无机化学实验教学中提高学生综合素质的探索与实践

无机化学实验教学中提高学生综合素质的探索与实践

无机化学实验是高等中医药院校中药学、药学等专业开设的第一门基础化学实验课，本文从“在实验教学中渗透绿色化学的理念、在实验教学中逐渐融入探索性实验和与大学生创新学习项目有机结合”三个方面探讨了如何充分利用无机化学实验教学提高学生的综合素质。

标签： 无机化学实验；教学；综合素质；探索 化学是一门以实验为基础的科学，化学实验课是实施全面化学教育的一种最有效的形式。无机化学实验是高等中医药院校中药学、药学等专业开设的第一门必修的基础化学实验课，其不仅能为后续的化学类及专业课实验课程打下基础，更重要的是通过实验教学，巩固、验证和加深对无机化学基本理论和基础知识的理解；使学生受到规范、系统的实验训练，逐步培养学生科学的逻辑思维方法；严谨认真、实事求是、一丝不苟的科学态度和求真、探索、协作的精神；以及创新思维和创新实践的能力[1-4]。

近年来随着高校的扩招，学生人数大幅增加，实验场所不足，实验仪器设备陈旧、不能及时补充，实验手段落后等问题逐渐突出出来。同时，新的环境也对素质教育提出了新的要求，如生态环境的破坏，资源、能源的短缺等。作为第一门基础化学实验课，无机化学实验课无疑也承担着培养学生节约资源、保护环境意识的重要作用。因此，无机化学实验教学改革势在必行，笔者从以下几个方面对无机化学实验教学改革作了探讨。

1 在实验教学中渗透绿色化学的理念

“绿色化学”是1991年美国化学会提出的，此后得到了世界各国的积极响应。绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止化学污染，是从源头上控制污染，而不是产生了污染再去治理。它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质[5-6]。

传统的化学教育，很少从保护环境的角度去考虑如何减少化学反应对环境的污染。而中药学专业的学生毕业后很多要从事中药有效成分的提取分离、中药新产品的开发、中药新产品的工艺研究以及生产过程的管理和控制等。如果他们有着绿色化学的思维方式，就能够充分考虑环境保护的需要，从可持续发展的角度，设计出尽量没有或减少污染的工艺、路线、方法等，从源头上阻止污染。

作为学生接触的第一门化学实验课，如果在教学中渗透进绿色化学的理念，使无机化学实验绿色化，无疑对培养学生绿色化学的思维方式非常有必要也是非常有效的。因此我们在绿色化学思想的指导下，充分利用各种条件对无机化学实验进行设计、改造、优化组合，尽量使产品循环利用，减少有毒有害物质的使用，如无合适替代品则以微型实验等方式用最小的剂量达到应有的实验效果，以最大限度地减少实验废弃物的排放，减少对环境的污染。

例如对于性质实验，在不影响实验效果的前提下，尽量用无毒无害的物质代替有毒的或不易处理的化学试剂，如在沉淀溶解平衡实验中，用一般的易生成沉淀的金属离子代替有毒的重金属离子，如沉淀的生成实验一般用Pb2+离子和I－离子，我们改用Cu2+离子和OH－离子；分步沉淀一般用Ag+离子与CrO42－离子和Cl－离子，我们改用Cu2+离子与OH－离子和S2－离子。对于训练基本操作技能的实验或制备实验，尽量选用产物易分离并可作为后续实验的试剂或可用于其他实验的原材料，以减少浪费并减少对环境的污染。如在溶液的配制与

标定实验中我们选择用邻苯二甲酸氢钾标准溶液标定粗略配制的氢氧化钠溶液，得出氢氧化钠的精确浓度即可作为醋酸电离常数测定实验中的标准溶液，用于测定醋酸的浓度。

2 在实验教学中逐渐融入探索性实验

探索性的实验内容可以极大地激发学生的兴趣。在探索的过程中动手能力和分析解决实际问题的能力都能得到提高。对于探索性的实验内容我们遵循由简至繁，循序渐进的原则来进行安排，首先是在现有的验证性实验的基础上逐渐融入探索性的实验内容。

