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淺談無機化學(xué)實驗教學(xué)改革分析論文
摘要：無機化學(xué)是四大基礎(chǔ)化學(xué)之一，無機化學(xué)實驗是無機化學(xué)學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)，對無機化學(xué)實驗的幾點問題就行了探討，并提出相關(guān)建議。
關(guān)鍵詞：無機化學(xué)實驗；教學(xué)改革；實驗教學(xué)
中圖分類號：G642.423文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-8534（2016）01-0131-03
0引言
諾貝爾獎獲得者丁肇中曾經(jīng)說過:“自然科學(xué)理論不能離開實驗的基礎(chǔ)。”化學(xué)科學(xué)發(fā)展的基本動力是化學(xué)實驗。近幾年來，越來越多的高校認(rèn)識到實驗技能的重要性，實驗教學(xué)在專業(yè)教學(xué)中所占的比例也越來越重，其中無機化學(xué)實驗是系統(tǒng)化學(xué)實驗訓(xùn)練的開端，是大學(xué)中一系列化學(xué)實驗訓(xùn)練的基礎(chǔ)。對于這門基礎(chǔ)實驗的改革的成效直接關(guān)系學(xué)生對于實驗課程觀念的變化，將停留在高中的思維徹底轉(zhuǎn)變到大學(xué)的思維。大學(xué)教學(xué)的目標(biāo)是為了培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，放到實驗教學(xué)中不僅僅要讓學(xué)生掌握實驗技能，還需要學(xué)生有一定的創(chuàng)新思維及應(yīng)變能力，以往的教學(xué)模式中還在延續(xù)高中的填鴨式教學(xué)模式，將學(xué)生的思維固定在一定范圍內(nèi)，改革的目的是觸動和激發(fā)學(xué)生的思維的擴散，促進學(xué)生在真實生活情境中解決問題的能力。無機化學(xué)實驗教學(xué)改革，主要從四個方面進行，這四個方面主要圍繞課程如何定位、多元化的教學(xué)、考核方式改革、效果評價體系的展開。
1實驗課程的定位
在實驗教學(xué)中，可以將學(xué)生的實驗技能分為操作技能和智力技能，操作技能包含最初的模仿到能夠熟練操作某一種儀器或某一個實驗，其層次結(jié)構(gòu)，通過模仿到操作最終熟練，往往目前各個高校的考核也就到此為止，但在專業(yè)領(lǐng)域中，熟練只是最低的要求，這也是很多大學(xué)生在校時實驗技術(shù)很熟練，到社會上發(fā)現(xiàn)和企業(yè)單位所要要求的還相距甚遠(yuǎn)。如何去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力、應(yīng)變的能力才是最關(guān)鍵的，所以學(xué)生真正需要發(fā)展的是智力技能，其層次結(jié)構(gòu)如圖3所示，是讓學(xué)生運用已有的知識和經(jīng)驗來計劃、執(zhí)行、檢查、測評、控制、到最后調(diào)節(jié)實驗活動的技能。學(xué)生可以通過發(fā)展智力技能，增強對實驗的全局觀、統(tǒng)籌觀、不再片面、局部的來思考問題，而是從整體上思考實驗。做到實驗課程的定位后，才能對于開展的實驗做整體規(guī)劃，目前的實驗課程應(yīng)該由三部分組成、性質(zhì)實驗、綜合性實驗、開放性實驗，但由于實驗課定位的不準(zhǔn)確，很多高校無論開展哪一種類型實驗，都無法將智力技能的訓(xùn)練融入到整個實驗中，這樣就導(dǎo)致學(xué)生的實驗操作技能能夠達到熟練級別，但智力技能幾乎沒有，兩者完全的不協(xié)調(diào)發(fā)展，使得學(xué)生還是停留在被動的實驗階段。
2實驗教學(xué)形式的改革
2.1設(shè)計串聯(lián)實驗
