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無機化學實驗教學改革與創(chuàng)新論文
化學是一門實驗科學。戴安邦教授認為：“化學實驗室是培養(yǎng)全面化學人才的最有效的場所。”只有真正重視實驗，才有利于逐步樹立實事求是的科學態(tài)度。無機化學實驗是化學、化工、醫(yī)學、生物、材料等各專業(yè)本科生的第一門必修的、獨立的基礎實驗課程，是學生步入大學后第一次比較全面系統(tǒng)、嚴格地接受實驗技能方面的訓練，它不僅為學生學習無機化學的理論知識提供了依據(jù)，而且也是繼續(xù)化學實驗課程的基礎，同時也為以后獨立地進行科學研究和科學實驗起了開路鋪石的作用。鑒于此，為了提高無機化學實驗的教學質量，對傳統(tǒng)的無機化學實驗教學進行了改革。對調動學生的實驗能動性，提高學生對無機化學實驗的學習興趣和獨立獲取知識的能力，培養(yǎng)學生良好的科學素質和創(chuàng)新能力具有重要意義。
1.目前無機實驗教學存在的問題
1.1學生對實驗重視程度不夠
目前，無機化學實驗教學基本是依附于理論課程的，這就決定了實驗課的從屬地位。學生完成實驗的主要目的是驗證理論課學過的知識，使得學生們重理論、輕實踐，從思想上沒有把實驗課提升到一定的高度，認真去對待。在實驗過程中有“偷工減料”、亂改數(shù)據(jù)、抄襲結果等現(xiàn)象，導致實驗課不能達到應有的教學要求和教學目的。
1.2學生安全環(huán)保意識差
無機化學實驗課一般是針對大一的學生開設，學生安全環(huán)保意識比較差，無機實驗中不可避免地產生“三廢”，雖數(shù)量不多，卻成分復雜，有大量有毒有害的物質，不僅威脅到自身安全，還會造成環(huán)境污染。
1.3無機實驗教學內容陳舊，實驗諜程進度安排也不合理
傳統(tǒng)的無機化學實驗內容絕大部分實驗屬于驗證理論的實驗，內容較陳舊，創(chuàng)新性實驗、設計性實驗、綜合性實驗及應用性實驗的內容較少，反映現(xiàn)代新技術發(fā)展和學科交叉的實驗內容也不多。而且無機化學實驗課程進度安排也不合理，即實驗課的進度快于理論課，造成理論內容還沒上，相應的實驗就巳經先開了，學生在做實驗時因缺乏理論上的指導，只能盲目、機械地完成實驗內容。顯然，按這種實驗內容進行教學，不但學生的基本操作和創(chuàng)新思維得不到很好的訓練，而且很大程度上降低了學生的興趣和對無機化學實驗教育的新鮮感。
1.4無機化學實驗教學模式和教學方法單一傳統(tǒng)實驗教學采用“先講后做”和“手把手教”的方法，實驗前學生雖然按教師的要求寫預習報告，但大部分學生也只是把實驗內容照抄一遍，對實驗中的重點、難點和注意事項并沒有認真思考，也不能用所學的知識對實驗中出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象加以解釋，缺乏應有的科學態(tài)度。實驗時，學生過于依賴老師或教材，離開老師或書本便不會做實驗[3<。例如很多學生在使用循環(huán)水式真空泵時，發(fā)現(xiàn)真空度不夠，他們就只能請老師來解決，缺乏自主分析問題的能力，不能充分調動學生實驗的積極性和自主性。
2.無機化學實驗教學改革的探索
2.1實驗教學內容的改革
2.1.1重視實驗室安全環(huán)保教育，加強綠色化學理念
實驗室要把安全環(huán)保知識、安全制度、操作規(guī)程等列為實驗教學內容之一，這在無機化學實驗開設時顯得尤為重要。在基礎無機化學實驗教學過程中，不斷探索和實踐，開展綠色化、連貫性實驗，充分利用相關反應，將前一個實驗產物作為下一個實驗的反應物；強化“三廢”的處理，做到回收再利用；引入現(xiàn)代信息技術，以多媒體形式完成一些有毒、危害性大、污染嚴重的實驗。
