摘要: 在“应用型”人才培养的要求下，本文以应用化学本科专业学生基础化学实验教学为例，从分析对象的选择、讲授的方式、结果的体现等方面，力求激发学生自主学习的内驱力，培养学生思辨意识和应用能力，使之成为有社会责任感、实践能力的应用型人才。
Abstract: Under the requirement of “application-oriented” talent training, this paper carries out teaching reform in the basic chemistry experiment teaching for undergraduate students of applied as an example. The teaching reform includes the selection of experimental objects, teaching methods, and the presentation of results. The purpose of the reform is to stimulate students’ intrinsic motivation for autonomous learning, cultivate their critical thinking and application ability, and make them become application-oriented talents with a sense of social responsibility and practical ability.
1. 引言
化学是一门以实验为基础的学科，学生的动手实践能力是本科阶段重点培养的目标。《化学基础实验》是化学和化学相关专业学生必修的课程，也是进校后接触的第一门实验类课程，在整个化学类课程体系中占有举足轻重的地位。它既是学生接受系统实验方法、进行实验技能训练的起点，又对学生的认知能力、兴趣取向、创新意识的培养具有至关重要的作用。在我国，应用型技术人才是经济飞速发展的核心支撑，也是提升就业竞争力的重要途经[1]。我校是一所应用型普通本科高校，正处于转型发展的过渡阶段。在应用转型的背景下，注重增强学生的实践能力、创造能力，培养面向应用、面向实际生产的学生是应用型高校核心价值的目标追求和社会效益的集中体现。
2. 化学基础实验教学现状
在这个信息化的时代，高校《化学基础实验》教学模式已经初具规模，基本的教学流程在各高校基本通用，通常都是学生提前预习实验内容，课堂上教师主要从实验原理、步骤、注意事项、数据处理等重难点进行讲授，学生按步骤完成实验操作，获得数据后，课下完成实验报告，教师对学生的课堂操作和实验报告等进行评价。这种模式可以通过预习，使学生提前了解实验的理论知识，在实验中可以提高操作效率和实验成果的几率，但是也存在以下的弊端：(1) 学习的积极主动性。学习的主体是学生，只有学生积极主动的学习，才能发挥出学生的潜力。常规的课堂教学中，教师通常按照教材中的目的–原理–步骤–数据记录–注意事项等步骤进行讲授，学生做实验也按照书上的步骤完全照搬来完成实验，只是机械地模仿，没有思考，难以激发学生的积极主动性；(2) 实验项目的选择。从目前的教学内容来看，比较重视创新型和应用型的实验项目，而忽视了学生的知识储备量，造成眼高手低的现象，对基础的操作还没有掌握牢固就想动手做复杂的实验，造成实验结果偏差大，准确度不高的情况。(3) 实验课上课模式。实验课的安排通常和理论课一样，常规安排一次课为2学时，老师在课堂上讲授约30分钟，剩下90分钟学生进行实验操作，对于低年级学生来说，刚刚接触实验，即便是很简单的实验也会出现很多错误，时间就无法满足学生的实验操作练习；此外，固定的流程，固定的操作，固定的结果，只是操作人员不同，这种模式会给一些学生钻空子，偷懒随大流，甚至抄袭数据，篡改数据等问题，在学生的培养过程中造成不好的影响。在这种教学模式下，教师普遍认为教学任务就是指导学生完成实验，忽视了实验教学过程中引导学生独立思考解决问题，促使学生养成良好的实验工作习惯的绝佳机会。
