應用化學專業“應用化學綜合實驗”課程的改革實踐*

黃健涵，曾冬銘，陳立妙，徐愛武，潘春躍，劉又年

(中南大學化學化工學院，湖南長沙410083)

“應用化學綜合實驗”(英文名稱:Advanced Chemistry Experiment of Applying Chemistry)是我校在第三學年第二學期對應用化學專業學生開設的一門專業必修課.總學時64學時，所有學時都是實驗學時，總學分2學分.本文系統總結了我校應用化學專業課程體系改革中“應用化學綜合實驗”課程教學內容的改革實踐.

1 改革實踐前“應用化學綜合實驗”課程情況

改革實踐前，我?！皯没瘜W綜合實驗”是一個大熔爐，實驗項目是從“無機化學實驗”、“有機化學實驗”、“分析化學實驗”和“物理化學實驗”等基礎實驗課程中抽出16個實驗硬性組合而成，總學時64學時，每個實驗4學時.因此，改革實踐前，“應用化學綜合實驗”課程的教學內容不能完全反映應用化學學科前沿的科研成果和實際應用成果，教學方法與四大化學基礎實驗課程基本類似，學生實驗過程中仍然是“照方抓藥”，學生綜合運用四大化學基礎知識的能力與各方面的實驗技能基本沒有提高，對學生的綜合實驗素質和創新意識的培養不夠，教學效果不好.

2 新世紀國家對應用化學專業人才的需求

進入21世紀，應用化學與其他學科的不斷交叉與互相滲透，使得應用化學課程的教學內容與要求都發生了極大變化，國家對應用化學專業人才的要求也日趨豐富，尤其是綜合素質和創新意識的培養［1，2］.因此，如何將最新的應用化學研究成果與實際應用成果有機地融合到應用化學專業課程教學內容中，科學有序地組織教學，培養學生綜合運用四大化學分支的相關知識和實驗技能，培養學生實驗的整體感和全局觀，使學生初步建立科研創新意識，達到理工融合復合型拔尖創新人才的培養目標是應用化學專業人才培養的重中之重［3，4］.為了適應現代高等教育教學改革發展的需要，很有必要對“應用化學綜合實驗”課程的教學內容、教學方法、教學手段等進行全方位的改革.

3 “應用化學綜合實驗”課程教學內容的改革

我們在重新修訂了應用化學專業人才培養計劃與教學大綱的基礎上，首先對“應用化學綜合實驗”課程的教學內容進行了全部改革，編寫了一本全新的應用化學專業專題實驗教材——《應用化學綜合實驗與科學訓練》.教學內容將無機化學、有機化學、物理化學、分析化學等基礎化學知識及無機合成、有機合成、生物化學、環境化學、精細化學品化學、電化學、材料化學、分離工程與技術等多門專業基礎知識有機結合，并結合我校應用化學專業的特色，精心挑選了“聚合硫酸鐵的制備及廢水的處理”、“聚乙烯醇縮甲醛膠的制備、游離甲醛的消除與測定”、“聚磷酸銨的合成及阻燃性能測試”、“電解法印染廢水脫色及COD的測定”、“聚苯胺的電化學合成及應用”、“ZnO粉體及熒光、壓敏、氣敏性能的測定”、“硬脂酸鋅、鋇、鎘PVC熱穩定劑的制備及性能”、“聚醋酸乙烯酯的制備及粘結性能測試”、“洗滌劑、雪花膏的研制及性能”和“用液膜分離法處理含銅溶液”等10個專題供學生選擇進行實驗，新實驗課程教學內容完全是探索性、設計性和綜合性實驗，做到了四大化學理論教學知識點的集中、統一與有機融合，注重基本化學原理與實踐的結合，強化了學生綜合實驗技能的訓練和創新能力的培養.

4 “應用化學綜合實驗”教學方法和教學手段的改革

教學過程中，我們轉變了教育理念，實現了由教師傳授知識到學生自主學習知識、教師答疑解惑豐富學生知識的模式［3，5］.

