應用化學專業實驗與相關理論課程整體優化的探索

司紅巖，向天成

(許昌學院化學化工學院,河南 許昌 461000)

應用型地方本科高校的關鍵任務是為地方經濟、社會發展提供人才支撐。面向地方，面向行業，面向企業，培養掌握新技術、具備高技能的應用型專業人才是地方本科高校的根本任務。但面對經濟結構深刻調整、產業升級步伐加快的現狀，地方高校的人才培養沒有進行及時的跟進，基本與市場脫節，無法滿足企業對畢業生素質多元化、多層次的需求，導致社會對其本科人才培養質量評價不高，從而造成地方高校畢業生就業難和就業質量低的困境。由此，教育部"關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見"中指出：要主動適應我國經濟發展新常態，主動融入產業轉型升級和創新驅動發展，推動轉型發展高校把辦學思路真正轉到服務地方經濟社會發展上來，轉到產教融合校企合作上來，轉到培養應用型技術技能型人才上來，轉到增強學生就業創業能力上來。所以，全面融

入區域經濟社會發展和產業轉型升級進程，適應地方經濟各行業對掌握新技術、具備高技能的新型專業人才的迫切需求，加快改革應用型人才培養機制是地方高校轉型發展的關鍵。

應用型人才的培養要緊密結合地方經濟發展和行業、企業需求，立足生產實踐，以行業需求為導向、以實踐能力培養為重點，培養掌握新技術、具備高技能的新型專業人才。但是許多地方高校在應用型人才培養過程中，會受到社會環境、管理制度、師資隊伍、課程體系等諸多因素的影響，從而造成人才培養質量下滑等現象。例如，高等教育評估體系過多關注科研、師資、實驗室等硬件，忽視課程教學、實踐訓練、能力培養等方面，造成人才培養不能及時響應市場需求。師資隊伍強調學歷、忽視企業經歷和工程背景，老師缺乏解決實際工程問題的能力，更談不上培養學生的工程能力。課程體系以原來的學科體系構建，人才培養與行業發展、企業需求脫節，造成學生學非所用，用非所學。隨著地方高校轉型發展改革的深入，社會觀念的轉變以及高層管理制度的優化，上述問題逐步得以解決。目前加強內涵建設，促進專業建設，加快課程改革是提升應用型人才培養質量的關鍵問題。

作為應用型更加明顯的化學類專業(化學、應用化學)，課程體系及課程改革更是應用型人才培養質量保障的根本。以應用化學專業為例，整個課程體系強調知識的系統性和學科化，理論課程體系是無機化學-分析化學-有機化學-物理化學為主線，實踐教學體系則按照理論課程體系，從無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗和應用化學專業實驗，再加上認識實習-化工見習-畢業實習等集中實踐性環節構成。我們知道在化學類專業(化學、應用化學)中，實踐教學集知識傳授，技能訓練，創新能力培養于一體，在培養學生的專業能力、工程素質、創新思維、實踐能力等方面具有不可替代的作用。在整個人才培養體系中，實踐性教學環節具有舉足輕重的地位。而這種從理論到實踐的課程學習順序，使實踐教學處于從屬地位，依附于理論教學；而且實踐課程間相互獨立、系統性比較差；不利于系統培養學生的動手實踐能力。對于課程，尤其是實驗類課程如四大化學的實驗，存在實驗設置基本上還是從實驗室來，和實際生產關系不大，實驗內容陳舊、工藝落后，沒有形成特色等許多問題。從而使學生創新能力培養受到極大影響，很大程度上削弱了學生的就業競爭能力。

解決化學類專業課程教學體系中存在的問題其實就是要求和行業企業緊密相連，及時改革實踐教學內容，使整個課程內容與行業生產對接，使教學過程與生產過程對接，進而提高化學類專業學生的實踐能力、創新能力，這也是化學類專業應用型人才培養的內在需求。教育部"關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見"中也強調以社會經濟發展和產業技術進步驅動課程改革，整合相關的專業基礎課、主干課、核心課、專業技能應用和實驗實踐課，專注培養學生的技術技能和創新創業能力。

