【摘 要】基礎化學實驗涵蓋常見化學實驗基本操作技術，是化學相關學科發(fā)展的堅實物質基礎。河南大學基礎化學實驗分中心承擔學校七個學院二十多個專業(yè)基礎化學實驗教學任務，在開放實驗室進一步優(yōu)化建設中，探索運用“同質異形”教學法，強化基本實驗操作技能訓練，強調(diào)結合不同學科專業(yè)實際創(chuàng)新應用。

【關鍵詞】開放實驗室；“同質化”訓練；“異形化”應用

中圖分類號： G642.0 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）21-0130-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.057

高等教育是一個國家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦酥?。從?guī)模擴張轉向注重質量提升和效益增長，走內(nèi)涵式發(fā)展道路是我國高等教育發(fā)展的必由之路。近年來，教育部、財政部在“本科教學工程”中特別要求：在大學生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等薄弱環(huán)節(jié)，建設開放共享的大學生實驗、實踐教學平臺，培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的應用型、研究型和創(chuàng)新型人才[1]。實驗課程是高校實踐育人的重要形式，高校實驗室在高校教學科研、培訓培養(yǎng)環(huán)節(jié)居于重要地位；“開放、共享、協(xié)作、互動”的開放實驗室建設成為高校實踐教學體系改革研究焦點內(nèi)容[1-6]。國內(nèi)很多高校進行開放實驗室建設探索和嘗試，針對建設過程出現(xiàn)的問題，認為制度建設完善、團隊培育提升、場地儀器保障、經(jīng)費籌措使用、獎懲考核激勵是開放實驗室建設、運行機制有效關鍵組成[7-11]。隨著開放實驗室建設深入，有些高校將實驗創(chuàng)新項目、大學生科研訓練計劃有機結合[12-15]；借鑒國外開放實驗室建設經(jīng)驗，在開放實驗室管理中引入導師制[3-17]；開發(fā)利用信息技術，提升開放實驗室運行管理水平[17-20]。

大學基礎化學實驗一般基于傳統(tǒng)無機、有機、分析、物化實驗整合優(yōu)化，是化學、化工、材料、生物科學、醫(yī)藥食品、環(huán)境科學等專業(yè)的基礎必修課程；開設對象主要面向一、二年級學生；注重學生實驗基本技能和基本方法培養(yǎng)?；A化學實驗教學存在的主要問題：生師比高、學生動手能力和自主創(chuàng)新意識薄弱、教學管理機構重視程度不夠、實驗內(nèi)容“經(jīng)典”但是陳舊等[21-24]。以“教師引導、學生為本”為主要教學理念的開放實驗，可以為學生提供更為廣闊的自由空間，使學生主動探究、自主創(chuàng)新等綜合能力得到更為良好鍛煉[1-22]。河南大學基礎化學實驗室在學校整合本科課程、縮減理論課堂教學和試驗計劃教學課時以還學生學習自主權及主動權的大環(huán)境中，通過開放實驗室建設，激發(fā)學生試驗實踐和科研興趣，促進學生個性發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)；在基礎化學開放實驗室進一步建設優(yōu)化中，結合教學服務對象實際和專業(yè)大類特點，探索形成“同質異形”教學法，具有明顯的教學實踐正向效果。

1 基礎化學開放實驗室建設現(xiàn)狀

河南大學基礎化學試驗分中心于2006年8月由原化學化工學院、醫(yī)學院、藥學院等基礎化學實驗室合并組建，承擔七個學院二十多個專業(yè)的基礎化學實驗教學任務。2007，承擔校級教改項目：《分析化學開放性實驗的實施》，2009，承擔校級教改項目：《基礎化學開放性實驗平臺建設》。通過項目開展，完善開放實驗室管理規(guī)章制度；依據(jù)基礎化學試驗教學大綱、結合專業(yè)培養(yǎng)目標整合優(yōu)化試驗項目和開發(fā)試驗教材；逐步實現(xiàn)實驗時間、實驗內(nèi)容、實驗對象三大開放功能，提高場地和儀器設備利用率，促進教學科研質量水平提升；在開放實驗室內(nèi)部，舉辦實驗創(chuàng)新競賽，釋放學生創(chuàng)新熱情，錘煉學生創(chuàng)新能力，參與學生在校級和省級大學生“挑戰(zhàn)杯”大賽中取得優(yōu)異成績；進行“個性化服務的高校實驗室開放模式的構建”研究實施，對實驗項目進行“多層次、多樣化、遞進式”劃分，采用不同開放模式，優(yōu)化完善開放實驗室建設[25-26]。

2 “同質異形”教學法運用探索

2.1 “同質”-實驗基本操作技能和方法相同、培養(yǎng)目標相通

基礎化學實驗主要是一級教育實驗即基本操作和基本技能訓練實驗，涵蓋儀器的洗滌干燥、藥品的取用、加熱方法、攪拌、過濾、蒸發(fā)、蒸餾分餾、結晶重結晶、基本度量儀器使用、沉淀、萃取、滴定分析、溶液配制等常見和基礎的化學實驗操作技術；廣泛應用于化學、化工與制藥、醫(yī)學、生物科學、環(huán)境科學等專業(yè)大類科學研究和生產(chǎn)實踐，典型如電子天平使用和試劑配制。

學生通過基礎化學實驗，掌握基本操作技能和試驗技術，養(yǎng)成嚴謹求實的科學態(tài)度，樹立開拓創(chuàng)新意識；提升文獻調(diào)研、方案設計、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)測量、分析判斷、文字表達等綜合科學素質。學生內(nèi)化形成的基本實驗操作能力、良好的實驗習慣和意志品質，既是不同相關專業(yè)培養(yǎng)目標的相通部分，也能有效遷移到專業(yè)課程實驗實踐中，為專業(yè)課程的學習發(fā)展提供堅實的物質基礎。

