成樂琴　楊英杰　陳萍　張儉　曹雪玲

在《綜合與設(shè)計性化學實驗》課程中進行了三方面教學改革，第一，在《綜合與設(shè)計性化學實驗》課程中引入了實驗小組，通過分工實施與協(xié)作實施相結(jié)合共同完成實驗任務(wù)；第二，實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)共享，提供給學生更多的挖掘問題、分析問題、解決問題的空間；第三，實驗報告與工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計有機結(jié)合，提升和拓寬學生的知識領(lǐng)域。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，通過實驗教學改革，學生的實驗興趣和團隊協(xié)作能力得到了明顯的提高，在分析問題、解決問題能力和實驗報告寫作能力方面也得到了一定的鍛煉?！毒C合與設(shè)計性化學實驗》教學實踐結(jié)果表明，在不需要更多的人力、物力和時間投入前提下，可以幫助學生提高綜合科學素養(yǎng)，對其它學科綜合設(shè)計性實驗具有一定的推廣價值。

綜合與設(shè)計性化學實驗教學改革實驗小組數(shù)據(jù)共享工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計《綜合與設(shè)計性化學實驗》是在基礎(chǔ)化學實驗課程基礎(chǔ)上開設(shè)的一門可以提高學生綜合能力和科學素養(yǎng)，并可以銜接畢業(yè)論文的實踐性很強的實驗課程。

近年來對《綜合與設(shè)計性化學實驗》的教學改革研究非?；钴S，主要圍繞實驗課程體系的設(shè)置=和實驗教學體系的改革（如實驗指導(dǎo)教師的配備、實驗方案的自主設(shè)計、實驗室開放、實驗成績的評定等方面）進行，目的在于激發(fā)學生實驗興趣，充分調(diào)動學生實驗積極性和主動性，重點培養(yǎng)學生的研究能力和創(chuàng)新能力。

吉林化工學院對化學與制藥工程學院和化工與材料工程學院的化學、應(yīng)化、制藥、藥劑、化學工程與工藝、輕化等專業(yè)的大三或大四學生開設(shè)《綜合與設(shè)計性化學實驗》，對于在大一和大二階段已經(jīng)經(jīng)歷多門基礎(chǔ)化學實驗課程的歷練，進入大四第二學期就要面臨畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的大三學生來說，是一門承上啟下的重要的實踐課程。多年來，對大四學生畢業(yè)論文指導(dǎo)工作中發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學生在實驗方案的設(shè)計、同學之間的協(xié)作和畢業(yè)論文的撰寫等方面表現(xiàn)出明顯的不足，在畢業(yè)論文的撰寫過程中，面對幾十個在不同條件下獲得的大量實驗數(shù)據(jù)，不能進行較深度的剖析和討論，不能發(fā)掘有意義的問題，不能很好地利用所學理論知識分析問題和解決問題，而且不能很好地闡述自己的觀點、并提出建設(shè)性的意見和設(shè)想。

針對以上問題，為了全面提高學生的綜合科學素養(yǎng)，對《綜合與設(shè)計性化學實驗》課程教學進行了如下改革，并通過對學生的問卷調(diào)查驗證了實施效果。

一、《綜合與設(shè)計性化學實驗》教學改革

1.《綜合與設(shè)計性化學實驗》課程中引入實驗小組，通過實驗小組二次實驗方案的設(shè)計和實驗過程中分工實施與協(xié)作實施相結(jié)合，強化學生的團隊協(xié)作能力

團隊協(xié)作可以充分利用團隊成員的智慧和能力，通過激發(fā)個人潛能，往往達到1+1>2的效果，因此團隊協(xié)作能力越來越被視為一個人的必備素質(zhì)。

