應用化學實驗課程改革的探索

　　摘 要： 作者結合教學實踐，對泰山學院應用化學實驗課程建設的課程結構和內容、課程實施等方面進行了探索和研究，旨在促進課程建設與改革，提高教學質量。
　　關鍵詞： 應用化學實驗 課程建設 課程改革
　　
　　泰山學院從2002年招收第一屆本科生以來發展迅速，學科專業和招生規模不斷擴大。隨著社會對創新型和應用型復合人才的需求日益增加，在這樣的形勢下我校化學與環境科學系于2005年開始增設應用化學本科專業。為促進學科發展、突出專業特色，建立了應用化學實驗室，并對該專業學生開設了《應用化學實驗》課程。在沒有現存模式可利用、沒有教學大綱和教材的情況下，我們承擔了這門新課的建設和教學工作，于2005年開始籌劃建立實驗室，2007—2008學年第二學期開始授課，至今已向四屆學生開設了這門課程。開課之初，我們通過查閱大量的資料，選擇一些實驗條件允許的課題來開課，這樣做課程是開出來了，但教學中卻出現了一些問題，比如系統性不強、課程不規范，在一定程度上影響了教學效果和學生的學習積極性。因此，搞好本課程的建設及改革勢在必行。經過幾年的實施，我們取得了一定的成果，初步形成了一套課程建設與改革的方案。
　　1.課程結構和內容
　　《應用化學實驗》是應用化學專業的必修課程，內容涉及化學領域中四大化學、工業化學等基礎學科，也涉及生態建設、環境保護、市場經濟的問題，它是以化學原理、化工技術在工農業生產和日常生活中的應用為研究對象的綜合性實驗課，具有“廣泛性、實用性”的顯著特征［１—３］。針對課程特點科學地選擇實驗項目，形成合理的課程結構和內容，是課建中一項重要的工作［4］。為此，我們以“服務地方”的理念為指導，緊扣專業精細化工方向的培養計劃，以擴大知識面為目的，以應用性為目標，進一步培養學生動手能力、解決實際問題的能力和創新能力。因此，我們在考慮課程結構和內容時，根據本課程的特點，總結過去的經驗，確立了應遵循“體現廣泛性、突出實用性、強化綜合性、兼顧區域性”的原則來精選具有代表性的、綜合性強的實驗課題，逐步形成科學性、實用性、可操作性三結合的課程結構。
　　1.1體現廣泛性。
　　就是要立足于理論知識與生產實踐和社會生活相結合，實驗課題要遍及工農業化工產品、日用化工產品、環境監測與保護等方面。但由于受到課時數和實驗條件的限制，僅實驗教學還不能足以體現廣泛性的要求，可增設課外學習和課堂教學相結合的形式，讓同學進行社會調研、播放專題科普錄像片等措施來彌補課堂教學之不足，拓寬知識面，充分體現廣泛性。為此，在課程內容的選擇中，我們充分考慮了各方面都要有一定代表性的實驗。在表面活性劑方面，選擇了“陽離子表面活性劑的合成”和“洗潔精的配制”；在防腐劑方面，選擇了“尼泊金酯的雜多酸催化合成”；在在食品及天然化合物提取方面，選擇了“從牛奶制取酪蛋白和乳糖”、“黃精多糖的微波提取分離及含量測定”和“植物葉綠體色素的提取分離、表征及含量測定——葉綠體色素的提取”實驗；在環保方面，選擇了“活性炭吸附實驗”；在日用化學品方面，選擇了“固體酒精的制備”；在工業催化方面，選擇了“沸石催化劑的制備與成型”和“丙烯腈和乙酸乙烯酯的乳液共聚合”；在分析測試方面，選擇了“柱層析分離甲基橙與亞甲基藍實驗”和“高效液相色譜法測定血清中茶堿的濃度”，等等。在工業化工方面，由于受到實驗條件的限制，主要采取結合我系化工專業實習的辦法來彌補，幾年來組織學生分別到泰安周邊的雙豐化肥廠、蘭德染化、泰山染化、泰安聯合生物化學科技有限公司等地進行實地參觀學習。
　　1.2突出實用性。
　　就是要與化學基礎實驗課相區別，把重點放在實用上，而不是對理論的驗證，突出實用性主要表現在兩個方面，一是實驗產品可以直接用于生活，如“固體酒精的制備”、“洗潔精的配制”、“陽離子表面活性劑的合成”等實驗。二是學習和掌握一些必需的實驗技術和測試手段，用于解決實際問題，這方面我們選擇了“活性炭吸附實驗”、“高效液相色譜法測定血清中茶堿的濃度”、“柱層析分離甲基橙與亞甲基藍實驗”、“沸石催化劑的制備與成型”、“尼泊金酯的雜多酸催化合成”等實驗，通過選擇小化工產品的合成實驗和必需的測試技術的訓練來突出實用性。
