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摘要:化學學科中理論與實踐結合的最好方式就是實驗。通過實驗使學生對化學學科產生濃厚的興趣，對化學現象有更深刻的認識。在實驗過程中，可以解決一些書本學習的疑惑，提高學生的動手能力，增強學生的創新能力，對一流學科的建設起到促進作用。本文主要通過對大型實驗儀器的日常操作進行大學化學實驗的研究與探索，并對如何提高學生對實驗儀器的學習效果，進行了探索研究。

關鍵詞:化學;實驗;創新

創新是國家興旺發達的不竭動力和力量源泉，是實現中華民族偉大復興的重要保證。高等教育是教育的重要組成部分，在培養人的創新能力方面起著關鍵性的作用［1］。為了加快一流學科的建設，促進交叉學科的快速發展，大學教育除了基本的理論教學之外，更要加強實驗及實踐環節的建設，培養大學生的動手能力與創新能力。實驗教學是一門教授學生技能型的教學，通過現場實驗演示，使學生自己動手，體會化學的奧妙，掌握實驗原理，以及所使用儀器的基本原理，并對儀器的構造有一定的了解，從而能激發學生對實驗的熱愛，激發學生的創新潛力。大型精密儀器由于價格昂貴和高校自身條件的限制，導致大型精密儀器的數量很少，學生實際操作的機會不多，導致理論與實踐的脫軌，使學生的實驗技能得不到有效的提升，從而使學生學習探索的積極性受挫，達不到教學的實際效果，使學生的創新能力得不到提升。為了提高大型儀器的實際教學效果以及目前實驗教學過程中存在的問題，本文主要以大型儀器實驗教學為例，對大學化學實驗進行研究與探討，在實驗教學中由淺入深，提高教學的生動性、活潑型，由被動接受知識，轉變成主動學和我要學的學習模式，增強學生對實驗的熱愛程度，提升學生的創新能力。

