白廣梅，訾學(xué)紅，任海榮，趙靖強(qiáng)

(北京工業(yè)大學(xué) 環(huán)境與能源工程學(xué)院，北京 朝陽(yáng)區(qū) 100124，China)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種有計(jì)劃、有組織的實(shí)踐活動(dòng)，在這個(gè)實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣以及思維能力等應(yīng)得到有效培養(yǎng)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于教學(xué)手段單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒(méi)有及時(shí)更新以及教學(xué)過(guò)程比較固定而相對(duì)封閉，其結(jié)果是不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新欲望。顯然，這種傳統(tǒng)的、封閉的教學(xué)模式已與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)脫節(jié)，亟待改革。目前，許多高校都意識(shí)到了這一點(diǎn)，并已采取行動(dòng)，嘗試實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，努力為學(xué)生提供一種開放化、多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)[1]。實(shí)踐證明，實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生的自主創(chuàng)新能力以及綜合素質(zhì)得到了很好的培養(yǎng)[2－6]。毋庸置疑，實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的必然選擇。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提與基礎(chǔ)。結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，本文就如何構(gòu)建基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了探討。

1 構(gòu)建開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的必要性

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的宗旨是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)的主體意識(shí)和問(wèn)題意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，因而是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新，也是高校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑[7]。鑒于此，開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)貫穿于各門實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中。無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)及其相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)校門后首先要系統(tǒng)學(xué)習(xí)的一門基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，在這個(gè)階段實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。當(dāng)然，要實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需先構(gòu)建完善的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，否則開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)就會(huì)變成無(wú)源之水、無(wú)本之木。

2 基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系涉及諸多方面，如實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)過(guò)程等，因此，構(gòu)建開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系需從這些方面著手進(jìn)行。通過(guò)調(diào)研，并結(jié)合多年的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們提出了如圖1所示的基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

圖1 基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容大體包括化學(xué)原理與常數(shù)測(cè)定、無(wú)機(jī)物的制備與提純、元素及化合物的性質(zhì)與鑒定三部分。這些教學(xué)內(nèi)容相對(duì)固定，但構(gòu)建開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系時(shí)，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需具有一定的 “開放性”，換句話說(shuō)，就是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含的內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目本身均需不斷更新、優(yōu)化。實(shí)際中，可采取問(wèn)卷形式或定期召開實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)估會(huì)，組織學(xué)生、教師及相關(guān)專家對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，或是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的優(yōu)勝劣汰，以確保所開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)效果的實(shí)效性。比如摩爾鹽的制備、三草酸合鐵酸鉀的制備這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，以前是兩個(gè)獨(dú)立的無(wú)機(jī)制備實(shí)驗(yàn)。教學(xué)效果評(píng)估顯示，由于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及的基本操作部分類似，學(xué)生對(duì)第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的興趣有所減弱，于是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，把兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，將第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物作為第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料，并在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了產(chǎn)物的光敏性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。這樣，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)自主性提高，實(shí)驗(yàn)效果自然得到提高。

也可結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽成果，如隔年一屆的北京市大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽形式均為化學(xué)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這些新實(shí)驗(yàn)是一筆很有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革資源，可以用來(lái)更新、充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。由于是學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，拓展為學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就更具有親和力，更容易激起學(xué)生的興趣，更容易被學(xué)生接納。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目感興趣后，學(xué)習(xí)過(guò)程就會(huì)變得積極主動(dòng)。

還可關(guān)注先進(jìn)技術(shù)或科研，將先進(jìn)技術(shù)或科研成果引入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以確保所開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的先進(jìn)性。譬如，“化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 “過(guò)二硫酸銨與碘化鉀反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定”或 “過(guò)氧化氫的分解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定”體現(xiàn)出來(lái)，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目沒(méi)有緊跟科技前沿，缺乏時(shí)代感，不能激起學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。如果引入先進(jìn)技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改為 “Fenton試劑降解羅丹明B反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定”，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果會(huì)大為改觀[8]。實(shí)踐證明，將 Fenton法這一前沿的高級(jí)氧化技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹獙W(xué)生了解并學(xué)會(huì)了化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定方法，而且拓寬了學(xué)生的視野，使學(xué)生對(duì)有機(jī)污染物處理的最新研究方法與手段有了一定程度的了解。

