无机化学实验教育的革新

0引言

著名化学家卢嘉锡指出:一个在化学事业中有所建树之人，在实验中必须具备“C3H3”(CleanHabit，ClearHead，CleverHands)素质，即整洁的习惯，清晰的头脑，灵巧的双手［1］。具备这些素质不是一朝一夕、一蹴而就的事情，需要教育工作者以及被教育者不懈的努力与追求。无机化学实验是化学实验的基础，是学生进入大学校门后接触的第一门大学化学实验课。这个“启蒙”阶段对学生来说至关重要，实验教学中将C3H3素质的培养贯穿其中，使学生一开始就受到相应的训练，对培养学生的C3H3素质具有重要的意义。本文从训练学生养成良好的实验习惯、形成规范性实验操作、训练学生勤于思考—善于思考—创新思维出发，就如何改革无机化学实验教学、培养学生的C3H3素质进行了初步的探讨。

1训练学生养成良好的实验习惯

C3H3中CleanHabit(整洁的习惯)是良好的实验习惯，低层面上讲，做实验时要保持实验仪器的清洁、实验台的整洁;高层面上讲，做实验时要有计划、有条有理。学生良好实验习惯的形成，需要在实验教学中不断地得到训练、培养。但是长期以来，各高校或多或少都存在重理论、轻实验的问题，尽管教育工作者已意识到实验教学在人才培养中所具有的独特作用，各高校也采取了相应的措施逐步提高对实验课的重视程度，但与理论课相比，实验课的重视程度还远远不够。理论课教学一般由具有高级职称的专任教师担任，教学经验丰富;而实验课没有专职的实验教师，往往为了平衡课时，让课时少的教师兼上实验课［2］。

这样，实验教师人员变动很大，教学经验积累不足，加上一部分教师思想上不重视实验教学，同时又不熟悉实验室的情况以及实验教学的特点，实验教学中往往忽视了学生良好实验习惯的培养。经常有一些学生实验时仪器药品到处乱放，试剂瓶的滴管张冠李戴，实验后仪器药品不归位，玻璃仪器不清洗，实验台不整理等等;还有一些学生做实验没有计划、没有条理，要么忘记做某项实验内容，要么重复某项实验内容，浪费药品，也浪费时间。比如B-Z振荡实验中有一项实验内容:当振荡反应停止后，如果向其中加入起始反应物(溴酸钾)，观察振荡反应能否重现。一般来说，本实验中的振荡反应体系停止振荡需要1h多，由于做实验时没有计划，往往等到做此项实验内容时，才发现药品在前面观察完振荡反应的现象后就已被倒掉……教育的目的是培养好习惯。在无机化学实验教学中，要训练学生养成良好的实验习惯，教育工作者首先要在思想上对实验教学引起重视，同时要采取适当的措施改革实验教学制度，譬如配备专职实验教师，让他们心甘情愿、专心致志地研究并搞好实验教学，不断积累实验教学经验，拓展实验教学思路。另外，与理论课教学相比，实验课教学更需要一定的教学经验，所以有必要实行传帮带［3］等一系列教学制度，使专职实验教师上岗前至少有1年以上协助指导学生实验的经历。为培养学生养成良好的实验习惯，实验教师在课堂上要不断巡视，发现问题及时纠正，必要时可采取一些强制性措施，如没有预习报告的学生不准进实验室做实验，实验记录需教师检查签字后才能结束实验，仪器药品归整、实验台整理干净方可离开实验室等等，使学生逐步养成整洁的习惯。

