應用技術型高校工科基礎化學實驗教學改革與實踐

歐利輝　陳遠道　肖安國，沈廣宇　靳俊玲　張春香

摘要：本文探討了應用技術型高校工科基礎化學實驗課程教學改革與實踐情況。結合湖南文理學院的辦學定位和培養應用技術型人才的要求，及配合學校進行的工科專業教學改革工作的需要，對工科基礎化學實驗課程所涉及的教學內容和考核方式進行了探索與改革，以便能夠培養出實驗技能和創新能力強的應用技術型人才，更好地滿足社會需要。

關鍵詞：工科基礎化學實驗；教學改革；應用技術型高校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0277-02

基礎化學是以有機化學、無機化學、分析化學和物理化學等為主的以實驗為基礎的學科。基礎化學實驗不但是啟發創造能力和思維能力的重要途徑和方法，而且對于培養學生手腦協調能力、觀察思考能力以及科研能力等方面具有非常重要的作用[1-3]。依照早期的教學模式，實驗與理論課程教學一同開設，其優點是學生能將實驗課程與課堂理論知識緊密結合，能實現對實驗原理的更好理解。然而，也同時存在許多難于克服的缺點，主要體現在如下幾個方面[4-5]：（1）根據早期傳統的基礎化學實驗教學體系，各類專業實驗基礎課程安排在三個學年中完成。這樣的課程設置使得相互關聯的基礎化學實驗基本操作和基本技能培訓被人為地分開，這樣會造成每一門實驗課所學習到的實驗基本操作不能得到充分的訓練，時間一久，學生就會遺忘所學基本操作，從而使得教學效果達不到預期目標。（2）在基礎化學實驗教學過程中，老師和學生有時會特別重視實驗理論部分的學習，而忽視基本的實驗操作訓練。（3）由于實驗場地和實驗設備數量的限制，往往需要在不同的時間段分組進行同樣一個實驗，然而，在教學安排上卻存在著實驗課程與學生上課時間沖突這樣難以調和的矛盾。針對湖南文理學院環境工程、材料科學與工程和食品科學與工程等工科專業的基礎化學實驗教學存在的上述問題，作者在基礎化學實驗的教學過程中對實驗教學內容、考核方式和基礎化學實驗課程設置等方面進行了改革與實踐，發現實驗教學效果得到明顯的提高。

一、實驗課程教學內容改革

針對實驗內容安排，作者不再以獨立的四大基礎化學分類體系設置實驗課程，而是根據實驗內容的相互關聯性和等級進行分類，把基礎化學實驗內容分為三個不同的層次，即基礎型、驗證型和綜合型。基礎型實驗為基本的實驗操作訓練，解決學生在實驗過程中因實驗操作偏少而導致的操作不熟練和錯誤操作。驗證型實驗包括多種基本操作相結合的驗證性實驗，并與文獻數據比較，驗證結果的準確性，此類實驗以化學合成實驗和化學測量實驗為主。綜合型實驗為學生在教師指導下獨立設計且能綜合運用多門基礎化學課程實驗操作的綜合性實驗。通過作者的改革與實踐，整體上能提升基礎化學實驗教學水平和實驗層次。實驗課程教學不僅應合理配合理論課，加深對所學理論知識的理解，而且也要具有自己的獨立性。為了做到這一點，我們須對現有的實驗設備進行改革。

