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无机化学实验教学范式改革探索论文
摘要：针对化学专业的特点和无机化学实验教学中存在的问题，在CDIO教育理念下以学生为主导地位，让学生参与实验准备，使学生由被动学习转为主动学习,增强学生学习兴趣,加强学生的创新能力,从而提高学生综合素质和实际操作能力。
关键词：CDIO；无机化学实验；教学范式改革
DOI:10.3969/j.issn.1671-6396.2016.01.029
无机化学实验是我校化学、化工、环科、材料等专业进校后接触的第一门专业基础实验课，是老师与学生在教学、学习及科研相结合的第一个阶段，在无机化学实验中学习的一些基本操作也是后续实验课程的基础。[1]通过无机化学实验的教学不仅可使学生正确和熟练地掌握无机化学实验的基本操作，增强对所学理论知识的感性认识，还可以培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的综合素质，为后续课程的学习和将来从事化学教学工作打下坚实的基础。[2]无机化学实验课程在继续加强基本操作训练的同时，更应注重综合能力、全面素质的培养。社会越来越需要大量综合能力强、具有创新精神的化学人才。大学生就业难几乎是世界上所有实现高等教育大众化及普及化的国家和地区所面临的共同课题，我国高等教育进入大众化之后，大学生就业难已成为一个十分突出的社会问题。因此，为适应社会发展的需要，实验教育在教学目标、教学内容和教学方法等方面都必须进行深入的改革。
2004年，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学探索研究，提出了一种新教学模式——CDIO工程教育理念。[3,4]CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现（Implement）、运作（Operate），它以产品从研发到运行的生命周期为载体，为学生提供真实的工程情景，让其以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现。
根据此教育理念和目前社会发展的需要，在实验教学中引入CDIO模式，是提高化学化工类专业毕业生工程素质，增强其就业竞争所应采取的非常重要的措施。CDIO这一新的教学理念是对我国高校传统的实验教学理念的继承和发展，它明确提出了以人为本，即在实验教学中要以学生为主体，教师为主导，从实际或已有知识中发现和提出问题，引导学生思考，应用所学知识探究规律和致力创新，教学中安排丰富的设计性和综合性实验，要求学生亲自动手和全身心投入，引导学生主动学习，提供更多的动手实践机会。这种教学理念有利于学生个性和潜力的发扬，有利于学生创新能力的培养。实验教师积极营造学生发现问题、提出问题、解决问题、充分展示自己的创新环境，鼓励学生勇于思考，勇于发现，勇于创新。为此，本课程组运用CDIO教育理念，通过对本校化学专业的2012级，2013级,2014级的无机化学实验教学模式进行改革，现将体会报道如下。
1提高学生的主体地位，体现教学的互动性
在教学过程中，把学生置于教学活动的主体和中心地位，充分发挥学生的主体作用，采用互动式教学，可以拓展学生的创造性思维，提高教学效果。让学生积极参与实验准备正是以学生为主体和采用互动式教学方法的体现。
以往在实验教学中，实验准备工作只是由实验员和实验老师完成，学生在一切准备就绪的基础上进入实验室完成规定的实验操作，操作结束后即离开实验室，无论是老师还是学生都把课堂实验前和后的实验室工作看成和学生毫无关系，课堂上，由于课时有限，学生只是机械地忙于过多的实验操作，很少把精力和注意力放在师生之间的交流和互动上，由于学生缺乏对实验的准备和了解，很多同学甚至设法回避老师的主动交流和提问。对于大多数学生来说，化学实验完全是一种被动式的机械操作，学生学习的积极性差，马虎了事、不求甚解、操作不规范、不善于思考问题，教学效果很不理想。让学生参与到实验的准备工作中，可以提高师生的互动性和学生的主体地位，把“教”与“学”及“师”和“生”融于了一体，师生通过共同准备实验，拉近了师生间的距离，增加了师生间的情感沟通，提供了师生间及学生间交流的机会，在准备实验的过程中，双方能在彼此平等、彼此坦诚和彼此倾听的基础上进行交流、沟通和探讨，共同思考、解决和应对整个实验过程中出现或可能出现的问题，共同探索新思路和改进实验新方法，极大地激发教与学的互动性，调动学生参与实验教学的积极性，实验教学效果能得到很大的提高。
2激发学生的实验兴趣，发挥学习的主动性
孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，体现了兴趣对学习效果的重要。兴趣能有效地激发学生学习的积极性，使其主动地、全神贯注地去学习，自觉地集中注意力，主动地去思考和探究问题、创造性地运用知识。培养学生的兴趣对于实验教学来说尤为重要，兴趣能使学生自主学习，启发创新思维、培养创新精神。让学生积极参与实验准备是培养学生对化学实验兴趣的重要教学策略之一，对培养学生的兴趣，使学生积极主动地做好化学实验起到了重要作用。
