黎紅梅 劉靜 王險峰

(中國藥科大學(xué)基礎(chǔ)部 江蘇南京 210009)

本科教育不僅要使學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識，還應(yīng)該使學(xué)生掌握該專業(yè)的思維方式和研究方法，這對深受應(yīng)試教育影響的中國學(xué)生尤為重要。然而，科學(xué)思維、科學(xué)方法的訓(xùn)練和獲得不能獨立于知識體系之外，而應(yīng)蘊(yùn)含在對科學(xué)知識的獲取過程之中。實驗作為化學(xué)學(xué)科的重要組成部分，是進(jìn)行化學(xué)研究的重要手段和方法，化學(xué)實驗教學(xué)正是這一過程的模擬和重現(xiàn)。通過化學(xué)實驗教學(xué)，不僅要訓(xùn)練學(xué)生掌握實驗技能技巧，加深對化學(xué)原理的理解，更重要的是要使學(xué)生學(xué)會如何開展實驗，學(xué)習(xí)化學(xué)方法和思維，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。1997年，我校建立了國家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地藥學(xué)專業(yè)點，(簡稱“藥學(xué)理科基地”)，旨在培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的藥學(xué)高級人才。為適應(yīng)新形勢下人才培養(yǎng)的需要，我校對傳統(tǒng)的四大化學(xué)課程進(jìn)行了整合，對化學(xué)實驗課程體系也進(jìn)行了較大的改革,將基礎(chǔ)化學(xué)實驗劃分為：基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)(無機(jī)化學(xué)實驗及化學(xué)分析)，基礎(chǔ)化學(xué)實驗(二)(有機(jī)化學(xué)實驗)，基礎(chǔ)化學(xué)實驗(三)(儀器分析)和基礎(chǔ)化學(xué)實驗(四)(物理化學(xué)實驗)。其中基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)開設(shè)在大學(xué)一年級，是化學(xué)教育的基礎(chǔ)，對學(xué)生掌握實驗基本知識和技能、形成正確的觀念、養(yǎng)成良好習(xí)慣有著非常重要的作用。

1 大學(xué)一年級基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中的重要地位

在高中升大學(xué)的應(yīng)試教育中，很多中學(xué)選擇犧牲實驗課，將多出來的時間用于做練習(xí)題，以提高考試成績，致使學(xué)生動手做實驗的機(jī)會較少，這使得大學(xué)一年級新生對化學(xué)實驗的認(rèn)知很模糊，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

(1) 不清楚什么是化學(xué)實驗，以為化學(xué)實驗就是“加點試劑，攪拌一下，觀察個現(xiàn)象，洗洗涮涮”；也不知道實驗是提出問題、解決問題的過程，應(yīng)該包括實驗設(shè)計和準(zhǔn)備、實施實驗、實驗結(jié)果分析和討論3個基本過程，以為只要完成實驗操作就算完成了實驗。

(2) 缺乏操作基本實驗儀器的實踐，甚至連玻璃儀器都沒有洗滌過。

(3) 機(jī)械記憶實驗操作，做實驗時按方抓藥，以為實驗步驟與操作規(guī)范理所應(yīng)當(dāng)，沒有動腦子思考的習(xí)慣。良好的實驗技能、良好的實驗習(xí)慣更無從談起。

開設(shè)在大學(xué)一年級的基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)作為理科基地班學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一門實驗課程，具有啟蒙作用，對學(xué)生形成正確的科學(xué)方法與科學(xué)態(tài)度有重要意義。基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)當(dāng)以訓(xùn)練學(xué)生熟練的基本實驗技能技巧、養(yǎng)成學(xué)生良好的實驗習(xí)慣為重點，將科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度教育融入整個教學(xué)活動之中，按照化學(xué)知識再發(fā)現(xiàn)的過程組織教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)現(xiàn)式和研究式學(xué)習(xí)。

2 注重學(xué)生的基本實驗技能培養(yǎng)