把安全制度、操作規(guī)程等列為實驗教學的內容之一，四川大學化學基礎實驗教學中心網站新建立了關于實驗室安全環(huán)保知識的培訓平臺，新生在進入實驗室前，可以在該平臺上先學習強化其安全環(huán)保知識與意識，主動積極地參與到安全環(huán)保的實驗教學中，為無機實驗內容改革與創(chuàng)新提供依據(jù)，更為學生今后從事綜合性探究實驗奠定基礎。
2.1.2優(yōu)化實驗教學內容，實施“應專業(yè)施教”的模式，培養(yǎng)學生的興趣和創(chuàng)新能力
無機化學實驗在整個化學實驗教學中占有重要地位，學生的興趣和學習態(tài)度會直接影響今后整體化學實驗教學的效果。整合無機化學實驗的內容，構筑新的實驗體系。為了讓學生真正地體會到其中的樂趣，精簡驗證性化學實驗，尋找與其專業(yè)相關又有趣的實驗，無機化學實驗課程體系中建立一個更加符合多學科背景的實驗內容體系。對于藥學院的新生，開設了硫酸亞鐵銨的制備，硫酸亞鐵銨[(NH4)2S04?FeS04.6H20]是治療缺鐵性貧血藥物的重要成分，融合無機化學理論知識和藥學專業(yè)知識，為高素質藥學人才的培養(yǎng)打下了結實的基礎。同時，硫酸亞鐵銨的制備是利用廢鐵屑為原料，變廢為寶的環(huán)保型實驗。然而常用的裝置為敞開式，導致實驗并不環(huán)保。我們可以引導學生用制備硫化氫氣體的方法來改進裝置，達到環(huán)保的目的，激發(fā)了學生學習無機化學和做實驗的興趣，培養(yǎng)了學生的獨立實驗能力和創(chuàng)新意識。
2.1.3開設綜合設計型實驗，發(fā)揮學生的主觀能動性
無機化學實驗內容應加強與現(xiàn)代技術的融合，增加實驗的趣味性，提高實驗的應用性，并且要以學生為主體，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，發(fā)揮學生的主觀能動性。在幾次基礎實驗課程后，開設綜合設計型實驗。教師提前1~2周將設計實驗的任務交給學生，只提示要達到的目的，要求學生通過査閱文獻資料后設計出實驗方案，實驗方案包括：實驗目的、原理、方法步驟、需用到的儀器和試液，實驗預期結果及操作注意事項，經教師審閱合格后獨立完成實驗。例如，在完成無機化學基礎實驗后，選擇教材中沒有實驗步驟的“氯化鈉的提純與精制”進行實驗設計。這樣不僅激發(fā)學生的自主學習興趣，還可以提高了他們分析問題和解決問題的能力。
2.2實驗教學模式的改革
2.2.1以學生為主體，運用“啟發(fā)式”教學方式，激發(fā)學生的興趣
在實驗教學方法改革中，堅持“啟發(fā)式”教學方法，實驗課上教師首先以提問的方式展開教學，啟發(fā)學生對實驗原理及預習報告所出現(xiàn)問題展開思考，針對實驗中易出現(xiàn)問題加以“啟發(fā)式”說明，鼓勵和促使學生獨立思考問題、觀察和分析問題,遇到困難自行尋找解決問題的辦法，激發(fā)學生的學習主動性。以綜合性實驗硝酸鉀的制備為例，該制備實驗在實際操作中以硝酸鈉和氯化鉀作為反應原料，反應的條件一般較難控制，混合溶液中有4種鹽，分別是硝酸鉀、氯化鉀、硝酸鈉和氯化鈉,在溶液中構成一個復雜的四元交互體系。在具體的實驗課堂教學中，先把學生進行分組，講授實驗內容并進行討論，然后各組同學按照不同的實'驗條件進行，通過比較各組同學的實驗結果，向學生提出問題。從教學效果分析，實驗課堂教學中潛移默化的培養(yǎng)學生思維能力是有促進作用的[7]。這一做法極大地調動了學生學習的主動性，激發(fā)了自主探索的積極性，學生們以極大的興趣展開討論，這種“啟發(fā)式”教學方法較之傳統(tǒng)教學方法在提高學生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢就更加明顯了。
