基础化学实验教学改革与大学创新性实验研究

吴永兰 文耀智 李广利

（湘南学院 化学与生命科学系，湖南 郴州 423000）

当今化学技术发展迅速，化学专业与生物科学、环境工程、制药工程等科学结合日趋紧密，高校传统的化学教学，尤其是基础化学实验教学，不论是教学模式、教学内容还是教学手段都难以实现以培养学生的创新精神与实践能力的培养目标，很难适应现代社会发展的需要[1]。因此，国内很多高校都对基础化学实验教学改革进行了大量的有益的探索，但对大部分高校来说，还尚未有一个完整成熟的改革方案，高校基础化学实验整体提高离预期目标还比较远。创新性实验作为大学实验的“第二课堂”，能充分调动学生的学习积极性，较好地培养学生的创新思维和知识运用能力。通过剖析创新性实验的特点，找到大学基础化学实验教学改革的方向，为大学基础化学实验改革提供有益参考。

一 高校基础化学实验的现状

（一）注入式的实验教学模式

注入式是指实验老师精讲实验及操作示范，学生被动接受实验知识的一种实验教学模式。注入式模式目前仍然是我国高校普遍的一种教学模式，这种模式虽然能够很好地传授实验知识，让学生掌握一定的实验技能，但也有许多不足之处。第一，学生被动接受知识，学生会感到很枯燥，对实验的兴趣也慢慢减少；第二，知识被动注入学生大脑，学生在实验时缺少对实验的思考，对实验也就不会留下很深的印象；第三，长时间的注入式，会扼杀学生的创新思维。

（二）验证式的实验教学模式

验证式是实验的结果在实验前就可以预测，只需要通过实验验证实验结果的一种教学模式。验证式模式虽能够通过验证实验加深对理论知识的理解，但也存在一些不足之处。一方面，由于实验结果可以预测，学生可能存在应付实验的心理；另一方面，验证式教学模式使得学生缺乏理性思考和创新，缺乏对学生实验能力、科学态度和科学方法的培养[2]。学生在动手操作或观察现象时，只机械地记录了实验仪器、实验步骤、实验现象……把有趣的实验课变成了乏味的呆板的教条，不能及时转移到透过现象认识实验的原理和实质上来。

（三）实验室开放程度不够

开放性实验室能够全面推进大学生的素质教育，提高大学生的综合技术水平和实践能力。开放性实验能充分调动学生学习的积极性.学生可以根据实验的总体安排和自己的实际，自主选择实验内容和实验时间，自行设计实验方案，自行计划安排每一次实验。但目前大部分高校实验室开放程度不高，学生在实验课以外很少有机会进入实验室。学生在实验过程可能会有一些新想法、新的改进，但由于没有实验空间，不能及时验证自己的想法。目前高校实验室开放程度不高的主要原因：第一，实验设施配套不齐全，只能满足传统的实验教学需要，开放性实验的开展往往受到实验条件的限制；第二，教学科研经费不足，特别是一些地方本科院校经费严重不足，严重地制约了教师的科研工作和实验条件的更新升级；第三，高素质的师资队伍尚未健全，开放性实验需要高素质教师作为人才的保障。

二 大学生创新性实验的特点

大学生创新性实验是大学实验的“第二课堂”，是基础化学实验的有力补充。笔者作为指导老师参加了2008年湖南省大学生研究性学习与创新性实验——野生植物药用成分的新法提取和合成方法的创新，发现参加了创新性实验的同学在动手操作能力、创新思维、知识应用等方面都有很大进步。究其原因，主要是由于创新性实验具有实验素材的新颖性、实验过程的自主性、实验安排的灵活性等特点。

（一）实验素材的新颖性

创新性实验要求实验内容要有一定的新颖性，即要在前人研究的基础上有所改进，有所突破。创新性实验的“新”主要体现在：（1）研究内容的新，可能要研究的对象尚未有人研究或者研究还不成熟；（2）研究方法的新，尝试利用新的方法对同一研究对象进行研究以期找到一种更好的研究方法；（3）研究应用的新，发现研究对象在工农业及日常生活中的新应用。

（二）实验过程的自主性

基础实验课有实验老师详细讲解，有实验教材可以参考，有详细的实验步骤，甚至实验结果可以预测。而创新实验要求参与者能够根据课题项目自行查找文献资料，自行设计实验方案，自行进行实验，自行分析实验结果。参与者可以在前人的研究的基础上提出自己的新思路、新方法，然后设计实验对自己的方案进行验证。整个实验过程以学生自主学习、自主研究为主，指导老师只是提供一些建议。

（三）实验安排的灵活性

基础化学实验一般由学院统一安排，即在既定的时间内完成指定的实验内容。而创新性实验则可以根据学生的自身实际灵活安排实验。学生可以利用课余时间，寒、暑假时间进行实习。学生一旦有自己的想法，经老师允许后就可以进行实验。

