高校化学实验教学实践与思考
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摘要：基于高校化学实验教学的基本目标和普遍现状，分析了目前教学模式下尚可进一步改善的问题。结合个人实验教学实践及相关学科研究进展，并依据指导大学生创新实践项目的探索，就如何获得更好的实验教学效果提出了一些思考。
关键词：化学实验教学；创新实践；个性化教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）30-0257-02
化学作为中心学科，经过长期发展，产生了众多分支及交叉性学科，但实践仍是其本质及创新源泉，因此实验课对提升学生化学素养、造就创新性人才而言尤为重要。化学实验教学是高校化学教育的重要组成部分，其与理论教学相辅相成[1]。
一、化学实验教学的目的
化学实验教学举足轻重，其不仅是学生验证、巩固理论知识，提高动手能力的重要环节，更是培养学生分析与解决问题能力以及创新意识的关键步骤，是学生未来从事化学相关工作的实践基础。总体而言，其主要目的如下：
1.培养和加强安全意识。安全是一切实践活动的最基本要求，化学实验课上安全意识的树立对学生掌握正确的实验操作以及未来从事相关工作具有重要意义。
2.掌握基本实验技能，培养理论联系实际的知识运用能力。学生通过化学实验课程的系统学习，可加深对课本基础理论知识的认识与理解，思考实验现象背后的基本原理，同时掌握相关的实验操作技能。如通过有机化学实验课程的学习，除了使学生深化对有机反应机理的理解，掌握无水、无氧、微型化反应等基本操作，还应使其学会如何正确选择合成方法，如何判定反应进行程度，如何合理选择纯化技术等。
3.培养严谨求实的科学态度，树立科研诚信。如何完整且准确地描述实验现象、如实整理及科学分析实验数据是实验课的重要内容。无论实验成败、产率高低，学生都应忠实于基本实验事实，在实验数据的基础上实事求是地撰写实验报告，进行合理的思考与讨论，而决不可为了所谓的“实验成功”去歪曲或编造实验数据。
4.培养创新意识与创新能力。创新能力培养是大学教育极其重要的一项任务，实验教学对学生创新能力的培养与提高具有举足轻重的作用。好的实验教学应使学生学会思考，对新鲜事物充满好奇，引导学生发现及提出问题，从而培养其独立思考精神与创新能力。
二、集中实验教学现状
当前，我国高校化学实验教学仍以实验室集中教学为主，其能在相对较短的时间内训练和提高大量学生的基本实验操作技能。同时，契合可持续发展的社会理念，各高校也开展了绿色化学、微量化学实验等[2]。但目前科学发展日新月异，化学学科前沿也不断出现新的研究热点，而我们的化学实验长期处于“稳态”，未能较好地结合并反映学科的最新进展。
1.对实验教学的重视程度不够。注重理论教学，对实验课的重视程度不够是高校教学的普遍现状。近年来，迫于竞争压力，教师重科研轻教学特别是轻实验教学的现象尤为严重。此外，由于各种原因，教师从事实验教学的积极性并不高，部分面向全校相关专业学生开设的公共实验课程在召集任课老师时尚存在困难。
2.实验内容相对陈旧，实验现象变化不明显，学生缺乏相应兴趣。例如有机化学实验课程，我国各高校在课程内容安排上大同小异，且长期保持不变，未能反映出最新的研究成果。实验注重培养学生的操作技能，却鲜有因地制宜、因材施教地开展新的契合学科前沿和学生个人兴趣的创新实验。
3.学生重视程度不够，预习不够认真。部分学生在实验前一天才开始匆忙预习，甚至连第二天的实验内容都不明确。这一情况反映了學生对实验课程的不重视，从而使预习效果缺失，对实验重要环节理解不充分，也无法完全跟上实验前的课堂讲解，最终造成总体实验效果欠佳。
4.学生实验过程中理论联系实际的能力有待提高。谈起反应，学生通常知道如何适当控制反应动力学，但在实验过程中却不能对其加以具体分析。遇到不符合教材描述的实验现象时，无法分析原因。又如在蒸馏过程中，有的同学甚至不明白溶剂馏出后，产物尚未馏出时，温度计显示温度为何下降。
5.学生动手能力有差异，集中教学无法因材施教。实验过程中学生往往被动参与，实验积极性并不高，教学效果欠佳，也不利于对学生创新能力的培养。
