无机化学实验课多维度教学模式

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摘要：从教学内容的优化设计、教学方法的有效组织和教学手段的灵活运用等方面，探讨了无机化学实验课多维度的教学模式。通过多维度教学模式的应用和完善，极大地激发了学生的求知欲和实验探索的兴趣，提高了学生的创新意识和综合能力。

关键词：无机化学实验；教学模式；探索创新

无机化学实验课是化工专业学生学习的第一门以实验为主的专业课。它是以实验为手段，研究和验证无机化学中重要理论和典型元素及其化合物变化规律的一门课程。通过实验课的学习，学生很好地掌握化学实验基本操作和基本技能，加深和巩固对无机化学相关理论知识的理解和掌握，提高自主学习能力，培养创新意识和创新思维，为后续实验课程的学习奠定扎实的基础。

1原有的教学模式

现在高校对无机化学实验课程重视不够，大多还以原有的教学模式进行，以教师为主、学生为辅，教师讲实验，学生听实验。教师按照教学大纲和教学要求，讲解实验目的、内容、操作步骤以及注意事项等，学生按照教师讲授的内容，结合教材和教师设计好的实验步骤进行实验。这种实验课采用的是被动式、填鸭式的教学，学生没有学习的积极性和主动性，对实验过程也是敷衍了事，马马虎虎，遇到特殊情况完全不知道如何处理。这样极大地约束了学生独立思考、处理问题和解决问题的能力，不利于学生创新思维的养成。为了提高教学质量和教学效果，培养学生的创新思维和创新意识，探索多维度的教学模式势在必行[1-2]。

2多维度教学模式的应用

2.1增加设计性和综合性实验比例

现在的无机化学实验课大多是以验证性实验为主，设计性、综合性以及创新性实验所占比例很小。验证性实验是对已知的结果进行实验验证，例如，溶液浓度的标定、二氧化碳分子量的测定、化学反应速率和活化能的测定、常见非金属阴离子分离鉴定等实验。这类实验在无机化学实验中所占比重较大，基本教学方法也大体相同，实验前教师把本次实验的目的、内容、原理、步骤及注意事项交代完毕，然后学生按步骤进行实验。学生对实验内容不需要思考，因为教材中严格规定了实验所需要的仪器、药品种类以及用量，实验步骤也是固定的，学生只需按部就班地完成实验，得出实验结果即可。这样做实验不利于学生创新意识的培养，还会抑制学生独立思考问题和处理问题的能力。设计性实验能培养学生理解、查阅、整理、设计、动手及表达等多方面能力，从而使学生具备分析问题、解决问题以及协同工作的能力。通过设计性实验，学生由对教师提出问题的分析和理解，到查阅资料、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据，然后加以处理和总结，并把实验结果正确地表达出来，这是学生全面发展的过程。综合性实验是在学生掌握基本实验知识、基本操作原理、基本实验技能以及必要的实验基础上进行的。通过综合性实验，学生的组织能力、动手能力、分析问题和解决问题能力以及实验技巧都有了不同程度的提高。从整个过程来看，设计性、综合性实验的设置，能有效提高学生学习的积极性和主动性，培养学生的创新能力，提高学习质量。所以，在无机化学实验中，适当地增加设计性和综合性实验是非常有必要的。

2.2变验证性实验为设计性和综合性实验

无机化学实验按内容可以分为：基本操作训练、化学基本原理的应用及常数的测定、无机物的制备、元素及其化合物性质、应用性实验等。基本操作训练、化学原理、常数测定、元素性质等实验基本都是验证性实验。当前各高校都在探索教学模式的改革，以适应新形势下学生综合能力的培养。许多高校无机化学实验课减少了验证性实验数量，增加了设计性和综合性实验的比例。但由于各种原因，增加的比例并不是很大。这就需要专业教师在授课过程中采用灵活多样的教学方法和手段，选择合适的实验项目进行教学方式的改革。在原有实验的基础上，变验证性实验为设计性和综合性实验。例如，阿伏伽德罗常数的测定、二氧化碳相对分子量的测定、硫酸铜结晶水含量的测定等验证性实验，都可以转变为设计性实验；粗盐提纯、碱式碳酸铜的制备等实验都可以作为综合性实验来设计教学。教师指定实验项目的类型，打破教材原有的实验步骤和过程，让学生自行设计实验方案，并通过实验来检验其方案的可行性。通过这种教学方式的改变，在原有实验内容的基础上增加了设计性和综合性实验内容，极大地激发了学生对实验课的兴趣，开阔了学生的思路和视野，培养了学生的实验技能和创新思维。

2.3利用BB平台辅助实验教学

BB教学平台是专门用于网络教学、辅助课堂教学并提供互动、评价等教学环节的平台。通过BB教学平台，教师可以有效提高教学效果，学生能够提高自主学习能力，提升学习效果。在无机化学实验课中，教师应用BB教学平台，可以设计个性化的实验模块[3-4]。基本模块包括教学大纲、实验目的、实验内容、操作步骤、实验注意事项、实验报告、讨论交流等，可以根据不同的实验要求增减相应的模块。例如，粗盐提纯、氯化铵的制备等实验是必须要有实验流程的，学生根据流程图就能准确把握实验过程，提高实验效率。通过BB实验教学平台，教师还可以为学生提供灵活、开放的实验空间和丰富的实验内容，对很多实验设置知识拓展模块。通过拓展模块的学习，学生开阔了眼界，扩大了知识面。例如，碘盐的制备与检验实验，在知识拓展模块中，让学生利用同离子效应提纯氯化钠、氧化还原滴定法测定碘盐中碘的含量。在BB平台上，学生可以与教师或其他学生进行互动，以实时或非实时交流方式，对实验内容和相关问题进行讨论交流，使学习不再局限于课堂。BB教学平台的应用，对无机化学实验课起到了很好的辅助作用，激发了学生的学习热情，丰富了教学内容，提升了教学效果。

