无机化学实验教学模式及实验室管理

夏茂 周南 钟美娥 周泽云 黄旭

摘  要：为响应国家课堂教学改革的号召，帮助无机化学实验的任教老师调整自己的教学模式与无机化学实验室的管理方法，本文归纳了几种教学模式和管理方法供任教老师参考，文中所提到的方法能够通过不同途径、不同模式让学生更加便捷、高效、主动地学习无机化学实验这门课程，培养学生在实验中的独立性、创新性、规范性，使学生的综合素质得到全方面提高，教学目的得以更好达成。

关键词：无机化学实验  教学模式  管理方法  综合素质

中图分类号：O6-4;G642.423 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）07（a）-0167-04

Inorganic Chemistry Experiment Teaching Mode and Laboratory Administration

XIA Mao  ZHOU Nan*  ZHONG Meie  ZHOU Zeyun  HUANG Xu

（Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan Province， 410218  China）

Abstract： In order to respond to the call of national classroom teaching reform and help teachers of inorganic chemistry experiment adjust their teaching mode and management methods of inorganic chemistry laboratory， this paper summarizes several teaching modes and management methods for teachers' reference. The methods mentioned in this paper can make students learn inorganic chemistry experiment more conveniently， efficiently and actively through different ways and modes， cultivate students' independence， innovation and standardization in the experiment， improve students' comprehensive quality in all aspects， and better achieve the teaching purpose.

Key Words： Inorganic chemistry experiment; Teaching mode; Managerial approach; Comprehensive quality

1  无机化学实验的重要意义

无机化学作为四大基础化学之一，是化学类专业学生必学的一门基础课程，其涵盖了很多基本的化学理论知识，而无机化学实验则是无机化学最直观的表示形式。无机化学实验同样作为一门实践类学科，化学基本操作技能掌握的扎实程度和熟练程度直接关乎实验操作的质量和效率，要求学生具有严谨、认真、一丝不苟的科学态度及端正的实验作风[1]。但在实际的无机化学实验过程中，或多或少存在着这样一些问题：初高中时大多数的学校秉持着应试教育的教学理念，缺乏对化学实验课的重视，使得学生在大学无机化学实验上的操作颇为生疏;抑或是在化学基本操作部分的实验内容与性质实验、制备实验等不同、重复的操作技能训练让学生感觉实验过于繁琐枯燥，难以调动兴趣等。

为帮助教师能更好地向学生传授无机化学实验方面的知识，本文总结了3个适用于现代无机化学实验教学的教学模式，用以调动学生的实验积极性，培养学生主动学习、独立实验、规范实验等能力，同时还介绍了两种实验室的管理方法，保障学生能有一个好的实验环境。

2  无机化学实验教学模式

2.1 “四驱动”教学模式

“四驱动”教学模式[2]是指通过教学目标驱动、学生自我驱动、教师教学驱动和教学评价驱动4个方面来增强学生自主完成无机化学实验的能力，同时还能提高学生的实验素养，培养学生的自主学习能力。

2.1.1 教学目标驱动

主要体现在培养学生在进行无机化学实验时应该有正确的知识目标、技能目標和情感目标，让学生在实验过程中运用并掌握一定的实验方法、操作及原理等，培养学生严谨求实、一丝不苟的科学态度和作风。

2.1.2 学生自我驱动

主要体现在在正式开始实验之前完成实验的预习报告，能先对实验的步骤、操作、注意事项等有一定的了解，减少实验操作的盲目性，合理安排实验的进度，保证实验顺利进行的同时避免实验中可能出现的安全问题。

2.1.3 教师教学驱动

主要体现在开展实验之前由任教老师再次对实验步骤进行简单的梳理、讲解并演示部分重要内容的操作及相关注意事项。建议教师在课堂教学之前，深入研究无机化学问题，形成个性化的见解，除了可以融会贯通教学内容，还可以利用典型案例探讨方式，引导学生形成正确的无机化学认知[3]。同时实验过程中教师也要不停地巡回指导，及时纠正学生错误或不规范的操作，并在实验结束后让学生对台面进行清理和对实验进行总结。

2.1.4 教学评价驱动

主要体现在由两个及以上的学生共同完成一项实验，并在实验结束之后对彼此的操作进行点评，指出对方的不足，同时也可以在实验之前由一位学生单独进行演示实验，再由教师和其他学生共同评价，确保学生能够及时发现不足并能加以改正。

