普通化学实验（英文）课程改革探究

王璐 曾琴 李静 余治昊

摘 要：文章介绍了上海理工大学普通化学实验中心面向全校开设的普通化学实验（英文）进行改革的情况，包括更新实验教学内容，采用混合式教学方法，融入课程思政元素和全过程的考核模式等，加强对学生的安全意识、环保意识、节约意识及实事求是、严谨的科学态度的培养及取得的效果。

关键词：普通化学实验（英文）; 课程思政; 全过程考核模式; 混合式教学方法

中图分类号：G642.3       文献标识码：A          文章编号：1006-3315（2021）10-140-002

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“高等院校的立身之本在于立德树人，要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人[1]。”普通化学实验（英文）作为基础实验课程，是针对全校理工科新生开设的一门“入门级”实验课程，是化学素质教育和创新教育的良好载体和重要途径，对于培养学生的动手能力、创新精神、探究能力和灌输思政元素有着非常重要的作用。

本文以上海理工大学普通化学实验中心对《普通化学实验（英文）》课程的改革为例，通过将安全意识、环保意识、节约意识等思政元素有机地融入在实践教学中，并积极开展混合式的教学方法探索，同时将考核评价指标贯穿在实践教学的全过程中，有利于发挥实践课程全方位、全过程育人的功能。

1.课程思政融入实验教学，育才和育人两手抓

化学是一门以实验为基础的自然科学，一般情况下，实验课探索以小班化开展教学，即每位教师指导28名学生，相比于传统大班的理论课授课，实验课上教师和学生之间接触的更加紧密，互动更多，这也为“课程思政”的实施提供更多方便。在实验教学过程中，教师有责任有义务仔细推敲每个实验项目内容所折射出的思想政治教育元素和马克思主义哲学观点，并将其贯穿于整个课程教学中，在充分保障《普通化学实验（英文）》课堂教学效果、教学质量、教学完整性以及提升学生实验理论知识和实验操作技能的同时，更多地培养学生的安全意识，树立安全观念，培养学生实事求是、严谨的科学态度及环保节约意识[2]，真正实现教书与育人相统一。

1.1以安全教育为切入点，培养学生安全意识[3]

普通化学实验是学生进入大学后的第一门实验课，大多数学生是人生中第一次进入实验室，因此实验室安全教育必不可少[4]。在实验开始前，我们会专门进行安全教育和考核，主要从二方面进行培训：（1）安全意识的灌输。在实验教学过程中，教师要通过不同方式反复向学生强调安全的重要性，将“以人为本，安全第一”的理念贯穿实验课的始终。教师可以在安全教育中列举几个近年来发生的实验安全事故，比如2018年北京交通大学东校区2号楼某实验室发生爆炸，事故造成实验学生当场死亡，其原因是实验室堆放了大量的易燃易爆化学品;还有2015年清华大学化学系的一间实验室发生火灾爆炸事故，也造成了严重的后果，其原因是相关人员因为缺乏安全意识，没有意识到氢气的泄露，从而进行高温实验时引发了氢气的爆炸。这类事故触目惊心，实验课中教师要通过实验安全的教育使学生增强安全意识，树立安全观念，敬畏生命。（2）自我防护意识的培养。将实验中潜在的安全隐患归纳、总结、提炼，把以往的经验、教训告知學生，并将灭火器、洗眼器、紧急喷淋等消防器材的使用方法教会学生，向学生展示各种突发状况及其应对措施。在书写预习报告时，必须包含实验课中涉及的所有化学试剂的理化特性、注意事项、防护措施及应急预案等内容，确保每一个学生对实验中使用的化学品熟记于心。实验开始前，再通过老师课堂上的强化，学生会深刻认识到实验中可能存在的潜在危险，提前做好防护措施。良好的安全防护习惯的养成，会使人受益终身。

1.2“绿色化学”理念

习总书记反复强调“青山绿水就是金山银山”，实验教学中亦需要不断渗透环保意识，坚持爱护环境从“我”做起。破损玻璃、废液、空试剂瓶及乳胶手套等做到分类投放，让学生从进入实验室的第一刻起，就养成化学品垃圾分类的好习惯。同时对于酸碱废液，含钡、银等重金属的废液单独回收，正规地处理“三废”应该成为每一个理工科学生学习生涯中的重要一课。

