杨旦旦 王 妍 张新利 王冬梅 范 勇 胡登卫

(1.宝鸡文理学院化学化工学院，陕西 宝鸡 721013；2.吉林大学化学学院，吉林 长春 130012)

随着科技的高速发展和高等教育规模的扩大，高效率的培养高质量、高水准的应用创新型人才功在当代、利在千秋。《无机化学实验》课程是化学类专业学生的首门专业基础实验课，是提高学生实践能力的重要途径，学生可通过实验充分理解、巩固复杂的化学现象和知识[1]。《无机化学实验》的课程改革不仅是培养应用创新型人才的客观要求和必要途径，而且有助于形成“崇尚一技之长，不唯学历凭能力”的社会氛围。由图1可知，从1995—2018年中国知网发表有关无机化学实验课程改革的研究论文数量处于稳定增长的趋势，可见《无机化学实验》课程的改革问题一直是备受高校关注的热点课题之一。

图1 1995—2018年中国知网《无机化学实验》课程改革研究的论文数量

通过对不同版本的《无机化学实验》教材进行简单的对比分析，针对《无机化学实验》课程内容设置方面存在的问题，我们对《无机化学实验》课程改革提出以下几点建议：调整实验内容配比、推进实验改进创新、增设趣味研究实验，并以“金字塔”图呈现了规划设想，以期为《无机化学实验》课程改革抛砖引玉。

1 教材分析

根据近几年无机化学实验教学改革的实践和教材的使用情况，本文选取了六种版本的《无机化学实验》教材，具体如表1所示。为了清楚的展示和有效的对比不同版本的编排结构和框架设置，本文同时列出了六种版本教材的内容框架，具体见表2。

表1 《无机化学实验》教材版本

表2 《无机化学实验》教材版本内容框架对比

范勇等编写的《基础化学实验》(无机化学实验分册)在近年来化学研究和实验教学改革的基础上进行了两次改版，分开编写各门化学实验以期更利于与化学基础理论课程衔接；增设的新型开放性、综合性和设计性实验项目有利于培养学生的综合能力，本教材编写全面，设计实验部分突出了一定的创新性。

宁光辉等编写的《无机化学实验》除精选了无机化学中的常规实验外，加入部分综合性和趣昧性实验，一方面能体现出无机化学学科的生活性和综合性；另一方面将无机实验与生活相联系，用于解决生活中的现象和问题，有助于提高学生的动手能力，激发学生学习无机化学知识及相关学科的热情。此外新增有关化学学科发展的实验，有益于学生养成严谨求实、批判创新的科研态度。内容呈现方式由文字性变为表格性，而且给出了相应的实验流程图，更加明确地展示了实验内容和操作过程，使学生能够高效地掌握和进行实验。

中山大学等校编写的《无机化学实验》经过三次改版，根据实验内容的特点要求和教学规律，将全书分为既相对独立又互相联系的五部分，各部分实验内容的编排符合学生的学习规律和教学原则，一方面使得学生掌握基本理论和基本操作，另一方面在潜移默化中培养学生的科学态度和科研能力。此外在原有基础上新编入立德粉生产、氯碱工业、废水处理等与生产实际相关的实验，以及增加化学实验课中出彩的系列实验和设计实验，不仅密切了实验教学和生产实际的联系，而且极大地调动了学生对科研的积极性和主动性。

牟文生主编的《无机化学实验》(第三版)在第二版的基础上精选实验内容，削减验证性实验，在实验内容的比例调配上，增加综合性、设计性、研究性实验和微型化学实验的比重；改变传统“照方抓药”的教学模式，注重培养学生分析解决问题的能力和创新能力；删繁就简，使实验原理简明扼要，使实验流程清晰明确，培养学生严谨的科研品质和工匠精神。

赵新华主编的《无机化学实验》(第四版)采用了板块结构进行编写，在原有基础上结合近几年来高等学校无机化学实验教学的新进展和改革成果，增减和整合了原教材的实验内容，在结构上按照“基础—综合—研究”三层次进行建设，体现出夯实基础、加强综合、引入研究和经典实验、与学科前沿实验内容相结合的特点，让学生可以充分发挥其潜力和兴趣，最终强化学生的综合实验能力。

华东理工大学编写的《无机化学实验》(第四版)，在各部分实验选择中突出应用性、先进性，并满足多层次教学的需要；合理地精简和调整实验内容，使学生高效掌握必备实验技能和方法；综合性与设计性实验的比重增加，使教材内容更加丰富厚实，使用范围更加广泛。

通过对比分析不同版本的无机化学实验教材，我们可以看出，尽管各个版本教材章节部分的编排结构有所不同，但主体框架都是由基础理论、基本操作和实验内容这三个基本要素组成的，三者之间的联系概括起来如图2所示：基础理论是基本操作的前提，基础理论知识指导基本操作，基本操作又可以反馈基础理论；基于基本操作能使实验内容得以有效开展实施，而实验内容又是对基本操作的提高总结。

图2 《无机化学实验》教材主体框架间关系

“大同之中有小异”，各个版本的无机化学实验教材除了主体框架一致外，都相对不同程度地增加了综合性实验、设计性实验和开放性实验的比重，而这部分实验内容在全书中所占的比重却因书而异，到底这部分实验内容在全书中的比例分配应占据多少才是最为饱和的状态，这是一个值得思考的问题。还需要引起注意的是这六本教材都未涉及改进创新实验和研究性实验等内容。此外趣味实验内容的编排比重参差不齐，新课改的学生观提出要“以人为本”，即一切为了每一位学生的发展，而趣味实验就是化学实验释放魔法与光芒的最佳舞台，我相信每一个学生都不会抗拒趣味实验带给他们的美妙绝伦的视听感受，据此在每一个学生的身上所引发的后续反应更是值得期待的。

