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無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新論文
化學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。戴安邦教授認(rèn)為：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)全面化學(xué)人才的最有效的場(chǎng)所�！敝挥姓嬲匾晫�(shí)驗(yàn)，才有利于逐步樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)、化工、醫(yī)學(xué)、生物、材料等各專(zhuān)業(yè)本科生的第一門(mén)必修的、獨(dú)立的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生步入大學(xué)后第一次比較全面系統(tǒng)、嚴(yán)格地接受實(shí)驗(yàn)技能方面的訓(xùn)練，它不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)的理論知識(shí)提供了依據(jù)，而且也是繼續(xù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)，同時(shí)也為以后獨(dú)立地進(jìn)行科學(xué)研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)起了開(kāi)路鋪石的作用。鑒于此，為了提高無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，對(duì)傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革。對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)軇?dòng)性，提高學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力具有重要意義。
1.目前無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
1.1學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)重視程度不夠
目前，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本是依附于理論課程的，這就決定了實(shí)驗(yàn)課的從屬地位。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的主要目的是驗(yàn)證理論課學(xué)過(guò)的知識(shí)，使得學(xué)生們重理論、輕實(shí)踐，從思想上沒(méi)有把實(shí)驗(yàn)課提升到一定的高度，認(rèn)真去對(duì)待。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有“偷工減料”、亂改數(shù)據(jù)、抄襲結(jié)果等現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課不能達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)要求和教學(xué)目的。
1.2學(xué)生安全環(huán)保意識(shí)差
無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課一般是針對(duì)大一的學(xué)生開(kāi)設(shè)，學(xué)生安全環(huán)保意識(shí)比較差，無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)中不可避免地產(chǎn)生“三廢”，雖數(shù)量不多，卻成分復(fù)雜，有大量有毒有害的物質(zhì)，不僅威脅到自身安全，還會(huì)造成環(huán)境污染。
1.3無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)諜程進(jìn)度安排也不合理
傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容絕大部分實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證理論的實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容較陳舊，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容較少，反映現(xiàn)代新技術(shù)發(fā)展和學(xué)科交叉的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不多。而且無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)度安排也不合理，即實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)度快于理論課，造成理論內(nèi)容還沒(méi)上，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)就巳經(jīng)先開(kāi)了，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)因缺乏理論上的指導(dǎo)，只能盲目、機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。顯然，按這種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，不但學(xué)生的基本操作和創(chuàng)新思維得不到很好的訓(xùn)練，而且很大程度上降低了學(xué)生的興趣和對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的新鮮感。
1.4無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)方法單一傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“先講后做”和“手把手教”的方法，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生雖然按教師的要求寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，但大部分學(xué)生也只是把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容照抄一遍，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意事項(xiàng)并沒(méi)有認(rèn)真思考，也不能用所學(xué)的知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象加以解釋?zhuān)狈?yīng)有的科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生過(guò)于依賴(lài)?yán)蠋熁蚪滩模x開(kāi)老師或書(shū)本便不會(huì)做實(shí)驗(yàn)[3<。例如很多學(xué)生在使用循環(huán)水式真空泵時(shí)，發(fā)現(xiàn)真空度不夠，他們就只能請(qǐng)老師來(lái)解決，缺乏自主分析問(wèn)題的能力，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和自主性。
2.無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革
2.1.1重視實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保教育，加強(qiáng)綠色化學(xué)理念
實(shí)驗(yàn)室要把安全環(huán)保知識(shí)、安全制度、操作規(guī)程等列為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之一，這在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)時(shí)顯得尤為重要。在基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不斷探索和實(shí)踐，開(kāi)展綠色化、連貫性實(shí)驗(yàn)，充分利用相關(guān)反應(yīng)，將前一個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物；強(qiáng)化“三廢”的處理，做到回收再利用；引入現(xiàn)代信息技術(shù)，以多媒體形式完成一些有毒、危害性大、污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)。
把安全制度、操作規(guī)程等列為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容之一，四川大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站新建立了關(guān)于實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保知識(shí)的培訓(xùn)平臺(tái)，新生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，可以在該平臺(tái)上先學(xué)習(xí)強(qiáng)化其安全環(huán)保知識(shí)與意識(shí)，主動(dòng)積極地參與到安全環(huán)保的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革與創(chuàng)新提供依據(jù)，更為學(xué)生今后從事綜合性探究實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
2.1.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施“應(yīng)專(zhuān)業(yè)施教”的模式，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新能力
無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有重要地位，學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)態(tài)度會(huì)直接影響今后整體化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。整合無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，構(gòu)筑新的實(shí)驗(yàn)體系。為了讓學(xué)生真正地體會(huì)到其中的樂(lè)趣，精簡(jiǎn)驗(yàn)證性化學(xué)實(shí)驗(yàn)，尋找與其專(zhuān)業(yè)相關(guān)又有趣的實(shí)驗(yàn)，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系中建立一個(gè)更加符合多學(xué)科背景的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系。對(duì)于藥學(xué)院的新生，開(kāi)設(shè)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(wú)機(jī)化學(xué)理論知識(shí)和藥學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為高素質(zhì)藥學(xué)人才的培養(yǎng)打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，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(shí)驗(yàn)。然而常用的裝置為敞開(kāi)式，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)并不環(huán)保。我們可以引導(dǎo)學(xué)生用制備硫化氫氣體的方法來(lái)改進(jìn)裝置，達(dá)到環(huán)保的目的，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)和做實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識(shí)。