此外，将变废为宝的理念穿插到实验教学环节，旨在培养学生废物利用的意识。设计了废干电池的综合利用实验，从废电池中回收氯化铵、二氧化锰，并用锌皮制备硫酸锌，让学生充分感受到知识是变废为宝的坚强后盾。

1.3节约资源[5]

在清洗玻璃器皿的时候，给学生灌输“少量多次”的原则，既保证器皿洗涤干净，又能节约水资源。

在“水质检验”实验中，可以用视频或图片的形式介绍水资源的短缺和污染现状，让学生们充分体会到水资源的宝贵。通过课上老师的灌输和渗透，再让同学们课下上网搜索查阅有关水资源短缺的资料，了解水资源的现状。

同学们认识到在实验课上要时刻注意节约用水。顺势结合实验课用到的各种化学试剂，提醒学生要节约试剂，一方面培养节约美德，另一方面减少环境污染，环境污染也是影响水资源的重要因素。就这样，润物细无声，慢慢渗透到学生的脑海里，开始认知和认同，建立起节约与环保的概念。从自己做起，从身边事做起，从被动到主动地保护环境，保护水资源，并把这些好习惯带到生活和以后的工作中，影响家人和身边人。

1.4实事求是、严谨的科学态度

在培养学生实事求是、严谨的治学态度上，教师可以结合学科特点，在教学过程中逐渐渗透实事求是是科研工作的基本准则。课上明确要求严禁涂抹、篡改实验数据，但在“乙酸电离常数的测定”实验中，我们发现有些学生在滴定时消耗的NaOH体积数据明显被涂改过，经过询问，学生承认自己由于发现和别人数据不同进行了数据改动，我们对其任意篡改数据的行为给予了批评，并鼓励学生真实地记录结果，有问题时先分析问题可能产生的原因，再去解决问题，而不是回避问题，该学生也表示以后绝不再犯。

2.采用混合式教学方法

充分分析课程内容的特点及学生的接受情况，力求课程教学效果的有效性及先进性，在教学环节引入混合式教学方法。

2.1沉浸式双语教学[6]

在实验开始前，教师用英语教授实验要求、演示实验步骤，提示安全操作规程。把编写好的实验报告模板发给学生，将实验涉及到的专业名词、符号用英语解释其定义，动词配合动作加以演示，形容词用相近词汇提示等方式帮助学生理解英语词汇，明晰实验内容。

实验过程中师生之间经常使用国际化语言进行交流沟通，使学生在接受实验课程内容的同时，逐渐熟练对国际化的信息进行接受、加工和处理。教师指导学生如何书写实验记录（Laboratory notebook），以国际化标准记录观测现象和实验数据，为将来在科研院所或跨国公司出具实验报告、撰写论文或专利做好准备。

2.2翻转课堂

以往，大部分实验都采用教师提前讲述，学生后续操作的流程，学生完全没有机会去思考实验为什么这么做，结果为什么会是这样，实验过程中出现问题我会怎么解决等，于是我们改变传统实验教学模式，在讲授环节中，我们只讲解原理、安全注意事项及仪器的操作，让学生通过课前预习直接进入实验操作的环节，可以自己设计实验过程。实验结束后由小组分别对自己负责的实验部分进行讲解，从实验现象到反应机理，甚至对实验中遇到的问题一一进行说明，最后整个讨论会变成了成果分享会。学生们都表示这种方式对知识的理解有很大的加深作用。

2.3“实验心得体会”促进师生共同成长

在实验课开始之前，我们要求学生在实验结束后撰写实验心得体会。心得体会可以是成功经验的总结也可以是失败原因的探索，可以是对实验本身提出质疑也可以对实验过程提出新的想法和见解。老师通过批阅实验报告，及时了解学生的思想动态并适时做出反馈，在师生之间建立起沟通的桥梁。比如“分光光度法测定铁含量”实验中，一位学生在心得体会里书写了详细的Excel 计算及作图的方法，改变传统学生用方格纸画图的不便。还有一位同学提到，尝试在振荡反应结束后加入反应物，理论上振荡反应应该继续，但实际情况并没有发生，我们一起分析了原因，可能是因为没有排除产物。学生在实验结束后的心得体会相当于对实验的复盘，这是一个回忆、总结、反思、提高的过程。这个习惯一旦养成，对学生未来不管是科研还是工作都有很大的帮助，同时也督促老师全面了解自己的授课环节，取长补短，共同进步。

