王晓岗, 虞大红, 许新华, 王国平, 樊雅娟

(1. 同济大学 化学科学与工程学院， 上海 200092； 2. 华东理工大学 化学与分子工程学院， 上海 200237；3. 浙江大学 化学系， 杭州 310058)

0 引 言

上海大学生化学实验竞赛是由本市各高校轮流承办的一项地区性竞赛活动。参赛高校包括复旦大学、上海交通大学、同济大学、华东师范大学、华东理工大学、东华大学、上海大学、上海师范大学等15所含有化学类专业的沪上高校，自第六届起，组委会还邀请了南京大学、浙江大学、中国科技大学参与，赛事的影响力日益扩大。参赛选手随机抽取。各参赛学校在赛前1周向组委会提供一份30人的三年级学生名单，组委会从中随机抽取3人作为各校参赛选手，由于选手是临赛前随机选出的，因此，竞赛较为客观地反映出该校学生的学习状况和水平[1-2]。

竞赛采用笔试和实验操作相结合的方式。笔试主要考察学生的化学实验理论及大学化学的基础知识，实验操作分有机、物化和无机(含分析)3个方向，着重考察选手对化学实验基本操作掌握的熟练程度，以及运用实验技能和相关化学知识完成实验的综合能力[3-4]。迄今为止，上海大学生化学实验竞赛已举办了10届，该赛事对加强各校之间的交流、扩大化学学科的影响、提高实验教学质量、促进创新人才培养等发挥了重要作用。本文就学科竞赛对推动化学实验教学改革方面所起的作用，谈一点看法。

1 通过竞赛发现问题，解决问题

竞赛就像一把尺子，用于检验学生对实验理论和实验技能掌握的程度；竞赛更像是一面镜子，折射出学校在实验教学环节中出现的问题和存在的不足。参加上海大学生化学实验竞赛的选手是从各校随机选出的，选手的表现在一定程度上反映了学生的整体学习状况。而学生的学习状况和平时的实验教学密切相关。因此，选手在赛场上所暴露出的种种问题，实际上揭示了平时教学过程中的种种不足，而这，就为各校开展实验教学改革提供了较为明确的目标和方向[5-8]。

(1) 注重实验基本操作。在最初的几届比赛中，不少同学动手能力明显不足，甚至不能正确完成称量、煤气灯调节、移液管使用、滴定、蒸发、结晶、抽滤、减压蒸馏等一些基本操作。表明学生在平时缺乏规范、足够强度的实验操作训练，很重要的原因之一，就是在日常教学中多人一组，实验时每人只负责自己的部分，久而久之，学生就会产生惰性思维，实验中相互依赖，相互推诿，在基本操作上也形成短板。为解决这一问题，多数学校在教学中把原来4人1组、2人1组的实验逐渐改为独立进行，学生的动手机会显著增加。

(2) 培养自主实验能力。课堂实验通常有教材和讲义，操作细节描述得非常详细，学生只要照方抓药，即可完成实验。竞赛则不然，老师仅给出实验提纲，学生需自行设计实验方案，这就要求学生不仅有扎实的基本功，而且能把实验技术串联起来灵活运用。竞赛的要求促使了课堂教学的改革，上海交大、同济大学、华东理工、上海大学等先后开设了综合化学实验、开放实验等，通过这一举措，学生的临场应变能力和自主实验能力得到锻炼和加强，综合素养得到提高。

(3) 重视数据处理。处理实验数据、撰写科学分析报告是实验竞赛的重要考核内容之一。竞赛中发现，“985”高校，如南大、中科大、复旦的选手普遍能够熟练使用Origin软件进行数据处理、绘图和计算，比较顺利地得到了实验结果。相比较而言，部分学校的选手只能用Excel完成一些基本数据处理和作图工作，在报告撰写环节表现出一定差距。相关学校发现了这一问题，就将Origin软件的使用等纳入了常态化实验教学内容，改进后的实验教学体系更为契合时代发展的需求。