理論課程與相關實驗課程的整體優化，前人也做了相當多的研究[1-8]。但大多數的研究集中在理論課與其對應的實驗課之間的相互配合。而對于整個教學體系中若干門課程間的相互配合沒有關注。我們以應用化學專業為教學改革的試點，針對向應用型人才培養，嘗試建立一套完整的理論與實踐混合安排，創新創業一體化的教學體系。我院應用化學專業的方向是精細化學品生產與檢驗技術，開設的核心專業課有精細化學品化學、精細化工工藝學、精細化學品檢驗技術、精細化工專業實驗等多門相關課程。在常規教學安排中，精細化學品化學、精細化學品檢驗技術、精細化工專業實驗三門課程均為獨立開設的專業課，授課老師也不相同。對于任課教師而言，相互間即使有交流，也不能在整體上相互配合優化課程教學，這樣導致課程進度不匹配，理論知識和實驗驗證相互脫節，理論知識講授重復，學生學習不能連貫等許多問題的產生。為了解決以上問題，促進課程體系的融合，自2016年以來，我們在應用化學專業的部分課程中進行了以下教學改革：

一、在課程內容的編排方面，教師根據課程需要可以自主編排授課章節，對課程實施整體優化。對于精細化學品化學、精細化學品檢驗技術、精細化工專業實驗三門專業課，部分內容實現理論課程與實踐課程的融合開課。

首先是精細化學品化學、精細化學品檢驗技術、精細化工專業實驗三門課程的相關授課教師組成相應的專業課程組。課程組成立的目的是加強相關專業課程教師間的交流，在課程教學上能夠實現相互配合，整體優化課程體系，實現理論知識和實驗相互融合。

在此基礎上，課程組教師分別對三門課程的知識體系進行了解，分解，組合。對于重復的知識點，采用刪減、合并等形式，根據課程的時間安排以及知識學習的先后順序等要求，僅在某一門課程中重點講解，在其他應用到該知識點的課程中只做簡單了解。對于實驗課程和理論課程相互脫節的問題，則采用融合開課的形式予以解決，對于同一體系的知識，課程采用先理論，后實驗，再理論，再實驗的形式安排教學。對于三門課程中知識點高度相關的內容，則打破原有的知識體系以及課程間的限制，以行業企業生產項目的形式實施教學。例如，對于精細化學品化學中的表面活性劑、香精香料、日用化學品等章節，結合精細化學品檢驗技術中香料和香精的檢驗、表面活性劑的檢測、化妝品的檢驗等章節，在精細化工專業實驗中開設透明洗發香波的配置及性能測定、美白保濕水的制備及性能測定、透明皂的制備及性能測定、洗衣液的制備及性能測定等實驗。以洗衣液的制備及性能測定實驗為例來說明一下課程間內容的融合。該實驗的目的是學會制備由多種表面活性劑及助劑組成的不含強酸、強堿、磷等成分的液體洗滌劑。實驗要求則包括：(1)產品的基本要求：配置一款原料成本每公斤不高于3.5元的洗衣液，要求外觀透明，純活性成分不低于18%，不含磷，粘度適中，pH接近中性，泡沫適中易于漂洗，洗滌能力良好。(2)性能測試：外觀、粘度測量、pH值的測定、泡沫性能、使用性能評價。可以看出，在該實驗中既包含了精細化學品化學中的相關知識點，也使用了精細化學品檢驗技術中相關的檢測技術。學生通過精細化工專業實驗既訓練了實驗技能也驗證其他兩門課程的理論知識。

二、在教學任務的安排方面，打破時間、空間以及課程的限制。首先是教學時間的安排上，必須保證三門課程在同一個學期開課，根據課程組教師對課程間知識體系的調整和整體優化，實現理論課和實驗課混合編排教學，既避免課程間知識點的重復講授，也極大的促進了理論與實驗的相互配合。在教學空間上打通教室、實驗室和企業的空間界限，教師根據課程需要可以自主選擇授課地點，理論課的授課地點可以在教室、實驗室、工廠等多種環境下進行。對于檢測儀器、生產設備、生產工藝等相關的教學內容，教師可以根據需要調整授課地點，講解檢測設備可以在實驗室，講解生產設備可以在實訓車間，講解生產工藝可以直接到工廠相應的生產線上，使學生直接和實際生產相接觸，了解目前先進的生產技術，提高學生的學習興趣，培養學生的創新能力。

