張劍榮

摘 要：本文介紹了南京大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中心實驗課程體系和課程內(nèi)容的改革方法和思路。化學(xué)實驗教學(xué)中心抓住培養(yǎng)學(xué)生能力這個核心，構(gòu)筑研究型實驗教學(xué)平臺，實施研究性實驗教學(xué)，形成了“基礎(chǔ)—綜合—研究”三層次實驗教學(xué)的特色，在全國實驗教學(xué)改革中得到了全面推廣。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；研究型教學(xué)；課程體系；實驗改革

南京大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中心（以下簡稱“中心”）于2006年被授予國家級實驗教學(xué)示范中心，其前身可追溯至20世紀(jì)20年代初在南京高等師范創(chuàng)建的普通化學(xué)實驗室?！爸行摹庇纱髮W(xué)化學(xué)、儀器分析、有機化學(xué)、物理化學(xué)、綜合化學(xué)、化工原理、中級應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)信息學(xué)八個實驗室組建。它依托化學(xué)學(xué)科，由校、院兩級管理。

“中心”的教學(xué)一貫以戴安邦教授所倡導(dǎo)的“化學(xué)教育既傳授知識和技術(shù)，更訓(xùn)練科學(xué)方法和思維，還培養(yǎng)科學(xué)精神和品德”的全面化學(xué)教育準(zhǔn)則為指導(dǎo)思想。自20世紀(jì)80年代起，“中心”在全國高校中首先對原實驗課程體系、教學(xué)內(nèi)容和方法進行改革，經(jīng)過20多年努力，在實踐中逐步構(gòu)建了研究型實驗教學(xué)平臺，形成了“基礎(chǔ)—綜合—研究”三層次推進教學(xué)進程和“提高—揚優(yōu)—早期介入科研” 三層次開放式實驗教學(xué)模式，在全國得到推廣和應(yīng)用，形成了教學(xué)特色。

一、改革實驗教學(xué)體系和課程內(nèi)容，構(gòu)筑研究型實驗教學(xué)平臺

在實施全面化學(xué)教育的指導(dǎo)思想下，“中心”改革了以教研室為單位組織實驗教學(xué)的框架，在化學(xué)一級學(xué)科層面上組織基礎(chǔ)實驗教學(xué)，提出按“基礎(chǔ)—綜合—研究”三層次構(gòu)建實驗教學(xué)體系和實驗室（如下圖）。新實驗體系突出了以能力培養(yǎng)為核心，并將知識、能力和素質(zhì)三要素有機結(jié)合起來。

1.骨干實驗課程建設(shè)

“中心”在實驗課程內(nèi)容改革上，突出重視基礎(chǔ)，加強綜合、設(shè)計和科研訓(xùn)練，著重在“激發(fā)學(xué)生興趣、啟迪學(xué)生探索、訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維和方法、引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新”等四個方面建設(shè)骨干實驗課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識與初步創(chuàng)新能力。

（1）國家精品課程“大學(xué)化學(xué)實驗”?！按髮W(xué)化學(xué)實驗”2004年被評為國家精品課程，2009年獲第二輪國家精品課程建設(shè)資助。2010年3月，《大學(xué)化學(xué)實驗》（第二版）出版。第二版教材更新了大約30%實驗內(nèi)容，增加了實驗趣味性、新穎性和綜合性；更新增加十余個實驗視頻錄像。

（2）反映興趣性、設(shè)計性的國家精品課程“儀器分析實驗”。2009年3月，由科學(xué)出版社出版了《儀器分析實驗》（第二版）。在新一版教材中增加了一批如“大棚生長的蔬菜、瓜果和自然環(huán)境生長的蔬菜、瓜果營養(yǎng)成分是否存在差別”等貼近生活、貼近實際的設(shè)計研究型實驗項目以激發(fā)學(xué)生求知欲和興趣。

