高校无机化学实验教学改革的探索

　　摘要：结合无机化学实验教学中存在的不足，探索将无机化学实验的微型化与常规化相结合，通过无机化学实验使学生加深对无机化学理论课程有关内容的理解，更好地掌握实验操作技能，有效地实现学生综合实验能力和素质的提高。

　　关键词：无机化学、微型实验、常规实验

　　高等教育不同于中学教育，它不但传授给学生基本的专业知识，而且还要对他们进行能力和素质的培养。无机化学实验是化学及其应用化学专业学生大学期间第一次接触到的一门实践性课程。该课程是学生进行实验基本训练和接受系统实验方法的一个重要的开始，对学生的化学专业知识的理解、基本实验技能和创新能力的培养以及增强其分析和解决问题能力都具有不可替代的作用。然而在长期的教学实践过程中，无机化学实验的教学还存在着一些难以解决的问题。

　　一、传统的无机化学实验教学急需改革

　　传统教学重理论、轻实验。理论课多由高职称的专任教师承担，教学经验丰富，而实验课则大多由职称较低的老师上课，常常将实验教学置于次要地位，导致对实验教学重视不够，不愿意在仪器设备的购置、更新及维护上投入大量资金。另外，传统的无机化学实验重复内容多，占用的时间长，消耗试剂量大，教师与学生都倾向于“照方抓药”，学生学习的积极性未能被充分的发掘和调动起来，实验过程中学生往往不敢动手，不喜欢动手。特别是在1999年扩招后，招生人数逐年递增，但相应的教育资源和教学经费并没有同步增长，因此只能通过减少实验内容，缩减实验学时，多个学生合做一组实验的方式完成教学[1]。同时由于实验师资的不足，每次实验经常只有一名教师，学生却有30多人，学生在实验中出现的问题比较多，一人往往难以应付。再者，实验室里的噪杂声很大，很多学生对实验敷衍一下就早早离开了实验室，缺少对实验的学生有力督促。久而久之，学生便形成了应付实验，重理论轻实验的态度。这些均严重阻碍和影响了实验教学效果，值得引起重视，必须加以改革。

　　二、无机化学实验微型化的意义

　　80年代初期美国的Danaw.Mago博士等首先在有机合成实验中采用微量的方式将所用的有机溶剂减少到几毫升，固体原料减少到几百毫克，并在重新设计的微型仪器中进行试验，取得了成功。随后，微型化学实验便在无机、分析、物化等方面得到了广泛应用与迅速发展。国际闻名的美国《化学教育》杂志于1989年11月开始增加了Zipp博士主持的微型化学实验专栏，这标志着微型化学实验成为世界化学教育发展的趋势。所谓的微型化学实验，即用尽可能少的化学试剂来获得所需化学信息的实验方法与技术。尽管它的试剂量一般仅为实验常规用量的几十分之一乃至几千分之一，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的[2]。而随着大学招生规模扩大、实验场地、教学经费相对紧张的情况下，加快微型化实验的建立，这对培养学生动手能力，顺利进行其它专业实验，提高实验教学质量，培养合格的化学人是十分有利的：

　　1.化学实验微型化，试剂用量少，实验成本低。常规实验需消耗大量的试剂、药品，以及实验仪器，而在微型实验中化学试剂的用量大大减少，实验仪器也微型化了，比常规仪器更加简单、实用，这样就使得实验成本大为降低，仅为常规实验成本的10%甚至更低。节省的教学经费同时可增加学生动手的机会，学生动手实验的兴趣就会被激发起来，有了学习兴趣，学生就可以积极去认识、实践和创造，从而提高教学质量。

　　2.微型化实现了实验的绿色化，能以最低的实验排放提供最安全的实验环境，使学生更敢于动手。常规化学实验对环境具有一定的污染，微型实验所用的药品量极少，极大减少了实验时引起燃烧、爆炸、中毒的危险，产生的三废（废气、废液、固体废弃物）的量也非常少，处理起来也更容易，从而大幅度减少了化学实验对周边环境的污染，同时也利于培养那些对化学有恐惧心理的学生的实验兴趣，学生在实验操作上敢于动手，信心倍增，从而激发出学生的潜力，大大提高了实验的效果。另外微型化学实验能够使环境污染和实验设施损耗等问题得到较好的解决，其社会效益显著而长远。

　　3.微型化学实验简化了实验装置和实验操作，节省了时间，利于增加实验内容，使学生得到充分锻炼。微型化学实验与常规方法相比，所用的仪器体积小，试剂用量少，实验中用到的一些仪器也可在日常生活中找到替代品，这就为实验的开展减少了许多不便。同时，微型化学实验的反应时间短，仪器的使用、装配、拆卸和洗涤都更省时安全，因此可充分利用计划学时，减少验证性实验、增加设计和制备实验，使学生的动手能力进一步得到强化，使学生得到充分锻炼。

　　4.微型化学实验是对实验在微型化的条件下对实验重新设计与探索，从而达到用尽量少的试剂来获得所需化学信息的目的，利于变学生的被动性学习为主动性学习，培养学生主动参与意识，从而达到培养学生的动手能力和创新能力的目的。

　　三、实验的微型化应与常规化相结合，两者取长补短，综合提高新生的实验能力

　　由此可见，微型化学实验不但与常规实验等效，而且还具有节省药品，减少仪器损耗，节约时间，提高实验安全程度的优势；进行微型化学实验，既能满足实验所需的化学信息的要求，又大幅降低原料试剂的用量；同时微型化学实验还能减少化学反应对环境的污染，其经济和环保效益也是显而易见的。但微型化学实验不是万能的，片面单一采用微型化实验也是不可取的，这主要表现在：微型化学实验反应物及产物的量均很小，附着在容器内壁上的药品占整个反应物或产物的比率偏大，在一些制备和提取实验中因产率过低将使实验无法得到准确的结果；另外，微型化学仪器大多以塑料制品为主，体现出其方便易于操作的优点，但塑料仪器不耐高温，塑料本身也能与某些化学试剂发生反应导致其推广应用受到一定程度的阻碍。因此在推广无机化学实验微型化的同时，应使常规实验和微型实验相结合，两者取长补短，在学生掌握基本实验操作之后再谈微型化实验，这样才能综合发展学生的能力，使学生喜欢动手、敢于动手、学会动手，并取得更好的教学效果，达到无机化学实验的教学目的。

　　参考文献：

　　[1]杨富国，朱琼霞.大学无机化学实验教学改革与实践[J].广东化工，2015，42(14)：247.

　　[2]吴茂英，肖楚民.微型无机化学实验[M].北京：化学工业出版社，2012：1-5.

　　文/王利江、张志伟、韩丽敏

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