新工科背景下应用型地方本科院校无机化学实验教学改革与探索*

王金玉，孙鑫婷，高雅琴，王俊林，周海嫔

(滁州学院，安徽 滁州 239000)

地方本科院校作为高等教育机构的重要组成部分，承担着为社会输送人才的责任。在经济社会发展的新阶段，为支撑区域经济高质量发展，对人才培养提出了新需求。地方本科院校以社会需求为导向，大力培养为区域经济社会发展服务的应用型人才。在应用型人才的培养过程中，很多地方高校出现了人才培养目标不明确，课程体系设置不符合课程目标，实践课程重视程度不够等诸多问题。如此没有特色和针对性的人才培养模式在一定程度上造成了应用型人才的培养与社会的需求不相匹配，甚至出现了供不对求的局面，进而导致毕业生就业率低但用人单位招不到人的矛盾现象[1]。如何把握经济社会发展新阶段对人才培养的新要求，培养出符合新时代新新经济所需要的创新型、复合型、应用型人才，成为地方高校光荣而艰巨的任务。

随着国家重大战略部署“中国制造2025”、“会联网+”和“一带一路”等[2]以及智能化、信息化、数字化为特征的新产业和新经济的蓬勃发展，对高等教育人才培养提出了新的且更高要求。为此，我国高等教育积极推进“新工科”[3]建设，先后开展和达成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”[4]，努力探索领跑世界工程教育的中国经验和中国模式，助力高等教育强国建设。新工科涉及的不仅是新兴产业(人工智能、机器人、智能制造、云计算)，也包括传统工科专业的升级改造。新工科的核心是培养出满足新产业需求、有创新创业能力、动态适应能力、高素质复合型“卓越工程”科技人才。高等院校是培养人才的中心环节，而课堂是人才培养的主要渠道。课堂的一端连接着是国家重大战略部署和产业需求，另一端连接着学生。实践课程在课堂教学中扮演着重要角色，它是理论知识与实际应用的桥梁，是新工科培养卓越技术人才的切入点。无机化学实验是化学专业学生进入大学以后的第一门化学类的实践课程，是培养学生实验技能与素质基础环节的重要组成部分。所以，结合新工科建设的要求，对无机化学实验进行教学改革势在必行。

1 无机化学实验的教学现状

(1)刚进入大学的大一新生，受高中教学模式的影响，只重视理论课的学习，往往把实验课作为理论课的附属品。这样一来，直接导致对实验课的学习不够重视，从预习实验，到做实验，再到写实验报告，整个过程都在敷衍。甚至出现了在做这次实验的时候，居然不记得上次实验做的是什么的奇葩现象。

(2)无机化学实验作为化学类专业的专业基础课，不同专业(包括应用化学专业、高分子专业、无机化学专业和高分子专业等)会同时开设这门课程。受实验室面积和实验课时的影响，不同专业需要错开时间，在不同周次开设实验。这样直接造成实验项目与理论课不能同步，甚至，实验课会在相应的理论课之前做完。这样一来，在实验课上教师会用相当多的时间给学生补充理论知识，而实验课课时是一定的，必然会压缩动手做实验的时间。

(3)学校层面，对于理论课管理严格，相比之下，由于实验课的特殊性，很难监管，它常常存在于“法理之外”。教师讲完实验原理和注意事项后，便扬长而去，对学生不管不顾。学生看到老师不重视，对实验更加不重视。更有甚者，老师自己对实验的基本操作也不标准，学生问起时，随便找个理由 “蒙混过关”。

(4)实验内容过多，使用试剂不“绿色”。无机化学实验课是化学类专业学生开始进入实验室和开始“动手”的第一门课。对于他们来说，实验课是一门全新的，从未有过的体验，需要从“零”学起。而每个实验项目包含的内容众多，然而，每个实验都需要探索才能基本掌握，并不是机械的“照本宣科”。例如：验证一个化学反应，书本上写了依次加什么，每个加多少，学生完全照着做，完全不需要发挥主观能动性，只动手不动脑，达不到实验课的目的。

2 新工科背景下无机化学实验教学改革措施

2.1 实验“绿色化”

随着全球污染日益严重，如何降低生活和生产过程对环境的影响，是整个人类需要思考和解决的问题。广大的化学工作者具有专业优势，更应该在其中扮演重要角色，起到积极作用。无机化学实验作为实践教学的重要组成部分，也必须将“绿色化”贯穿整个教学过程。首先，培养学生“绿色化”思维。将保护环境，减少污染的理念植入到学生的思想中，使他们在实验甚至生活中，在任何活动之前，首先考虑产生的结果是否对环境有影响。其次，在实验内容的选择上，避免使用对环境有影响的化学试剂。例如，避免使用重金属、强酸、强碱等污染较大药品。最后，在实验结束后，需要将使用过的药品和反应体系转变成无害物。例如，实验后的溶液是酸性的，需要使用碱将其调成中性；污染较大的重铬酸根需要转变成三价铬的化合物。

