劉冬蓮，劉 爽，張 寧，王 偉

（唐山師范學(xué)院 化學(xué)系，河北 唐山 063000）

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)又是化學(xué)系學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。它既對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的無機(jī)化學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，又在理論的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)踐，開拓發(fā)展。它具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：一是前置性，它是化學(xué)專業(yè)的第一門實(shí)驗(yàn)課；二是基礎(chǔ)性，無機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本操作和實(shí)驗(yàn)方法是各后續(xù)課程的基礎(chǔ)。此外，考慮到師院學(xué)生將來成為中學(xué)教師的特點(diǎn)，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯得更為重要。

1 目前無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在的不完善之處

實(shí)驗(yàn)教學(xué)以二級(jí)學(xué)科劃分。無機(jī)實(shí)驗(yàn)課本來是化學(xué)專業(yè)的一門必修課，有其自身的特點(diǎn)和規(guī)律，具有理論教學(xué)不可替代的作用。但多年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃是根據(jù)理論課來設(shè)置的，其內(nèi)容也完全成為理論課的附屬內(nèi)容。由于實(shí)驗(yàn)課的從屬地位，在教學(xué)要求上低于理論課，使學(xué)生普遍存在重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象。目前的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在著一些不完善之處，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一。“先講后做”是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中傳統(tǒng)又典型的教學(xué)模式，絕大部分實(shí)驗(yàn)是“照方抓藥”式的，學(xué)生過于依賴課本，脫離書本便無所適從，遇到實(shí)際問題則茫然不知所措。這種單一的教學(xué)模式，“手把手教”的實(shí)驗(yàn)方式和方法，最多只能達(dá)到驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的目的，不利于學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，更談不上創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力的培養(yǎng)。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容知識(shí)體系比例不合理。以往的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中各類實(shí)驗(yàn)所占比例如表1所示。其中元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)和部分原理實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，約占無機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容總學(xué)時(shí)的43%。該類型實(shí)驗(yàn)占用了大量的學(xué)時(shí)，操作簡單，而學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作技能和綜合思維的訓(xùn)練卻不足。

表1 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)比例

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容重復(fù)。如“酸堿滴定”在無機(jī)、分析實(shí)驗(yàn)中重復(fù)安排；生成熱的測(cè)定在無機(jī)和物化實(shí)驗(yàn)中重復(fù)。

眾所周知，近幾年我國高等教育的改革與發(fā)展取得了令人矚目的成就，但是連續(xù)擴(kuò)大招生數(shù)量的同時(shí)，也帶來了生源層次不齊、質(zhì)量下降等問題，對(duì)培養(yǎng)高質(zhì)量人才提出了挑戰(zhàn)。多年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃是根據(jù)理論課來設(shè)置的，其內(nèi)容也完全成為理論課的附屬內(nèi)容。由于實(shí)驗(yàn)課的從屬地位，在教學(xué)要求上低于理論課，使學(xué)生普遍存在重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象。另外，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材上詳細(xì)規(guī)定了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、所需儀器藥品和實(shí)驗(yàn)步驟方法等內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生根本不用思考，習(xí)慣于“照方抓藥”。這在很大程度上抑制了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮和養(yǎng)成，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革舉措

2.1 改革教學(xué)內(nèi)容，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作和技能為主線培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生

由于中學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制，大多數(shù)中學(xué)生是“聽”或“看”實(shí)驗(yàn)，沒有親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)驗(yàn)，更談不上實(shí)驗(yàn)技能了。進(jìn)入大學(xué)后，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是開設(shè)的第一門實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，常感到手忙腳亂。因此無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課還要為中學(xué)化學(xué)補(bǔ)課。在實(shí)際教學(xué)時(shí)，我們按照教學(xué)大綱的要求并根據(jù)學(xué)生的具體情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容作了適當(dāng)整合，如增加“儀器的認(rèn)領(lǐng)、洗滌和干燥”及看實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因?yàn)樵S多儀器，如吸濾瓶、布氏漏斗和移液管儀器以及其它化學(xué)儀器的洗滌和干燥方法，學(xué)生中學(xué)里都沒有學(xué)過或?qū)W得不牢，在大學(xué)里需要重新認(rèn)識(shí)并在后面的實(shí)驗(yàn)中使用。