大學(xué)一年級基礎(chǔ)化學(xué)實驗訓(xùn)練的基本實驗技能應(yīng)包括：基本儀器的操作技能、保證實驗室安全的技能、基本數(shù)據(jù)分析與表達(dá)的技能、做規(guī)范實驗記錄的技能等。實踐證明，良好實驗技能的形成非一日之功，需要連續(xù)的強(qiáng)化訓(xùn)練。對于在中學(xué)很少做化學(xué)實驗的學(xué)生而言，嚴(yán)格的基本操作訓(xùn)練很可能使人厭煩。為提高學(xué)生自主訓(xùn)練的積極性，我們在實驗內(nèi)容安排上遵循“先簡單后復(fù)雜”，“模塊化訓(xùn)練”，“層層遞進(jìn)、不斷強(qiáng)化”的原則。

(1) 基本儀器操作技能訓(xùn)練。在第一個實驗中，我們了安排常見基本儀器的清點與清洗，要求學(xué)生整理和清洗實驗柜中的所有實驗儀器，并記錄實驗儀器規(guī)格、精度、數(shù)量，了解儀器的一般用途。無機(jī)化合物的制備實驗所涉及的操作相對簡單，所以將其安排在第一學(xué)期，陸續(xù)展開稱量、量筒使用、加熱、蒸發(fā)、過濾、結(jié)晶、比色等基本操作的訓(xùn)練，實驗內(nèi)容從簡到繁。新實驗既要學(xué)習(xí)新操作，也要復(fù)習(xí)舊操作。第二學(xué)期開始容量分析，展開對容量瓶、滴定管、移液管、定量轉(zhuǎn)移、滴定操作以及pH計使用的訓(xùn)練。集中安排滴定實驗是為了強(qiáng)化訓(xùn)練，使學(xué)生能熟練掌握規(guī)范的滴定操作。在四大滴定完成之后，安排綜合性強(qiáng)的化學(xué)常數(shù)測定實驗。

(2) 實驗記錄、基本數(shù)據(jù)分析與表達(dá)技能培養(yǎng)。在緒論課中對規(guī)范進(jìn)行實驗記錄提出總的要求，在每一個實驗教學(xué)中檢查落實，并作為對學(xué)生平時考核的項目之一。提出實驗報告格式的要求，提供不同類型實驗報告的模板和規(guī)范實驗數(shù)據(jù)表達(dá)的格式。實驗內(nèi)容不同，數(shù)據(jù)分析與表達(dá)的復(fù)雜程度也各不相同，按照由簡到繁的順序，依次安排合成實驗、含量測定實驗、定量關(guān)系測定(化學(xué)常數(shù)測定)實驗結(jié)果的分析與表達(dá)訓(xùn)練，可使學(xué)生學(xué)會使用規(guī)范的圖表清晰表達(dá)實驗結(jié)果，學(xué)會使用常用計算機(jī)軟件(如Excel，Origin)處理實驗數(shù)據(jù)，分析和評價實驗結(jié)果。

(3) 加強(qiáng)實驗室安全教育。在緒論課中強(qiáng)調(diào)安全意識，要求學(xué)生掌握實驗室基本安全規(guī)則；在具體的實驗教學(xué)過程中，要求學(xué)生能指出安全注意事項，防范于未然，使他們養(yǎng)成小心謹(jǐn)慎做實驗的好習(xí)慣。

3 注重培養(yǎng)學(xué)生的良好實驗習(xí)慣

良好實驗習(xí)慣表現(xiàn)為：實驗前認(rèn)真準(zhǔn)備，做到目的明確、心中有數(shù)；實驗過程能保持整潔、工作細(xì)致，操作合乎規(guī)范；實驗過程中能勤于觀察，勤于做標(biāo)記，實驗記錄翔實、規(guī)范；及時整理和分析實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告。良好的實驗習(xí)慣能使人終身受益，但好習(xí)慣的養(yǎng)成卻不是一朝一夕的事。因此，教師在教學(xué)管理上要做到“明、細(xì)、勤”，即對學(xué)生提出的學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求要非常明確，對學(xué)生的指導(dǎo)要細(xì)致、親切，對學(xué)生的督促要殷勤、寬嚴(yán)適度。