過去對《綜合與設(shè)計性化學實驗》的教學研究中，更多地是要求學生獨立完成文獻檢索和設(shè)計實驗方案，并在實驗室條件允許的情況下實施實驗，這對于學生的文獻檢索能力和研究能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、以及激發(fā)學生主觀能動性很有幫助，但由于實驗過程中每個學生只針對自己的實驗負責，實驗過程中學生之間沒有更多的機會進行相互交流。為了培養(yǎng)學生更多的團隊協(xié)作精神，在《綜合與設(shè)計性化學實驗》教學中，引入了實驗小組。即學生隨機分成若干實驗小組，每一個實驗小組圍繞一個因素，參考小組成員各自所設(shè)計的實驗方案，通過集體協(xié)商討論，設(shè)計進一步完善的二次實驗方案，并在實驗室條件允許的情況下，將分工實施和合作實施相結(jié)合，共同完成實驗內(nèi)容。以綜合設(shè)計性實驗題目《VB1催化下安息香縮合反應(yīng)》為例，該實驗包括四個部分內(nèi)容。第一部分是實驗方案的設(shè)計，是由實驗小組共同參與討論制定；第二部分是VB1催化下的安息香的合成和分離，是由小組成員按照不同的實驗條件分工實施；第三部分和第四部分分別為安息香的重結(jié)晶以及安息香的紅外光譜分析，是由實驗小組成員協(xié)作完成。在《VB1催化下安息香縮合反應(yīng)》實驗實施過程中，教師引導(dǎo)學生找出安息香合成反應(yīng)的主要影響因素，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑VB1的用量、pH值、堿的種類、溶劑種類、溶劑配比、原料加入方式、相轉(zhuǎn)移催化劑的用量、反應(yīng)方式等。在學生了解各種影響反應(yīng)因素的基礎(chǔ)上，實驗小組圍繞各自感興趣的實驗因素進行二次實驗方案的設(shè)計，通過分工實施和協(xié)作實施，完成綜合設(shè)計性實驗。在此期間，指導(dǎo)教師只提出啟發(fā)性參考意見，拋磚引玉，調(diào)動學生參與實驗討論的興趣和積極性，誘導(dǎo)學生的思路向能夠解決問題的方向引導(dǎo)，使學生在《綜合與設(shè)計性化學實驗》過程中，由教師依賴型、實驗講義依賴型向自我依賴型和團隊依賴型轉(zhuǎn)變，并通過激發(fā)學生對實驗的興趣，充分調(diào)動學生的實驗積極性、主動性和創(chuàng)造性，加強了學生團隊協(xié)作能力，更有利于研究型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標，也真正做到指導(dǎo)教師為主導(dǎo)，學生為主體的啟發(fā)式教學。

2.實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)共享，強化有深度實驗報告的撰寫能力，為畢業(yè)環(huán)節(jié)打下良好基礎(chǔ)

無論是《基礎(chǔ)化學實驗》還是《綜合與設(shè)計性化學實驗》，過去更多注重實驗技能的培養(yǎng)，強調(diào)一人一組進行實驗，并只針對自己的單一實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，進行討論，實驗信息量少，獲取知識量少。通過教學改革，我們將實驗人員編成若干實驗小組，每一個實驗小組對不同的實驗因素進行探索實驗，并通過同一實驗小組的實驗數(shù)據(jù)的共享，使學生通過一次綜合設(shè)計性實驗，就可以獲取多次實驗才能獲得的大量實驗數(shù)據(jù)，學生對實驗條件的變化對反應(yīng)的影響有更直觀的體驗，擁有更多的實驗數(shù)據(jù)可供處理、更多的實驗過程中產(chǎn)生的問題可供發(fā)掘、分析和解決，這對于培養(yǎng)學生探究能力、創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學生有深度實驗報告的撰寫能力均有很大幫助，對于大四畢業(yè)論文的撰寫是一個很好的鍛煉機會。

3.實驗報告與工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計有機結(jié)合

《綜合與設(shè)計性化學實驗》中，將合成實驗與化工原理課程學習相結(jié)合，進行工業(yè)生產(chǎn)概念設(shè)計，即在實驗過程中引入工業(yè)生產(chǎn)中的物料衡算、設(shè)備選型等內(nèi)容，可進一步加強實驗與理論、工業(yè)生產(chǎn)的相結(jié)合，進一步提升和拓寬學生的知識領(lǐng)域。

