郎愛花，閻果蘭，靳利娥，謝鮮梅，常 瑜

(太原理工大學 化學化工學院，山西 太原 030024)

實驗教學是培養(yǎng)高素質(zhì)合格人才的重要實踐性環(huán)節(jié)，是使學生理解和鞏固理論知識，培養(yǎng)其在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，和提高教學質(zhì)量的重要途徑[1-3]。我們針對工科院校基礎(chǔ)化學實驗教學的特點，進行了教學模式的改革[4-5]，逐步形成了以應用化學專業(yè)為主的、與基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和開放性實驗相結(jié)合的“多體系、三層次”的實驗教學模式。

一、工科基礎(chǔ)化學實驗“多體系、三層次”教學模式的構(gòu)建

隨著我校學生人數(shù)的增加，實驗室規(guī)模的不斷擴大，精密儀器數(shù)量的增加，如何合理利用好這些實驗設(shè)備，提高實驗教學質(zhì)量是擺在我們面前的主要任務。從我們長期實驗教學中可知：學生大多對基礎(chǔ)化學實驗感興趣，也感到新鮮，能認識到實驗的重要性。針對目前實驗教學中存在的問題，為了發(fā)揮學生的主體作用，調(diào)動學生的積極性，讓學生多動手、多觀察、多思考，加強基礎(chǔ)知識、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們進行了實驗教學的改革。

我校開設(shè)基礎(chǔ)化學課程的有十六個專業(yè)，我們依據(jù)工科院校的專業(yè)性質(zhì)、教學任務進行了分類，并建立了多個基礎(chǔ)化學實驗教學體系。第一是應用化學專業(yè)的實驗教學體系；第二是化工類專業(yè)的實驗教學體系；第三是與化學密切相關(guān)的材料物理、材料化學等專業(yè)的實驗教學體系；第四是與化學聯(lián)系較少的其他非化工專業(yè)的實驗教學體系；第五是針對高年級學有余力的優(yōu)秀生及研究生的實驗教學體系。實行“基礎(chǔ)技術(shù)實驗”與“綜合性實驗”、“開放性實驗”結(jié)合的“三層次”實驗模式(如圖1)，在現(xiàn)有的實驗基礎(chǔ)上加強對學生的實驗思路、實驗技術(shù)、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、觀察能力、分析能力、表達能力的全面訓練，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造力，讓他們自行擬定和設(shè)計方案，獨立解決問題，為學生提供良好的多渠道的學習機會和訓練創(chuàng)造性的思維空間，強化學生的參與意識。在培養(yǎng)學生的實踐、研究、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，實現(xiàn)學校制定的專業(yè)培養(yǎng)目標等方面有著其他教學環(huán)節(jié)所不可替代的獨特作用。

圖1 “多體系、三層次”實驗教學模式

二、工科基礎(chǔ)化學實驗基礎(chǔ)內(nèi)容的完善

基礎(chǔ)化學實驗課有無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、普通化學、生物化學等，以往在基礎(chǔ)實驗課中，實驗教師是傳授知識和技能的主體，實驗課題的選擇，實驗步驟的制定和儀器設(shè)備的組織準備等均由實驗教師來完成。在原有的實驗內(nèi)容中，有許多是中學就學過的，在課程內(nèi)容壓縮，課時減少的情況下，不允許單獨開設(shè)這些內(nèi)容，我們針對這種情況，重新調(diào)整課程內(nèi)容，合并和減少一些不必要的實驗，比如天平的使用可以和其他的分析化學實驗結(jié)合在一起，普通蒸餾實驗和其他有機合成實驗結(jié)合，葉綠素的提取和生物化學紫外分光光度計的使用結(jié)合，老師上課時先和學生一起回顧相關(guān)的實驗和操作步驟，并強調(diào)注意事項。這樣既對學生以前學過的內(nèi)容進行了復習也提高了教學效率。除此之外，我們還精煉了實驗內(nèi)容，突出重點。各門基礎(chǔ)實驗課一般占8～20 學時，學時數(shù)較少，于是我們將各專業(yè)后續(xù)課程內(nèi)容做相應調(diào)整，以便基礎(chǔ)實驗課更好地與專業(yè)課相聯(lián)系。例如對應用化學專業(yè)學生的分析化學實驗開設(shè)氧化還原滴定——重鉻酸鉀法測；對生物工程專業(yè)的學生的分析化學實驗開設(shè)碘量法測葡萄糖含量等。考慮工科院校的基礎(chǔ)化學實驗的特點，實驗內(nèi)容的選擇還應和生產(chǎn)實踐相聯(lián)系，以有機化學實驗為例，用制酒工業(yè)中的雜醇油代替試劑級酒精進行蒸餾、分餾及乙醇沸點的測定，收集甲醇、乙醇、異戊醇。在生物化學實驗中將蛋白質(zhì)的純化手段與酶的提純相結(jié)合，這樣既完成了教學任務，又培養(yǎng)了學生解決問題的能力。具體模式如圖2。