（3）突出用新技術(shù)改造經(jīng)典課程“有機化學(xué)實驗”。多年來，該課程教學(xué)小組在注重基礎(chǔ)的同時，著重對學(xué)生綜合能力和科研能力的培養(yǎng)進行了不斷地探索和改革，提出了“將經(jīng)典實驗教學(xué)內(nèi)容進行升級改造，引入現(xiàn)代分析技術(shù)，使有機合成、分離純化、結(jié)構(gòu)表征及質(zhì)量分析有機結(jié)合，加強綜合性和研究性訓(xùn)練，促進教與學(xué)”的教改思路。具體實施辦法是：在保證基本合成操作訓(xùn)練外，將色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、核磁共振譜儀、色譜儀等現(xiàn)代分析技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生對所合成的產(chǎn)品進一步進行定量和結(jié)構(gòu)分析，并將分析結(jié)果反過來用于引導(dǎo)學(xué)生對反應(yīng)機理的理解和反應(yīng)條件的選擇。而在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，學(xué)生在完成產(chǎn)品合成后，僅僅通過測定沸點、熔點、折光率等簡單技術(shù)定性地判斷產(chǎn)品純度。在實際生產(chǎn)中，僅僅定性地給出產(chǎn)品的純度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更重要的是需要知道產(chǎn)品中有哪些雜質(zhì)，雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)是什么，確切的含量是多少。通過對經(jīng)典實驗的現(xiàn)代化改造，不僅使我們的教學(xué)與當(dāng)今社會的實際需求更加貼近，而且通過對產(chǎn)品中雜質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，使學(xué)生對反應(yīng)機理的理解更加深刻，豐富和深化了書本知識，拓寬了學(xué)生的知識面，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

（4）不斷推出新的“物理化學(xué)實驗”課程。2010年，“中心”在高等教育出版社出版了新版《物理化學(xué)實驗》教材。我們設(shè)計的催化劑活性評價新實驗裝置，可對多種固體催化劑進行活性評價，可滿足正常教學(xué)實驗和開放性研究型實驗的需要。另外，“中心”利用此套裝置還開設(shè)了“氣相色譜法測定無限稀釋溶液的活度系數(shù)”實驗，不僅可測量一系列物質(zhì)的活度系數(shù)，還可進一步獲得混合熱、汽化熱、超額焓變化和超額熵變化等實驗數(shù)據(jù)。近兩年來，“中心”開出的物理化學(xué)研究型新實驗項目達(dá)到6項。

（5）注重學(xué)生個性發(fā)展的國家精品課程“綜合化學(xué)實驗”。該課程按照“必修+選修+開放”教學(xué)模式，實施適合學(xué)生個性發(fā)展的能力和全面素質(zhì)培養(yǎng)。必修實驗為精心設(shè)計的典型教學(xué)實驗，通過對化合物和材料的制備、分離和提純，并使用IR、UV、NMR、HPLC、CE、TG-MS、BET、XRD、GPC、光散射等大型儀器表征，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會化學(xué)二級學(xué)科知識的融會貫通和交叉；選修實驗為研究式大綜合實驗，學(xué)生可利用網(wǎng)上選課系統(tǒng)選擇自己感興趣的實驗內(nèi)容；開放實驗為科研型課題實驗，允許學(xué)生利用一定的教學(xué)實驗時間在科研實驗室中研究。

2.以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心的開放式研究性教學(xué)內(nèi)容和方法

除了實驗課程改革外，“中心”利用課余時間，將教學(xué)實驗室全面對學(xué)生開放，對學(xué)有余力或需要個性化發(fā)展的學(xué)生進行因材施教。實驗室提供開放實驗課題或讓學(xué)生自帶他們所感興趣的研究課題，在老師指導(dǎo)下進行科學(xué)研究訓(xùn)練。近年來，開放實驗課題達(dá)40余項。另外，結(jié)合南京大學(xué)理科化學(xué)人才培養(yǎng)基地建設(shè)，“中心”通過國家自然科學(xué)基金人才培養(yǎng)基金創(chuàng)新能力培養(yǎng)項目資助了20個子項目。每個子項目分別由科研經(jīng)驗豐富和教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師組成指導(dǎo)小組，共同指導(dǎo)學(xué)生。

3.教學(xué)方法和手段

“中心”除了采用開放式、研究式教學(xué)方法外，在基礎(chǔ)實驗教學(xué)中強調(diào)啟發(fā)式、互動式教學(xué)方法。例如，在“大學(xué)化學(xué)實驗”教學(xué)中，由指定預(yù)習(xí)內(nèi)容、思考題代替原理部分，實驗步驟由全到簡，引導(dǎo)學(xué)生通過“查、看、思考”式的預(yù)習(xí)，理解實驗原理，剖析實驗過程，把握實驗重點。同時，建立多元考核機制，關(guān)注學(xué)生思考、動手、協(xié)調(diào)和解決問題等綜合能力，統(tǒng)籌考核實驗過程和結(jié)果，調(diào)動學(xué)生潛能。

“中心”重視網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段的應(yīng)用，投資120萬元重新設(shè)計和建設(shè)了分辨率達(dá)到高清的“雙向互動音視頻輔助實驗教學(xué)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)可實現(xiàn)教師的實驗教學(xué)實時傳送到各實驗室，演播室教師和實驗室學(xué)生通過音、視頻實時互動，實現(xiàn)教師優(yōu)質(zhì)資源共享，并能使教學(xué)質(zhì)量得到監(jiān)督和保證。