2.2 优化实验课程体系

传统无机实验项目以验证性实验为主，实验书上对实验药品的种类、浓度甚至用量都标的一清二楚，学生只要按照书上一步步地进行，就会得到相应的结果。整个过程学生不需要思考，只需要机械地执行就能很顺利的完成实验。这样的教学模式，对于零实验基础的大一新生是有必要的，但是，当他们经过1～2次实验经历便已经掌握了基本的实验技能后，就需要提高实验难度，优化实验内容体系，才能匹配学生的能力。一方面，适当增加综合性和创新性实验内容。在教学过程中，教师需要实时掌握学生的学习状态及熟练程度。在学生已经达到预期目标的情况下，可以进入具有一定难度的综合性和创新性实验阶段。另一方面，对验证性实验增加探究因素。虽然实验书上清楚地写明了实验步骤和试剂用量，我们可以改变其中一种试剂的用量，或改变滴加顺序，或改变pH值等条件，通过对比实验现象来探究影响反应的因素。化学是一门实验科学，新的化学反应往往也是通过 “试”的过程发现的。如果从一开始让学生形成固定模式，会严重影响他们的思维，使他们只会原地踏步地“验证”实验而不敢勇往直前地探索实验，这样一来，也会严重限制化学科学的发展。

2.3 改革实验内容

2.4 引入现代教学手段

传统的无机化学实验教学过程中，存在一些弊端。学生预习实验，通常只是将实验原理、实验目的和实验内容照着书本抄写一遍。这种方式有悖于实验预习的初衷，起不到加强教学效果的作用，同时也增加了学生的作业负担。另外，无机实验课的前几十分钟，教师会将实验原理、实验目的、实验内容和具体操作等详细的讲解和演示一遍。这样一来，原本就捉襟见肘的实验课时被挤掉了一大块。更有甚者，部分老师对实验仪器的结构和操作也不能了然于胸，而他们自己认为是正确的，造成没有统一的标准。针对以上问题，有必要引入现在教学手段。首先，对于实验预习部分，可以引入“雨课堂”[5]。对于实验原理、实验目的和注意事项等部分设置相应的选择题和填空题，并规定答题不及格的学生不允许进入实验室。这样一来，学生不仅完成了实验预习环节，加深了对实验各个印象，同时教师也能掌握学生预习的情况。其次，对于实验前的讲解部分，可以借助MOOC[6]学习平台，将需要讲解的部分提前录制成视频，学生可以利用空闲时间了解实验，同时，作为公开资源，有利于避免由于老师能力的参差不齐给学生学习带来负面影响。

2.5 改进成绩考核方式和加强过程监管

无机化学实验课由于其专业性和特殊性，对于其授课情况和效果，很难受到督导组的有效监管。其结果导致实验课堂成了缺乏责任心和自律性老师的 “法外之地”，对学生的实验过程不管不问，抱着“早做完早结束”的思想。因此，实验过程需要透明化，可以将实验过程投射在公共平台上，以便实时监管。另外，实验课通常采取分组上课，一个班会分成若干组，由不同的老师授课。无机化学实验课是考查课，没有统一的给分标准，不利于公平公正。所以，有必要统一标准，以便于学生之间及教师间相互比较，取长补短。

2.6 融入课程思政[7]

随着全球化的发展，伴随着世界上不同国家的商品涌入我们国家，也带来了不同文化不同思想。大学时期是学生世界观和人生观形成的重要时期，怎样才能大学生不受外界不良思想的影响，这需要整个社会的共同参与共同努力。大学是大学生接受教育和生活的重要场所，对大学生的思想教育起到至关重要的作用。传统的思想政治教育主要依靠几门思政课程，学生的重视程度不高，学习兴趣不够，能起到的作用很有限。而课堂教学涉及到所有课程，将思政课程与课堂教学有机结合起来，深入挖掘各个课程中的思政元素，以春风化雨的形式影响学生。这样不仅起到了思想政治教育的作用，而且教育的方式更加贴近学生的生活，使学生易于接受，可起到意想不到的效果。化学是一门实验科学，无机化学实验是研究物质结构和性质关系的实验课程，是化学教育的重要组成部分。一方面，实验能验证理论知识同时也能加深对理论知识的理解，同时，实验能培养学生发现问题和解决问题的能力；另一方面，传统的无机化学实验以理论讲解、实验操作为主线，忽略了课程思政教育。 无机化学实验课程研究物质结构性质的关系及其变化规律包含着丰富的马克思主义思想，但是这些哲学思想并不易被学生发现，更谈不上被理解和领悟。这就需要教师进行归纳、总结、提炼，并实施在无机化学实验的课堂教学上，进而引导学生进行深度思考和哲学思辨。

3 结 语

在新工科背景下，对高等教育提出了更高的要求，无机化学实验课作为其中的重要环节，教学改革势在必行。本文对于传统教学中存在的弊端和短板进行了一些剖析和思考，并在“实验绿色化”、“优化实验课程体系”、“改革实验内容”、“引入现代教学手段” 、“改进成绩考核方式、加强过程监管”和“融入课程思政”方面进行了初步的改革探索，从而为切实培养卓越工程人才提供保障。