高校應用化學專業實驗教學的探索

摘 要 應用化學是一門很重要的學科，也是一門應用性很強的學科，要提高教學質量，就要不斷調整課程內容與教學手段，逐步建立理論和實用性并重的課程體系和教學方法。筆者從應用化學專業實驗課程設置的具體方法及實施方案進行了探索和實踐，為應用化學實驗教學中培養學生的創新意識，提高創新能力提供了一些思路和方法。

關鍵詞 應用化學 設計性實驗 綜合性實驗 創新能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

0 引言

著名化學家戴安邦教授提出“化學人才的智力因素由動手、觀測、查閱、記憶、思維、想象和表達七種能力組成，這些能力都可以在實驗室中得到全面的訓練”，由此可見化學實驗教學在高校人才培養中的地位和作用。應用化學屬于應用理科，培養理、工結合型的科技人才，是化學學科的拓展，它不僅是化學與化工的銜接，而且實現了與生命、醫學、藥物、能源、材料、環境、農學、信息等學科領域的交叉和滲透，發揮化學基礎學科對相關學科的支撐和促進作用。所以它也是一門應用性很強的學科，在國民經濟和現代化建設中占有重要地位。在教學過程中，通過與師生的交流，以及社會需求信息的反饋，深深感受到了實踐動手能力和基本科研素質的培養對學生的重要性。因此在近幾年的專業實驗教學過程中，我們不斷調整課程內容與教學手段，逐步建立了理論和實用性并重的課程體系和教學方法。

1 應用化學專業實驗設置的指導思想

應用化學專業學生的培養重點應放在學生對化學化工學科的相關知識的運用能力上，這就要求學生除了具有較為扎實的理論基礎外，還必須具有較強提出問題、分析問題和解決問題的能力。而開設綜合性、設計性實驗，一方面可以培養學生熟練使用常用的儀器設備，查閱文獻、對實驗原理的理解、對實驗過程進行設計以及對不同的實驗結果進行總結分析的能力；另一方面，還可以使學生具備運用理論知識解決實際工程問題的能力，同時通過綜合分析實驗過程中出現的問題，提出解決的思路和辦法，提高學生獨立分析問題和解決問題的初步能力。

在應用化學專業實驗課的設置中還應有意識地培養學生的創新能力，即注意培養學生的邏輯思維和形象思維以及創造性的思維，鼓勵學生積極探索，自主設計實驗；另外還應該注意培養學生的科研開發能力，注意對學生的鉆研精神和深入思考問題能力的培養，使學生具有較強接受新理論新知識和新技術的能力，讓專業實驗室成為大學生一站式專業訓練平臺。

專業實驗課的設置還應有意識地培養學生學習本專業的興趣，在實驗過程中，既要保證學生具有寬厚的理論知識體系，又要充分調動學生的主觀能動性，提高學生學習本專業的興趣和樹立從事本專業研究的志向，為進一步發展成為基礎扎實、視野開闊、適應能力和創新意識強的專業研究人才奠定堅實的基礎。

2 應用化學專業實驗課程設置的具體方法及實施方案

多年的教學實踐證明，以驗證理論為主要內容的傳統的實驗模式，存在著方法單一、不能充分發揮學生的積極性、忽視對學生的綜合能力的培養等弊端，必須進行改革。但在進行教學改革時，要符合客觀規律，考慮學生接受知識的承受能力，不能急于求成，一蹴而就，建“空中樓閣”。根據由淺入深、循序漸進的原則，應用化學專業實驗的教學體系可以分為三個階段，即基礎性實驗（驗證性實驗）—部分設計實驗—綜合性設計性實驗。

2.1 基礎性實驗

基礎性實驗階段是屬于專業入門性質的實驗。這一階段的實驗首先要引導學生將理論與實踐相結合，通過實驗驗證在課堂上所學的理論。

在基礎性實驗中，主要根據我院應用化學專業的設課特點，側重有機合成技能、產品性能、化工產品應用、分析方法的確定、日用化工產品的特點、有機精細高分子材料的應用等方面開設基礎實驗。

通過實驗課的教學應讓學生掌握科學實驗的全過程，此過程應包括：（1）實驗前的準備；（2）進行實驗操作；（3）正確記錄和處理實驗數據；（4）撰寫實驗報告。以上四個方面是實驗課的主要環節，認為實驗課就是單純進行實驗“操作”的觀點應該改變。