2.2 “互联网+实验”混合教学模式

随着中国互联网产业的蓬勃发展，逐渐衍生出了“互联网+”产业，通过互联网的优势同传统产业相结合，使得传统产业迎来了“新的春天”。“互联网+”同样也能很好地应用于无机化学实验的教学[4]。

2.2.1 实验室教学

有些无机化学实验具有危险性，废液的处理问题及通风设备的不完善，导致许多有毒实验不能让学生进行实践操作[5]。而线上实验课能够在实验教学实施受实验室条件、经济因素等限制的情况下，让学生能够观看那些因存在危险性、操作繁琐、耗能耗时等在一般实验室很难完整呈现出来的实验。同时，线上实验课也一定程度上减少了无机实验室药品的浪费、仪器的磨损等，也一定程度上方便了对实验室的管理。

2.2.2 任教老师

线上实验取代了手动签到、课前小考、手动评阅、反复讲解演示等环节，让教师能够从传统的教学模式中解放出来，能将更多的精力投入到实验教学研究中。教师只需要通过互联网将所要讲授的知识以动画的形式在线上实验课时展示给学生看，在观看过程中适当提出实验相关的问题，并及时解决学生的疑惑。

2.2.3 学生

线上无机化学实验课在向学生展示实验时不会存在任何的危险性，利用互联网的优势，通过类似“游戏闯关式”虚拟仿真练习的形式，生动、新颖地传递无机化学实验知识，提高学生的实验积极性[6]。线上实验最大的优势莫过于解决了传统实验课程形式枯燥、内容老套，受时间、地域限制等问题;还能通过视频资料告知学生实验结果的合理范围，通过网上测试评价方式，检验学生的掌握情况，保证学生落实掌握实验知识，并能对所学知识融会贯通，提升学生的自主和创新能力。

2.3 基于PBL的翻转课堂

翻转课堂[7]作为一种新型的教学形式，已成为国内外教育界的热门话题。它打破传统的教学模式，为教学改革的开展注入了新的活力。翻转课堂（flipped classroom）最早起源于美国林地公园高中的化学教师Jonathan Bergmann和Aaron Sams[8]，它通过将老师和学生的身份“翻转”，大大增强了学生学习的主动性、自主性，增强了师生之间以及学生之间的互动和交流，激发了学生的好奇心和实验积极性。

将“翻转课堂”用于无机化学实验主要通过以下途径：课前准备（教师在上课之前根据教学内容制作PPT并收集相关补充资料，最后通过网络平台反馈到学生）、合作探究（教师在实验过程中提出问题让学生讨论交流并进行抢答）、分组汇报（每个学习小组根据问题指定一位学生进行汇报，教师则根据不同的回答加以指导与讲解）、总结点拨（教师引导学生进行自主反思，总结自己在实验和讲解中的不足之处，使学生巩固和加深所学知识）、反馈评价（教师在实验结束后对实验课进行评价，收集学生的反馈意见）、课后巩固（教师通过互联网平台解答学生的疑惑，学生则可以通过课外查询资料完善和提高自己的无机化学实验能力）。

综上所述，基于PBL的翻转课堂教学模式是传统教学模式的拓展和创新。该教学方法可以充分调动学生的积极性，提高学生课程参与度，对提高学生的综合素质有极大的帮助。

3  无机实验室管理

无机化学实验的安全管理是实验室管理工作的重要组成部分，关系到参与实验课程的师生的财产安全和人身安全[9]。如何高效、安全地管理无机化学实验室以及如何构建“绿色实验室”就成为了无机化学实验室所面临的难题，本文介绍了以下两种管理模式方便实验室人员更好地管理和建设无机化学实验室。

3.1 构建绿色无机化学实验室

“绿色化学”，即环境友好型化学，旨在通过一系列的原理、方法和操作来降低或除去化学实验当中可能出现的危险物。管理实验室最重要的就是保证实验室的安全，而构建一个绿色无机化学实验室则还有着更进一步的要求。

第一，要树立绿色化学的思想，这是实现绿色化学实验室的第一步。第二，倡导绿色环保设计，实验室要配备节能环保产品，如保持室内通风、药品的分类存放等。第三，在无机化学实验中根据实验的人数和实验所需的药品量合理安排药品，防止药品的浪费，降低了实验成本;对于那些不经常使用的对人体、环境有危害的药品则需不定期的反复检查，避免出现有毒物质泄露的情况。