二、《綜合與設(shè)計性化學實驗》教學改革問卷調(diào)查

為了驗證教學改革對學生綜合能力的影響，以文獻檢索和整理能力的提高、團隊協(xié)作能力的提高、實驗報告寫作能力的提高等為調(diào)查選項，對吉林化工學院09化學專業(yè)88名同學為調(diào)查對象，發(fā)放了問卷調(diào)查表，共回收79份調(diào)查表，統(tǒng)計結(jié)果見表1。

回收的問卷調(diào)查結(jié)果表明，通過《綜合設(shè)計性化學實驗》的教學改革，學生不僅在文獻檢索和整理能力、實驗方案設(shè)計能力、分析問題和解決問題能力方面得到了提高，而且在文字編輯和制表制圖能力、實驗報告寫作能力方面也得到較顯著的提高，尤其是在團隊協(xié)作能力和實驗興趣的提高方面提高更加顯著。為了更直觀地了解教學改革對學生能力提高的影響，以調(diào)查選項為橫坐標，顯著提高和較顯著提高的百分比之和為縱坐標，繪制了如下柱形圖。

注：（1）文獻檢索能力的提高；（2）文獻整理能力的提高；（3）實驗方案自主設(shè)計能力的提高；（4）發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力的提高；（5）團隊協(xié)作能力的提高；（6）文字編輯，制表制圖能力的提高；（7）實驗報告寫作能力的提高；（8）實驗興趣的提高

由圖1可以看出，經(jīng)過綜合設(shè)計性實驗的教學改革與實踐，對各項能力提高較顯著和顯著的比例均超過了60%，其中團隊協(xié)作能力和實驗興趣的提高百分率最高，在回收的調(diào)查表中占到87.2%（如果考慮未回收到的調(diào)查表，占比為75.0%），而文字編輯、制表制圖能力的提高和實驗報告寫作能力的提高百分率最低，分別為65.8%和69.6%（如果考慮未回收到的調(diào)查表，占比分別為60.2%和62.5%），這也說明了給學生更多的“我的實驗我做主”的機會，學生的實驗興趣會得到明顯提高，另外實驗課程在設(shè)計上，增加了集體設(shè)計實驗方案和共同協(xié)作進行部分實驗內(nèi)容，增加了學生間溝通和協(xié)商的機會，團隊協(xié)作能力同樣得到明顯的提高。反觀文字編輯、制表制圖能力的提高和實驗報告寫作能力的提高百分率相對較低表明，這些能力的培養(yǎng)并不能通過一兩次實驗就能得到大幅度提高，而是需要反復(fù)的鍛煉才能得到理想的效果。

三、結(jié)論

目前對《綜合與設(shè)計性化學實驗》的改革更多地強調(diào)個人研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而忽略了對團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，而且對實驗過后形成的報告關(guān)注度相對較低。

通過對綜合設(shè)計性實驗的三方面的教學改革，學生不僅在文獻檢索和整理能力、實驗方案的設(shè)計能力、實驗過程中分析問題和解決問題的探究能力、創(chuàng)新能力方面得到提高，而且在團隊協(xié)作能力和實驗報告的寫作能力方面得到相應(yīng)的鍛煉和提高，這對于畢業(yè)班級學生順利開展畢業(yè)論文，乃至培養(yǎng)研究型、創(chuàng)新型人才都具有很大幫助。

對《綜合與設(shè)計性化學實驗》的教學改革不需要明顯的人力投入和物力投入，在安全的實驗室環(huán)境下，通過有限的學時，可以讓學生學到更多的知識和能力，可操作性強，便于管理、實施和推廣，對今后教學建設(shè)與改革工作有較高的參考價值。

參考文獻：

[1]吳性良，陸靖.綜合化學實驗內(nèi)容及課程體系的設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理，2001，18（2）：108-120.

[2]呂梅香，汪朝陽，何廣平，章偉光，范軍，俞英，李紅，曾榮華.綜合化學實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（4）：112-114.

[3]杜志強，李寧，封子先，朱龍觀，雷群芳，陳恒武，王彥廣.培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的綜合化學實驗教學模式探索與實踐[J].大學化學，2006，21（4）：15-17.44.