化学是一门以实验为基础的学科，化学实验课程是联系基本理论和实践环节的重要桥梁。学生通过做实验，深刻理解相关实验原理，利用特定仪器设备，获取原始实验数据。通过对实验数据的计算、分析和归纳，建立理论和实验之间内在的联系，并加深对理论知识的理解。这是激发学生的学习兴趣、培养学生动手能力和创新能力的有效途径。

大连理工大学基础化学实验中心于2005年被评为首批国家级实验教学示范中心，承担着化工与环境生命学部各专业本科生基础实验教学和全校普通化学实验的重任。多年来，为满足不同专业的培养需求，充分发挥实验教学在人才培养中的作用，基础化学实验中心在实验教学体系设置、实验教学管理、实验教学方法研究和学生创新能力培养等方面进行了长期的探索和改革，使实验教学质量稳步提高^[1-4]。2014年9月，我校化学工程与工艺专业接受了有华盛顿协议委派的国际专家参与的工程专业认证。基础化学实验中心以迎接此次认证为契机，在原有实验室建设和实验安全设施建设的基础上，着重在学生安全环保意识培养和实验教学过程管理方面加大工作力度，使实验教学质量显著提高。本文以物理化学实验教学为例，从学生安全环保意识培养和实验教学过程管理两方面谈一谈我们在实验教学目标及其达成度考核方面的做法，以期与同行们交流。

物理化学实验教学的目标是：(1)培养学生实验操作技能；(2)培养学生运用物理化学的基本原理分析、解释化学实验现象的能力；(3)培养客观、求实的科学态度；(4)使学生受到科学方法的初步训练；(5)提高学生综合分析和解决实际问题的能力。

上述培养目标的达成有两个基本前提：一是必须促使学生树立牢固的安全环保意识；二是实施科学合理的实验过程管理。为此，我们根据实验指导教师多年的工作经验，编写了《物理化学实验指导手册》 (见图1)，在实验课程开课之前发放到每个学生手中。其内容包括：《大连理工大学基础化学实验中心实验室安全环保守则》 (下文简称安全环保守则)、导言、物理化学实验室规则及赔偿制度、物理化学实验课程考核办法、预习报告格式及实验报告格式、实验操作规范及注意事项、教学任务与开放办法、附录及《大连理工大学实验中心学生守则》。《实验指导手册》的编写，旨在以实验成绩评定引导师生重视实验教学过程中的各个环节，切实达成实验教学的培养目标。下面分别进行介绍。

实验教学是培养学生安全环保意识的重要途径^{[5, 6]}。我们通过以下几种方式在实验教学过程中培养并反复强化学生的安全环保意识。首先，制定《安全环保守则》，并以醒目方式呈现于《实验指导手册》的内封面，具体要求详见表1。

学生在实验过程中若有违反安全环保守则的行为，经实验指导教师提醒后仍不改正的，取消该生当次实验资格，或依据不同实验环节的评分标准扣除相应分数。《安全环保守则》经过实验指导教师在实验过程中的多次提醒和严格执行，已经深入学生的观念，并在一定程度上成为学生的行为规范。近几年，经过前期无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验等各位实验指导教师的耐心指导，学生在进入物理化学实验室时，几乎都能够自觉遵守1-8项要求，只有少数学生由于未形成良好的实验习惯，在遵守9项要求方面，仍需老师提醒。

其次，我们还不断完善实验室内安全和环保设施。如在实验室内安装洗眼器、喷淋器、摆放沙箱、灭火器等安全设施(图2A)；在实验室地面画出禁止占用区域的安全线(图2B)；张贴醒目的安全提醒标志(图2C)；在使用药品旁放置该药品的安全数据说明书(图2D)，固体废弃物收集箱和易挥发有机废液收集桶等均与通风系统相连等。这些随处可见的安全提醒标志以及完备的环保设施，为学生营造了时刻注意实验安全和环保的氛围，有利于在潜移默化中培养学生的安全环保意识。

第三，实验指导教师在实验预习测试环节及实验期末考试环节，将所有与实验项目有关的安全环保方面的内容整合为一个“实验室安全”试题模块，在每次测试中随机抽取部分试题，以检验学生在实验前是否具有足够的安全环保意识，在实验后是否已经树立了牢固的安全环保理念。