在第一届上海大学生化学实验竞赛的时，部分学生因为完成不了实验中途逃兵。近几届比赛中，不仅所有学生战酷暑坚持完成了整个比赛，在出题难度大致相当的情况下，不及格率逐年下降，比赛成绩也大大提升。

2 竞赛促进实验教学硬件设施档次提升

上海大学生化学实验竞赛由各高校轮流承办。为确保比赛的顺利进行，东道主除了在组织、出题、考务、后勤等方面投入较多人力财力外，必须拥有满足竞赛用的实验室软硬件条件，才能办出各校自身的亮点和特色[9]。第一届实验竞赛时，华东理工大学结合本科教学评估和奉贤校区建设，投入60余万元用于赛事筹备，购置了一批进口全自动内校天平。随后各届东道主，华东师范大学、上海交通大学、上海大学、东华大学等各投入200～300万元来改善实验室环境和增购仪器。2013年上海师范大学的投入经费则达到700万元，将整个化学实验室修缮一新。2015、2016年华东理工及上海大学分别作为第二次承办单位各投入数十万元购买了一大批高质量玻璃仪器。

正是由于这些专项资金的投入，改善了教学环境，提升了实验教学硬件设施档次，为教学质量进一步提高创造了条件。以我校为例，为迎接2014年大学生化学实验竞赛，化学院专门投入100多万，并将其中70多万用于装备物化基础实验室，对原先陈旧、过时的物化实验教学仪器进行升级换代，具体做法是：① 直接从厂家购买了成套的基础教学设备，将仪器与计算机和网络连接，实现了实验数据自动记录和网络化传送。② 自行研制开发新仪器。根据自己实验教学内容的特点，自行设计教学仪器装置，然后与厂家合作，进行商品化生产。仪器的更新换代极大地改善了教学的硬件条件，提高了教学效率和实验层次。依托这些新的仪器设备，教师开发出多个有特色的原创性实验项目，相关研究工作相继获得校级、市级教学成果奖。

3 竞赛促交流，携手提高化学实验教学质量

举办上海大学生化学实验竞赛的同时，组委会还召开化学实验教学研讨会，与会教师就实验教学、人才培养、实验队伍建设、教学科研互动、大型仪器共享、实验室建设等议题展开交流讨论。与诸多会议泛泛而谈不同的是，每届研讨会确立1～2个主题，各高校针对这些主题，结合自身实践案例，交流这方面的经验，因而讨论有的放矢，针针见血，不少交流的案例成为上海乃至国内高校化学实验教学改革的样板。

(1) 实验课程的设置。国外大学的化学实验课程设置呈多样性，如哈佛大学化学与化学生物学系除设有基础化学实验外，还单独开设了一学期的Advanced laboratory课程，完成该课程且学业优秀的学生，可进入专业课题组进行研究性实践课的学习。耶鲁大学、普渡大学、牛津大学及剑桥大学等则采取与理论课程融合及单独设课相结合方式，每校不同，各具特点。与之相反，国内高校化学实验教学以传统模式为主，课程设置千篇一律，缺乏学校个性特色。经充分调研，复旦大学化学系率先提出了建设个性化、多样化实验课程的教改思路，即根据生源、人才需求的不同，开展有针对性的分类实验教学。这一做法在国内高校中引起较大反响。

(2) “抓两头”实验教学方法。浙江大学的老师介绍了诸多实验教学经验，“抓两头”教学法就是其中之一[10]。所谓“两头”，一是“实验预习”，二是“实验总结”。实验教学效果的好坏在很大程度上取决于预习的情况。因此，实验前要求学生充分预习，撰写实验方案，将测量的方法思路和操作流程以提纲形式表达出来。学生只有思路清晰，对实验目的、内容、操作要点等做到心中有数，才能有效地完成教学训练目的。实验总结不仅仅是写一个报告，更重要的是要通过这一环节训练学生科学思维、逻辑推理、判断分析及正确表达等方面的能力。因此，实验报告要求学生分析原始实验数据，并对测量方法、测量过程中可能产生的误差及其原因进行分析，依据逻辑判断，获得合理的实验结论，最终再把实验结果科学规范地撰写出来。抓住了实验教学的“两头”，可极大地提高教学效果和教学效率。