1實驗教學改革的探索

核磁共振波譜(nuclearmagneticresonancespectroscopy)NMR是當代化學中一種重要的譜學研究手段，其廣泛的應用范圍是磁共振波譜學活躍領域的一個重要特征［2］。在液相狀態下研究生物大分子空間構象的時候，通過利用高分辨核磁共振技術可以更加直觀形象地進行表述;在研究材料方面利用固體NMR研究方法，可以更加快捷的進行表征，縮短研究時間，提高研究的效率，核磁共振儀器已成為國家高尖端研究方面不可缺少的重要工具。通常，我們在進行核磁共振儀教學的過程中，一般從核磁共振儀儀器原理介紹、實驗條件的選擇以及實驗數據的處理等方面進行教學。在我們傳統的教學過程中一般采取的是理論加示范，缺乏實際操作方面的教學，這種教學方式的弊端是學生不能有效地接觸儀器，不了解核磁共振儀具體的部件，不能實際進行操作，不能深刻地掌握實驗的原理，對實驗課程的內容不能很好的掌握，學生對實驗學習的主動性降低，不能充分發揮核磁共振實驗儀器的應有效果。如何提高學生對實驗儀器的學習效果，主要從以下幾個方面進行探索研究:1.1增加實際操作的學習課時。首先，給學生提供足夠的實驗儀的操作時間。學習時間是學習效果的最好保證，學習時間得不到保證，實際效果就會大打折扣。由于大型實驗儀器在高校中的數量較少，限制了學生實際接觸儀器機會，學生可以進行分組分時段進行實際操作學習，對于核磁共振儀儀器的原理介紹，數據處理，實驗條件的選擇等方面集中在理論課上進行學習，在儀器操作時只需對理論進行簡單的回顧，重點將時間留給學生實際操作。在學生操作的過程中，教師對核磁共振儀器操作的關鍵環節進行指導。在實驗的過程中，教師可以進行隨機提問，以便于學生更好地掌握該儀器的操作方法。1.2及時增加教學內容。當前，科技的發展日新月異，實驗儀器的更新換代也非常迅速，實驗室的一些儀器可能跟不上時代的發展，這就要求在實驗教學過程中適當增加一些新的儀器介紹，使學生了解最新的實驗方法，提升學生知識的廣度與厚度。1.3改革教學模式。通過由淺入深，循循漸進的教學模式，在教學上將基礎型實驗、提高型實驗、科研型實驗進行分類進行。(1)基礎型實驗。學生實驗的入門階段即為基礎型實驗，該階段主要安排學生學習一些基礎實驗技能，一些儀器的簡單操作，實驗結果初步分析等是該階段主要的學習內容。例如:在電子掃描電鏡(SEM)樣品的制備過程中，樣品需要穩定可重復并不能受到污染，這樣做出的表征才能更能表征出制得樣品的特性，對后續做出的樣品可以進行比較。用SEM進行表征時，需要注意樣品無毒及不具有放射性，并且待表征的樣品必須具有導電性，如果需要待表征的樣品導電性能較差或不具備導電性，必須進行導電處理，這樣才能確保表征樣品的實效性［3］。(2)提高型實驗。提高型實驗是在學生掌握基本理論和基本儀器操作的基礎上，根據學生對所學實驗知識的掌握程度，學習進度以及專業方向等客觀因素，對學生給予分配不同的實驗任務，讓學生根據實驗要求自己設計實驗，從而提高實驗技能以及學生的創新能力［4］。例如，學生在進行光催化劑樣品制備的過程中，通過不同的實驗條件制備出的樣品所用SEM表征的結果是否一致。pH的變化，反應溫度的變化等反應條件的變化對制備樣品的影響。通過提高型實驗教學，引導學生自行設計實驗，熟練實驗儀器的操作，提高學生獨立解決實驗問題的能力。(3)科研型實驗。在基礎性實驗和提高型實驗積累到一定程度后，教師可以引導學生做一些科研型實驗，學生根據自身興趣，自己申請實驗課題，設計實驗。例如:學生自己根據查閱的文獻，對鎢酸鉍材料進行熒光光譜(PL)分析，以研究鎢酸鉍材料的電子－空穴重組速率與其材料性能的關系。圖1所示的樣品制備條件為:pH為5，水熱溫度為160℃，水熱時間為24h下制得的樣品，將制得的樣品干燥后放入馬弗爐中在400℃下煅燒3h，將最終制得的鎢酸鉍光催化劑樣品在激發波長為300nm的激發狀態下產生的光致發光圖譜。從圖1中可知在439nm處為鎢酸鉍光催化劑的本征發射且發射峰較強，其原因是Bi6s和O2p雜化軌道中(VB)的空穴和WO2－6絡合物的W5d軌道(CB)中的電子發生電荷轉移引起的［5－6］。在波長為532nm附近出現的發射峰，其原因歸因于鎢酸鉍晶核長大的過程中所形成的金屬缺陷和氧空位而引起的［6－7］。由于光致發光的熒光強度越高，樣品光生電子和空穴的復合幾率就越大。圖1Bi2WO6樣品的熒光圖譜(λEX=300nm)Fig.1Theroomtemperaturephotoluminescence(PL)spectrumofBi2WO6samples(λEX=300nm)學生在科研型實驗中，鍛煉了自己在課題選擇、實驗設計、樣品表征以及數據處理等方面的能力，形象直觀地感受到科研探索的過程以及化學實驗的奧妙，加深了學生對儀器的理解程度，鍛煉了學生的創新能力，增加了學生對本專業的熱愛程度，為學生以后的更深層次的科研項目研究打下基礎。1.4網上預約實驗制度。為了更有效地推進基礎型實驗、提高型實驗以及科研型實驗的建設，將實驗室平臺對學生進行開放，建立學生網上預約制度，結合教師進行自主實驗。網上預約實驗制度的實施，使實驗儀器得到了充分的利用，使學生能夠充分調整自身的實驗進度，同時節約了大量的時間，讓學生充分感受到實驗的樂趣，增強實驗技能，通過實驗提高自身的獨立思考能力，創新能力。

2結語

大學化學實驗的研究與探索是一個系統的工程，需要學校各種資源的支持，只有不斷地為學生提供愉快，創新性的學習氛圍，讓學生在實驗中能夠得到快樂，得到進步，鍛煉能力，才能更好地達到我們預期教學目標，才能培養出創新型、復合型的實用型人才，才能更好地推進一流學科的建設。

參考文獻

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［3］王醒東，林中山，張立永，等.掃描電子顯微鏡的結構及對樣品的制備［J］.廣州化工，2012，40(19):28－30.

［4］張震雷，王廣華.熱分析儀器實驗教學探索［J］.實驗室研究與探索，2017，36(8):226－229.

［5］XiaoQi，ZhangJiang，XiaoChong，etal.PhotocatalyticdegradationofmethyleneblueoverCo3O4/Bi2WO6compositeundervisiblelightirradiation［J］.CatalysisCommunications，2008，9(6):1247－1253.

［6］丁志偉.形貌可控鎢酸鉍材料的制備及其性能研究［D］.新鄉:河南師范大學，2015.

［7］JiaRun－Ping，ZhangGuo－Xin，WuQing－Sheng，etal.ZnWO4－TiO2compositenanofilms:Preparation，morphology，structureandphotoluminescentenhancement［J］.MaterialsLetters，2007，61(8):1793－1797.

作者:晁 迪 田 慶 單位:河南師范大學化學國家級實驗教學示范中心