基于创新型人才教育的无机化学实验教学改革探索

沈凤翠

（安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽芜湖241000）

无机化学实验作为化学实验重要的组成部分，是大一新生首次学习的专业基础实验，学好无机化学实验不仅加深和巩固学生对理论知识的理解，提升学生基本实验技能，培养学生严谨的科学精神以及独立思考、分析和解决问题的重要能力，也为后期课程学习和未来的科学素养奠定良好基础[1]。近年来，随着高等教育改革不断推进，传统的无机化学实验在教学中往往只注重于基础知识的把握和对基本实验操作技能的训练，缺乏对学生创新思维能力的培养，而且存在教学内容和形式单一，实验药品污染环境等问题。因此，在无机化学实验的教学过程中转变教学认识，改变教学模式对未来创新人才的教育培养具有重要的意义[2]。

1 实验体系的改革

对于当前的实验教学体系，需要独立并实践理论教学，着力构筑以培养学生动手实践能力、创新能力为宗旨的实验教学新体系。该体系根据实验课程特点划分为基础型实验（元素各类性质等验证实验）、综合型实验（无机合成等类型实验）和研究创新型实验（自主设计等应用型实验）三个层次。基础型实验做到规范化和制度化，让学生明白怎么做和为什么，以及可不可以的辩证思维和基础实验操作能力；综合和创新研究型实验让学生用掌握的知识举一反三，学会创新和创造，从而搭建层次间的一体化、交叉和循序渐进的新实验教学体系[3]。

2 优化教学内容

（1）性质实验常常涉及有毒药品，有环境污染风险，宜调整实验内容，推荐微型实验，大大降低药品使用量；同时建议学生发挥主观能动性，思考如何设计将有毒化学品转化为无毒药品或者某些反应的原料，便于学生环保意识和创新意识的培养[4]。

（2）较多实验内容相对陈旧，实验课程完全参考课本，学生容易造成预习实验和实际操作机械地抄和做，不思考、没兴趣的不良后果[5]。这就需要在前期开设基础实验以规范学生实验操作，在良好掌握性质类实验的基础上，以学生自主创新能力培养为主旨，增加开展综合性、设计性实验以及学科前沿类的专题内容，对基础验证性实验进行多元重组、学科交叉，激发学生学习兴趣，促使学生充分调研思考，培养学生的创新思维[6]。

3 改变教学方式

现有的教学模式以教师讲授为主，实验教学课时有限，学生学习效果差，实验过程中可能会对实验内容理解不透彻进而忽视注意事项，学生安全无法全部保障。随着高等学校教育素质改革，对实验教学课时进行一定的压缩，无机化学实验课堂和实验教学课时数之间存在矛盾，这就要求对目前现有的教学方式进行改革。

构建翻转课堂为实验教学改革提供一定的可行性。实验前教师对班级进行分组，将实验中需要掌握的相关知识点和注意事项通过一定的方式如雨课堂、QQ 群等发给学生，使学生对实验内容有一定的了解，利用自己的业余时间再观看网络资源，明确具体的实验过程，进行课前预习吸收，遇到问题及时与教师或同学进行线下或线上讨论，着力解决学习中遇到的难点后，分组讨论，制作ppt，再给大家讲解实验过程，重视课堂讨论，尤其是实验过程中的注意事项和重难点，加深学生对知识的吸收、理解和应用[7]。通过让学生自行调研和主动学习，提高学习效率，加深实验安全意识。同时将翻转课堂用于设计性实验，可以大大增强学生学习的主观能动性和创新意识，激发学习的热情和动力，为后期本科生进入科研项目学习夯实基础。

4 建设虚拟仿真平台

无机化学中经典实验常涉及剧毒、强腐蚀以及爆炸等危险性过程，本着以人为本的理念可以加大实验投资力度，构建虚拟仿真实验平台[8]。虚拟仿真实验平台利用相关的计算机软件模拟对应的实验，让学生根据实验条件选择适合的实验仪器和药品，通过计算机对反应过程进行数据采集、现象分析进行判断得出相应结论。通过模拟特定的实验环境，不仅可以使学生通过动画深刻了解实验现象和实验原理，避免学生接触有毒有害的化学品，而且通过精准控制反应条件，保证了实验结果。这种绿色安全实验平台的立体化教学有助于提高学生的学习兴趣，它和动手操作实验相辅相成，将实际操作能力的锻炼和理论知识融会贯通，帮助学生理解相关的理论知识，从而实现最终的学习目标，为创新型人才的培养提供新的渠道。

5 改变评价体系

考核是反映学生对所学知识和实验技能掌握程度的一种手段，是实验教学的重要组成部分，但往往没有具体的考核方法。常见的考核方式是将平时实验成果和最终的实验操作成绩相结合。但在平时成绩评定时教师容易根据实验报告的结果来考量成绩，而忽视学生操作过程的表现以及平时综合创新型实验学生的付出，这种只注重结果、忽视过程的考核方式存在很大的弊端，对学生后续实验课程的学习没有方向性，进而影响学生学习的积极性和创造性[9]。

为了让实验成绩充分反映学生的专业素养和实践操作能力，以及为教师后期实验教学提供参考性的指导，需要不断完善考核方式，重视学生实践操作能力、平时自主学习能力以及专业素质的考核，评价模式转变为过程评价与结果评价并重，可以采用实验理论与实验操作考试、平时课堂表现与期末成绩“四六分”或“五五分”的全方位考核评价模式，具体表现为平时成绩（实验预习+实验过程表现+实验报告）40%，课堂讨论成绩10%，期末成绩（实验操作+笔试成绩）占50%。该评价体系鼓励学生深入思考，激发学生创造力和创新思维，敦促学生积极预习、主动参与课堂讨论、认真实验，提升了学生善于发现问题和解决问题的综合能力。

6 结束语

以学生为中心的“无机化学实验”教学改革优化了实验内容，增加了多种师生互动交流的教育模式，使学生由被动学习转变为主动创新，大大激发了学生的学习兴趣，提高了学生实践能力，培养学生严谨治学的创新意识能力，为以后的学习奠定扎实的基础，为创新人才的教育添砖加瓦。