(1) 在分發(fā)給學(xué)生的教學(xué)計劃和實驗講義上，明確指出每個實驗應(yīng)該訓(xùn)練的項目以及必須閱讀的材料，明確實驗預(yù)習(xí)的內(nèi)容和要求，使學(xué)生對教學(xué)要求做到清清楚楚、明明白白。

(2) 在教學(xué)中時時督促檢查，不斷表揚(yáng)和激勵有突出表現(xiàn)的學(xué)生。學(xué)生進(jìn)入實驗室時，教師要檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，學(xué)生要檢查自己的儀器并準(zhǔn)備實驗所需用品。在實驗過程中，教師隨時督促檢查學(xué)生實驗臺是否整齊、儀器擺放位置是否合理，指導(dǎo)學(xué)生合理安排實驗時間；督促檢查學(xué)生是否及時做實驗記錄、記錄是否規(guī)范；檢查學(xué)生實驗操作是否合乎規(guī)范，使用過的儀器是否及時清洗。實驗完畢，教師還需檢查學(xué)生實驗臺是否打掃干凈，儀器是否分類整齊擺放在實驗柜中，并督促學(xué)生及時上交實驗報告，檢查報告的書寫是否整潔、條理清晰，對實驗報告進(jìn)行講評。

(3) 嚴(yán)格實驗室管理制度以及值日生制度。例如，要求學(xué)生實驗前后檢查儀器；實驗后打掃實驗臺，清洗儀器，并將儀器整齊擺放在實驗柜中，填寫儀器使用記錄等。

4 有意識地訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度

科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度是創(chuàng)新型人才知識能力結(jié)構(gòu)的核心，大學(xué)一年級基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)有意識地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度訓(xùn)練，將其貫穿于教學(xué)全部過程，體現(xiàn)在實驗過程的點點滴滴中。首先，要強(qiáng)調(diào)實驗在化學(xué)學(xué)科中的重要意義，使學(xué)生建立“理論源于實踐”、“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的觀念，不“唯書”，不“唯權(quán)威”；訓(xùn)練學(xué)生清晰的邏輯分析能力以及敏銳的觀察能力，養(yǎng)成做實驗記錄的好習(xí)慣；鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題，積極開展討論；激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，鼓勵他們自己去解決問題；強(qiáng)調(diào)科學(xué)誠信，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。

(1) 重視實驗緒論課教學(xué)。在實驗緒論中，要強(qiáng)調(diào)實驗課的重要意義，要求學(xué)生將教學(xué)實驗與今后的科研工作等同起來，說明實驗過程包括實驗前預(yù)習(xí)、實驗室操作過程、實驗后數(shù)據(jù)處理與實驗報告書寫3個階段，缺一不可。強(qiáng)調(diào)科學(xué)誠信原則，不可抄襲，不可修改實驗的原始數(shù)據(jù)；實驗記錄必須規(guī)范、翔實，對非誠信行為絕不姑息。

(2) 精心安排實驗內(nèi)容，使“量”的觀念盡早“深入人心”。例如：我們在第2個實驗(稱量練習(xí)與溶液配制)中，特意安排配制兩個不同濃度精度(0.10、0.1000mol·L-1)的溶液，使學(xué)生通過實驗對比，認(rèn)識到任何一種測量都受儀器精度的限制，任何一種測量結(jié)果都存在不同程度的誤差，并能根據(jù)實驗的要求正確選擇實驗儀器，學(xué)會正確使用有效數(shù)字。

(3) 按照化學(xué)知識發(fā)現(xiàn)過程組織教學(xué)。按照科研流程的要求完成實驗教學(xué)的3個環(huán)節(jié)：實驗前的預(yù)習(xí)—實驗室操作—實驗后的數(shù)據(jù)處理與實驗報告。嚴(yán)格要求學(xué)生預(yù)習(xí)，并能在預(yù)習(xí)中提出問題。這些問題不是簡單地僅由教師一個人回答，而是教師與學(xué)生一起討論。同樣，當(dāng)學(xué)生在實驗操作中遇到實際問題，教師則要引導(dǎo)他們自己尋找答案。鼓勵學(xué)生按照科學(xué)論文的格式書寫實驗報告。實驗報告討論部分能體現(xiàn)學(xué)生對實驗理解的程度，有助于訓(xùn)練學(xué)生理論聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。所以我們特別重視實驗討論，要求學(xué)生寫出自己的發(fā)現(xiàn)和理解，不管其結(jié)論是否正確，重要的是要寫出自己的見解。剛開始時，很多學(xué)生不知道什么是討論，通過范例以及實驗報告的講評，幾次實驗之后討論就像模像樣了。這樣的學(xué)習(xí)方式，即使最簡單的實驗，對于學(xué)生而言也是嶄新的，也能使學(xué)生感受到化學(xué)的魅力。