二、建設(shè)能夠勝任研究型教學(xué)的實驗隊伍

南京大學(xué)歷來重視教學(xué)隊伍建設(shè)，制定了一系列相應(yīng)的措施。例如，明確提出4個“一視同仁”——教學(xué)工作與科研工作、教學(xué)帶頭人和科研帶頭人、教學(xué)成果和科研成果、教學(xué)項目和科研項目的一視同仁；設(shè)立了實驗教學(xué)教授崗，增設(shè)實驗技術(shù)崗位；制定了“教學(xué)和科研獎勵條例”等，引導(dǎo)和激勵高水平教師積極投入實驗教學(xué)?！爸行摹币劳心暇┐髮W(xué)化學(xué)學(xué)科的人才優(yōu)勢和政策牽引，組建實驗教學(xué)團隊。團隊由實驗室主任、骨干教師、兼職教師、實驗技術(shù)人員組成，骨干力量相對穩(wěn)定。目前已形成了一支以45歲左右中青年教師為主體的、適應(yīng)研究型實驗教學(xué)的高水平教學(xué)隊伍。這支隊伍結(jié)構(gòu)合理，既能從事實驗教學(xué)，還能從事科學(xué)研究。2010年，該團隊獲得國家級教學(xué)團隊稱號。

“中心”十分注意教學(xué)隊伍的國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流和學(xué)習(xí)，派出30多位教師到歐洲、美國等著名大學(xué)進行合作研究和學(xué)術(shù)交流；派出教師和實驗技術(shù)人員30多人次參加全國化學(xué)教學(xué)研討會、大學(xué)化學(xué)化工課程論壇等各類教學(xué)研討會；組織教師進行教學(xué)研究和開發(fā)新實驗，資助教師發(fā)表教學(xué)論文59篇；堅持傳、幫、帶的傳統(tǒng)作風(fēng)，課程小組實行集體備課制，保證教學(xué)質(zhì)量。學(xué)院就新上崗教師及TA指導(dǎo)實驗制定了相關(guān)政策，如在指導(dǎo)實驗前必須試做實驗、試講，并組織3人以上考核小組聽課考核，合格后方可上崗。

多年來，實驗教學(xué)團隊的教師活躍在教學(xué)科研第一線。他們將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，編寫出版了《綜合化學(xué)實驗》，2009年“綜合化學(xué)實驗”獲得國家級精品課程。

三、特色

一是“中心”在全國高校中，率先提出并實施按“基礎(chǔ)—綜合—研究”三層次構(gòu)建實驗教學(xué)體系和調(diào)整實驗室布局，推進實驗教學(xué)。實現(xiàn)這項改革的重要措施是：在國內(nèi)高校中首先建立綜合化學(xué)實驗室，開設(shè)“綜合化學(xué)實驗”課程，將設(shè)計實驗和科研訓(xùn)練納入實驗教學(xué)計劃中，加強學(xué)生科研能力培養(yǎng)和科學(xué)精神熏陶。該教學(xué)體系突出了以能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)改革，將知識、能力、素質(zhì)三要素有機地結(jié)合了起來，改變了過去重基礎(chǔ)、輕能力的教學(xué)培養(yǎng)體系。該教學(xué)方案和理念已經(jīng)在人才培養(yǎng)過程中取得明顯成效，得到全國兄弟高校普遍認(rèn)同并借鑒，獲得了國家級教學(xué)成果二等獎。

二是“中心”提出并實施了“提高—揚優(yōu)—早期介入科研”三層次開放式實驗教學(xué)模式和管理方法。這項教改的重大舉措是：在時空上全方位向?qū)W生開放各類實驗室，包括：教學(xué)實驗室雙休日和寒暑假開放； 科研實驗室向教學(xué)、向?qū)W生全面開放；大型儀器實驗室24小時開放。其中，提高層次主要對象是一二年級實驗?zāi)芰^弱的學(xué)生。“中心”利用雙休日對他們開放實驗室，按照實驗進度分段列出實驗。有的內(nèi)容比課堂實驗要求高，操作要求也高；有些與課堂內(nèi)容接近，但不是簡單重復(fù)。以供不同需要的學(xué)生選擇，給他們增加實踐機會，提高實踐能力。

揚優(yōu)層次主要對象是一二年級學(xué)有余力的學(xué)生?！爸行摹崩煤罴?、雙休日開放實驗室，為申請獲得國家、省級、校級各類創(chuàng)新計劃和開放課題的學(xué)生提供研究平臺。

