周碩林，李家其

(長(zhǎng)沙師范學(xué)院初等教育學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410100)

大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是面向理、工、醫(yī)等學(xué)科開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。近年來(lái)，圍繞大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革，取得了一些積極進(jìn)展[1-3]。但科學(xué)教育專業(yè)不同于化學(xué)、制藥、材料等理、工科專業(yè)，其主要培養(yǎng)能夠在小學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)從事小學(xué)科學(xué)或綜合實(shí)踐活動(dòng)等課程的教學(xué)與研究工作，能夠開(kāi)展青少年科技活動(dòng)指導(dǎo)與科學(xué)普及教育和管理工作的高素質(zhì)專業(yè)化科學(xué)教育人才?？茖W(xué)教育專業(yè)人才培養(yǎng)體系中涵蓋物理、化學(xué)、生物、地理、教育學(xué)等多個(gè)學(xué)科，根據(jù)科學(xué)教育專業(yè)特點(diǎn)，適應(yīng)理科綜合化，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力，開(kāi)設(shè)獨(dú)立的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程很有必要。因此，大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教育專業(yè)非常重要的先期課程，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力的重要途徑，其教學(xué)目的是訓(xùn)練學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能，其教學(xué)目標(biāo)是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。然而，面向非化學(xué)專業(yè)的理工科而開(kāi)設(shè)的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室國(guó)內(nèi)也有一些探索和實(shí)踐[4-5]，但面向科學(xué)教育專業(yè)的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革案例還相對(duì)缺乏。

學(xué)校重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，持續(xù)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革力度，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開(kāi)設(shè)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一課程，既要符合科學(xué)教育專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，又要在有限的課時(shí)條件下取得較好的預(yù)期效果，特別是在師范生專業(yè)認(rèn)證背景下，強(qiáng)調(diào)成果產(chǎn)出導(dǎo)向，因此對(duì)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行深入改革很有必要。近年來(lái)，我?？茖W(xué)教育專業(yè)依托中央支持地方高校共建的科學(xué)教育綜合實(shí)驗(yàn)室為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，持續(xù)推進(jìn)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等方面改革，不斷融于綠色化學(xué)、可持續(xù)發(fā)展、課程思政及相關(guān)領(lǐng)域科研成果，大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程初步形成了教學(xué)理念不落后，教學(xué)內(nèi)容不重舊，教學(xué)方法有創(chuàng)新的特點(diǎn)，為培養(yǎng)應(yīng)用型科學(xué)教育人才創(chuàng)造了良好條件。

1 精選教學(xué)內(nèi)容，融合專業(yè)特點(diǎn)

緊扣科學(xué)教育專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行精心篩選和設(shè)置，除基本操作和技能外，打破原有專業(yè)實(shí)驗(yàn)條塊分割的教學(xué)格局，將分析化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合，同時(shí)增強(qiáng)本課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的聯(lián)系，使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置更加科學(xué)合理。為加強(qiáng)科學(xué)教育專業(yè)與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的融合、理論化學(xué)與大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系，近年來(lái)，新建有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，新增氣相色譜儀、高效液相色譜儀、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、傅里葉紅外光譜儀、高速離心機(jī)、阿貝折射儀等儀器設(shè)備，使本課程具有了良好硬件基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上更新了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，延伸了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，保證了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。

為進(jìn)一步契合專業(yè)特點(diǎn)，在保持化學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又能聯(lián)系科學(xué)教育專業(yè)實(shí)際。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)設(shè)置上進(jìn)行了調(diào)整，如表1所示，這些調(diào)整為后續(xù)科學(xué)教育專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，同時(shí)將化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與其他學(xué)科知識(shí)、日常生活事物或現(xiàn)象等有機(jī)結(jié)合，將不同學(xué)科進(jìn)行融合，不斷豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，賦予實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目新內(nèi)涵。因此在課程保持了化學(xué)的學(xué)科性，同時(shí)又能體現(xiàn)出鮮明的專業(yè)特色。

表1 課程改革前后部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)比Table 1 Comparison of experimental projects before and after the curriculum reform

依托教師科研項(xiàng)目等資源，注重科研成果向?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化，把反映化學(xué)學(xué)科與科學(xué)教育專業(yè)多學(xué)科交叉領(lǐng)域前沿的學(xué)科知識(shí)和科研成果(物理、生物等)充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。如傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“乙酸乙酯的制備”更新為以生物質(zhì)為來(lái)源的乙酰丙酸與正丁醇的酯化反應(yīng)，得到生物質(zhì)平臺(tái)分子乙酰丙酸正丁酯。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的優(yōu)化和整合，讓課程更緊扣專業(yè)特點(diǎn)，同時(shí)也注重了多學(xué)科交叉融合對(duì)人才思維方式綜合化、多樣化的培養(yǎng)。

2 建設(shè)線上資源，構(gòu)建全程導(dǎo)學(xué)

科學(xué)教育專業(yè)開(kāi)設(shè)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，課時(shí)有限，為進(jìn)一步發(fā)揮課程意義，讓學(xué)生“忙起來(lái)”，達(dá)到課程預(yù)期目標(biāo)。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在多年開(kāi)設(shè)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合科學(xué)教育專業(yè)特點(diǎn)，進(jìn)一步修改并完善了教學(xué)大綱、進(jìn)度、考核內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，形成了較為完善的多媒體課件，建立了安全教育線上考核試題庫(kù)，制作了多個(gè)實(shí)驗(yàn)基本操作視頻等課程資源。在以學(xué)習(xí)通線上平臺(tái)上建設(shè)線上資源，并增加線上預(yù)習(xí)任務(wù)、交流互動(dòng)等模塊，一方面有效地解決了課程課時(shí)不足的問(wèn)題，另一方面，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性和主動(dòng)性。