　　1.3強化綜合性。
　　就是提高實驗的學科交互性，使實驗中有多個學科的內容，體現出應用化學專業多學科交叉的特點。“尼泊金酯的雜多酸催化合成”中既設計有機催化合成，又有化合物的提純及表征，還涉及反應動力學研究，綜合了有機化學和物理化學兩大學科；“活性炭吸附實驗”中既有吸附實驗（物理化學）又有COD值的測定（環境化學），而其又有很大的環境保護的意義。實驗的綜合性、學科交互性非常強，使同學們把幾個學科的知識有機地結合起來，取得了很好的效果。
　　1.4兼顧區域性。
　　就是要結合泰安地區的實際，使實驗課題與市場經濟結合起來，促進科學技術的推廣和應用。如泰安有蒙牛、亞奧特等奶制品企業，我們選擇了“從牛奶制取酪蛋白和乳糖”實驗；泰山四大名藥舉世聞名，泰山黃精產量豐富，我們選擇了“黃精多糖的微波提取分離及含量測定”；泰安周邊精細化工廠家較多、品種繁多，我們選擇了“陽離子表面活性劑的合成”、“丙烯腈和乙酸乙烯酯的乳液共聚合”、“尼泊金酯的雜多酸催化合成”等實驗，使之密切聯系本地區的實際。
　　2.課程實施
　　為了保障課程建設的順利進行，達到課建目標，在實施過程中我們力求做好以下幾方面的工作。
　　2.1提高自身素質，適應時代要求。
　　在課程建設中，教師的因素是至關重要的，要培養具有創新能力的人才，需要有創新能力的教師。因此，在教學中我通過實踐和探索，通過查閱文獻，按文獻進行實驗研究，把文獻資料轉化為實驗課題，不斷吸收科技新成果，研究新問題，錘煉實踐能力和創新能力，全面提高自身的綜合素質，以適應現代教育對教師的要求［5—6］。
　　2.2編寫實驗講義，搞好教材建設。
　　對一門新課來說，教材建設是課建工作中的一個重要組成部分［7—8］，由于本課程的特殊性，沒有現成的模式，我們查閱了大量的資料，根據應用化學專業方向和課程目標，結合本地區實際情況和學校實驗室建設情況，進行再創造，在教學實踐基礎上，編寫了自編教材《應用化學實驗》。教材中包括相應的實驗原理、實驗儀器設備、實驗藥品及原料、測試方法、工藝流程及操作步驟、思考題等；教材中還編入了部分文獻實驗，作為學生選做用；同時對于一些測試方法和重要儀器的操作規程列于附件中，努力做到講義的科學性、系統性和實用性。
　　2.3改革教學方法，突出能力培養。
　　我們的教學不能僅限于使學生掌握多少知識，而是要使學生獲得進一步發展所應具備的各種能力。因此，我們在教學過程中注重體現“科學、技術、社會”這一新的教學思想，把應用能力、獨立獲取知識的能力和創新能力的培養放在首要位置，改革實驗中“照方抓藥”的方法，把整個教學過程置于一種探索、研究的情景之中。例如，“沸石催化劑的制備與成型”的產品沸石催化劑是性能優異的酸性催化劑，而在“尼泊金酯的雜多酸催化合成”中所用催化劑也為酸性催化劑，因此將沸石和雜多酸作為催化劑進行對照試驗，這樣將不同實驗聯系起來提高了同學們的興趣，拓寬了同學們的科研思路。在“固體酒精的制備”實驗中，事先不給出具體的配方，而是引導學生根據不同影響因素的差異性，應用化學原理來選擇主體材料和輔助材料及其比例。學生們通過認真思考后，能正確地選出主體材料和輔助材料，經反復試驗，也能找到較為恰當的比例。對于部分選作實驗，教師給出課題，由學生自己查閱資料，自行設計實驗方案，獨立進行實驗研究，并寫出實驗結果分析報告。通過以上幾種形式，提高了學生的學習興趣，同時也很好促進了綜合能力的培養。
　　3.目前的困難及對策
　　課程建設和改革是一項系統工程，涉及方方面面的問題，雖經努力取得了一些成果，但仍不盡如人意，各方面都有待于進一步提高，比如現代化實驗儀器和表征設備非常匱乏，實驗藥品量不足，實驗學時數較少，等等，這些都限制了培養學生綜合實驗的能力的教學目標。因此，今后要爭取加大投入，改善實驗條件，更新實驗手段，把現代科學技術的新成果、先進的測試方法引入課堂教學中，以適應課程建設現代化的要求，從各方面來進一步促進教學質量的提高。
　　
　　參考文獻：
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　　基金項目：泰山學院校級重點教改項目資助。