2.2.2引入現(xiàn)代信息技術，優(yōu)化實驗教學效果現(xiàn)行無機化學實驗教學中計算機多媒體課件使用較少，網上資源得不到充分利用，學生的視野受到限制。實驗教學過程中應充分利用多媒體技術，增大課堂教學的容量，增強教學的直觀性，使學生充分認識了解化學現(xiàn)象、反應規(guī)律和操作步驟。如酸度計、電導率儀等常用實驗儀器的使用方法，利用多媒體輔助教學，學生可以清楚看到實驗的具體過程，弄懂實驗的基本原理和具體步驟，自己動手完成實驗更加順利。我們也可以利用網絡交流工具’如班級QQ群，采用在線或留言方式集體討論在實驗中遇到的問題。打破實驗教學的地域性和時間性的約束，豐富學生的學習內容，拓展學生的視野。
2.2.3開放實驗室，引導學生及早介入科研
在平時的實驗教學過程中，學生缺乏自由發(fā)揮的機會。開放實驗室可以為這些同學提供很好的機會，不僅彌補了普通實驗教學時間緊、學生動手時間有限等缺點，而且還可提高無機化學實驗室的利用率。學生可在課余時間到實驗室做自己感興趣的實驗，也可參與教師的課題研究。學生可在教師所提供的根據(jù)科研項目引出的開放實驗題目中選擇自己感興趣的題目，在教師指導下通過查閱國內外文獻資料，自行設計實驗方案。這為他們熟悉科研工作的基本過程，拓寬眼界，提高科研創(chuàng)新能力，今后從事科研工作奠定了一定的基礎。
2.2.4做到理論教學和實驗教學同步進行
傳統(tǒng)無機化學課程出現(xiàn)理論教學和實驗教學脫節(jié)，“先講后做”或“先做后講”的現(xiàn)象經常發(fā)生。針對這一現(xiàn)象，我們精心安排課程進度，做到實驗內容同步于理論課程，如學完“配合物”這一章后，緊接著安排“磺基水楊酸與三價鐵離子配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定”實驗，便于學生理解和記憶理論知識。
2.2.5定期舉行實驗技能大賽
在本科實驗教學中，為了積極落實素質教育，規(guī)范實驗操作，提高學生的動手能力，增加學生學習無機化學實驗的興趣，應定期舉行化學實驗技能大賽。在參賽的整個過程都以規(guī)范操作為主線，讓學生多加練習，在練習中教師要加強巡視指導，使學生不正確不規(guī)范的操作及時得到糾正，并養(yǎng)成良好的實驗習慣，激發(fā)學生的學習興趣和熱情，提高學生解決實際問題的能力。
2.2.6報廢儀器的合理使用
報廢的儀器設備可以將其擺到實驗室，學生可通過以拆裝這些報廢器材，了解儀器的主要構造、各部件的組成部分及其工作原理，熟悉儀器構造性能和操作要領。此外老師還可將這些廢舊的儀器設備作為教具，在課堂上對學生進行講解，使學生的學習更具直觀性，使課堂授課的效果更佳。這樣不僅可以變廢為寶，發(fā)揮報廢儀器的使用價值，而且還可以提高學生們創(chuàng)作的積極性。同時還可作為培訓青年教師和實驗技術人員的基地，在經驗豐富教師的指導下，新的工作人員可在短期內迅速掌握儀器的構造，了解儀器易出故障和日常維護、維修，有力推動了實驗技術人員的素質提高。
3.結束語
聯(lián)合國教科文組織提出關于“沒有實驗就不算是科學研究”，把實驗真正看成是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。無機化學實驗是化學實驗的基礎，通過對實驗課教學模式和教學內容等方面對無機化學實驗教學進行了改革與實踐，提高了學生的學習主動性和積極性，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意和創(chuàng)新能力，為進一步的學習和工作打下了堅實的基礎。
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