大一学生开设基础化学综合设计性实验的探索与实践

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1、大一学生开设基础化学综合设计性实验的探索与实践李力（北方民族大学化学与化学工程学院，宁夏银川750021）摘要：以教学设计性实验“鸡蛋壳制备有机酸钙及表征”为例，从设计性实验内容选择、实验实施、教学效果三方面进行了阐述。在大学一年级开设基础化学综合设计性实验，可以提高学生对实验课的兴趣，有助于学生创新、思维、实践能力和科学素质的培养。关键词：综合设计性实验；基础化学；创新能力；实验教学基础化学是化工、制药专业的必修课，其课程对于学生掌握化学的基本知识、基本技能，培养学生的综合能力和创新精神，以及初步的科研能力的形成都起着非常重要的

2、作用。长期以来，基础化学实验的教学内容几乎是清一色的验证性实验。验证性实验的特点是：理论课后紧跟实验，实验原理清楚、方法明确，易于理解和操作，学生只需按照规定的操作步骤做一些重复性的工作即可。验证性实验能够训练学生的基本操作，但对锻炼学生解决问题、分析问题的能力，启发学生的思维和培养创新意识力度不够，有时，还容易使部分学生产生惰性[1]。为了提高教学质量，发挥学生的主观能动性和创造性，我们在大学一年级第二学期基础化学化学实验教学的过程中增加了设计性实验。设计性实验打破现成的实验方案，在一些特定的要求和条件下学生自行设计实验方案和步

3、骤，完成其实验[2]。本文以教学设计性实验“鸡蛋壳制备有机酸钙及表征”为例，就大一学生开设基础化学设计性实验，对如何充分发挥自我设计实验教学的作用，从实验教学内容、教学方法和教学环节等方面进行了探索和实践。为培养化工、制药专业应用型人才提供了新的实验教学参考模式。1针对大一学生开设设计性实验的内容选择设计性实验的命题是顺利完成和实现设计性实验目的的关键，它是一种介于基础教学实验与科学研究探索实验之间的实验。它具有对科学研究全过程进行初步训练的特点。因此，设计性实验的内容必须经过精心的挑选，使它具有综合性、典型性和探索性。设计性实验

4、选题的原则是根据教学大纲以及学科发展现状与趋势，根据实验室条件，以学生己经掌握的基本操作技能和基本理论知识为基础，适当高于所学知识，有利于启发学生探究学科理论，对学生具有一定挑战性，但也不可过高，否则，学生易丧失信心。反之，课题过于简单，则失去设计性实验的意义，难以达到培养学生创新能力的目的。另一方面，课题应具有现实意义，即课题应与生产和生活紧密结合，以激发学生的兴趣。同时，要选择教材中没有的实验题目，可用不同方法完成的实验题目，为学生留有自行设计的空间[3,4]。基于以上认识，我们在大学一年级第二学期末开设了设计性实验“鸡蛋壳制

5、备有机酸钙及表征”，该设计性实验的优点为：（1）针对大一学生难度适中：学生经过无机及分析化学、有机化学实验的学习后，已经掌握了基本操作和典型制备方法，具备了进行该设计性实验的能力。产品易得、产率较高。（2）具有现实意义：该实验的原料来源于生活废弃物，制备的产物有机酸钙是医药和食品中不可缺少的，具有很强的实践性，这些有助于激发学生的学习兴趣。（3）自行设计的空间大：该实验的工艺路线为：蛋壳→清洗→分离→干燥→粉碎→煅烧→水溶→中和→分离→干燥→产品→表征在进行“中和”时可让学生选择制备不同有机酸钙（如柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、醋酸钙、乳

6、酸钙等产品）。由于制备产品不同，所设计的工艺条件和产品表征也不同，因此有着非常大扩展空间。（4）综合性、探索性强：实验通过制备，定性、定量分析，涵盖了无机化学、分析化学、有机化学理论知识和实验的基本技能操作。并且该实验题目教材中查不到，学生只能通过查阅资料设计实验的最佳制备条件和表征方法。教学改革李力：大一学生开设基础化学综合设计性实验的探索与实践1932设计性实验的实施整个设计性实验的实施分为3个阶段。2.1实验准备阶段教师提前四周布置实验题目，在布置的同时要给学生讲清设计实验具体安排和要求、如何查阅资料、如何进行方案设计。学生

7、利用业余时间查阅文献资料，对所查阅的文献资料进行归纳总结，按照规定的格式提交最佳设计方案，方案要求对研究现状、意义，实验原理、所需原料和试剂、所需仪器和装置、实验步骤等进行详细说明，并附参考文献。教师根据实验室现有条件和方案的可行性、安全性，与学生进行讨论修改，形成最终的设计方案[1]。鼓励设计方案在符合科学的前提下具有鲜明的个性和独到之处。2.2实验操作阶段设计方案经老师审阅确定后，学生进入实验室进行实验。实验过程中，在确保安全的情况下，要求学生从仪器和药品的准备到实验操作都独立进行。为了充分发挥学生的自主性和创造性，教师不再集

8、中强调操作要点和注意事项，而由学生自己统筹安排实验进程。在实验中学生遇到试剂的配制、仪器的使用、反应条件的选择、产物的分离、提纯和表征等方面的问题，教师应尽量引导学生自己寻找问题的答案，涉及到的大型仪器精密由教师指导学生亲自动手完成。2.3总结实验