实验报告被认为是实验过程的总结与提升，长期以来在实验教学过程中发挥着不可或缺的作用。课前预习实验内容和书写预习报告，课上根据实验情况补充完善实验记录，课后撰写实验报告成为实验教学的标准步骤。然而，对于初次接触化学实验的学生，以上三个步骤都存在难点，现分述如下。

首先，课前的预习报告书写困难。由于大学化学实验课大多是独立设课，学生在上课之前一般只是简单了解实验原理，而对实验的具体内容例如实验程序、仪器测试使用方法等了解有限。绪论课可一定程度地解决上述问题，但因学时短效果不佳；“网络学堂”或“虚拟仿真”等教辅平台亦对此有帮助，但对于基础薄弱的学生仍指导不够。

其次，也是最大的问题所在，学生在实验过程中所需的适度指导单凭实验教师很难完成。化学基础实验课的学生人数较多，部分实验为并行开设或轮流使用仪器，即使实验内容相同学生的进度也不同。这就使得对于学生个体而言，教师的指导只能是突出重点而非全程跟进。例如，教师都会要求学生仔细观察实验现象，但对于一些稍纵即逝或不反映实验节点的实验现象学生还是会漏掉很多，这不利于学生完整地理解实验内容和原理。

最后，课后的总结思考拓展走形式、难以实践。部分学习主动性不高的学生会以结果分析计算等潦草带过；部分对课题感兴趣希望进一步探究的学生也常常因缺乏指导而止步，这对于激发学生的学习兴趣、培养科研思维和解决问题的能力起不到应有的积极作用。

清华大学化学系实验中心开设的“大学化学实验B”是一门面向全校非化学、化工类学生的化学基础实验课程，已开设数十年。近年来，由于普通高中“减负”等原因，大一学生的化学知识越来越薄弱，大部分的学生没有做过化学实验甚至没有进过化学实验室。因此，针对上述突出存在的问题，为实现更好地培养学生能力的目的，我们进行了很多教学改革，包括对实验报告的改革，即编写“学案式”实验报告，使“实验报告”真正地发挥作用、成为辅助实验教学的利器。本文以高校普遍开设的经典基础化学教学实验“钢中锰含量测定”为例，围绕实验报告的格式和内容，探讨如何发挥“学案式”实验报告在实验教学中的作用。

“学案”立足于引导学生，强调的是学生的自主学习、思考和实践；而“教案”立足于教师讲授，强调的是教师对教学内容的讲解和教学方法的选择^[1]。变“教案”为“学案”需要教师跳出实验教学上“一言堂”的窠臼，将自己对学生的指导融入学生学习的全过程，真正实现以学生为本的教学理念。“学案式”实验报告是这一过程的很好体现，如何使其成为辅助实验教学的利器呢？下面将从课前，课堂上，课后三个方面详细地展开说明。

课前预习是化学实验教学中非常重要的一环。很多学生不知如何有效地预习实验，导致预习报告流于形式，例如简单罗列实验目的或抄录实验原理等，起不到应有的效果。要解决上述问题，应该考虑针对每一个具体的实验设计出一体化的预习报告和实验报告，让预习报告真正成为实验报告的一部分并且可以量化考核^[2]。它需要实验教师在充分理解实验教学要求的基础上考虑学生的认知规律，适当地向学生提供引导性问题和拓展知识，对实验内容加以汇编。

“钢中锰含量测定”实验涉及的背景知识多而且杂乱，既有方法原理又有仪器使用。如果课前预习不达标，很容易在课上“按部就班”机械操作。课前给学生下发实验报告，有助于学生提前了解实验相关背景知识，了解真实的实验过程，客观上也提高了学生做实验的兴趣，将科学实验的理念与方法延伸到课堂之外。

“学案式”实验报告是由实验教师根据多年的实验教学经验，查阅相关文献资料并结合课堂教学的体会和总结编写的。教师应该以学生为本，“共情”学生的学习过程，将自身的教学经验在实验教学的细节中“显化”。“学案式”实验报告的预习部分可在实验课前引导学生自主学习，做到心中有数，带着问题和思考来做实验。学生可根据自身实际情况查阅资料，但不要求答出所有问题以避免费时费力。上课时教师还会讲解预习报告并帮助学生查漏补缺。这一过程可以帮助学生更好地理解和巩固预习内容中的知识点。

