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摘要：当前工科院校教学的重点是培养大学生创新意识和实践能力。作为高等工程教育中素质教育的必备课程，工科大学化学实验教学对培养工程技术人员的化学素养和环保意识具有重要的意义。本文通过实验教学、管理体系改革和人才队伍建设等措施，来探索提高工科大学化学实验教学效果。
关键词：工科；大学化学；实验体系；改革
本文引用格式：李军波,等.工科院校大学化学实验教学体系改革的探索与实践[J].教育现代化,2019,6(85):94-96.
Exploration and Practice of Chemical Experiment Teaching Reform in Engineering Colleges and Universities
LI Jun-bo,LIANG Li-juan,HE Yu-xin
(Henan University of Science&Technology,Luoyang,Henan)
Abstract:Training college students’innovative consciousness and practical ability is the key point of teaching in current engineering colleges and university college.As the higher engineering education in the implementation of the necessary course of quality education,Chemistry experiment in engineering university has the vital significance for cultivation of engineering and technical personnel with chemical literacy and environmental consciousness.In this paper,several measures,such as experiment and management system reform and talent team construction,is used to improve the effect of teaching college chemistry experiment.
Key words:Engineering;University chemistry;Experiment system;Reformation
创新指人类为了满足自身的需要，不断拓展对客观世界、自身任职与行为过程和结果的活动。一个民族的进步、一个国家的兴旺发达都离不开创新。高等学校作为培养人才的重要基地，培养高素质、具有创新能力与创新精神的人才是当前的主要任务。大学生创新能力的培养关系到未来社会是否能更好的发展。当前,高校扩招带来的高等教育的普及使得更多的人进入学校进行学习,但高校的盲目扩张使得教学质量下降，学生水平不高且就业难度增大等问题日益加剧。如何保证高校教育质量,提高学生创新能力,培养高素质创新性综合性人才,已成为社会关注的热点问题。
一 工科院校大学化学实验教学对创新能力培养的作用
一些工科专业比如材料科学、食品工程等，与化学联系较为紧密，大学化学的学习为后期发展提供知识体系的支撑，另外一些专业看似与化学较远，但或多或少都与化学相关，比如车辆工程中包括发动机的材质、汽车外漆、橡胶轮胎、锂电池动力设备等，也是离不开化学知识的。
大学化学作为高等工科院校非化工类专业的必修基础课，作为高等工程教育中实施素质教育的必备课程之一，简明的介绍了化学学科的基础知识、基本理论和基本技能与方法。实验教学是工科院校实践性教学环节的重要组成部分，不仅可以培养学生的科学实验能力和工程实践技能，更是启迪学生创新思维，培养学生开拓、创新能力的重要方法和途径[1,2]。大学化学实验教学则是高等学校化学课程教育中培养科学思维与方法、创新意思与能力的最基本的教学形式，其具有自身的系统性和规律性，是理论化学教学无法取代的[3]。工科学生通过基础化学实验的训练，能够系统掌握大学化学的基本理论知识和实验技能，具备相关的基本知识和基本技能，培养学生实事求是的科学态度和良好的科学素养及科学思维方法，能运用化学科学的基础理论、基本知识和实验技能，提高学生分析和解决实际问题的能力，使其具备一定的科学研究、应用研究及科技管理的能力[4-7]。
