周碩林，李家其

(長沙師范學院初等教育學院，湖南 長沙 410100)

大學化學實驗是面向理、工、醫(yī)等學科開設的基礎課程，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。近年來，圍繞大學化學實驗課程進行改革，取得了一些積極進展[1-3]。但科學教育專業(yè)不同于化學、制藥、材料等理、工科專業(yè)，其主要培養(yǎng)能夠在小學或其他教育機構(gòu)從事小學科學或綜合實踐活動等課程的教學與研究工作，能夠開展青少年科技活動指導與科學普及教育和管理工作的高素質(zhì)專業(yè)化科學教育人才?？茖W教育專業(yè)人才培養(yǎng)體系中涵蓋物理、化學、生物、地理、教育學等多個學科，根據(jù)科學教育專業(yè)特點，適應理科綜合化，強化實踐動手能力，開設獨立的大學化學實驗課程很有必要。因此，大學化學實驗作為科學教育專業(yè)非常重要的先期課程，是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新思維能力的重要途徑，其教學目的是訓練學生化學實驗的基本技能，其教學目標是進一步培養(yǎng)學生的科學思維能力、實驗操作及實驗設計能力。然而，面向非化學專業(yè)的理工科而開設的大學化學實驗室國內(nèi)也有一些探索和實踐[4-5]，但面向科學教育專業(yè)的大學化學實驗課程改革案例還相對缺乏。

學校重視實驗教學，持續(xù)推進實驗教學改革力度，注重實驗教學對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開設大學化學實驗這一課程，既要符合科學教育專業(yè)人才培養(yǎng)目標，又要在有限的課時條件下取得較好的預期效果，特別是在師范生專業(yè)認證背景下，強調(diào)成果產(chǎn)出導向，因此對大學化學實驗課程進行深入改革很有必要。近年來，我?？茖W教育專業(yè)依托中央支持地方高校共建的科學教育綜合實驗室為實驗教學平臺，持續(xù)推進大學化學實驗課程教學內(nèi)容、教學模式和教學方法等方面改革，不斷融于綠色化學、可持續(xù)發(fā)展、課程思政及相關領域科研成果，大學化學實驗課程初步形成了教學理念不落后，教學內(nèi)容不重舊，教學方法有創(chuàng)新的特點，為培養(yǎng)應用型科學教育人才創(chuàng)造了良好條件。

1 精選教學內(nèi)容，融合專業(yè)特點

緊扣科學教育專業(yè)特點，對實驗項目進行精心篩選和設置，除基本操作和技能外，打破原有專業(yè)實驗條塊分割的教學格局，將分析化學和無機化學實驗項目進行整合，同時增強本課程內(nèi)實驗項目之間的聯(lián)系，使實驗項目的設置更加科學合理。為加強科學教育專業(yè)與化學學科發(fā)展的融合、理論化學與大學化學實驗的聯(lián)系，近年來，新建有機化學實驗室、無機化學實驗室、分析檢測實驗室，新增氣相色譜儀、高效液相色譜儀、紫外可見分光光度計、傅里葉紅外光譜儀、高速離心機、阿貝折射儀等儀器設備，使本課程具有了良好硬件基礎。在此基礎上更新了實驗項目，延伸了實驗內(nèi)容，保證了教學內(nèi)容的先進性。

為進一步契合專業(yè)特點，在保持化學學科實驗的基礎上，又能聯(lián)系科學教育專業(yè)實際。在實驗內(nèi)容或?qū)嶒炘O置上進行了調(diào)整，如表1所示，這些調(diào)整為后續(xù)科學教育專業(yè)課程的學習打下基礎，同時將化學實驗項目與其他學科知識、日常生活事物或現(xiàn)象等有機結(jié)合，將不同學科進行融合，不斷豐富實驗項目內(nèi)容，賦予實驗項目新內(nèi)涵。因此在課程保持了化學的學科性，同時又能體現(xiàn)出鮮明的專業(yè)特色。

表1 課程改革前后部分實驗項目對比Table 1 Comparison of experimental projects before and after the curriculum reform

依托教師科研項目等資源，注重科研成果向?qū)嶒烅椖康霓D(zhuǎn)化，把反映化學學科與科學教育專業(yè)多學科交叉領域前沿的學科知識和科研成果(物理、生物等)充實到實驗教學中。如傳統(tǒng)的實驗項目“乙酸乙酯的制備”更新為以生物質(zhì)為來源的乙酰丙酸與正丁醇的酯化反應，得到生物質(zhì)平臺分子乙酰丙酸正丁酯。通過對實驗項目的優(yōu)化和整合，讓課程更緊扣專業(yè)特點，同時也注重了多學科交叉融合對人才思維方式綜合化、多樣化的培養(yǎng)。

2 建設線上資源，構(gòu)建全程導學

科學教育專業(yè)開設大學化學實驗，課時有限，為進一步發(fā)揮課程意義，讓學生“忙起來”，達到課程預期目標。大學化學實驗在多年開設的經(jīng)驗基礎上，結(jié)合科學教育專業(yè)特點，進一步修改并完善了教學大綱、進度、考核內(nèi)容和標準，形成了較為完善的多媒體課件，建立了安全教育線上考核試題庫，制作了多個實驗基本操作視頻等課程資源。在以學習通線上平臺上建設線上資源，并增加線上預習任務、交流互動等模塊，一方面有效地解決了課程課時不足的問題，另一方面，充分調(diào)動學生參與實驗教學的積極性和主動性。