无机化学实验中比较典型的几个性质实验如“酸碱平衡与沉淀溶解平衡”、“氧化还原反应与电极电势”和“配合物的生成、性质和应用”等，学生在做这些验证性实验的过程中经常会出现一些“反常现象”，例如一次验证温度对氧化还原反应的影响实验，需要将草酸铵溶液与高锰酸钾溶液混合，并加入硫酸，水浴加热条件下紫色褪去较快。但是在草酸铵溶液中滴入硫酸之后很快就产生乳白色浑浊现象。对此反常现象及时引导学生进行分析，并通过重复实验、做对比实验，并应用检验离子的方法最终确定草酸铵溶液中混有硫代硫酸钠溶液，原因是学生将硫代硫酸钠溶液的胶头滴管放到了草酸铵溶液的试剂瓶中。以此次事件为契机，也强化了对学生的试剂管理的教育，在性质实验中，因为所用的试剂类型较多，一定要注意不能将试剂弄混。

再如KMnO4与NaSO3分别在酸性、中性和碱性条件下的反应现象应该是紫色褪去变成浅粉色、有褐色沉淀生成和溶液变成墨绿色，但实际情况反应现象却是多种多样的，出现反常现象之后引导学生及时分析、检验，查明原因。对偶然出现的反常现象，我们及时引导学生思考并提出解决问题的办法，当场进行探索试验。同时在性质实验中我们也有意识地设计一些探索性的实验内容。如配合物[Cu（ＮＨ３）４]SO4的晶体制得之后，要用NH3·H2O溶液溶解，以增加配合物的稳定性，如果用含Cu2+的溶液溶解，是不是也能增加配合物的稳定性呢？学生马上就可以在现有的条件下进行探索，简单易行。

第二阶段则是直接给出题目，由学生自行查阅文献，设计出简便、廉价、可行的方案，由教师审查后方可独立进行实验。对培养学生的动手能力和创新精神、创新能力具有很好的促进作用。

3 与大学生创新学习项目有机结合

我校近几年一直在开展大学生创新学习项目的研究工作，而且卓有成效，对提高学生的综合素质起了非常好的促进作用。在教师的指导下，学生组成一个小组或团队进行创新学习项目的研究工作，首先，与团队成员的分工合作，与指导教师的沟通交流等都能促进学生的人际交往能力及心理素质的良好发展；同时，学生自己动手进行研究工作的资料准备，观察记录研究过程，处理研究结果及相关数据，撰写研究报告，自己动脑筋解决各种各样的问题，学生的创新精神和实践能力得到很大提升，各项智力因素都能得到发展。

我们在无机化学实验教学中，也注意设计贴合实际的题目，吸引学生参与到教学改革的研究工作中来，比如相关的研究题目有“无机化学实验绿色化的研究”，鼓励学生对无机化学实验进行绿色化改造；“无机化学实验三废的处理对策研究”，鼓励学生对无机化学实验常见废弃物的处理提出合理的方法以及如何从源头上控制废弃物的产生；“三草酸合铁酸钾的制备研究”，让学生比较研究三草酸合铁酸钾的制备方法的优劣、产率高低，原料的制备和产物的应用与其他实验的衔接等等。通过研究，一方面提高了学生的综合素质，另一方面也为无机化学

实验的改革提供了参考。

通过以上几方面的尝试，无机化学实验教学的质量有了很大程度的提高，学生的综合素质明显提高。经过一年级无机化学实验的系统扎实的训练，学生进入高年级的实验课程中时，实验指导教师普遍反映学生的创新精神、动手能力明显增强。教学改革是一项长期系统的工程，我们将在以后的教学工作中不断进行探索和反思，不断提高实验教学的质量。

[参考文献]

[1] 铁步荣，贾桂芝. 无机化学[M]. 北京：中国中医药出版社，2008：326. [2] 铁步荣，贾桂芝. 无机化学实验[M]. 北京：中国中医药出版社，2008：256.

[3] 白广梅，王小逸，刘淑珍. 改革无机化学实验教学培养学生的C3H3素质[J]. 实验室研究与探索，2012，31（1）：114-116.

[4] 冯丽娟，宰学荣，张宏宇，等. 无机化学开放实验新模式设计与实践[J].实验室科学，2011，14（6）：190-192.

[5] 朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J]. 化学教育，2001，（1）：1-4.

[6] 钱立桃. 影响医学院校教学质量的因素分析与思考[J]. 现代医院，2011，11（9）：120-121.