二大学化学实验教学改革的思路及实践
河南科技大学化工与制药学院实验中心是集教学与科研于一体的综合性实验中心，每年承担全校52个非化工专业化学基础化学和专业实验教学任务，人时数超过30万。在多年的教学实践中，我们发现，工科大学化学实验教学受到传统教学模式、观念的制约，加上管理体制、实验设施、实验课时等诸多因素的影响，在实际教授过程中还存在很多问题，如实验教学内容陈旧、学生积极性不高、实验场地紧张、实验教师教授与理论课程脱节等。上述原因造成工科学生学习化学知识，尤其是化学实验的兴趣不高，不利于工科院校学生创新能力和实践能力培养。基于上述原因，我中心近年来在化学实验教学改革方面进行了积极探索与实践。
（一）实验体系的改革
在实验教学体系的改革上，打破了实验教学依附于理论教学、实验教学中只强调基本技能训练的传统实验教学模式，着力从培养学生动手能力（技能）、创造能力、综合素质（包括研究素质、心理素质）等诸多方面出发构筑实验教学新体系。中心创建了“一体化、多模块、块内分层、块层交叉、循序递进”的实验教学新体系。中心所属全部实验课程按照实验课性质整合为基础型实验、综合型实验和研究创新型实验三大模块。基础型模块和综合型模块按实验项目划分为基础型、提高型、研究创新型三个层次；研究创新型模块分为参与式、自主设计式和探索研究式三个层次。实验教学体系的实验目标明确，可操作性强，反映了化学实验教学的基本规律，为推动素质教育、培养化学创新人才奠定了坚实的基础，真正体现了实验教学在培养高层次人才中的重要性。
（二）教学内容的更新
1.增加工程相关实验
我们对原来的实验教材进行了筛选、更新，精心编撰了适应工科专业特点的《基础化学实验》，将那些陈旧的、实用性较差的内容精简掉，保留部分经典的演示性、验证性实验如：《水的净化与水质检测》、《含铬废水处理及铬含量测定》、《金属腐蚀与防腐等》与工程相关的实验内容。这些实验能够让学生掌握基本的化学实验原理及分析方法，为今后的专业拓展建立必要的化学素养。
2.实验教学内容“绿色化”
在大学化学尤其是非化工专业中引入绿色化学的教学理念，对培养具有可持续发展理念的工程技术人员具有重要的意义。最先考虑的是实验项目的优化，既能体现实验教学的目的，又要在实验教学中渗透绿色化学理念。如对于某些验证性的实验，选取具有代表性的、低毒的化学品来锻炼学生的操作技能，如多相离子平衡实验，在传统实验中，沉淀离子及沉淀剂分别是Pb(N03)2和K2CrO4；采用这些沉淀离子及沉淀剂现象虽然比较明显，但Pb、Cr是有毒离子，会对水资源造成严重污染。在保留传统实验的精华和减少实验废弃物对环境污染的前提下，根据绿色化学的理念及多相离子平衡的实验原理分别选择CuSP4和NaOH作为沉淀离子及沉淀剂。结果表明改进后的实验效果良好，现象明显，也达到了实验目的，而且还减少了有毒物质的使用和排放，实现了实验的绿色化。
3.增加了设计性实验
开展如《浓差电池的设计与测定》和《无机化合物的鉴定与分析》。学生通过查阅资料，自定实验方案，独立完成方案的实施和分析结果等，老师只做重点及难点的指导工作。通过这些设计性实验的训练，极大的激发了学生的创新意识和科学思考的能力。
（三）教学方法的改进
实验教学是化学教学的重要环节。在以往的化学实验教学中，很多教师采用的都是“填鸭式”的教学模式，实验教材上怎么讲，老师便照本宣科，同时要求学生怎么操作，激不起学生对化学实验的学习兴趣[2]。针对这种状况，我们对实验教学的方法进行了改进和调整。在“三阶段”教学法的基础上，形成了“两提前、两把关、六阶式教学法”的新型教学方法。
1.“两提前”教学法
一是讲授提前，改当堂讲授为提前讲授，给学生留出充分查阅文献，撰写详细预习报告的时间，把实验有关理论问题解决在实验之前；二是操作练习提前，实验中所涉及到的操作问题，学生可以在实验课前进行操作练习，把操作问题解决在实验之前。
