基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

嚴(yán)峰等

【摘要】綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以及整個(gè)高等教育培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)換起著非常重要的作用。本文論述了普通工科院校開(kāi)設(shè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要性，構(gòu)建了基于四大基礎(chǔ)化學(xué)及面向?qū)I(yè)發(fā)展的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐探索，我校綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平有了明顯提高，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能及綜合素質(zhì)得到提升，為學(xué)生攻讀研究生或走向工作崗位提供了很大幫助，教學(xué)改革成果顯著。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué)；綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

1、普通工科院校開(kāi)設(shè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要性

國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要在人才建設(shè)主要任務(wù)中指出：要?jiǎng)?chuàng)新人才培養(yǎng)模式，建立學(xué)校教育和實(shí)踐鍛煉相結(jié)合、國(guó)內(nèi)培養(yǎng)和國(guó)際交流合作相銜接的開(kāi)放式培養(yǎng)體系。探索并推行創(chuàng)新型教育方式方法，突出培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)高等教育創(chuàng)新體系中創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程不可缺少的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及整個(gè)高等教育培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)換起著非常重要的作用。

對(duì)于普通工科院校，通常沒(méi)有化學(xué)專(zhuān)業(yè)，化學(xué)作為應(yīng)化、化工、制藥、材料、環(huán)境等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課。學(xué)生入校后，在大一、大二期間分別學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及物理化學(xué)，此后即開(kāi)始學(xué)習(xí)各自專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程及開(kāi)展專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，到大四時(shí)開(kāi)展畢業(yè)論文。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端在于，各基礎(chǔ)課具有自身的基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)生在這些實(shí)驗(yàn)課中是分別學(xué)習(xí)的，各門(mén)課的知識(shí)和技能也是分別學(xué)習(xí)和掌握的，學(xué)生缺乏有關(guān)知識(shí)和技能的融會(huì)貫通，缺乏各種實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的綜合應(yīng)用能力，學(xué)生從基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)到專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)缺乏過(guò)渡；另一方面，高年級(jí)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)又由于專(zhuān)業(yè)劃分過(guò)細(xì)，知識(shí)分割過(guò)窄，使學(xué)生學(xué)得的知識(shí)過(guò)窄，實(shí)驗(yàn)方法和技能也較單一，不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[1]。

現(xiàn)代化學(xué)已經(jīng)發(fā)展到了各學(xué)科分支間縱橫交叉、互相滲透和融合的程度，在教學(xué)中如果不有意識(shí)地把各基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)和技能加以綜合，就必然適應(yīng)不了現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展的要求。綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)深層次的、多學(xué)科性的和綜合性實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。它除培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能外，還能讓學(xué)生綜合應(yīng)用化學(xué)知識(shí)和多種化學(xué)研究方法，使“四大化學(xué)”之間能融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生具有分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；從培養(yǎng)人才的角度看，開(kāi)設(shè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的在于縮短學(xué)生在所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與科研、生產(chǎn)實(shí)踐中解決實(shí)際問(wèn)題能力之間的差距，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力[2，3]。

2、綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建

“綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)”與四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的根本差別在于它的綜合性。它必須既能體現(xiàn)各二級(jí)學(xué)科專(zhuān)業(yè)方向的特色和優(yōu)勢(shì)，又能涵蓋多個(gè)二級(jí)學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，因此要能使學(xué)生站在更高一級(jí)的層次上去理解化學(xué)各分支學(xué)科之間最本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系。我校綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組經(jīng)過(guò)反復(fù)討論和論證，設(shè)立了“三層次、三方向”的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。“三層次”是指綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)及科研實(shí)驗(yàn)三部分。綜合性實(shí)驗(yàn)主要綜合四大化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能，讓學(xué)生在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中融會(huì)貫通四大化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)則在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中綜合了四大化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)技能與專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，為學(xué)生向?qū)I(yè)學(xué)習(xí)及發(fā)展搭建橋梁；科研實(shí)驗(yàn)則指學(xué)生進(jìn)入教師科研實(shí)驗(yàn)室，參與完成科研項(xiàng)目。“三方向”是指目前我校綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)針對(duì)我校化學(xué)相關(guān)的特色專(zhuān)業(yè)（應(yīng)化、環(huán)境及材料專(zhuān)業(yè)）分別開(kāi)設(shè)相關(guān)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)。對(duì)每個(gè)方向分別根據(jù)各專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)需要開(kāi)設(shè)了4個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)和4個(gè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，其中一部分是我化學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師長(zhǎng)期科學(xué)研究的階段成果。將這些成果編寫(xiě)成綜合實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和創(chuàng)新能力。這些實(shí)驗(yàn)包括金屬配合物的合成、表征和性能測(cè)定；綜合性分析；典型有機(jī)化合物的合成、分析鑒定；天然化合物的提取、分離、表征；催化劑的制備、表征與性能；典型環(huán)境污染物的分析、分離；材料的合成及表征等。這些綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有以下共同的特點(diǎn)：

（1）綜合性：綜合運(yùn)用合成、分析、表征等各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)是兩個(gè)或兩個(gè)以上二級(jí)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的系統(tǒng)化，形成了綜合性的實(shí)驗(yàn)課體系。

（2）先進(jìn)性：以現(xiàn)代新技術(shù)在環(huán)境、能源、材料、生物化工等領(lǐng)域中的應(yīng)用為重點(diǎn)，選擇反映化學(xué)學(xué)科進(jìn)展的內(nèi)容，大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)源于科學(xué)研究的成果，可以引導(dǎo)學(xué)生盡早了解各分支學(xué)科的國(guó)際前沿和熱點(diǎn)，對(duì)學(xué)生將來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究提供幫助。

（3）實(shí)用性：實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是現(xiàn)實(shí)中的樣品，例如植物油渣油、茶油餅粕、蝦殼、紡織污水等。實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是實(shí)用的產(chǎn)品，例如甾醇、維生素E、生物柴油、茶皂素、殼聚糖、陽(yáng)離子淀粉等，有利于激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。

3、綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

（1）啟發(fā)式教學(xué)：由實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)老師啟發(fā)式地講解實(shí)驗(yàn)的基本原理和基礎(chǔ)理論，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，綜合分析比較，確定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案，由輔導(dǎo)老師審閱。

（2）討論式教學(xué)：在講授綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用提問(wèn)的方法啟發(fā)學(xué)生用什么儀器，通過(guò)什么樣的方法來(lái)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生自己歸納總結(jié)出實(shí)驗(yàn)的基本步驟、思路和特點(diǎn)。

（3）課內(nèi)外結(jié)合式教學(xué)。建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這樣學(xué)生既可以在課堂內(nèi)學(xué)習(xí)，也可以在課堂外隨時(shí)練習(xí)課堂上的實(shí)踐內(nèi)容，鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 強(qiáng)根榮，盛衛(wèi)堅(jiān)，王紅，等. 工科專(zhuān)業(yè)綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究，實(shí)驗(yàn)室研究與探索[J]. 2011，30（12）：115-118.

[2] 呂梅香，汪朝陽(yáng)，何廣平，等. 綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)室研究與探索[J]. 2010，29（4）：112-114.

[3] 張逢星，李珺，郭慧林. 以創(chuàng)新培養(yǎng)為主線構(gòu)建綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)與科研訓(xùn)練體系[J]. 大學(xué)化學(xué)，2009，24（3）：18-21.