圖2基礎(chǔ)性實驗教學模式

三、工科基礎(chǔ)化學綜合性實驗內(nèi)容調(diào)整

我們在完成基本實驗教學內(nèi)容后，對其他實驗內(nèi)容進行調(diào)整，減少驗證型實驗，增加設(shè)計性、綜合性、研究性實驗，實驗內(nèi)容上打破了課程界線和授課順序的限制，提升實驗內(nèi)容的先進性。綜合性實驗過程比較復雜，綜合應用多門課程理論知識和多種實驗操作技能，可以根據(jù)專業(yè)的不同，側(cè)重面不同，分年級、分專業(yè)地對學生進行綜合能力的培養(yǎng)，提高學生的綜合素質(zhì)，使他們養(yǎng)成良好的科學態(tài)度。開出的綜合性實驗有：無機化學實驗中的“元素分析實驗”，物理化學實驗中的“分子篩及多孔材料的吸附性質(zhì)研究”，有機化學實驗中的“環(huán)己烯的制備、結(jié)構(gòu)鑒定、成分分析、性質(zhì)及燃燒熱的測定測試”，生物化學實驗中的“紫外分光光度計法測定菜花中的核酸”。開放性實驗中的納米粒子的制備及其粒徑分布測定，聚堿式氯化鋁的制備及水的凈化處理，差熱分析法測定分解反應溫度、反應焓、反應級數(shù)和活化能等。整體提高了實驗的質(zhì)量和實驗教學水平。實驗中以學生為主體，充分調(diào)動學生積極性、主動性。學生主動去查閱文獻、設(shè)計合成步驟，學會使用儀器，收到較好的實驗效果。通過綜合性實驗可以使實驗室儀器共享，提升實驗效率。具體模式如圖3。

圖3綜合性實驗教學模式

四、工科基礎(chǔ)化學開放性實驗的實踐

為提高學生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)，解決學生感興趣的實際問題，幫助和鼓勵學生參加科研活動，擴大學生發(fā)展空間和發(fā)展機會，我們設(shè)立了開放實驗。開放性實驗教學把學生推到實驗的主體位置，培養(yǎng)了學生的自覺性、主動性和積極向上的探索精神，培養(yǎng)了學生的綜合素質(zhì)，可以對學生因材施教。同時，我們將實驗教學與教師科研有機結(jié)合，讓學生參與教師的科研項目，進行助研活動。我們還指導二、三年級學生申請大學生創(chuàng)新性項目，由學生親自選定實驗內(nèi)容，選擇儀器設(shè)備，制定實驗步驟，處理和分析實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)，教師解答實驗中遇到的問題。學生也可以和研究生一起進行實驗，成為研究生的有力助手。我們通過“實驗教學與科研結(jié)合”的開放實驗教學模式教學，取得了多項成果。我院2009年有十項大學生創(chuàng)新性實驗項目得到學校資助，其中有六項上報國家大學生創(chuàng)新實驗項目。從2003級到2005級推研和考研學生的質(zhì)量看，普遍感到學生的實驗設(shè)計能力和實驗動手能力有所提高。一些本科生也發(fā)表了高質(zhì)量的科研論文。近幾年學生獲得山西省大學生創(chuàng)新“興晉杯”一等獎、二等獎和優(yōu)秀獎數(shù)項。具體模式如圖4。

圖4開放性實驗教學模式

五、結(jié)束語

總之，基礎(chǔ)化學實驗教學的改革正在向縱深方向發(fā)展，它將促進化學人才培養(yǎng)基地的建設(shè)和實驗教學改革的進程。經(jīng)過我們不懈的努力，基礎(chǔ)化學實驗中心在2008年榮獲山西省實驗教學示范中心的稱號，同時也正在申報國家實驗教學示范基地。開放實驗教學模式，為新時期“創(chuàng)新型、研究型”人才的培養(yǎng)提供了有力的手段。學生的實驗基礎(chǔ)得到加強，動手能力得到提高，分析問題和解決問題的綜合能力得到訓練，整體素質(zhì)得以提高。相信通過不斷的改革和創(chuàng)新，我們的實驗教學將會更好地為人才培養(yǎng)服務，基礎(chǔ)化學實驗室將成為高水平的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的化學實驗基地。

參考文獻：

[1] 趙云嶺.“一體化、三層次、多渠道、多模式”的化學實驗教學改革[J].實驗室科學，2007，(6)：55-57.

[2] 高路斯，鄒龍江，潘學民.設(shè)計性綜合開放實驗教學模式探索[J].實驗技術(shù)與管理，2006，23(3)：96-97.

[3] 王春義.加強實驗教學，提高學生的創(chuàng)新能力[J].實驗技術(shù)與管理，2002，19(5)：129-131.

[4] 靳利娥，謝鮮梅，常 瑜.工科“生物化學”教學與實踐[J].太原理工大學學報(社科版)，2002，20(4)：74-76.

[5] 李 哲，謝鮮梅.工科基礎(chǔ)化學實驗教學改革探索[J].大學化學，2002，17(3)：16-18.