2.4引入PBL教学模式

PBL教学模式又称为基于问题的教学模式，顾名思义，就是把学习置于问题情境中，学生通过对问题的解决而获得知识的过程[5]。学生的整个学习过程围绕问题展开，教师通过提问的方式来调动学生自主学习。与原有的教学模式相比，PBL教学模式充分体现了“以教师为主导，以学生为主体”的教学理念[6]，培养学生自主学习、探知创新和与人合作的能力。在无机化学实验教学中引入PBL方法，例如，硫酸亚铁铵的制备和检验实验是无机化学实验中比较经典的实验，几乎涉及全部的实验操作，包括抽滤、水浴加热、蒸发浓缩、结晶等。教师让学生自行设计并完成实验。教师提前一周将此实验以问题的形式布置给学生，并将学生分成实验小组，小组成员在实验过程中分工合作，共同完成实验。各小组按照教师提出的问题设计实验方案，并在后期实验中检验该实验方案的可行性及效果。例如，实验原理、实验步骤、如何计算硫酸铵固体的加入量、蒸发过程中溶液的颜色变化、在减压过滤操作中需要注意的事项等。根据教师提出的问题设计实验方案时，学生需要查阅相关资料，应复习曾经学过的知识点，更需要协同合作才能获得最佳的实验方案和准确的实验结果。为探寻如何将固液分离、采用何种方法、如何进行产品检验操作等问题，学生需要复习常压过滤、减压抽滤、比色管的使用等基本操作。通过完成实验，学生变被动学习为主动学习，整个学习过程中学生是主体，教师只起到引导和指导作用。PBL实验教学模式提高了学生理解问题、分析问题和解决问题的能力，培养了学生的团队合作精神。

2.5拓展相关知识

无机化学实验相关知识的拓展和延伸，不仅是对教材内容的补充和完善，更能加深学生对课堂知识的理解和掌握，增加学生对相关知识的储备和积累，激发学生的探索欲，培养学生的创造性思维。例如，离平衡及电离平衡常数的测定实验拓展，教师可以让学生自行设计一个验证同离子效应使弱碱的电离度降低的实验。学生设计这个实验时，还可以尝试用固体氯化铵或者醋酸钠代替固体醋酸铵，分析其实验效果。通过实验验证，其效果并不理想，这是因为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐水解后呈现的是酸性或碱性，不能推论实验结果完全是由同离子效应引起的。教师可以引导学生思考还有哪种方法进行醋酸电离平衡常数的测定。学生通过查找资料文献得知，还可以用目测比色法、电导法、滴定曲线法等方法对醋酸电离平衡常数进行测定。通过实验拓展，学生进一步充实知识、开阔视野、提升实验课的学习效果。

2.6举行实验技能竞赛

为了激发学生对无机化学实验课的兴趣和热情，增强学生自主学习意识，提高其动手能力和创新思维，可以定期组织化学实验竞赛。化学实验技能竞赛是一种行之有效的方法[7]。竞赛的类型和方式可以根据本校实验条件选择，可分为个人基本技能实验操作竞赛和团队创新设计实验竞赛。例如，在个人竞赛中，为了检验学生基本实验技能，提高化学基础实验教学质量，可以开展化学实验基本操作技能大赛；为了提高学生实验室安全意识，加强实验室安全教育，可以开展实验室安全知识竞赛。在团体竞赛中，为了加强团队合作的意识，提高学生创新思维和创新能力，化学实验竞赛题目多选择设计性和综合性实验。设计性和综合性实验更能考查学生的文献调研、知识综合应用、实验设计、分析问题和解决问题等能力，同时注重实验结果的归纳、总结等综合能力的训练。例如，氯化铵制备实验可作为团体竞赛的选题，它是一个集设计性和综合性于一体的实验，参赛团队要自主设计实验方案、实验步骤和检验方法，自行检验实验方案的可行性。通过这个竞赛的开展，不但培养了学生团结协作精神、克服困难的信心和勇气，也为其日后走向工作岗位奠定了坚实的基础。

3结语

无机化学实验课的改革仍在不断地研究、探索和实践中，探寻合理的实验教学模式，增加多样化的教学方法，完善相应的教学手段，提高实验教学质量，增强学生综合实验能力，培养学生创新思维和自主学习能力，从而培养全面发展的新时代创新人才。

参考文献

[1]侯海霞,汪婷,王胜碧.无机化学实验教学改革研究[J].中小企业管理与科技,2015(8):214-214.

[2]张义建,沈良,刘训高.无机化学实验教学模式改革与实践[C].中国化学会2013年中西部地区无机化学化工学术研讨会.

[3]沈宏,张国辉.基于BB教学平台进行高校教学模式改革的研究[J].现代企业教育,2012(9):105.

[4]詹雪艳,孙毅坤,徐冰,等.基于BB教学平台化学分析分层次教学的探索[J].中医教育,2015,34(2):29-31.

[5]花开慧,范洪波,谭桂平.“PBL”教学模式在无机化学实验教学中的应用探究[J].东莞理工学院学报,2018,25(5):115-118.

[6]孙长艳,李文军,董彬,等.“PBL”教学模式在无机化学实验课程中的应用[J].实验室研究与探索,2012,31(5):135-137.

[7]张秀清,刘峥,王桂霞.化学实验技能竞赛推动实验教学改革[J].化学教育论坛,2016(30):281-282.

作者：奚雪 刘凡 单位：渤海大学化学与材料工程学院 渤海大学新闻与传播学院