化学实验教学改革探析

一、实验教学在化学教学中的重要性

实验是化学科学研究中，学生获得直接的感性经验和事实材料的根本途径和重要手段，是使书本上化学科学知识达到真理标准的基本方法．但是，实验教学在高校化学教育中的开展程度及意义应远不止于此，实验教学还应是学生利用所学理论开展科学探索及应用化实践的“练兵场”．因此，高校化学实验教学，应以高校传统的化学实验教学体系为基础，依据本专业人才培养目标、课程教学体系改革的要求，结合学院老师科研方向，按基础、综合和创新/应用三个层次，构建一套科学的化学实验教学创新平台体系，以提高学生的创新能力和实践能力，并推动高校化学实验的改革创新和教学水平的提高，适应21世纪对创新性人才素质的要求．此外，化学实验室是新发明、新创造、新工艺及新技术产生的重要场所．随着科学技术的发展，许多新工艺、新技术层出不穷，为社会带来巨大经济效益及社会效益;而新技术的产生往往是科技工作者在实验室中的劳动成果，实施素质教育，学生也有自主实验的权利与可能，打破常规的思维方式及实验方法往往可能蕴藏着新的发现;化学实验教学本身也是探讨摸索的过程，化学实验的改进及技术手段的更新本身就是创新．通过创新的实验设计、创新的实验方法结合前沿的检测手段，必定能在学生创新意识及创新能力培养中发挥显著作用．

二、高校化学实验教学体系改革的必要性和紧迫性

高校化学实验教学依附于理论课是目前化学实验教学的现状，按理论课程设置实验，往往缺少横向综合，实验中无法让学生获得大量有关知识和技能的融会贯通，即缺乏应用多种实验方法和技术的综合能力;实验内容的设计往往也只针对课中知识的验证，综合性或设计性实验安排不足，更少将化学科学发展的新技术、新成就反映到实验教学中去，不利于学生创新能力和实践能力的训练．化学实验教学的模式通常采用教师为主，学生观察和重复的教学模式;该模式只要求学生在老师的指导下，对演示实验重复并加以验证，这种固定的教学模式忽视了学生的主体地位，使学生的教学地位还是处于以往的“被动式”教学活动中．部分学生及老师对实验课程重视程度不足，认为化学实验课只是理论课的附属品．正因为师生对实验课在思想上的重视不足，使得实验过程中的细微现象的原因没有进行细致的探究;学生在实验时忙于撰写实验报告，可能会出现少数几个学生在动手操作，其他学生只是在旁边观看，等别人出数据后抄别人实验报告的现象．还有一些学生在实验中缺乏主动性与积极性，过多依赖老师的指导，不能依据实验原理充分进行实验预习，实验出现问题时，缺乏思考解决问题主动性．对实验课程的不重视往往会影响学生对已有化学理论的理解，更难调动学生对未知理论探索的热情．此外，实验教学的考核方式单一．化学实验教学中的考核往往是对教学过程中的教学内容和现象进行验证和比较，是教师操作过程的“反复”．被考核的学生只要掌握了教师在实验教学的操作程序，而重复的准确度又决定了考核成绩;这种单一的考核模式往往忽略了学生的创新技能，限制了学生探索新方法、新思路的积极性．因此，培养具有创新精神、创新能力和实践能力的高素质化学科技人才，化学实验教学体系的进一步改革是当前一项刻不容缓的任务．

三、实验教学改革的设想

1．采用以学生为主体，教师启发指导的实验教学模式

传统的化学实验内容多为验证性和基本操作实验，实验结果大多可以从教材上查到或推导出来，造成学生思考空间有限，主要依赖于教师或教材．可积极调整教学计划，优化实验教学内容，主动地从实验内容上进行改革，减少验证性实验，增加综合性设计性实验，且实验内容尽可能贴近现实，以提高学生的兴趣;同时根据实验教学内容和实验室现有的条件恰当地安排实验顺序，注意实验和理论的衔接和配合，使学生对每一实验都能通过感性认识，加深对化合物的结构、检测、性质及其规律的认识．此外，设计性实验的引入有助于促使学生广泛查阅科学论文资料，主动寻找整合资料以获得最优设计方案，激发其创造性．

2．应用多媒体课件、网络资源等先进的信息技术教学手段

传统的“一本书、一本教案、一支粉笔、一块黑板、一张嘴”的教学模式已远远跟不上现在的教育发展形势，为使课堂更加生动、内容更加丰富，有必要在实验教学手段中引入信息化教学．例如，在实验教学过程中引入计算机多媒体技术、计算机网络技术、虚拟实验技术等现代化的教学手段，促进虚拟、仿真实验和实际实验的有机结合和降低实验教学的消耗，从而最大限度地提高开放实验教学的效果和质量．这些信息化教学手段可以增加教学信息量，解决教学内容增多与学时减少的矛盾以及保证教学内容与缺乏仪器的矛盾．多媒体色彩逼真的画面，使学生能够从多角度直观、形象、生动地进行实验观察，吸引学生的注意力，以培养学生对实验的兴趣．

3．延续性实验的实际开展

许多学生认为实验很枯燥，只是课堂教学的补充、验证和延伸难以调动积极性，且实验之间关系不紧密，一次实验失误对整体实验成绩影响有限;其结果很难达到让学生重视实验，以培养其动手能力、分析与解决问题能力以及创新意识．为提高学生对实验课程的重视程度，可设计延续性实验方案将制备实验、分析检测实验、性质检测实验相结合，前期通过制备实验获得的产物将用于其后期的分析验证、性质检测．这样，任何一次实验不认真，结果出现错误，都会导致后续实验无法开展．延续性实验可在不同实验科目中展开，因此，学生就会重视每一次实验，充分调动学生的积极性及创造力，真正体现实验教学在化学教育中的重要性．

4．开放科研实验室，给学生开展创造性实验机会

科研实验室是高校完成创新性科学研究的重要场所，在保证教师科研工作顺利开展的同时，适当的对本科生开放实验室，一方面可以鼓励更多的学生来参加创新性实验的开展，另一方面可以将本科实验教学、科学研究与本科毕业设计紧密结合．来源于科研课题的毕业设计具有教学实验无法替代的优点，该类课题往往能密切联系学科国际前沿，具有很强的学科综合性、探索性及不确定性，有利于培养学生的实践能力、分析问题及解决问题的能力及严谨的学风．因此，从教学角度出发，对其研究内容、研究深度做适当延伸，使选题既有利于全面培养学生的实践能力和科研能力，又有助于培养学生对科学研究的兴趣．学生对开放实验项目的选择有较大的盲目性，因此在实验选择平台上有必要增加科研项目的介绍，提高项目的透明度．如果能把实验选课平台、实验教学平台、实验教学管理和科研平台融为一体，将会提高教学质量和管理水平．
综上所述，高校化学实验教学是化学教育的一个重要教学实践环节，科学、合理、具有一定创新性及探索性的实验教学可为优秀的化学教育锦上添花．只有在实验教学中积极培养学生分析问题、解决问题能力及创新意识，才能使实验教学在培养符合时代要求的社会主义现代化建设后备军中发挥出应有的作用，才能使高等教育担负起在知识经济时代历史赋予的重任．

作者：周林 单位：南京师范大学化学与材料科学学院