值得一提的是，以往提到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，很多人就提出刪減甚至剔除元素及化合物的性質(zhì)與鑒定這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。事實(shí)上，元素及化合物的性質(zhì)是無(wú)機(jī)化學(xué)理論教學(xué)中不可或缺的一大模塊，由于這部分知識(shí)內(nèi)容很多，單憑理論課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生很難掌握，因此，為了幫助學(xué)生較為系統(tǒng)地掌握元素及其化合物的重要性質(zhì)，很多高校在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中仍然安排了此類實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目原有的內(nèi)容安排確實(shí)不能滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。構(gòu)建開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，必須優(yōu)化這部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容。如在 Fe、Co、Ni性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，在單項(xiàng)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之后，安排設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如分離鑒定混合液中的 Fe3＋、Co2＋和Ni2＋。完成這個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生需要綜合運(yùn)用剛剛完成的單項(xiàng)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，不但要考慮到利用各個(gè)離子的特征反應(yīng)，還要考慮到離子之間的干擾，以及如何排除。再如，在Cu、Zn族元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的最后，給出5瓶無(wú)標(biāo)簽的溶液[AgNO3、Zn(NO3)2、 Cd(NO3)2、 Hg(NO3)2、和Hg2(NO3)2]，要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)它們進(jìn)行鑒別。這種即學(xué)即用的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排，一方面，降低了方案設(shè)計(jì)的難度，學(xué)生不至于茫然，手足無(wú)措，不知從何下手；另一方面，由于可以設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)完成，給學(xué)生提供了創(chuàng)新思維的空間，同時(shí)也給學(xué)生提供了一次體驗(yàn)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的樂(lè)趣，以及取得成功后的喜悅。

2.2 改變實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式

長(zhǎng)期以來(lái)，除設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容均是完整詳細(xì)的，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不但列出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器及藥品，而且給出翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)步驟，沒(méi)有給學(xué)生留出思維空間，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也不例外。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)常常可以 “照方抓藥”。顯然，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的這種呈現(xiàn)形式不利于學(xué)生勤于思考—善于思考—?jiǎng)?chuàng)新思維的培養(yǎng)。構(gòu)建基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，需改變實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的呈現(xiàn)形式。

考慮到剛?cè)雽W(xué)學(xué)生在高中階段積累的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能不足，加上目前各高校的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程大多是獨(dú)立設(shè)課，盡管實(shí)驗(yàn)課老師設(shè)法將其教學(xué)內(nèi)容滯后于相關(guān)理論課，但有時(shí)也會(huì)事與愿違，學(xué)生做某些實(shí)驗(yàn)時(shí)，還沒(méi)有學(xué)過(guò)相關(guān)的理論知識(shí)。因此，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的呈現(xiàn)形式不可能一下子都改成類似設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的呈現(xiàn)形式，只給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)及實(shí)驗(yàn)藥品，但可以循序漸進(jìn)地向這方面發(fā)展。開始的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目其內(nèi)容以較完整詳細(xì)的形式呈現(xiàn)，之后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目其內(nèi)容尤其實(shí)驗(yàn)步驟逐漸簡(jiǎn)化，以實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)的形式給出，給學(xué)生留出可發(fā)揮空間，如 “利用所給藥品試驗(yàn)KMnO4在不同酸堿條件下的氧化性” “利用 HAc溶液、NH4Ac固體以及甲基橙指示劑驗(yàn)證同離子效應(yīng)”。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容呈現(xiàn)形式使學(xué)生 “無(wú)藥方可看”，做實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生需要思考怎樣完成實(shí)驗(yàn)，包括藥品的選擇、加入順序、加入量等。這樣，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不再那么簡(jiǎn)單，也不再那么一帆風(fēng)順，實(shí)驗(yàn)有時(shí)會(huì)因藥品的加入順序或加入量不合適而失敗，但學(xué)生在這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得的會(huì)更多，包括思維能力、創(chuàng)新能力、抗挫敗能力等的訓(xùn)練。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多樣化