2.4信息化手段助力实验教学

课程开课前以班级为单位建立微信群，并让学生关注“上海理工大学化学实验中心”微信公众号，同时在“学习通”平台建设线上課程，教师会发布实验课中用到仪器的使用微视频及实验内容操作的视频资料，学生可以通过碎片化的时间提前完成对相关知识的预习，也可以在群里分享实验成果、讨论实验中出现的问题，实际课堂再由教师指点一下就能非常熟练地操作仪器。

振荡实验由于老师来不及观察每组学生的实验现象，并且学生在记录实验现象时数错振荡周期的频率，如果让学生借助手机把实验的视频记录下来，可以重放实验现象，便于实验结果的统计。

3.完善考核评价体系，探索全过程考核模式

普化实验考核由安全考核（10%）和实验考核成绩（90%）组成，其中实验考核成绩包含三部分：预习报告（20%）、实验操作（40%）、实验报告（30%）和心得体会（10%）。

3.1实验安全与操作规范考核[7]

在学生进入实验室之前，教师应该对学生进行实验安全教育，完善准入实验室机制考核试，只有考试合格才能正式进入实验室操作，并安排1学时来练习普通化学实验大纲中要求掌握的基本仪器操作。严格实验课的考勤纪律，加强完善实验室迟到和早退机制，例如设定四次缺勤将此门课程归为零分处理。

3.2实验成绩的全过程考核

3.2.1实验预习考核阶段

提前一周告知学生实验内容。要求学生在实验课前完成预习报告，让学生能够预先了解实验的目的、基本原理、实验内容以及注意事项等。预习报告通过教师随机点名学生回答问题来检验学生预习情况。

3.2.2实验环节

实验环节评价不仅考察学生实验结果的正确与否，也包括了学生的动手能力以及遇到问题后如何处理进行的评价。根据教学大纲，拟定必须掌握的综合操作项目，采用分组合作操作形式，对每项操作单元的标准操作流程和完成时间进行量化考核设置，对每个学生的实际操作情况做出客观公正的评估。实验操作环节针对每一个实验必须掌握的技能模块进行评分，多次出现错误或者屡教不改者扣分。

3.2.3实验报告考核

实验报告的评价是学生对实验数据的处理和对实验进行全面的分析总结。实验报告从版面的设计、数据的表达到制图，每一项都有严格的打分标准，确保给出的分值公平公正。同时要向学生传递一种思想：每一次的实验报告都是一次向别人展示自己成果的机会，排版美观、条理清晰、数据分析有理有据是非常重要的，是一门必修课。

4.结语

为了适应新形势下对人才培养的要求，普化实验整个教学环节始终以培养学生良好的科研习惯、严谨的治学态度、创新的科研思维为前提，进行了系列改革，取得了显著成效。今后，我们会随着课程的发展，不断引入新的前沿课题，只有紧跟科研发展，不断更新实验内容和教学模式，才能培养出适应时代发展需要的学生。

基金项目：上海理工大学创新训练项目（基于物联网智能化试剂管控平台SH2021274），上海理工大学外国留学生政府奖学金服务支持体系（高效国际学生课题与专业建设）

参考文献：

[1]习近平出席全国高校思想政治工作会议并讲话[N]新华网，2016-12-08

[2]朱敏.在有机化学实验中渗透“课程思政”元素的探索与研究[J]广州化工，2019，47（6）：153-155

[3]向丹，高培红，梁军艳等.以培养应用研究型人才为核心改革普通化学原理实验[J]大学化学，2020，35（2）：1-5

[4]朱莉娜，邵松雪，弓保津，沈海云，商闯.本科生化学实验室安全课程教学探索[J]大学化学，2018，33（6）：21-25

[5]季桂娟，李政，周屹博，许文辉.无机化学实验课程思政的探究，教学研究[J]2020，10，116-118

[6]余治昊，黄明贤，孙素芹，周仕林，王璐，李静，曾琴.国际化教育思考——互联网+推进化学实验教学[J]广州化工，2016，44（3）：171-172

[7]曾琴，王璐，余治昊，李静.普通化学实验考核评价体系的多元化研究[J].科教导刊，2019，34（12）：54-55