2.1.3開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性
無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)加強(qiáng)與現(xiàn)代技術(shù)的融合，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，提高實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性，并且要以學(xué)生為主體，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在幾次基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程后，開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。教師提前1~2周將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)交給學(xué)生，只提示要達(dá)到的目的，要求學(xué)生通過(guò)査閱文獻(xiàn)資料后設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)方案包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、方法步驟、需用到的儀器和試液，實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果及操作注意事項(xiàng)，經(jīng)教師審閱合格后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。例如，在完成無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后，選擇教材中沒(méi)有實(shí)驗(yàn)步驟的“氯化鈉的提純與精制”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這樣不僅激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，還可以提高了他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革
2.2.1以學(xué)生為主體，運(yùn)用“啟發(fā)式”教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的興趣
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革中，堅(jiān)持“啟發(fā)式”教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)課上教師首先以提問(wèn)的方式展開(kāi)教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及預(yù)習(xí)報(bào)告所出現(xiàn)問(wèn)題展開(kāi)思考，針對(duì)實(shí)驗(yàn)中易出現(xiàn)問(wèn)題加以“啟發(fā)式”說(shuō)明，鼓勵(lì)和促使學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、觀察和分析問(wèn)題,遇到困難自行尋找解決問(wèn)題的辦法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。以綜合性實(shí)驗(yàn)硝酸鉀的制備為例，該制備實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作中以硝酸鈉和氯化鉀作為反應(yīng)原料，反應(yīng)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(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的四元交互體系。在具體的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，先把學(xué)生進(jìn)行分組，講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行討論，然后各組同學(xué)按照不同的實(shí)'驗(yàn)條件進(jìn)行，通過(guò)比較各組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，向?qū)W生提出問(wèn)題。從教學(xué)效果分析，實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生思維能力是有促進(jìn)作用的[7]。這一做法極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)了自主探索的積極性，學(xué)生們以極大的興趣展開(kāi)討論，這種“啟發(fā)式”教學(xué)方法較之傳統(tǒng)教學(xué)方法在提高學(xué)生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢(shì)就更加明顯了。
2.2.2引入現(xiàn)代信息技術(shù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果現(xiàn)行無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中計(jì)算機(jī)多媒體課件使用較少，網(wǎng)上資源得不到充分利用，學(xué)生的視野受到限制。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)充分利用多媒體技術(shù)，增大課堂教學(xué)的容量，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)了解化學(xué)現(xiàn)象、反應(yīng)規(guī)律和操作步驟。如酸度計(jì)、電導(dǎo)率儀等常用實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，利用多媒體輔助教學(xué)，學(xué)生可以清楚看到實(shí)驗(yàn)的具體過(guò)程，弄懂實(shí)驗(yàn)的基本原理和具體步驟，自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)更加順利。我們也可以利用網(wǎng)絡(luò)交流工具’如班級(jí)QQ群，采用在線或留言方式集體討論在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題。打破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地域性和時(shí)間性的約束，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，拓展學(xué)生的視野。
2.2.3開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，引導(dǎo)學(xué)生及早介入科研
在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生缺乏自由發(fā)揮的機(jī)會(huì)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室可以為這些同學(xué)提供很好的機(jī)會(huì)，不僅彌補(bǔ)了普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間緊、學(xué)生動(dòng)手時(shí)間有限等缺點(diǎn)，而且還可提高無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的利用率。學(xué)生可在課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做自己感興趣的實(shí)驗(yàn)，也可參與教師的課題研究。學(xué)生可在教師所提供的根據(jù)科研項(xiàng)目引出的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)題目中選擇自己感興趣的題目，在教師指導(dǎo)下通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。這為他們熟悉科研工作的基本過(guò)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(chǔ)。
2.2.4做到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步進(jìn)行
傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)課程出現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)，“先講后做”或“先做后講”的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。針對(duì)這一現(xiàn)象，我們精心安排課程進(jìn)度，做到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同步于理論課程，如學(xué)完“配合物”這一章后，緊接著安排“磺基水楊酸與三價(jià)鐵離子配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生理解和記憶理論知識(shí)。
2.2.5定期舉行實(shí)驗(yàn)技能大賽
在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了積極落實(shí)素質(zhì)教育，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增加學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，應(yīng)定期舉行化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能大賽。在參賽的整個(gè)過(guò)程都以規(guī)范操作為主線，讓學(xué)生多加練習(xí)，在練習(xí)中教師要加強(qiáng)巡視指導(dǎo)，使學(xué)生不正確不規(guī)范的操作及時(shí)得到糾正，并養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2.2.6報(bào)廢儀器的合理使用
報(bào)廢的儀器設(shè)備可以將其擺到實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可通過(guò)以拆裝這些報(bào)廢器材，了解儀器的主要構(gòu)造、各部件的組成部分及其工作原理，熟悉儀器構(gòu)造性能和操作要領(lǐng)。此外老師還可將這些廢舊的儀器設(shè)備作為教具，在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，使學(xué)生的學(xué)習(xí)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(bào)廢儀器的使用價(jià)值，而且還可以提高學(xué)生們創(chuàng)作的積極性。同時(shí)還可作為培訓(xùn)青年教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的基地，在經(jīng)驗(yàn)豐富教師的指導(dǎo)下，新的工作人員可在短期內(nèi)迅速掌握儀器的構(gòu)造，了解儀器易出故障和日常維護(hù)、維修，有力推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的素質(zhì)提高。
3.結(jié)束語(yǔ)
聯(lián)合國(guó)教科文組織提出關(guān)于“沒(méi)有實(shí)驗(yàn)就不算是科學(xué)研究”，把實(shí)驗(yàn)真正看成是實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容等方面對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意和創(chuàng)新能力，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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