目前大部分教材的實驗設(shè)計都是著重到單個實驗，沒有宏觀的從整個課程入手來設(shè)計實驗，往往導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的都是片段，無法將片段連成一個整體，而串聯(lián)實驗可以解決這個問題，通過讓學(xué)生加入到設(shè)計串聯(lián)實驗當(dāng)中，不僅加強了學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣，而且使學(xué)生更加完整的來思考問題，串聯(lián)實驗還是綠色化學(xué)實驗的一項措施。通過合理安排實驗項目和次序使第一反應(yīng)的產(chǎn)物為下一個實驗的反應(yīng)物，實現(xiàn)實驗的連續(xù)性，這樣不僅可以增強實驗的趣味性，減輕環(huán)境污染，提高學(xué)生的環(huán)保意識，也可以強化學(xué)生綜合能力培養(yǎng)。由于實際生產(chǎn)中的產(chǎn)品制備往往不會是單一步驟可以完成的，可以將幾個實驗通過產(chǎn)物的相同將其串聯(lián)起來，這樣實驗的安排可以更加貼合生產(chǎn)的實際狀況，讓學(xué)生對將來開展的設(shè)計實驗、大型實驗會有一些更加直觀的了解。
2.2引入綠色化學(xué)實驗
在無機化學(xué)實驗教學(xué)中，應(yīng)該始終貫徹綠色化學(xué)理念，綠色化學(xué)含義如圖5所示，根據(jù)實驗?zāi)康模诳梢赃_到同樣實驗結(jié)果的前提下，應(yīng)盡量使用低毒或無毒的化學(xué)試劑替代有毒試劑，減少有毒物質(zhì)排放，還要注意實驗廢液的回收，比如重金屬的回收處理，酸堿廢液的處理等等。微型化學(xué)實驗也是目前倡導(dǎo)綠色化學(xué)下的一種趨勢，微信化學(xué)實驗的實驗劑量一般是正常用量的1/10，但效果卻可以達到明顯、準(zhǔn)確，這種實驗新方法具有試劑消耗量很低，反應(yīng)快速、安全、低污染等特點。微型化實驗也更加考驗學(xué)生的動手能力、操作規(guī)范性。對于現(xiàn)有實驗的微型化改造不僅可以鍛煉學(xué)生的思維能力，也可以通過實驗中多方面綜合考慮來提高學(xué)生思考問題的導(dǎo)向性、全面性。
2.3引入仿真實驗輔助教學(xué)
由于一學(xué)期中能夠做到和實驗條件允許能夠做的實驗是很有限的，學(xué)生不能夠反復(fù)操作實驗，一些學(xué)生無法練習(xí)實驗操作和觀察實驗現(xiàn)象，可通過仿真實驗教學(xué)軟件來實現(xiàn)，仿真實驗教學(xué)軟件反復(fù)復(fù)習(xí)實驗操作以及一些實驗內(nèi)容，在有條件時可通過計算機模擬實驗來幫助學(xué)生測試各種不同的實驗條件、環(huán)境會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果。這樣不僅可以節(jié)省資源、提高效率，還可以提高真實教學(xué)效果。
2.4引入三維動畫軟件進行虛擬實驗
虛擬實驗是結(jié)合了計算機圖形、圖像技術(shù)生成逼真的實驗情境，在該情境中，學(xué)生可以利用計算機對實驗物體進行操作，完成實驗體驗。特別針對有潛在危險的實驗，產(chǎn)生嚴(yán)重污染物質(zhì)的實驗，虛擬實驗可以通過感官的刺激，強化學(xué)生的認(rèn)知。
2.5引入生活中的無機化學(xué)實驗
通過收集熟悉的生活素材和無機化學(xué)實驗結(jié)合起來，可以讓學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)的知識是有用的，并不是純粹的理論實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，例如在做Pb3O4,組成測定實驗中，可以將皮蛋的形成過程融入其中，強堿的作用使得皮蛋形成了松花，鉛丹用來催熟皮蛋，通過實驗和生活常識的結(jié)合，開闊學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，積極思考，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)能動性。
2.6提問式實驗