大學化學實驗突出學生為主體，以教學大綱為藍本，精心編制全程導學方案，讓學生明白實驗做什么？為什么做？如何做？。在大學化學實驗課程導學部分中，每個實驗項目設置了3-5個有代表性和針對性的問題或知識點，作為背景介紹或思考題，以激發(fā)學習積極性和能動性，發(fā)揮學生在實驗教學中的主體地位。這種形式有效地避免了因開設課時不足、學生預習不到位所導致的實驗預習效果差等問題，能夠起到督促和促進學生主動對實驗項目進行了解的目的，同時讓實驗指導教師對學生在導學過程中的情況有所了解，在實驗教學過程中給予更為清晰和側(cè)重的指導。

3 雙重任務驅(qū)動，獨立完成實驗

為更好地發(fā)揮大學化學實驗課程功能，鍛煉學生基本的操作能力和創(chuàng)新能力，為此設置了“雙重”任務。一是在實驗預習階段，根據(jù)實驗項目的目的及內(nèi)容，要求學生在課前要弄清實驗的原理、實驗的方法，學習實驗項目中所涉及的關鍵知識點、操作要點和注意事項。通過自學實驗前的檢測題，檢驗自學成效，完成實驗預習任務。二是在實驗過程中，采取分小班授課的模式，并增加了儀器臺套數(shù)，改變原有兩人一組的實驗教學模式，讓學生獨立完成實驗操作、數(shù)據(jù)處理分析、實驗報告和實驗思考題。這種個人獨立完成整個實驗項目的任務為驅(qū)動，較大程度地激發(fā)了學生的潛能，調(diào)動了學生學習的自主性和積極性。在實際教學過程中，有效地避免了部分同學依賴的心理，減少了“只看不做”或“做多做少一個樣”的現(xiàn)象，調(diào)動了整個課堂氣氛，提高了實驗教學效果。

4 項目進階設計，教學形式多樣

根據(jù)大學化學實驗教學的特點，在實驗預習環(huán)節(jié)，通過問題引發(fā)式、任務驅(qū)動模式等方式，鼓勵學生通過查找文獻資源，對實驗目的、內(nèi)容進行思考與討論，有效地引導了學生積極思考；在講解示范中以討論形式推動學生質(zhì)疑；實驗過程中設置實驗思考題，對實驗項目的關鍵知識點進行探討，讓學生通過所掌握的理論知識指導實驗，并對實驗過程和結(jié)果進行深入反思，并在實驗指導過程中加強學生個性化指導，啟發(fā)學生思考問題。在實驗項目設計上著力改進了基礎驗證實驗，通過改變實驗條件如反應物的量、催化劑用量、種類等，開展分組實驗，對比分析并討論實驗結(jié)果。如“碳酸鈉制備及含量”實驗項目中，通過預設混合堿不同配比，指示劑種類等變量設計實驗，個人再獨立完成實驗，最后集體討論出對混合堿分析結(jié)果的影響，從而有效實現(xiàn)“個體-集體”的雙重整合，形成了個體與集體的合力。通過對實驗項目條件的探究，引導了學生主動學習，加深了學生對理論知識的理解和應用。通過線上自學、自評，線下面對面地講解、示范，集體研討，多媒體輔助等多樣化教學手段，達到了激發(fā)學習積極性、培養(yǎng)學生基本技能的目的，大大提高了實驗教學質(zhì)量。

5 強化基礎技能，重視創(chuàng)新訓練

課程強化基礎技能培養(yǎng)，對現(xiàn)有基礎化學實驗教學資源和體系進行整合和調(diào)整，借助中央和地方共建的科學教育綜合實驗室，改善了實驗教學條件，學生個人獨立完成實驗項目，強化了學生基本操作訓練，培養(yǎng)了學生的實驗動手能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，減少了依賴心理。以培養(yǎng)學生實踐能力與創(chuàng)新能力為主線，通過增設綜合及設計性實驗項目，讓學生通過整合所學的知識和實驗技能，獨立完成實驗任務內(nèi)容，鍛煉了學生對知識和實驗技能的綜合運用能力。同時設置創(chuàng)新性實驗，將實驗教學項目與日常生活實際、教師科學研究課題等緊密聯(lián)系起來，使學生切實感受到所學知識和實驗技能應用于實際中的具體體現(xiàn)，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。在課外積極開放實驗室，引導學生參加學科、專業(yè)競賽，以賽促學，結(jié)合本課程的學習和訓練，學生對于處理復雜事物的能力有了顯著提升。近年來，學生獲全國科學教育專業(yè)師范生技能創(chuàng)新展示活動特等獎1項、一等獎2項，獲省大學生課外化學化工創(chuàng)新作品競賽一等獎2項，二等獎2項，主持國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目1項，省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目1項，立項校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊1個，實踐能力和創(chuàng)新能力有了明顯提升。

6 結(jié) 語

目前，大學化學實驗課程主講教師團隊，均具有博士學位，主講教師和實驗技術人員都主持或參與了國家級、省部級科研項和教學改革項目，積極推進教學與科研深度融合，促進了實驗教學內(nèi)容的更新，保證了實驗教學內(nèi)容的前沿性和創(chuàng)新性。課程教師團隊堅持同時講授大學化學理論和大學化學實驗兩門課程，將“理-實”有機結(jié)合，更有利于教師依據(jù)學情指導實驗，保障了課程改革的穩(wěn)定性和持續(xù)性。