大学化学实验课程体系的建设

实验教学研究与改革大学化学实验课程体系的建设戚洪彬，梁树平，姜　浩（中国地质大学（北京）材料科学与工程学院，北京　１０００８３）摘　要：大学化学实验教学的内容应体现现代性、综合性、实用性和设计性，结合专业特点，可将大学化学实验教学课程体系分为３个层次：基础化学实验、专业化学实验、综合化学实验。

课程体系的特色主要体现在实验教学内容的趣味化、生活化、微型化和清洁化。

关键词：大学化学实验；课程体系；教学改革中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－４９５６（２０１１）１０－０１２２－０３Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＱｉ　Ｈｏｎｇｂｉｎ，Ｌｉａｎｇ　Ｓｈｕｐｉｎｇ，Ｊｉａｎｇ　Ｈａｏ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ　ｃｅｎｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｕｎｉ－ｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｓｙｓｔｅｍｆｏｒ　ｔｈｅ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｙｓｔｅｍ’ｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔａｒｇｅｔ　ｉｓ　ｆａｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈｅｒｅｄｕｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｅｍｂｏｄｉｅｄ　ｉｎ　ｍｏｄｅｒｎｉｔｙ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｏｎ，ｐｒａｃｔｉｃｅａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｏｕｒ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｓｐｅｃｉａｌｔｙ，ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｅａｃｈｉｎｇｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｂｅ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｌｅｖｅｌｓ，ｉ．ｅ．，ｂａｓｉｃ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｃｏｍ－ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇ，ｌｉｖｉｎｇ，ｃｌｅａｎ，ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｍａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ　ｓｙｓｔｅｍ；ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｆｏｒｍ收稿日期：２０１１－０１－１４　修改日期：２０１１－０３－１４基金项目：中国地质大学（北京）２００９年教学研究与教学改革立项项目（一般项目２００９—１３）作者简介：戚洪彬（１９７１—），女，浙江诸暨，理学博士，副教授，主要研究方向为环境分析化学矿物材料应用．Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｈｂ＠ｃｕｇｂ．ｅｄｕ．ｃｎ 随着素质教育的整体推进，以及培养学生的科学素质、创新精神和实践能力在学科层面的有效实施和落实，学生实践动手能力成为培养高素质复合型跨世纪人才的重要目标，因此，实践类课程的重要性越来越受到高等教育的关注［１］。

目前，中国地质大学（北京）开设的化学实验课程包括：面向全校开设的公共必修课“大学化学实验”、公共选修课“趣味化学实验”；面向材料化学、材料科学与工程、环境工程、宝石加工与设计、地球化学等专业开设的“无机化学实验”、“有机化学实验”、“分析化学实验”、“物理化学实验”、“材料化学实验”、“精细化工实验”等。

化学实验课程大多在理论教学课内进行，单独开设的实验课程较少，且实验教学内容有重复、雷同等问题。

近年来，我校相继成立了几个实验教学示范中心，在新的实验管理模式下，对整个大学化学实验课程体系进行建设和改革具有十分重要的理论意义与实践意义。

１　大学化学实验课程体系的建设思路化学实验改革是化学课程与教学改革的重要组成部分，对于大学化学实验课程体系改革，不能就实验论实验，而应当将其置于整个化学甚至理科课程与教学改革的大背景下，有目的、有计划、有系统地加以思考。

１．１　扭转实验的学术化倾向目前的化学实验，无论在实验课题和内容的选择上、实验方案的设计上，还是在实验教学的要求和评价上，实验的学术化倾向都较为明显。

过分侧重于学科训练的实验，不仅功能过于单一，而且未必有利于培养学生的创新意识和诱发学生对科学实验的兴趣。

作为化学课程与教学内容的一个重要组成部分，大学化学实验尤其要注意联系学生的生活实际和社会实际。

这一方面可以提高学生的科学兴趣，使学生感到化学就在自己的身边；另一方面也可使学生在理解化学知识的基础ＩＳＳＮ　１００２－４９５６ＣＮ１１－２０３４／Ｔ 实　验　技　术　与　管　理Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 第２８卷　第１０期　２０１１年１０月Ｖｏｌ．２８　Ｎｏ．１０　Ｏｃｔ．２０１１上，能够清楚所学的知识能用于做什么和怎么做。