3. 化学基础实验教学改革
“应用型”人才的要求是具有较厚的基础理论知识、较强的专业知识和岗位技能和较强的创新意识和创造能力。戴安邦教授在“全面的化学教育和实验室教学”文章中指出，只传授化学知识和技术的化学教育是片面的[2]。为了克服“千人一面”的培养模式，培养学生学习的主观能动性，适应应用型人才培养的要求，课题组在《化学基础实验》教学模式进行探索和改革，从学生学习的积极主动性的调动、实验项目的选择、课堂讲授的改革三方面进行教学改革，本着以学生为主体，师生双主体的教学方式，提高学生学习的主观能动性，强化学生的基础知识，提高学生解决问题的能力和创新意识，以满足新时代国家对应用型地方高校人才的需求。
3.1. 学习的积极主动性
兴趣是提高学生的积极主动性的源动力，通过这几年的实验教学实践发现，让学生自己准备实验对象，可以很好地激发学生的学习兴趣。比如实验项目“密度的测定”，对于测定不规则固体的密度实验对象来说，要求学生自行准备不规则的物体，可以是路边捡到的小石头，玻璃珠，或者学生自己的小型私有物等，提前清洗干净晾干，备用。同时在准备实验对象的时候，提出问题：是否所有的物品都可以用这种方法测定密度，对实验对象有什么样的要求，怎么测量实验对象的体积等问题，使学生在准备实验对象的前提下，提高学生预习实验的主观能动性，提升兴趣。在“水的耗氧量测定”项目，要求学生在学校或者校外的水源分别取样，观察不同水源水样的颜色和浑浊程度，再根据实验数据说明不同水体的污染情况，讨论产生水体污染的原因，并进行德育教育，让学生意识到保护环境从自身做起。在实验项目“蛋壳中钙含量的测定”准备中，要求学生早餐购买水煮鸡蛋吃，然后将蛋壳收集起来用于实验。让学生自己动手准备实验对象，可以很好地激发学生的兴趣，同时带着问题思考预习，提高学生的预习质量，在这个过程的实施中，对实验结果充满了期待，从而发挥学生的主观能动性，提高学生的积极性[3]。
3.2. 实验项目的选择
我校是一所普通的二本院校，学生的来源主要是本省甚至是本地区的学生，受区域经济影响，学生在中学阶段所处的学习条件较差，中学阶段接触的化学实验课程很少，导致很多学生在大学之前从来没有动手做过实验，甚至有些中学的老师都没有条件做演示实验给学生看，这就导致很多学生刚刚进入实验室时，看到实验室中的各种实验器材不认识，畏手畏脚，面对实验器材不敢动手。根据教学目标和学生现阶段的认知水平，选取实际生活中能体现化学规律和原理且有助于实现教学目标的具有典型代表性的实例为原则，我们在设置实验项目的时候选择循序渐进的方法，由天平的使用、各种玻璃器皿的常规操作练习等最简单的基本操作，慢慢过渡到应用性的实验项目，设置的基础操作练习实验项目和应用型实验项目如图1所示。
Figure 1. Diagram of the experimental project
图1. 实验项目框架图示
3.3. 课堂讲授的改革
3.3.1. 时间的不可控性
课堂的学习受限于时间，特别是大学课堂，下课铃声就是结束的哨声。实验课由于其特殊性，在实验中难免会出现一些不可控因素，无法按照常规的流程进行，因此，实验课通常不受课堂铃声的限制，而是由最后一位学生结束实验为下课信号。以“水中化学耗氧量的测定”这个实验项目为例，“水”作为分析对象，要求学生自行准备，可以从小区中的小池塘中取样，也可以在城市中的河流中取样。“水”的来源不同，污染程度不同，实验中所加入的药品试剂的量也就具有不可控性，在加入高锰酸钾氧化水中的还原性物质这一步中，有些同学所取的水样需要多次补充，才能保证加热一段时间后溶液是红色的，反复地加入试剂，加热，难免造成实验的时间无法保证。面对这种情况，老师不能因为下课时间到了而终止实验课堂，并且面临课堂上出现的一些问题要及时地和学生交流沟通，了解实验现象出现的原因，出现异常怎么处理等，要耐心地陪着学生完成实验。