早期介入科研層次的主要對象是高年級對研究感興趣的學(xué)生。他們利用課余時間直接進入科研實驗室工作，在濃厚的科研氣氛中迅速成長。

三層次的開放式實驗教學(xué)方法是實現(xiàn)“因材施教、個性化培養(yǎng)、主體地位、以人為本”等教學(xué)理念的有力舉措，獲得了國家級教學(xué)成果二等獎。

三是“中心”構(gòu)建了“校級—省級—國家級”三層次全國示范輻射網(wǎng)?！爸行摹痹谌珖咝Ｖ新氏葼款^組織和制定“化學(xué)實驗教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”的課題研究，并參加了國家“實驗教學(xué)示范中心評審標(biāo)準(zhǔn)”制定；在全國首先牽頭成立了省級高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中心聯(lián)席會。通過該平臺，定期召開“示范中心”建設(shè)交流會，組織編寫實驗課程要教材，組織實驗競賽，舉辦教師培訓(xùn)班等。這項工作獲得國家級教學(xué)成果二等獎。

四、推動示范中心建設(shè)可持續(xù)發(fā)展

按照“綜合性、研究型、國際化”的創(chuàng)建世界一流大學(xué)目標(biāo)和“學(xué)科建設(shè)和本科教學(xué)融通、通識教育與個性化培養(yǎng)融通、拓寬基礎(chǔ)與強化實踐融通、學(xué)會學(xué)習(xí)和學(xué)會做人融通”的人才培養(yǎng)思路，南京大學(xué)于2009年實施了“三三”制本科教學(xué)改革。 “三三”制中的第一個“三”指的是對學(xué)生實施“大類培養(yǎng)”、“專業(yè)培養(yǎng)”和“多元培養(yǎng)”三個培養(yǎng)階段；第二個“三”指的是在三個培養(yǎng)階段中，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)興趣，進行“專業(yè)學(xué)術(shù)類”、“學(xué)術(shù)交叉類”和“就業(yè)創(chuàng)業(yè)類”三種發(fā)展途徑的選擇。南京大學(xué)“三三”制本科教學(xué)改革旨在建立個性化、多元化的人才培養(yǎng)新模式，致力于為學(xué)生提供更多的課程選擇、專業(yè)選擇和發(fā)展路徑選擇權(quán)，幫助學(xué)生完成由“學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)型”到“學(xué)術(shù)轉(zhuǎn)型”，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為全體本科生全面開放南京大學(xué)各專業(yè)課程和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。

在學(xué)校“三三”制本科教學(xué)改革背景下，“中心”的主要任務(wù)是為南京大學(xué)培養(yǎng)專業(yè)學(xué)術(shù)類人才、復(fù)合交叉類人才發(fā)揮重要作用。雖然“中心”對專業(yè)學(xué)術(shù)類人才的培養(yǎng)已具備比較成熟的實驗教學(xué)體系，教學(xué)條件也比較先進，但是對照《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年》精神和南京大學(xué)“三三”制本科教學(xué)改革的要求，我們的工作還存在欠缺。為此，我們將重點做好以下工作：

一是堅持以學(xué)生為本，進一步加強實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革和質(zhì)量建設(shè)，如注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和研究激情培養(yǎng)，積極引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)前沿研究領(lǐng)域知識與技術(shù)的掌握，豐富培養(yǎng)學(xué)生研究能力的手段和方式。以國家、省和學(xué)校各類創(chuàng)新性項目和開放式實驗為牽引，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

二是針對交叉復(fù)合類人才培養(yǎng)基礎(chǔ)薄弱問題，著重做好學(xué)科交叉課程及其相應(yīng)教學(xué)條件的建設(shè)、教學(xué)體系及其培養(yǎng)方法的探索。

三是仙林新校區(qū)1萬多平方米教學(xué)實驗室科學(xué)文化氛圍建設(shè)，展示南京大學(xué)百年高校的科學(xué)文化積淀，這是當(dāng)前“中心”在落實“三三”制本科教學(xué)改革、實施本科基礎(chǔ)階段全面的科學(xué)、人文素質(zhì)教育的一項緊迫的文化工程。同時，這也是我國大部分高校在進行新校區(qū)建設(shè)中普遍所面臨的共同問題。

四是在“校級—省級—國家級”三層次示范體系基礎(chǔ)上，進一步加強示范輻射的內(nèi)涵建設(shè)。通過申請教育部青年骨干教師培訓(xùn)班，舉辦若干期“無機及分析化學(xué)實驗”、“有機化學(xué)實驗”技術(shù)操作培訓(xùn)班。促進實驗操作示教規(guī)范化，提高青年教師實驗教學(xué)水平。

[責(zé)任編輯：夏魯惠]