(3) 交流特色，创新实验教学模式。研讨会上，各校还相继交流实验教学方面的特色。比如，南京大学将化工仿真实训、科研素养训练引入化工实践教学，建立了“仿真实训 + 现场实习 + 科研素养训练”的新模式[11]，以此来取代传统的“现场参观”方式，培养学生的工程创新意识及大工程观。上海交通大学则将实验内容和前沿领域结合起来，依据学科专业的不同，开设了一系列的综合化学实验课程；华东师范大学以普通化学为基础，引入可视化、微观化技术，建立了集科学性和趣味性为一体的中学生化学实验基地；华东理工大学在自主性实验教学仪器开发、虚拟仿真实验室建设等方面取得系列成果等。迄今为止，化学实验教学研讨会已举办了10届，收到的论文超过200余篇。其中，多篇论文发表在Journal of Chemical Education、实验室研究与探索、实验技术与管理、实验室科学、高等化工教育等刊物上[12-14]。

(4) 竞赛建友谊，交流促提高。竞赛不仅给各校学生提供了一个走出校门、展示自我、展示才华的舞台，也为广大教师搭建了一个相互学习、相互交流的平台。多年的参赛，绝大多数的教师成为相识的朋友，每次竞赛成为老朋友每年一次热闹的聚会。除了在研讨会上交流各校化学实验教学领域中的最新经验和进展外，老师们在竞赛后还就实验教学中心的建设等进行短期的交流互访，甚至就一些感兴趣的课题进行合作研究和探讨。

以我校化学化工实验教学中心为例，通过竞赛的牵线搭桥，中心的老师先后参观了中国科技大学、浙江大学、复旦大学等兄弟院校的实验中心，经实地考察、现场交流及教学观摩，老师们学到了不少新的东西。比如，中国科技大学的实验室管理很有特点，他们将实验中心的大中型仪器进行了联网，然后在每台仪器前面接上一个电源控制器，控制器中输入校园卡信息，学生需使用某仪器时，只需刷一刷校园卡，就可打开电源，启动仪器。这时电脑会记录下仪器的使用情况，实现了仪器的自动计时收费和智能化管理。此外，中国科技大学实验室环境的建设也给人留下深刻印象，实验室窗明几净，还放置了多种绿色植物，一改人们对化学有害有毒的传统偏见，从内涵及外延上均体现出绿色化学的理念。从中国科技大学回来后，及时引进了这套先进的计时收费系统，极大地提高了仪器的使用效率。再如，浙江大学非常注重实验安全方面的教育，除了在实验过程中严格要求学生配带面具、护目镜、手套等安全防护器材外，每学期还进行数次安全演习。这些优点被我校一一学习和吸收。

在走出交流的同时，我校也相继接待了浙江大学、复旦大学、上海交通大学、华东理工大学、上海大学等兄弟院校的来访，向同行们介绍了自己在实验教学、实验教改及实验室建设方面的经验。其中，在大型仪器教学功能开发、本科生开放实验教学、创新实验项目研究等方面的工作引起了同行的兴趣，浙江大学的一些老师多次来校，和相关教师进行交流，并达成多个合作研究意向。近年来，合作的教师在大型仪器共享、教材编写、创新项目申报、学生交流等方面取得系列研究成果[15-16]。

4 结 语

不知不觉间，上海大学生化学实验竞赛已走过了10年，其规模和影响力愈来愈大，该赛事为广大师生搭建了学习和交流的平台，对于推动上海地区各高校的实验教学改革、促进本科教学质量的提高发挥了积极的、重要的作用。