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式比較單一，一般都是課堂上指導(dǎo)教師采取提問(wèn)或講授的方式使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其中需要注意的問(wèn)題有所了解，然后學(xué)生開始做實(shí)驗(yàn)，老師隨堂指導(dǎo)。顯然，這種單一的教學(xué)形式?jīng)]有給學(xué)生創(chuàng)造出一個(gè)開放、主動(dòng)、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境，不滿足開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需改變。當(dāng)然，前提條件是更新并樹立利于實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)理念?；瘜W(xué)家盧嘉錫認(rèn)為:“在化學(xué)事業(yè)中有所建樹的人，在實(shí)驗(yàn)中必須具備C3H3素質(zhì)”(clean habit整潔的習(xí)慣、clever hands靈巧的雙手、clear head清晰的頭腦)。整潔的習(xí)慣指的是實(shí)驗(yàn)時(shí)要有計(jì)劃、有條有理；靈巧的雙手指的是敢動(dòng)手—愛(ài)動(dòng)手—會(huì)動(dòng)手；清醒的頭腦指的是能明辨是非，獨(dú)立思考，有創(chuàng)新精神。同時(shí)考慮到無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)化學(xué)的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，俗話說(shuō): “萬(wàn)丈高樓平地起”，基礎(chǔ)打好了，下面的課程學(xué)習(xí)就容易了。因此，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過(guò)程中努力培養(yǎng)學(xué)生的C3H3素質(zhì)非常重要，這樣可逐步形成如圖2所示的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，夯實(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作、基本技能，與此同時(shí)，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生勤于思考和善于思考，并在此基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新。

圖2 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

在這樣的教學(xué)理念的支配下，本文認(rèn)為需構(gòu)建基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成如圖3所示的多種教學(xué)形式，包括課堂內(nèi)外相結(jié)合、傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合、虛實(shí)相結(jié)合的教學(xué)形式。

圖3 基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式

1)課堂內(nèi)外相結(jié)合。

課堂內(nèi)，學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，教師引導(dǎo)學(xué)生以探索者的身份，認(rèn)真實(shí)驗(yàn)、仔細(xì)觀察、如實(shí)記錄、積極思考，適時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生有自己的“小發(fā)現(xiàn)”。課堂外，充分利用校園網(wǎng)，發(fā)布實(shí)驗(yàn)相關(guān)資料，如實(shí)驗(yàn)課件、錄像片、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)自我檢測(cè)題、實(shí)驗(yàn)拓展內(nèi)容等供學(xué)生課外使用。另外，根據(jù)騰訊公司公布的2016年業(yè)績(jī)報(bào)告，微信注冊(cè)用戶數(shù)量已經(jīng)突破9.27億，其中60% 的微信用戶是15～29歲的年輕人，在這樣一個(gè)龐大的群體中，高校學(xué)生占了絕大多數(shù)，因此，可利用微信公眾平臺(tái)，建立自己的微信公眾號(hào)，突破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的全方位(文字、圖片、語(yǔ)音等)溝通互動(dòng)。一方面輔助學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，提升課堂效率及教學(xué)效果；另一方面彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的不足，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。比如，溶度積常數(shù)的測(cè)定方法有多種，包括滴定法、離子交換法、電導(dǎo)法、電位法、分光光度法等；再比如，HAc電離常數(shù)的測(cè)定，除pH外，還有電導(dǎo)法、滴定曲線法、半中和法等，由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)有限，課堂內(nèi)只能給學(xué)生提供其中一種測(cè)定方法的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，其他的可掛在校園網(wǎng)上或者上傳到微信公眾平臺(tái)供學(xué)生課外學(xué)習(xí)使用。若實(shí)驗(yàn)室條件允許，也可提供場(chǎng)地、儀器及藥品讓學(xué)有余力且感興趣的學(xué)生自主完成其他測(cè)定方法的學(xué)習(xí)。

2)傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合。

一方面，繼承傳統(tǒng)的一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，在學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)之前，通過(guò)提問(wèn)、講解及演示等形式讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等做到心中有數(shù)；另一方面，借助現(xiàn)代教育技術(shù)手段制作實(shí)驗(yàn)課件、教學(xué)錄像片、動(dòng)畫來(lái)輔助課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)踐證明，將現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，可顯著提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[9]。