二、實驗教學設備改革

為了做到配合實驗課程體系的改革和適應新的實驗教學的需要，舊的實驗設備必須進行完善和改革。其目的是為了更好地引入先進的實驗手段和實驗技術，加強計算機在實驗教學方面的應用，以提升實驗的自動化程度和實驗教學水平。（1）將計算機引入某些實驗教學中，如“極化曲線的測定”、“振蕩反應以及固液相圖的測繪”等，通過計算機對實驗數據的自動采集、自動存貯和自動處理等功能的實現，讓學生有更多的時間和精力去思考真正的實驗問題。與此同時，實驗指導教師能通過對實驗數據及曲線進行及時的分析，發現實驗過程能否正常進行，能及時排除實驗故障和幫助學生糾正實驗中存在的一些錯誤，以改善實驗教學效果。（2）對實驗設備的改善能夠確保開設驗證及綜合型實驗，在實驗教學內容上能夠打破授課順序和學科界線的制約。因此，只用于單一實驗類型的簡單實驗設備的實驗室狀況已不能滿足現有的改革要求，必須對實驗設備進行改革。對“化合物制備、分析與應用”、“物理化學參數測定”等方面考慮進行實驗室改造及相應儀器設備的配置。此外，還要全局思量儀器設備的多用途性，特別是大型儀器，要考慮先進性和其利用率，以便提高實驗效率。

三、實驗教學考核方式改革

我們早期的工科基礎化學實驗都是以實驗報告及平時在實驗室表現打出學生實驗成績。為了培養應用技術型人才，結合我校實際，我們改革了工科基礎化學實驗的考核。以平時成績（40%）、操作考試（40%）、筆試成績（20%）作為評定成績的三要素實行綜合評分。通過以學生預習報告、提出并回答問題能力、實驗操作能力、實驗態度、實驗報告的完成情況，給出平時成績，占總成績的40%。實驗操作考核是以每一位學生進行單獨的操作考核的方式來進行，占實驗課程總成績的40%。實驗筆試包括實驗原理、基本實驗操作技能、實驗方案設計等，內容豐富，綜合性強，能更好地考核學生的綜合能力，筆試成績占到實驗課程總成績的20%。這樣的考核方式不但能加強學生多方面能力的培養，而且能很好地提高學生的積極性和激發學生對化學實驗的興趣，能取得很好的實驗效果。

四、建立開放型實驗室

為了增強學生的創新意識和提升學生的綜合素質，讓高年級學生能夠根據自身的興趣獨立設計實驗方案，研究感興趣的學術問題，我們設立了開放型實驗室，以便更好地鼓勵學生參與科學研究活動。通過建立開放型實驗室，可顯著加強學生參與科研活動的積極性和主動性，進一步提升學生的實驗技能。學生參與的科研活動可來自于教師的科研項目，也可以是學生感興趣的學術問題，如生產中的工藝問題、環境污染與防治問題，以及各種創新創業項目等。建立開放型實驗室，對鼓舞學生參與科研活動具有十分重大的意義，可以顯著改善學生的實驗能力，也可以使得大學生校園科研活動的開展能普遍進行，以此樹立崇尚科學、勇于探索及理論與實踐相結合的優良學風。

通過設立開放型實驗室，可克服過去實驗教學過程中存在的一些缺陷。開放型實驗室的設立，不但可將實驗教學與科研相結合，而且也可通過學生的科研活動，進一步促進實驗教學，進而可實現基礎化學實驗中心的高效率良性運轉。對于學生自身來說，獨立地設計實驗并解決科研問題，會使其綜合素質和實踐能力得到較大幅度提高，成為受社會歡迎且認可的實際應用型人才。

五、結論

對基礎化學實驗教學的改革和實踐，學生的創新意識和解決實際問題的能力能得到顯著提高，同時也能拓寬學生的化學視野。另外，設立綜合型實驗項目和鼓勵學生參與教師的科研項目等多種模式，既可以提高學生自主學習的主動性和積極性，又可增強學生的科研思維和獨立操作的能力，進而促進教學質量的提高，更好地為相關專業人才的培養提供實踐及創新平臺。

參考文獻：

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[2]陽杰，董強，李少波，楊本宏，朱仁發，張霞.應用型大學工科基礎化學實驗1模塊教學改革與實踐[J].赤峰學院學報：自然科學版，2016，32（2）：268-270.

[3]康曉燕.提高工科基礎化學實驗教學質量的對策[J].實驗室科學，2008，3（6）：25-27.

[4]李樹安，張珍明，馬衛興，葛洪玉，熊建軍，許興友.注重能力培養，構建工科基礎化學實驗教學平臺[J].實驗室研究與探索，2008，27（9）：76-78.

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