深化化学实验改革

深化化学实验改革　培养创新型人才

李红霞　宋玉苏　周立清　肖　玲

（海军工程大学理学院，湖北武汉430033）

摘　要：实验教学是培养学生综合实践能力和创新精神的重要途径，本文主要从实验课程体系、教学内容、施训方法几个方面对化学实验进行改革，对培养创新型人才有重要的指导意义。

关键词：化学实验　课程体系　教学　改革　创新

化学是一门以实验为基础的学科。和其他自然科学相比，化学更显示出它对实验的依赖关系，任何化学的原理、定律以及规律无一不是从实验中得到的结论。只有那些思维活跃、求知欲望强烈、同时又有良好实验习惯和动手能力并能注意观察现象的人才才有可能成为化学研究的成功者。因此，化学实验对学员综合素质的培养有十分重要的作用，化学实验的开展应按照国家教委和总部的要求，结合我校人才培养的具体情况，以培养学生的自主实践能力和创新精神为目标，从实验课程体系、教学内容、施训方法几个方面进行改革。

1　建立有利于创新能力培养的课程体系

创新能力的培养必须以基本知识、基本技能、基本方法为基础，没有基本的知识和技能的积累，创新就成了无源之水。我们可以以巩固基础技能训练、强化综合知识应用、营造智力发展、开拓创新能力的人才培养宗旨，把整个化学实验课程设计分为四个层次即：基本实验操作、验证性实验、综合性实验、创新设计性实验，如图1所示。

图1　化学实验课程体系结构图

其中，基本实验操作包括滴定操作、天平的使用、溶液的配制、熔点的测定等，对学生的基本动手能力的培养有重要的作用；验证性实验主要是通过实验加深学生对已学知识的理解；综合性实验是加深各知识点之间的联系，各种实验技能的掌握和理解，“蔗糖的水解”实验既结合动力学知识，又结合了科学处理实验数据的能力的培养，激发了学生的学习兴趣。最高层次的是创新设计性实验，学生根据实验内容自行设计实验路线，解决实际问题的能力得到了很大的提高。这样的课程体系设置，立足于学生综合实践能力的培养，由易入难，从扎实基础到创新设计，最终将实现“多层次、创新型实验教学”模式，最大程度地提高本科学员的科学实践能力和综合素质。

2　设计突出创新能力培养的教学内容

1.与学科前沿发展相结合，提高实验内容的新颖性

创新设计实验的内容设计与学科前沿发展相结合，直接来源于一线研究并密切关注研究的前沿成果，紧跟学科的研究方向。这样的实验内容新颖，侧重于新的知识点的引入，不仅可以培养学生的研究兴趣，更注重科研能力和创新思维的培养。目前主要涉及到的实验有：环氧树脂合成及水性环氧改性、功能有机硅、银-氯化银电极的制备与使用等。

2.与现代分析技术相结合，提高实验内容的先进性

将现代分析技术引入到实验中，可以使学生接触先进仪器设备，并懂得先进仪器设备的使用及功能，培养学生解决实际问题的能力。根据实验室现有的红外光谱分析器、紫外分光光度计、电化学分析仪、万能材料试验机等先进仪器设备，我们提出了设计型实验内容。如紫外分光光度法测定人发中的微量铝，测定水性涂料中甲醛的含量，红外光谱法测有机物的结构等。学生可按自己的兴趣选择实验课题，查阅有关文献，设计出完整的实验方案，其中包括采集样品、样品处理、仪器设备的使用、书写实验报告。

3　建立促进创新能力培养的施训模式

1.分层次的实验教学模式

化学实验教学应针对不同实验类型制定不同的教学目标，实行多层次的教学模式：基础实验，以老师指导为主，强调学生熟练仪器的使用方法，验证实验内容，掌握基本功；综合实验，要求学生在老师的指导下，自己具体地去完成实验内容，碰到问题能够自己解决；设计研究性实验，以学生为主，老师只给出实验要求，学生自主选题，独立完成设计方案和操作，自行获取和分析实验数据并得出结论。部分能力强、兴趣高的学生还可以通过创新实验、开放实验，提高自己的综合能力。这样一来，教师角色由教学的中心转变成教学的组织者、辅导者，从而把学生能力的培养当做是教学的重点，给予学生宽松的思维空间，发展和提高了学生的创新意识和能力。

2.信息化的教学手段

信息化的教学手段是指采用计算机多媒体优化实验过程。这一过程包括：探索化学虚拟实验技术，添置虚拟实验软件，构建化学虚拟实验平台，开设虚拟仿真化学实验；构建实验数据处理室，规范实验报告，为学生处理实验数据提供平台。

信息化的教学手段是指：一方面运用计算机多媒体课件辅助教学，以生动、直观的形式演示出有剧毒、易爆、危险、产生有害物质的化学实验；另一方面通过多媒体教学视频课件对常规仪器的规范操作进行展示，比如对电光分析天平的使用、万分之一电子分析天平的使用、滴定分析基本操作等以视频的形式展示出来，既开拓了学员的视野，又丰富了实验教学的内容与形式。另外，应用计算机处理实验数据，不但可以减少在数据处理过程中人为因素产生的误差，提高实验结果的准确性，还可极大地提高工作效率。这样无论从指导生产实践还是客观的评价学生的实验结果都具有重要的意义。

总之，深化化学实验改革是一项长期而艰巨的系统工程，任重而道远，需要我们不断探索和总结。我们应清醒地认识到，学生的创新能力的培养决非一朝一夕之功。教师需以高度的责任感、高瞻远瞩的教育眼光，锲而不舍地对学生进行创新能力的培养，为国家培养出高素质的人才。

参考文献

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