張秀梅，高　偉

(淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽　淮北　235000)

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在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識*

張秀梅，高偉

(淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽淮北235000)

大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是時(shí)代的要求。本文論述了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新意識培養(yǎng)的重要性，從實(shí)驗(yàn)室的布置；實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)；多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法；科研促進(jìn)教學(xué)和完善考核制度五個(gè)方面探討了在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的策略。通過教學(xué)模式的改革，學(xué)生的興趣和創(chuàng)新能力都得了很大的提高。

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新意識；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才，已經(jīng)成為當(dāng)今時(shí)代的潮流。高等學(xué)校作為知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，有責(zé)任將創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融人到教學(xué)的全過程，提高大學(xué)生的創(chuàng)新的本領(lǐng)[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)體系的一個(gè)重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，己逐漸成為廣大化學(xué)教師的共識[2]。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)?；瘜W(xué)專業(yè)學(xué)生的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的起點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。它對學(xué)生創(chuàng)新思維和素質(zhì)教育的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。如何在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)工作能力和創(chuàng)新能力，是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的關(guān)鍵之一。近幾年來，我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了探索，結(jié)合傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，主要從實(shí)驗(yàn)室的布置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的精設(shè)、混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、科研促進(jìn)教學(xué)、完善考核制度等五個(gè)方面對無機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改進(jìn)，并探討學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1　實(shí)驗(yàn)室的布置

大一新生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前或多或少的對化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)室的裝飾都有些好奇和設(shè)想。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是新生入學(xué)后進(jìn)行的第一門實(shí)驗(yàn)課，無機(jī)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境是新生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后的第一印象。實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境對學(xué)生的興趣起到很重要的作用。為了營造一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)氛圍和學(xué)習(xí)環(huán)境。首先在實(shí)驗(yàn)室過道的兩側(cè)墻上貼著著名科學(xué)家及學(xué)者的畫像和警局，讓學(xué)生時(shí)時(shí)刻刻感受化學(xué)的魅力以及自己的責(zé)任，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。其次在實(shí)驗(yàn)內(nèi)的墻上貼著實(shí)驗(yàn)室守則和一系列規(guī)章制度，讓學(xué)生明白在實(shí)驗(yàn)室一定要遵守實(shí)驗(yàn)的規(guī)則。再著就是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外放些滅火器，沙袋及沙桶，提示學(xué)生實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，謹(jǐn)慎性以及操作的規(guī)范性。通過上述的感性認(rèn)識，再加上教師的講解，學(xué)生的專業(yè)思想和對實(shí)驗(yàn)的興趣都得以建立。為今后的實(shí)驗(yàn)打下很好的基礎(chǔ)。

2　精設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系研究多圍繞課程知識點(diǎn)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要以滿足單一實(shí)驗(yàn)的教學(xué)為主，不能很好地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)之間以及不同學(xué)科間的知識與能力相融合的綜合性實(shí)驗(yàn)。這是目前畢業(yè)生普遍存在創(chuàng)新能力不強(qiáng)的主要原因。為了改變這一現(xiàn)象，必須重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能；培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。因此對無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了改進(jìn)：

(1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)一個(gè)已知的結(jié)果是正確的,例如緩沖容量與緩沖溶液組分濃度間的關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求(增大或減少組分濃度來判斷緩沖容量的大小)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證某一結(jié)論是否正確。而探索性實(shí)驗(yàn)，是指在不知實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提下，通過改變實(shí)驗(yàn)條件，探索，得出結(jié)論。在探索性實(shí)驗(yàn)中學(xué)生有較多的思考和討論的空間。學(xué)過基本化學(xué)理論后，運(yùn)用已有的知識進(jìn)行探索性的實(shí)驗(yàn)是非常有利于學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的，教師可對實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，操作的安排及規(guī)范性以及藥品的選擇提出一些問題，供學(xué)生討論研究。