大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)突出學(xué)生為主體，以教學(xué)大綱為藍(lán)本，精心編制全程導(dǎo)學(xué)方案，讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)做什么？為什么做？如何做？。在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程導(dǎo)學(xué)部分中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置了3-5個(gè)有代表性和針對(duì)性的問(wèn)題或知識(shí)點(diǎn)，作為背景介紹或思考題，以激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位。這種形式有效地避免了因開(kāi)設(shè)課時(shí)不足、學(xué)生預(yù)習(xí)不到位所導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果差等問(wèn)題，能夠起到督促和促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了解的目的，同時(shí)讓實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在導(dǎo)學(xué)過(guò)程中的情況有所了解，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中給予更為清晰和側(cè)重的指導(dǎo)。

3 雙重任務(wù)驅(qū)動(dòng)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)

為更好地發(fā)揮大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程功能，鍛煉學(xué)生基本的操作能力和創(chuàng)新能力，為此設(shè)置了“雙重”任務(wù)。一是在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的及內(nèi)容，要求學(xué)生在課前要弄清實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的方法，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中所涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)、操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。通過(guò)自學(xué)實(shí)驗(yàn)前的檢測(cè)題，檢驗(yàn)自學(xué)成效，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)任務(wù)。二是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，采取分小班授課的模式，并增加了儀器臺(tái)套數(shù)，改變?cè)袃扇艘唤M的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，讓學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理分析、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)思考題。這種個(gè)人獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，較大程度地激發(fā)了學(xué)生的潛能，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，有效地避免了部分同學(xué)依賴的心理，減少了“只看不做”或“做多做少一個(gè)樣”的現(xiàn)象，調(diào)動(dòng)了整個(gè)課堂氣氛，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

4 項(xiàng)目進(jìn)階設(shè)計(jì)，教學(xué)形式多樣

根據(jù)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，通過(guò)問(wèn)題引發(fā)式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式等方式，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)查找文獻(xiàn)資源，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容進(jìn)行思考與討論，有效地引導(dǎo)了學(xué)生積極思考；在講解示范中以討論形式推動(dòng)學(xué)生質(zhì)疑；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)置實(shí)驗(yàn)思考題，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行探討，讓學(xué)生通過(guò)所掌握的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行深入反思，并在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中加強(qiáng)學(xué)生個(gè)性化指導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)上著力改進(jìn)了基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件如反應(yīng)物的量、催化劑用量、種類等，開(kāi)展分組實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析并討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如“碳酸鈉制備及含量”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，通過(guò)預(yù)設(shè)混合堿不同配比，指示劑種類等變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，個(gè)人再獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，最后集體討論出對(duì)混合堿分析結(jié)果的影響，從而有效實(shí)現(xiàn)“個(gè)體-集體”的雙重整合，形成了個(gè)體與集體的合力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目條件的探究，引導(dǎo)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。通過(guò)線上自學(xué)、自評(píng)，線下面對(duì)面地講解、示范，集體研討，多媒體輔助等多樣化教學(xué)手段，達(dá)到了激發(fā)學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生基本技能的目的，大大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

5 強(qiáng)化基礎(chǔ)技能，重視創(chuàng)新訓(xùn)練

課程強(qiáng)化基礎(chǔ)技能培養(yǎng)，對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和體系進(jìn)行整合和調(diào)整，借助中央和地方共建的科學(xué)教育綜合實(shí)驗(yàn)室，改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，學(xué)生個(gè)人獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，強(qiáng)化了學(xué)生基本操作訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，減少了依賴心理。以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力為主線，通過(guò)增設(shè)綜合及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生通過(guò)整合所學(xué)的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)內(nèi)容，鍛煉了學(xué)生對(duì)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用能力。同時(shí)設(shè)置創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目與日常生活實(shí)際、教師科學(xué)研究課題等緊密聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生切實(shí)感受到所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能應(yīng)用于實(shí)際中的具體體現(xiàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在課外積極開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，引導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科、專業(yè)競(jìng)賽，以賽促學(xué)，結(jié)合本課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)于處理復(fù)雜事物的能力有了顯著提升。近年來(lái)，學(xué)生獲全國(guó)科學(xué)教育專業(yè)師范生技能創(chuàng)新展示活動(dòng)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲省大學(xué)生課外化學(xué)化工創(chuàng)新作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，主持國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目1項(xiàng)，省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目1項(xiàng)，立項(xiàng)校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)1個(gè)，實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力有了明顯提升。

6 結(jié) 語(yǔ)

目前，大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主講教師團(tuán)隊(duì)，均具有博士學(xué)位，主講教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員都主持或參與了國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研項(xiàng)和教學(xué)改革項(xiàng)目，積極推進(jìn)教學(xué)與科研深度融合，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的前沿性和創(chuàng)新性。課程教師團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持同時(shí)講授大學(xué)化學(xué)理論和大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)兩門(mén)課程，將“理-實(shí)”有機(jī)結(jié)合，更有利于教師依據(jù)學(xué)情指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，保障了課程改革的穩(wěn)定性和持續(xù)性。