實驗前，我們要求學生根據我們的實驗教材，對相關的專題實驗進行文獻調研，寫出簡要的文獻綜述.實驗組織中，我們每次同時開出4個不同的實驗(每次實驗8學時)，然后將全班分成4個實驗大組，每個大組做同一個實驗，4個星期一循環.每個大組再分成3～4個實驗小組，每個小組2～3人獨立完成一個實驗.每個專題實驗我們要求1～2個小組上臺進行文獻綜述，同時對實驗目的、實驗原理、實驗內容與步驟以及實驗中要注意的事項進行講解和討論，整個過程中完全采用啟發式、討論式和開放式的教學方式授課.以學生為主體，讓學生學習完全自主化，教師也參與到課堂討論中并及時對學生的實驗操作規范進行糾正，最后教師對學生的討論進行小結并補充相關問題供學生在實驗中邊做邊思考.

實驗中，我們經常有的放矢地針對某一專題組織一大組的學生進行課堂討論，啟發學生在實驗過程中提出問題、分析問題并解決問題，培養學生自主學習的能力.在適當的時候，我們要求學生自己選擇實驗內容，自行設計實驗方案，自主完成專題實驗.比如:在“聚乙烯醇縮甲醛膠的制備、游離甲醛的消除與測定”實驗中，我們要求學生運用已學到的知識，自己選擇甲醛消除劑，通過測定應用甲醛消除劑后聚乙烯醇縮甲醛膠中殘余甲醛的含量來衡量甲醛消除劑的好壞.讓學生主動思考問題，在實驗中發現問題，并以小組為單位討論問題和共同解決問題.我們允許學生在實驗方案的設計中存在不足，對實驗結果不做硬性要求.實驗成功了固然好，實驗失敗了，我們要求學生對實驗失敗的原因進行分析總結，并要求每個學生寫實驗心得.通過這類實驗，學生訓練有素，收獲很大，即使實驗失敗了，他們也獲得了很多經驗教訓，教學效果相當好.

實驗之后，我們要求學生在進一步查閱相關文獻的基礎上，按照國內《化學學報》雜志的要求，針對自己做的專題實驗，撰寫一篇學術論文，使學生受到基本的科學訓練，了解科研工作的基本步驟和內容，初步建立了科研創新意識.

為強化學生的科研創新意識，接觸科學前沿，培養創新能力，我們還將教師的科研項目、實驗研究成果轉化為實驗教學內容，將教師的實驗室變成實驗場地.比如:“電解法印染廢水脫色及COD的測定”實驗，黃健涵老師的實驗室就有整個實驗的設備，我們帶領一個大組到他的實驗室，讓學生實地完整地進行實驗，激發學生的研究興趣，培養學生的科研素質和創新能力.

5 改革實踐后的教學效果

“應用化學綜合實驗”課程對我校2006、2007、2008和2009級應用化學專業學生進行了教學改革實踐，收到了預期效果.我們一方面將這些學生的“應用化學專業實驗”課程的期末考試成績與2004、2005級我校應用化學專業學生的成績相對比，發現改革實踐后學生的考試成績明顯優于改革實踐前學生的成績，特別是學生對應用化學前沿發展的了解、綜合應用能力的提升和創新、創業素質的培養等方面.另一方面，我們對比了學生進行后續的“專題實驗”和“畢業論文”的成績以及老師對學生質量的反饋，發現學生在“專題實驗”和“畢業論文”過程中，進入角色更早，質量大大提高，學生的綜合素質有很大改善，創新意識得到培養，老師對學生的滿意度也大大提升.同時，“應用化學綜合實驗”課程的改革也有力地支持了我校應用化學專業課程體系和教學內容的改革，更新了課程的教學體系，優化了課程的教學內容，增強了課程在教學中的地位，豐富了課程的內涵，為我校學生畢業后從事科學研究和應用研究打下了堅實基礎.

［1］方明建，鄭旭煦.應用化學專業化學分析課程的改革與實踐［J］.大學化學，2004，(3):24 －26.

［2］嚴世強，唐寧，黃國生.理科應用化學專業課程體系改革的思考［J］.高等理科教育，2000，(6):33 －38.

［3］于安麗，黃飛躍，譚鎮，等.辦好理科大學應用化學專業的探索與思考［J］.大學化學，1998，(2):14 －17.

［4］劉淑娟，李建強，劉艷，等.培養應用化學專業創新型人才的實踐教學初探［J］.東華理工大學學報(社會科學版)，2012，(1):75－79.

［5］黃忠京.構建應用化學專業創新型人才的實踐教學體系［J］.高教論壇，2011，(4):17 －19.