(2) 開設(shè)交叉綜合型實(shí)驗(yàn)。交叉綜合型實(shí)驗(yàn)是指化學(xué)與生物、材料等相關(guān)學(xué)科交叉開設(shè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以研究性，綜合性為主，其實(shí)驗(yàn)是要求學(xué)生具備一定的基礎(chǔ)理論知識，一定的實(shí)驗(yàn)基本操作能力和文獻(xiàn)查閱能力。該類實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了化學(xué)前沿，熱點(diǎn)研究和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，如含鋅藥物的制備及含量的測定，Zn的化合物ZnSO4·7H2O，ZnO，Zn(Ac)2等都有藥物作用，醫(yī)學(xué)上ZnSO4·7H2O內(nèi)服為催吐劑，外用可配制滴眼液(0.1%～1%)利用其收斂性可治療沙眼。在制藥工業(yè)上，硫酸鋅是制備其它含鋅藥物的原料；0.1%～0.5% 的醋酸鋅溶液可作洗眼劑，外用為收斂及緩沖的消毒藥。此實(shí)驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，學(xué)生倍感興趣，同時(shí)學(xué)生從中學(xué)到了分離、提純、成分分析等綜合實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生的綜合解決問題的能力、創(chuàng)新能力以及用化學(xué)知識造福于人類的能力。含碘廢液的回收及利用，碘是人體必需的微量元素，在工業(yè)和醫(yī)藥中都有很大用處，并且制取單質(zhì)碘時(shí)工藝復(fù)雜，成本昂貴。某課題組以及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中需要用到含碘的原料，因而產(chǎn)出許多含碘的廢液，若將其直接排放,不僅帶來環(huán)境污染，而且造成碘資源的浪費(fèi)，因此從含碘廢液中回收碘，充分利用二次資源。此類實(shí)驗(yàn)結(jié)合“綠色化學(xué)”教學(xué)理念，變廢為寶，減少污染。加強(qiáng)學(xué)生的綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)意識。

(3)注重開放性實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新精神，以學(xué)生為主體，按實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行選擇實(shí)驗(yàn)裝置，指導(dǎo)教師審查實(shí)驗(yàn)方案。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，充分發(fā)揮學(xué)生的特長。我院每學(xué)期都有多項(xiàng)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由指導(dǎo)教師申請，各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)員選定與課程安排,分別由各位立項(xiàng)教師具體安排和負(fù)責(zé)。如房間內(nèi)甲醛含量的測定，甲醛作為室內(nèi)最主要的污染物之一，越來越受到人們關(guān)注。甲醛已被世界衛(wèi)生組織WHO定為人體潛在致癌物和環(huán)境污染物[3]。因此，了解測定室內(nèi)空氣中甲醛的含量并及時(shí)防御意義重大。檢測選擇具有代表性的實(shí)驗(yàn)室、學(xué)生宿舍和教師住宅等多處，分析甲醛的主要來源、討論防治對策。

3　混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

常言道，教學(xué)相長，教學(xué)過程中師生主客體角色要不斷的互換，學(xué)生應(yīng)充分地自我表現(xiàn)，自主地發(fā)展，有利于人的“潛力”的開發(fā)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法為教師要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師根據(jù)理論課上講授的知識對實(shí)驗(yàn)內(nèi)，實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)原理等進(jìn)行詳細(xì)的講解，后由學(xué)生為主體完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。隨著教育信息化的深入，混合式教學(xué)模式應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引起重視?；旌鲜浇虒W(xué)是把傳統(tǒng)的面對面教學(xué)和數(shù)字化教學(xué)結(jié)合起來，從而獲得更佳的教學(xué)效果。借助互動(dòng)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，提供大量的在線學(xué)習(xí)視頻，供學(xué)生隨時(shí)觀看，反復(fù)學(xué)習(xí)；再通過面對面的課堂互動(dòng)討論，為學(xué)生答疑解惑，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。具體做法為：首先教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)計(jì)，混合教學(xué)目標(biāo)的確定和教學(xué)資源的收集；其次學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)，在線互動(dòng)、答疑、監(jiān)督評價(jià)；再通過小組討論深化理解；課堂上師生面對面交流，教師對重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行講解輔導(dǎo)特別是實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，教師引導(dǎo)、點(diǎn)評。

4　科研促進(jìn)教學(xué)

教學(xué)和科研是高等院校發(fā)展的永恒主題。高校教師既要從事教學(xué)，又要進(jìn)行科研，以教學(xué)為中心，教學(xué)帶動(dòng)科研，科研促進(jìn)教學(xué)[4]。科學(xué)研究可以更新教師知識結(jié)構(gòu)、完善教師的知識體系，增強(qiáng)教學(xué)的深度和廣度，提高教學(xué)效果。科研課題和科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新。在實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果，自行查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。盡管學(xué)生實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果不一定達(dá)到要求，但是通過綜合訓(xùn)練，使學(xué)生對科研的基本方法和過程有了一個(gè)清楚的認(rèn)識和體驗(yàn)，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。教師對學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)應(yīng)保持充分的敏感，能夠較好地把握前沿動(dòng)態(tài)，把科研的思維方法及科研態(tài)度融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。把最新的知識和信息傳遞給學(xué)生，讓學(xué)生參與科研，感受科研氛圍，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)借助科研經(jīng)費(fèi)改善實(shí)驗(yàn)條件，近年來，教師努力爭取課題，利用承擔(dān)國家級及省部級的科研經(jīng)費(fèi)，購置了一些實(shí)驗(yàn)儀器如紫外測試儀，熱重分析儀，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，電子分析天平等改善了實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件，有效地推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容直接接觸學(xué)科研究前沿，學(xué)生在這種氛圍熏陶下，其創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力都得到了相應(yīng)的提高。