(4) 允許學(xué)生出現(xiàn)失誤，不過分強(qiáng)調(diào)實驗結(jié)果的好壞，而是強(qiáng)調(diào)對失誤原因的分析。這樣不僅能使學(xué)生體會實驗的嚴(yán)謹(jǐn)所在,加深對實驗原理的理解,更重要的是能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。不把實驗結(jié)果看得過重,學(xué)生心理上的緊張與壓力就會減輕,就能放開手腳、放開思路，懂得如何以事實為依據(jù)，以邏輯推理為工具，具體問題具體分析，從而獲得自信，學(xué)會在書本與自己之間，不過分相信書本；在理論知識與實驗現(xiàn)象之間，不過分相信理論。

5 培養(yǎng)學(xué)生的口頭和書面表達(dá)能力

有些學(xué)生很怕當(dāng)眾陳述或書面表達(dá)自己對實驗的認(rèn)識，他們不能清楚表達(dá)的根本原因往往是思路不夠清晰。所以，鍛煉學(xué)生對實驗口頭和書面表達(dá)能力不僅有助于他們以后的學(xué)術(shù)交流，也有助于提高他們邏輯思維能力。根據(jù)實驗內(nèi)容的不同，可以在實驗前或?qū)嶒灪箝_展師生討論，鼓勵學(xué)生踴躍發(fā)言。此后，學(xué)生結(jié)合自己的理解將討論結(jié)果形成文字并寫進(jìn)實驗報告。教師要向?qū)W生說明寫實驗報告的意義，使他們明白實驗報告相當(dāng)于科研工作中的研究報告或科學(xué)論文。好的實驗報告不僅要報告實驗數(shù)據(jù)，而且要報告這些實驗數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律，以及作者對這些規(guī)律的理解。通過范例以及實驗報告的講評，使學(xué)生掌握寫實驗報告的一般格式和原則，訓(xùn)練他們有條理地表達(dá)自己的觀點。

6 合理開展多種形式的實驗

最初，我們嘗試了減少驗證性實驗，多開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗，在實驗內(nèi)容安排上有些拔高，但發(fā)現(xiàn)實際效果并不佳，其原因是大學(xué)一年級學(xué)生實驗基礎(chǔ)差。于是我們重新調(diào)整思路，以訓(xùn)練基本技能和培養(yǎng)實驗習(xí)慣為重點，遵循先簡單后復(fù)雜，模塊化訓(xùn)練，層層遞進(jìn)、不斷強(qiáng)化的原則，將實驗劃分為4個模塊(實驗室基本知識，無機(jī)化合物制備，容量分析，定量關(guān)系測定)。在單項基本訓(xùn)練完成之后再安排綜合實驗，并將大型綜合性實驗拆分成若干子實驗，分別安排在不同的訓(xùn)練模塊之中，從而使綜合實驗貫穿于整個教學(xué)過程。例如：第一學(xué)期以無機(jī)化合物制備模塊為主，在葡萄糖酸鋅的制備和硫酸亞鐵銨的制備兩個實驗之后，我們安排了綜合性實驗藥用氯化鈉的制備及雜質(zhì)限度檢查；在第二學(xué)期的容量分析模塊中安排葡萄糖酸鋅、硫酸亞鐵銨、藥用氯化鈉的含量測定，這樣就將大型綜合性實驗貫穿于整個實驗教學(xué)過程，使學(xué)生在基本技能得到強(qiáng)化訓(xùn)練的同時又培養(yǎng)了綜合實驗?zāi)芰?。最后，將設(shè)計性實驗作為實驗考查，安排在第二學(xué)期期末課程即將結(jié)束時，一方面是為了考查學(xué)生學(xué)習(xí)效果，另一方面也是培養(yǎng)他們運用已有知識解決實際問題的能力。