針對(duì)以往無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例過大的情況，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了增減處理，減少了常數(shù)測(cè)定和元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的比例，增加了實(shí)驗(yàn)基本技能操作課時(shí)，加強(qiáng)訓(xùn)練，使學(xué)生規(guī)范、熟練地掌握有關(guān)基本技能，并在此基礎(chǔ)上適當(dāng)加大訓(xùn)練難度，增設(shè)了一些綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如陰陽離子混合溶液的檢驗(yàn)及植物中某些元素的鑒定實(shí)驗(yàn)（比例增加到了30%）。強(qiáng)化了基本操作訓(xùn)練，突出了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)作用。從適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的角度出發(fā)，我們同時(shí)增加了無機(jī)物的提取與制備和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的比例，我們要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)技能、儀器選擇、產(chǎn)品制備以及檢驗(yàn)都作較詳細(xì)的預(yù)先準(zhǔn)備工作，并且對(duì)每一個(gè)學(xué)生自始至終進(jìn)行成績考核評(píng)定。這一部分的重點(diǎn)是培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力，運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的能力。實(shí)踐證明，每次制備學(xué)生都能完成，為了得到所需的合格產(chǎn)品，有的學(xué)生甚至重作達(dá)三次之多。學(xué)生認(rèn)為，雖然花費(fèi)的時(shí)間較多，但收獲很大，真正體會(huì)到大學(xué)實(shí)驗(yàn)課與中學(xué)的不同，對(duì)實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度也由過去的被動(dòng)式而轉(zhuǎn)為自主式。

另外，進(jìn)行教學(xué)時(shí)考慮到與理論課的連結(jié)問題，安排實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能理論教學(xué)同步，讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，使理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互促進(jìn)。

2.2 改革教學(xué)形式和方法

2.2.1 增加實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)檢查評(píng)分

實(shí)驗(yàn)前是否認(rèn)真預(yù)習(xí)，是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得良好效果的關(guān)鍵。實(shí)踐證明，只有預(yù)習(xí)充分，對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的要求明確，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟及注意事項(xiàng)有全面的了解，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)才能順利地做好實(shí)驗(yàn)。為了使學(xué)生養(yǎng)成課前先預(yù)習(xí)的習(xí)慣，減少實(shí)驗(yàn)過程中的盲目性，我們?cè)诮虒W(xué)中采取了兩項(xiàng)措施：一是要求學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)前要寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課前檢查，對(duì)不預(yù)習(xí)的學(xué)生，不讓其進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，預(yù)習(xí)好了再做實(shí)驗(yàn)；二是在教學(xué)過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有針對(duì)性地提出一些問題，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行考評(píng)，記錄平時(shí)成績，有效減少學(xué)生課堂“照方抓藥”的情況。

2.2.2 精講多練，加強(qiáng)課間的巡視指導(dǎo)

每次實(shí)驗(yàn)，教師僅作適當(dāng)?shù)闹v解，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器使用和實(shí)驗(yàn)裝置等作扼要講解或提問學(xué)生，著重講述實(shí)驗(yàn)的成敗關(guān)鍵和注意事項(xiàng)，每次講課一般不超過30分鐘，讓學(xué)生有更多練習(xí)時(shí)間，從而加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際操作技能的訓(xùn)練。同時(shí)，在涉及實(shí)驗(yàn)安全和關(guān)鍵處，教師作必要的示范，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，降低學(xué)生的畏懼心理，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)成功的信心。

