进阶，该类实验的开展要求学生具备有一定的专业知识和实验操作技能。因此，设计性实验的开设时间不宜过早，在所有无机化学实验中的占比不宜过多，难度不宜太高。通常，在整个无机化学实验课程的最后阶段，开设2-3个与所学知识密切相关的设计性实验的安排是较为合理的。大一下学期的后半段，学生的无机化学理论课已接近尾声。在这一阶段，大部分课本中的相关知识已讲授完成。通过前期几个甚至十几个验证性实验的锻炼，学生已掌握了基本的操作技能。此时是开展设计性实验的最佳时机[4]。在设计性实验内容的选择方面，要从学生的实际情况出发。需紧密联系无机化学理论课的相关内容且避免操作上过于繁琐，难度太大等的问题。以免使学生们因无法完成而产生惧难的心理。设置的设计性实验在难度上应具备一定的区分度，循序渐进地提高实验的深度。

2.2 要注重任课老师在设计性实验开展过程中的引导作用

设计性实验开设的目的是要充分调动学生的主观能动性，自主探寻解决问题的途径。但值得注意的是，这样的目的和要求并不意味着实验任课老师可以不管不问，任由学生自由发挥。对于如何分析问题、通过哪些途径可以为构建实验方案提供可行思路等，都需要任课老师的引导。这些指引对于首次接触设计性实验的学生来讲尤为重要。此外，初步的实验方案设计完成后，还需要任课老师对其进行认真的审核，考察方案的合理性和可行性等问题。因此，设计性实验的开设不是降低了任课老师的作用，而是更加突出了任课老师在引导和激发学生创新思维、活学活用等方面的意义，对任课老师提出了更高的要求[5]。

2.3 在设计性实验开展中强化学生的团队合作意识

设计性实验开设的初衷是调动每个学生的积极性，因此，以二三人为一小组通过充分的讨论，确定实验方案和实验步骤能使全体学生均参与其中。在分析问题、解决问题的过程中，各抒己见，取长补短，这样不仅能确保最终实验方案的合理性，同时也大大提升了学生的团队合作意识[6]。

2.4 纵向比较为学生提供更多新思路

设计性实验不应以各小组实验的完成为终点，对不同小组间设计方案甚至不同班级、校内外相关实验不同设计方案的比较和点评对于学生思路和眼界的开阔有非常重要的意义。纵向比较面对相同问题时不同学生的实验方案和策略，深入剖析各自的优点和不足之处，是任课老师在设计性实验开设过程中不可或缺的一步。通过不同案例的解读，学生能获得更多新的思想火花，认识到个人在思考问题中的不足。使之能够理顺思路，逐渐培养发现问题、分析问题、解决问题的科学思维。

3 设计性实验开设的效果

通过一系列设计性实验的开设，我们发现，相比于无机化学实验中的验证性实验，在设计性实验的开展过程中学生们表现出更高的热情和积极性、能动性。各类新奇的思路被激发出来，这无疑大大提高了学生的创造和创新能力。值得注意的是，设计性实验的开设不止对学生能力的提升具有重要意义，也为任课老师的提供了新的养分和兴奋点。为后期进一步开展教育教学活动提供了不少借鉴和新的思路。

4 总结

无机化学实验教学中设计性实验的合理应用为学生独立分析问题、解决问题能力的培养提供了良好的契机。相比于按图索骥、亦步亦趋的传统授课方式，其具有更大的灵活性，对学生和任课老师都提出了更高的要求。课本知识的实际应用和自主设计能力的锻炼，与大学培养创新型人才的要求相吻合。因此，适时适当的开展设计性实验对于化学专业学生的培养，具有非常重要的意义。

【参考文献】

[1]石翛然.无机化学实验教学体会与思考[J].广州化工，2018，46（22）：138-139.

[2]杨晓红，王凯渊，王兆春，唐颖，吴嘉荟.设计性实验教学在研究生创新能力培养中的探索与实践，西南师范大学学报（自然科学版），2018，43（11）：166-171.

[3]梁清霞.高职药剂学自主创新性实验设计初探及反思，卫生职业教育，2018，36（24）78-79.

[4]汤盈.高校体育教育专业实验教学改革与探索，阴山学刊（自然科学版）2018，32（01），49-51.

[5]蒋红玲，张文亚.地方高校青年教师教学能力提升的阻抗因素及对策，太原城市职业技术学院学报 2018（11），76-77.

[6]孙向丽，王春杰，王海峰.设计性实验在无机化学实验教学中的应用，江西化工，2018（04）145-146.