相比于理论教学，实验教学目标的实现更大地依赖于实验教学的各个环节。实验预习决定了学生对实验原理的理解程度和实验操作的规范性，而这二者又决定了最终所得实验数据的客观性和合理性。同时，我们在实验教学目标达成度考核方面还考虑到实验教学对学生分析问题和解决问题能力的培养，不仅体现在通过正确的操作获得合理的实验结果，还表现在对错误操作所导致的错误结果进行分析和设计实验进行验证，后者在能力培养方面具有更重要的作用。换言之，实验教学允许失败，只要对错误结果善加利用并深入讨论，往往会起到意想不到的教学效果^{[3, 7]}。基于上述考虑，我们系统设计了实验教学目标的达成度考核方法。实验成绩的评定由平时实验成绩(70%)和期末考试成绩(30%)构成。平时实验成绩即为每次实验成绩的平均值。每次实验成绩由实验预习(20%，预习报告的规范性书写和预习测试各占10%)、实验操作(30%)、实验报告(35%，其中实验数据处理20%，思考题15%)、实验卫生与习惯(10%)和实验创新(5%)共五部分组成。不同实验教学环节的成绩考评及其达成的实验教学目标见表2。

目前实验教学独立设课，学生做某一个实验时，很可能尚未学习到相关的理论内容。为了保证实验教学效果，对学生的预习提出了较高要求。我们要求学生在实验前，通过阅读理论教材或实验教材，做到：①掌握实验原理、了解仪器的工作原理和使用方法、明确关键操作、熟悉实验流程；②按照要求写好预习报告(预习报告是实验报告的一部分，格式要求由实验指导手册第4项规定)。并规定无预习报告者，取消当次实验资格，该实验项目成绩减10分后，重新网上预约。预习报告的评分要点见表2。为了检验学生的预习效果，设置了预习测试环节。从预习内容中选取5道选择题或简答题，进行5 min的测试，督促学生预习。通过预习报告书写环节和预习测试环节的设置，促使学生对实验内容有一个整体把握。

物理化学实验中使用的仪器设备较多，且仪器的专用性强。规范的实验操作一方面可以避免损坏仪器设备，另一方面也是获取客观真实实验数据的保障。为此，实验指导教师将各个实验的操作要点按步骤进行分解，汇总为“实验操作规范与注意事项”，并明确每个步骤的得分点。这部分是《实验指导手册》的主体内容。表3以“液体饱和蒸气压的测定”实验为例，列出该实验的操作要点及评分标准。

学生通过在实验过程中与操作规范的对照，对仪器的正确使用和影响数据采集的关键操作一目了然，保证了实验的顺利进行。同时，在学生进行实验操作的过程中，实验指导教师在各个实验台之间巡视，及时发现学生的错误操作，并引导学生对照“实验操作规范与注意事项”尽量自己发现问题并加以解决。通过“实验操作规范与注意事项”内容的执行，学生能够更清楚地意识到实验过程中每一个操作细节都会影响到最终实验结果，无疑对培养学生形成认真严谨的学习态度、建立良好的实验习惯，以及提高发现问题和解决问题的能力起到反复强化的作用，从而有效地监控和保证了实验教学的质量。

实验报告的撰写要求分为三方面。首先，教会学生怎样规范而简洁地表达从实验中获取的原始数据，是物理化学实验教学的一个基本任务。实验数据的呈现和数据处理通常有两种方式：表格和图形。在撰写实验报告时，明确要求实验数据以表格或图形的形式进行规范表达，并赋予相应分值。即，表头均为各物理量除以其单位，表格中均为纯数；图形中横纵坐标的数轴代表物理量的数值，含义为物理量除以单位。这为学生在将来规范书写研究报告打下良好基础。其次，在计算机普遍应用于教学的当下，一些实验装置配备的计算机同时具有数据采集、记录和处理功能。计算机自动处理实验数据的好处在于避免了很多重复性计算，但是从实验教学的角度，学生对实验原始数据进行分析、提炼和推演，这个数据处理过程对学生深入理解实验原理和掌握不同物理量间的逻辑关系、掌握分析问题的方法、提高解决问题的能力具有不可替代的重要作用。因此，我们要求学生在撰写实验报告时，对其中至少一组数据，写出从原始实验数据到最终结果的完整计算过程，以达到实验教学的目的。最后，在最终上交的实验报告中，包括回答思考题，这些思考题是针对实验原理和实验现象设计的，目的在于引导学生在做完实验后，趁热打铁加深对理论原理和实验现象间内在联系的理解。