三、以項目為載體編排教學內容，開展教學活動。對于精細化學品化學、精細化學品檢驗技術、精細化工專業實驗三門課程，課程融合的核心是以項目教學為載體，實現課程間的整體優化。同時考慮到知識點的難易程度，對于部分簡單的知識，不再進行課堂講授，而是以實踐項目的形式兼顧到即可。項目教學以企業實際需求為導向，兼顧學生能力，選擇具有典型性的項目作為載體，學生在教師的指導下，按照項目涉及的問題進行信息搜集，通過小組的共同研究，努力創造性地去解決問題，得出結論并完成任務，從而提升其創新能力、職業素養和團結協作的精神，并將其培養成既能動手又能動腦的創新型人才。每一個項目教學都要求學生完成市場調研(對產品的使用情況、各種原材料的價格等進行調研，并分析產品的應用前景)、產品設計(根據調研報告設計一種合適的產品)、項目答辯(學生需要對自己的設計進行可行性答辯，進而完善自己的設計)、實驗開發(學生需要根據設計在實驗室進行產品的開發)、性能評價(對于自己的產品，學生需要利用所學的檢測手段進行各項性能檢測)、模擬銷售(對于各項性能達到國家標準的產品，組織學生進行模擬銷售)、總結匯報(學生需要對整個開發過程做總結報告)、產品推介(對于學生研發的有市場推廣價值的產品，鼓勵學生采用多種形式向社會推廣)等相關環節。

總而言之，我們的教學改革主要是考慮課程體系的整體要求，以知識系統為基礎，以企業化工生產中涉及的化學項目為載體，合理地整合教學內容，在正視學生差異的基礎上對學生進行分組后，進行項目教學的探索與實踐，并鼓勵學生在創業導師的指導下對有市場競爭力的產品進行推廣。在教學改革的過程中也存在一定的問題，比如課程間的整合需要教師間密切的配合和充分的討論，否則會引起知識點遺漏、知識先后順序不合適等諸多問題；課程需要學生利用大量的課余時間進行資料查閱和小組討論，如果學生沒有充分學習的話會大幅度降低教學效果；項目的研發過程需要大量的時間，課程安排的時間明顯不足，需要學生利用課余時間到實驗室做實驗，因此必須配套設置開放實驗室及相應的輔導老師以保證學生的實驗安全；學生的項目設計非常靈活，和常規的實驗完全不同，因此所涉及到的各種化學試劑不能提前造計劃購買，只能準備一些常規的主要的化學試劑，其他的試劑必須在學生設計結束后快速購買，極大地增加了實驗準備難度。雖然在教學改革中存在很多的困難，但是這種形式的教學改革得到了學生廣泛的支持，極大地提高了學生的學習興趣和創新精神。

[1] 李延廷.德國職業教育模式下的理論課與實驗課的教學設計[J].中國現代教育裝備，2009(16):94-99.

[2] 李少龍，陶偉涵，金愛娟,等.關于大學理論課與實驗課結合的探究[J].上海理工大學學報( 社會科學版)，2016(4):383-386.

[3] 吳登平，于 軍，朱偉玲，等.大學物理理論課與實驗課的現狀、問題與整合[J].物理通報，2012(4):28-30.

[4] 岳可芬，王小芳.物理化學實驗課和理論課相互聯系的教學方法[J].湖南師范大學自然科學學報， 2011(34):207-208.

[5] 屠聞文.分析化學理論課和實驗課教學的有效結合[J].大學教育，2013(22):104-105.

[6] 趙春旺.大學物理理論課與實驗課整體優化的研究與實踐[J].內蒙古工業大學學報(社會科學版)，2004(13):116-118.

[7] 劉 綺，江鑒娣.實驗課、理論課、生產實習三大教學環節相結合的教學模式[J].高校實驗室工作研究，2007(2):8-11.

[8] 張惠銘.信息化教學環境下病理學理論課與實驗課的并軌教學模式[J]，醫學教育探索，2010(9):1352-1354.