為使學生對于實驗有嚴肅的態度、嚴格的要求和嚴密的作風，我們建立了以下的實驗流程：

（1）認真閱讀實驗指導書和有關參考資料，了解實驗目的和要求；

（2）進行實驗室現場預習。了解實驗裝置，摸清實驗流程、測試點、操作控制點，此外還需了解所使用的檢測儀器、儀表；

（3）預先組織好2～3人的實驗小組，實驗小組討論并擬訂實驗方案，預先作好分工，并寫出實驗的預習報告，預習報告的內容應包括：a.實驗目的和內容；b.實驗的基本原理及方案；c.實驗裝置；d.實驗操作要點實驗數據的布點；e.設計原始數據的記錄表格；

預習報告應在實驗前交給實驗指導教師審閱，獲準后學生方能參加實驗；

（4）進行實驗操作，要求認真細致地記錄實驗原始數據。操作中應能進行理論聯系實際的思考；

（5）實驗數據的處理，根據具體實驗由實驗教師具體安排；

（6）撰寫實驗報告。撰寫實驗報告是實驗教學的重要組成部分，應避免單純填寫表格的方式，而應由學生自行撰寫成文，內容大致包括：a.實驗目的和原理；b.實驗裝置；c.實驗數據及數據處理；d.實驗結果及討論。

2.2 設立設計性實驗

結合教師的科研項目，選取教師具有相當科研經驗的課題進行實驗，就會即促進教師的科研工作，同時讓學生感到科研工作的樂趣，增強對專業的感知，提高對專業課的學習興趣。如淀粉接枝乙烯基單體制備天然高分子改性絮凝劑，是我專業教師長期從事的一個科研項目，不僅教師具有豐富的科研經驗，而且該項目在國內是有影響的，將其開設為學生的設計性實驗，使學生了解了教師的科研工作，同時通過查閱文獻，了解該課題的前沿發展趨勢，使學生的專業自豪感大幅度提升。

同時，在具體的化工生產中，常常會遇見合成路線、產品質量等工藝優化問題，這類問題，工作量大，如果選為設計性實驗，可通過學生在較短的實驗課時內試驗較多的優化條件。如我們開設連續萃取精流的實驗，讓學生自主選擇工藝條件，而且相互間通過溝通使之互不重復，每個學生對自己的實驗結果與其他同學各不相同很感興趣，增加了對該實驗的興趣，教師適當引導他們，可以使他們進行深入的思考。

2.3 設立新技術、新方法與傳統方法對比型設計性實驗

設立新技術、新方法型設計性實驗，將有利于拓寬學生的思維，培養創新意識。我們準備開展微波化學合成與傳統合成方法對比實驗，讓學生從中已感受到新技術，新方法在應用方面的優越性。如我們準備開始進行用微波法進行對淀粉改性的研究。

要求學生首先通過文獻調研、集體討論，并在老師的引導下確定最佳路線，通過常規方法和微波方法實驗，探討最佳方案。從而，鞏固理論知識，使學生由被動接受實驗操作流程，向主動了解、掌握所需知識，進行創新性實踐轉變。逐步培養學生成為既具扎實的理論基礎又具有過硬實踐能力的全才。具體運作方式如圖1：

學生實驗后可知微波輻射法明顯比傳統加熱方法優越。傳統加熱合成法需要數小時甚至數十小時才能完成的反應，利用微波輻射多數能縮短到30分鐘以內，甚至數分鐘即可完成，而且微波輔助有機合成常常伴隨著高轉化率及高收率。筆者認為學生從中對“工欲善其事，必先利其器”會有新的、更深的認識。

同時微波化學合成操作簡便、安全，副反應少，因而對環境污染也小，這就使污染較嚴重的合成化學實驗向著綠色化學實驗方向轉變。為轉變學生對化學合成的畏懼心理開了一個好頭。

在應用化學專業本科設計性實驗中引入微波化學、超聲化學、新試劑、新反應等方法，有利于擴大學生知識面，從而激發學生對化學交叉學科、邊緣學科以及新技術的學習熱情。

總之，造就具有創新意識的綜合型應用化學專業人才，離不開新技術、新方法的應用，因此，我們感到應用化學專業本科設計性綜合性實驗及其教學手段的改革意義重大且任重道遠，本教學探討僅僅是邁出了第一步，有待于更好、更新的實驗教學改革的探索與研究。

參考文獻

[1] 譚學才等.理工融合新體系化學實驗教學改革研究[J].高教論壇，2003（4）：75-78.

[2] 李杰等.加強校企合作，提高應用化學專業實習教學質量[J].廣州化工，2008.36（3）：87-88.