相对而言，教学实验的内容比较单一和固定化，某一实验教学项目所使用的仪器设备和试剂药品非常有限。但是学生在本科毕业论文阶段或工作期间，必然要用到大量的仪器设备和试剂药品，其整洁有序摆放是研究工作能够顺利进行的基本保障。因此在实验教学中，通过实验卫生及习惯方面的考评，督促学生形成整洁有序的实验习惯。例如，在实验结束后对实验台进行整理，确保所使用过的各仪器和试剂恢复至实验前的初始状态。笔者在一个班级建立了物理化学理论及实验教学的学生QQ群，在开设实验的前两周，将每次实验结束后未整理的实验台面、未清洗干净的容器及未归位的实验仪器，都及时按照实验台编号依次拍照、发送至QQ群中，同时公示各实验台所扣分数。学生面对直观的图片反馈，均很受触动，积极表态在以后的实验教学过程中会努力改进，形成良好的实验卫生及习惯。

对实验后思考题的回答，以及对实验过程中出现的一些现象的分析，既可借助于查阅书本教材，也可来源于学生自己设计的实验。我们通过该分数的设置，鼓励学生细致观察实验现象，对实验中遇到的问题能提出自己的观点。如果个别学生对一些问题有继续深入研究的兴趣，可以在实验教师的指导下，提出研究方案，或申请大学生创新实验项目进行较为系统的研究。如“溶液吸附法测定固体吸附剂的比表面积”实验，学生认为用该方法得到的结果和用N₂吸附法得到的结果，二者相差过大，进而想探究产生差异的原因。实验指导教师通过实验后讨论，及时发现学生的探究兴趣，引导学生从两种测量方法的基本原理、固体样品预处理过程和吸附体系等方面查阅资料和设计实验，并申请了大学生创新实验项目。通过实验方案的设计，获得了一系列对照实验结果，结合查阅的文献资料，对结果进行了系统分析。学生将研究结果总结成论文，目前已被期刊接收待发表^[8]，这极大地激发了学生的探索欲望。另外，也有一些学生的其他实验探索项目，如“一级反应动力学——过氧化氢催化分解速率常数的测定” “溶液表面张力及吸附分子横截面积的测定”等，以研究报告形式提供给其他学生作为参考。不论哪种形式，学生在该过程中都得到了科研方法的初步训练，增强了思辨能力，也极大地提高了解决问题的能力。参与上述三个实验探索项目的五名本科生中，有四人在美国及国内攻读硕士或博士研究生，说明实验教学是发现和培养学生创新能力的有效途径。

实验考核是教学效果评价必不可少的手段，对师生双方都具有重要的导向作用。建立科学合理的实验考核体系是激发学生学习兴趣，提高学生实验操作技能，提高实验教学质量的有效手段。加强实验过程管理的最终目的就是更好地达成实验教学目标。为检验教学目标达成度，我们建立了一套实验考核试题库，将每个实验项目按照实验安全与环保、实验原理、实验操作、实验仪器的基本原理和操作注意事项4个板块，设计20-30个实验试题，已建成一个总题量在300题左右的内容全面的试题库。该试题库用于实验教学的期末考试中，具有内容覆盖全面性、出题频率随机性和使用环节针对性强的特点，且具有可随时更新的优点，在学生实验教学效果评价方面高效地发挥作用。

《实验指导手册》的编制和执行，体现的是实验过程管理对于保证实验教学质量的重要性。我们以化学工程专业认证为契机，更加强化实验教学过程管理：以成绩评定为手段，引导学生树立安全环保意识，督促学生重视实验教学全过程，以达到实验教学在培养学生的知识、素质和能力方面的教学目标。通过近5年的努力，学生们在实验室安全环保行为规范方面有了很大的自觉性，在实验预习和操作方面表现出很强的主动性，在问题分析方面也表现出日益提高的积极性。学生反映，对于某些不良习惯导致的实验成绩偏低，除了感到懊恼外，也体会到安全环保在实践中的重要性；也有学生认为，在实验过程中出现的一些问题，能在老师的启发下自己分析出原因，非常有成就感。这些良好的反馈表明，以工程专业认证理念构建科学合理的成绩评价体系，是保证实验教学质量，达成实验教学目标的有效措施。