2训练学生形成规范性实验操作

C3H3中CleverHand(灵巧的双手)指的是动手能力强，动手能力可简单概括为:敢动手—爱动手—会动手，会动手最起码的标准是实验基本操作要有规范性。实验基本操作的规范性是实验安全的保障，也是实验成功的基础，只有熟练掌握实验基本操作，才能做到动作娴熟、规范、准确，也才能保证实验的成功［4-5］。作为化学实验的“启蒙”课程，无机化学实验的宗旨之一是训练学生形成规范性的实验操作。分组演示是实验教学中最常用的教学方式之一，它是将全班学生分成若干个小组，教师逐个小组进行操作演示、讲解，学生围观后再行实验。对于化学实验基本操作，只通过教师的一次示范、讲解，学生很难形成规范性的实验操作，因教师在进行操作演示时，难以保证每个学生看清楚操作的每一个细节。比如移液管的使用，总有学生没有注意到左右手的分工以及食指的使用，结果操作不规范，不能准确快速地移取液体;再比如抽滤操作，总有一些学生没有注意到真空泵的开关顺序，结果引起倒吸。另外，当班级人数较多，分成的小组也较多时，教师操作演示所需时间长，没有时间和精力进行更多、更细致的个别辅导。

解决这个问题，可改革实验教学方式，借助多媒体技术的强大优势弥补分组演示教学方式的不足［6-7］，将化学实验基本操作制作成实验教学片，通过推拉镜头、角度变换、显微放大等特技手法对规范的实验操作过程进行准确的记录，并引入实验教学活动中。实际教学时，教师可播放相应的实验教学片，关键地方通过慢放、定格、示范，并辅以适当的讲解，在此基础上，再让学生亲自动手操作，学生实验操作的规范性会大大提高。实验过程中学生如果仍有疑问，可随时观看相关的实验教学片，随时向这位“不知疲倦的老师”请教，不断矫正自己实验操作的规范性。近年来，我们在基础化学实验教学中进行了这样的尝试:由具有丰富实验教学经验的一线教师设计、撰稿、指导，由专业人员拍摄、制作，自制实验教学片并引入实验教学活动中。实践证明:将化学实验基本操作制作成实验教学片并引入实验教学，可以有效地训练学生形成规范性的实验操作，而且可以将教师从一遍又一遍的实验演示中解脱出来，从而使教师有更多的时间和精力去进行更多、更细致的个别辅导，更好地培养学生的C3H3素质。

3训练学生勤于思考—善于思考—创新思维

C3H3中ClearHead(清醒的头脑)指的是能明辨是非，独立思考，有创新精神。学生创新精神、创新能力的培养是素质教育的要求，也是实验教学的宗旨。实验教学过程中，教师应不断地激励、启发、引导学生开动脑筋，勤于思考，善于思考，进行创造性思维。无机化学实验中，元素及其化合物的性质实验占有较大的比例，这是由它的课程特点决定的。表面看来，这类实验只是简单的试管实验，而且可以“照方抓药”，不利于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养，也不利于学生C3H3素质的培养。因此，近些年来，由于实验总学时数的缩减，一提到无机化学实验教学改革，很多人就提出删减甚至剔除这类实验，并以综合型、设计型实验取而代之［8］。不可否认，综合型、设计型实验对学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养具有很好的作用［9-12］，但不可夸大其作用及适用范围。对于已经形成一定知识结构、具备一定实验能力的高年级学生，综合型、设计型实验对学生创新思维的培养是行之有效的，但对“大一”学生来说，他们刚刚迈进大学校门，实验能力不足，知识储备也还不够，加上目前无机化学实验课大多是单独设课，实际教学中不可能保证理论课教学内容总是先于实验课教学内容，这样，如果在大学化学实验启蒙课程———无机化学实验中开设大量的综合性很强的设计型实验，则无异于拔苗助长，结果只会与初衷背道而驰，同时还会挫伤学生做实验的积极性。实际上，元素及其化合物性质实验是无机化学实验的重要组成部分，这类实验可以帮助学生从感性上直接认识元素及其化合物，并较为系统地掌握元素及其化合物的重要性质，而且，要完成这类实验也不是想象中那样轻而易举的事，试剂的加入顺序、加入量、加入快慢都有可能影响到预期实验现象的出现［13］。实际教学中，教师若向学生渗透研究意识，让学生以探索者的身份，认真实验，仔细观察，勤于思考，碰到偏离预期结论的“意外”现象时，主动开动脑筋进行寻根溯源，同时鼓励学生有自己的“小发现”和“延伸”，在一定程度上，学生的创新思维能力同样可以得到培养。