2 无机化学实验教材改革的设想

2.1 调整实验内容配比

传统实验教学的最大弊病，就是开设大量为理论教学服务的验证性实验，缺乏培养工程应用能力的实验。验证性实验有利于巩固学生的基本操作技能，加强学生对基础知识的理解，可以为接受性学习保驾护航，但过多的验证性实验内容易导致学生的认知僵化和片面，导致学生实验兴趣和认知兴趣的疲劳，这样的实验往往只是一个“装配”实验，培养的也只是装配工，不能培养和锻炼学生解决问题的能力。实验与理论教学相辅相成，与纯理论教学相比，实验教学在吸引力上有着自己独特的优势，多接触综合实验，有助于学生实验能力的培养。

在传承经典实验的基础上，增加综合性实验内容，不局限于验证理论知识的实验，合理选择并调整实验内容比例分布,增加综合实验和设计实验的比重，合并简化简单的验证性实验，使无机化学实验内容更为系统化和科学化。如在硫酸亚铁铵的制备实验中[8]，除了产物的制备之外，可以用现代表征手段继续对硫酸亚铁铵的性质及结构进行表征：如运用X 射线衍射仪(XRD)测定晶体的晶格常数、组成以及定量计算和模拟等；使用扫描电镜能谱仪(EDS)定性定量分析样品中的元素。教师根据实验内容安排课时，通过综合实验的训练，学生对现代表征手段和现代仪器有了初步的认识，从而为以后的综合实验打好基础，这样的综合实践操作很好的契合了新视野。

2.2 推进实验改进创新

无机化学实验的开展实施以基本理论为前提，基本理论和实验原理相对固定，随着科技的高速发展，化学实验方法和仪器更新相对更快，要善于挖掘新方法技术替代无机化学实验普通器皿和实验装置，巧妙利用实验过程中出现的突发状况开展实验改进活动。目前我们的教材中仍有天平的使用这节内容，但课本中所介绍的天平仍是老式天平，而现在实验室使用的是电子天平。此外，在纯水的制备中使用的方法还是原来的离子交换法，没有采用具有时代性的超滤和膜过滤等方法。新视野下学生求知欲和科技感都很强，这就需要我们的实验内容要紧随时代的发展节奏。

具体来说，我们可以使用连续去离子技术(EDI)、超滤和膜过滤等新的方法，制备纯水乃至超纯水。此外，我们也可以结合当前研究热点和教师的科研项目开设创新性实验。创新性实验是一个很好的平台，可以利用这个平台，加强学生对研究性实验的认知，根据学校的实际情况抽取不同课题组的科研项目将其纳入实验内容中，凸显实验课的时代特色，将无机实验从传统模式向创新模式转变，调动学生对化学科研的热情和主动性，形成崇尚科研的精神。

2.3 增设趣味研究实验

针对实验内容通俗化，可以增加实验内容的趣味性。兴趣是最好的老师，趣味化学实验的设置可以激发学生的求知欲，能更好的实现教学目标。化学实验的“魔力”在于与生活密切相关，可增设“彩色温度计的制作”、“自制镜子”和“小木炭跳舞”“水面鞭炮”等趣味化学实验。当然，这些实验主要是微型化实验、联合实验和绿色实验。微型化学实验不是常规实验的简单比例缩小，而是采用微型化的仪器装置进行的化学实验[9]。

研究性实验内容对教师和学生的要求相对最高，难度也最大，增加研究性实验内容，一方面可以将前沿科研成果融入实验课程，进而更新实验教学内容；另一方面，研究性实验的开展可以增强学生对先进仪器的操作能力。例如，在研究性实验中可以用X 射线衍射、热重、红外等对物质结构、性质等方面进行表征。此外，教师在设计实验时，要充分考虑实验前后的关联性，实验项目的选取不仅要符合教学大纲的要求，还需重视实验过程的环境友好性，尽可能地选择绿色实验。在实际操作过程中，怎么留存学生的样品，如何应对实验过程中的突发状况，这些都是实验老师在实际教学环节中所要考虑的问题，这也是对老师统筹规划和应变组织能力的一次实战考核。

3 课程改革设置展望

我们用一个金字塔结构图简单概括对未来无机化学实验课程的设置，如图3所示，基本操作实验是基础，所占比重最大，有利于培养和巩固学生扎实的基本操作技能，是后继高阶段实验的基础。在此基础上增加综合实验进一步提高学生的基本操作技能。综上，各实验所占比重分别设为：基本操作实验40%、综合实验30%、改进创新实验15%、趣味性实验10%和研究性实验5%。前两部分各高校基本上已实现，改进创新实验这部分难度较大，有待增设，用以充分考查学生的科研思维能力和应变能力。少量的研究性实验可将前沿科研成果融入课程，使课程与时俱进。

图3 《无机化学实验》课程改革设置构想

4 结术语

为了使《无机化学实验》教材更好的服务于学生，使学生在层次分明、丰富多彩的实验中感受到学习的乐趣并提高个人的科学素养，取得理想的教学影响和效果，我们需对无机化学实验课程进行深层次的研究，不断适应时代发展的潮流。