此外，由于学生学习能力和动手能力的差异性，导致在课堂上有些同学动作快，可以很快地完成实验，有些同学由于动作慢，或者实验中出现失误需要重新进行实验，造成课堂的一种时间不可控性。针对这种情况，化学基础实验课的老师们通常都耐心的鼓励学生，出现错误不怕，怕的是知错不改，知错能改就是进步，也是学习过程中必须走的路。要求学生有问题就问，及时和老师沟通，利用老师的经验少走弯路，对不懂的知识也可以自行网上查询，和老师探讨，结合实际保证实验的顺利完成。学生做出数据后及时和老师沟通交流，探讨数据记录的准确性和结果的准确性，养成良好的科学态度，有问题一起处理，需要重新做的实验，老师都会耐心陪伴。所以实验课程的时间安排是4节课，即保证学生有充足的学习和练习时间，又教育学生，知错能改，坚持求真的科学精神[4]。
3.3.2. 摆脱讲台的束缚
常规的教学老师通常都在讲台上讲课，而实验课程更具有直观性、多样性、启发性和探索性。因此化学基础实验课程的课堂上，老师必须走进课堂，采用多种模式进行教学。首先在课堂讲授上，理论知识多采用提问式的方式进行，了解学生的预习情况；结合多媒体课件，和教师的实地演示操作，让学生从感官上了解设备的操作，及实验步骤和实验现象，以达到在实际操作中减少操作错误的目的，提高学生的自信心和动手能力。其次，对于第一次使用的仪器设备或者实验中涉及到的重要的操作，老师必须在课堂上进行演示，同时要求学生拿起实验器材，一起操作，看到有问题的学生及时纠正，并作为反面教材和学生一起探讨错在哪里，为什么错了，形成教中有学，学中有教的模式。第三，在学生实验操作中，老师要走下去，观看学生的操作是否规范，实验现象是否正确，对出现的问题及时进行解答。
3.3.3. 讨论和总结
哈佛大学的迈克尔·桑德尔(Michael J. Sandel)教授指出，“让学生参与讨论，这种互动性的方式对于教师来说在控制课堂上有些风险，因为会存在不确定的因素，但正因为有这些的存在，才会让课程更有灵气，师生之间才会出现闪光点”[5]。课堂上的数据分析和讨论过程非常重要，每次的实验数据记录，老师要逐个检查，看学生的数据记录是否科学，实验结果是否合理，没有按照科学方法记录的，或者实验结果有问题的，需要重新修订或补做实验。同时要求学生做完实验后及时完成数据处理和思考题，保证当堂完成提交，这样做不仅有效制止了学生篡改数据的可能，还使学生养成了今日事今日毕的习惯。此外，实验报告的书写要求学生通过对自己实验所得数据进行分析和讨论，并将讨论的结果或者心得写在实验报告上，可以让学生进一步熟悉相应的理论知识，找到自然现象的规律。通过课堂上的讨论和总结，不仅提高了学生的操作能力，也加深了师生之间的交流，形成教中有学，学中有教的教学体系，为学生打好坚实的化学基础技能操作。
通过五年的实践教学，和其他平行班级相比，这种教法培养的学生基本操作技能比较熟练，遇到实际问题也能提出一些可行性的建议。在高年级的实践课程如药物分析实验、土壤分析实验中，教师反馈学生的基本操作技能和解决问题的能力不错；在实习实践中，用人单位反馈这届学生的动手能力强，基本功好，自学能力也很强，很快就可以在岗位上独当一面。
4. 小结
化学基础实验教学的目标是让学生通过课程学习掌握基础实验器材的操作能力，并根据所学化学知识，应用于实际生活，验证化学和生活是密不可分的，从而提高学生对实验的学习兴趣；实验项目设置从基本操作到综合性应用性实验的递进，难度的逐步提高，避免学生的挫败感，提高学生的自信力；通过实验时间的延长、摆脱讲台的束缚和讨论与总结这三方面的课堂把控，对学生提高学习的主观能动性、坚持求真的科学精神以及解决问题的思维培养方面具有很好的效果，为应用型人才的培养奠定坚实的基础。
基金项目
贵州工程应用技术学院教学质量提升工程教改项目(JG202111)，毕节市科技局联合基金项目(毕科联合[2023] 13号)。