通常按照書本操作來就行的實驗通常會出現(xiàn)實驗現(xiàn)象與預(yù)期不符，舉一個例子來說，硫酸酞酰的水溶液氧化鋅粉，實驗現(xiàn)象理論結(jié)果應(yīng)該生成三價鈦離子而呈出現(xiàn)紫色的溶液，但實際結(jié)果還有大量氣泡同時產(chǎn)生。毫無疑問實驗是沒有問題的，鼓勵學(xué)生思考應(yīng)該不難得出答案，硫酸酞酰溶液在配制的時候為了防止其水解，一般會配成強酸性溶液，鋅會和溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。應(yīng)變能力的培養(yǎng)可以更高提高學(xué)生實驗的參與度，更加愿意去思考問題，從而累積大量的經(jīng)驗，從日后的提高實驗技能打下良好的基礎(chǔ)[8]。
2.7適度開放實驗室
由于學(xué)生來自全國各個地方，每個人的實驗?zāi)芰⒉畈积R，對于有提高實驗?zāi)芰π枨蟮膶W(xué)生可以提前申請，經(jīng)批準(zhǔn)后可進入實驗室就行著重訓(xùn)練，這樣適度的開放實驗可以在每周定時、定點、定實驗范圍有次序就行，并且有指導(dǎo)老師。通過這種形式，可以使學(xué)生的操作技能在短時間內(nèi)得到快速提高，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
3考核方式的改革
傳統(tǒng)的考核方式過分強調(diào)甄別的目的，片面的把學(xué)生劃定為“好的學(xué)生”和“差的學(xué)生”這與現(xiàn)代教育的目的實際上是相悖的，考核的目的是為了調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，促進學(xué)生端著學(xué)習(xí)態(tài)度，改進學(xué)習(xí)方法。舊的考核方式主要為平時考核和期末考核兩部分，但在實際給學(xué)生評分時，更多的依靠的是印象分，實驗報告結(jié)果以及期末考核的分?jǐn)?shù)，這種做法看似合理但卻很不合理，評價一個學(xué)生的實驗?zāi)芰χ饕獙W(xué)生實驗的推理、創(chuàng)新思維、解決問題能力的評價，考核結(jié)果也應(yīng)該是一面鏡子來反映學(xué)生的真實能力，而傳統(tǒng)教學(xué)考核中往往是對最后一次的操作考試結(jié)果的評價，而且最后的這次考試往往就是將實驗分為幾種技能考試，考核的重點也僅限于學(xué)生的操作熟練程度。學(xué)生是否有良好的實驗習(xí)慣、學(xué)生能否勤于思考、善于思考無法從這種舊的考核方式中找到答案。如果一個學(xué)生在實驗過程中不開動腦筋，不思考問題，也意味著學(xué)生無法創(chuàng)新，實驗教學(xué)的宗旨?xì)w根結(jié)底是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考問題、解決問題。
4效果評價反饋體系
在傳統(tǒng)教學(xué)中，最后的期末考試就是對學(xué)生最后學(xué)習(xí)結(jié)果的評價。現(xiàn)代教育理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)和發(fā)展是一個動態(tài)的過程，學(xué)生在教學(xué)過程中獲得的信息也更為全面和真實。因此，教學(xué)效果的評價在過程中的積極反饋比結(jié)果控制更有效。傳統(tǒng)的評價強調(diào)老師的威嚴(yán)，學(xué)生則作為被評價的對象，在評價中喪失了“話語權(quán)”。反思這種評價手段的弊端，現(xiàn)代教育、教學(xué)評價觀倡導(dǎo)建立和諧的評價者與被評價者之間的關(guān)系，師生在評價過程中共同參與，多邊互動，實現(xiàn)評價主體的多元化。該模式將課程、教學(xué)與評價融為一體，將評價作為教學(xué)的一個組成部分，其中自評和互評作為學(xué)生反省和學(xué)習(xí)的機會，通過量化指標(biāo)的運用推動教學(xué)發(fā)展，解決教學(xué)中出現(xiàn)的問題，實現(xiàn)教學(xué)活動中良性循環(huán)。
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