三 以大学生创新性实验计划推动基础化学实验改革

实施创新性实验计划的一个重要目的，就是要以创新性实验计划为契机推动实验教学模式的改革，改变以注入式和验证式为主的传统教学模式，推广研究性学习与个性培养的教学模式，逐步实现教学模式的多样化；就是要推动实验教学内容的改革，适当增加研究性，综合性的实验内容，提高教学内容的趣味性；就是要推动开放性实验课程的建设，大力培养学生的创新思维。

（一）以创新性实验计划推动实验教学模式的改革

传统注入式、验证式教学模型不能很好地调动学生的积极性，不能满足学生自主性学习、趣味性学习的要求。而创新性实验却能让学生自主地参与实验。因此化学实验教学模式的改革很有必要。

目前国内很多学者对教学模式改革问题进行了研究，提出了一些较好的教学模式。如殷红君提出了“问题探究”教学模式。基本程序可表示为：创设问题情境—提出问题—自主探究—讨论交流—归纳结论—创新应用[3]。这种教学模式有利于充分发挥学生的主体作用，培养学生的学习兴趣，挖掘学生的潜能，培养创造思维能力。还有一些专家提出了设计性教学模式。设计性实验，是由学生自己设计实验方案，自己操作实验过程。通过设计性实验，学生不仅知道了实验应该怎样做，还明白了为什么这样做，怎样才能做得更好。这对于培养学生参与探究的科研意识，养成独立思考、自主学习的习惯，激发创新思维是十分有益的。当然还有一些好的教学模式，因此在实验教学过程需要借鉴一些好的教学模式，灵活选用合适的教学模式，逐步摆脱教学模式的单一化，实现教学模式的多样化。

（二）以创新性实验计划推动实验教学内容的改革

实验教学内容重叠、陈旧是当前影响创新型人才培养的突出问题，也是课程改革的重点。近年来学生对趣味性实验、应用型、综合设计型的实验的呼声越来越高，高校应适当增加相应的实验内容，及时更新实验教材。创新性实验能够吸引学生参与，得益于它内容的新颖性和趣味性。创新性实验的内容一般来源于课外，学生有新鲜感，因此学生的积极性也较高。在实验教学内容改革方面，要体现“精、新、活”的特点，且避免内容重复。教学内容的质与量，生动、丰富与否，主要源于教师的科研实践。因此，要充分发挥科研对教学的促进作用，以科研成果丰富、更新教学内容[4]。

（三）以创新性实验计划推动开放性实验的建立

创新性实验能够顺利实施，开放性实验室的建设是保障。实验室的开放，能够保障学生有时间和空间进行实验。开放性实验能充分调动学生学习的积极性，学生可以根据实验的总体安排和自身实际，自主选择实验内容和实验时间，自行设计实验方案进行实验。虽然开放式实验室的管理给教师与实验室工作人员增加了很大的工作量和带来了许多的实际困难，但学生自觉的参与却对实验教学带来很好的效果，学生能够认真预习，自行设计，写出实验方案，真正体现了以学生为主体的教学方针，才能从本质上提高教学质量[5]。高校应该逐步提高实验室的开放程度，健全开放性实验室的管理机制。

目前高校的实验室还只是对少部分学生开放，远远不能满足学生的需求。调查发现大部分学生觉得设立开放性实验课程很有必要，而且对开放性实验课程有着浓厚的兴趣。开放性实验课题可以由学生和老师共同提出，学生选择指导老师，指导老师选择学生，实现指导老师和学生的双向选择。开放性的实验课题应具有一定应用性，让学生在实验中灵活运用所学知识，加深对理论知识的理解。大学一年级学生，刚刚进入大学，为数不少的学生实验基础薄弱。那么，这一阶段主要是掌握实验的基本知识、基本理论、数据处理方法和实验基本技能，因此开放性实验课程一般在大二开始开设，开设周期一个学年左右。有条件的学校还可以尝试把开放性实验课程作为一门必选的选修课单独开设。

开放性实验的建立必须在教学师资、科研经费、仪器设备、教学设施和实验教材等方面有着坚实基础。高等学校必须重视师资队伍的建设，采取积极有力的措施培养和提高现有的师资水平，同时，还应积极引进高学历、高职称的师资，适用开放性实验教学的需要。加大经费投入，购置开放性实验教学所需的各种仪器设备，保证各类实验能及时地、全部地顺利开出。应在原有实验教材的基础上，组织力量编写适合开放性实验教学的教材。

[1]黎成勇,禹逸君,刘琳琪,等.高校基础化学实验的现状分析[J].长沙大学学报,2010,24(2):82-83.

[2]周文俊.化学实验教学中设计实验的研究与实践[J].中国科教创新导刊,2010,(7):73.

[3]殷红君.“问题探究”化学实验教学模式的构建与应用[J].宁波大学学报(教育科学版),2002,24(6):123-124.

[4]赵希文,李旦,朱宁.大学创新性实验计划与高校课程改革[J].中国大学教育,2008,(12):8-10.

[5]吴永兰,文茜,文耀智,等.论基础实验的开放式教学与学生能力扩展[J].湘南学院学报,2004,25(5):68-71.