值得一提的是，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫時(shí)需牢記一點(diǎn)，就是不要夸大它們的作用，如果有以之取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的做法甚至想法都是不可取的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，紙上談兵總歸是行不通的，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能只有通過(guò)自己實(shí)際的操作練習(xí)，甚至是多次的重復(fù)練習(xí)，才能得到培養(yǎng)和提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片乃至實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫只能在視覺(jué)上沖擊學(xué)生，幫助學(xué)生更快更好地掌握實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)技能。另外，使用實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫時(shí)，要設(shè)計(jì)好教學(xué)過(guò)程，找到二者的結(jié)合點(diǎn)，教學(xué)效果才會(huì)理想。如在pH法測(cè)定HAc電離常數(shù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)使用移液管時(shí)，先讓學(xué)生觀看相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)片，關(guān)鍵地方慢放、定格、示范，并輔以適當(dāng)?shù)闹v解；再邀請(qǐng)一位同學(xué)演試，隨后讓其他同學(xué)點(diǎn)評(píng)；最后老師進(jìn)行總結(jié)?；蛘叻催^(guò)來(lái)，同學(xué)先操作、點(diǎn)評(píng)，老師再放錄像片。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生能很快掌握移液管的操作要領(lǐng)，大拇指堵管口等錯(cuò)誤操作不再出現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，隨后的磺基水楊酸合鐵配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們進(jìn)行得很順利，在實(shí)驗(yàn)中用移液管準(zhǔn)確移取液體35次。

3)虛實(shí)相結(jié)合。

一方面，盡力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓他們自主完成實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)際動(dòng)手操作中得到實(shí)驗(yàn)基本技能、創(chuàng)新思維等方面的訓(xùn)練；另一方面，結(jié)合當(dāng)代大學(xué)生的特點(diǎn)及其成長(zhǎng)環(huán)境，開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際動(dòng)手操作相結(jié)合提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入虛擬、仿真模擬實(shí)驗(yàn)等手段，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[10－11]。同樣需要注意的是，虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用仍然是輔助性的，不可擴(kuò)大它的作用，更不能以之取代實(shí)際動(dòng)手操作。

2.4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程開放化

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)屬于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，過(guò)去一般都采取以自然班級(jí)為單位，在固定的時(shí)間進(jìn)行固定內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程相對(duì)比較封閉。構(gòu)建基于自主學(xué)習(xí)的開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程需開放化，可采取預(yù)約開放模式、課余開放模式和全方位開放模式的一種或幾種[12]。

1)預(yù)約開放模式。

開發(fā)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)里公布實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱及每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開出的時(shí)間。學(xué)生通過(guò)登錄該系統(tǒng)，查看實(shí)驗(yàn)基本信息，閱讀實(shí)驗(yàn)要求等相關(guān)信息，并根據(jù)實(shí)時(shí)信息自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)約，并在預(yù)約時(shí)間內(nèi)到實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

2)課余開放模式。

一般地，實(shí)驗(yàn)室并不是全天候都有實(shí)驗(yàn)安排，所以可以根據(jù)實(shí)際情況，如師資配置等，將實(shí)驗(yàn)室的空閑時(shí)間充分利用起來(lái)，對(duì)學(xué)生開放。一方面提高了實(shí)驗(yàn)室的利用率；另一方面，給學(xué)生提供了一個(gè)開放的學(xué)習(xí)空間，學(xué)生可以利用課余且在實(shí)驗(yàn)室開放的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，或是繼續(xù)做之前尚未完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，或是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的再學(xué)習(xí)，或是根據(jù)自己的興趣選做額外的實(shí)驗(yàn)。

3)全方位開放模式。

與前兩者相比，這種模式的教學(xué)過(guò)程開放程度更大，不但開放實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而且開放實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。學(xué)生隨時(shí)可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室利用實(shí)驗(yàn)藥品、儀器設(shè)備進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，或是進(jìn)行基本操作的反復(fù)練習(xí)，或是重做實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的實(shí)驗(yàn)，或是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。顯然，全方位開放模式更有利于培優(yōu)補(bǔ)差，是最理想的開放模式。

毋庸置疑，學(xué)生在開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中具有更大的靈活性和自主性，但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的開放化、自主化往往會(huì)使得教學(xué)過(guò)程的組織管理成為一個(gè)比較棘手的問(wèn)題。另外，各校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、師資力量、學(xué)生素質(zhì)等方面也存在較大差異。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可根據(jù)實(shí)際情況采取具有自己特色、可操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程開放模式。

3 構(gòu)建開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)踐

近年來(lái)，學(xué)院在構(gòu)建開放性無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系方面進(jìn)行了積極的探索與實(shí)踐。制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片、實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫及實(shí)驗(yàn)課件并將其應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作之重。