（1）让学生自己准备实验仪器、试剂、材料甚至设计新的实验方案本身就体现了老师对学生的信任和认可，对于学生来说，老师的认可本身就是一种鼓励，这种鼓励能无可限量地提高学生学习的动力，培养其自信心，激发其内在的潜力和对该学科的持久兴趣。
（2）学生自己准备实验可以自我设置教学悬念，诱发学习兴趣，调动学习积极性，提高教学效果。为了达到预期的实验目的，对许多实验准备工作都有特殊的要求，比如，配制试剂的浓度和精确度、试剂的纯度、试剂的用量、试剂的配制方法等，以及实验方法都会对实验的结果产生很大的影响，甚至导致实验的失败，到底影响如何?会产生什么样的结果?为什么会有这样的影响?自己在实验中会出现什么样的现象和结果?如何运用学过的理论对现象进行解释?在自己准备实验的过程中，学生的脑海中就会产生一系列的悬念，进而就会对接下来的实验产生兴趣，激发他们的探究欲，提高实验的主动性，引导他们积极地思考，进而提高他们的观察能力和分析问题、解决问题的能力，还能培养他们理论联系实际的学风和实事求是、严肃认真的科学态度，达到提高实验教学效果的目的。
3提高实验预习效果，避免了实验的盲目性
做好实验预习是做好化学实验的前提和基础。在预习中做到明确实验目的，弄清实验内容，理解基本原理、操作步骤、实验装置和注意事项。只有做了充分的预习，学生才能自觉地、有目的地、独立地进行实验和自如地应对实验中出现的各种问题，实验动手的能力才能得到充分的锻炼，避免了实验的盲目性和实验操作“照方抓药”。然而，学生对化学实验预习缺乏充分的认识、了解和端正的态度，使得实验预习不充分，甚至不做预习，写预习报告只是抄抄书本，应付了事。实验时手忙脚乱或者束手无策，造成实验紊乱、拖延时间、误差大等，化学实验课的教学效果与预期目标相差较远。
让学生参与实验准备后，他们会认为做化学实验完全变成了他们自己的事情，必须靠自己来完成所有的实验内容，解决实验中的问题，减少了对老师的依赖心理，要想顺利完成实验，或者为自己准备好实验都必须要做到心中有数，因此，他们会从最初的“被动预习”变为现在的“主动预习”，端正实验的态度，提高预习的主动性。此外，学生准备实验的过程同时又是再次预习的过程。由于预习充分，学生实验时“心中有数”，实验的教学效果得到了明显的提高。
4培养学生严谨的实验作风，提高综合素质
严谨的实验作风包括:正确使用仪器、操作规范、细心观察并记录和分析实验现象、尊重实验事实、实事求是地完成实验报告、遵守实验室规则、节约药品和注意安全、保持环境清洁等。严谨的实验作风有助于培养学生独立实验、独立分析问题和创新能力，使学生在实验操作中能更自觉地严格要求自己，可确保实验的可靠性和准确性。在实验教学中要重视对学生实验作风的培养。让学生参与实验准备工作是培养其严谨实验作风、提高其综合素质的最有效的方法，这是由实验准备工作的特点决定的。化学实验准备工作主要包括试剂的配制与分装、仪器的准备与调试、药品的上架与下架、安全问题等，对实验所需的仪器、药品的名称、规格、用量、浓度及配制方法等均要有详细了解，做到心中有数，才能准备充分，从而确保实验的顺利进行。特别是无机元素性质实验，试剂种类多，用量大，有的实验多达几十种试剂，并且需分装，实验完毕，三废要安全处理，所有滴瓶下架后还要及时清洗并归类整齐存放，还要保持实验室的良好卫生环境。
因此，工作量大而繁杂，要完成实验准备工作，准备者就必须具有很严谨的实验作风、很熟练的实验技能和很强的责任心，通过参与实验准备，学生的实验作风得到了培养，综合素质得到了很大的提高。无机化学实验是化学专业本科生第一门很重要的必修基础课程，它除了具有各门化学实验课的普遍重要性外，还在学生了解并重视大学化学实验、启迪学生的学习方法、训练学生的基本操作、培养学生的学习兴趣和良好作风、为后续实验课的学习打下扎实的基础方面具有独特的意义。通过对本校化学专业的2012级，2013级,2014级的无机化学实验教学模式改革，提高了学生在教学中的主体地位和教学的互动性，也激发了学生学习的兴趣、调动学生实验的积极性和主动性、提高了实验预习效果，同时培养了学生优良的实验作风，提高了学生的综合素质。学生参与实验准备这一过程，培养了学生独立思考的能力，提高了学生自主学习和自主解决问题的能力，有利于学生的个性发展，为以后的毕业设计和将来从事科研工作打下了良好的基础。
参考文献
[1]赵新华主编.无机化学实验(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2014
[2]史锐,成冰.浅谈无机化学实验教学改革与实践[J].辽宁中医药大学学报,2007,9(4):206
[3]赵朝晖.CDIO工程教育模式下化工原理实验教学改革初探[J].化工高等教育,2011,6
[4]吴宝华,张艳,车成彬,杨秀香,颜婉茹.基于CDIO工程教育模式的高校化学实验教学改革的探索[J].黑龙江科技信息,2010(35)
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