三、对未来化学实验教学的一点儿思考
基于对实验教学的重视程度不够、实验内容较为传统而无法反映学科最新发展、学生参与积极性不高等现状，结合作者本人在上海交通大学的实验教学及指导大学生创新实践计划、 政项目、毕业设计等经历，对进一步改善实验教学，服务于激发学生兴趣、培养创新性人才的目标，提出对未来实验教学的一些个人看法与思考。
1.从思想与行动上真正重视实验教学。目前，无论是教师还是学生，重理论课轻实验教学的现象普遍存在，将实验课看作是服务于理论课的补充和附庸。部分高校在考核上将理论教学与实验教学区别对待是这一现象的最直接反映。其后果便是实验课未能有效发挥其应有作用。
2.与时俱进地改进教学内容，优化教学方式与方法，进一步激发学生的探索兴趣。结合学科的最新研究进展，调整和更新现有教学内容，引入创新性实验。如我国学者唐本忠教授于2001年提出聚集诱导发光（AIE）概念[3]，如今，AIE研究已成为化学与材料领域的研究热点与前沿。典型AIE化合物，包括噻咯（silole）和四苯基乙烯（tetraphenylene）衍生物的合成及其光物理性质研究的实验已在我国及北美的部分高校开展，学生对此类新颖的实验饶有兴趣。
另外，任课教师也可将自己的科研经历及学科的最新研究进展在课堂上与学生分享，将学科前沿及基本原理融合到实验教学中去，启发学生思考，激发学生的探索兴趣。同时，可利用现代技术的发展，如采用多媒体教学手段，发挥智能手机交互式教学优势，借鉴《美丽化学》带给我们的启示等[4]，改革教学内容与方式，增加现象明显的实验，充分调动学生的学习兴趣与探索热情。 3.鼓励学生参加研究小组组会，接触学科前沿，提高分析与解决问题能力。当前，我国各高校科研实力快速增强，在化学及相关学科前沿不断获得突破，鼓励学生参加学校研究小组日常组会不仅有利于学生接触最新科学知识，开阔视野，启迪思考，更有利于学生学习如何分析数据、提出问题。
4.开展综合实验，鼓励个性化实验。与一般单元实验相比，综合实验耗时较长，但对培养学生综合运用知识、提高分析与解决问题能力有更好的训练。我国高校，特别是一些研究型大学均具有良好的公共实验平台，具备开展综合实验的条件。同时，还可利用高校各科研小组的条件，将集中教学转变为小组教学，开展个性化实验教学。这样，由一位教师集中指导的实验教学转变为众多教师参与的个性化教学，从而充分利用各种资源。
可喜的是，我国许多高校早已开始鼓励学生利用课余时间到老师课题组从事创新性实验研究，并设置了从申请立项、中期检查到结题答辩等一系列的评审与监管措施。如笔者所在的上海交通大学通过设立校内及上海市创新实践计划项目、 政项目等，通过一定的经费支持，鼓励学生自主选题或与指导教师协商选题，从事科学研究。这样不仅能使学生得到长期的科研实践机会，更能使其受到课题组成员潜移默化的影响，学会独立思考，并初步掌握科学思考与解决问题的方法，从而提高创新能力。
总之，在看到我国高校化学实验教学进步的同时，我们也应注意到一些普遍存在的、尚需改进的问题。从思想上增强对實验教学重要性的认识，改善实验教学内容与手段，开展创新性综合实验及个性化实验教学改革，将进一步提高实验教学效果，从而培养有创新意识和创新能力的人才。
参考文献：
[1]柏铭，马庆林，孟凡君.有机化学实验教学的探索与改进[J].化学教育，2015，36（14）：42.-44.
[2]郑小琦，查正根，汪志勇.《工科化学概论》系列教材建设的研究与实践[J].大学化学，2010，25（6）：12-16.
[3]Luo，J.；Xie，Z.；Lam，J.K.Y.；Cheng，L.；Chen，H.；Qiu，C.；Kwok，H.S.；Zhan，X.；Liu，Y.；Zhu，D.；Tang，B.Z.Chem.Commun.2001，（18），1740-1741.
[4]https：//www.envisioningchemistry.com.
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