5　完善考核制度

考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一，對教學(xué)起到導(dǎo)向、檢驗(yàn)、反饋和激勵(lì)等作用。科學(xué)合理的考核既能全面和公正評價(jià)學(xué)生接受和掌握知識和操作技能的程度，也能客觀評價(jià)指導(dǎo)教師的教學(xué)質(zhì)量和效果，及時(shí)診斷實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題，反饋各種信息，充分調(diào)動(dòng)雙方的積極性和主動(dòng)性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[5]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于理論教學(xué)，它不僅講授解釋相關(guān)的理論知識，而且要注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、觀察能力和操作技能力以及培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。因此，對實(shí)驗(yàn)成績的考核應(yīng)該貫穿實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程，即實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)提問及討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、個(gè)人實(shí)驗(yàn)總結(jié)等。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)教師應(yīng)該通過提問的方式來考查檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，如本實(shí)驗(yàn)的主要目的是什么？用到了哪些主要的儀器，在這些儀器使用過程中應(yīng)注意些什么？等等。根據(jù)學(xué)生的回答情況和預(yù)習(xí)報(bào)告的書寫情況給出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)以巡視的方式，觀察學(xué)生操作的規(guī)范性，動(dòng)手熟練的程度性等，解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程中存在的問題,或?qū)W(xué)生操作過程中存在的問題進(jìn)行質(zhì)疑，以交流的方式與學(xué)生進(jìn)行探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性，有明顯錯(cuò)誤的，找出出錯(cuò)的原因如果有時(shí)間要求立刻重做，如果沒時(shí)間下次和別的組一起重做。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)分析、討論及數(shù)據(jù)記錄和個(gè)人對所做實(shí)驗(yàn)的總結(jié)、感受。應(yīng)于下一個(gè)實(shí)驗(yàn)前交給指導(dǎo)教師。教師應(yīng)及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對有錯(cuò)誤的地方作記號指出，并及時(shí)反饋給學(xué)生。一學(xué)期所有的實(shí)驗(yàn)都結(jié)束了，進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)考試(一般安排在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后一周進(jìn)行)。實(shí)驗(yàn)考試分為口試和實(shí)驗(yàn)操作，口試的主要內(nèi)容是各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、思考題及實(shí)驗(yàn)過

程中存在的問題；操作考試的內(nèi)容主要是已做實(shí)驗(yàn)中一些主要儀器的使用，讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)當(dāng)場完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。最后由指導(dǎo)教師給出考試成績。公正、客觀地評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績應(yīng)貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中。

6　結(jié)　語

近些年來，我院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作在校院兩級領(lǐng)導(dǎo)的正確指引下，實(shí)驗(yàn)教師不斷地鉆研探索改革創(chuàng)新下，取得了較大的發(fā)展進(jìn)步，在許多教師的心目中己牢固樹立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)與時(shí)共進(jìn)教學(xué)模式不斷創(chuàng)新，才有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

[1]張永華,郭長彬,張國璽.在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,28(12):88-91.

[2]張學(xué)軍,王鎖萍.全面改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005(1):4-6.

[3]蘇斌,楊雪萍,趙翠影,等.室內(nèi)甲醛含量的測定及清除劑的制備[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009(4):138-139.

[4]韋化,唐紀(jì)良.以科研促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[J].中國大學(xué)教學(xué), 2008(3): 81-83.

[5]曾明榮.改善實(shí)驗(yàn)條件,完善考核制度實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(10):143-147.

Cultivating Students’ Innovative Consciousness during the Teaching of Inorganic Chemistry Experiment*

ZHANGXiu-mei,GAOWei

(School of Chemistry and Material Science, Huaibei Normal University, Anhui Huaibei 235000, China)

The cultivation of college students’ innovative abilitities is the requirement of the times. The importance of cultivating students’ innovative consciousness in the Inorganic Chemistry Experiment teaching was discussed. Based on five aspects such as laboratory arrangement, design of experiment contents, experimental teaching methods, scientific research promoting teaching and perfecting examination system, strategy in cultivating the students’ creative ability in the teaching of Inorganic Chemistry experiment was investigated. The students’ interest and innovation abilitities were greatly improved by the reform of teaching mode.

Inorganic Chemistry Experiment; innovative consciousness; experimental teaching

安徽省教學(xué)研究項(xiàng)目資助(No: 2014jyxm171)。

張秀梅(1979-)，女，博士，副教授，主要從事無機(jī)化學(xué)及化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。

O61

A

1001-9677(2016)012-0198-03