2.2 “異形”-專業(yè)不同，實驗內(nèi)容側重點和運用形式不完全相同

不同的學科、專業(yè)各有自身特點，內(nèi)容研究著眼點、層次范圍也有差異，決定相同的實驗操作技術在不同專業(yè)運用形式有一定差異、實驗內(nèi)容側重點也不一定完全相同。如溶液的配制，基本操作技術主要有固體藥品稱量、液體藥品量取、溶液體積定容；化學專業(yè)常配制使用準確物質的量濃度（mol/L）溶液試劑，藥物分析專業(yè)常配制使用比例濃度（1：X）和質量濃度（g/L）溶液試劑。又如pH值的測定，基本操作技術為試紙和pH計使用，化學專業(yè)側重于驗證理論知識（如醋酸電離度和電離常數(shù)測定），醫(yī)學專業(yè)側重于健康診斷和治療基準意義（如尿液、胃液、血液pH值測定），制藥、食品專業(yè)側重于通過pH值測定控制酶促反應進程和產(chǎn)品儲存條件（如抗生素維生素的生產(chǎn)和儲存、啤酒的釀造和儲存）。

2.3 “同質異形”教學法實施過程探索

（1）準備工作。挑選綜合素質相對較高學生作為開放實驗室“種子”學員和學習小組負責人，組建班級學習小組qq/微信群。借助基礎化學開放性實驗平臺，實驗指導教師預先發(fā)布實驗室現(xiàn)有藥品及儀器目錄，具體實驗任務、實驗基本操作分解步驟、相關操作小視頻、所用實驗儀器使用規(guī)范，要求以小組為單位完成實驗預習報告。

（2）“同質化”訓練?！巴|化”訓練是“異形化”應用練習的基礎，主要利用實驗課時集中訓練。實驗教學過程中，指導教師嚴格要求、認真觀察、耐心指導示范，因材施教，勉勵操作不夠熟練的學生利用實驗室開放時間單獨練習，保證每一位學生熟練規(guī)范掌握相關實驗基本操作技能。

（3）“異形化”應用練習。學習小組根據(jù)所學專業(yè)特點和興趣關注點，自主查閱文獻資料，依托實驗室現(xiàn)有藥品儀器和“同質化”練習中掌握的實驗基本操作技能，設計富有專業(yè)特色的應用實驗練習方案，報實驗指導教師指導審核后，通過預約，在實驗室開放時間段內(nèi)自主完成。

這一過程中，學生自由度增加、自主權擴大，無形中滿足求知欲和掌控欲；如果實驗現(xiàn)象、結果與預期一致，學生的成就感會進一步提升，興趣和主動性會更高，形成良性循環(huán)。這一過程中，實驗指導老師應及時加強交流溝通，幫助學生沖破思維藩籬，釋放學生的主動學習探究熱情。如通過“EDTA標準溶液的配制與標定”實驗項目，完成配位滴定基本操作技能-滴定操作、終點判斷、數(shù)據(jù)分析訓練；大多數(shù)專業(yè)學生都能自主設計相應應用練習實驗方案，如環(huán)境科學專業(yè)的“校園自來水硬度檢測”、藥學專業(yè)的“堿式碳酸鉍片中鉍含量測定”等；但醫(yī)學專業(yè)學生遲遲找不到和專業(yè)知識的結合點，指導老師指點：臨床血象常規(guī)分析所用真空采血管為抗凝管，其中的抗凝劑是什么？學生思維有了突破口，積極查閱相關資料，最終設計出“血液模擬液中Ca2+含量檢測”方案。

（4）考核激勵機制。實行“重過程、輕結果”的全過程分段考核，實驗預習報告、“同質化”訓練情況、“異形化”應用實驗方案的設計、“異形化”應用實驗開展情況按不同權重計入實驗考核成績；實驗報告力求精煉，主要側重于數(shù)據(jù)分析、實驗結果和預期結果偏差原因分析。綜合評定選拔部分責任心強、實驗綜合素質好、具有一定創(chuàng)新能力和科研熱情的學生，利用開放實驗基金資助其進行創(chuàng)新實驗研究、參加學科創(chuàng)新項目競賽，或初步納入實驗指導教師負責的科研課題項目組，觸摸科研前沿、提前開展畢業(yè)論文科研活動。

3 結語

基礎化學實驗中基本操作技能規(guī)范掌握、科學態(tài)度和良好科研習慣養(yǎng)成、協(xié)作創(chuàng)新等科學素質培育與相關專業(yè)培養(yǎng)目標相通，是學生學習發(fā)展專業(yè)知識技能的堅實物質基礎。在基礎化學開放實驗室進一步優(yōu)化建設實踐中，探索運用“同質異形”教學法：利用“同質化”訓練強化實驗基本操作技能熟練規(guī)范掌握；利用“異形化”應用練習激發(fā)學生主動探究興趣，有效提升綜合運用能力；利用合適的考核激勵機制保持學生的參與熱情和關注度，有效進行分類多層次個性化教學服務。隨著信息技術與教學科研活動的深度融合和開放實驗平臺建設的逐漸完善，師師、師生、生生間互動溝通會越加頻繁，同而有異、注重團隊協(xié)作創(chuàng)新應用的“同質異形”教學法在基礎化學開放實驗室運行實踐中也許更有生命力。

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