3.1 實(shí)驗(yàn)課件的制作及應(yīng)用

課件在理論課堂上的應(yīng)用早已是普遍現(xiàn)象。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)課也是課堂，是實(shí)踐課堂，課件的引入定會(huì)使實(shí)驗(yàn)課堂收到意想不到的效果，基于這樣的想法，學(xué)院著手進(jìn)行無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件的設(shè)計(jì)、制作與實(shí)踐。通過(guò)調(diào)研與多次的討論，將實(shí)驗(yàn)課件設(shè)計(jì)成6個(gè)模塊，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理、注意事項(xiàng)和思考題，并在實(shí)驗(yàn)原理模塊中嵌入動(dòng)畫，通過(guò)生動(dòng)形象的動(dòng)畫來(lái)輔助實(shí)驗(yàn)原理的闡述，在實(shí)驗(yàn)步驟模塊中采用直觀的流程圖來(lái)展示實(shí)驗(yàn)步驟。至目前為止，制作的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件已覆蓋開設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并且已引入實(shí)際教學(xué)。課前，學(xué)生利用課件進(jìn)行預(yù)習(xí)，由于課件圖文并茂，學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)，預(yù)習(xí)效果明顯提升；課堂上，教師結(jié)合課件進(jìn)行講解，教學(xué)效果顯著提高；課后，學(xué)生利用課件進(jìn)行復(fù)習(xí)，進(jìn)一步加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的理解、掌握。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片的制作及應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片早已在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到應(yīng)用，但是量身定制的很少，為了配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)院結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并撰寫制作稿，然后與專業(yè)人員溝通，并配合他們進(jìn)行拍攝及后期的剪輯制作，自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片，并引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的探索。課堂內(nèi)，老師借助這些錄像片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式的同時(shí)，也提升了教學(xué)效果；課堂外，學(xué)生借助它們進(jìn)行課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)。有同學(xué)這樣說(shuō):“看完實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片，感覺(jué)好神奇，真有一種躍躍欲試的沖動(dòng)?！边€有同學(xué)這樣說(shuō): “看完實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像片，就像自己又做了一遍實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)內(nèi)容很快都回憶起來(lái)了。”

3.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫的制作及應(yīng)用

多年的實(shí)際教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)抽象的實(shí)驗(yàn)原理總是理解得不夠透徹。比如鹽效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，總有同學(xué)解釋不清 “Pb(Ac)2溶液中加入 KI溶液，會(huì)有黃色沉淀生成，再加入NaNO3固體，沉淀會(huì)消失”這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其實(shí)這就是鹽效應(yīng)的具體體現(xiàn)，于是學(xué)院針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)、撰稿并配合專業(yè)人員制作了3D動(dòng)畫，將其引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生看完動(dòng)畫后，恍然大悟。

4 結(jié)束語(yǔ)

開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施涉及實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改變、教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、評(píng)價(jià)體系及管理體制的變革與建設(shè)等方方面面，其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改變最為重要。這些年來(lái)，通過(guò)老師們不斷的努力，開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已逐漸形成，盡管這樣，仍需進(jìn)一步的探索與完善。作為一線的實(shí)驗(yàn)教師，有責(zé)任積極主動(dòng)地實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建并完善開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

[1]秦杰，劉紅玲，劉恩岐，等.地方本科院校分層次開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30(10):175－178.

[2]鄭清云，申有名，張向陽(yáng)，等.有機(jī)化學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索[J].廣州化工，2015，43(2):214－215.

[3]王少剛.開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索與實(shí)踐[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2010(3):71－74.

[4]張明道，方志杰，豐巍偉.化學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法改革的探索[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2009(4):38－40.

[5]楊小弟，張英華，周耀明，等.大學(xué)化學(xué)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26(4):104－105.

[6]朱世坤.開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2007，20(2):86－89.

[7]尹佳.食品科學(xué)與工程專業(yè)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系初探[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，31(2):61－63.

[8]陳華軍，李冬，王銳.綠色環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn) “Fenton試劑降解羅丹明B速率常數(shù)的測(cè)定”[J].洛陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版)，2012，22(2):87－89.

[9]王廣泰，李正平.運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)化物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].高等教育研究，2006，22(1):62－63.

[10]許秀云，張玉梁.依托現(xiàn)代信息技術(shù)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30(5):130－132.

[11]陳容容，孫益頂，魏東盛，等.多媒體虛擬仿真教學(xué)法在微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015， 34(11):194－196.

[12]王斌.淺論開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2008，11(1):35－36.