因此，将“面向全体学生的化学”、“面向公民的化学”这一理念落实到大学化学实验课程体系中，就要求实验内容要贴近生活、贴近社会，使学生学习“有用的化学”［２］。

１．２　拓展大学化学实验的功能从体现和落实培养科学素质这一化学课程与教学改革的总目标来看，非常有必要对大学化学实验课程体系的教育、教学功能重新进行审视。

就当前的化学实验的改革而言，首先要注重学生化学实验技能的训练。

对学生进行实验技能的训练，是化学实验的功能之一，因此大学化学实验课程将实验技能的训练与培养，置于实验探究活动之中，使二者有机结合起来。

首先，教师应引导学生把注意力放在实验探究活动上，在积极、主动的实验探究活动中，形成化学实验技能，使实验技能的训练成为实验探究活动的结果之一［３］。

其次，正确处理“结果”与“过程”的关系。

化学实验功能的体现，不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果，更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程，只有亲身经历了这样的过程，学生才能对什么是科学、什么是科学实验有较为深刻的理解，才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练，形成科学的态度、情感和价值观。

１．３　培养学生创新意识我国化学家戴安邦先生曾指出：“只传授化学知识和技术的化学教育，是片面的。

”“用实验解决化学问题，使各项智力因素皆得到发展，故化学实验是全面化学教育的一种最有效的教育形式。

”化学实验可帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论，获取化学知识，培养科学素质和创新意识。

在教材和习题集中不时出现有趣的又耐人寻味的问题，既能帮助学生深刻体会题意和化学基本原理，又能全面激发他们研究化学的兴趣，更符合素质教育及教学大纲有关理论联系实际的基本思想要求。

依据大学化学实验课程体系的建设目标，对整个体系的教学内容进行精心设计，充分利用化学实验中化学现象的直观性、化学反应的趣味性、化学实验的动感性、化学知识的生活化，使不同层次学生的学习欲望得到满足，激发学生主动参与的意愿、强烈的求知欲望和不断的创新意识［４－５］。

２　大学化学实验课程体系改革方案实验课程教学既是知识传授的手段，也是从理论到实践的知行统一的过程，更是素养和能力的培养过程。

我校学生的专业可分为３个层次：材料化学、材料科学与工程、环境工程等专业要求具有全面的化学理论知识；宝石加工与设计、石油工程、地球化学等专业；、土地勘察等专业对化学的要求则一般。

结合我校学生专业特点，大学化学实验教学课程体系可分为３个层次：基础化学实验、专业化学实验、综合化学实验。

２．１　基础化学实验面向全校各专业学生，开设“基础化学实验”。

实验内容主要是由原有的“大学化学实验”、“趣味化学实验”整合而成，重点突出大学化学实验的基本操作训练、应用性技能训练、综合性实验技能训练，加强学生动手能力和实验技能的培养。

基础化学实验实行全面开放教学模式，对学生开放实验室和开放实验内容，鼓励学有余力的化学类专业的学生提前进入课题组进行科学研究训练，为学生创造自主探索的环境和条件，为将来从事科学研究奠定良好的基础。

课程体系应建设化学实验教学中心独立网站，内容包括实验教学中心的动态主页、中心介绍、中心的规章制度、中心各个实验室情况介绍、网络课程、开放实验、仪器预约系统、成果及奖励、实验管理、实验室安全、综合实验选课系统，从而实现基础化学实验教学的网络预约、建立仪器管理网络系统及网络实验教学课程［６－８］。

２．２　专业化学实验面向材料化学、材料科学与工程、地球化学、地质学基地班、海洋化学、环境工程、宝石加工与设计等专业学生，开设专业基础化学实验。

整合原有的“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”实验内容。

整合后减少了重复的内容，节约了用于一般验证性实验的时间，为开放性、研究性实验内容腾出时间。

新的实验体系有利于实验仪器的利用和实验人员的统一调配。

经实验室整合，实验教学的系统性更强，实验仪器的利用率更高。

通过仪器更新和部分实验采用计算机处理数据，加快了学生完成实验的速度。

为了让学生有机会初步接触科研课题，可结合理论课教学，在此类专业的本科生中开展开放性、设计性实验，让学生在规定的范围内自由选题，从搜集资料、设计实验步骤开始，然后整理资料、设计实验、完成实验，最后以小论文的形式写实验报告。

２．３　综合化学实验面向材料化学专业学生，开设综合化学实验。

实验教学示范中心倚重化学学科的优势，及时将科研成果转化为综合化学实验的教学内容。

这种将教学、科研紧密结合的教学改革方式，保证了实验教学内容的新颖性和先进性。

注重发挥学科优势，鼓励教师将自己的科研成果转化为实验教学的选题，开发与科研等实际应用结合的实验项目，尤其是在综合化学实验的内容革新方面取得了很好的效果。

综合化学实验内容应具有以下共同的特点：３２１戚洪彬，等：大学化学实验课程体系的建设（１）综合性。

每个综合实验由几个子实验组成，在内容上则是２个或２个以上二级学科知识点的有机结合。

例如无机制备或有机合成与分析表征的结合、晶体合成与结构表征的结合、催化剂制备与电化学性能测试或催化剂性能评价的结合等。

（２）新颖性。