如表1所示，“学案式”实验报告的预习部分从实验背景即钢铁工业中的钢材成分检测讲起，论述该实验在生产生活中的意义。然后过渡到如何检测即化学制样处理的思路和方法，再引导学生深入了解实验所用化学试剂的作用和用量。对于涉及的反应方程式，也不是简单抄录，而是探究其含义进而理解其前后关联关系。最后，分光光度计的原理和使用方法是学习重点，这里我们一般给学生放两段视频，原理部分和操作部分。图1为分光原理图和互补色原理图。分光原理图解释了“分光”的含义，互补色图解释了溶液呈现的颜色和最大吸收波长之间的关系。结合本实验，高锰酸根溶液吸收了复合光中的黄绿光(最大吸收525 nm)所以呈现紫红色。朗伯比尔定律要求单色光，分光的重要光学元件是三棱镜，不少学生在中学物理课上用过。为了更直观地学习，我们会用三棱镜做演示，也会将白纸板放入光度仪中然后转动波长调节旋钮，让学生观察白纸上色斑颜色的变化。以上这些，都提高了学生的学习兴趣和对实验原理的理解。

刚进入大学的学生，学习方法和思维方式还停留在高中阶段，在学习上对教师过分依赖，自学意识较差，自学能力较弱^[3]。因此，教师不仅要讲授基础知识和操作要点，还应帮助学生“知识内化”。“学案式”实验报告全面体现实验课的学习重点，由“问题启发式”过渡为“过程启发式”可帮助学生专注实验进程，提醒学生不断观察、思考、操作、记录、反思，不漏过任何实验细节。实验报告的现象记录部分如表2所示，实验操作部分如表3所示。

在实验课上，学生开始动手操作后，由于学生人数多、基础薄弱等原因，教师的主要职责成为纠正学生的错误操作，很难有时间精力全程指导学生对实验的观察和学习。这就使得大部分学生“按部就班”“照方抓药”，处于简单记录、缺乏思考的状态，有时会遗漏重要的实验现象和实验数据。“学案式”实验报告比流程图更加详细，对实验过程全程指导和监控。“过程启发式”问题帮助学生思考每步实验操作的意义，对实验现象的精准记录则提示反应进行的节点。例如，反应物加入顺序有何影响？加热到什么程度为止？加热时玻璃棒搅拌会引入误差吗？溶液冷却后为何颜色有变化？学生如果能正确思考和回答这些问题，才是真正理解了实验，不仅知其然更知其所以然。“学案式”实验报告推进实验进程，提醒学生对实验现象的观察和对数据的记录，提示学生思考实验操作对结果可能的影响，成为实验过程中的“隐形助教”。

对于“钢中锰含量测定”这类实验原理复杂、实验操作繁多的实验，“学案式”实验报告可以帮助师生合理安排时间。例如，对于分光光度计原理的讲解可以放在课堂开始时，但对于其使用方法的讲解可以放在化学制样之后等待溶液冷却之时。“学案式”实验报告能一定程度地帮助教师实现更好的教学组织和掌控。

实验报告的结果处理部分是对实验过程的总结，更是学生学习数据处理的绝佳机会。我们一般着重用“三个规范”要求学生。即规范有效数字的取舍；规范数据记录和列表；规范坐标纸作图。因学时有限，教师一般只针对具体实验数据进行讲解，但仍希望学生能举一反三，为今后的学习打下基础。用坐标纸作图是数据处理训练的必要途径^[4]，因此在“学案式”实验报告的实验数据处理部分印有坐标纸供学生使用。

“钢中锰含量测定”普遍安排在整个无机化学实验的前期，对后续实验有示范作用。做好这个实验有助于学生建立良好的实验习惯并保持下去。对于学有余力的学生，我们鼓励开展进一步的实验拓展。教师拟定几个探究方向，如误差分析、其他测定方法等等。因学生基础较弱难以自拟实验，一般由教师提供参考文献和实验思路，然后教师和做实验学生讨论共同决定实验方案。可利用周末或学期末进行开放实验，亦可在教师的帮助下进行相关仪器的学习和测试。除此之外，实验报告也成为教师与学生联系的桥梁，我们鼓励学生在实验报告上写出感想、收获、意见建议、自己的设想等。

“钢中锰含量测定”实验报告是我们撰写的第一份“学案式”实验报告，历经两年时间反复修改，经过近200名同学使用，在基础化学实验教学中展现出了很多优点。“学案式”实验报告有着较为丰富的内容，从课前、课上、课后三个方面全面指导学生。课前帮助学生更好地了解实验内容，课上全程跟进学生实验过程、加深学生对实验内容和知识点的理解，课后鼓励学生在实验结果的基础上继续探究拓展。希望本文中提出的“学案式”实验报告能够给化学基础实验教学提供新的思路，更好地发挥实验教学的育人目的。我们也将继续为其他经典实验撰写“学案式”实验报告，旨在不断提高实验教学水平，为人才培养尽绵薄之力。