應用化學專業綜合實驗的設計與教學實踐

(武漢工程大學 化學與環境工程學院，湖北 武漢 430205)

實驗是理論教學的延伸和拓展，是理論知識轉化為實踐能力的重要手段，也是理工科專業實踐教學的重要環節[1]。應用化學專業綜合實驗是本校應用化學專業開設的一門應用型綜合實驗課程[2]。應用化學專業高年級學生在學習完四大化學及相關專業基礎課程后完成綜合實驗，在專業性、綜合性方面的進一步得到凝練和提高，有利于提升學生實驗操作技能、鞏固基礎理論知識，培養學生提高觀察能力、操作能力，分析問題和解決問題能力，培養高素質應用化學人才[3]。通過專業綜合實驗課程，學生可以學習和體會到科研的方法和過程，也將為后期畢業論文打下良好的基礎。

專業綜合實驗不同于基礎實驗，它是多學科知識點的交叉與融合，也更強調學生的自主性和選擇性。因此在實驗內容的設計上，我們強調"學生為主體，老師為導向"的教學原則[4]。結合應用化學專業特點，我們設計了“果汁中總酸度、總糖及維生素C含量的測定”這一綜合實驗，將分析應用到食品中。實驗對象來自身邊隨處可見的物質，則實驗結果將會給學生留下較深刻印象。

1 實驗內容設計

實驗要求學生自行將實驗對象處理至可分析狀態，通過一系列操作處理，學生也會深刻體會到樣品前處理是分析測試中至關重要的一環，前處理的好壞也決定了整個工作的效率并直接影響到結果的可靠性。同時實驗還要求學生必須采用經典滴定分析方法[5]，并將結果與食品包裝上的標注結果作對比，探討與標注結果存在差異的原因。實驗中維生素C的測定則要求使用不止一種分析方法，對比不同分析方法測定結果的差異并分析其原因。實驗所采用的滴定方法涵括了酸堿滴定、氧化還原滴定兩大類滴定分析方法，而加熱條件下的還原糖滴定分析又對學生的滴定操作技能提出了較高的要求，進一步鞏固和提升了實驗操作技能。還原糖測定中斐林試劑的配置和使用，滴定溫度和速度的控制都是實驗的關鍵點，不同的操作會出現不同的實驗現象，要求學生發現問題分析問題再解決問題。實驗貼近生活以及不同實驗現象的原因探索，都將在一定程度上激發學生的實驗興趣，“興趣是最好的老師”，在興趣中實驗，效果有了明顯提升。

2 實驗教學組織形式

2.1 分組協同實驗

基礎實驗教學中，實驗內容與時間完全固定，實驗操作一人一組，強調學生獨立完成實驗項目。專業綜合實驗中，我們將一個班分成幾個小組，每組2～3人，每一小組合作查閱相關資料，確定相應的實驗方案交老師評閱其可行性。小組成員取長補短，互通有無，這在一定程度上培養了學生的團隊協作性，增強了合作交流的意識。

2.2 自行統籌實驗進度

在實驗時間的安排上，我們針對實驗總體情況，限定了實驗的總天數，但每天的實驗進度由學生根據自己設計的實驗方案自行安排，如維生素C經典滴定分析方法中，標準溶液極易氧化需現用現配，而染料2,6二氯酚靛酚需放置后過濾使用，學生需合理安排實驗進度，這在一定程度上提高了學生統籌規劃的能力和對實驗的掌控程度，也充分發揮了他們的主觀能動性，提高了實驗的積極主動性。

3 實驗考查模式

3.1 論文形式書寫實驗報告

實驗的考查模式，仍以實驗報告的形式呈現，但要求以論

文的形式書寫專業綜合實驗報告。報告內容包括各部分內容的簡要綜述、實驗意義、實驗材料和實驗方法、實驗結果與討論、結論，還可以加上實驗中遇到的問題分析及實驗心得體會等。以論文形式書寫專業綜合實驗報告，在一定程度上讓學生學習和體會了科研論文的書寫模式。

3.2 小組答辯提升實驗效果

專業綜合實驗考查引入了答辯環節，即實驗結束后，學生以組為單位進行實驗答辯，內容包括實驗原理與現象，實驗過程中的現象分析與探討，小組間結果對比與分析。答辯環節有助于學生對實驗整體回顧總結，提升實驗效果。老師則將根據答辯情況，結合實驗結果對小組及小組中各成員給出量化評價，答辯環節的分數結合實驗總結的分數共同構成該實驗的總分。

4 實驗效果評價

學生根據實驗目的和要求自行設定實驗方案，完成實驗項目，發揮了學生的主觀能動性，同時發現問題分析問題解決問題的能力得到了提高。分組協同實驗，取長補短互通有無，學生的團隊合作意識得到了增強。自行統籌實驗進度，提高了學生統籌規劃的能力和對實驗的整體掌控程度。論文形式書寫實驗報告，答辯環節的引入，既讓學生學習和體會了科研的方法和過程，也為后期畢業論文以及以后的工作都打下了良好的基礎。