實(shí)驗(yàn)基本操作規(guī)范化是實(shí)驗(yàn)成功和實(shí)驗(yàn)安全的保障，是順利完成師范學(xué)業(yè)和日后從事化學(xué)教學(xué)工作的可靠基礎(chǔ)。老師在簡要地講解了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并作必要的示范后，還要在實(shí)驗(yàn)的過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)的指導(dǎo)，并且這種指導(dǎo)要有計(jì)劃性和針對(duì)性。若發(fā)現(xiàn)操作中有共性的錯(cuò)誤并影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，教師要及時(shí)通知學(xué)生暫停操作，指出錯(cuò)誤的地方并向?qū)W生正確示范，確保實(shí)驗(yàn)任務(wù)的順利完成，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度。對(duì)有危險(xiǎn)性或有毒的實(shí)驗(yàn)，教師更要監(jiān)督，以免出現(xiàn)安全事故。

積極探索元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。目前所用實(shí)驗(yàn)教材寫得過細(xì)，且實(shí)驗(yàn)課教師講得過多，給學(xué)生“照方抓藥”提供了極大的方便，加上教師希望學(xué)生一次做好實(shí)驗(yàn)，“只許”成功“不許”失敗，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)只能忙于應(yīng)付，滿足于看到現(xiàn)象寫出反應(yīng)式，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)本身的問題（如藥品用量、濃度、反應(yīng)條件、異?，F(xiàn)象）則沒有認(rèn)真考慮。為了有好的預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)效果，培養(yǎng)學(xué)生以科研性、探索性態(tài)度對(duì)待元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們從2007-2008學(xué)年第二學(xué)期開始元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)不再允許學(xué)生帶實(shí)驗(yàn)課本進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，改變“先講后做”的教學(xué)模式，加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，由學(xué)生先在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，然后教師提問總結(jié)。在完成當(dāng)天的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容后，支持和鼓勵(lì)學(xué)生按照自己的想法和問題進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，不論學(xué)生提出的問題正確與否，只要條件允許，教師就支持學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的想法。

2.2.3 加強(qiáng)綠色化學(xué)教學(xué)，推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

綠色化學(xué)是近年來才被人們認(rèn)識(shí)和開展研究的一門新興學(xué)科，是針對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)化工的資源利用率低、環(huán)境污染嚴(yán)重提出的[1]，用綠色化學(xué)的新理念對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，正逐漸成為化學(xué)工作者的共識(shí)[2,3]。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主張使用綠色化學(xué)技術(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞最少、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有機(jī)統(tǒng)一、盡量減少教學(xué)活動(dòng)對(duì)教學(xué)資源的浪費(fèi)，將教學(xué)對(duì)環(huán)境的污染降到最低。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需試劑藥品種類多，廢液多，將綠色化學(xué)理念融入其中，實(shí)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，不僅能節(jié)約大量實(shí)驗(yàn)試劑藥品，降低實(shí)驗(yàn)成本，而且使學(xué)生一開始就在潛移默化中受到綠色化學(xué)的教育，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的環(huán)境觀、資源觀，提高他們的環(huán)保緊迫感和責(zé)任感，樹立綠色化學(xué)的意識(shí)都有相當(dāng)重要的意義。

比如，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)中沉淀組分的形態(tài)變化使沉淀溶解實(shí)驗(yàn)，沉淀離子及沉淀劑大部分使用的是Pb(NO3)2和K2CrO4。采用這些沉淀離子及沉淀劑雖然現(xiàn)象比較明顯，但是，Pb、Cr是有毒重金屬，實(shí)驗(yàn)廢棄物排放到水中，會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。所以將其刪除只保留CuSO4與 S2-的實(shí)驗(yàn)，同樣達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模覝p少了有毒物質(zhì)的使用和排放，實(shí)現(xiàn)了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

回收利用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物是實(shí)現(xiàn)無級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一個(gè)途徑，如硫酸亞鐵銨的制備，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物是硫酸亞鐵銨，如果將它廢棄，不僅污染環(huán)境，而且是一種浪費(fèi)。實(shí)際教學(xué)中，先開設(shè)了硫酸亞鐵銨的制備，并將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物回收保存，然后用作三草酸合鐵酸鉀的合成原料，這樣的結(jié)果是不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)藥品，而且減少了實(shí)驗(yàn)廢棄物的排放量，實(shí)現(xiàn)了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

“盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)”[4]是指實(shí)驗(yàn)者為達(dá)到一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，在可能的?shí)驗(yàn)條件下采用盡可能少的化學(xué)試劑進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。如試管實(shí)驗(yàn)用盡可能少的試劑來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（一般3~5滴液體試劑），在化學(xué)反應(yīng)速率和活化能的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，我們將試劑用量改為常規(guī)的1/10、1/4、1/2。為便于比較，同時(shí)安排部分學(xué)生仍按原來常規(guī)量方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與常規(guī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，用較少的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

2.2.4 增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查和儀器整理

我們規(guī)定，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)，要實(shí)事求是地記錄現(xiàn)象和有關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)，有關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄交教師簽字后，方可離開實(shí)驗(yàn)室。若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不合要求，或有異?，F(xiàn)象時(shí)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行誤差分析。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，要求學(xué)生首先整理好自己的儀器和實(shí)驗(yàn)臺(tái)，再把公用的實(shí)驗(yàn)用品整理歸位。長期要求不僅使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，而且也學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室的一般管理和儀器、藥品分類保管和存放等知識(shí)。

2.2.5 開放實(shí)驗(yàn)室，開展課外探究性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)綜合設(shè)計(jì)能力

開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也是當(dāng)代高校實(shí)驗(yàn)的一個(gè)趨向?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室的開放性要求實(shí)驗(yàn)盡量拓寬教學(xué)空間、尋找多種信息來源和開展創(chuàng)作性的科技活動(dòng)。開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主要目標(biāo)，不但更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、生動(dòng)性和活潑性，挖掘?qū)W生的潛能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、探索能力、創(chuàng)新能力和合作能力，全面提高學(xué)生的素質(zhì)。

在目前的管理和教學(xué)體制下完全開放實(shí)驗(yàn)室還不可能，但是部分開放實(shí)驗(yàn)室則不僅必要而且是可以做到的。如讓學(xué)生補(bǔ)做失敗的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)過的一些化學(xué)現(xiàn)象，甚至為自己的小論文做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，等等。我們從2007- 2008學(xué)年第二學(xué)期開放了實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并有指導(dǎo)教師審核后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后提交小論文，如含銀廢液中銀的回收，固體酒精的制備、海帶中碘的鑒定及提取等實(shí)驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)室能夠?yàn)閷W(xué)生自覺學(xué)習(xí)提供更廣闊的天地，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2.3 嚴(yán)格成績考核

實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，它要求學(xué)生既掌握一定的基本操作技能，又要有一定的觀察、分析、解決問題的能力和勤于思考的習(xí)慣，所有這些決定了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有其獨(dú)特的靈活的考試方法。為了全面、客觀、公正地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)驗(yàn)成績由平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)考試成績和實(shí)驗(yàn)操作考試成績組成，總成績（以100分計(jì)）中平時(shí)成績占50%，實(shí)驗(yàn)考試占25%，實(shí)驗(yàn)操作考試占25%。平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績主要由預(yù)習(xí)報(bào)告、出勤率、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)成功率以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的優(yōu)劣等內(nèi)容組成。實(shí)驗(yàn)操作考核主要是檢查學(xué)生動(dòng)手操作能力以及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解決實(shí)際問題等，由教師設(shè)計(jì)幾套多種形式的實(shí)驗(yàn)試題，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成操作，并當(dāng)場(chǎng)交出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最后根據(jù)操作是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確兩個(gè)方面綜合評(píng)分。

通過幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)改革與實(shí)踐探索，學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)積極性顯著提高，學(xué)生由被動(dòng)接受實(shí)驗(yàn)任務(wù)向積極參與實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立完成自己選定的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，責(zé)任感也顯著增強(qiáng)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)明顯提高。