对教师而言，应在实验教学的过程中体现绿色化学的原则，如适当改进某些实验（存在有毒有害的物质的实验）所需要用到的药品，在保证教学内容一致的前提下减少实验的危险性;抑或是开展回收再利用综合实验，变废为宝;同时线上实验课也是绿色化学的一重要表现形式，开展线上实验课既有利于环境保护，又可为实验室节省开支[8]。实验结束时不仅要对使用过的玻璃仪器进行清洗，同时也要对实验产生的废物进行无害化处理，避免出现有害药品未经处理直接倒往生活垃圾处。

3.2 以“6S管理模式”管理无机化学实验室

“5S管理模式”最先起源于日本丰田汽车公司，而“6S管理模式”[9]则是在其实际应用中不断进行完善和提高，最终形成的一套规范的、科学的管理模式。将该理论运用于无机化学实验的管理中，能一定程度上提高实验室的管理水平，解决在管理中存在的问题，健全实验室的规章制度，提高实验室的形象与实验人员的实验素质，同时也能保证实验室的安全，其具体内容如下。

3.2.1 整理（Seiri）

将实验室中的所有药品及仪器等区分为需要的和不需要的，保持需要的，清除不需要的物品。目的：腾出实验空间，能快速寻找到所需药品或仪器。

3.2.2 整顿（Seiton）

对所需要的药品及仪器进行有条理地定置摆放，始终处于实验人员能方便取放的位置。目的：騰出时间，减少寻找时间，确保无机实验有条不紊地进行。

3.2.3 清扫（Seiso）

实验室操作台面始终处于清洁干净的状态，保持清洁的环境。目的：提升无机实验室的形象，保持实验室操作台面干净明亮。

3.2.4 清洁（Seiketsu）

经常进行整理、整顿、清扫，始终使实验室保持整洁状态，包括实验人员自己的清洁。目的：形成制度和惯例，维持前3个S的成果。

3.2.5 素养（Shitsuke）

自觉执行规则，养成良好习惯，从根本上提升实验人员的素养。目的：提升实验员修养，培养良好素质，提升团队精神，实现实验员的自我规范。

3.2.6 安全（Safety）

不导致操作人员伤亡、不危害人体健康和环境，不给设备或财产造成破坏或损失，使人人有安全意识，人人按安全操作规程进行实验。目的：凸显安全隐患，减少人身伤害、经济损失以及环境污染[9]。

4  结语

选取一种正确、合适的无机化学实验教学模式，能很大程度上帮助任教老师更加便捷、高效、清晰地向学生传授无机化学实验相关的知识，本文所归纳的3种教学模式都以一种较为新颖的方式帮助带动学生学习的积极性和主动性，培养学生自主实验的能力。而无机化学实验室的管理则是给学生和实验人员营造一个更加安全、更加环保、更加有条理的无机化学实验室，同时通过实验室的管理来提高学生的实验素养，让无机化学实验室能朝着更加绿色、有秩序等方面发展。由于无机化学实验的教学模式和管理方法是与时俱进的，也希望任教教师能时刻调整自己的教学模式，让学生能更高效、更轻松地学习无机化学实验的知识。

参考文献

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[2] 高丰琴，马占营，张引莉，等.无机实验基本操作教学中自我管理能力的培养[J].实验室科学，2020，23（6）：222-224.

[3] 王蓉.高职无机化学的互动式教学方法实践[J].科技资讯，2019，5，23，（15）：159-160.

[4] 李海霞，刘辰鹏，韩贵来，等.互联网+实验混合教学模式探索与實践[J].实验室研究与探索，2019，4，38（4）：169-172.

[5] 刘利.微课模式下大学无机化学实验教学改革研究[J].科技资讯，2018，12，3，（34）：175-176.

[6] 姜晚庆，高敬群，孔玉霞，等.“线上+线下+虚拟仿真”的多元化实验教学模式的探索与实践[J].化工教学，2020，12，46（12）：99-100.

[7] 杨丽，张爱平.基于PBL的翻转课堂在无机化学实验教学中的应用[J].基础医学教育，2019，7，7（21）：545-547.

[8] BERGMANN J，SAMS A.Flip your classroom ： reach every student in every class every day[M].United States of America： International Society for Technology in Education，2012： 1-12 .

[9] 冯超华，刘永刚，朱岸东，等.6S管理模式在高校实验室中的研究与应用[J].广州化工，2018，1，2，（46）：170-172.

[10] 陈功轩，张蕾，黄青，等.创建绿色、高效无机化学实验室的探讨[J].实验技术与管理，2012，9，9，（29）：187-190.