2.“两把关”教学法
一是严把预习关，实验前，让学生围绕教师提前告知的实验内容和主要问题进行预习，了解进行该次实验的目的、原理和操作步骤、相关设备的使用方法和注意事项，填写预习报告，概括出实验中的注意事项。二是要严把预操作关，实验前重点检查有关操作技术、技能掌握情况。
3.“六阶式”教学法
预习-课前讲授-预习报告-预操作-实验实施-实验报告（或论文）。
学生在进行实验之前，教师首先要检查学生的预习报告。对没有预习报告或报告过于简单的，要进行补做或重做。其次，在围绕实验的原理、内容及注意事项进行讲解的同时，提问学生对本次实验的了解，查看预习效果。学生在做实验前，对实验目的、内容、程序、操作以及实验过程中要注意的问题都已做到胸中有数，提高了实验效率。在实验过程中，要求学生必须遵循实验的基本操作规则，细心观察实验现象，深入思考、分析现象产生的原因。从而提高了学生独立分析和解决问题的能力，增加了学生自主完成实验的综合和创新能力，提高了实验教学质量。
实验报告能反映学生对整个实验操作的理解、分析和总结归纳的能力。在实验结束后，要求学生在一周之内完成报告。实验报告应包括实验现象、原始记录、计算方法及实验结果，要求学生本次实验进行评价，对实验结果、实验现象特别是异常现象要有充分的分析和讨论，总结成功经验，分析失败原因。
4.建立健全严格的考核体系
我们根据实验考核的实践性，建立了严格规范的考核体系，分为平时考核和期末考核。平时考核包括实验预习、实验操作及实验报告完成情况。根据学生的实验出勤率、课堂实验态度、课堂应答能力、实验操作技能以及实验的预习、记录、完成情况、实验数据的准确性及对实验结果的讨论与分析，按照相应的分数比值计入平时成绩。每次实验报告均按上述几项内容的完成情况进行评分。
期末考核根据本学期的实验教学内容，拟定若干考试题，主要考核学生对化学实验的基本知识、注意事项、实验原理等的掌握情况。
（四）管理体系的改革
根据国家“标准化实验室”的要求，我院成立了实验中心负责化学实验室及化学教学的统一管理，实验中心打破了以往基础实验室由教研室管理，各实验室割据的局面，在大范围内统一调配与实验教学相关的人力物力资源，按化学一级学科的整体性进行教学改革，为实验教学的改革和开放提供有力保证，真正实现了资源共享和教学科研的互动。
（五）师资队伍的建设
中心积极改善实验室环境与条件，努力使实验室软硬件建设达到国内先进水平；通过定岗定编，引入竞争监督机制，加强实验人员的岗位责任心，通过出台一系列政策和措施，加强实验教学队伍建设，鼓励高学历、高职称教师承担实验教学任务，支持现有实验教学人员通过在职学习和进修提高自身学历和能力，目前，实验中心已。形成了一支教学水平高、创新能力强、治学严谨、勇于探索，具有国际化视野以及知识、年龄、职称结构合理的专职兼职结合的实验教学队伍。
三结论
通过以上对实验体系、管理体制和实验教师队伍的改革，提高了工科学生的对化学科学的理解，提高了他们的化学素养，并培养了创新意识和环保意识，为今后工程技术中职业发展起到有效的促进作用。
参考文献
[1]吕亚萍，倪哲明.基础化学实验教学中培养学生创新能力的探索[J].化工高等教育,2001,4:47-48.
[2]翟雪松，大学生创新实验在工科院校本科教育中的作用[J].科技视界，2018（2）：76-77,105
[3]陈林，张美玲.工科院校普通化学实验改革探索[J].山东化工,2013,42:157-158.
[4]成琼,鲁嘉华,张燕.构建创新实验项目开放式运行模式的实践探索[J].实验室研究与探索,2012,31,138-140.
[5]孙文彬,开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2006,25（2）:148-151.
[6]王炎，尤宏，刘新荣.建立有工科特色的综合化学实验课[J].大学化学，2004，17（2）:27-28.
[7]谢娟，郝勇静，李慧婉，等.工科高等院校综合化学实验课程的教学探索与实践[J].邯郸职业技术学院学报，25（3）：74-77.
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