“双一流大学”建设中《无机及分析化学实验》教学改革与实践

卢丹青 王文磊 谢练武 张 宁

基于《无机及分析化学》理论课程开设的《无机及分析化学实验》旨在加深学生对无机及分析化学基本理论的理解，更系统地学习、理解无机化学与分析化学实验的基本知识、基本操作和基本技能，养成严谨的、实事求是的科学态度，初步掌握实验研究的方法，为学习后续课程和将来从事实际工作打下良好的基础[1-2]。然而，目前有的高校教师过于注重理论知识教学，反而忽视了化学实验教学的意义，使得基础实验课程流于表面[3-5]，比如：在某些化学实验课程的考核中，除了学生的课堂表现外，指导教师仅以实验报告的优劣评判学生的学习效果，并给予分数，这种评价方式过于简单和片面，难以真实反映学生的学习情况。且对于学生来说，其课堂实验过程中不需要思考，仅需按部就班完成实验流程，使得学生沦为了实验的“操作工”；其次，这样的学习方式很难或者基本不能发现和发展学生的个性特征，更谈不上“因材施教”；此外，学生不需要思考的结果就是思维的固化，知识面仅限于指导教师传授和书本阅读，相对来源较少，知识面狭窄；最后，实验的目的在于活跃学生的思维，激发其学习热情并引发理论知识学习之后的深入思考，而这种方式培养下的学生很少能够与指导教师产生思维上的碰撞，阻碍了学生视野的扩展。此种情况下，以建设“双一流大学”“双一流学科”为目标，激发学生对《无机及分析化学实验》课程的兴趣和思考，改变目前学生思维固化，知识面狭窄的境况，提出针对当前问题的教学改革和实践势在必行[6]。具体方案如下。

1 线上预习，激发兴趣

一般的实验课程要求学生按照书本填写实验报告，按照实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据记录与处理和心得体会等步骤填写在预习报告本上就算完成了预习工作，上课之前指导老师检查签字即可。这种预习方式中，学生的知识来源主要来自书本的传授，并不能直观清晰地了解本次实验的具体实验流程，因此，我们提出线上- 线下学习模式相结合，除了书本之外，指导老师将学堂在线、爱课程、学银在线、中国大学MOOC(慕课)、雨课堂、超星尔雅学习通或者智慧树等网络教学平台相同课程的慕课资源引入到课程体系中，并根据每个实验的特色推荐1- 2 个课程相关小视频作为补充资料，以丰富学生的学习资料，激发学生的学习兴趣。学生可以通过指导老师介绍进入课程，观看视频，了解本次实验的具体流程，真正做到课前就“心中有数”。比如《邻二氮菲测定铁》这一实验中，需要用到紫外可见分光光度计，并通过分光光度法测定试样中铁离子的含量。在课程之前，学生普遍没有见过紫外可见分光光度计，也很难理解仪器的操作，更不用说使用光度计进行准确的测量。根据这种情况，指导老师推荐了中国大学MOOC 的相关课程，引入了网络上仪器操作视频资料，学生在观看视频后对紫外可见分光光度计的工作原理、使用注意事项以及样品的制备有了初步的认识后，再进入课程听指导老师更深入的讲解以及答疑，对仪器的使用以及测量的原理会有进一步的了解。

2 增加开放实验，探索未知实验现象

只读书而不思考，就容易被误导；只思考而不动手，就难以有成效。作为一门实验教学课程，《无机及分析化学实验》不仅要培养学生独立操作相关仪器并联系理论知识获得结论的能力，更要注重学生学习能力、思考能力和创新能力的培养。在这种培养目标下，指导老师在固有的实验安排以外，也增加了具有设计性、综合性、实用性的开放实验。开放实验是融合综合实验、设计实验和探索实验优点于一体的一种较为全面的实验方式。例如，《食醋中醋酸含量的测定》实验中，指导老师不再推荐相关学习课程或者视频，教材中也没有针对本实验的具体设计，这就要求学生自己主导实验的前、中、后整个过程，并始终充当“探索者”的角色，从查阅资料、设计方案及步骤到独立操作、撰写实验报告等都独立完成。在实验试剂方面，指导老师提前提供一份试剂请单给学生，请学生尽量在已有试剂中进行选择。若实在需要，也可单独为其购买，为学生的独立实验能够顺利进行提供保障。除此之外，学生也可以根据指导教师提供的某些研究方向，选择自己感兴趣的一个操作或一个特定问题进行深入研究，针对当前实际存在的问题，与指导教师一起探讨、设计确实可行的实验方案并付诸实践。这也属于开放实验的范畴，是科学研究和探索创新性质的开放性实验，与设计性实验相比具有突出实验内容的自主性、实验结果的未知性、实验方法和手段的探索性等特点。

3 联系理论，深入探究

在以往的课程中，学生书写实验报告也是在完成预习报告和整个实验过程的基础上，添加实验数据与处理以及心得感想填写于实验报告本中。这其中就存在学生预习报告与实验报告数据不符合、抄袭他人的数据、或编造数据等不良现象。有了这样的教训后，指导老师不再将实验原理、步骤、数据记录的空白表格以及数据处理方式公布于板书中，而只是将个别重点内容以及实验注意事项在醒目处板书提醒学生。在课程上，由指导老师提出问题，随堂点名由学生口头回答来检查预习情况后，指导教师随机抽取几名学生演示部分或全部实验相关仪器的操作与使用过程。演示后，另外抽取几名学生对刚才的演示进行回顾和评价，说出演示中的亮点和不正确的地方，以备其他学生改进。在完成学生总结后，指导教师联系理论知识，与实验结合进行最后的总结和纠错，以及给予每位参与的学生单独点评。最后，根据学生的预习情况、实验操作情况、数据处理情况和课后思考总结等综合评定学生的实验成绩，并当场给出分数或实验评级（如 A+，A，A-，B+，B 等）。

总之，在“双一流大学”建设背景下，通过上述几种方式对《无机及分析化学实验》教学改革与实践，摸索出真正适用于林业院校化学基础实验的教学模式，为培养高水平人才添砖加瓦。