由于課時有限，常規(guī)教學(xué)實驗往往不能給學(xué)生足夠的時間去探索，學(xué)生的主觀能動性也難以得到發(fā)揮，不能滿足學(xué)生的求知欲。只有加大開放實驗的力度，讓學(xué)生做一些設(shè)計性、研究性強(qiáng)的實驗，才能使教學(xué)得到必要的補(bǔ)充和提高。例如，學(xué)生可以在得到教師同意的前提下選做一些感興趣的實驗，或教師將自己的科研課題的部分研究內(nèi)容改造為開放實驗提供給學(xué)生。

7 建立合理全面的考核體系

客觀、合理的實驗考核體系不僅能正確評價教學(xué)情況，有助于分析教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，而且能夠督促學(xué)生自我檢查、自我訓(xùn)練，加強(qiáng)實驗課的教學(xué)效果。同時，由于理科基地班以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的藥學(xué)人才為目標(biāo)，采取滾動淘汰制，為了體現(xiàn)公平、公正，合理評價和考核教學(xué)情況，我們將平時成績和考試成績相結(jié)合，平時成績與考試成績各占50%。平時成績是學(xué)生平時單次實驗成績的平均，而單次實驗成績則根據(jù)學(xué)生在實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗習(xí)慣以及實驗報告等方面的表現(xiàn)進(jìn)行評定。在課程即將結(jié)束時，對學(xué)生進(jìn)行全方位的實驗考核。提早一個月公布實驗考試的內(nèi)容和要求，以便學(xué)生復(fù)習(xí)總結(jié)，以考促學(xué)。實驗考試內(nèi)容包括：

(1) 綜合設(shè)計實驗考查：選定一個實驗題目，要求學(xué)生通過查閱有關(guān)資料，根據(jù)所學(xué)過的相關(guān)知識，設(shè)計多套實驗方案，考查其方法、條件、儀器和試劑的選擇是否合理。然后，對其中一套方案進(jìn)行實驗。

(2) 基本操作考試：選定一個實驗作為基本操作考查，考察學(xué)生基本操作的規(guī)范和熟練程度，實驗行為習(xí)慣是否良好，實驗報告是否完整清楚、內(nèi)容正確、具有邏輯性。

(3) 卷面考試：實驗基本知識考試，考查學(xué)生對實驗室基本規(guī)則、實驗室基礎(chǔ)知識、單個實驗涉及的實驗原理與操作的理解與掌握程度。

8 小結(jié)

自1997年以來，我校在基地班開設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗(一)已10多年，如何培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的專業(yè)素質(zhì)、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力，一直是我們進(jìn)行教學(xué)改革的重點。經(jīng)過反復(fù)研究和實踐，我們認(rèn)為在大學(xué)一年級化學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)以“掌握實驗室基本知識、訓(xùn)練實驗基本技能、養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣”為重點，將科學(xué)方法教育融入整個教學(xué)活動之中，按照化學(xué)知識再發(fā)現(xiàn)的過程組織教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)現(xiàn)式和研究式學(xué)習(xí)。在實驗內(nèi)容設(shè)計上，要按照先簡單后復(fù)雜，技能訓(xùn)練模塊化，層層遞進(jìn)、不斷強(qiáng)化的原則，合理開展綜合性、設(shè)計性實驗，理清基本訓(xùn)練與綜合訓(xùn)練的關(guān)系，并以開放實驗作為教學(xué)的補(bǔ)充和提升。在實施教學(xué)過程中，要注意利用學(xué)生的好奇心和對實驗的新鮮感，調(diào)動他們自主學(xué)習(xí)的積極性，使其在訓(xùn)練基本實驗技能和養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣的過程中不至于感到厭煩和懈怠。最后，僅有好的教學(xué)理念遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要實現(xiàn)以上教學(xué)目標(biāo)，還需要踏實、細(xì)致的教學(xué)工作，需要大學(xué)一年級化學(xué)實驗課教師的耐心和智慧。